JPS60216423A

JPS60216423A - 高周波同軸スイツチ

Info

Publication number: JPS60216423A
Application number: JP7236284A
Authority: JP
Inventors: 小杉　勇平
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1984-04-10
Filing date: 1984-04-10
Publication date: 1985-10-29
Also published as: JPH0132616B2

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、マイクロ波帯ないしミリ波帯で使用されるス
イッチに関する。特に、ダイオード、トランジスタなど
の半導体素子を用いずに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の従来例アク
チュエータとしてソレノイド動作で駆動される電磁アク
チュエータが用いらている。この電磁アクチュエータを
マイクロ波スイッチの駆動に用いた場合に、一応の性能
は得られていたが、ソレノイドのコイル銅損による発熱
があり、また、消費電力が大きく、さらに、スイソチイ
ング速度に限界があった。

マイクロ波スイッチは、主として現用・予備通信装置の
切替に用いられるので、高い信顛性が要求される。また
、近年の通信装置の低消費電力化傾向に対して、電磁ア
クチュエータの消費電力の大きいことが問題となってい
る。また、一方、通信装置の扱う信号がアナログ信号か
らデジタル信号へと移行しているので、電磁アクチュエ
ータを用いた場合に、１０ミリ秒ないし３０ミリ秒の切
替時間を要することが問題になってきた。さらに、通信
装置の現用・予備切替時の信号欠落は、少ない程良いの
で高速の切替時間を有するマイクロ波スイッチが必要に
なっている。

一方、従来例スイッチとして用いられている半導体スイ
ッチは高速切替には適しているが、非接続時の遮断減衰
量が大きくとれないことなどの欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、前述の欠点を除去するもので、スイッチ部の
非接続時の遮断減衰量が大きく、また、スイッチ動作時
間が短く、かつ駆動部の消費電力が小さいマイクロ波ス
イッチを提供することを目的とする。

〔発明の要点〕

本発明は、高周波信号端子の中心導体に接続された固定
接点と、この固定接点に対して接触状態および開離状態
の二つの位置をとる可動中心導体と、この可動中心導体
の位置を変化させる手段とを備えた超高周波スイッチに
おいて、上記可動中心導体はその接触状態では外部導体
に対して整合のよい中心導体となる形状に構成され、上
記位置を変化させる手段は、上記可動中心導体に一端が
取り付けられ他端が外部導体の外に達する電気絶縁材料
により形成された駆動棒と、この駆動棒の上記他端にそ
のほぼ中心が取り付けられた板ばねと、この板ばねに撓
みを与える圧電セラミック素子を含むアクチュエータと
を含むことを特徴とする。

〔実施例による説明〕

以下、本発明の実施例装置を図面に基づいて説明する。

第１図は、接点メイク状態でのこの実施例装置の構造を
示す外形図で、一部分が破断されて示されている。また
、第２図は、接点ブレーク状態でのこの実施例装置の構
造を示す外形図で、一部分が破断されて示されている。

まず、この実施例装置の構成を第１図および第２図に基
づいて説明する。この実施例装置は、スイッチ部１０と
アクチュエータ部２０とで構成される。

ここで、スイッチ部１０は、本体１１と、本体カバー１
２と、同軸コネクタ１３と、シェル１４と、絶縁体１５
と、中心導体１６と、固定接点１７と、可動中心導体１
８と、駆動棒１９とで構成され、本体１１および本体カ
バー１２はマイクロ波信号伝送路の外導体を兼ね、シェ
ル１４は同軸コネクタ１３を固着する部材であり、中心
導体６は絶縁体９で固着され、また、駆動棒１９は電気
絶縁体であって、可動中心導体１８を担持する。また、
本発明の特徴とするところのアクチュエータ部２０は、
圧電セラミック素子２１と、ヒンジ２２および２３と、
レバー２４と、板ばね２５と、止め具２６とで構成され
、圧電セラミク素子２１は止め具２６で本体１１に固着
され、レバー２４はヒンジ２２および２３で圧電セラミ
ック素子２１に枢着され、板ばね２５はレバー２４によ
り挟持され、駆動棒１９は板ばね２５の中央部近傍で担
持される。

次に、この実施例装置の動作を第１図および第２図に基
づいて説明する。

第１図は圧電セラミック素子２１に電圧が加えられ、素
子が伸びているときの状態が示されている。

この状態では、圧電セラミック素子２１の変位がヒンジ
２２を介してレバー２４の変位に変換され、レバー２４
はその先端がヒンジ２３を中心に回転するように変位す
る。図に示すように、ヒンジ２２と２３の距離が短く、
レバー２４の長さが長いため、圧電セラミック素子２１
の変位量は拡大される。左右のレバー２４の間隔が狭め
られると、レバー先端間に取付けられた板ばね２５は座
屈させられ、第１図下方に撓む。レバー２４で拡大され
た変位量はバネ２５によってさらに拡大され、板ばね２
５に取付けられた駆動棒１９は下方に押される。駆動棒
１９が押されると、これによって担持された可動中心導
体１８と固定接点１７とが接触し、メイク状態になる。

この状態では、マイクロ波信号伝送路は同軸コネクタ１
３から可動中心導体１８を通り、他方の同軸コネクタ１
３に至る伝送路となり、この伝送路の特性インピーダン
スが規定値になるように各部の断面寸法が決定される。

したがって、系全体の電圧定在比は小さい値に抑えられ
る。

次に、第２図は圧電アクチュエータに電圧を加えない状
態を示すもので、この状態では圧電セラミック素子２１
は伸びておらず、したがって一対のレバー２４の間は広
がり、板ばね２５には、これを座屈させる方向の力が加
わっていないので、板ばね２５は伸びて、撓みが小さく
なっており、それに取付けられた駆動棒１９も引き上げ
られた状態にあり、駆動棒１９が担持する可動中心導体
１８は、本体カバー１２の内面壁に密着されている。こ
のときの２つの固定接点１７の間は、可動中心導体１８
が外導体壁に密着している。この状態では、固定接点１
７の間は、遮断域導波管と等価の構成になるので、固定
接点１７間を伝播する電磁波エネルギーは指数関数的に
減衰し、大きい遮断減衰量を得ることができる。この密
着状態を確実にするために、板ばね２５は完全自由状態
ではなく、微量の変位が残るように駆動棒１９の寸法な
どが定められる。

この実施例装置で説明した圧電セラミック素子の変位の
拡大機構の一部に、レバー機構が用いられているが、他
の変位拡大機構を用いても本発明を実施することができ
る。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように、アクチュエータ部に圧
電セラミック素子が用いられているので、駆動電力が著
しく低く、また、スイッチ動作が完了した定常状態では
、この状態を保持するための電力を要しないような構造
であるので消費電力を極めて少なくする効果がある。

また、圧電セラミック素子を用いたアクチュエータでは
、電気エネルギーが機械エネルギーに変換される応答速
度が高いので、ソレノイドを用いた電磁アクチュエータ
の限界スイソチイング時間約「１０」ミリ秒を約ｒｏ、
５４ミリ秒に顕著に短縮できる効果がある。

また、本発明は、電磁アクチュエータを用いたスイッチ
に比較して、構造が簡素であり、かつ、機械的摺動部分
の少い構造なので、動作信頼度を高める効果がある。

さらに、本発明は、薄形に構成することができるので、
取付空間が節減できる効果がある。

したがって、マイクロ波通信装置に、本発明を用いれば
、その効果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は接点メイク状態における本発明実施例装置の構
造を示す外形図。第２図は接点ブレイク状態における本発明実施例装置の
構造を示す外形図。１０・・・スイッチ部、１１・・・本体、１２・・・本
体カバー、１３・・・同軸コネクタ、１４・・・シェル
、１５・・・絶縁体、１６・・・中心導体、１７・・・
固定接点、１８・・・可動中心導体、１９・・・駆動棒
、２０・・・アクチュエータ部、２１・・・圧電セラミ
ック素子、２２．２３・・・ヒンジ、２４・・・レバー
、２５・・・板ばね、２６・・・止め具。

Claims

【特許請求の範囲】＋１１　高周波信号端子の中心導体に接続された固定接
点と、この固定接点に対して接触状態および開離状態の二つの
位置をとる可動中心導体と、この可動中心導体の位置を変化させる手段とを備えた超
高周波スイッチにおいて、上記可動中心導体はその接触状態では外部導体に対して
整合のよい中心導体となる形状に構成され、上記位置を変化させる手段は、上記可動中心導体に一端が取り付けられ他端が外部導体
の外に達する電気絶縁材料により形成された駆動棒と、この駆動棒の上記他端にそのほぼ中心が取り付けられた
板ば、ねと、この板ばねに撓みを与える圧電セラミック素子を含むア
クチュエータとを含むことを特徴とする高周波同軸スイッチ。