JPS5821843B2 - ダイオ−ドスイツチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 マイクロ波帯で使用されるスイッチとしては、フェライ
ト・スイッチ（サーキュレータ・スイッチなど）とダイ
オード・スイッチが代表的であるが、この発明は、ダイ
オード・スイッチに関するもので、従来のダイオード・
スイッチに比べて、小形で高アイソレーションを得よう
とするものである。

第１図は、従来のダイオード・スイッチの一例を示した
もので、マイクロストリップ線路形ローテッドライン・
ダイオード・スイッチである。

誘電体基板１の一方の面には、一面地導体２となる金属
がメタライズされており、金属基台３に導電塗料等で接
着されている。

基板１の他方の面には、ＤＣカット４を含む主線路５に
、ダイオード６を付加した副線路１を４分の１波長周期
間隔で接続し、更に、ダイオード６にバイアスをかける
ためのバイアス回路８がフォト・エツチング等の手法を
使って構成されている。

なお、ダイオードには必ずバイアス回路が必要であるが
、以後は、バイアス回路は省略して画（ことにする。

この構成を、判り易（画（と第２図のようになる。

即ち、ダイオード６付加副線路１をλｇ７４周期間隔で
主線路５に接続した構成になっており、その副線路７は
、主線路５から見て、順バイアス時、逆バイアス時に、
短絡（又は開放）状態、開放（又は短絡）状態になるよ
うに線路の長さ、巾、パターンを選定している。

従って、主線路５を伝搬するマイクロ波は、副線路７が
短絡状態になるようにダイオード６がバイアスされてい
る時には、反射し、また、副線路Ｔが開放状態になるよ
うにダイオード６がバイアスされている時には、マイク
ロ波は副線路１に影響されずに透過する。

従って、ダイオード６のバイアス状態を副線路１が、マ
イクロ波に対して短絡状態又は開放状態のいずれかにな
るように切変えると、マイクロ波は反射するか、透過す
るかであるからスイッチが構成出来ることになる。

この時、高アイソレーションを得るためには、副線路１
を何段か接続しなげればならず、その時の長さとしては
、例えば、Ｎ段接続した場合を考えると、 になり、高アイソレーションを得るために、段数を増せ
ば、それだけ大形になる。

この発明は、従来のダイオード・スイッチでは、高アイ
ソレーションを得たい場合に、大形になるという欠点を
な（し、小形で高アイソレーションを得ようとするもの
である。

第３図は、この発明の基礎となるエッヂモードについて
説明するための図である。

フェライト基板９の下面には、地導体２となる金属を一
面メタライズし、それを金属基台３に導電性塗料で、ま
たは、ハンダ付で接着している。

フェライト基板９の上面には、インピーダンス整合用の
テーパ部１０を持って巾広線路１１が被着している。

そし。て、このフェライト基板９の広い面に対して垂直
方向に、外部から所定の強さの磁界Ｈｄｃを印加すると
、一方の端子から入射したマイクロ波は、テーパ部１０
でモード変換され、巾広線路１１の一方の側端に沿って
伝搬し、また、他端子から人。

射したマイクロ波は、テーパ部１０を通り、巾広線路１
１の他方の側端に沿って伝搬する。

このように、フェライト基板９上にテーパ部１０を持つ
巾広線路１１を構成し、所定の強さの磁界Ｈｄ ｃを印
加すると、マイクロ波は、巾広線路１１のど。

ちらか一方の側端に沿って伝搬するモードとなる。

これをエッチ・ガイド・モードと呼んでおり、直流磁界
（Ｈｄｃ）方向とマイクロ波伝搬方向によって、巾広線
路のどちらの側端に集中するかが決まる。

このエッチ・ガイド・モードを使うと、第４図に示すよ
うに、巾広線路１１の一方の端に抵抗体１２を配置する
と、一方の端子から入射したマイクロ波は抵抗体１２の
おかれていない側に集中して伝搬する場合には、はとん
ど無損失で通過する。

しかし、逆方向の端子から入射したマイクロ波は、抵抗
体１２側に集中して伝搬するから、抵抗体１２に吸収さ
れ大きな減衰をうけることになり、アイソレータが構成
出来る。

また、第５図に示すように巾広線路１１の一方の側端を
短絡導体１３で短絡することによって、抵抗体の必要の
ない共鳴吸収によるアイソレータが構成できる。

これを更に発展させて、第６図に示すように、巾広線路
１１の一方の側端全体を短絡せずに、何点か（図では３
点）を短絡しても、同様のアイソレータが構成出来る。

そして、この側端短絡形アイソレータは、小形で高アイ
ソレーションが得られることに特徴があり、例えば、Ｘ
バンドでの実験によれば、直流磁界２５００ガウス程度
かげれば、３点短絡（短絡点間隔１〜２ｍ７ＩＬｊａ度
）で４０ｄＢ以上のアイソレーションが容易に得られる
。

この発明は、この短絡点を開放状態にすれば、吸収はな
く、また、短絡状態にすれば、大きな吸収が得られる原
理を使って、小形、高アイソレーション・スイッチを得
ようとするものである。

以下に、この発明の詳細な説明する。

第１図に、この発明の一例を示している。

これは、第６図の短絡導体１３に代えて、ダイオード６
をマウントした構造になっている。

この時、ダイオード６が順バイアス又は逆バイアスされ
た時、短絡（又は開放）状態と開放（又は短絡）状態に
なるような、ダイオードを選定しなげればならないこと
はもちろんである。

また、そのような条件を満足するダイオードでない場合
は、第８図に示したような誘電体基板１上に形成した適
当なパターンの副線路１′を付加し、巾広線路１１の側
端で短絡、開放状態が実現出来るようにしてやれば良い
。

以上に述べた方式によるダイオード・スイッチでは副線
路７間隔は十分小さくて良く、従来のダイオード・スイ
ッチのように２ｇ７４ 周期間隔にする必要がないた
め、小形化が達成されることになる。

なお、以上の説明から明らかなように、第１図、第８図
に示した例においては、ダイオードを付加していない側
を通るように入射するマイクロ波に対しては、スイッチ
ング作用はな（、一方向にのみスイッチング作用のある
単方向ダイオード・スイッチである。

もちろん、通常のダイオード・スイッチのようにどちら
の端子から入射してもスイッチング作用をさせることも
出来、その構造としては、第９図に示すように、巾広線
路１１の両側にダイオードを付加し、同時にバイアス状
態を切り変えるようにすれば良い。

以上のように、この発明によるダイオード・スイッチに
よれば従来、高アイソレーションを得るためには、大形
になっていた欠点をなくし、小形高アイソレーシヨンダ
イオード・スイッチを実現することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のダイオード・スイッチの一例を示す図
、第２図は、従来のダイオード・スイッチの欠点などを
説明するための図、第３図は、エッチ・ガイド・モード
を説明するための図、第４図、第５図、第６図はアツヂ
ガイドモードアイソレータの構成図、第１図、第８図、
第９図はこの発明によるダイオード・スイッチの構成図
である。 図において、１は誘電体基板、２は地導体、３は金属基
台、４はＤＣカット、５は主線路、６はダイオード、Ｔ
は副線路、８はバイアス回路、９はフェライト基板、１
０はテーパ部、１１は巾広線路、１２は抵抗体、１３は
短絡導体である。 なお、図中、同一あるいは相当部分には、同一符号を付
して示しである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ フェライト基板の一方の面には地導体となる外部導
   体を、他方の面にはテーパ部と少なくとも一方のフェラ
   イト基板の側端に一致するように形成された巾広線路か
   らなる内部導体な被着し、そのフェライト基板の広い面
   に対して垂直方向磁界をかげてなるエッチガイドモード
   線路において、フェライト基板の側端に一致する巾広線
   路の側辺に沿って複数個のダイオードを上記巾広線路側
   辺に直接又は誘電体基板上に形成された線路を介して接
   続する構成とし、上記ダイオードのバイアス状態をかえ
   ることによりエツジガイドモード線路を伝搬する電波を
   通過状態あるいはフェライトに吸収させる遮断状態とす
   ることを特徴とするダイオードスイッチ。