JPH1127177A - 高周波スイッチ及びフィルタ部を有した高周波スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通信機器等の小型化を図ることができる高周
波スイッチ及びフィルタ部を有した高周波スイッチを得
ること。 【解決手段】 伝送線路７は電圧制御用端子Ｖｃ１に印
加される制御電圧のチョーク素子として機能する。そし
て、コイル２や伝送線路８のインダクタンス値、及び端
子ＴＸ，ＡＮＴ，ＲＸとグランドとの間にそれぞれ発生
する浮遊容量ｃｆ１，ｃｆ２，ｃｆ３の値を調整し、伝
送線路７の線路長Ｌを略λ／６（λ：送信周波数ｆ₀に
おける波長）に設定することで、伝送線路７は送信周波
数ｆ₀の３倍の周波数３ｆ₀を有する３倍高調波の帯域に
減衰極を有するトラップ回路としても機能する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば移動体通信
機器等に組み込まれて用いられる高周波スイッチ及びフ
ィルタ部を有した高周波スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】高周波スイッチは、デジタル携帯電話等
において送信回路と受信回路とを切り換えるために用い
られる。

【０００３】図１１は従来の高周波スイッチの一例を示
す電気回路図である。送信回路用端子ＴＸにはダイオー
ドＤ１のアノードが接続されている。ダイオードＤ１の
アノードは、チョークコイル１５７及びコンデンサＣ１
の直列回路を介し、グランドに接地している。チョーク
コイル１５７とコンデンサＣ１との中間点には電圧制御
用端子Ｖｃ１が接続している。ダイオードＤ１の両端
（アノード・カソード間）には、コイル１５２及びコン
デンサＣ３の直列回路が接続している。ダイオードＤ１
のカソードは、アンテナ用端子ＡＮＴに接続している。

【０００４】アンテナ用端子ＡＮＴには、伝送線路１５
８を介して受信回路用端子ＲＸが接続している。さら
に、受信回路用端子ＲＸには、ダイオードＤ２のアノー
ドが接続している。ダイオードＤ２のカソードは、コン
デンサＣ２を介し、グランドに接地している。ダイオー
ドＤ２とコンデンサＣ２との中間点には、電圧制御用端
子Ｖｃ２が接続している。

【０００５】以上の構成からなる高周波スイッチ１５１
は、その送信回路用端子ＴＸがローパスフィルタ１６１
及びパワーアンプ等を介して送信回路に接続されてい
る。ローパスフィルタ１６１は、主線Ｌに挿入された二
つの伝送線路１６３，１６４と、主線Ｌとグランドの間
に接続された三つのシャントコンデンサＣ４，Ｃ５，Ｃ
６とで構成された５次ローパスフィルタである。この５
次ローパスフィルタ１６１は、前段に接続されているパ
ワーアンプが送信信号に生じさせる、２倍高調波歪や３
倍高調波歪を除去することを目的として設けられてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ローパ
スフィルタ１６１は、五つの素子１６３，１６４，Ｃ４
〜Ｃ６を用いるので、伝送損失が比較的大きい（０．３
〜０．５ｄＢ程度）という問題があった。また、高周波
スイッチ１５１とローパスフィルタ１６１を組み合わせ
て一つの部品とすることも提案されているが、ローパス
フィルタ１６１の素子数が多いため、フィルタ部分の占
有体積が大きく、小型化の妨げとなっていた。

【０００７】そこで、本発明の目的は、通信機器等の小
型化を図ることができる高周波スイッチ及びフィルタ部
を有した高周波スイッチを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段と作用】以上の目的を達成
するため、本発明に係る高周波スイッチは、略所定の線
路長を有した伝送線路を備えることにより、使用周波数
の２倍高調波又は３倍高調波の少なくともいずれか一方
の帯域に減衰極が生じるようにしたことを特徴とする。

【０００９】さらに具体的には、本発明に係る高周波ス
イッチは、送信回路用端子、受信回路用端子、アンテナ
用端子、グランド用端子、第１の電圧制御用端子及び第
２電圧制御用端子と、前記送信回路用端子と前記アンテ
ナ用端子との間に電気的に接続された第１のスイッチン
グ素子と、前記送信回路用端子と前記第１の電圧制御用
端子との間に電気的に接続された第１の伝送線路と、前
記第１の電圧制御用端子と前記グランド用端子との間に
電気的に接続された第１のコンデンサと、前記アンテナ
用端子と前記受信回路用端子との間に電気的に接続され
た第２の伝送線路と、前記受信回路用端子と前記第２の
電圧制御用端子との間に電気的に接続された第２のスイ
ッチング素子と、前記第２の電圧制御用端子と前記グラ
ンド用端子との間に電気的に接続された第２のコンデン
サとを備え、λを使用周波数における波長としたとき、
前記第１の伝送線路の線路長を略λ／４又は略λ／６の
いずれか一方に設定し、使用周波数の２倍高調波又は３
倍高調波のいずれか一方の帯域に減衰極が生じるように
したことを特徴とする。

【００１０】また、本発明に係る高周波スイッチは、送
信回路用端子、受信回路用端子、アンテナ用端子、グラ
ンド用端子、第１の電圧制御用端子及び第２電圧制御用
端子と、前記送信回路用端子と前記アンテナ用端子との
間に電気的に接続された第１のスイッチング素子と、前
記送信回路用端子と前記第１の電圧制御用端子との間に
電気的に接続された第１の伝送線路と、前記第１の電圧
制御用端子と前記グランド用端子との間に電気的に接続
された第１のコンデンサと、前記アンテナ用端子と前記
受信回路用端子との間に電気的に接続された第２の伝送
線路と、前記受信回路用端子と前記第２の電圧制御用端
子との間に電気的に接続された第２のスイッチング素子
と、前記第２の電圧制御用端子と前記グランド用端子と
の間に電気的に接続された第２のコンデンサと、前記送
信回路用端子と前記アンテナ用端子との間に少なくとも
一つ接続された、第３の伝送線路を有した閉ループとを
備え、λを使用周波数における波長としたとき、前記第
３の伝送線路の線路長を略λ／４又は略λ／６の少なく
ともいずれか一方に設定し、使用周波数の２倍高調波又
は３倍高調波の少なくともいずれか一方の帯域に減衰極
が生じるようにしたこと、を特徴とする。

【００１１】以上の構成により、高周波スイッチが２倍
高調波あるいは３倍高調波を減衰させる機能を有するた
め、フィルタを用いる必要がなくなったり、フィルタの
素子数を抑えることができる。

【００１２】また、本発明に係る高周波スイッチは、複
数の誘電体層と、第１及び第２の伝送線路、又は第１、
第２及び第３の伝送線路のいずれかと、第１及び第２の
コンデンサのそれぞれのコンデンサ導体と、グランド導
体とを積層して構成した積層体の表面に、送信回路用端
子と受信回路用端子とアンテナ用端子とグランド用端子
と第１及び第２の電圧制御用端子とをそれぞれ設けると
共に、第１及び第２のスイッチング素子をそれぞれ搭載
したことを特徴とする。

【００１３】以上の構成により、積層構造の高周波スイ
ッチとなり、表面実装に適した高周波スイッチが得られ
る。

【００１４】さらに、本発明に係るフィルタ部を有した
高周波スイッチは、略所定の線路長に設定された伝送路
を備えることにより、使用周波数の２倍高調波又は３倍
高調波のいずれか一方の帯域に減衰極が生じるようにし
たスイッチ部と、残った方の高調波の帯域に減衰極を有
したフィルタ部とを備えたことを特徴とする。

【００１５】これにより、それぞれ独立した高周波スイ
ッチ部品とフィルタ部品を電気的に接続する場合と比較
して、全体の寸法が小さくなる。また、高周波スイッチ
回路とフィルタ回路をまとめて設計することにより、高
周波スイッチ回路とフィルタ回路のインピーダンスマッ
チングを施した設計が行われる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る高周波スイッ
チ及びフィルタ部を有した高周波スイッチの実施形態に
ついて添付図面を参照して説明する。各実施形態におい
て、同一部品及び同一部分には同じ符号を付し、重複し
た説明は省略する。

【００１７】［第１実施形態、図１］図１は、高周波ス
イッチ１の電気回路図である。図１に示すように、送信
回路用端子ＴＸにはダイオードＤ１のアノードが接続さ
れている。ダイオードＤ１のアノードは、分岐線路であ
る伝送線路７及びコンデンサＣ１の直列回路を介し、グ
ランドに接地している。伝送線路７とコンデンサＣ１と
の中間点には電圧制御用端子Ｖｃ１が接続している。こ
の電圧制御用端子Ｖｃ１には、高周波スイッチ１の伝送
路切り換えを行うためのコントロール回路が接続されて
いる。

【００１８】伝送線路７は電圧制御用端子Ｖｃ１に印加
される制御電圧のチョーク素子として機能する。そし
て、後述のコイル２や伝送線路８のインダクタンス値、
及び端子ＴＸ，ＡＮＴ，ＲＸとグランドとの間にそれぞ
れ発生する浮遊容量ｃｆ１，ｃｆ２，ｃｆ３の値を調整
し、伝送線路７の線路長Ｌを略λ／６（λ：送信周波数
ｆ₀における波長）に設定することで、伝送線路７は送
信周波数ｆ₀の３倍の周波数３ｆ₀を有する３倍高調波の
帯域に減衰極を有するトラップ回路としても機能する。
浮遊容量ｃｆ１〜ｃｆ３はインピーダンス整合のための
バイパスコンデンサとして機能する。

【００１９】ダイオードＤ１の両端（アノード・カソー
ド間）には、コイル２及びコンデンサＣ３の直列回路が
接続している。コイル２及びコンデンサＣ３は、ダイオ
ードＤ１がＯＦＦ状態のときのアイソレーションを確保
するためのものである。さらに、ダイオードＤ１のカソ
ードは、アンテナ用端子ＡＮＴに接続している。

【００２０】アンテナ用端子ＡＮＴには、伝送線路８を
介して受信回路用端子ＲＸが接続している。伝送線路８
の線路長は、λ₁／１６以上λ₁／２以下の範囲とされ
る。λ ₁は受信周波数の波長である。さらに、受信回路
用端子ＲＸには、ダイオードＤ２のアノードが接続して
いる。ダイオードＤ２のカソードは、コンデンサＣ２を
介し、グランドに接地している。ダイオードＤ２とコン
デンサＣ２との中間点には、抵抗Ｒを介して電圧制御用
端子Ｖｃ２が接続している。この電圧制御用端子Ｖｃ２
には、前記電圧制御用端子Ｖｃ１と同様に、高周波スイ
ッチ１の伝送路切り換えを行うためのコントロール回路
が接続される。

【００２１】次に、この高周波スイッチ１を用いての送
受信について説明する。送信を行う場合には、電圧制御
用端子Ｖｃ１とＶｃ２の間に正の電位差を与える。この
電圧は、ダイオードＤ１，Ｄ２に対して順方向のバイア
ス電圧として働くため、ダイオードＤ１，Ｄ２をＯＮ状
態にする。このとき、コンデンサＣ１〜Ｃ３によって直
流分がカットされ、ダイオードＤ１，Ｄ２を含む回路に
のみ電圧制御用端子Ｖｃ１，Ｖｃ２に加えられた電圧が
印加される。従って、伝送線路８がダイオードＤ２によ
り接地されて送信周波数で共振し、インピーダンスが略
無限大となる。この結果、送信回路用端子ＴＸに入った
送信信号は、受信回路用端子ＲＸに殆んど伝送されるこ
となく、ダイオードＤ１を経てアンテナ用端子ＡＮＴに
伝送される。一方、伝送線路７はコンデンサＣ１を介し
て接地されているため、送信周波数で共振してインピー
ダンスが略無限大となり、送信信号がグランド側へ漏れ
ることを防止している。

【００２２】受信を行う場合には、電圧制御用端子Ｖｃ
１とｖｃ２の間に負の電位差を与える。この電圧は、ダ
イオードＤ１，Ｄ２に対して逆方向のバイアス電圧とし
て働くため、ダイオードＤ１，Ｄ２はＯＦＦ状態にな
り、アンテナ用端子ＡＮＴに入った受信信号は、伝送線
路８を経て受信回路用端子ＲＸに伝送され、送信回路用
端子ＴＸには殆ど伝送されない。このように、高周波ス
イッチ１は、電圧制御用端子Ｖｃ１，Ｖｃ２に印加する
バイアス電圧をコントロールすることにより、送受の信
号の伝送路を切り換えることができる。

【００２３】以上の構成からなる高周波スイッチ１は、
スイッチ機能に加え、３倍高調波の帯域の減衰が得られ
るトラップ機能も有しているので、送信信号に生じた３
倍高調波歪を除去することができる。従って、送信信号
の２倍及び３倍高調波歪を除去するために、この高周波
スイッチ１と組み合わされるフィルタは、２倍高調波の
帯域に減衰極を有するものであればよく、その分だけ構
成素子数を少なくでき、小型化されると共に、送信信号
の伝送損失が小さくなる。

【００２４】［第２実施形態、図２］図２は、高周波ス
イッチ１１の電気回路図である。送信回路用端子ＴＸに
はダイオードＤ１のアノードが接続されている。ダイオ
ードＤ１のアノードは、分岐線路である伝送線路１７及
びコンデンサＣ１の直列回路を介し、グランドに接地し
ている。伝送線路１７とコンデンサＣ１との中間点には
電圧制御用端子Ｖｃ１が接続している。伝送線路１７の
線路長は、λ／１６以上λ／２以下の範囲とされる。λ
は送信周波数ｆ₀の波長である。さらに、送信回路用端
子ＴＸとダイオードＤ１のアノードとの間には、伝送線
路１２の閉ループが接続している。この伝送線路１２
は、コイル２や伝送線路８，１７のインダクタンス値及
び浮遊容量ｃｆ１〜ｃｆ３の値を調整し、伝送線路１２
の線路長Ｌを略λ／６に設定することで、３倍高調波の
帯域に減衰極を有するトラップ回路として機能する。

【００２５】ダイオードＤ１の両端（アノード・カソー
ド間）には、コイル２及びコンデンサＣ３の直列回路が
接続している。ダイオードＤ１のカソードは、アンテナ
用端子ＡＮＴに接続している。

【００２６】アンテナ用端子ＡＮＴには、伝送線路８を
介して受信回路用端子ＲＸが接続している。さらに受信
回路用端子ＲＸには、ダイオードＤ２のアノードが接続
している。ダイオードＤ２のカソードは、コンデンサＣ
２を介し、グランドに接地している。ダイオードＤ２と
コンデンサＣ２との中間点には、抵抗Ｒを介して電圧制
御用端子Ｖｃ２が接続している。

【００２７】以上の構成からなる高周波スイッチ１１
は、前記第１実施形態の高周波スイッチ１と同様の作用
効果を奏する。

【００２８】［第３実施形態、図３］図３に示すよう
に、第３実施形態の高周波スイッチ２１は、伝送線路２
２の閉ループを残して前記第２実施形態の高周波スイッ
チ１１と同様のものである。

【００２９】伝送線路２２の閉ループは、送信回路用端
子ＴＸと伝送線路１２の閉ループとの間に接続してい
る。この伝送線路２２は、その線路長Ｌを略λ／４に設
定することで、２倍高調波の帯域に減衰極を有するトラ
ップ回路として機能する。従って、高周波スイッチ２１
は、伝送線路１２の閉ループと伝送線路２２の閉ループ
がそれぞれ３倍高調波及び２倍高調波の帯域の減衰が得
られるトラップ機能を有しているので、送信信号に生じ
た２倍及び３倍高調波歪を除去することができる。従っ
て、送信信号の高調波歪を除去するためのフィルタを必
らずしも必要としなくなり、通信機器等の小型化を図る
ことができると共に、送信信号の伝送損失を小さくする
ことができる。

【００３０】［第４実施形態、図４］図４に示すよう
に、第４実施形態の高周波スイッチ３１は、ダイオード
Ｄ１の並列共振回路に伝送線路３２を利用したことを特
徴としている。送信回路用端子ＴＸにはダイオードＤ１
のアノードが接続されている。ダイオードＤ１のアノー
ドは、分岐線路である伝送線路１７及びコンデンサＣ１
の直列回路を介し、グランドに接地している。伝送線路
１７とコンデンサＣ１との中間点には電圧制御用端子Ｖ
ｃ１が接続している。ダイオードＤ１の両端（アノード
・カソード間）には、伝送線路３２及びコンデンサＣ３
の直列回路が接続している。伝送線路３２及びコンデン
サＣ３は、ダイオードＤ１がＯＦＦ状態のときのアイソ
レーションを確保するための物である。

【００３１】さらに、伝送線路３２は、その線路長Ｌを
略所定の長さに設定することで、２倍高調波又は３倍高
調波のいずれか一方の帯域に減衰極を有するトラップ回
路として機能する。すなわち、ダイオードＤ１がＯＮ状
態のときには、伝送線路３２はダイオードＤ１のインダ
クタンスと並列に接続され、ダイオードＤ１のインダク
タンスによる遅延量と伝送線路３２による遅延量との位
相差がπになる周波数において減衰極が形成される。従
って、例えば、この伝送線路３２が３倍高調波の帯域に
減衰極を有するためには、ダイオードＤ１のＯＮ時のイ
ンダクタンスを考慮しないとすれば伝送線路３２の長さ
を略λ／６に設定すればよいが、実際にはこれより長く
なり、伝送線路３２の長さを略λ／４に設定する必要が
ある。ダイオード素子Ｄ１のカソードは、アンテナ用端
子ＡＮＴに接続している。

【００３２】アンテナ用端子ＡＮＴには、伝送線路８を
介して受信回路用端子ＲＸが接続している。さらに、受
信回路用端子ＲＸには、ダイオードＤ２のアノードが接
続している。ダイオードＤ２のカソードは、コンデンサ
Ｃ２を介し、グランドに接地している。ダイオード素子
Ｄ２とコンデンサＣ２との中間点には、抵抗素子Ｒを介
して電圧制御用端子Ｖｃ２が接続している。

【００３３】以上の構成からなる高周波スイッチ３１
は、前記第１実施形態の高周波スイッチ１と同様の作用
効果を奏する。

【００３４】［第５実施形態、図５〜図８］第５実施形
態は、フィルタ部を有した高周波スイッチについて説明
する。図５はフィルタ部を内蔵した高周波スイッチ４１
の分解斜視図である。

【００３５】高周波スイッチ部４１は、伝送線路導体４
２ａ，４２ｂやコンデンサ導体６６ａ，６７ｂ等を設け
た誘電体シート５５と、グランド導体４４，４５を設け
た誘電体シート５５と、コンデンサ導体５２、５３を設
けた誘電体シート５５と、伝送線路導体４７ａ〜４７
ｃ，４８ａ〜４８ｃ，５８をそれぞれ設けた誘電体シー
ト５５と、コンデンサ導体５６，５７を設けた誘電体シ
ート５５と、ビアホール突きパッド７７ａ〜８０ｂを設
けた誘電体シート５５等にて構成されている。

【００３６】伝送線路導体４７ａ，４７ｂ，４７ｃは、
それぞれ大略ミアンダ形状をしており、伝送線路導体４
７ａの一端は、ビアホール８４ｆを介して伝送線路５８
の一端に接続している。伝送線路導体４７ｃの引出し部
４９ｃはシート５５の手前側の辺の左側部に露出してい
る。さらに、伝送線路導体４７ａ〜４７ｃは、引出し部
４９ｃを残してシート５５を挟んで対向している。これ
らの伝送線路導体４７ａ〜４７ｃは、シート５５に設け
たビアホール８５ａ，８５ｂを介して電気的に直列に接
続され、１本の伝送線路４７を形成する。

【００３７】同様に、伝送線路導体４８ａ、４８ｂ，４
８ｃはそれぞれ大略ミアンダ形状をしており、伝送線路
導体４８ａの引出し部５０ａはシート５５の奥側の辺の
右側部に露出し、伝送線路導体４８ｃの引出し部５０ｃ
はシート５５の手前側の辺の中央部に露出している。さ
らに、伝送線路導体４８ａ〜４８ｃは、引出し部５０
ａ，５０ｃを残してシート５５を挟んで対向している。
これらの伝送線路導体４８ａ〜４８ｃは、シート５５に
設けたビアホール８６ａ，８６ｂを介して電気的に直列
に接続され、１本の伝送線路４８を形成する。

【００３８】伝送線路導体４２ａ，４２ｂはそれぞれ大
略ミアンダ形状をしており、伝送線路導体４２ｂの引出
し部４３はシート５５の手前側の辺の中央部に露出して
いる。さらに、伝送線路導体４２ａ，４２ｂは、引出し
部４３を残してシート５５を挟んで対向している。これ
らの伝送線路導体４２ａ，４２ｂは、シート５５に設け
たビアホール８２を介して電気的に直列に接続され、１
本の伝送線路４２を形成する。

【００３９】伝送線路４７，４８は、二つのグランド導
体４４，４５の間に並設され、かつ、それぞれの伝送線
路４７，４８が伝送線路導体４７ａ〜４７ｃ，４８ａ〜
４８ｃの３層で構成されている。さらに、伝送線路４２
が伝送線路４２ａ，４２ｂの２層で構成されている。こ
のように、伝送線路４２，４７，４８を複数層で構成す
ることにより、高周波スイッチ４１の小型化を図る工夫
がされている。さらに、隣り合う伝送線路導体４７ａと
４７ｂ（あるいは、隣り合う伝送線路導体４７ｂと４７
ｃ、４８ａと４８ｂ、４８ｂと４８ｃ、４２ａと４２ｂ
の場合も同様である）をそれぞれ伝播する高周波信号の
進行方向が相互に逆方向となる。従って、伝送線路導体
４７ａ，４７ｂのそれぞれの周囲に発生する磁束の周回
方向が逆方向となり、伝送線路導体４７ａと４７ｂはこ
の相互に逆方向に周回する磁束によって磁気的に打消し
合い容量結合することになる。この結果、伝送線路４
２，４７，４８は、それぞれ伝送線路導体４２ａ，４２
ｂ、４７ａ〜４７ｃ、４８ａ〜４８ｃ相互の間隔を所定
量確保することにより、伝送線路導体４２ａ，４２ｂ、
４７ａ〜４７ｃ、４８ａ〜４８ｃ間の結合を小さくする
ことができ、所望の特性インピーダンスを容易に得るこ
とができる。ただし、伝送線路４２，４７，４８を必ず
しも複数層で構成する必要がないことは言うまでもな
い。

【００４０】グランド導体４４は、シート５５の表面に
広面積に設けられている。グランド導体４４の引出し部
４４ａはシート５５の右辺に露出し、引出し部４４ｂは
シート５５の奥側の辺の中央部に露出している。グラン
ド導体４５は、シート５５の表面に広面積に設けられて
いる。グランド導体４５の引出し部４５ａはシート５５
の左辺に露出し、引出し部４５ｂはシート５５の右辺に
露出し、引出し部４５ｃはシート５５の奥側の辺の中央
部に露出している。

【００４１】コンデンサ導体５２，５３は、それぞれシ
ート５５の表面の左側及び右側に設けられている。コン
デンサ導体５２の引出し部５２ａはシート５５の手前側
の辺の左側部に露出している。これらのコンデンサ導体
５２，５３はそれぞれシート５５を挟んでグランド導体
４４に対向しており、グランド導体４４と共にコンデン
サＣ１，Ｃ２を形成する。

【００４２】また、コンデンサ導体５６，５７は、それ
ぞれシート５５の表面の左奥側に設けられている。コン
デンサ導体５７の引出し部５７ａはシート５５の奥側の
辺の左側部に露出している。これらのコンデンサ導体５
６，５７はそれぞれシート５５を挟んでグランド導体４
５に対向しており、グランド導体４５と共にコンデンサ
Ｃ５，Ｃ４を形成する。

【００４３】さらに、伝送線路導体４２ａが設けられて
いるシート５５の表面には、引出し導体６１，６２，６
３、中継導体６４，６５及びコンデンサ導体６６が設け
られている。コンデンサ導体６６の引出し部６６ａと引
出し導体６１の一端とは、それぞれシート５５の奥側の
辺の左側部及び右側部に露出し、引出し導体６２，６３
の一端はそれぞれシート５５の手前側の辺の中央部及び
右側部に露出している。そして、伝送線路導体４２ａは
ビアホール付きパッド７９ｂに電気的に接続され、引出
し導体６１，６２，６３はそれぞれビアホール付きパッ
ド７８ｂ，７７ａ，８０ａに電気的に接続される。中継
導体６４はビアホール付きパッド８０ｂ及び７８ａに電
気的に接続されると共に、シート５５に設けたビアホー
ル８３ａ，８３ｂ，８３ｃを介してコンデンサ導体５３
に電気的に接続される。

【００４４】中継導体６５はビアホール付きパッド７７
ｂ及び７９ａに電気的に接続されると共に、シート５５
に設けたビアホール８４ａ，８４ｂ，８４ｃ，８４ｄ，
８４ｅ，８４ｆ，８４ｇ，８４ｈを介してコンデンサ導
体６７、伝送線路５８，４７及びコンデンサ導体５６に
電気的に接続される。コンデンサ導体６６と６７とでコ
ンデンサＣ６を形成する。

【００４５】以上の構成からなる各シート５５は積み重
ねられ、一体的に焼結されることにより、図６に示すよ
うに積層体とされる。積層体の手前側の側面部の左側、
中央及び右側の位置には、それぞれ電圧制御用端子Ｖｃ
１、アンテナ用端子ＡＮＴ及び電圧制御用端子Ｖｃ２が
形成される。積層体の奥側の側面部の左側、中央及び右
側の位置には、それぞれ送信回路用端子ＴＸ、グランド
端子Ｇ３及び受信回路用端子ＲＸが形成される。さら
に、積層体の左右の側面部には、それぞれグランド端子
Ｇ１，Ｇ２が形成される。こうして、表面実装タイプの
高周波スイッチ４１が得られる。

【００４６】送信回路用端子ＴＸは、伝送線路導体５８
の引出し部５８ａと、コンデンサ導体５７，６６の引出
し部５７ａ，６６ａとに電気的に接続している。受信回
路用端子ＲＸは、伝送線路４８の一方の端部、具体的に
は伝送線路導体４８ａの引出し部５０ａと、引出し導体
６１とに電気的に接続している。アンテナ用端子ＡＮＴ
は、伝送線路４２の一方の端部、具体的には伝送線路導
体４２ｂの引出し部４３と、引出し導体６２と、伝送線
路４８の他方の端部、具体的には伝送線路導体４８ｃの
引出し部５０ｃとに電気的に接続している。電圧制御用
端子Ｖｃ１は、伝送線路４７の他方の端部、具体的には
伝送線路導体４７ｃの引出し部４９ｃと、コンデンサ導
体５２の引出し部５２ａとに電気的に接続している。電
圧制御用端子Ｖｃ２は、引出し導体６３に電気的に接続
している。グランド端子Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３はそれぞれグ
ランド導体４４，４５の引出し部４５ａ、４４ａ，４５
ｂ、４４ｂ，４５ｃに電気的に接続している。

【００４７】さらに、積層体の上面のパッド７７ａ，７
７ｂにはそれぞれダイオードＤ１のカソード電極及びア
ノード電極が半田付けされ、パッド７８ａ，７８ｂには
それぞれダイオードＤ２のカソード電極及びアノード電
極が半田付けされ、パッド７９ａ，７９ｂにはそれぞれ
コンデンサＣ３の端子電極が半田付けされ、パッド８０
ａ，８０ｂにはそれぞれ抵抗Ｒの端子電極が半田付けさ
れる。

【００４８】図７は、以上の構成からなる高周波スイッ
チ４１の電気等価回路図である。この高周波スイッチ４
１は、３次ローパスフィルタ部８８とスイッチ部８９と
を備えている。送信回路用端子ＴＸには伝送線路５８の
一端が接続されている。伝送線路５８の両端はそれぞれ
コンデンサＣ４，Ｃ５を介してグランドに接地してい
る。さらに、伝送線路５８に対して並列にコンデンサＣ
６が接続している。これら伝送線路５８とコンデンサＣ
４〜Ｃ６にて３次ローパスフィルタ部８８が構成されて
いる。

【００４９】伝送線路５８の他端はダイオードＤ１のア
ノードが接続されている。ダイオードＤ１のアノード
は、伝送線路４７及びコンデンサＣ１の直列回路を介し
て、グランドに接地している。伝送線路４７とコンデン
サＣ１との中間点には電圧制御用端子Ｖｃ１が接続して
いる。この電圧制御用端子Ｖｃ１には、スイッチ部８９
の伝送路切換えを行うためのコントロール回路が接続さ
れる。ダイオードＤ１の両端（アノード・カソード間）
には、伝送線路及びコンデンサＣ３の直列回路が接続し
ている。伝送線路４２及びコンデンサＣ３は、ダイオー
ドＤ１がＯＦＦ状態のときのアイソレーションを確保す
るためのものである。さらに、ダイオードＤ１のカソー
ドは、アンテナ用端子ＡＮＴに接続している。

【００５０】アンテナ用端子ＡＮＴには、伝送線路４８
を介して受信回路用端子ＲＸが接続している。さらに、
受信回路用端子ＲＸには、ダイオードＤ２のアノードが
接続している。ダイオードＤ２のカソードは、コンデン
サＣ２を介し、グランドに接地している。ダイオードＤ
２とコンデンサＣ２との中間点には、抵抗Ｒを介して電
圧制御用端子Ｖｃ２が接続している。この電圧制御用端
子Ｖｃ２には、前記電圧制御用端子Ｖｃ１と同様に、ス
イッチ部８９の伝送路切り換えをおこなうためのコント
ロール回路が接続される。

【００５１】なお、図７の中で点線で表示しているよう
に、ダイオードＤ１に対して並列に、逆バイアス印加時
の電圧安定化のための抵抗Ｒａを接続したり、ＯＦＦ状
態のときのアイソレーションを確保するためのコンデン
サＣａを接続してもよい。また、ダイオードＤ２につい
ても、ダイオードＤ１と同様に、抵抗Ｒａ、コンデンサ
Ｃａ、伝送線路４２及びコンデンサＣ３を接続してもよ
いことは言うまでもない。そして、この高周波スイッチ
４１を使用する際には、送信回路用端子ＴＸ、受信回路
用端子ＲＸ及びアンテナ用端子ＡＮＴのそれぞれを、別
部品のバイアスカット用のカップリングコンデンサを介
して送信回路、受信回路及びアンテナに接続する。

【００５２】この高周波スイッチ４１のスイッチ作用に
ついては、前記第１実施形態の高周波スイッチ１と同様
であるので省略する。以上の構成からなる高周波スイッ
チ４１において、送信信号の２倍高調波の帯域に、３次
ローパスフィルタ部８８の伝送線路５８とコンデンサＣ
６とで形成される並列共振回路の共振周波数を調整して
合わせることで、図８の一点鎖線９０に示すように２倍
高調波を減衰させている。さらに、フィルタ部８８のコ
ンデンサＣ４，Ｃ５を調整して整合をとり、２倍高調波
より高い周波数帯域を例えば５〜２０ｄＢ程度減衰させ
ている。

【００５３】一方、伝送線路４７は、電圧制御用端子Ｖ
ｃ１に印加される制御電圧のチョーク素子として機能す
る。そして、伝送線路４２，４８のインダクタンス値及
び浮遊容量Ｃｆ１〜Ｃｆ３の値を調整し、伝送線路４７
の線路長Ｌを略λ／６に設定することで、図８の二点鎖
線９１に示すように伝送線路４７は３倍高調波の帯域に
減衰極を有するトラップ回路としても機能する。

【００５４】従って、図８の実線９２に示すように、２
倍高調波の減衰をローパスフィルタ部８８が確保し、３
倍高調波の減衰をローパスフィルタ部８８の高周波帯域
減衰特性及び伝送線路４７によるトラップ減衰特性の重
畳効果によって確保することができる。因みに、高周波
スイッチ４１は、２倍及び３倍高調波を３０ｄＢ以上減
衰させることができる。この結果、２倍及び３倍高調波
の減衰量を確保した状態で、スイッチ回路とフィルタ回
路の合計素子数を従来より少なくすることができ、通信
機器等の小型化を図ることができると共に、送信信号の
伝送損失を低減することができる。具体的には、第５実
施形態の高周波スイッチ４１の場合、伝送損失が従来
０．３〜０．５ｄＢであったのに対して、０．１〜０．
３ｄＢにまでに低減された。

【００５５】［第６実施形態、図９〜図１１］図９に示
すように、第６実施形態の高周波スイッチ１０１は、伝
送線路１０２，１０７，１０８を残して前記第５実施形
態の高周波スイッチ４１と同様のものである。

【００５６】伝送線路導体１０７ａ，１０７ｂ，１０７
ｃはそれぞれ大略スパイラル形状をしており、伝送線路
導体１０７ａの一端は、ビアホール８４ｆを介して伝送
線路５８の一端に接続されている。伝送線路導体１０７
ｃの引出し部１０９ｃはシート５５の手前側の辺の左側
部に露出している。さらに、伝送線路導体１０７ａ〜１
０７ｃは、引出し部１０９ｃを残してシート５５を挟ん
で対向している。これらの伝送線路導体１０７ａ〜１０
７ｃは、シート５５に設けたビアホール１１３ａ，１１
３ｂを介して電気的に直列に接続され、１本の伝送線路
１０７を形成する。この伝送線路１０７は、バイアス回
路の分岐線路として用いられる。

【００５７】同様に、伝送線路導体１０８ａ、１０８ｂ
はそれぞれ大略ミアンダ形状をしており、伝送線路導体
１０８ａの引出し部１１０ａはシート５５の奥側の辺の
右側部に露出し、伝送線路導体１０８ｂの引出し部１１
０ｂはシート５５の手前側の辺の中央部に露出してい
る。さらに、伝送線路導体１０８ａ，１０８ｂは、引出
し部１１０ａ，１１０ｂを残してシート５５を挟んで対
向している。これらの伝送線路導体１０８ａ，１０８ｂ
は、シート５５に設けたビアホール１１４ａ，１１４ｂ
を介して電気的に直列に接続され、１本の伝送線路１０
８を形成する。この伝送線路１０８は、特性インピーダ
ンスを５０Ω程度にするため、伝送線路導体１０８ａと
１０８ｂの２層構造にして、伝送線路導体１０８ａと１
０８ｂの間隔を大きくしている。さらに、伝送線路１０
８の場合、伝送線路導体１０８ａ，１０８ｂの導体幅を
伝送線路１０７の伝送線路導体１０７ａ〜１０７ｃより
太くすることにより、特性インピーダンスを調整してい
る。この伝送線路１０８は、高周波スイッチ１０１の主
線路として用いられる。

【００５８】伝送線路導体１０２ａ，１０２ｂはそれぞ
れ大略スパイラル形状をしており、伝送線路導体１０２
ｂの引出し部１０３はシート５５の手前側の辺の中央部
に露出している。さらに、伝送線路導体１０２ａ，１０
２ｂは、引出し部１０３を残してシート５５を挟んで対
向している。これらの伝送線路導体１０２ａ，１０２ｂ
は、シート５５に設けたビアホール１１２を介して電気
的に直列に接続され、１本の伝送線路１０２を形成す
る。

【００５９】伝送線路１０７，１０８は、二つのグラン
ド導体４４，４５の間に並設され、かつ、それぞれの伝
送線路１０７，１０８が伝送線路導体１０７ａ〜１０７
ｃ，１０８ａ，１０８ｂで構成されている。さらに、伝
送線路１０２が伝送線路１０２ａ，１０２ｂの２層で構
成されている。このように、伝送線路１０２，１０７，
１０８を複数層で構成することにより、高周波スイッチ
１０１の小型化を図る工夫がされている。さらに、隣り
合う伝送線路導体１０７ａと１０７ｂ（あるいは隣り合
う伝送線路導体１０７ｂと１０７ｃ等）をそれぞれ伝播
する高周波信号の進行方向が相互に同方向となる。従っ
て、伝送線路導体１０７ａ，１０７ｂ等のそれぞれの周
囲に発生する磁束の周回方向が同方向となり、伝送線路
導体１０７ａと１０７ｂ等はこの相互に同方向に周回す
る磁束によって電磁気的に結合することになる。この結
果、伝送線路１０２，１０７，１０８は、それぞれ伝送
線路導体１０２ａ，１０２ｂ、１０７ａ〜１０７ｃ、１
０８ａ，１０８ｂの間隔を近接させることにより、伝送
線路導体の結合を大きくすることができ、所望の特性イ
ンピーダンスを容易に得ることができる。

【００６０】以上の構成からなる各シート５５は積み重
ねられ、一体的に焼結され、積層体とされる。この積層
体に、前記第５実施形態の高周波スイッチ４１と同様
に、各種端子Ｖｃ１，Ｖｃ２，ＴＸ，ＲＸ等が形成さ
れ、かつ、各種素子Ｄ１，Ｄ２等が搭載される。

【００６１】図１０は、こうして得られた高周波スイッ
チ１０１の電気等価回路図である。この高周波スイッチ
１０１は、３次ローパスフィルタ部８８とスイッチ部８
９とを備えている。送信信号の２倍高調波の帯域に３次
ローパスフィルタ部８８の伝送線路５８とコンデンサＣ
６とで形成される並列共振回路の共振周波数を調整して
合わせることで、２倍高調波を減衰させている。さら
に、フィルタ部８８のコンデンサＣ４，Ｃ５を調整して
整合をとり、２倍高調波より高い周波数帯域を例えば５
〜２０ｄＢ程度減衰させることができる。

【００６２】一方、ダイオードＤ１に並列に接続されて
いる伝送線路１０２の線路長を調整することにより、３
倍高調波の帯域に減衰極を得ることができる。すなわ
ち、伝送線路１０２はダイオードＤ１がＯＦＦ状態のと
きには、ダイオードＤ１の容量との並列共振によりアイ
ソレーションを確保している。そして、ダイオードＤ１
がＯＮ状態になると、ダイオードＤ１のインダクタンス
と伝送線路１０２の並列状態になる。従って、ダイオー
ドＤ１のインダクタンスによる遅延量と伝送線路３２に
よる遅延量との位相差がπになる周波数において減衰極
が形成される。これにより、この伝送線路１０２が３倍
高調波の帯域に減衰極を有するためには、ダイオードＤ
１のＯＮ時のインダクタンスを考慮しないとすれば伝送
線路１０２の長さを略λ／６に設定すればよいが、実際
にはこれより長くなり、伝送線路１０２の長さを略λ／
４に設定する必要がある。伝送線路１０２は、送信回路
用端子ＴＸとアンテナ用端子ＡＮＴとの間に直列に挿入
されているので、伝送線路１０２による減衰極の帯域が
広く、減衰量も２０ｄＢ以上と大きい。

【００６３】従って、２倍高調波の減衰をローパスフィ
ルタ部８８が確保し、３倍高調波の減衰をローパスフィ
ルタ部８８の高周波帯域減衰特性及び伝送線路１０２に
よるトラップ減衰特性の重畳効果によって確保すること
ができる。因みに、高周波スイッチ１０１は、２倍及び
３倍高調波を３０ｄＢ以上減衰させることができる。こ
の結果、２倍及び３倍高調波の減衰量を確保した状態
で、スイッチ回路とフィルタ回路の合計素子数を従来よ
り少なくすることができ、通信機器等の小型化を図るこ
とができると共に、送信信号の伝送損失を低減すること
ができる。

【００６４】［他の実施形態］なお、本発明に係る高周
波スイッチ及びフィルタ部を有した高周波スイッチは前
記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内
で種々に変更することができる。特に、フィルタ部は、
ローパスフィルタの他に、ハイパスフィルタ、バンドパ
スフィルタ、バンドエリミネーションフィルタであって
もよい。また、スイッチング素子としては、ダイオード
素子の他に、トランジスタ素子やＦＥＴ素子等であって
もよい。

【００６５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、略所定の線路長を有した伝送線路を備えること
により、使用周波数の２倍高調波あるいは３倍高調波の
帯域に減衰極を形成して高減衰させるので、フィルタを
省いたり、フィルタの素子数を抑えることができる。従
って、通信機器等の小型化を図ることができ、かつ、送
信信号の伝送損失の低減を図ることができる。さらに、
素子数を少なくすることで、同一サイズの部品の場合、
素子間の電磁気結合を小さくすることができ、高周波ス
イッチの特性劣化を防止することができる。

【００６６】また、使用周波数の２倍高調波又は３倍高
調波のいずれか一方の帯域に減衰極が生じるようにした
スイッチ部と、残った方の高調波の帯域に減衰極を有し
たフィルタ部とを備えることにより、それぞれ独立した
高周波スイッチ部品とフィルタ部品を電気的に接続した
場合と比較して、全体の寸法を小さくすることができ
る。また、高周波スイッチ回路とフィルタ回路をまとめ
て設計することにより、高周波スイッチ回路とフィルタ
回路のインピーダンスマッチングを施した設計を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高周波スイッチの第１実施形態を
示す電気回路図。

【図２】本発明に係る高周波スイッチの第２実施形態を
示す電気回路図。

【図３】本発明に係る高周波スイッチの第３実施形態を
示す電気回路図。

【図４】本発明に係る高周波スイッチの第４実施形態を
示す電気回路図。

【図５】本発明に係る高周波スイッチの第５実施形態を
示す分解斜視図。

【図６】図５に示されている高周波スイッチの外観を示
す斜視図。

【図７】図６に示されている高周波スイッチの電気回路
図。

【図８】図６に示されている高周波スイッチの減衰特性
を示すグラフ。

【図９】本発明に係る高周波スイッチの第６実施形態を
示す分解斜視図。

【図１０】図９に示されている高周波スイッチの電気回
路図。

【図１１】従来の高周波スイッチを示す電気回路図。

【符号の説明】

１，１１，２１，３１…高周波スイッチ ７，８，１２，２２，３２…伝送線路 ４１，１０１…フィルタ部を有した高周波スイッチ ４４，４５…グランド導体 ４２，４７，４８…伝送線路 ５２，５３…コンデンサ導体 ５５…誘電体シート ８８…フィルタ部 ８９…スイッチ部 １０２，１０７，１０８…伝送線路 Ｃ１，Ｃ２…コンデンサ Ｄ１，Ｄ２…ダイオード（スイッチング素子） ＴＸ…送信回路用端子 ＲＸ…受信回路用端子 ＡＮＴ…アンテナ用端子 Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３…グランド用端子

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略所定の線路長を有した伝送線路を備え
   ることにより、使用周波数の２倍高調波又は３倍高調波
   の少なくともいずれか一方の帯域に減衰極が生じるよう
   にしたことを特徴とする高周波スイッチ。
2. 【請求項２】 送信回路用端子、受信回路用端子、アン
   テナ用端子、グランド用端子、第１の電圧制御用端子及
   び第２電圧制御用端子と、 前記送信回路用端子と前記アンテナ用端子との間に電気
   的に接続された第１のスイッチング素子と、 前記送信回路用端子と前記第１の電圧制御用端子との間
   に電気的に接続された第１の伝送線路と、 前記第１の電圧制御用端子と前記グランド用端子との間
   に電気的に接続された第１のコンデンサと、 前記アンテナ用端子と前記受信回路用端子との間に電気
   的に接続された第２の伝送線路と、 前記受信回路用端子と前記第２の電圧制御用端子との間
   に電気的に接続された第２のスイッチング素子と、 前記第２の電圧制御用端子と前記グランド用端子との間
   に電気的に接続された第２のコンデンサとを備え、 λを使用周波数における波長としたとき、前記第１の伝
   送線路の線路長を略λ／４又は略λ／６のいずれか一方
   に設定し、使用周波数の２倍高調波又は３倍高調波のい
   ずれか一方の帯域に減衰極が生じるようにしたこと、 を特徴とする高周波スイッチ。
3. 【請求項３】 送信回路用端子、受信回路用端子、アン
   テナ用端子、グランド用端子、第１の電圧制御用端子及
   び第２電圧制御用端子と、 前記送信回路用端子と前記アンテナ用端子との間に電気
   的に接続された第１のスイッチング素子と、 前記送信回路用端子と前記第１の電圧制御用端子との間
   に電気的に接続された第１の伝送線路と、 前記第１の電圧制御用端子と前記グランド用端子との間
   に電気的に接続された第１のコンデンサと、 前記アンテナ用端子と前記受信回路用端子との間に電気
   的に接続された第２の伝送線路と、 前記受信回路用端子と前記第２の電圧制御用端子との間
   に電気的に接続された第２のスイッチング素子と、 前記第２の電圧制御用端子と前記グランド用端子との間
   に電気的に接続された第２のコンデンサと、 前記送信回路用端子と前記アンテナ用端子との間に少な
   くとも一つ接続された、第３の伝送線路を有した閉ルー
   プとを備え、 λを使用周波数における波長としたとき、前記第３の伝
   送線路の線路長を略λ／４又は略λ／６の少なくともい
   ずれか一方に設定し、使用周波数の２倍高調波又は３倍
   高調波の少なくともいずれか一方の帯域に減衰極が生じ
   るようにしたこと、 を特徴とする高周波スイッチ。
4. 【請求項４】 略所定の線路長に設定された伝送路を備
   えることにより、使用周波数の２倍高調波又は３倍高調
   波のいずれか一方の帯域に減衰極が生じるようにしたス
   イッチ部と、残った方の高調波の帯域に減衰極を有した
   フィルタ部と、 を備えたことを特徴とするフィルタ部を有した高周波ス
   イッチ。
5. 【請求項５】 複数の誘電体層と、前記第１及び第２の
   伝送線路と、前記第１及び第２のコンデンサのそれぞれ
   のコンデンサ導体と、グランド導体とを積層して構成し
   た積層体の表面に、前記送信回路用端子と前記受信回路
   用端子と前記アンテナ用端子と前記グランド用端子と前
   記第１及び第２の電圧制御用端子とをそれぞれ設けると
   共に、前記第１及び第２のスイッチング素子をそれぞれ
   搭載したことを特徴とする請求項２記載の高周波スイッ
   チ。
6. 【請求項６】 複数の誘電体層と、前記第１、第２及び
   第３の伝送線路と、前記第１及び第２のコンデンサのそ
   れぞれのコンデンサ導体と、グランド導体とを積層して
   構成した積層体の表面に、前記送信回路用端子と前記受
   信回路用端子と前記アンテナ用端子と前記グランド用端
   子と前記第１及び第２の電圧制御用端子とをそれぞれ設
   けると共に、前記第１及び第２のスイッチング素子をそ
   れぞれ搭載したことを特徴とする請求項３記載の高周波
   スイッチ。