JP3777209B2 - 高周波スイッチ及び高周波スイッチ付き送受信装置 - Google Patents

Description

【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波を用いた衛星通信や自動車電話あるいは携帯電話等の無線通信システムにおいて、送受信系の切替等に用いて好適な高周波スイッチ及び高周波スイッチ付き送受信装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
現在、マイクロ波を用いた衛星通信や自動車電話あるいは携帯電話等の無線通信システムにおいて、図２１に示すように、送信部Ｔｘと受信部Ｒｘ１，Ｒｘ２の切替やアイソレーションあるいはスペースダイバシティ用の切替等に高周波スイッチＳＷ１〜ＳＷ３が用いられている。なお、図２１中の符号ＡＴ１，ＡＴ２はアンテナである。
【０００４】
ところで、上記の高周波スイッチとしては、従来より、ＰＩＮダイオードを使用した高周波スイッチが使用されているが、一般的な高周波スイッチとして多く用いられている回路を図２２〜図２４に示す。
まず、図２２に示す高周波スイッチは、ＰＩＮダイオードＤを伝送線路１１１に対して、直列に挿入し、ＰＩＮダイオードＤのＤＣバイアス線１１２（このＤＣバイアス線１１２には抵抗ＲとインダクタＬ１０１とが直列に接続されている）をオン（ＯＮ）オフ（ＯＦＦ）することにより、信号のスイッチングを行なっている。すなわち、ＤＣバイアス線１１２の制御端１１２Ａを＋にすると、ＰＩＮダイオードＤがインダクタＬ１０２を介して接地されることにより導通してスイッチＯＮの状態になる一方、ＤＣバイアス線１１２の制御端１１２Ａを０又はオープンにすると、ＰＩＮダイオードＤが非導通状態となってスイッチＯＦＦの状態になる。
【０００５】
なお、図２２において、Ｃ１０１，Ｃ１０２はＤＣカット用コンデンサである。
また、図２３に示す高周波スイッチは、ＰＩＮダイオードＤ′を伝送線路１１１に対して、並列に挿入し、ＰＩＮダイオードＤ′のＤＣバイアス線１１２′（このＤＣバイアス線１１２′には抵抗Ｒ′とインダクタＬ１０１′とが直列に接続されている）をオン（ＯＮ）オフ（ＯＦＦ）することにより、信号のスイッチングを行なっている。すなわち、ＤＣバイアス線１１２′の制御端１１２′Ａを＋にすると、ＰＩＮダイオードＤ′が非導通状態になってスイッチＯＦＦの状態になり、ＤＣバイアス線１１２′の制御端１１２′Ａを０又はオープンにすると、ＰＩＮダイオードＤ′が導通状態となってスイッチＯＮの状態になる。
【０００６】
なお、図２３において、Ｃ１０１′，Ｃ１０２′はＤＣカット用コンデンサである。
そして、上記の図２２，図２３に示すスイッチは、例えばアイソレーション用のスイッチＳＷ３に使用される。
また、図２２に示すようなＰＩＮダイオードを直列に挿入したスイッチを図２４に示すように２つ組み合わせると、切替スイッチ（図２１のスイッチＳＷ１，ＳＷ２参照）を構成することができる。
【０００７】
このようにすれば、ＤＣバイアス線１１２−１の制御端１１２Ａ−１を＋にするとともに、ＤＣバイアス線１１２−２の制御端１１２Ａ−２を０又はオープンにすると、ＰＩＮダイオードＤ−１がインダクタＬ１０２−１を介し導通してスイッチＯＮの状態になるとともに、ＰＩＮダイオードＤ−２が非導通状態となり、スイッチＯＦＦの状態になる。これにより、送信系あるいは一方のアンテナ側をオン状態にすることができる。
【０００８】
また、ＤＣバイアス線１１２−２の制御端１１２Ａ−２を＋にするとともに、ＤＣバイアス線１１２−１の制御端１１２Ａ−１を０又はオープンにすると、ＰＩＮダイオードＤ−２がインダクタＬ１０２−２を介し導通してスイッチＯＮの状態になるとともに、ＰＩＮダイオードＤ−１が非導通状態となり、スイッチＯＦＦの状態になる。これにより、受信系あるいは他方のアンテナ側をオン状態にすることができる。
【０００９】
なお、Ｃ１０１，Ｃ１０２，Ｃ１０３，Ｃ１０４はＤＣカット用コンデンサであり、Ｒ−１，Ｒ−２は抵抗、Ｌ１０１−１，Ｌ１０１−２はインダクタである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高周波スイッチの特性で重要なものとして、挿入損失とアイソレーションがある。挿入損失が大きいと、送信系では効率の悪化、受信系では受信感度の悪化につながる。また、アイソレーションが小さいと、送信系ではスプリアスの増加、受信系では送信時の電力増幅器からのリークによる、受信デバイス劣化が起こる。そこで、低挿入損失で高アイソレーションの高周波スイッチが望まれる。
【００１１】
しかし、従来の高周波スイッチでは、低挿入損失で高アイソレーションを得ることが難しい。
また、ＰＩＮダイオードＤ−３を直列に挿入したスイッチとＰＩＮダイオードＤ−４を並列に挿入したスイッチとを組み合わせて、図２５のようにして使用することも考えられるが、このようなスイッチでも、ある程度は低挿入損失特性あるいは高アイソレーション特性を満足できるのであるが、それでももう少し、特性を改善したい場合には、この図２５に示すスイッチを多段接続するしかなく、このようにすれば、挿入損失が悪化してしまう。
【００１２】
なお、図２５中、同じ符号は同様の機能を果たす素子を示している。
さらに、現在、携帯電話では８００ＭＨｚ帯が利用されているが、首都圏などトラフィックの大きい地域では１．５ＧＨｚ帯の利用も始まっており、今後はこの２つの周波数帯で使用できる携帯端末が利用可能になる予定である。しかし、上記で説明した従来の高周波スイッチでは、挿入損失とアイソレーションのどちらかの特性を犠牲にしてシステムを構成しなければならず、このため、この２つの周波数帯（デュアルバンド）で使用可能な、低挿入損失且つ高アイソレーションの高周波スイッチの出現が望まれている。
【００１３】
なお、上記図２５に示す高周波スイッチを、デュアルバンドで使用すると、特性の劣化は避けられず、更に制御の仕方も複雑になり、又マイナス電源で制御しなくてはならなかったり、制御端子が多くなって回路の規模が大きくなってしまったりするという課題がある。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、低挿入損失且つ高アイソレーションの高周波スイッチを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このため、本発明の請求項１にかかる高周波スイッチは、波長λ１，λ２（λ１＜λ２）の２種の高周波信号を伝送しうる信号伝送線路に直列に設けられたスイッチ部としての第１のＰＩＮダイオードと、この第１のＰＩＮダイオードをオンオフ制御するためのオンオフ制御信号を供給すべく、上記信号伝送線路に並列に接続された制御電源付き制御線と、この制御線に対し上記第１のＰＩＮダイオードを挟んで上記信号伝送線路に並列に一端を接続され、波長λ１の高周波信号に対して、第１のＰＩＮダイオードがオン時に上記信号伝送線路と反対側の先端がショートとなって、その信号伝送線路側がオープンとなる一方、第１のＰＩＮダイオードがオフ時に上記信号伝送線路と反対側の先端がオープンとなって、その信号伝送線路側がショートとなる線路長がλ１／４の長さの第１線路と、この第１線路の他端側に接続されるべき第２のＰＩＮダイオードと、上記第１線路と協働して線路長λ２／４の長さの線路を構成し、波長λ２の高周波信号に対して、第１のＰＩＮダイオードがオン時に上記信号伝送線路と反対側の先端がショートとなって、第１線路の信号伝送線路側をオープンとする一方、第１のＰＩＮダイオードがオフ時に上記信号伝送線路と反対側の先端がオープンとなって、第１線路の該信号伝送線路側をショートとする第２線路と、この第２線路に直列に接続された第３のＰＩＮダイオードと、上記第１線路と上記第２線路，上記第２のＰＩＮダイオードとの間に介装されて、第１線路と第２のＰＩＮダイオードの接続または第１線路と第２線路との接続を選択的に切り替えるスイッチ部とをそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１８】
また、本発明の請求項２にかかる高周波スイッチは、波長の異なる２種の高周波信号を伝送しうる第１の信号伝送線路に直列に設けられたスイッチ部としての第１のＰＩＮダイオードと、この第１のＰＩＮダイオードをオンオフ制御するためのオンオフ制御信号を供給すべく、第１の信号伝送線路に並列に接続された制御電源付き第１制御線と、この第１制御線に対し第１のＰＩＮダイオードを挟んで第１の信号伝送線路に並列に一端を接続され線路長が上記第１の信号伝送線路を伝送する上記高周波信号のうち波長の小さい方の波長の１／４の長さの第１線路と、この第１線路の他端に一端を接続されるべき第２のＰＩＮダイオードと、第１線路と協働して線路長が上記第１の信号伝送線路を伝送する上記高周波信号のうち波長の大きい方の波長の１／４の長さの線路を構成する第２線路と、この第２線路に直列に一端を接続された第３のＰＩＮダイオードと、第１線路と第２線路，第２のＰＩＮダイオードとの間に介装されて、第１線路と第２のＰＩＮダイオードの接続または第１線路と第２線路との接続を選択的に切り替える第１切替スイッチ部とをそなえるとともに、第１の信号伝送線路に接続され波長の異なる２種の高周波信号を伝送しうる第２の信号伝送線路に直列に第１のＰＩＮダイオードとは反対の向きに設けられたスイッチ部としての第４のＰＩＮダイオードと、この第４のＰＩＮダイオードをオンオフ制御するためのオンオフ制御信号を供給すべく、第２の信号伝送線路に並列に接続され上記第１の信号伝送線路に接続された制御電源と共通の制御電源付き第２制御線と、この第２制御線に対し第４のＰＩＮダイオードを挟んで第２の信号伝送線路に並列に一端を接続され線路長が上記第２の信号伝送線路を伝送する上記高周波信号のうち波長の小さい方の波長の１／４の長さの第３線路と、この第３線路の他端に一端を接続されるべき第２のＰＩＮダイオードとは反対の向きに設けられた第５のＰＩＮダイオードと、この第５のＰＩＮダイオードの他端に接続された電源及び第１コンデンサと第３線路と協働して線路長が上記第２信号伝送線路を伝送する上記高周波信号のうち波長の大きい方の波長の１／４の長さの線路を構成する第４線路と、この第４線路の他端に直列に一端を接続されるべき第３のＰＩＮダイオードとは反対の向きに設けられた第６のＰＩＮダイオードと、この第６のＰＩＮダイオードの他端に接続された電源及び第２コンデンサと、第３線路と第４線路，第５のＰＩＮダイオードとの間に介装されて、第３線路と第５のＰＩＮダイオードの接続または第３線路と第４線路との接続を選択的に切り替える第２切替スイッチ部とをそなえて構成されたことを特徴としている。
さらに、本発明の請求項３にかかる高周波スイッチ付き送受信装置は、送信部と第１受信部及び第２受信部と、上記送信部と上記第１受信部のための第１アンテナ部と、上記第２受信部のための第２アンテナ部と、上記第１アンテナ部と上記送信部と上記第１受信部との接続部に設けられた第１高周波スイッチと、上記第１受信部と第２受信部との接続部に設けられた第２高周波スイッチとをそなえ、上記第１高周波スイッチが請求項２に記載の高周波スイッチで構成され、上記第２高周波スイッチが請求項２に記載の高周波スイッチで構成されたことを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明あるいは本発明に関連するものの実施形態を説明する。
（ａ）本発明の高周波スイッチを適用しうる装置の説明
図６はマイクロ波を用いた衛星通信や自動車電話あるいは携帯電話等の無線通信システムにおける基地局あるいは移動端末の送受信系の一部を示すブロック図であるが、この図６に示すように、スペースダイバシティ用の一対のアンテナＡＴ１，ＡＴ２が設けられており、一方のアンテナＡＴ１には、切替用の高周波スイッチＳＷ１を介して、送信部Ｔｘと受信部Ｒｘ１とが接続されており、更に他方のアンテナＡＴ２に接続された受信部Ｒｘ２と、受信部Ｒｘ１とが切替用の高周波スイッチＳＷ２を介して、感度等の良好な受信部出力が選択されるようになっている。
【００２０】
なお、切替用高周波スイッチＳＷ１と受信部Ｒｘ１との間に、更に高周波スイッチＳＷ３を介装することも可能である。
（ｂ）第１実施形態にかかる高周波スイッチの説明
高周波数スイッチの第１実施形態を図１に示す。この図１に示す高周波スイッチは、例えば図６に示す回路では、切替用高周波スイッチＳＷ１と受信部Ｒｘ１との間に介装される高周波スイッチＳＷ３に使用されるもので、この高周波スイッチは、波長がλの高周波信号（例えばＲＦ信号）を伝送する信号伝送線路１に直列に設けられたスイッチ部としての第１のＰＩＮダイオードＤ１をそなえており、更にこの第１のＰＩＮダイオードＤ１をオンオフ制御するためのオンオフ制御信号を供給するために、制御電源（プラス電源）２付き制御線３（この制御線３にはインダクタＬ１が接続されている）が、信号伝送線路１に並列に接続されている。
【００２１】
また、この制御線３に対し第１のＰＩＮダイオードＤ１を挟んだ信号伝送線路１には、線路長がλ／４の長さのストリップ線路（λ／４線路）４の一端が並列に接続されている。更に、このλ／４線路４の他端には、第２のＰＩＮダイオードＤ２のアノードが接続されている。なお、第２のＰＩＮダイオードＤ２のカソードが接地されている。
【００２２】
なお、Ｃ１，Ｃ２はＤＣカット用コンデンサである。
上述の構成により、スイッチＯＮ時、つまりプラス電源印加時には、各ＰＩＮダイオードＤ１，Ｄ２がＯＮとなり、伝送線路１がスルー状態となり、λ／４線路４の先端（伝送線路１と反対側）がショート（短絡）となるため、λ／４線路４の伝送線路１側はオープン（開放）となって、直列のＰＩＮダイオードＤ１の挿入損失のみが見えることになる。これは図２に示すスイッチＯＮ時の出力インピーダンスＳ２２特性，入力インピーダンスＳ１１特性，通過インピーダンスＳ２１特性を参照すれば、その効果は明らかである。
【００２３】
また、スイッチＯＦＦ時、つまり制御電圧が０Ｖまたはオープン時には、各ＰＩＮダイオードＤ１，Ｄ２がＯＦＦとなり、直列のＰＩＮダイオードＤ１は高抵抗状態となり、又このときλ／４線路４の先端がオープンなので、λ／４線路４の伝送線路１側はショートとなり、この２つの減衰原因（ＰＩＮダイオードＤ１が高抵抗状態で且つλ／４線路４の伝送線路１側がショートとなっている状態）で高アイソレーション状態となる。これは図３に示すスイッチＯＦＦ時の出力インピーダンスＳ２２特性，入力インピーダンスＳ１１特性，通過インピーダンスＳ２１特性を参照すれば、その効果は明らかである。
【００２４】
このように従来の高周波スイッチでは、挿入損失またはアイソレーションのどちらかの特性を犠牲にしなければならなかったが、この第１実施形態の高周波スイッチのように、λ／４線路４を伝送路１に並列に接続し、その先端のグランド（ＧＮＤ）側にＰＩＮダイオードＤ２を配置するとともに、２つのＰＩＮダイオードＤ１，Ｄ２を制御するために別々の制御端子を必要とすることなく、１つの制御端子（単電源）でＯＮ，ＯＦＦ制御を可能としたことによって、低挿入損失及び高アイソレーションの両方を実現することができる。
【００２５】
すなわち、ＰＩＮダイオードＤ１，Ｄ２を直列と並列に配置し、並列のＰＩＮダイオードＤ２を使用周波数のλ／４線路４で接続することで、ＰＩＮダイオードＤ１のバイアスを共用できるようにしており、このような回路構成にすることで、プラス電源２のみでスイッチのＯＮ，ＯＦＦを行なうことができ、これにより、低挿入損失、高アイソレーションを実現し、更にはλ／４線路４の周波数特性で使用周波数以外のスプリアス等を減衰させることもできるのである。
【００２６】
（ｃ）第２実施形態にかかる高周波スイッチの説明
高周波数スイッチの第２実施形態を図４に示すが、この図４に示す高周波スイッチも、例えば図６に示す回路では、切替用高周波スイッチＳＷ１と受信部Ｒｘ１との間に介装される高周波スイッチＳＷ３に使用されるもので、この高周波スイッチは、ＰＩＮダイオードＤ１′，Ｄ２′を上記の第１実施形態と反対向きに実装し、伝送線路１に対し並列に接続されたＰＩＮダイオードＤ２′のアノード側をインダクタＬ２を介しプラス電源電圧Ｖｃｃで固定しておき、この箇所をコンデンサＣ３を用いて高周波的にショートしておくことで、第１実施形態の動作を実現したものである。
【００２７】
なお、図４中の符号３′は制御電源（プラス電源）２′付き制御線であり、この制御線３′にはインダクタＬ１′が接続されている。また、Ｃ１′，Ｃ２′はＤＣカット用コンデンサである。
そして、この回路の利点は、上記第１実施形態とは逆の制御動作で、上記第１実施形態の特性が得られることにある。
【００２８】
すなわち、スイッチＯＮ時、つまり制御電圧が０Ｖまたはオープン時には、各ＰＩＮダイオードＤ１′，Ｄ２′がＯＮとなり、伝送線路１がスルー状態となり、λ／４線路４′の先端（伝送線路１と反対側）がショート（短絡）となるため、伝送線路１側はオープン（開放）となって、直列のＰＩＮダイオードＤ１′の挿入損失のみが見えることになる。
【００２９】
また、スイッチＯＦＦ時、つまりプラス電源印加時には、各ＰＩＮダイオードＤ１′，Ｄ２′がＯＦＦとなり、直列のＰＩＮダイオードＤ１′は高抵抗状態となり、又このときλ／４線路４′の先端がオープンなので、伝送線路１側はショートとなり、この２つの減衰原因（ＰＩＮダイオードＤ１が高抵抗状態で且つ、λ／４線路４の伝送線路１側がショートとなっている状態）で高アイソレーション状態となるのである。
【００３０】
このようにこの第２実施形態では、制御電圧の逆転（例えば＋５Ｖ時ＯＮ，０Ｖ時ＯＦＦを＋５Ｖ時ＯＦＦを０Ｖ時ＯＮに変更すること）を制御回路側で行なうことなく、ＰＩＮダイオードのアノード側をＯＮ時の電圧に固定しておき、カソード側の電圧を制御することで、制御電圧の逆転を可能として、前述の第１実施形態のものと同様の効果ないし利点が得られるようにしたものということができる。
【００３１】
すなわち、この第２実施形態の場合も、ＰＩＮダイオードＤ１′，Ｄ２′を直列と並列に配置し、並列のＰＩＮダイオードＤ２′を使用周波数のλ／４線路４′で接続することで、ＰＩＮダイオードＤ１′のバイアスを共用できるようにしており、このような回路構成にすることで、プラス電源２′のみでスイッチのＯＮ，ＯＦＦを行なうことができ、これにより、低挿入損失、高アイソレーションを実現し、更にはλ／４線路４′の周波数特性で使用周波数以外のスプリアス等を減衰させることもできるのである。
【００３２】
（ｄ）第３実施形態にかかる高周波スイッチの説明
高周波数スイッチの第３実施形態を図５に示すが、この図５に示す高周波スイッチは、例えば図６に示す回路では、切替用高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２に使用されるものである。即ち、この高周波スイッチは、上記の第１実施形態の回路（図１参照）および第２実施形態の回路（図４参照）を組み合わせることにより、上記のアンテナ切替スイッチなどに適用可能なＳＰＤＴスイッチ（シングルポールダブルスロースイッチ）として構成したものである。
【００３３】
まず、この高周波スイッチでは、伝送線路１に直列に相互に反対向きにＰＩＮダイオードＤ１，Ｄ１′をそなえており、更にこのＰＩＮダイオードＤ１，Ｄ１′をオンオフ制御するためのオンオフ制御信号を供給するために、制御電源（プラス電源）２を共通とする制御線３，３′（制御線３，３′にはそれぞれインダクタＬ１，Ｌ１′が接続されている）が、伝送線路１に並列に接続されている。
【００３４】
また、制御線３に対しＰＩＮダイオードＤ１を挟んだ伝送線路１には、λ／４線路４が並列に接続され、更にこのλ／４線路４の他端には、カソードが接地されたＰＩＮダイオードＤ２のアノードが接続されるともに、制御線３′に対しＰＩＮダイオードＤ１′を挟んだ伝送線路１には、λ／４線路４′が並列に接続され、更にこのλ／４線路４′の他端には、カソードが接地されたＰＩＮダイオードＤ２′のアノードが接続されている。
【００３５】
さらに、ＰＩＮダイオードＤ２′のアノード側はインダクタＬ２を介しプラス電源電圧Ｖｃｃで固定されており、この箇所は更にコンデンサＣ３を用いて高周波的にショートされている。
なお、Ｃ４〜Ｃ７はＤＣカット用コンデンサである。
上述の構成により、この高周波スイッチをアンテナ切替スイッチＳＷ１として使用した場合は、まず、制御線３，３′にプラス電源を印加すると、各ＰＩＮダイオードＤ１，Ｄ２がＯＮとなるとともに、各ＰＩＮダイオードＤ１′，Ｄ２′がＯＦＦとなる。これにより、高周波スイッチが受信部側に切り替わって、アンテナと受信部とが接続される。このとき、λ／４線路４の先端（伝送線路１と反対側）がショート（短絡）となるため、λ／４線路４の伝送線路１側はオープン（開放）となって、直列のＰＩＮダイオードＤ１の挿入損失のみが見えることになる。
【００３６】
さらに、このプラス電源印加時には、上記のように各ＰＩＮダイオードＤ１′，Ｄ２′がＯＦＦとなっているので、直列のＰＩＮダイオードＤ１′は高抵抗状態となり、又このときλ／４線路４′の先端がオープンなので、λ／４線路４′の伝送線路１側はショートとなり、その結果、送信部に対しては、高アイソレーション状態となるのである。
【００３７】
一方、制御電圧を０Ｖまたはオープンにすると、各ＰＩＮダイオードＤ１，Ｄ２がＯＦＦになるとともに、各ＰＩＮダイオードＤ１′，Ｄ２′がＯＮになる。これにより、直列に接続されたＰＩＮダイオードＤ１は高抵抗状態となり、又このときλ／４線路４の先端がオープンなので、λ／４線路４の伝送線路１側はショートとなって、今度は、受信部側が高アイソレーション状態となる。
【００３８】
さらに、この制御電圧の０Ｖまたはオープン時には、各ＰＩＮダイオードＤ１′，Ｄ２′がＯＮとなっており、これにより、高周波スイッチが送信部側に切り替わって、アンテナと送信部とが接続される。このとき、λ／４線路４′の先端（伝送線路１と反対側）がショート（短絡）となるため、λ／４線路４′の伝送線路１側はオープン（開放）となって、直列のＰＩＮダイオードＤ１′の挿入損失のみが見えることになる。
【００３９】
このように本実施形態では、上記の第１実施形態のものと第２実施形態のものとを組み合わせてＳＰＤＴスイッチを構成することで、１つの制御端子で切替制御を可能としており、これにより、このスイッチをアンテナスイッチに適用した場合は、送信側ではロスを少なくすることができ、その結果、電力の高効率化に寄与することができ、更にはλ／４線路の周波数特性による、スプリアスの減衰が期待できる。
【００４０】
また、受信側では、ロスが少ないので、受信感度の向上及びλ／４線路の周波数特性による、スプリアス・レスポンス特性の改善、ならびにローカル信号等のアンテナ端輻射を抑制できる効果がある。
さらに、送信時の電力増幅器からアンテナスイッチを通って漏れてくる電力による受信デバイスの保護という面でも、高アイソレーションが有効となる。
【００４１】
（ｅ）第４実施形態にかかる高周波スイッチの説明
高周波数スイッチの第４実施形態を図７に示す。この図７に示す高周波スイッチは、例えば図６に示す回路では、切替用高周波スイッチＳＷ１と受信部Ｒｘ１との間に介装される高周波スイッチＳＷ３に使用されるもので、この高周波スイッチは、上述の第１実施形態の回路のλ／４線路の部分を、ＰＩＮダイオードスイッチを用いて、２つ以上の周波数ｆ１，ｆ２（ｆ１＞ｆ２：例えばｆ１は１．５ＧＨｚ，ｆ２は８００ＭＨｚ）のλ／４線路を切り替えて実現することで、マルチバンド（デュアルバンド）対応としたスイッチである。
【００４２】
すなわち、波長λ１，λ２（λ１＜λ２）の２種の高周波信号ｆ１，ｆ２（ｆ１＞ｆ２）を伝送しうる信号伝送線路１１に直列に、スイッチ部としての第１のＰＩＮダイオードＤ１１が設けられている。
また、第１のＰＩＮダイオードＤ１１をオンオフ制御するためのオンオフ制御信号を供給するために、信号伝送線路１１に並列に、制御電源１２付き制御線１３（この制御線１３にはインダクタＬ１１が接続されている）が接続されている。
【００４３】
さらに、制御線１３に対し第１のＰＩＮダイオードＤ１１を挟んで信号伝送線路１１に並列に、線路長がλ１／４の長さの第１線路１４−１の一端がコンデンサＣ１４−１を介して接続されており、更にこの第１線路１４−１の他端側には、第２のＰＩＮダイオードＤ１２−１のアノードが接続されている。また、第２のＰＩＮダイオードＤ１２−１のカソードに接続された一端接地型のコンデンサＣ１３が設けられている。
【００４４】
また、コンデンサＣ１３に対し並列に、第１線路１４−１と協働して線路長λ２／４の長さの線路を構成する第２線路１４−２がコンデンサＣ１４−２を介して接続されるとともに、この第２線路１４−２に直列に、カソード接地の第３のＰＩＮダイオードＤ１２−２が接続されている。
さらに、第１線路１４−１とコンデンサＣ１４−１との間には、インダクタＬ１２付き制御線１４が接続されており、更にこの制御線１４付きの電源１２−１は、周波数ｆ２の信号を扱うときは、＋となって、制御線１４をＯＮにし、周波数ｆ１の信号を扱うときは、０又はオープンとなって、制御線１４をＯＦＦにするように構成されている。
【００４５】
また、第２線路１４−２とコンデンサＣ１４−２との間には、インダクタＬ１４付き制御線１５が接続されており、更にこの制御線１５付きの電源１２−２は、周波数ｆ２の信号を扱うときであって、スイッチＯＮ時は、＋となって、制御線１４をＯＮにし、周波数ｆ２の信号を扱うときであって、スイッチＯＦＦ時は、０又はオープンとなって、制御線１４をＯＦＦにするように構成されている。
【００４６】
なお、ＰＩＮダイオードＤ１２−１とコンデンサＣ１３との接続点と、Ｃ１４−２との間は、インダクタＬ１３を介して接地されている。
また、一端が接地されたインダクタＬ１５が信号伝送線路１１に並列に接続されている。
なお、Ｃ１１，Ｃ１２はＤＣカット用コンデンサである。
【００４７】
このような構成により、例えば高い方の周波数ｆ１の信号を扱うときは、電源１２−１を０又はオープンにして、制御線１４をＯＦＦにした状態で、制御線１３をＯＮ，ＯＦＦする。
すなわち、スイッチＯＮ時は、制御線１３にプラス電源を印加する。これにより、ＰＩＮダイオードＤ１１がインダクタＬ１５を介してＯＮとなり、伝送線路１１がスルー状態となり、第１線路１４−１の先端（伝送線路１１と反対側）がショート（短絡）となるため、第１線路１４−１の伝送線路１１側はオープン（開放）となって、直列のＰＩＮダイオードＤ１１の挿入損失のみが見えることになる。
【００４８】
また、スイッチＯＦＦ時は、制御線１３の制御電圧を０Ｖまたはオープンにする。これにより、ＰＩＮダイオードＤ１１がＯＦＦとなり、直列のＰＩＮダイオードＤ１１は高抵抗状態となり、又このとき第１線路１４−１の先端がオープンなので、第１線路１４−１の伝送線路１１側はショートとなり、高アイソレーション状態となる。
【００４９】
次に、低い方の周波数ｆ２の信号を扱うときは、電源１２−１を＋にして、制御線１４をＯＮにした状態で、制御線１３，１５をＯＮ，ＯＦＦする。
すなわち、スイッチＯＮ時は、制御線１３，１５にプラス電源を印加する。これにより、ＰＩＮダイオードＤ１１がインダクタＬ１５を介してＯＮとなり、伝送線路１１がスルー状態となる。このとき、第２線路１４−２の先端（伝送線路１１と反対側）がショート（短絡）となるため、第１線路１４−１の伝送線路１１側はオープン（開放）となって、直列のＰＩＮダイオードＤ１１の挿入損失のみが見えることになる。
【００５０】
また、スイッチＯＦＦ時は、制御線１３，１５の制御電圧を０Ｖまたはオープンにする。これにより、ＰＩＮダイオードＤ１１がＯＦＦとなり、直列のＰＩＮダイオードＤ１１は高抵抗状態となり、又このとき第２線路１４−２の先端がオープンなので、第１線路１４−１の伝送線路１１側はショートとなり、高アイソレーション状態となる。
【００５１】
このようにλ／４線路を２つのＰＩＮダイオードおよびコンデンサを用いることで、マルチバンド（デュアルバンド）に対応させながら、低挿入損失、高アイソレーションを実現し、更には使用周波数以外のスプリアス等を減衰させることができる。
（ｆ）第５実施形態にかかる高周波スイッチの説明
高周波数スイッチの第５実施形態を図８に示すが、この図８に示す高周波スイッチも、例えば図６に示す回路では、切替用高周波スイッチＳＷ１と受信部Ｒｘ１との間に介装される高周波スイッチＳＷ３に使用されるもので、この高周波スイッチは、上記の第４実施形態とは逆の制御でスイッチをＯＮ，ＯＦＦできるようにしたものである。
【００５２】
すなわち、波長λ１，λ２（λ１＜λ２）の２種の高周波信号ｆ１，ｆ２（ｆ１＞ｆ２）を伝送しうる信号伝送線路１１に直列に、上記第４実施形態のものとは逆向きにスイッチ部としての第１のＰＩＮダイオードＤ１１′が設けられている。
また、第１のＰＩＮダイオードＤ１１′をオンオフ制御するためのオンオフ制御信号を供給するために、信号伝送線路１１に並列に、制御電源１２′付き制御線１３′（この制御線１３′にはインダクタＬ１１′が接続されている）が接続されている。
【００５３】
さらに、制御線１３′に対し第１のＰＩＮダイオードＤ１１′を挟んで信号伝送線路１１に並列に、線路長がλ１／４の長さの第１線路１４′−１の一端がコンデンサＣ１４′−１を介して接続されており、更にこの第１線路１４′−１の他端側には、第２のＰＩＮダイオードＤ１２′−１のアノードが接続されている。また、第２のＰＩＮダイオードＤ１２′−１のカソードに接続された一端接地型のコンデンサＣ１３′が設けられている。
【００５４】
また、コンデンサＣ１３′に対し並列に、第１線路１４′−１と協働して線路長λ２／４の長さの線路を構成する第２線路１４′−２がコンデンサＣ１４′−２を介して接続されるとともに、この第２線路１４′−２に直列に、カソード接地の第３のＰＩＮダイオードＤ１２′−２が接続されている。
さらに、第１線路１４′−１とコンデンサＣ１４′−１との間には、インダクタＬ１２′付き制御線１４′が接続されており、更にこの制御線１４′付きの電源１２′−１は、周波数ｆ２の信号を扱うときは、＋となって、制御線１４′をＯＮにし、周波数ｆ１の信号を扱うときは、０又はオープンとなって、制御線１４′をＯＦＦにするように構成されている。
【００５５】
また、第２線路１４′−２とコンデンサＣ１４′−２との間には、インダクタＬ１４′付き制御線１５′が接続されており、更にこの制御線１５′付きの電源１２′−２は、周波数ｆ２の信号を扱うときであって、スイッチＯＮ時は、＋となって、制御線１５′をＯＮにし、周波数ｆ２の信号を扱うときであって、スイッチＯＦＦ時は、０又はオープンとなって、制御線１５′をＯＦＦにするように構成されている。
【００５６】
なお、ＰＩＮダイオードＤ１２′−１とコンデンサＣ１３′との接続点と、Ｃ１４′−２との間は、インダクタＬ１３′を介して接地されている。
また、一端に電圧Ｖｃｃが印加されたインダクタＬ１５′が信号伝送線路１１に並列に接続されている。
なお、Ｃ１１′，Ｃ１２′はＤＣカット用コンデンサである。
【００５７】
このような構成により、例えば高い方の周波数ｆ１の信号を扱うときは、電源１２′−１を０又はオープンにして、制御線１４′をＯＦＦにした状態で、制御線１３′をＯＮ，ＯＦＦする。
すなわち、スイッチＯＮ時は、制御線１３′の制御電圧を０Ｖまたはオープンにする。これにより、ＰＩＮダイオードＤ１１′がインダクタＬ１５′を介してＯＮとなり、伝送線路１１がスルー状態となり、第１線路１４′−１の先端（伝送線路１１と反対側）がショート（短絡）となるため、第１線路１４′−１の伝送線路１１側はオープン（開放）となって、直列のＰＩＮダイオードＤ１１′の挿入損失のみが見えることになる。
【００５８】
また、スイッチＯＦＦ時は、制御線１３′にプラス電源を印加する。これにより、ＰＩＮダイオードＤ１１′がＯＦＦとなり、直列のＰＩＮダイオードＤ１１′は高抵抗状態となり、又このとき第１線路１４′−１の先端がオープンなので、第１線路１４′−１の伝送線路１１側はショートとなり、高アイソレーション状態となる。
【００５９】
次に、周波数ｆ１よりも低い周波数ｆ２の信号を扱うときは、電源１２′−１を＋にして、制御線１４′をＯＮにした状態で、制御線１３′，１５′をＯＮ，ＯＦＦする。
すなわち、スイッチＯＮ時は、制御線１３′の制御電圧を０Ｖまたはオープンにするとともに、制御線１５′にプラス電源を印加する。これにより、ＰＩＮダイオードＤ１１′がインダクタＬ１５′を介してＯＮとなり、伝送線路１１がスルー状態となり、第２線路１４′−２の先端（伝送線路１１と反対側）がショート（短絡）となるため、第１線路１４′−１の伝送線路１１側はオープン（開放）となって、直列のＰＩＮダイオードＤ１１′の挿入損失のみが見えることになる。
【００６０】
また、スイッチＯＦＦ時は、制御線１３′にプラス電源を印加するとともに、制御線１５′の制御電圧を０Ｖまたはオープンにする。これにより、ＰＩＮダイオードＤ１１′がＯＦＦとなり、直列のＰＩＮダイオードＤ１１′は高抵抗状態となり、又このとき第２線路１４′−２の先端がオープンなので、第１線路１４′−１の伝送線路１１側はショートとなり、高アイソレーション状態となる。
【００６１】
このようにＰＩＮダイオードのアノード側をＯＮ時の電圧に固定しておき、カソード側の電圧を制御することで、上記の第４実施形態とは逆の制御で、マルチバンド（デュアルバンド）に対応させながら、低挿入損失、高アイソレーションを実現し、更には使用周波数以外のスプリアス等を減衰させることができる。
（ｇ）第６実施形態にかかる高周波スイッチの説明
高周波数スイッチの第６実施形態を図９に示すが、この図９に示す高周波スイッチは、例えば図６に示す回路では、切替用高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２に使用されるもので、この高周波スイッチは、上記の第４実施形態の回路（図７参照）および第５実施形態の回路（図８参照）を組み合わせることにより、上記のアンテナ切替スイッチなどに適用可能なＳＰＤＴスイッチ（シングルポールダブルスロースイッチ）として構成したものである。
【００６２】
すなわち、伝送線路１１に直列に相互に反対向きにＰＩＮダイオードＤ１１，Ｄ１１′をそなえており、更にこのＰＩＮダイオードＤ１１，Ｄ１１′をオンオフ制御するためのオンオフ制御信号を供給するために、制御電源（プラス電源）１２を共通とする制御線１３，１３′（制御線１３，１３′にはそれぞれインダクタＬ１１，Ｌ１１′が接続されている）が、伝送線路１１に並列に接続されている。
【００６３】
さらに、制御線１３，１３′に対しＰＩＮダイオードＤ１１，Ｄ１１′を挟んで信号伝送線路１１に並列に、線路長がλ１／４の長さの第１線路１４−１，１４′−１の一端がコンデンサＣ１４−１，Ｃ１４′−１を介して接続されており、更にこの第１線路１４−１，１４′−１の他端側には、ＰＩＮダイオードＤ１２−１，Ｄ１２′−１のアノードが接続されている。また、ＰＩＮダイオードＤ１２−１，Ｄ１２′−１のカソードに接続された一端接地型のコンデンサＣ１３，Ｃ１３′が設けられている。
【００６４】
また、コンデンサＣ１３，Ｃ１３′に対し並列に、第１線路１４−１，１４′−１と協働して線路長λ２／４の長さの線路を構成する第２線路１４−２，１４′−２がコンデンサＣ１４−２，Ｃ１４′−２を介して接続されるとともに、この第２線路１４−２，１４′−２に直列に、カソード接地のＰＩＮダイオードＤ１２−２，Ｄ１２′−２が接続されている。
【００６５】
さらに、第１線路１４−１，１４′−１とコンデンサＣ１４−１，Ｃ１４′−１との間には、インダクタＬ１２，Ｌ１２′付き制御線１４，１４′が接続されており、更にこの制御線１４，１４′付きの電源１２−１，１２′−１は、周波数ｆ２の信号を扱うときは、＋となって、制御線１４，１４ ′をＯＮにし、周波数ｆ１の信号を扱うときは、０又はオープンとなって、制御線１４，１４′をＯＦＦにするように構成されている。
【００６６】
また、第１線路１４−２，１４′−２とコンデンサＣ１４−２，Ｃ１４′−２との間には、インダクタＬ１４，Ｌ１４′付き制御線１５，１５′が接続されており、更にこの制御線１５，１５′付きの電源１２−２，１２′−２は、周波数ｆ２の信号を扱うときであって、スイッチＯＮ時は、＋となって、制御線１５，１５′をＯＮにし、周波数ｆ２の信号を扱うときであって、スイッチＯＦＦ時は、０又はオープンとなって、制御線１５，１５′をＯＦＦにするように構成されている。
【００６７】
なお、ＰＩＮダイオードＤ１２−１，Ｄ１２′−１とコンデンサＣ１３，Ｃ１３′との接続点と、コンデンサＣ１４−２，Ｃ１４′−２との間は、インダクタＬ１３，Ｌ１３′を介して接地されている。
また、Ｌ１５は一端が接地されたインダクタ、Ｌ１５′は一端に電圧Ｖｃｃが印加されたインダクタであり、Ｃ１１，Ｃ１２′，Ｃ１５，Ｃ１６はＤＣカット用コンデンサである。
【００６８】
上述の構成により、この高周波スイッチをアンテナ切替スイッチＳＷ１として使用することを考えると、まず、例えば高い方の周波数ｆ１の信号を扱うときは、電源１２−１，１２′−１を０又はオープンにして、制御線１４，１４′をＯＦＦにした状態で、制御線１３，１３′をＯＮ，ＯＦＦする。
すなわち、制御線１３，１３′にプラス電源を印加して、制御線１３，１３′をＯＮにすると、ＰＩＮダイオードＤ１１はインダクタＬ１５を介してＯＮになるとともに、ＰＩＮダイオードＤ１１′はＯＦＦになる。これにより、高周波スイッチが送信部側に切り替わって、アンテナと送信部とが接続される。このとき、第１線路１４−１の先端（伝送線路１１と反対側）がショート（短絡）となるため、第１線路１４−１の伝送線路１１側はオープン（開放）となって、直列のＰＩＮダイオードＤ１１の挿入損失のみが見えることになる一方、ＰＩＮダイオードＤ１１′がＯＦＦとなっているので、ＰＩＮダイオードＤ１１′は高抵抗状態となり、又このとき第１線路１４′−１の先端がオープンなので、第１線路１４′−１の伝送線路１１側はショートとなり、受信側に対しては高アイソレーション状態となる。
【００６９】
また、制御線１３，１３′の制御電圧を０Ｖまたはオープンにして、制御線１３，１３′をＯＦＦにすると、ＰＩＮダイオードＤ１１′がＯＦＦとなり、ＰＩＮダイオードＤ１１′はインダクタＬ１５′を介してＯＮになる。これにより、高周波スイッチが受信部側に切り替わって、アンテナと受信部とが接続される。このとき、ＰＩＮダイオードＤ１１は高抵抗状態となり、又このとき第１線路１４−１の先端がオープンなので、第１線路１４−１の伝送線路１１側はショートとなり、送信部側は、高アイソレーション状態となる一方、第１線路１４′−１の先端（伝送線路１１と反対側）がショート（短絡）となるため、第１線路１４′−１の伝送線路１１側はオープン（開放）となって、直列のＰＩＮダイオードＤ１１′の挿入損失のみが見えることになる。
【００７０】
次に、低い方の周波数ｆ２の信号を扱うときは、電源１２−１を＋にして、制御線１４をＯＮにした状態で、制御線１３，１５をＯＮ，ＯＦＦする。
すなわち、制御線１３，１３′にプラス電源を印加して、制御線１３，１３′をＯＮにすると、ＰＩＮダイオードＤ１１はインダクタＬ１５を介してＯＮになるとともに、ＰＩＮダイオードＤ１１′はＯＦＦになる。これにより、高周波スイッチが送信部側に切り替わって、アンテナと送信部とが接続される。このとき、第２線路１４−２の先端（伝送線路１１と反対側）がショート（短絡）となるため、第１線路１４−１の伝送線路１１側はオープン（開放）となって、直列のＰＩＮダイオードＤ１１の挿入損失のみが見えることになる一方、ＰＩＮダイオードＤ１１′がＯＦＦとなっているので、ＰＩＮダイオードＤ１１′は高抵抗状態となり、又このとき第１線路１４′−２の先端がオープンなので、第１線路１４′−１の伝送線路１１側はショートとなり、受信側に対しては高アイソレーション状態となる。
【００７１】
また、制御線１３，１３′の制御電圧を０Ｖまたはオープンにして、制御線１３，１３′をＯＦＦにすると、ＰＩＮダイオードＤ１１がＯＦＦとなり、ＰＩＮダイオードＤ１１′はインダクタＬ１５′を介してＯＮになる。これにより、高周波スイッチが受信部側に切り替わって、アンテナと受信部とが接続される。このとき、ＰＩＮダイオードＤ１１は高抵抗状態となり、又このとき第２線路１４−２の先端がオープンなので、第１線路１４−１の伝送線路１１側はショートとなり、送信部側は、高アイソレーション状態となる一方、第２線路１４′−２の先端（伝送線路１１と反対側）がショート（短絡）となるため、第１線路１４′−１の伝送線路１１側はオープン（開放）となって、直列のＰＩＮダイオードＤ１１′の挿入損失のみが見えることになる。
【００７２】
このように前述の第４実施形態のものと第５実施形態のものとを組み合わせてＳＰＤＴスイッチを構成することで、１つの制御端子で切替制御を可能とすることにより、アンテナスイッチとして利用することで、デュアルバンド対応の低挿入損失，高アイソレーションのスイッチとして利用することができる。すなわち、マルチバンド（デュアルバンド）に対応させながら、送信側ではロスを少なくすることができ、電力の高効率化に寄与することができ、更にはλ／４線路の周波数特性による、スプリアスの減衰が期待できるとともに、受信側では、ロスが少ないので、受信感度の向上及びλ／４線路の周波数特性による、スプリアス・レスポンス特性の改善、ならびにローカル信号等のアンテナ端輻射を抑制できる効果があるほか、送信時の電力増幅器からアンテナスイッチを通って漏れてくる電力による受信デバイスの保護という面でも、高アイソレーションが有効となる。
【００７３】
（ｈ）第７実施形態にかかる高周波スイッチの説明
本発明を応用した高周波数スイッチの実施形態（上記の各実施形態からの説明の流れ上、本発明に係るこの実施形態を第７実施形態と称する）を図１０に示す。この図１０に示す高周波スイッチは、例えば図６に示す回路では、切替用高周波スイッチＳＷ１と受信部Ｒｘ１との間に介装される高周波スイッチＳＷ３に使用されるもので、この高周波スイッチは、上記第４実施形態のＰＩＮダイオードスイッチＤ１２−１をＦＥＴスイッチ等のＳＰＤＴスイッチと置き換えることで、上記第４実施形態のようにλ／４線路のスイッチ切替えを簡略化したものである。すなわち、上記第４実施形態のように、ＰＩＮダイオードＤ１２−１を用いてスイッチを構成すると、どうしてもＤＣカットしなければならなくなるため、ＰＩＮダイオードスイッチＤ１２−１，Ｄ１２−２用の制御端子が別々に必要になる。しかし、本実施形態の回路構成にすることで、バンド切り換え制御があるだけで、後はＯＮ，ＯＦＦの制御をするだけで良く、デュアルバンド対応低挿入損失、高アイソレーションで、制御が簡単な高周波スイッチを構成することができる。もちろん、このＳＰＤＴスイッチを追加することで、マルチバンドに対応することができる。すなわち、この第７実施形態では、上述の第１実施形態の回路のλ／４線路の部分を、ＦＥＴスイッチ等のＳＰＤＴスイッチを用いて、２つ以上の周波数ｆ１，ｆ２（ｆ１＞ｆ２：例えばｆ１は１．５ＧＨｚ，ｆ２は８００ＭＨｚ）のλ／４線路を切り替えて実現することで、マルチバンド（デュアルバンド）対応としたスイッチである。
【００７４】
この第７実施形態について、更に詳述すると、波長λ１，λ２（λ１＜λ２）の２種の高周波信号ｆ１，ｆ２（ｆ１＞ｆ２）を伝送しうる信号伝送線路２１に直列に、スイッチ部としての第１のＰＩＮダイオードＤ２１が設けられている。また、第１のＰＩＮダイオードＤ２１をオンオフ制御するためのオンオフ制御信号を供給するために、信号伝送線路２１に並列に、制御電源２２付き制御線２３（この制御線２３にはインダクタＬ２１が接続されている）が接続されている。
【００７５】
さらに、制御線２３に対し第１のＰＩＮダイオードＤ２１を挟んで信号伝送線路２１に並列に、線路長がλ１／４の長さの第１線路２４−１の一端が接続されており、更にこの第１線路２４−１の他端側には、ＦＥＴスイッチ等のＳＰＤＴスイッチからなる切替スイッチ２６が接続されている。
この切替スイッチ２６には、カソードが接地された第２のＰＩＮダイオードＤ２２−１のアノードが接続され、更に第１線路２４−１と協働して線路長λ２／４の長さの線路を構成する第２線路２４−２が接続されるとともに、この第２線路２４−２に直列に、カソード接地の第３のＰＩＮダイオードＤ２２−２が接続されている。
【００７６】
なお、この切替スイッチ２６は、バンド選択信号ＢＡＮＤ ＳＥＬを受けて、第１線路２４−１をＰＩＮダイオードＤ２２−１側に接続したり、第１線路２４−１を第２線路２４−２，ＰＩＮダイオードＤ２２−２側に接続するものである。
なお、Ｃ２１，Ｃ２２はＤＣカット用コンデンサである。
【００７７】
このような構成により、例えば高い方の周波数ｆ１の信号を扱うときは、切替スイッチ２６により、第１線路２４−１とＰＩＮダイオードＤ２２−１とを接続した状態で、制御線２３をＯＮ，ＯＦＦする。
すなわち、スイッチＯＮ時は、制御線２３にプラス電源を印加する。これにより、ＰＩＮダイオードＤ２１が第１線路２４−１，ＰＩＮダイオードＤ２２−１を介してＯＮとなり、伝送線路２１がスルー状態となり、第１線路２４−１の先端（伝送線路２１と反対側）がショート（短絡）となるため、第１線路２４−１の伝送線路２１側はオープン（開放）となって、直列のＰＩＮダイオードＤ２１の挿入損失のみが見えることになる。
【００７８】
また、スイッチＯＦＦ時は、制御線２３の制御電圧を０Ｖまたはオープンにする。これにより、ＰＩＮダイオードＤ２１がＯＦＦとなり、このＰＩＮダイオードＤ２１は高抵抗状態となり、又このとき第１線路２４−１の先端がオープンなので、第１線路２４−１の伝送線路２１側はショートとなり、高アイソレーション状態となる。
【００７９】
次に、低い方の周波数ｆ２の信号を扱うときは、切替スイッチ２６により、第１線路２４−１と第２線路２４−２，ＰＩＮダイオードＤ２２−２とを接続した状態で、制御線２３をＯＮ，ＯＦＦする。
すなわち、スイッチＯＮ時は、制御線２３にプラス電源を印加する。これにより、ＰＩＮダイオードＤ２１が第１線路２４−１，第２線路２４−２，ＰＩＮダイオードＤ２２−２を介してＯＮとなり、伝送線路２１がスルー状態となる。このとき、第２線路２４−１の先端（伝送線路２１と反対側）がショート（短絡）となるため、第１線路２４−１の伝送線路２１側はオープン（開放）となって、直列のＰＩＮダイオードＤ２１の挿入損失のみが見えることになる。
【００８０】
また、スイッチＯＦＦ時は、制御線２３の制御電圧を０Ｖまたはオープンにする。これにより、ＰＩＮダイオードＤ２１がＯＦＦとなり、このＰＩＮダイオードＤ２１は高抵抗状態となり、又このとき第２線路２４−１の先端がオープンなので、第１線路２４−１の伝送線路２１側はショートとなり、高アイソレーション状態となる。
【００８１】
このようにλ／４線路をスイッチで切り替えることで、デュアルバンド無線機のような、複数の周波数帯を使用するものにも十分に適用可能となる。すなわち、この場合、バンド切替制御を施すだけで、後は制御線２３のＯＮ，ＯＦＦの制御をするだけで良く、これにより、デュアルバンド対応の低挿入損失、高アイソレーションで、制御が簡単な高周波スイッチを構成することができる。
【００８２】
（ｉ）第８実施形態にかかる高周波スイッチの説明
高周波数スイッチの第８実施形態を図１１に示すが、この図１１に示す高周波スイッチも、例えば図６に示す回路では、切替用高周波スイッチＳＷ１と受信部Ｒｘ１との間に介装される高周波スイッチＳＷ３に使用されるもので、この高周波スイッチは、上記の第７実施形態とは逆の制御でスイッチをＯＮ，ＯＦＦできるようにしたものである。即ち、上述の第７実施形態のバイアスを第５実施形態のもののように、片側をインダクタＬ２２′−１，Ｌ２２′−２を介しプラス電源電圧Ｖｃｃで固定しておくことで、上述第７実施形態と逆のＯＮ，ＯＦＦ制御でスイッチにて制御することができるようになっている。なお、バンド切替スイッチの制御は第７実施形態と同じである。
【００８３】
すなわち、波長λ１，λ２（λ１＜λ２）の２種の高周波信号ｆ１，ｆ２（ｆ１＞ｆ２）を伝送しうる信号伝送線路２１に直列に、上記第７実施形態のものとは逆向きにスイッチ部としての第１のＰＩＮダイオードＤ２１′が設けられている。
また、ＰＩＮダイオードＤ２１′をオンオフ制御するためのオンオフ制御信号を供給するために、信号伝送線路２１に並列に、制御電源２２′付き制御線２３′（この制御線２３′にはインダクタＬ２１′が接続されている）が接続されている。
【００８４】
さらに、制御線２３′に対し第１のＰＩＮダイオードＤ２１′を挟んで信号伝送線路２１に並列に、線路長がλ１／４の長さの第１線路２４′−１の一端が接続されており、更にこの第１線路２４′−１の他端側には、ＦＥＴスイッチ等のＳＰＤＴスイッチからなる切替スイッチ２６′が接続されている。
この切替スイッチ２６′には、アノードがコンデンサＣ２３′−１を介して接地された第２のＰＩＮダイオードＤ２２′−１のカソードが接続されるとともに、第１線路２４′−１と協働して線路長λ２／４の長さの線路を構成する第２線路２４′−２が接続されるとともに、この第２線路２４′−２に直列に、アノードがコンデンサＣ２３′−２を介して接地された第３のＰＩＮダイオードＤ２２′−２が接続されている。
【００８５】
この切替スイッチ２６′は、バンド選択信号ＢＡＮＤ ＳＥＬを受けて、第１線路２４′−１をＰＩＮダイオードＤ２２′−１側に接続したり、第１線路２４′−１を第２線路２４′−２，ＰＩＮダイオードＤ２２′−２側に接続するものである。
なお、ＰＩＮダイオードＤ２２′−１，Ｄ２２′−２のアノード側は、インダクタＬ２２′−１，Ｌ２２′−２を介してプラス電源電圧Ｖｃｃで固定されている。また、Ｃ２１′，Ｃ２２′はＤＣカット用コンデンサである。
【００８６】
このような構成により、例えば高い方の周波数ｆ１の信号を扱うときは、切替スイッチ２６′により、第１線路２４−１とＰＩＮダイオードＤ２２−１とを接続した状態で、制御線２３′をＯＮ，ＯＦＦする。
すなわち、スイッチＯＮ時は、制御線２３′の制御電圧を０Ｖまたはオープンにする。これにより、ＰＩＮダイオードＤ２１′が第１線路２４′−１，ＰＩＮダイオードＤ２２′−１を介してＯＮとなり、伝送線路２１がスルー状態となり、第１線路２４′−１の先端（伝送線路２１と反対側）がショート（短絡）となるため、第１線路２４′−１の伝送線路２１側はオープン（開放）となって、直列のＰＩＮダイオードＤ２１′の挿入損失のみが見えることになる。
【００８７】
また、スイッチＯＦＦ時は、制御線２３′にプラス電源を印加する。これにより、ＰＩＮダイオードＤ２１′がＯＦＦとなり、このＰＩＮダイオードＤ２１′は高抵抗状態となり、又このとき第１線路２４′−１の先端がオープンなので、第１線路２４′−１の伝送線路２１側はショートとなり、高アイソレーション状態となる。
【００８８】
次に、低い方の周波数ｆ２の信号を扱うときは、切替スイッチ２６′により、第１線路２４′−１と第２線路２４′−２，ＰＩＮダイオードＤ２２′−２とを接続した状態で、制御線２３′をＯＮ，ＯＦＦする。
すなわち、スイッチＯＮ時は、制御線２３′の制御電圧を０Ｖまたはオープンにする。これにより、ＰＩＮダイオードＤ２１′が第１線路２４′−１，第２線路２４′−２，ＰＩＮダイオードＤ２２′−２を介してＯＮとなり、伝送線路２１がスルー状態となる。このとき、第２線路２４′−１の先端（伝送線路２１と反対側）がショート（短絡）となるため、第１線路２４′−１の伝送線路２１側はオープン（開放）となって、直列のＰＩＮダイオードＤ２１′の挿入損失のみが見えることになる。
【００８９】
また、スイッチＯＦＦ時は、制御線２３′にプラス電源を印加する。これにより、ＰＩＮダイオードＤ２１′がＯＦＦとなり、このＰＩＮダイオードＤ２１′は高抵抗状態となり、又このとき第２線路２４′−１の先端がオープンなので、第１線路２４′−１の伝送線路２１側はショートとなり、高アイソレーション状態となる。
【００９０】
このようにＰＩＮダイオードのアノード側をＯＮ時の電圧に固定しておき、カソード側の電圧を制御することで、制御電圧の逆転を可能にし、このようにすることで、この実施形態においても、バンド切替制御を施すだけで、後は制御線２３′のＯＮ，ＯＦＦの制御をするだけで良く、これにより、デュアルバンド対応の低挿入損失、高アイソレーションで、制御が簡単な高周波スイッチを構成することができる。
【００９１】
（ｊ）第９実施形態にかかる高周波スイッチの説明
本発明を応用した高周波数スイッチの実施形態（上記の各実施形態からの説明の流れ上、本発明に係るこの実施形態を第９実施形態と称する）を図１２に示すが、この図１２に示す高周波スイッチは、例えば図６に示す回路では、切替用高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２に使用されるもので、この高周波スイッチは、上記の第７実施形態の回路（図１０参照）および第８実施形態の回路（図１１参照）を組み合わせることにより、上記のアンテナ切替スイッチなどに適用可能なＳＰＤＴスイッチとして構成したものである。
【００９２】
すなわち、波長λ１，λ２（λ１＜λ２）の２種の高周波信号ｆ１，ｆ２（ｆ１＞ｆ２）を伝送しうる伝送線路２１に直列に相互に反対向きにＰＩＮダイオードＤ２１，Ｄ２１′をそなえており、更にこのＰＩＮダイオードＤ２１，Ｄ２１′をオンオフ制御するためのオンオフ制御信号を供給するために、制御電源（プラス電源）２２を共通とする制御線２３，２３′（制御線２３，２３′にはそれぞれインダクタＬ２１，Ｌ２１′が接続されている）が、伝送線路２１に並列に接続されている。
【００９３】
さらに、制御線２３に対しＰＩＮダイオードＤ２１を挟んで信号伝送線路２１に並列に、線路長がλ１／４の長さの第１線路２４−１の一端が接続されており、更に第１線路２４−１の他端側には、ＦＥＴスイッチ等のＳＰＤＴスイッチからなる切替スイッチ２６が接続されている。
この切替スイッチ２６には、カソードが接地された第２のＰＩＮダイオードＤ２２−１のアノードが接続されるとともに、第１線路２４−１と協働して線路長λ２／４の長さの線路を構成する第２線路２４−２が接続されるとともに、この第２線路２４−２に直列に、カソードが接地された第３のＰＩＮダイオードＤ２２−２が接続されている。
【００９４】
また、制御線２３′に対しＰＩＮダイオードＤ２１′を挟んで信号伝送線路２１に並列に、線路長がλ１／４の長さの第１線路２４′−１の一端が接続されており、更に第１線路２４′−１の他端側には、ＦＥＴスイッチ等のＳＰＤＴスイッチからなる切替スイッチ２６′が接続されている。
この切替スイッチ２６′には、アノードがコンデンサＣ２３′−１を介して接地された第２のＰＩＮダイオードＤ２２′−１のカソードが接続されるとともに、第１線路２４′−１と協働して線路長λ２／４の長さの線路を構成する第２線路２４′−２が接続されるとともに、この第２線路２４′−２に直列に、アノードがコンデンサＣ２３′−２を介して接地された第３のＰＩＮダイオードＤ２２′−２が接続されている。
【００９５】
なお、切替スイッチ２６，２６′の機能は、前述の第７，８実施形態のものと同じであるので、その説明を省略する。
また、ＰＩＮダイオードＤ２２′−１，Ｄ２２′−２のアノード側は、インダクタＬ２２′−１，Ｌ２２′−２を介してプラス電源電圧Ｖｃｃで固定されている。
【００９６】
なお、Ｃ２１′，Ｃ２２′，Ｃ２４，Ｃ２５はＤＣカット用コンデンサである。
上述の構成により、この高周波スイッチをアンテナ切替スイッチＳＷ１として使用することを考えると、まず、例えば高い方の周波数ｆ１の信号を扱うときは、切替スイッチ２６，２６′により、第１線路２４−１，２４′−１とＰＩＮダイオードＤ２２−１，Ｄ２２′−１とを接続した状態で、制御線２３，２３′をＯＮ，ＯＦＦする。
【００９７】
すなわち、制御線２３，２３′にプラス電源を印加して、制御線２３，２３′をＯＮにすると、ＰＩＮダイオードＤ２１がＯＮになるとともに、ＰＩＮダイオードＤ２１′がＯＦＦになる。これにより、高周波スイッチが受信部側に切り替わって、アンテナと受信部とが接続される。このとき、第１線路２４−１の先端（伝送線路２１と反対側）がショート（短絡）となるため、第１線路２４−１の伝送線路２１側はオープン（開放）となって、直列のＰＩＮダイオードＤ２１の挿入損失のみが見えることになる一方、ＰＩＮダイオードＤ２１′がＯＦＦとなっているので、ＰＩＮダイオードＤ２１′は高抵抗状態となり、又このとき第１線路２４′−１の先端がオープンなので、第１線路２４′−１の伝送線路２１側はショートとなり、受信側に対しては高アイソレーション状態となる。
【００９８】
また、制御線２３，２３′の制御電圧を０Ｖまたはオープンにして、制御線２３，２３′をＯＦＦにすると、ＰＩＮダイオードＤ２１がＯＦＦとなり、ＰＩＮダイオードＤ２１′がＯＮになる。これにより、高周波スイッチが送信側に切り替わって、アンテナと送信部とが接続される。このとき、ＰＩＮダイオードＤ２１は高抵抗状態となり、又このとき第１線路２４−１の先端がオープンなので、第１線路２４−１の伝送線路２１側はショートとなり、受信部側は、高アイソレーション状態となる一方、第１線路２４′−１の先端（伝送線路２１と反対側）がショート（短絡）となるため、第１線路２４′−１の伝送線路２１側はオープン（開放）となって、直列のＰＩＮダイオードＤ２１′の挿入損失のみが見えることになる。
【００９９】
次に、低い方の周波数ｆ２の信号を扱うときは、切替スイッチ２６′により、第１線路２４′−１と第２線路２４′−２，ＰＩＮダイオードＤ２２′−２とを接続した状態で、制御線２３，２３′をＯＮ，ＯＦＦする。
すなわち、制御線２３，２３′にプラス電源を印加して、制御線２３，２３′をＯＮにすると、ＰＩＮダイオードＤ２１がＯＮになるとともに、ＰＩＮダイオードＤ２１′はＯＦＦになる。これにより、高周波スイッチが受信部側に切り替わって、アンテナと受信部とが接続される。このとき、第２線路２４−２の先端（伝送線路２１と反対側）がショート（短絡）となるため、第１線路２４−１の伝送線路２１側はオープン（開放）となって、直列のＰＩＮダイオードＤ２１の挿入損失のみが見えることになる一方、ＰＩＮダイオードＤ２１′がＯＦＦとなっているので、ＰＩＮダイオードＤ２１′は高抵抗状態となり、又このとき第１線路２４′−２の先端がオープンなので、第１線路２４′−１の伝送線路２１側はショートとなり、送信側に対しては高アイソレーション状態となる。
【０１００】
また、制御線２３，２３′の制御電圧を０Ｖまたはオープンにして、制御線２３，２３′をＯＦＦにすると、ＰＩＮダイオードＤ２１がＯＦＦとなり、ＰＩＮダイオードＤ２１′がＯＮになる。これにより、高周波スイッチが送信部側に切り替わって、アンテナと送信部とが接続される。このとき、ＰＩＮダイオードＤ２１は高抵抗状態となり、又このとき第１線路２４−２の先端がオープンなので、第１線路２４−１の伝送線路２１側はショートとなり、受信部側は、高アイソレーション状態となる一方、第２線路２４′−２の先端（伝送線路２１と反対側）がショート（短絡）となるため、第１線路２４′−１の伝送線路２１側はオープン（開放）となって、直列のＰＩＮダイオードＤ２１′の挿入損失のみが見えることになる。
【０１０１】
このように第７実施形態と第８実施形態とを組み合わせてＳＰＤＴスイッチを構成することで、１つの制御端子で切替制御を可能としたことにより、デュアルバンド対応ＳＰＤＴスイッチとして使用することができ、更にはスイッチング制御はお互いに反対であることと、バンド切り換え制御はどちらも同じであるので、たった２つの制御信号のみで、それも単電源でデュアルバンド対応低挿入損失、高アイソレーションのアンテナスイッチを実現することができる。
【０１０２】
すなわち、バンド切替制御を施すだけで、後は制御線２３，２３′のＯＮ，ＯＦＦの簡単な制御をするだけで良く、これにより、デュアルバンド対応の低挿入損失、高アイソレーションで、制御が簡単な高周波スイッチを構成することができるほか、アンテナスイッチとして利用することで、デュアルバンド対応の低挿入損失，高アイソレーションのスイッチとして利用することができる。すなわち、マルチバンド（デュアルバンド）に対応させながら、送信側ではロスを少なくすることができ、電力の高効率化に寄与することができ、更にはλ／４線路の周波数特性による、スプリアスの減衰が期待できるとともに、受信側では、ロスが少ないので、受信感度の向上及びλ／４線路の周波数特性による、スプリアス・レスポンス特性の改善、ならびにローカル信号等のアンテナ端輻射を抑制できる効果があるほか、送信時の電力増幅器からアンテナスイッチを通って漏れてくる電力による受信デバイスの保護という面でも、高アイソレーションが有効となる。
【０１０３】
（ｋ）第１０実施形態にかかる高周波スイッチの説明
高周波数スイッチの第１０実施形態を図１３に示す。この図１３に示す高周波スイッチは、例えば図６に示す回路では、切替用高周波スイッチＳＷ１と受信部Ｒｘ１との間に介装される高周波スイッチＳＷ３に使用されるもので、この高周波スイッチは、波長がλの高周波信号（例えばＲＦ信号）を伝送する信号伝送線路３１に直列に設けられたスイッチ部としてのＰＩＮダイオードＤ３１をそなえており、更にこのＰＩＮダイオードＤ３１をオンオフ制御するためのオンオフ制御信号を供給するために、制御電源（プラス電源）３２付き制御線３３（この制御線３３にはインダクタＬ３１が接続されている）が、信号伝送線路３１に並列に接続されている。
【０１０４】
また、この制御線３３に対しＰＩＮダイオードＤ３１を挟んだ信号伝送線路３１には、インダクタＬ３２が並列に接続されている。
さらに、制御線３３に対しＰＩＮダイオードＤ３１を挟んで信号伝送線路３１に並列に接続された共振回路部３４をそなえている。ここで、共振回路部３４は、可変容量ダイオードＶＤと、インダクタとして機能するストリップライン３５（このストリップライン３５は、受信するＲＦ信号とイメージ周波数の高い方の周波数のλ／４線路として構成されている）と、コンデンサＣ３３とをそなえており、更に可変容量ダイオードＶＤの容量を制御するための制御線３６（この制御線３６にはインダクタＬ３３が接続されている）をそなえている。
【０１０５】
そして、この共振回路部３４が、可変容量ダイオードＶＤの容量を制御することにより、受信時はイメージ周波数，送信時は送信周波数を減衰させるように構成されている。
なお、Ｃ３１，Ｃ３２はＤＣカット用コンデンサである。
このような構成により、受信時には、この高周波スイッチをＯＮさせるが、この場合は、制御線３３にプラス電圧を印加する。これにより、ＰＩＮダイオードＤ３１がインダクタＬ３２を介してＯＮになる。このとき、制御線３６を通じて所要の制御電圧を作用させることにより、図１４に示す周波数特性（通過インピーダンスＳ２１特性）からわかるように、イメージ周波数を減衰させるようにしておく。これにより、受信時は、イメージ周波数が十分に減衰され、イメージ・レスポンスを改善することができ、その結果、良好な受信を行なうことができる。
【０１０６】
また、送信時は、この高周波スイッチをＯＦＦさせるが、この場合は、制御線３３の制御電圧を０またはオープンにする。これにより、ＰＩＮダイオードＤ３１がＯＦＦになる。このとき、制御線３６を通じて他の所要制御電圧を作用させることにより、図１５に示す周波数特性（通過インピーダンスＳ２１特性）からわかるように、送信周波数を減衰させるようにしておく。これにより、送信時には送信電力のリークから受信デバイスを十分に保護することができる。
【０１０７】
このように、本実施形態では、伝送路の並列に接続された、可変容量ダイオードとストリップラインの共振周波数を、可変容量ダイオードを用いて制御し、受信時はイメージ周波数、送信時は送信周波数を減衰させることで、イメージレスポンスの改善および送信電力リークによる受信デバイスの破壊を防止できる回路を提供することができる。
【０１０８】
すなわち、ＰＩＮダイオードＤ３１を伝送路３１に直列に挿入し、受信するＲＦ信号とイメージ周波数の高い方の周波数のλ／４線路３５と可変容量ダイオードＶＤとを直列に接続したものを、伝送路３１に対して並列に挿入することにより、受信時は、可変容量ダイオードＶＤを制御して、イメージ周波数が減衰されるようにするとともに、送信時は、可変容量ダイオードＶＤを制御して、送信周波数が減衰されるようにしてるので、受信時はイメージ・レスポンスを改善することができ、送信時には送信電力のリークから受信デバイスを十分に保護することができる。
【０１０９】
（ｌ）第１１実施形態にかかる高周波スイッチの説明
高周波数スイッチの第１１実施形態を図１６に示す。この図１６に示す高周波スイッチは、例えば図６に示す回路では、切替用高周波スイッチＳＷ１と受信部Ｒｘ１との間に介装される高周波スイッチＳＷ３に使用されるものであるが、この高周波スイッチは、上述の第１０実施形態のバイアスの片側をインダクタＬ３３′を介してプラス電源で固定しておくことで、上記の第１０実施形態と逆のＯＮ，ＯＦＦ制御でスイッチを制御することができるようにしたものである。すなわち、波長がλの高周波信号（例えばＲＦ信号）を伝送する信号伝送線路３１に前述の第１０実施形態のものとは逆方向に直列に設けられたスイッチ部としてのＰＩＮダイオードＤ３１′をそなえており、更にこのＰＩＮダイオードＤ３１′をオンオフ制御するためのオンオフ制御信号を供給するために、制御電源（プラス電源）３２′付き制御線３３′（この制御線３３′にはインダクタＬ３１′が接続されている）が、信号伝送線路３１に並列に接続されている。
【０１１０】
また、この制御線３３′に対しＰＩＮダイオードＤ３１′を挟んだ信号伝送線路３１には、所定電圧Ｖｃｃを印加されたインダクタＬ３２′が並列に接続されている。
さらに、制御線３３′に対しＰＩＮダイオードＤ３１′を挟んで信号伝送線路３１に並列に接続された共振回路部３４′をそなえている。ここで、共振回路部３４′は、可変容量ダイオードＶＤ′と、インダクタとして機能するストリップライン３５′（このストリップライン３５′も、受信するＲＦ信号とイメージ周波数の高い方の周波数のλ／４線路として構成されている）とをそなえており、更に可変容量ダイオードＶＤ′の容量を制御するための制御線３６′（この制御線３６′にはインダクタＬ３３′が接続されている）をそなえている。
【０１１１】
そして、この共振回路部３４′は、可変容量ダイオードＶＤ′の容量を制御することにより、受信時はイメージ周波数，送信時は送信周波数を減衰させるように構成されている。
なお、Ｃ３１′，Ｃ３２′，Ｃ３４′はＤＣカット用コンデンサである。
このような構成により、受信時には、この高周波スイッチをＯＮさせるが、この場合は、制御線３３′の制御電圧を０またはオープンにする。これにより、ＰＩＮダイオードＤ３１′がインダクタＬ３２′を介してＯＮになる。このとき、制御線３６′を通じて所要の制御電圧を作用させることにより、イメージ周波数を減衰させるようにしておく。これにより、受信時は、イメージ周波数が十分に減衰され、イメージ・レスポンスを改善することができ、その結果、良好な受信を行なうことができる。
また、送信時は、この高周波スイッチをＯＦＦさせるが、この場合は、制御線３３′にプラス電圧を印加する。これにより、ＰＩＮダイオードＤ３１′がＯＦＦになる。このとき、制御線３６′を通じて他の所要制御電圧を作用させることにより、送信周波数を減衰させるようにしておく。これにより、送信時には送信電力のリークから受信デバイスを十分に保護することができる。
【０１１２】
このように、本実施形態では、ＰＩＮダイオードのアノード側をＯＮ時の電圧に固定しておき、カソード側の電圧を制御することで、制御電圧の逆転を可能とした回路を提供することができる。すなわち、上述の第１０実施形態のバイアスの片側をインダクタＬ３３′を介してプラス電源で固定しておくことで、上記の第１０実施形態と逆のＯＮ，ＯＦＦ制御でスイッチを制御することができ、これにより、前述の第１０実施形態のものとほぼ同様な効果ないし利点が得られる。
【０１１３】
（ｍ）第１２実施形態にかかる高周波スイッチの説明
高周波数スイッチの第１２実施形態を図１７に示す。この図１７に示す高周波スイッチは、例えば図６に示す回路では、切替用高周波スイッチＳＷ１と受信部Ｒｘ１との間に介装される高周波スイッチＳＷ３に使用されるもので、この高周波スイッチは、前述の第１実施形態において、使用周波数の２倍波のλ／４オープンスタブ４５を、使用周波数に対してはオープンとなるようなコンデンサＣ４３を介して、伝送路３１に対して並列に挿入したものである。
【０１１４】
すなわち、波長がλの高周波信号（例えばＲＦ信号）を伝送する信号伝送線路３１に直列に設けられたスイッチ部としての第１のＰＩＮダイオードＤ４１をそなえており、更にこの第１のＰＩＮダイオードＤ４１をオンオフ制御するためのオンオフ制御信号を供給するために、制御電源（プラス電源）４２付き制御線４３（この制御線４３にはインダクタＬ４１が接続されている）が、信号伝送線路３１に並列に接続されている。
【０１１５】
また、この制御線４３に対し第１のＰＩＮダイオードＤ４１を挟んだ信号伝送線路３１には、線路長がλ／４の長さの線路（λ／４線路）４４の一端が並列に接続されている。更に、このλ／４線路４４の他端には、第２のＰＩＮダイオードＤ４２のアノードが接続されている。なお、第２のＰＩＮダイオードＤ４２のカソードが接地されている。
【０１１６】
さらに、使用周波数の２倍波のλ／４オープンスタブ４５が、使用周波数に対してはオープンとなるようなコンデンサＣ４３を用いて、伝送路３１に対して並列に挿入されている。
なお、この例において、λ／４オープンスタブ４５，コンデンサＣ４３と同様の機能を果たすノッチフィルタを使用してもよい。
【０１１７】
なお、Ｃ４１，Ｃ４２はＤＣカット用コンデンサである。上述の構成により、スイッチＯＮ時、つまりプラス電源印加時には、各ＰＩＮダイオードＤ４１，Ｄ４２がＯＮとなり、伝送線路３１がスルー状態となり、λ／４線路４４の先端（伝送線路１と反対側）がショート（短絡）となるため、λ／４線路４４の伝送線路３１側はオープン（開放）となって、直列のＰＩＮダイオードＤ４１の挿入損失のみが見えることになる。
【０１１８】
また、スイッチＯＦＦ時、つまり制御線４３の制御電圧が０Ｖまたはオープン時には、各ＰＩＮダイオードＤ４１，Ｄ４２がＯＦＦとなり、直列のＰＩＮダイオードＤ４１は高抵抗状態となり、又このときλ／４線路４４の先端がオープンなので、λ／４線路４４の伝送線路３１側はショートとなり、高アイソレーション状態となる。
【０１１９】
また、オープンスタブ４５で３倍波、使用周波数のλ／４線路４４で２倍波が減衰される。これにより、電力増幅器等で発生する高調波スプリアス減衰に有効となる。
このように本実施形態では、使用周波数の３倍波のオープンスタブまたはノッチフィルタ（以下、ノッチフィルタを含んでいる場合でも、単にオープンスタブということがある）を付加することで、このオープンスタブで３倍波はショート、２倍波も使用周波数のλ／４線路でショートとなり、送信系の後段等に使用することで、高調波スプリアスの減衰ならびに高調波処理を行なうことによる、送信電力効率の改善を可能とした回路を提供できる。
【０１２０】
すなわち、本実施形態では、プラス電源のみでスイッチのＯＮ，ＯＦＦを行なうことができ、これにより、低挿入損失、高アイソレーションを実現し、更にはλ／４線路４４の周波数特性で使用周波数以外のスプリアス等を減衰させることもできるほか、オープンスタブ４５で３倍波、使用周波数のλ／４線路４２で２倍波が減衰され、電力増幅器等で発生する高調波スプリアス減衰に有効となる利点がある。
【０１２１】
（ｎ）第１３実施形態にかかる高周波スイッチの説明
高周波数スイッチの第１３実施形態を図１８に示す。この図１８に示す高周波スイッチは、例えば図６に示す回路では、切替用高周波スイッチＳＷ１と受信部Ｒｘ１との間に介装される高周波スイッチＳＷ３に使用されるもので、この高周波スイッチは、前述の第１２実施形態のバイアスの片側をプラス電源に接続しておくことで、上記第１２実施形態と逆のＯＮ，ＯＦＦ制御でスイッチを制御できるようにしたものである。
【０１２２】
すなわち、波長がλの高周波信号（例えばＲＦ信号）を伝送する信号伝送線路３１に直列に第１２実施形態のものとは逆方向に設けられたスイッチ部としての第１のＰＩＮダイオードＤ４１′をそなえており、更にこの第１のＰＩＮダイオードＤ４１′をオンオフ制御するためのオンオフ制御信号を供給するために、制御電源（プラス電源）４２′付き制御線４３′（この制御線４３′にはインダクタＬ４１′が接続されている）が、信号伝送線路３１に並列に接続されている。
【０１２３】
また、この制御線４３′に対し第１のＰＩＮダイオードＤ４１′を挟んだ信号伝送線路３１には、線路長がλ／４の長さの線路（λ／４線路）４４′の一端が並列に接続されている。更に、このλ／４線路４４′の他端には、第２のＰＩＮダイオードＤ４２′のカソードが接続されている。なお、第２のＰＩＮダイオードＤ４２′のアノードはコンデンサＣ４４′を介して接地されるとともに、インダクタＬ４２′を介して所定電圧Ｖｃｃが印加されている。
【０１２４】
さらに、使用周波数の２倍波のλ／４オープンスタブ４５′が、使用周波数に対してはオープンとなるようなコンデンサＣ４３′を用いて、伝送路３１に対して並列に挿入されている。
なお、Ｃ４１′，Ｃ４２′はＤＣカット用コンデンサである。
上述の構成により、スイッチＯＮ時、つまり制御線４３′の制御電圧が０Ｖまたはオープン時には、各ＰＩＮダイオードＤ４１′，Ｄ４２′がＯＮとなり、伝送線路３１がスルー状態となり、λ／４線路４４′の先端（伝送線路３１と反対側）がショート（短絡）となるため、λ／４線路４４′の伝送線路３１側はオープン（開放）となって、直列のＰＩＮダイオードＤ４１′の挿入損失のみが見えることになる。
【０１２５】
また、スイッチＯＦＦ時、つまり制御線４３′のプラス電源印加時には、各ＰＩＮダイオードＤ４１′，Ｄ４２′がＯＦＦとなり、直列のＰＩＮダイオードＤ４１′は高抵抗状態となり、又このときλ／４線路４４′の先端がオープンなので、λ／４線路４４′の伝送線路３１側はショートとなり、高アイソレーション状態となる。
【０１２６】
また、オープンスタブ４５′で３倍波、使用周波数のλ／４線路４４′で２倍波が減衰される。これにより、電力増幅器等で発生する高調波スプリアス減衰に有効となる。
このように本実施形態では、ＰＩＮダイオードのアノード側をＯＮ時の電圧に固定しておき、カソード側の電圧を制御することで、制御電圧の逆転を可能とした回路を提供できる。
【０１２７】
すなわち、この第１３実施形態においても、プラス電源のみでスイッチのＯＮ，ＯＦＦを行なうことができ、これにより、低挿入損失、高アイソレーションを実現し、更にはλ／４線路４４′の周波数特性で使用周波数以外のスプリアス等を減衰させることもできるほか、オープンスタブ４５′で３倍波、使用周波数のλ／４線路４２′で２倍波が減衰され、電力増幅器等で発生する高調波スプリアス減衰に有効となる利点がある。
【０１２８】
（ｏ）第１４実施形態にかかる高周波スイッチの説明
高周波数スイッチの第１４実施形態を図１９に示すが、この図１９に示す高周波スイッチも、例えば図６に示す回路では、切替用高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２に使用されるもので、この高周波スイッチは、上記の第１０実施形態の回路（図１３参照）および第１３実施形態の回路（図１８参照）を組み合わせることにより、上記のアンテナ切替スイッチなどに適用可能なＳＰＤＴスイッチとして構成したものである。
【０１２９】
すなわち、伝送線路３１に直列に相互に反対向きにＰＩＮダイオードＤ３１，Ｄ４１′をそなえており、更にこのＰＩＮダイオードＤ３１，Ｄ４１′をオンオフ制御するためのオンオフ制御信号を供給するために、制御電源（プラス電源）５２を共通とする制御線３３，４３′（制御線３３，４３′にはそれぞれインダクタＬ３１，Ｌ４１′が接続されている）が、伝送線路３１に並列に接続されている。
【０１３０】
また、この制御線３３に対しＰＩＮダイオードＤ３１を挟んだ信号伝送線路３１には、インダクタＬ３２が並列に接続されている。
さらに、制御線３３に対しＰＩＮダイオードＤ３１を挟んで信号伝送線路３１に並列に接続された共振回路部３４をそなえている。ここで、共振回路部３４は、可変容量ダイオードＶＤと、インダクタとして機能するストリップライン３５（このストリップライン３５は、受信するＲＦ信号とイメージ周波数の高い方の周波数のλ／４線路として構成されている）と、コンデンサＣ３３とをそなえており、更に可変容量ダイオードＶＤの容量を制御するための制御線３６（この制御線３６にはインダクタＬ３３が接続されている）をそなえている。
【０１３１】
そして、この共振回路部３４が、可変容量ダイオードＶＤの容量を制御することにより、受信時はイメージ周波数，送信時は送信周波数を減衰させるように構成されている。
また、この制御線４３′に対し第１のＰＩＮダイオードＤ４１′を挟んだ信号伝送線路３１には、線路長がλ／４の長さの線路（λ／４線路）４４′の一端が並列に接続されている。更に、このλ／４線路４４′の他端には、第２のＰＩＮダイオードＤ４２′のカソードが接続されている。なお、第２のＰＩＮダイオードＤ４２′のアノードはコンデンサＣ４４′を介して接地されるとともに、インダクタＬ４２′を介して所定電圧Ｖｃｃが印加されている。
【０１３２】
さらに、使用周波数の２倍波のλ／４オープンスタブ４５′が、使用周波数に対してはオープンとなるようなコンデンサＣ４３′を用いて、伝送路３１に対して並列に挿入されている。
なお、この例において、λ／４オープンスタブ４５′，コンデンサＣ４３′と同様の機能を果たすノッチフィルタを使用してもよい。
【０１３３】
また、Ｃ３１，Ｃ４２′，Ｃ５１，Ｃ５２はＤＣカット用コンデンサである。このような構成により、受信時には、制御線３３，４３′にプラス電圧を印加する。これにより、ＰＩＮダイオードＤ３１がインダクタＬ３２を介してＯＮになるともに、ＰＩＮダイオードＤ４１′がＯＦＦになる。これにより、高周波スイッチが受信部側に切り替わって、アンテナと受信部とが接続される。このとき、制御線３６を通じて所要の制御電圧を作用させることにより、イメージ周波数を減衰させるようにしておく。これにより、受信時は、イメージ周波数が十分に減衰され、イメージ・レスポンスを改善することができ、その結果、良好な受信を行なうことができる。
【０１３４】
また、送信時は、制御線３３，４３′の制御電圧を０またはオープンにする。これにより、ＰＩＮダイオードＤ３１がＯＦＦになるとともに、ＰＩＮダイオードＤ４１′がλ／４線路４４′，ＰＩＮダイオードＤ４２′を介してＯＮになる。これにより、高周波スイッチが送信部側に切り替わって、アンテナと送信部とが接続される。このとき、制御線３６を通じて他の所要制御電圧を作用させることにより、送信周波数を減衰させるようにしておく。これにより、送信時には送信電力のリークから受信デバイスを十分に保護することができる。また、オープンスタブ４５′で３倍波、使用周波数のλ／４線路４４′で２倍波が減衰される。これにより、電力増幅器等で発生する高調波スプリアス減衰に有効となる。
【０１３５】
このように、本実施形態では、第１０実施形態と第１３実施形態とを組み合わせることにより、デュアルバンド対応ＳＰＤＴスイッチとして使用することができ、低挿入損失で高アイソレーションが得られるとともに、受信時にはイメージ抑圧が可能で、且つ、送信時には高調波減衰が可能な、送受信切替スイッチとして十分適用が可能となる。
【０１３６】
（ｐ）第１５実施形態にかかる高周波スイッチの説明
高周波数スイッチの第１５実施形態を図２０に示すが、この図２０に示す高周波スイッチも、例えば図６に示す回路では、切替用高周波スイッチＳＷ１，ＳＷ２に使用されるもので、この高周波スイッチは、上記の第１１実施形態の回路（図１６参照）および第１２実施形態の回路（図１７参照）を組み合わせることにより、上記のアンテナ切替スイッチなどに適用可能なＳＰＤＴスイッチとして構成したものである。
【０１３７】
すなわち、伝送線路３１に直列に相互に反対向きにＰＩＮダイオードＤ３１′，Ｄ４１をそなえており、更にこのＰＩＮダイオードＤ３１′，Ｄ４１をオンオフ制御するためのオンオフ制御信号を供給するために、制御電源（プラス電源）５２′を共通とする制御線３３′，４３（制御線３３′，４３にはそれぞれインダクタＬ３１′，Ｌ４１が接続されている）が、伝送線路３１に並列に接続されている。
【０１３８】
また、この制御線３３′に対しＰＩＮダイオードＤ３１′を挟んだ信号伝送線路３１には、インダクタＬ３２′が並列に接続されている。
さらに、制御線３３′に対しＰＩＮダイオードＤ３１′を挟んで信号伝送線路３１に並列に接続された共振回路部３４′をそなえている。ここで、共振回路部３４′は、可変容量ダイオードＶＤ′と、インダクタとして機能するストリップライン３５′（このストリップライン３５′も、受信するＲＦ信号とイメージ周波数の高い方の周波数のλ／４線路として構成されている）と、コンデンサＣ３３′とをそなえており、更に可変容量ダイオードＶＤ′の容量を制御するための制御線３６′（この制御線３６′にはインダクタＬ３３′が接続されている）をそなえている。
【０１３９】
そして、この共振回路部３４′が、可変容量ダイオードＶＤ′の容量を制御することにより、受信時はイメージ周波数，送信時は送信周波数を減衰させるように構成されている。
また、この制御線４３に対し第１のＰＩＮダイオードＤ４１を挟んだ信号伝送線路３１には、線路長がλ／４の長さの線路（λ／４線路）４４の一端が並列に接続されている。更に、このλ／４線路４４の他端には、第２のＰＩＮダイオードＤ４２のアノードが接続されている。なお、第２のＰＩＮダイオードＤ４２のカソードが接地されている。
【０１４０】
さらに、使用周波数の２倍波のλ／４オープンスタブ４５が、使用周波数に対してはオープンとなるようなコンデンサＣ４３を用いて、伝送路３１に対して並列に挿入されている。なお、この例において、λ／４オープンスタブ４５，コンデンサＣ４３と同様の機能を果たすノッチフィルタを使用してもよい。
なお、Ｃ３１′，Ｃ３４′，Ｃ４２，Ｃ５１，Ｃ５２はＤＣカット用コンデンサである。
【０１４１】
このような構成により、受信時には、制御線３３′，４３の制御電圧を０またはオープンにする。これにより、ＰＩＮダイオードＤ３１′がインダクタＬ３２′を介してＯＮになるともに、ＰＩＮダイオードＤ４１がＯＦＦになる。これにより、高周波スイッチが受信部側に切り替わって、アンテナと受信部とが接続される。このとき、制御線３６′を通じて所要の制御電圧を作用させることにより、イメージ周波数を減衰させるようにしておく。これにより、受信時は、イメージ周波数が十分に減衰され、イメージ・レスポンスを改善することができ、その結果、良好な受信を行なうことができる。
【０１４２】
また、送信時は、制御線３３′，４３にプラス電圧を印加する。これにより、ＰＩＮダイオードＤ３１′がＯＦＦになるとともに、ＰＩＮダイオードＤ４１がλ／４線路４４，ＰＩＮダイオードＤ４２を介してＯＮになる。これにより、高周波スイッチが送信部側に切り替わって、アンテナと送信部とが接続される。このとき、制御線３６′を通じて他の所要制御電圧を作用させることにより、送信周波数を減衰させるようにしておく。これにより、送信時には送信電力のリークから受信デバイスを十分に保護することができる。また、オープンスタブ４５で３倍波、使用周波数のλ／４線路４４で２倍波が減衰される。これにより、電力増幅器等で発生する高調波スプリアス減衰に有効となる。
【０１４３】
このように本実施形態では、第１１実施形態と第１２実施形態とを組み合わせることにより、第１４実施形態の回路の制御電圧を逆転させることができ、これにより、この場合も、デュアルバンド対応ＳＰＤＴスイッチとして使用することができ、低挿入損失で高アイソレーションが得られるとともに、受信時にはイメージ抑圧が可能で、且つ、送信時には高調波減衰が可能な、送受信切替スイッチとして十分適用が可能となる。
【０１４４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、直列のＰＩＮダイオードスイッチに加えて、使用周波数のλ／４線路を挿入した並列接続のＰＩＮダイオードスイッチを組み合わせて、スイッチＯＮ時には、並列のＰＩＮダイオードが開放に見え、スイッチＯＦＦ時には、ショートに見えるような構成とし、制御は例えばプラス電源制御のみということを特徴としているので、低挿入損失、高アイソレーションの高周波スイッチを構成することができ、これにより、受信系の場合は高感度化、送信系の場合は高効率化が可能になるほか、一般的な回路では、ＯＮ，ＯＦＦ制御を２つの制御端子で行なうところを、１つの制御端子のみで制御することができ、制御回路の簡略化および小型化が実現できる利点がある。
【０１４５】
また、本発明では、λ／４線路をスイッチを用いて切り替えることにより、デュアルバンドに対応させており、更にスイッチの制御を逆の組み合わせにする回路構成も可能としているので、デュアルバンドまたはマルチバンドに対応することができ、本来、各周波数帯専用の回路を使用しなければならなかったのに対して、１つの回路で装置を構成することができ、装置の小型化および低価格化が実現できる利点がある。
【０１４６】
さらに、本発明では、λ／４線路を使用することで、ノッチフィルタのような効果も期待でき、使用周波数帯域以外のスプリアスを減衰することができ、更にこれを発展させることにより、受信系において、スイッチＯＮ時は、イメージ周波数のノッチフィルタとして働き、スイッチＯＦＦ時には、ＲＦ周波数のノッチフィルタとして働くことで、受信時にはイメージレスポンスの改善、送信時には電力増幅器からの送信電力の漏れによる受信用デバイスの破壊を防止することができる。即ち、λ／４線路の特性又はその切替により、受信系であれば、イメージ周波数の除去、送信系であれば、２倍波や３倍波の高調波スプリアスの減衰及びその高調波処理を行なうことによる、送信系の高効率化が実現できる。
【０１４７】
また、本発明の高周波スイッチを組み合わせることで、低挿入損失、高アイソレーションで切り換え制御が簡単なＳＰＤＴスイッチを構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態を示す電気回路図である。
【図２】 第１実施形態の作用を説明するための周波数特性図である。
【図３】 第１実施形態の作用を説明するための周波数特性図である。
【図４】 第２実施形態を示す電気回路図である。
【図５】 第３実施形態を示す電気回路図である。
【図６】 無線通信システムにおける基地局あるいは移動端末の送受信系の一部を示すブロック図である。
【図７】 第４実施形態を示す電気回路図である。
【図８】 第５実施形態を示す電気回路図である。
【図９】 第６実施形態を示す電気回路図である。
【図１０】 第７実施形態（本発明の実施形態）を示す電気回路図である。
【図１１】 第８実施形態を示す電気回路図である。
【図１２】 第９実施形態（本発明の実施形態）を示す電気回路図である。
【図１３】 第１０実施形態を示す電気回路図である。
【図１４】 第１０実施形態の作用を説明するための周波数特性図である。
【図１５】 第１０実施形態の作用を説明するための周波数特性図である。
【図１６】 第１１実施形態を示す電気回路図である。
【図１７】 第１２実施形態を示す電気回路図である。
【図１８】 第１３実施形態を示す電気回路図である。
【図１９】 第１４実施形態を示す電気回路図である。
【図２０】 第１５実施形態を示す電気回路図である。
【図２１】 無線通信システムにおける基地局あるいは移動端末の送受信系の一部を示すブロック図である。
【図２２】 第１従来例を示す電気回路図である。
【図２３】 第２従来例を示す電気回路図である。
【図２４】 第３従来例を示す電気回路図である。
【図２５】 第４従来例を示す電気回路図である。

Claims (3)

1. 波長λ１，λ２（λ１＜λ２）の２種の高周波信号を伝送しうる信号伝送線路に直列に設けられたスイッチ部としての第１のＰＩＮダイオードと、
   該第１のＰＩＮダイオードをオンオフ制御するためのオンオフ制御信号を供給すべく、該信号伝送線路に並列に接続された制御電源付き制御線と、
   該制御線に対し該第１のＰＩＮダイオードを挟んで該信号伝送線路に並列に一端を接続され、波長λ１の該高周波信号に対して、該第１のＰＩＮダイオードがオン時に該信号伝送線路と反対側の先端がショートとなって、その信号伝送線路側がオープンとなる一方、該第１のＰＩＮダイオードがオフ時に該信号伝送線路と反対側の先端がオープンとなって、その信号伝送線路側がショートとなる線路長がλ１／４の長さの第１線路と、
   該第１線路の他端側に接続されるべき第２のＰＩＮダイオードと、
   該第１線路と協働して線路長λ２／４の長さの線路を構成し、波長λ２の該高周波信号に対して、該第１のＰＩＮダイオードがオン時に該信号伝送線路と反対側の先端がショートとなって、該第１線路の該信号伝送線路側をオープンとする一方、該第１のＰＩＮダイオードがオフ時に該信号伝送線路と反対側の先端がオープンとなって、該第１線路の該信号伝送線路側をショートとする第２線路と、
   該第２線路に直列に接続された第３のＰＩＮダイオードと、
   該第１線路と該第２線路，該第２のＰＩＮダイオードとの間に介装されて、該第１線路と該第２のＰＩＮダイオードの接続または該第１線路と該第２線路との接続を選択的に切り替えるスイッチ部とをそなえて構成されたことを特徴とする、高周波スイッチ。
2. 波長の異なる２種の高周波信号を伝送しうる第１の信号伝送線路に直列に設けられたスイッチ部としての第１のＰＩＮダイオードと、
   該第１のＰＩＮダイオードをオンオフ制御するためのオンオフ制御信号を供給すべく、該第１の信号伝送線路に並列に接続された制御電源付き第１制御線と、
   該第１制御線に対し該第１のＰＩＮダイオードを挟んで該第１の信号伝送線路に並列に一端を接続され線路長が上記第１の信号伝送線路を伝送する上記高周波信号のうち波長の小さい方の波長の１／４の長さの第１線路と、
   該第１線路の他端に一端を接続されるべき第２のＰＩＮダイオードと、
   該第１線路と協働して線路長が上記第１の信号伝送線路を伝送する上記高周波信号のうち波長の大きい方の波長の１／４の長さの線路を構成する第２線路と、
   該第２線路に直列に一端を接続された第３のＰＩＮダイオードと、
   該第１線路と該第２線路，該第２のＰＩＮダイオードとの間に介装されて、該第１線路と該第２のＰＩＮダイオードの接続または該第１線路と該第２線路との接続を選択的に切り替える第１切替スイッチ部とをそなえるとともに、
   該第１の信号伝送線路に接続され波長の異なる２種の高周波信号を伝送しうる第２の信号伝送線路に直列に該第１のＰＩＮダイオードとは反対の向きに設けられたスイッチ部としての第４のＰＩＮダイオードと、
   該第４のＰＩＮダイオードをオンオフ制御するためのオンオフ制御信号を供給すべく、該第２の信号伝送線路に並列に接続され上記第１の信号伝送線路に接続された制御電源と共通の制御電源付き第２制御線と、
   該第２制御線に対し該第４のＰＩＮダイオードを挟んで該第２の信号伝送線路に並列に一端を接続され線路長が上記第２の信号伝送線路を伝送する上記高周波信号のうち波長の小さい方の波長の１／４の長さの第３線路と、
   該第３線路の他端に一端を接続されるべき該第２のＰＩＮダイオードとは反対の向きに設けられた第５のＰＩＮダイオードと、
   該第５のＰＩＮダイオードの他端に接続された電源及び第１コンデンサと
   該第３線路と協働して線路長が上記第２信号伝送線路を伝送する上記高周波信号のうち波長の大きい方の波長の１／４の長さの線路を構成する第４線路と、
   該第４線路の他端に直列に一端を接続されるべき該第３のＰＩＮダイオードとは反対の向きに設けられた第６のＰＩＮダイオードと、
   該第６のＰＩＮダイオードの他端に接続された電源及び第２コンデンサと、
   該第３線路と該第４線路，該第５のＰＩＮダイオードとの間に介装されて、該第３線路と該第５のＰＩＮダイオードの接続または該第３線路と該第４線路との接続を選択的に切り替える第２切替スイッチ部とをそなえて構成されたことを特徴とする、高周波スイッチ。
3. 送信部と第１受信部及び第２受信部と、
   上記送信部と上記第１受信部のための第１アンテナ部と、
   上記第２受信部のための第２アンテナ部と、
   上記第１アンテナ部と上記送信部と上記第１受信部との接続部に設けられた第１高周波スイッチと、
   上記第１受信部と第２受信部との接続部に設けられた第２高周波スイッチとをそなえ、
   上記第１高周波スイッチが請求項２に記載の高周波スイッチで構成され、
   上記第２高周波スイッチが請求項２に記載の高周波スイッチで構成されたことを特徴とする高周波スイッチ付き送受信装置。

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