JPS59127401A - 高周波切替器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は数１０ＭＨｚ　からマイクロ波帯で使われる高
周波切替器に係り、特に機械的な接点を有した４端子の
切替器に関する。

数１０　ＭＨｚ以上、ことにマイクロ波帯で用いられる
切替器は、ダイオードを用いたもの、フェライト等非可
逆素子を用いたもの、あるいは導波管を用いたもの等が
あり、それぞれに長所、短所をあわせ持っている。各種
の切替器の中でもストリップライン構造のものは小形で
あり、特性も切替速度を除き優れているためによく使わ
れる。この種のストリップライン構造の切替器は、一般
に同軸コネクタを入出力端子として用いているために同
軸スイッチと呼ばれることもある。かかる切替器はマイ
クロ波という高い周波数を扱う関係上いろいろ制約が多
い。特にＶ　Ｓ　Ｗ　Ｒ（Ｖｏ　Ｉ　ｔａｇｅＳｔａｎ
ｄｉｎｇ　Ｗａｖｅ　Ｒａｔｉｏ　）を小さく保つこと
と非接続端子間の信号の漏れ量（通常これをアイクレー
ジョンと呼ぶ）を小さくすることの２点で厳しい条件が
課せられるため、回路構成手段に大幅な制限が加わる。

それゆえに一般に使われる切替器の形式は比較的限られ
た種類しかない。その中でも特によく用いられるのはＳ
　Ｐ’Ｄ’Ｔ　（ＳｉｎｇｌｅＰｏｌｅ　Ｄｏｕｂｌｅ
　Ｔｈｒｏｗ　）形と、　ＤＰＤＴ　（ＤｏｕｂｌｅＰ
ｏｌｅ　Ｄｏｕｂｌｅ　Ｔｈｒｏｗ　）形の２種である
。前記５ＰＤＴ形は第１図に示すように一直線に並んだ
３個のコネクタまたは端子Ａ、Ｂ、Ｃを有するスイッチ
で人−８間、Ｂ−０間のいずれが閉しるかを選択できる
切替器である。５ＰＤＴ形はその名の通り１対２の切替
動作がなされるのみで機能は限定される。これに対し前
記ＤＰＤＴ形は、４つの端子（又はコネクタ）を正方形
に配置したもので、その機能を第２図（ａ）、Φ）に示
すが、基本的には２人力２出力を互いに交換する機能が
ある。

一般に通信装置内で使われる切替器はＤＰＤＴ形であっ
て５ＰＤＴ形ではない。その理由を述べれば、５ＰＤＴ
形の切替器は非接続端子が開放終端されるという問題が
ある。第１図では端子Ｃが開放終端されている。なぜそ
れが問題かと言えば、切替器につながる通信機器は無反
射終端されることが望ましいからであり、開放終端では
通信機器が異常動作したり、最悪の場合破損す葛ことも
あるからである。一方、ＤＰＤＴ形切替器の場合には、
出力端子のいずれか一方を無反射終端しておけば切替器
がいずれの状態にあろうとも２つの入力信号が開放終端
されることはない。ＤＰＤＴ形切替器がよく使われる他
の理由は、通信機器内では２人力２出力の切替の用途、
すなわち現用通信機と予備通信機の切替に用いられるこ
とが非常に多いということがあげられる。

以上説明したように通信機器内、あるいは通信システム
ではＤＰＤＴ形の切替器が適している。

ところでこのＤＰＤＴ形も、通信装置内に実装する場合
に問題がないというわけではなかった。それはＤＰＤＴ
形の構造に起因するもので５ＰＤＴ中形が３つの端子（
またはコネクタ）を−直線状に並べる形となっているた
め薄形にすることができるのに対し、ＤＰＤＴ形は４つ
の端子（またはコネクタ）を正方形の４隅に配置すると
いう形態のためどうしても立体的な箱形構造にならざる
を得ないということである。即ち立体的な箱形構造とは
厚さないし高さが大であることで、近年小形化要求の強
い通信装置に実装する場合１二非常に制約があり、最悪
の場合装置の小形化のネックとなっていた。

ＤＰＤＴ形切替器を同軸コネクタを有する形式で実現す
る場合、その等価回路は第３図に示すような形になる。

実線の端子１−２−間と端子３−４間が閉じている場合
を示しているが、これを切替ると破線の端子１−３間、
及び端子２−４間が閉じる。このＤＰＤＴ形切替器の具
体的な例を第４図に示す。第４因はＤＰＤＴ形切替器の
内部構造を説明する図で、４個の端子１．２．３．４の
各固定接点間を接続する４個のストリップライン中心導
体５．６，７．８を設けてあり、この中心導体を動かす
ことで前記第３図で述べたような切替動作が行われる。

以上説明したようにＤＰＤＴ形の切替器は４個の端子を
正方形に配する構成であったので、どうしても箱形構造
になり、従ってその高さあるいは厚さ寸法を薄くするこ
とは困難であった。

本発明は従来のＤＰＤＴ形切替器にｂける厚味が大とい
う欠点をなくした薄形のＤＰＤＴ形切替器を提供しよう
とするものである。

本発明のＤＰＤＴ形切替スイッチは、薄形化を実現する
ために、直線上に配置した４個の同軸コネクタ直結の固
定接点とさらにその両側に各１個の固定接点を設け、そ
れらの固定接点の隣接するもの同志を５個の可動中心導
体で連結した。ものである。

以下、本発明の実施例を図面にしたがって詳細に説明す
る。

第５図は本発明のＤＰＤＴ形高周波切替器のコネクタ中
心を含む面の縦断面図である。まず始めに構成を説明す
る。１．２．４．３の順に並んだコネクタは機能的には
先に述べた第３図、第４図の従来のスイッチに於ける同
一番号の端子（またはコネクタ）に対応するものであり
、本発明の切替器ではこれが正方形ではなく、−線に並
んでいることに特徴がある。９ａ　、９ｂはストリップ
ラインの外導体を兼ねたケースで、９ａが本体側ケース
、９ｂが蓋体側ケースである。ケース内部には壁側部分
があり、ここは切替器の中枢部であるところの可動中心
導体と固定接点を含むストリップライン切替部がある。

１０はコネクタの中心導体端部に形成された固定接点、
１１はＯ１＠中心導体で固定接点間に橋渡しされている
。両側の２つの固定接点１２はコネクタには接続されず
、ストリップライン切替部の細砕から別のシールドされ
たストリップライン部へと導びかれ、結局両側の固定接
点１２は互いにつながっている。その構造を第６図、第
７図、第８図を用いて詳しく説明する。第６図は、ケー
ス９ａと９ｂの分割部をコネクタ軸線方向から見た図で
ある。両側の固定接点１２は誘電体支持筒で支えられ、
ストリップライン切替部から別のストリップラ・イン接
続部２７へと導出せられ、接続用中心導体２６に接合さ
れている。

このストリップライン接続部は高周波切替器としテ規定
の特性インピーダンスになるように断面寸法が決められ
ている。これによって前に述べたように両側の固定接点
１２は互いに連結される。尚、第６図の符号２８は、中
心導体２６の反り、及び外部からの機械的衝撃等による
振動等°を防ぐための誘電体のサポートであるが必ずし
も常に必要というわけではない。第７因は、ストリップ
ライン接続部の立体的な構造をより詳しく説明するため
の部分斜視・図である。

ストリップライン切替部とストリップライン接接部の相
互関係を第８図（ａ）　、　（ｂ）によってさらに詳し
く説明する。第８図（ａ）は、第５図にＸ−Ｘと印した
切断部端面図、第８図０））は、第５因にＹ−Ｙと印し
た切断部端面図である。第８１３（ａ）は可動中心導体
１１の中はどの部分とストリップライン接続部２７を含
んでいるが、２つのストリップラインが互いに遮蔽され
ている構造を明らかにしている。次に第８図中）は両側
の固定接点１２を含む断面図である。但し、可動中心導
体１１は固定接点１２に接触している状態を示している
。２９は、固定接点１２の導体と接続用中心導体２６と
を半田付接合する場合に作業用穴を必要とするが、それ
をふさぐためのネジ込み式の栓である。但しこれは必ず
しも必要とされるものではない。

次に再び第５図に戻り、可動中心導体１１の接触及び開
離によりどのように切替動作がなされるかを述べる。

第５図は端子（またはコネクタ）１と２、及び３と４の
間が接続状態となっている場合を示しているが、これは
当該端子間の可動中心導体１１が固定接点１０に接触さ
せられているためである。

１３は可動中心導体駆動棒で、可動中心導体を支持する
と共に、これをストリップライン切替部の外から接触開
離動作を行わしめる働きを有する。

１４は可動中心導体１１を外導体内壁に押しつける働き
をなすコイルバネである。１５はアクチュエータＤの力
と変位を伝えるための連結棒で一対備えである。１６は
、連結棒から可動中心導体駆動棒１３へと力と変位を伝
えるシーン一部材で、これは３組ある。１７は該シーソ
一部材の回転中心軸である。１８はアクチュエータＤの
運動部であるところのアーマチュアで強磁性体材料でで
きている。１９はその回転中心軸であり、２０はアーマ
チュアの先端に収り付けられた板バネで、この板バネを
介して前記の連結棒１５に力と変位が伝えられる。ここ
でアクチュエータＤは第５図に示すように回転中心軸１
９を中心にシーソーのような交番動作をするものであれ
ば、いかなる形式のものでもよい。本発明の一実施例と
してあげたものは、中央にマグネット２１を有し、左右
に磁芯２２とコイル２４を対称に配した２つの安定状態
を有するアクチュエータである。第５図ではアーマチュ
ア１８は因の左側の磁芯先端の磁極に吸着保持されてい
る。

以上本発明のＤＰＤＴ形尚周形勢周波切替器について説
明した。次はこの高周波切替器がいかにして第３図の等
価回路に示した切替動作を行うかについて述べる。前述
の如く第５図の状態ではアーマチュア１８は左側の磁芯
２２に吸着されている。アーマチュアに収り付けられた
板バネ２ｏは左側の連結棒１５を持ちあげ、逆に右側の
連結棒を押し下げている。左側の連結棒１５は左側のシ
ーソ一部材１６を持ちあげているので、このシーソ一部
材はコネクタ１−２間の可動中心導体１１を動かす中心
導体駆動棒１３の頭を押し下げ、従ってこの可動中心導
体を固定接点に押し付はコイ、フタｌ−２間を閉路状態
にせしめている。また左側の連結棒１５は持ち上がって
いるので、左側の固定接点１２と、コネクタ１につなが
る固定接点１０の間の可動中心導体１１はバネ１４によ
って外導体内壁に接触させられている。次に右側の連結
棒に着目すれば、これは直下にあるコネクタ３−４間の
可動中心導体を固定接点に接触せしめると共に、連結棒
１５の左右に配されたシーソ一部材１６を押し下げてい
る。シーソ一部材が押し下げられることで、シーソ一部
材の回転軸１７から反対側は持ち上がり、従ってコネク
タ２−４間、及びコネクタ３と右側の固定接点１２の間
の可動中心導体はコイルバネ１４によって外導体内壁に
押し付けられている。以上まとめるとコネクタ１−２及
びコネクタ３−４間が閉路状態であり、コネクタ２−４
間、コネクタ１−３間が開路状態にあることになり、こ
れは第３図の等価回路に於いて実線で表わされた接続状
態にあることを示している。

次にこの旨周波切替器を反転すると、アクチュエータＤ
のアーマチュア１８が反転し、該アーマチュアは右側の
磁芯に吸着される。その結果、左側の連結棒１５は押し
下げられ、右側の連結棒は持ち上げられる。切替器の反
転が終了した状態を第９因に示す。この状態ではコネク
タ２−４間が閉路になる。またコネクタ１と左側の固定
接点間、及びコネクタ３と右側の固定接点間がそれぞれ
閉路状態になる。前に述べたように左右の固定接点１２
の間はストリップライン連結部によってつながっている
。ということはコネクタ１とコネクタ３の間が閉路状態
にあることになる。すなわち、この状態は第３図の等価
回路に於いて破線で表わした接続状態を実現しているこ
とになる。

以上実施例によって説明したように本発明の高周波切替
器は、第４因に示した従来のＤＰ、ＤＴ形の高周波切替
器の形状が厚高のために実装上の所要スペースが大きい
という欠点があるのに対し、端子（またはコネクタ）を
−線上に配した形状で非常に薄く、小形化要求の著しい
通信装置にとってきわめて有用である。

本発明の高周波切替器は５本の可動中心導体と４個の端
子（またはコネクタ）の両外側のもの同志を接続する接
続謀略を有していることに本質的な特徴があり、実施例
以外にこの発明の本質を逸脱しない範囲で種々の変形が
考えられる。その変形の可能性のうち有用なものをいく
つか述べると、まず第１に上記実施例では入出力のコネ
クタを備えていたが、これは本文中でも述べたように固
定接点１０の先は必ずしもコネクタにつながらなくとも
よい。例えば通信装置等の回路内に組み込む場合には、
端子形状の方が都合がよい。また可動中心導体の駆動機
構にも一種々の変形が考えられる。

要は１．２．３．４の４個の端子間にＤＰＤＴ形の切替
状態になるよう接続・開離操作をなさしめればよい。ま
た可動中心導体はその両端が固定接点から離れるように
していたが、これはマイクロ波帯という高い周波数で回
路の不連続を小さくし信号の不整合反射を小さく抑える
と共に、非接続端子間の信号漏れを小さくするためであ
る。しかしながら比較的低い周波数では必ずしも可動中
心導体は両切りとしなくても良い。特に左右の固定接点
１２と可動中心導体は始めから接合して、片切れの接点
としてもよい。この場合はこの部分の可動中心導体は可
撓性の板バネとするのがよい。またストリップライン切
替部の線路断面形状は矩形断面のス）Ｊツブ線路とした
が、この部分は所定の特性インピーダンスが得られるな
ら、他の形式あるいは形状の線路であってもよい。また
同様にストリップライン接続部も空気を媒質とするスト
リップラインとしたが、これも要は接続がなされればよ
いのであって、例えば印刷配線基板を用いたもの、セラ
ミックあるいはガラスの板上に線路となる薄膜を形成し
たものでもよい。また固定接点の形状等も種々の変形が
考えられる。アクチュエータも上記実施例に述べたもの
以外に種々の形式のものが使用可能である。要は２つの
状態が得られるものであれば良い。また特に遠隔操作を
要求されないなら、アクチュエータを用いずに人間が手
で切替える構造とすることも可能である。また可動中心
導体はすべて固定接点の片側（すなわち第５因では固定
接点の上方）に配置した例を示したが、これは必ずしも
そうしなければならないというものではない。例えば可
動中心導体を１つおきに固定接点との接触面が逆になる
ように配置すれば、すべての可動接点を押したり、逆に
戻したりすることによって同等のＤＰＤＴ形の接続切替
状態をつくり出すことも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は３つの端子を有する５ＰＤＴ形高周波切替器の
端子切替態様を示す図、第２図（ａ）　、　（ｂ）およ
び第３図は４つの端子を有するＤＰＤＴ形高周波切替器
の切替態様を示す図、第４図は従来のＤＰＤＴ形高周波
切替器の接点切替構造を示す横断面図、第５図は本発明
の高周波切替器の縦断面図、第６図は本発明の高周波切
替器のケース分割部の断面図、第７図は両側の固定接点
間を接続する線路部の斜視図、第８図（ａ）　＋’　（
ｂ）はそれぞれ第５図のＸ−Ｘ線およびＹ−Ｙ線におけ
る接続線路部の断面図、第９図は本発明の高周波切替器
の第５図の状態から反転した切替状態を示す図である。 １．２．４．３・・・コネクタまたは端子、９ａ、９ｂ
・・・ケース、１０・・・固定接点、１１・・−可動中
心導体、１２・・・両側固定接点、１３・−・可動中心
導体駆動棒、１４・・・コイルバネ、１５・・・連結棒
、１６・・・シーソ一部材、１８・・・アーマチュア、
Ｄ・・・アクチュエータ。 代理人　弁理士　染　川　利　吉 第１図 第２図 （０）　　　　　　（ｂ） ５ 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直線上に配置した４個の固定接点と、前記４個の固定接
   点の隣接したもの同志の間に橋渡しした３個の可動中心
   導体と、前記４個の固定接点のうち両側の２個を接続す
   る接点を含む接続線路とを有し、前記４個の固定接点に
   一方向から１．２．４．３と符号をつけたとき、１−２
   間及び４−３間が閉路となる１つの状態、また２−４間
   及び１−３間が閉路となるもう１つの状態の２つの状態
   の間を切替わるようにしたことを特−とする高周波切替
   器。