JP4617147B2 - 高周波信号のスイッチング方法及び高周波信号用スイッチ - Google Patents
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Description
前記開閉端11a,12aの一方11aと前記中間伝送路13の一端部13a間、及び前記開閉端の他方12aと前記中間伝送路の他端部13b間に接点14,15をそれぞれ設け、前記電気回路の開放時、前記接点14,15を共に開くことを特徴とする(請求項1)。
前記中間伝送路13によって形成される振動系の共振周波数が制御する電気信号の上限周波数fmax以上となるように、前記中間伝送路13の端部13a−13b間の距離が設定されていることを特徴とする(請求項2)。
本発明の一実施形態を示す図1のリードスイッチ1が、電気回路の開閉端にそれぞれ接続される少なくとも1組のリード11,12を備える点においては図17を参照して説明した従来のリードスイッチ1と同様の構成であるが、前記図17を参照して説明した従来のリードスイッチ1にあっては、1組のリード11,12の端部11a,12a間を所定長さでオーバーラップさせて、このオーバーラップ部分において両リードを直接接触させるものとしていたのに対し、本実施形態のリードスイッチ1にあっては、図1及び図2に示すように、1組のリード11,12の端部11a,12a間を離した状態で配置すると共に、これら1組のリード11,12間に中間伝送路13を配置して、この中間伝送路13を介して前記1組のリードを電気的に接続することができるように構成している。
以上のように構成されたリードスイッチ1は、一例として接地させた金属管から成るガードパイプ30内に挿入し、又は接地された金属板で包囲する等してグラウンドすることにより高周波伝送路における特性インピーダンスを与えると共に、前記ガードパイプ30等と共にこのリードスイッチ1を、外周にコイルが巻かれたボビン(図示せず)内に挿入して、リードリレーとして使用する。
以上で説明した実施形態にあっては、本発明の高周波信号用スイッチをリードスイッチとして実現した例を示したが、本発明の高周波信号用スイッチは、機械式スイッチのみならず半導体スイッチとしても実現することが可能であり、以下、図5〜図9を参照して、半導体スイッチ素子に本発明の技術的思想を適用した構成例について説明する。
(1)OFF特性
図1を参照して説明した本発明のリードスイッチ(参照)の伝送特性(接点開放時)についてのシミュレーション結果〔Ansoft社製;HFSS(High Frequency Structure Simulator)ver8.5によるシミュレーション〕を図10に示す。
また、本発明のリードスイッチは、いずれの接点共に閉じた状態にあるときには、図11に示すように、数GHzから十数GHzの帯域において伝送量(図中実線)が略0dBであり、挿入損失はほとんど無いことが確認された。
これに対し図12は、図17に示す従来のリードスイッチを単体で使用した場合の伝送特性(接点開放時)のシミュレーション結果である。
このように、本発明のリードスイッチ(図1参照)は、従来のリードスイッチ(図17参照)に比較して、数GHz以上の高周波域におけるアイソレーションが飛躍的に向上されていることが確認できた。
以上説明したように、図1に示すリードスイッチによっても、従来のリードスイッチ(図17参照)に比較してアイソレーションを向上させることができるものであるが、さらに中間伝送路13の端部13a−13b間の間隔を狭めることにより、中間伝送路13の共振周波数をより高い周波数に設定することができ、必要なアイソレーションを確保し得る周波数帯域を更に高周波側に拡張することが可能である。
図16に、図8を参照して説明した、実施例3の高周波信号用スイッチ(接点として半導体スイッチ素子を使用)のアイソレーション改善効果を示す。
11 リード(一方)
11a 一端(リード11の)
110 共通リード
110a 一端(共通リード110の)
12 リード(他方)
12a 一端(リード12の)
121,122 選択リード
121a,122a 一端(選択リード121,122の)
13,131,132 中間伝送路
13a 一端(中間伝送路13の)
13b 他端(中間伝送路13の)
14,15,140,151,152 接点
14’,15’ 半導体スイッチ素子
20,21,22,25 ガラス管
23 隔壁
30 ガードパイプ
40 リードスイッチ
41 共通端子
42 第1切換端子
43 第2切換端子
50 高周波コイル
60,62,63,64,65,66 半導体スイッチ
67,68 半導体スイッチ素子
61 遅延回路
69 マイクロストリップ
70 グランドプレーン
Claims (12)
- 電気回路の開閉端間に、所定長さの端部間距離を有する中間伝送路を配置し、制御する電気信号の上限周波数以上の共振周波数を持つ共振系を前記中間伝送路によって形成すると共に、
前記開閉端の一方と前記中間伝送路の一端部間、及び前記開閉端の他方と前記中間伝送路の他端部間に接点をそれぞれ設け、
前記電気回路の開放時、前記接点を共に電気的に開くことを特徴とする高周波信号のスイッチング方法。 - 電気回路の開閉端にそれぞれ接続される少なくとも2つのリードと、前記リードの端部間に配置された中間伝送路を有し、前記リードの一方と前記中間伝送路の一端部間、及び前記リードの他方と前記中間伝送路の他端部間に、前記リード間を開放する時に共に電気的に開く接点をそれぞれ設けると共に、
前記中間伝送路によって形成される共振系の共振周波数が制御する電気信号の上限周波数以上となるように、前記中間伝送路の端部間距離が設定されていることを特徴とする高周波信号用スイッチ。 - 前記接点が、前記中間伝送路の両端部と、前記各リードとの機械的な接触部分として構成されていることを特徴とする請求項2記載の高周波信号用スイッチ。
- 前記各接点が、それぞれ独立したガラス管内に封入されていることを特徴とする請求項3記載の高周波信号用スイッチ。
- 前記各接点が、いずれも単一のガラス管内に封入されていることを特徴とする請求項3記載の高周波信号用スイッチ。
- 前記リードとして、共通リードと、該共通リードに対して選択的に接続される複数の選択リードを設け、前記共通リードの端部と前記選択リードの端部間に前記中間伝送路を配置すると共に、
前記共通リードの端部と前記中間伝送路間、又は前記中間伝送路と前記選択リードの端部間のいずれか又は双方をトランスファー型の接点としたことを特徴とする請求項2記載の高周波信号用スイッチ。 - 前記接点が、半導体スイッチ素子により構成されていることを特徴とする請求項記載2の高周波信号用スイッチ。
- 前記中間伝送路が、前記半導体スイッチ素子間に設けられた遅延回路網であることを特徴とする請求項7記載の高周波信号用スイッチ。
- 前記中間伝送路が、前記半導体スイッチ素子間に設けられたマイクロストリップ回路網であることを特徴とする請求項7又は8記載の高周波信号用スイッチ。
- 前記中間伝送路が、前記半導体スイッチ素子間に設けられた集中常数回路網であることを特徴とする請求項7又は8記載の高周波信号用スイッチ。
- 前記半導体スイッチ素子が、MOSFETにより構成されていることを特徴とする請求項7〜10いずれか1項記載の高周波信号用スイッチ。
- 前記中間伝送路が、前記接点を介して複数直列に接続されていることを特徴とする請求項2〜11いずれか1項記載の高周波信号用スイッチ。
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