JPS60180035A - マイクロ波スイツチ - Google Patents

マイクロ波スイツチ

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JPS60180035A
JPS60180035A JP3681784A JP3681784A JPS60180035A JP S60180035 A JPS60180035 A JP S60180035A JP 3681784 A JP3681784 A JP 3681784A JP 3681784 A JP3681784 A JP 3681784A JP S60180035 A JPS60180035 A JP S60180035A
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JP
Japan
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fixed
microwave switch
displacement
fixed contact
electrostrictive element
Prior art date
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JP3681784A
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English (en)
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JPH0132614B2 (ja
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小杉 勇平
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)

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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、マイクロ波帯の通信装置に適するスイッチに
関する。特に、消費電力およ・び発熱量が少く、高信頼
度でスイッチング時間の短い機械的な接点を有するスイ
ッチに関する。
〔従来技術の説明〕
機械的な接点を有するマイクロ波スイッチは、低損失で
あること、非接続端子間の漏洩減衰量が大きいこと、広
帯域であることなどの特徴があり、半導体をスイッチン
グ素子としたスイッチングに比較して優れているために
多く用いられている。
従沫の機械的な接点を有するマイクロ波スイッチは、切
替動作を行うためのアクチュエータとして電磁アクチュ
エータが用いられている。電磁アクチュエータは歴史的
には経験が多いため、マイクロ波スイッチに利用する場
合にも一応安定した性能が得られる。しかし、通信装置
の進歩発展に伴い種々の欠点が目立ち始めている。ずな
わぢ電磁アクチュエータのコイルの銅損による電力消費
が大きく、通信装置の低消費電力化にとって好ましくな
いこと、またコイルが発熱することなどのほか、スイッ
チング時間がl0m5ecから数10m5ecで比較的
長く、ディジタル信号を切替える場合に信号が欠落する
欠点があった。しかもスイッチング時間の大幅な改善は
望めない状況である。
〔発明の目的〕
本発明は、上記の欠点を解決し、スイッチング時間が従
来のマイクロ波スイッチより1桁以上短かく、消費電力
および発熱量が少なく、高信頼度性のマイクロ波スイッ
チを提供することを目的とする。
〔発明の特徴〕 本発明は、選択端子である二つの第一の固定接点と、上
記二つの第一の固定設定の中間に設りられた共通端子で
ある一つの第二の固定接点と、この第二の固定接点と上
記二つの第一の固定接点との間にそれぞれ設けられ、こ
の第二の固定接点とこの二つの第一の固定接点との間の
いずれか一方との間を短絡する二つの可動中心導体と、
上記二つの可動中心導体をそれぞれ担持する二つの駆動
棒とを備えたマイクロ波スイッチにおいζ、外部から加
えられる電圧により長さが変位する電歪素子と、この電
歪素子の変位を拡大する二つのレバーアームと、この二
つのレバーアームの間に設りられた可撓性の梁状部材と
、この梁状部材のほぼ中央に取付けられた連結棒と、こ
の連結棒と上記二つの駆動棒との間にそれぞれ係合する
二つの揺動部材と、この二つの揺動部材にそれぞれ設け
られた支持点とを備えたことを特徴とする。
〔実施例による説明〕
本発明の実施例について図面を参照して説明する。第1
図は本発明−実施例マイクロ波スイッチの平面図であり
、マイクロ波信号の切替えを行う部分のカバーが取外さ
れた図である。第2図は第1図のA−A断面を示す図で
ある。第3図は第1図に示すマイクロ波スイッチの他の
切替状態を示す図である。第1図および第2図において
、マイクロ波スイッチの本体ケースILまマイクロ波信
号の切替部分においてストリップラインは外導体をも兼
ねている。三つの固定接点7のうち中央が共通端子に相
当し、スイッチとしては共通端子と左右の固定接点7と
のいずれか一つと接続されるかたちで切替動作が行われ
る。可動中心導体8は、固定接点7に接触している状態
ではストリップライン形の伝送線路を形成する。駆動棒
9は上記の可動中心導体8を担持し、それをストリップ
ラインの外部から動かずためのもので、電気絶縁体材料
でできている。駆動棒9はスイッチ本体ケース1に設け
られたガイドfilbに嵌挿され、駆動棒9の軸方向に
滑らかに摺動する。駆動棒9がマイクロ波信号の伝播す
るストリップライン部から外に出た所に穴9aがあけら
れ、そこに線状のばね10が挿入されている。ばね10
は支持点12で支持され、他端がアクチュエータ20か
ら変位と力とを伝達する連結棒11の先端の穴11aに
挿入されている。
第1図は坂ばねδがほとんど撓んでいない状態を示して
いるが、アクチュエータ20に電圧が印加すると撓んで
連結棒11を押す。アクチュエータ20はセラミック電
歪素子21を機械的な変位を得るための素子とし、セラ
ミック電歪素子21の変位を拡大し、一対のレバーアー
ム24の開閉運動に変換し、その開閉運動によって板ば
ね25を座屈させて撓ませたり、逆に解除して直線状に
戻すことを行う。
このアクチュエータ20の基本的な構造および動作につ
いて説明すると、セラミック電歪素子21に電圧を印加
してその長さが伸びるとヒンジ22を介してレバーアー
ム24をヒンジ23を中心に回転運動を起こさせ、一種
の梃子の原理によって変位を拡大させる。上記セラミ’
7り電歪素子21が伸びるとレバーアーム24の先端部
は閉じる方向に動き、これによって板ばね25には座屈
力が働き撓むことになる。レバーアーム24の変位が板
ばね25の撓み量に変換されるときに再び変位が拡大さ
れるので、セラミック電歪素子21の変位はレバーアー
ム24と板ハね25の2段階に拡大される。
次に、本発明のマイクロ波1インチの動作について説明
する6第1図はセラミック電歪素子21が変位しない状
態で、したがって板ばね25もほとんど撓んでいない。
しかしながら無拘束状態ではない。それは、第1図にお
いて左側の可動中心導体8は良好な導通を得るため固定
接点7に対し一定の接触圧が押しつけられている必要が
あり、−万石側の可動中心導体8はストリップラインの
外導体に接地されている必要があるためである。
この実施例では、ストリップラインの外導体内壁より導
電性の突出部1aを張出させ、この部分に可動中心導体
8を接触させることで可動中心導体8を接地させている
が、上記のような突出部laを設けないで可動中心環゛
体8の全長にねたって外導体壁に密着させてもよい。可
動中心導体8を接地させる必要があるのは、可動中心導
体8が接地されてないと、インピーダンスは低いが実エ
ネルギを伝播することができる伝送路となるためで、完
全接地していれば、あたかも遮断域導波管のようになり
、非常に大きな減衰量が得られるためである。
いま、説明したように左側の可動中心導体8側では接点
接触圧力、右側では接地圧力が必要であるため、板ばね
5が無拘束ではそれに必要な力がない。上記の力は線状
ばね10の変位で与えられ、その力は板ばね25の僅か
な変位と釣り合っている。
次に、セラミック電歪素子21に電圧を印加した状態で
はマイクロ波スイッチは信号の接続状態を反転させるが
、それを第3図によって説明する。
第3図において、セラミック電歪素子21は長手方向(
上下方向)に変位し、ヒンジ22を持ち上げる。
この変位はヒンジ23を中心に回転運動に変換されレバ
ーアーム24で拡大され、二つのレバーアーム24の間
は狭まる方向に変位する。一対のレバーアーム24の間
隔が狭められると板ばね25が座屈して溌み、連結棒1
1を押す。連結棒11がおされると、シーソ状の働きを
する線状ばね1oが支持部■2を中心にしてその変位を
駆動棒9に伝える。第1図および第3図では支持部左右
のアームの長さが異なり、板ばね25の変位を拡大して
いるが、変位を拡大することは必ずしも必要ではない。
駆動棒9が線状ばね】0によって引上げられると、左側
の可動中心導体8は外導体内壁に接地し、−左側の可動
中心導体8は固定設定7に接触する。接地圧力および接
点圧力は線状ばね1oの変位で与えられる。
以上のようにして、第3図の状態になりス・fソチの反
転動作が終了する。
ここで固定設定7は直接に他の信号を切替える回路につ
ながってもよいが、通當は第2図に示すようにコネクタ
2に接続される。第2図において、3は本体ケースIの
カバー、4はコネクタ、5は絶縁体、6はコネクタ4の
中心導体である。
本発明のマイクロ波スイッチはマイクロ波に限定されず
低い周波数、例えばVHF帯で使うことはもちろん可能
である。
また、以上のように第1図に示す実施例によって説明し
たが、種々の変形が可能である。
電歪形のアクチュエータ20も板ばね25を撓ませるも
のであれば他の形式でもよい。例えば、「特願昭58−
049248 機械的増幅機構」で提案された形式など
が使える。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、電歪形のアクチュエー
タによって接点の開閉を行うことにより、定常状態にお
いては電力消費は極めて少く、したがって発熱量も少な
い。また、スイッチの構造は電気−機械工ネルギ変換系
の応答周波数も高いため電磁アクチュエータに比例して
1桁以上速いスイッチング時間(0,5m5ec以下)
が得られる優れた効果がある。さらに、構造が簡単で信
頼性が高い利点がある。したがって、高信頼性が要求さ
れる通信装置の現用予備切替に用いた場合従来の電磁ア
クチュエータを用いたマイクロ波スイッチより優ること
になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明−実施例マイクロ波スイッチの平面図。 第2図は第1図のA−A断面図。 第3図は第1図に示すマイクロ波スイッヂの他の切替状
態を示す図。 ■・・・本体ケース、3・・・本体カバー、7・・・固
定接点、8・・・可動中心導体、9・・・駆動棒、IO
・・・線状ばね、11・・・連結棒、12・・・支持点
、20・・・アクチュエータ、24・・・レバーアーム
、5・・・板ばね。 特許出願人 日本電気株式会社 代理人 弁理士 井 出 直 孝 篤 1 図 爪 20 手続補正書 昭和q年5月28日 昭和59年特 許願第36817 号 2 発明の名称 マイクロ浸スイッナ 3、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 4、代理人 5、 補正命令の日付(自発補正う 6 補正により増加する発明の数 な し[11特許請
求の範囲を別紙のとおり補正する。 (2)明細書第4頁第5行目 「固定設定」を「固定接点」と補正する。 (3) 明細書第9頁第10行目 「固定設定7」を「固定接点7」と補正する。 (4)明細書第9頁第14行目 「固定設定7」を「固定接点7」と補正する。 〔別 紙〕 〔特許請求の範囲〕 (1) 選択端子である二つの第一の固定接点と、上記
二つの第一の固定状一点の中間に設りられた共通端子で
ある一つの第二の固定接点と、この第二の固定接点と上
記二つの第一の挿1定接点との間にそれぞれ設けられ、
この第二の固定接点とこの二つの第一の固定接点との間
のいずれか一方との間を短絡する二つの可動中心導体と
、上記二つの可動中心導体をそれぞれ担持する二つの駆
動棒と を備えたマイクロ波スイッチにおいて、外部から加えら
れる電圧により長さが変位する電歪素子と、 この電歪素子の変位を拡大する二つのレバーアームと、 この二つのレバーアームの間に設しJられた可撓性の梁
状部材と、 この梁状部材のほぼ中央に取イ1けられた連結棒と、 この連結棒と上記二つの駆動棒との間にそれぞれ係合す
る二つの揺動部材と、 この二つの揺動部材にそれぞれ設けられた支持点と を備えたことを特徴とするマイクロ波スイッチ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 +11 選択端子である二つの第一の固定接点と、上記
    二つの第一の固定設定の中間に設けられた共通端子であ
    る一つの第二の固定接点と、この第二の固定接点と上記
    二つの第一の固定接点との間にそれぞれ設けられ、この
    第二の固定接点とこの二つの第一の固定接点との間のい
    ずれか一方との間を短絡する二つの可動中心導体と、上
    記二つの可動中心導体をそれぞれ担持する二つの駆動棒
    と を備えたマイクロ波スイッチにおいて、外部から加えら
    れる電圧により長さが変位する電歪素子と、 この電歪素子の変位を拡大する二つのレバーアームと、 この二つのレバーアームの間に設けられた可撓性の梁状
    部材と、 この梁状部材のほぼ中央に取イ1けられた連結棒と、 この連結棒と上記二つの駆動棒との間にそれぞれ係合す
    る二つの揺動部材と、 この二つの揺動部材にそれぞれ設ctられた支持点と を備えたことを特徴とするマイクロ波スイッチ。
JP3681784A 1984-02-27 1984-02-27 マイクロ波スイツチ Granted JPS60180035A (ja)

Priority Applications (1)

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JP3681784A JPS60180035A (ja) 1984-02-27 1984-02-27 マイクロ波スイツチ

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JPS60180035A true JPS60180035A (ja) 1985-09-13
JPH0132614B2 JPH0132614B2 (ja) 1989-07-07

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