JPH11298201A - 高周波アンテナスイッチ及びこれを用いた無線端末 - Google Patents
高周波アンテナスイッチ及びこれを用いた無線端末Info
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- JPH11298201A JPH11298201A JP9425598A JP9425598A JPH11298201A JP H11298201 A JPH11298201 A JP H11298201A JP 9425598 A JP9425598 A JP 9425598A JP 9425598 A JP9425598 A JP 9425598A JP H11298201 A JPH11298201 A JP H11298201A
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- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
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Abstract
ンテナスイッチにおいて、比較的安価に大きな電力の信
号をハンドル可能にし、低歪で伝送するとともにまた大
きなアイソレーションを確保することを目的とするもの
である。 【解決手段】ポートP1とポートP2間にストリップラ
イン1a、1cを、ポートP1とポートP3間にストリ
ップライン1b、1dを、ポートP2とポートP4間に
ストリップライン1eを、ポートP3とポートP5間に
ストリップライン1fを設け、PINダイオード2a〜
2dをx,y,z点以外のストリップライン端に並列に
配し、各ダイオードのアノードとアース間にキャパシタ
3f〜3iを接続し、ストリップライン1aと1bの接
続点とアース間にダイオードのバイアス電流を流すため
の高周波チョークインダクタ4eと抵抗5a及びキャパ
シタ3jを接続し、各ダイオードのアノードに制御電圧
印加の高周波チョークインダクタ4a〜4dを備えた高
周波アンテナスイッチ。
Description
ンテナを備え、ダイバーシチ機能を有するPHS(登録
商標)無線端末等に関する。特に、送信タイミングで送
信回路の出力を二つのアンテナのうちフェージングの影
響が小さいアンテナから出力し、また受信タイミングで
二つのアンテナからの入力信号をそれぞれ二つの受信回
路へ伝送するための切り替えを行う高周波アンテナスイ
ッチに関するものである。
は、GaAs FETスイッチIC乃至、PINダイオ
ードシリーズスイッチICの多段構成により実現した
り、あるいはPINダイオードを高周波伝送線路に対し
て直列接続して高周波アンテナスイッチ回路を構成して
いた。
高周波アンテナスイッチを示す。このように、PINダ
イオード52a、52bは高周波伝送線路に対して直列
に接続される。
ール端子Vct1、Vct2に正負逆の制御電圧を印加
することにより、ポートP1から入力された高周波信号
をポートP2乃至ポートP3の何れかに選択出力するこ
とができる。また、ポートP1からポートP2への高周
波信号の伝送経路とポートP3からポートP5への高周
波信号の伝送経路を同時に確保する機能及び、ポートP
1からポートP3への高周波信号の伝送経路とポートP
2からポートP4への高周波信号の伝送経路を同時に確
保する機能を有する。
2に同時に負の制御電圧を印加することによりポートP
1からポートP2及びポートP3への伝送経路を遮断
し、ポートP2及びポートP3から入力された高周波信
号をそれぞれポートP4及びポートP5へ出力すること
ができる。
号伝送経路に対して直列にダイオードが接続されている
ため、比較的安価なPINダイオードでは所要電力の入
力信号に対して低歪の出力が得られにくいという問題が
あるとともに、ハンドル可能な電力が比較的小さいとい
う問題があった。
ストが高いという問題があった。
トP3へ高周波信号を伝送するとき、当該高周波信号の
ポートP4及びポートP5へのアイソレーションが十分
確保できないために、ポートP1からの入力電力が大き
い場合、ポートP4及びポートP5への漏れ電力が大き
くなり、当該ポートの外部に接続されたデバイスの性能
を劣化させたり、あるいは破壊することがあった。
になされたものであり、比較的安価に大きな電力の信号
をハンドル可能にし、また大きなアイソレーションを確
保することができる高周波アンテナスイッチ及び高周波
アンテナスイッチを有する無線端末を提供することを目
的とするものである。
に、具体的には、第一ポートから入力された高周波信号
を第二乃至第三ポートの何れかに選択出力し、また第一
ポートから第二及び第三ポートへの伝送経路が遮断され
ているとき第二及び第三ポートから入力された高周波信
号をそれぞれ第四及び第五ポートへ出力する機能及び、
第一ポートから第二ポートへの高周波信号の伝送経路と
第三ポートから第五ポートへの高周波信号の伝送経路を
同時に確保する機能及び、第一ポートから第三ポートへ
の高周波信号の伝送経路と第二ポートから第四ポートへ
の高周波信号の伝送経路を同時に確保する機能を有し、
第一ポートから第二乃至、第三ポートへ高周波信号を伝
送するとき、歪成分の発生を抑えるために、本発明にお
いては、五つの高周波入出力ポートを有し、第一ポート
から入力された信号が出力される第二ポートと第三ポー
トを切り替え、また第二ポートから入力された信号を第
四ポートから出力し、第三ポートから入力された信号を
第五ポートから出力する高周波アンテナスイッチにおい
て、第一ポートに接続された第一の分布定数線路及び第
二の分布定数線路と、第二ポートに接続された第三の分
布定数線路及び第五の分布定数線路と、第三ポートに接
続された第四の分布定数線路及び第六の分布定数線路
と、第一及び第三の分布定数線路間にカソードが接続さ
れた第一のPINダイオード及び当該ダイオードのアノ
ードとアース間に接続されたキャパシタと、第二及び第
四の分布定数線路間にカソードが接続された第二のPI
Nダイオード及び当該ダイオードのアノードとアース間
に接続されたキャパシタと、第四ポートと第五の分布定
数線路間にカソードが接続された第三のPINダイオー
ド及び当該ダイオードのアノードとアース間に接続され
たキャパシタと、第五ポートと第六の分布定数線路間に
カソードが接続された第四のPINダイオード及び当該
ダイオードのアノードとアース間に接続されたキャパシ
タと、第一ポートと第一及び第二の分布定数線路の接続
点からアース間に直列接続されたインダクタ及びキャパ
シタと当該インダクタとキャパシタの接続点とアース間
に接続される抵抗と、第一から第四の各ダイオードのア
ノードに接続された制御電圧印加の高周波チョークイン
ダクタと、各ポートの直流阻止のキャパシタとを有する
よう構成した。
トへ高周波信号を伝送するとき、当該高周波信号の第四
及び第五ポートへのアイソレーションを高めるため、前
記高周波アンテナスイッチにおいて、第五の分布定数線
路と第四ポート間に第五のPINダイオードを直列に挿
入し、第六の分布定数線路とと第五ポート間に第六のP
INダイオードを直列に挿入し、また第五及び第六のP
INダイオードの各アノードに接続された高周波チョー
クインダクタとを有するよう構成した。
トへ高周波信号を伝送するとき、当該高周波信号の第四
及び第五ポートへのアイソレーションを高めるため、前
記高周波アンテナスイッチにおいて、前記第五の分布定
数線路と第四ポート間に第七の分布定数線路を挿入し、
第七の分布定数線路と第四ポート間にカソードが接続さ
れた第七のPINダイオード及び、当該ダイオードのア
ノードとアース間に接続されたキャパシタと、前記第六
の分布定数線路と第五ポート間に第八の分布定数線路を
挿入し、第八の分布定数線路と第五ポート間にカソード
が接続された第八のPINダイオード及び、当該ダイオ
ードのアノードとアースに接続されたキャパシタとを有
するよう構成した。
て、前記第一から第六のPINダイオードに接続された
制御電圧印加の高周波チョークインダクタのコントロー
ル端子側とアース間に放電抵抗を接続するよう構成し
た。
イッチが適応されるPHS無線機の概略構成を示す。
波アンテナスイッチの回路図であり、同図において、図
1と同一符号を付したものは同一の要素で構成されてい
る。
ストリップライン1a、1c、キャパシタ3bが直列接
続され、ポートP1とP3の間にはキャパシタ3a、ス
トリップライン1b、1d、キャパシタ3cが直列接続
され、ポートP2とP4間にはキャパシタ3b、ストリ
ップライン1e、キャパシタ3dが直列接続され、ポー
トP3とP5間にはキャパシタ3c、ストリップライン
1f、キャパシタ3eが直列接続される。
点とアース間には、接続点側をカソードとしたPINダ
イオード2aとキャパシタ3fの直列回路が接続され、
2aと3fの接続点はインダクタ4aを介してコントロ
ール端子Vct1に接続される。同様に、ストリップラ
イン1bと1dの接続点とアース間には、接続点側をカ
ソードとしたPINダイオード2bとキャパシタ3gの
直列回路が接続され、2bと3gの接続点はインダクタ
4bを介してコントロール端子Vct2に接続される。
3dの接続点とアース間には、接続点側をカソードとし
たPINダイオード2cとキャパシタ3hの直列回路が
接続され、2cと3hの接続点はインダクタ4cを介し
てコントロール端子Vct3に接続される。同様に、ス
トリップライン1fとキャパシタ3eの接続点とアース
間には、接続点側をカソードとしたPINダイオード2
dとキャパシタ3iの直列回路が接続され、2dと3i
の接続点はインダクタ4dを介してコントロール端子V
ct4に接続される。
点にはインダクタ4eが接続され、4eとアース間には
キャパシタ3jと抵抗5aの並列回路が接続される。以
上のように第一の実施例の高周波アンテナスイッチが構
成される。
は、高周波信号の波長の1/4以下の長さを有し、それ
ぞれ接続されたダイオード2aから2dがONした場
合、ダイオードとアース間に接続されたキャパシタ3f
から3iを含めて、90゜位相シフタとなる。また、イ
ンダクタ4aから4dは制御電圧印加のための高周波チ
ョークインダクタであり、4eはダイオードのバイアス
電流経路の確保のため及び高周波チョークのためのイン
ダクタである。また、抵抗5aはダイオードにある一定
のバイアス電流を流すための抵抗であり、3aから3d
は制御電圧印加による直流電流阻止のキャパシタであ
る。
チの動作について説明する。コントロール端子Vct1
に負の制御電圧が印加あるいは接地され、コントロール
端子Vct2、Vct3、Vct4に正の制御電圧が印
加された場合、PINダイオード2aは逆方向バイアス
のためOFFし、PINダイオード2bから2dは順方
向バイアスのためONする。このとき、x点からポート
P3をみると、前記のように90゜位相シフタが形成さ
れているため、高周波インピーダンスは無限大となり、
ポートP1からポートP3への高周波伝送経路は遮断さ
れる。また、y点及びz点からそれぞれポートP4及び
P5の方向を見たとき、高周波インピーダンスは同様に
無限大となるため、ポートP4及びP5への高周波信号
の伝送経路は遮断される。したがって、この場合、ポー
トP1とポートP2間のみ伝送経路が確保される。
負の制御電圧が印加あるいは接地され、コントロール端
子Vct1、Vct3、Vct4に正の制御電圧が印加
された場合、PINダイオード2bは逆方向バイアスの
ためOFFし、PINダイオード2a、2c、2dは順
方向バイアスのためONする。このとき、x点からポー
トP2をみると、前記のように90゜位相シフタが形成
されているため、高周波インピーダンスは無限大とな
り、ポートP1からポートP2への高周波伝送経路は遮
断される。
4及びP5の方向を見たとき、高周波インピーダンスは
同様に無限大となるため、ポートP4及びP5への高周
波信号の伝送経路は遮断される。したがって、この場
合、ポートP1とポートP3間のみ伝送経路が確保され
る。
2に正の制御電圧が印加され、コントロール端子Vct
3、Vct4に負の制御電圧が印加された場合、PIN
ダイオード2a、2bは順方向バイアスのためONし、
2c、2dは逆方向のバイアス電圧のためOFFする。
したがって、x、y、zの各点からPINダイオード2
a、2bの方向を見たときの高周波インピーダンスは無
限大となるため、ポートP2とP4間及び、ポートP3
とポートP5間の伝送経路が確保される。
4に負の制御電圧が印加され、コントロール端子Vct
2、Vct3に正の制御電圧が印加された場合、PIN
ダイオード2a、2dは逆方向バイアスのためOFF
し、2b、2cは順方向のバイアス電圧のためONす
る。したがって、x点からポートP3の方向と、y点か
らポートP4の方向及びz点からポートP1の方向を見
たときの高周波インピーダンスは無限大となるため、高
周波伝送経路としては、ポートP1とP2間、ポートP
3とP5間が確保される。逆に、コントロール端子Vc
t2、Vct3に負の制御電圧が印加され、コントロー
ル端子Vct1、Vct4に正の制御電圧が印加された
場合、高周波伝送経路としては、ポートP1とP3間、
ポートP2とP4間が確保される。
ッチでは、すべてのダイオードが高周波伝送経路に対し
て並列に接続されているため、伝送経路に直列に挿入さ
れている場合に比べ、4倍のせん頭電力を許容できる。
また、伝送される信号がダイオードを通過しないため、
歪特性に優れている。
アンテナスイッチを示す。これは第一の実施例の高周波
アンテナスイッチのPINダイオード2cとキャパシタ
3d間、またPINダイオード2dとキャパシタ3e間
にそれぞれPINダイオード2e、2fを高周波伝送線
路に対して直列に挿入したことを特徴とするものであ
る。さらに、ダイオード2e、2fのアノードはそれぞ
れ、制御電圧印加の高周波チョークインダクタ4f、4
gを介してコントロール端子Vct5、Vct6に接続
される。この高周波アンテナスイッチの動作は、基本的
に第一の実施例と同じであるが、新たに追加されたダイ
オード2e、2fのコントロール端子Vct5、Vct
6には、それぞれコントロール端子Vct3、Vct4
に印加される制御電圧と逆の制御電圧が印加される。
制御電圧が印加、あるいは接地されダイオード2cがO
FFしたとき、同時にコントロール端子Vct5には正
の制御電圧が印加され、ダイオード2eはONし、ポー
トP4に信号が流れる。
御電圧が印加され、y点からみてストリップライン1e
とダイオード2cとキャパシタ3hにより90゜位相シ
フタが形成されたとき、同時にコントロール端子Vct
5には負の制御電圧が印加、あるいは接地され、ダイオ
ード2eはOFFし、y点からポートP4を見たインピ
ーダンスは無限大となり、P4に信号は流れない。ダイ
オード2f側も前記と同様の動作となる。
ッチの、ポートP1とポート4及び、ポートP5間のア
イソレーションは25dBから30dB向上する。
テナスイッチを示す。これは第一の実施例の高周波アン
テナスイッチのPINダイオード2cとキャパシタ3d
間にストリップライン1gを挿入し、ストリップライン
1gとキャパシタ3dの接続点にPINダイオード2g
のカソードを接続し、ダイオード2gのアノードとアー
ス間及びコントロール端子Vct5間にそれぞれキャパ
シタ3k及びインダクタ4hを接続し、またPINダイ
オード2dとキャパシタ3e間にも同様に、ストリップ
ライン1h、キャパシタ3l、インダクタ4iを挿入し
たものである。
波信号の波長の1/4以下の長さを有し、それぞれ接続
されたダイオード2g、2hがONした場合、ダイオー
ドとアース間に接続されたキャパシタ3k、3lを含め
て、90゜位相シフタとなる。
たに追加されたダイオード2g、2hのコントロール端
子Vct5、Vct6には、それぞれコントロール端子
Vct3、Vct4に印加される制御電圧と同一の制御
電圧が印加され、基本的に第一の実施例と同様である。
このように構成された高周波アンテナスイッチは、ポー
トP4、P5側のストリップラインが2段構成となって
いるため、第一の実施例に比べ、アイソレーションが約
30dB向上する。また、ストリップライン1g、1h
は、線路追加による挿入損失を極力抑えるために、高周
波信号波長の1/8としてもよい。
は、第一から第三の実施例の高周波アンテナスイッチに
おいて、制御電圧印加の各高周波チョークインダクタと
コントロール端子の接続点とアース間に放電抵抗を接続
したものである。これにより、ダイオード2aから2h
がONからOFFに変化するとき、PINダイオードの
I層に蓄積されたキャリアを急速に放出させ、高速なス
イッチング動作を行うことができる。
ば、PINダイオードが高周波信号の伝送経路に直列に
接続されていないため、比較的安価なPINダイオード
でも所要電力の入力信号に対して低歪の出力を得ること
が可能となる。また、高価なダイオードを使用しなくと
も、従来に比べ同一のPINダイオードを使用した場
合、4倍の大きな電力がハンドル可能となる。また、ポ
ートP1からポートP2乃至、ポートP3へ高周波信号
を伝送するとき、ポート1とポートP4及びポートP5
へのアイソレーションを十分確保でき、ポートP1から
の入力電力が大きい場合でも、ポートP4及びポートP
5への漏れ電力を極力抑えることができ、当該ポートの
外部に接続されたデバイスの性能劣化や破壊といった事
態は回避できる。
端子間に放電抵抗を設けることにより、高速なスイッチ
ング動作を実現できる。
イッチの回路図である。
イッチの特徴点のみの回路図である。
イッチの特徴点のみの回路図である。
イッチの特徴点のみの回路図である。
図である。
Claims (5)
- 【請求項1】送信回路に接続される第一ポートと第一及
び第二のアンテナにそれぞれ接続される第二及び第三ポ
ートと第一及び第二の受信回路にそれぞれ接続される第
四及び第五ポートを有し、第一ポートから入力された信
号が出力される第二ポートと第三ポートを切り替え、ま
た第二ポートから入力された信号を第四ポートから出力
し、第三ポートから入力された入力された信号を第五ポ
ートから出力する高周波アンテナスイッチにおいて、 前記第一ポートに接続された第一の分布定数線路及び第
二の分布定数線路と、前記第二ポートに接続された第三
の分布定数線路及び第五の分布定数線路と、前記第三ポ
ートに接続された第四の分布定数線路及び第六の分布定
数線路と、前記第一及び第三の分布定数線路間にカソー
ドが接続された第一のPINダイオード及び当該ダイオ
ードのアノードとアース間に接続された第一のキャパシ
タと、前記第二及び第四の分布定数線路間にカソードが
接続された第二のPINダイオード及び当該ダイオード
のアノードとアース間に接続された第二のキャパシタ
と、前記第四ポートと前記第五の分布定数線路間にカソ
ードが接続された第三のPINダイオード及び当該ダイ
オードのアノードとアース間に接続された第三のキャパ
シタと、前記第五ポートと前記第六の分布定数線路間に
カソードが接続された第四のPINダイオード及び当該
ダイオードのアノードとアース間に接続された第四のキ
ャパシタと、前記第一ポートと第一及び第二の分布定数
線路の接続点からアース間に直列接続された第一のイン
ダクタ及び第五のキャパシタと当該第一のインダクタと
第五のキャパシタの接続点とアース間に接続される抵抗
と、第一から第四の各ダイオードのアノードにそれぞれ
接続された制御電圧印加の第二から第五の高周波チョー
クインダクタと、前記第一から第五のポートの直流阻止
の第六から第十のキャパシタとを有することを特徴とす
る高周波アンテナスイッチ。 - 【請求項2】請求項1に記載の高周波アンテナスイッチ
において、第五の分布定数線路と第四ポート間に第五の
PINダイオードを直列に挿入し、第六の分布定数線路
と第五ポート間に第六のPINダイオードを直列に挿入
し、また第五及び第六のPINダイオードの各アノード
に接続された第六及び第七の高周波チョークインダクタ
を有する事を特徴とする高周波アンテナスイッチ。 - 【請求項3】請求項1に記載の高周波アンテナスイッチ
において、前記第五の分布定数線路と第四ポート間に第
七の分布定数線路を挿入し、第七の分布定数線路と第四
ポート間にカソードが接続された第七のPINダイオー
ド及び、当該ダイオードのアノードとアース間に接続さ
れた第十一のキャパシタと、前記第六の分布定数線路と
第五ポート間に第八の分布定数線路を挿入し、第八の分
布定数線路と第五ポート間にカソードが接続された第八
のPINダイオード及び、当該ダイオードのアノードと
アースに接続された第十二のキャパシタを有することを
特徴とする高周波アンテナスイッチ。 - 【請求項4】請求項1から請求項3に記載の高周波アン
テナスイッチにおいて、前記第一から第六のPINダイ
オードにそれぞれ接続された制御電圧印加の高周波チョ
ークインダクタのコントロール端子側とアース間に放電
抵抗を接続したことを特徴とする高周波アンテナスイッ
チ。 - 【請求項5】二つのアンテナと一つの送信回路と二つの
受信回路を備え、ダイバーシチ送受信機能を有する無線
端末において、 送信時に上記二つのアンテナの切り替えを行い、受信時
にアンテナからの受信信号を受信回路にのみ伝送する高
周波アンテナスイッチを有し、 前記高周波アンテナスイッチは、 送信回路に接続される第一ポートと第一及び第二のアン
テナにそれぞれ接続される第二及び第三ポートと第一及
び第二の受信回路にそれぞれ接続される第四及び第五ポ
ートを有し、第一ポートから入力された信号が出力され
る第二ポートと第三ポートを切り替え、また第二ポート
から入力された信号を第四ポートから出力し、第三ポー
トから入力された入力された信号を第五ポートから出力
するものであり、 前記第一ポートに接続された第一の分布定数線路及び第
二の分布定数線路と、前記第二ポートに接続された第三
の分布定数線路及び第五の分布定数線路と、前記第三ポ
ートに接続された第四の分布定数線路及び第六の分布定
数線路と、前記第一及び第三の分布定数線路間にカソー
ドが接続された第一のPINダイオード及び当該ダイオ
ードのアノードとアース間に接続された第一のキャパシ
タと、前記第二及び第四の分布定数線路間にカソードが
接続された第二のPINダイオード及び当該ダイオード
のアノードとアース間に接続された第二のキャパシタ
と、前記第四ポートと前記第五の分布定数線路間にカソ
ードが接続された第三のPINダイオード及び当該ダイ
オードのアノードとアース間に接続された第三のキャパ
シタと、前記第五ポートと前記第六の分布定数線路間に
カソードが接続された第四のPINダイオード及び当該
ダイオードのアノードとアース間に接続された第四のキ
ャパシタと、前記第一ポートと第一及び第二の分布定数
線路の接続点からアース間に直列接続された第一のイン
ダクタ及び第五のキャパシタと当該第一のインダクタと
第五のキャパシタの接続点とアース間に接続される抵抗
と、第一から第四の各ダイオードのアノードにそれぞれ
接続された制御電圧印加の第二から第五の高周波チョー
クインダクタと、前記第一から第五のポートの直流阻止
の第六から第十のキャパシタとを有することを特徴とす
る無線端末。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9425598A JPH11298201A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 高周波アンテナスイッチ及びこれを用いた無線端末 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9425598A JPH11298201A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 高周波アンテナスイッチ及びこれを用いた無線端末 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11298201A true JPH11298201A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14105194
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9425598A Pending JPH11298201A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 高周波アンテナスイッチ及びこれを用いた無線端末 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11298201A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7206551B2 (en) | 2003-08-08 | 2007-04-17 | Tdk Corporation | High frequency switch module and multi-layer substrate for high frequency switch module |
-
1998
- 1998-04-07 JP JP9425598A patent/JPH11298201A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7206551B2 (en) | 2003-08-08 | 2007-04-17 | Tdk Corporation | High frequency switch module and multi-layer substrate for high frequency switch module |
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