KR100695969B1 - Rf switch amd apparatus with the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 RF 스위치 및 이를 구비하는 장치에 관한 것으로, 전송선로 상에 직렬로 연결된 스위칭 다이오드에 직류 제어전압을 인가함으로써 RF 신호를 입력측으로부터 출력측으로 전달하는 RF 스위치에 있어서, 상기 스위칭 다이오드는 다이오드 어레이로 이루어지며, 상기 다이오드 어레이는 병렬로 연결된 복수개의 PIN 다이오드들을 포함하고, 상기 전송선로와 다이오드 어레이 사이에는 이들간의 임피던스 정합을 위하여 임피던스 변환기가 구비되어 있으며, 상기 임피던스 변환기를 기준으로 상기 다이오드 어레이 측의 임피던스가 상기 전송선로 측의 임피던스보다 작은 것을 특징으로 하는 RF 스위치를 제공하며, TDM과 같은 고전력용 시스템에 있어서도 스위칭 다이오드에 여기되는 전압을 낮출 수가 있으므로, 저가의 스위칭 다이오드를 이용하여 높은 전력을 스위칭할 수 있는 RF 스위치 및 이를 구비하는 장치를 만들 수 있다.The present invention relates to an RF switch and a device having the same. In the RF switch for transmitting the RF signal from the input side to the output side by applying a DC control voltage to a switching diode connected in series on the transmission line, the switching diode is a diode array The diode array includes a plurality of PIN diodes connected in parallel, and an impedance converter is provided between the transmission line and the diode array for impedance matching between the diodes and the diode array side based on the impedance converter. The RF switch is characterized in that the impedance of the transmission line is smaller than the impedance of the transmission line, and even in a high-power system such as TDM can be lowered the voltage excited by the switching diode, using a low-cost switching diode It is possible to make an RF switch capable of switching high power and a device having the same.

RF 스위치, PIN 다이오드, 임피던스 변환기, 전송선로, 마이크로스트립RF Switch, PIN Diode, Impedance Converter, Transmission Line, Microstrip

Description

RF 스위치 및 RF 스위치를 구비하는 장치{RF SWITCH AMD APPARATUS WITH THE SAME} RF switch and device with RF switch {RF SWITCH AMD APPARATUS WITH THE SAME}

도 1a 내지 도 1c는 종래의 RF 스위치를 나타내는 도면,1a to 1c is a view showing a conventional RF switch,

도 2는 종래의 RF 스위치의 다른 예를 나타내는 도면,2 is a view showing another example of a conventional RF switch,

도 3a 내지 도 3c는 종래기술인 공개특허공보 제2004-0111253호를 설명하는 도면,3A to 3C are views for explaining prior art Patent Publication No. 2004-0111253,

도 4는 본 발명의 원리를 설명하기 위한 개략적인 회로도,4 is a schematic circuit diagram for explaining the principle of the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 일 실시예를 나타내는 도면,5 is a view showing an embodiment according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예를 나타내는 도면,6 is a view showing another embodiment according to the present invention;

도 7 내지 도 9는 시스템의 요구에 따라 임피던스 변환기를 등가회로로 개략화하여 나타낸 도면.7 to 9 schematically show an impedance converter as an equivalent circuit in accordance with system requirements.

본 발명은 RF 스위치 및 이를 구비하는 장치에 관한 것으로, 특히 스위칭 다이오드로서 복수개의 병렬로 연결된 PIN 다이오드들로 이루어진 다이오드 어레이와, 이 다이오드 어레이와 전송선로 간의 임피던스 정합을 위하여 임피던스 변환기 를 구비한 RF 스위치 및 이를 구비하는 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an RF switch and a device having the same, in particular a diode array comprising a plurality of PIN diodes connected in parallel as a switching diode, and an RF switch having an impedance converter for impedance matching between the diode array and a transmission line. And an apparatus having the same.

RF 스위치는 RF 신호를 위한 전기적인 On-Off 스위치로서, 'On'되었을 때 입력포트에 가해진 RF 신호가 출력포트로 정상적으로 전달될 수 있도록 하고, 'Off'되었을 때 이러한 RF 신호가 출력포트로 전달되는 것을 방해하는 역할을 하는 스위치이며, 이러한 RF 스위치의 'On' 및 'Off'는 RF 스위치 제어부의 직류(DC) 제어전압의 극성의 변화에 따른다.The RF switch is an electrical on-off switch for the RF signal. When turned on, the RF signal applied to the input port can be normally transmitted to the output port, and when turned off, the RF signal is transferred to the output port. It is a switch that serves to prevent the switch, 'On' and 'Off' of the RF switch is depending on the change in the polarity of the DC control voltage of the RF switch control unit.

이러한 RF 스위치는 다양한 형태를 가지며, 가장 기초적인 형태는 하나의 RF 신호 입력과 하나의 RF 신호 출력을 가지는 SPST(Single Pole Single Throw)를 들 수 있으며, 하나의 RF 신호 입력에 여러개 RF 신호 출력을 가지는 SPMT(Single Pole Multiple Throw)의 형태도 가질 수 있다.The RF switch has various forms, and the most basic form is a single pole single throw (SPST) having one RF signal input and one RF signal output, and multiple RF signal outputs are provided at one RF signal input. The branch may also have the form of a single pole multiple throw (SPMT).

RF 스위치의 이러한 전기적인 스위칭은 PIN 다이오드로 알려진 RF 스위칭 다이오드에 의해 이루어지며, PIN 다이오드는 RF 스위치의 전기회로에서 중추적인 역할을 하는 구성요소이다. 당업자에게 잘 알려진 바와 같이, PIN 다이오드는 두개의 터미널을 가지는 반도체 소자이rh, 다른 다이오드와 마찬가지로 양극 터미널 애노드측으로부터 음극 터미널 캐소드측으로 한 방향으로만 전류가 흐르게 하며, 양전압이 애노드에 가해졌을 때 다이오드가 순방향으로 바이어스되어 전류가 흐르게 된다. 전류가 흐르게 바이어스되었을 때, 즉 순방향으로 바이어스되었을 때 다이오드는 매우 적은 혹은 거의 0인 저항을 제공하여 전류가 흐를 수 있게 한다. 이러한 상태를 'On' 상태라 한다. 반대로 바이어스되었을 때, 즉 역방향으로 바이어스되었을 때 다이오드는 무한대의 높은 저항을 제공하여 열린 회로(open circuit)를 형성 하며, 이에 의해 전류는 정상적으로 지나갈 수 없게 된다. 이러한 상태를 'Off' 상태라 한다.This electrical switching of the RF switch is made by an RF switching diode known as a PIN diode, which is a component that plays a pivotal role in the electrical circuit of the RF switch. As is well known to those skilled in the art, a PIN diode is a semiconductor device having two terminals, rh, like other diodes, the current flows in only one direction from the anode terminal anode side to the cathode terminal cathode side, and when a positive voltage is applied to the anode Is biased in the forward direction so that current flows. When current is biased to flow, ie forward biased, the diode provides very little or nearly zero resistance to allow current to flow. This state is called an 'on' state. When biased, i.e. biased in the reverse direction, the diode provides an infinitely high resistance to form an open circuit, whereby the current cannot pass normally. This state is called 'off' state.

다이오드는 전압의 변화에 의해 하나의 상태로부터 다른 상태로 변할 때 소정의 시간을 필요로 하며, 다이오드에 관한 이러한 특성을 전이시간(transition time)이라 하고, 다이오드의 상태를 바꾸기 위해서는 다른 상태로 다이오드를 바이어스하는 새로운 전압이 다이오드의 최소 전이시간 동안에 가해져야 한다.A diode needs a certain time when it changes from one state to another due to a change in voltage, and this characteristic of the diode is called a transition time, and in order to change the state of the diode, the diode is changed to another state. A new voltage biasing must be applied during the diode's minimum transition time.

역방향으로 바이어스된 직류 제어전압에 부가된 RF 전압과 같은 교류(AC) 신호는 PIN 다이오드의 상태를 바꾸지 않으며, 이는 그 신호의 주파수가 충분히 커서, 신호의 전압 진폭 혹은 피크의 지속시간(the duration of the volatge swings or peaks in the signal)이 다이오드의 'On' 상태로부터 'Off' 상태로의 전이에 요구되는 최소 시간을 충족시키지 못하는 한 그러하다. 그러나, 다이오드를 순방향으로 바이어스하도록 직류 제어전압의 극성을 바꿈으로써 다이오드가 상태를 바꾸어 교류를 포함하는 전류를 흐르게 할 수 있다. 또한 순방향으로 바이어스되었을 때, 역방향으로 바이어스되었을 때와 마찬가지로, 순방향으로 바이어스된 직류 제어전압에 부가된 교류 신호는 충분히 큰 주파수를 가지는 한 다이오드의 상태를 바꾸지 않는다. 한편, 교류의 전압이 너무 높으면 부가된 신호가 다이오드의 파괴전압(breakdown voltage)을 초과하여 다이오드를 파괴할 수 있으므로 PIN 다이오는 선택된 다이오드의 파괴전압을 부가되는 교류 신호가 넘지 않도록 선택되어야 한다.An alternating current (AC) signal, such as an RF voltage added to a reversely biased direct current control voltage, does not change the state of the PIN diode, which is large enough so that the signal's voltage amplitude or peak duration so long as the volatge swings or peaks in the signal do not meet the minimum time required to transition the diode from the 'on' state to the 'off' state. However, by changing the polarity of the DC control voltage so as to bias the diode in the forward direction, the diode can change state to flow a current including an alternating current. Also, when biased in the forward direction and in the reverse direction, the AC signal added to the forward biased DC control voltage does not change the state of the diode as long as it has a sufficiently large frequency. On the other hand, if the voltage of the alternating current is too high, the added signal may break the diode by exceeding the breakdown voltage of the diode, so the PIN diode should be selected so that the alternating current signal does not exceed the breaking voltage of the selected diode.

한편, RF 스위치를 구성함에 있어서 션트 RF 스위치(shunt RF switch)가 PIN 다이오드의 전기적 특성을 이용하는데 이점을 가진다. PIN 다이오드를 RF 전송선로 (transmission line) 상에 분기되게 위치시키고(plasced in shunt of an RF transmission line), 제어전압에 의해 역방향으로 바이어스함으로써, 다이오드는 열린 회로와 같이 기능하며 RF 신호가 전송선로를 따라 출력포트로 전달(propagation)된다. 그러나 다이오드가 순방향으로 바이어스되고 전류가 흐를 수 있게 되면 이는 RF 신호에 대해 매우 적은 임피던스를 가지는 경로(path)를 제공하며, RF 신호가 전송선로로부터 다이오드를 경유하는 그라운드로의 분로를 형성하여, 출력포트로의 전송선로를 우회하게 한다(bypass). 따라서 RF 신호는 전송선로를 통과하지 못한다.On the other hand, the shunt RF switch (shunt RF switch) in configuring the RF switch has an advantage in using the electrical characteristics of the PIN diode. By placing the PIN diode branched on the RF transmission line (plasced in shunt of an RF transmission line) and biasing it in reverse by the control voltage, the diode functions as an open circuit and the RF signal It is then propagated to the output port. However, when the diode is biased forward and current can flow, it provides a path with very little impedance to the RF signal, which forms a shunt from the transmission line to ground through the diode, resulting in an output. Bypass the transmission line to the port. Therefore, the RF signal cannot pass through the transmission line.

도 1a 내지 도 1c는 종래의 RF 스위치를 나타내는 도면으로서, 두개의 포트(101,102) 사이에 다양한 형태로 PIN 다이오드(103,104,105,106)를 구비한 RF 스위치가 제시되어 있다.1A-1C show a conventional RF switch, in which an RF switch is provided having PIN diodes 103, 104, 105, 106 in various forms between two ports 101, 102.

도 2는 종래의 RF 스위치의 다른 예를 나타내는 도면으로서, 입력측 전송선로(201), 입력측 전송선로(201) 상에 위치하는 입력측 직류 차단 커패시터(202), 스위칭 다이오드로서 PIN 다이오드(203), 출력측 전송선로(205)를 포함하는 RF 스위치가 제시되어 있으며, 출력측 전송선로(205) 상에는 출력측 직류 차단 커패시터(204)가 구비되어 있다. 그리고, 입력측 전송선로(201)로부터 출력측 전송선로(205)로 RF 신호를 전달(propagation) 및 차단(bypassing)하기 위하여 두개의 분로(206,207; shunt)와 분로(206,207)를 제어하는 두개의 제어포트(208,209), 그리고 PIN 다이오드(203)를 동작시키는 두개의 제어포트(210,211)를 포함하는 스위칭 제어부(212)가 구비되어 있다. 이러한 전송선로(201,205)로는 50Ω 또는 75Ω의 임피 던스를 가지는 것이 주로 사용된다.2 is a view showing another example of a conventional RF switch, an input side transmission line 201, an input side DC blocking capacitor 202 located on the input side transmission line 201, a PIN diode 203 as a switching diode, and an output side. An RF switch including a transmission line 205 is shown, and an output side DC blocking capacitor 204 is provided on the output side transmission line 205. In addition, two control ports for controlling the two shunts 206 and shunt and the shunts 206 and 207 to transfer and bypass RF signals from the input transmission line 201 to the output transmission line 205. (208, 209), and a switching control unit 212 including two control ports (210, 211) for operating the PIN diode (203). As such transmission lines 201 and 205, those having an impedance of 50Ω or 75Ω are mainly used.

한편, 장거리 전송을 위한 TDM(Time Division Multiplexing; 시분할 다중방식) 시스템의 경우에 단속을 원하는 전력이 평균 60W이상이 되므로, 스위칭 다이오드로 고전압에도 충분히 동작이 가능한 고내압용 PIN 다이오드(203)를 사용한다. 그러나, 이 경우에 다이오드의 특성상 시스템이 원하는 정합 특성을 구현하기 어렵고, 고내압용 PIN 다이오드(203)가 상당한 고가품이므로 제조 원가의 상승을 가져오며, 고전압에서 동작함에 따른 신뢰성의 문제가 발생한다.On the other hand, in the case of a Time Division Multiplexing (TDM) system for long-distance transmission, since the power to be interrupted is 60 W or more on average, a high breakdown voltage PIN diode 203 capable of sufficiently operating at a high voltage as a switching diode is used. do. However, in this case, it is difficult for the system to realize desired matching characteristics due to the characteristics of the diode, and the high breakdown voltage PIN diode 203 is a considerable expensive product, resulting in an increase in manufacturing cost and a problem of reliability due to operation at a high voltage.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 공개특허공보 제2004-0111253호에는 도 3a 및 도 3c에 도시된 바와 같이 두개의 포트 또는 송수신기(301,302) 사이에서 3~5V의 전원전압을 사용하여 PIN 다이오드(303,304,305,306,307,308)의 고주파 저항값이 0.1~0.5Ω이 되도록 PIN 다이오드(303)에 순방향 구동전류를 공급하여 PIN 다이오드(303)가 'On'되는 제1단계와 상기 전원전압을 +전압과 -전압으로 분배하여 2개의 전압의 절대치의 합에 해당하는 역방향 바이어스 전압을 PIN 다이오드에 공급하여 PIN 다이오드가 'Off'되는 제2단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속의 저손실 시분할 듀플렉스 송수신 스위칭 방법이 제시되어 있다.In order to solve this problem, Korean Patent Publication No. 2004-0111253 discloses a PIN diode (303, 304, 305, 306, 307, 308) using a power supply voltage of 3 to 5 V between two ports or transceivers (301, 302) as shown in FIGS. 3A and 3C. The first step of supplying the forward driving current to the PIN diode 303 so that the high-frequency resistance value is 0.1 ~ 0.5Ω and the power supply voltage is divided into + voltage and-voltage by 2 A high speed low loss time division duplex transmit / receive switching method is provided, comprising a second step of supplying a reverse bias voltage corresponding to an absolute sum of two voltages to a PIN diode so that the PIN diode is 'off'.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 새로운 형태의 RF 스위치 및 이를 구비하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a new type of RF switch and a device having the same to solve the above problems.

또한 본 발명은 스위칭 다이오드로 다이오드 어레이를 이용함으로써, 매우 높은 전력을 필요로 하는 시스템에 적용되더라도 다이오드 자체의 특성(파괴전압) 에 기인하는 한계에 제한됨이 없이 안정적으로 작동하는 RF 스위치 또는 이를 구비하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention by using a diode array as a switching diode, even if applied to a system that requires a very high power without having to limit the limitations due to the characteristics (destructive voltage) of the diode itself or having an RF switch having a It is an object to provide a device.

이를 위해, 본 발명은 전송선로 상에 직렬로 연결된 스위칭 다이오드에 직류 제어전압을 인가함으로써 RF 신호를 입력측으로부터 출력측으로 전달하는 RF 스위치에 있어서, 상기 스위칭 다이오드는 다이오드 어레이로 이루어지며, 상기 다이오드 어레이는 병렬로 연결된 복수개의 PIN 다이오드들을 포함하고, 상기 전송선로와 다이오드 어레이 사이에는 이들간의 임피던스 정합을 위하여 임피던스 변환기가 구비되어 있으며, 상기 임피던스 변환기를 기준으로 상기 다이오드 어레이 측의 임피던스가 상기 전송선로 측의 임피던스보다 작은 것을 특징으로 하는 RF 스위치를 제공한다.To this end, the present invention is an RF switch for transmitting an RF signal from an input side to an output side by applying a DC control voltage to a switching diode connected in series on a transmission line, the switching diode is made of a diode array, A plurality of PIN diodes connected in parallel, and an impedance converter is provided between the transmission line and the diode array for impedance matching therebetween, and the impedance of the diode array is based on the impedance converter. Provided is an RF switch characterized in that it is smaller than the impedance.

전송선로 측의 임피던스로는 50Ω 또는 75Ω이 표준으로서 사용되고 있으며, 위와 같은 구성에 의해 다이오드 어레이 측의 임피던스를 예를 들어 5Ω정도로 할 수 있고, 따라서 RF 스위치가 60W 이상의 고전력용인 경우에도 고내압용 PIN 다이오드가 필요없는 RF 스위치를 구현할 수 있다. 이러한 구성의 사용은 단순히 고가의 PIN 다이오드의 사용을 회피하는 것만이 아니라 다이오드 자체가 가지는 근본적인 한계(파괴전압을 가짐)를 극복함으로써 시스템이 매우 높은 전력을 요구하는 경우에도 본 발명의 구성을 이용함으로써 안정적으로 RF 스위치를 구현할 수 있게 된다.As the impedance on the transmission line side, 50 Ω or 75 Ω is used as a standard. With the above configuration, the impedance of the diode array side can be, for example, about 5,. Therefore, even when the RF switch is used for high power of 60 W or higher, the high breakdown voltage PIN RF switches that do not require diodes can be implemented. The use of such a configuration not only avoids the use of expensive PIN diodes, but also overcomes the fundamental limitations (with breakdown voltages) of the diodes themselves, thereby utilizing the configuration of the present invention even when the system requires very high power. The RF switch can be stably implemented.

또한 본 발명은 상기 RF 스위치, 상기 RF 스위치의 입력측 전송선로에 연결 되는 입력포트, 그리고 상기 RF 스위치의 출력측 전송선로에 연결되는 출력포트를 포함하는 RF 스위치를 구비하는 장치를 제공한다. 이는 본 발명이 당업자에게 자명한 범위내에서 상기 RF 스위치를 포함하는 RF 스위치 모듈 또는 시스템으로 확장될 수 있다는 것을 의미한다.The present invention also provides an apparatus including an RF switch, an input port connected to an input side transmission line of the RF switch, and an output port connected to an output side transmission line of the RF switch. This means that the present invention can be extended to an RF switch module or system including the RF switch within the scope apparent to those skilled in the art.

이하, 도면을 참고로 하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 4는 본 발명의 원리를 설명하기 위한 개략적인 회로도로서, 종래의 RF 스위치와 마찬가지로 입출력 단자를 위한 50W(또는 75W) 전송선로(1,2)를 구비하지만, 전송선로(1,2) 사이에는 종래와 달리 병렬로 연결된 복수개의 다이오드들로 이루어진 다이오드 어레이(3)가 형성되어 있으며, 다이오드 어레이(3)와 전송선로(1,2) 사이에는 이들간의 임피던스 정합(Impedance Matching)을 위하여 임피던스 변환기(4; Impedence Transforemer)가 구비되어 있다. 4 is a schematic circuit diagram for explaining the principle of the present invention, similarly to a conventional RF switch, having 50W (or 75W) transmission lines 1 and 2 for input and output terminals, but between transmission lines 1 and 2; Unlike the related art, a diode array 3 including a plurality of diodes connected in parallel is formed, and an impedance converter is formed between the diode array 3 and the transmission lines 1 and 2 for impedance matching between them. (4; Impedence Transforemer) is provided.

종래의 RF 스위치가 전체적으로 50Ω(또는 75Ω) 임피던스를 가지도록 전송선로를 사용하여 구현한 것에 비하여, 본 발명은 스위칭 다이오드가 연결되는 부분에서 종래의 RF 스위치의 임피던스보다 작은 임피던스, 예를 들어 5Ω정도의 임피던스를 가지도록 복수개의 병렬로 연결된 PIN 다이오드들로 이루어진 다이오드 어레이(3)를 배치함으로써, 전력 P=V2/R (V:전압,R:저항)의 관계식에 따라 다이오드의 'Off' 때에 전압이 낮아지는 효과를 주게 된다. 이러한 구성을 통해, TDM 시스템과 같이 구동 전력이 큰 경우에도 내압이 낮은 일반적인 스위칭 다이오드를 사용할 수 있어 낮은 제조 원가의 제품을 구현할 수 있고, 전체적인 시스템의 신뢰성도 개선 되는 것이다.Compared to the case where the conventional RF switch is implemented using a transmission line such that the overall RF impedance has a 50Ω (or 75Ω) impedance, the present invention provides an impedance smaller than the impedance of the conventional RF switch, for example, 5Ω at the portion where the switching diode is connected. By arranging a diode array 3 consisting of a plurality of PIN diodes connected in parallel to have an impedance of?, When the diode is 'off' according to the relation of power P = V 2 / R (V: voltage, R: resistance) The effect is to lower the voltage. This configuration enables the use of a general switching diode with a low breakdown voltage even when the driving power is large, such as a TDM system, thereby realizing a low manufacturing cost product and improving the reliability of the overall system.

도 5는 본 발명에 따른 일 실시예를 나타내는 도면으로서, 다이오드 어레이(3)를 이용하여 고출력을 스위치할 수 있는 RF 스위치를 구현한 것이며, 여기서 전송선로(1,2)는 마이크로스트립(Microstip)으로 구성되고, 광대역 특성을 확보하기 위하여 다중의 임피던스 변환기, 도 5에서 이중의 임피던스 변환기(5)가 적용되어 있다.5 is a view showing an embodiment according to the present invention, which implements an RF switch capable of switching a high output using a diode array 3, wherein the transmission lines 1 and 2 are microstrips. In order to secure a wideband characteristic, a multiple impedance converter, a dual impedance converter 5 in FIG. 5 is applied.

도 5의 RF 스위치에는 전송선로(1,2)에 직류 차단 커패시터(6,7)가 구비되어 있으며, 아울러 RF 스위치를 동작하는 스위칭 제어부(8)가 구비되어 있다. 스위칭 제어부(8)는 네개의 제어포트(9,10,11,12)를 구비하고 있으며, 제어포트(9,10)에 직류 전압을 인가하여 분로(13,14)를 'On' 또는 'Off'시키고, 제어포트(11,12)에 직류 전압을 인가하여 다이오드 어레이(3)의 복수개의 다이오드들을 'On' 또는 'Off'시킴으로써 RF 스위치를 동작시킨다. 이밖에도, RF 스위치의 주요한 특성인 분리도(Isolation)을 확보하기 위한 몇개의 부수적인 다이오드가 전송선 상에 첨가 되기도 한다.In the RF switch of FIG. 5, DC blocking capacitors 6 and 7 are provided in the transmission lines 1 and 2, and a switching control unit 8 that operates the RF switch is provided. The switching controller 8 has four control ports 9, 10, 11, and 12, and the shunts 13 and 14 are turned on or off by applying a DC voltage to the control ports 9, 10. And the RF switch is operated by 'on' or 'off' the plurality of diodes of the diode array 3 by applying a DC voltage to the control ports 11 and 12. In addition, some additional diodes are added on the transmission line to ensure isolation, a key feature of RF switches.

도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예를 나타내는 도면으로서, 본 발명이 광대역 특성을 지니지 않는 RF 스위치에 적용된 것으로, 도 5의 RF 스위치와 달리 임피던스 변환기(15)가 다중으로 구성되어 있지 않다.FIG. 6 is a view showing another embodiment according to the present invention, and the present invention is applied to an RF switch having no broadband characteristic. Unlike the RF switch of FIG. 5, the impedance converter 15 is not configured in multiple.

도 7 내지 도 9는 시스템의 요구에 따라 임피던스 변환기를 등가회로로 개략화하여 나타낸 도면으로서, 도 7에 도시된 바와 같이, Low Pass Filter형태의 임피던스 변환기(16)를 이용한 RF 스위치를 구성할 수 있으며, 도 8에 도시된 바와 같 이 High Pass Filter형태의 임피던스 변환기(17)를 이용한 RF 스위치를 구현할 수도 있다. 또한, 응용 분야에 따라서는 주파수가 충분히 낮을 경우에는 도 9에서와 같이 간단한 구성으로 이중 코일(18)을 이용한 변환기를 임피던스 정합에 사용하여서도 RF 스위치를 구현할 수 있다.7 to 9 are schematic diagrams illustrating an impedance converter as an equivalent circuit according to a system request. As shown in FIG. 7, an RF switch using an impedance converter 16 having a low pass filter type may be configured. In addition, as illustrated in FIG. 8, an RF switch using an impedance converter 17 of a high pass filter type may be implemented. In addition, if the frequency is sufficiently low, depending on the application field, the RF switch may be implemented by using a converter using the double coil 18 for impedance matching in a simple configuration as shown in FIG. 9.

본 발명에 의하면, TDM과 같은 고전력용 시스템에 있어서도 스위칭 다이오드에 여기되는 전압을 낮출 수가 있으므로, 저가의 스위칭 다이오드를 이용하여 높은 전력을 스위칭할 수 있는 RF 스위치 및 이를 구비하는 장치를 만들 수 있다.According to the present invention, the voltage excited by the switching diode can be reduced even in a high-power system such as a TDM, and thus an RF switch capable of switching high power using a low-cost switching diode and a device having the same can be manufactured.

또한 본 발명에 의하면, 기본적으로 스위칭할 때 여기되는 전압이 작으므로 모듈의 신뢰성을 높일 수 있는 장점을 갖는다. 따라서, 일반적인 고전력용 스위치가 갖는 높은 제조원가를 낮출 수 있고, 신뢰성 확보가 용이하게 된다.In addition, according to the present invention, since the voltage excited when switching is small, it has the advantage of increasing the reliability of the module. Therefore, the high manufacturing cost of the general high power switch can be lowered, and the reliability can be easily secured.

Claims (11)

전송선로 상에 직렬로 연결된 스위칭 다이오드에 직류 제어전압을 인가함으로써 RF 신호를 입력측으로부터 출력측으로 전달하는 RF 스위치에 있어서,An RF switch for transmitting an RF signal from an input side to an output side by applying a DC control voltage to a switching diode connected in series on a transmission line, 상기 스위칭 다이오드는 다이오드 어레이로 이루어지며, 상기 다이오드 어레이는 병렬로 연결된 복수개의 PIN 다이오드들로 이루어지고,The switching diode is composed of a diode array, the diode array is composed of a plurality of PIN diodes connected in parallel, 상기 전송선로와 다이오드 어레이 사이에는 이들간의 임피던스 정합을 위하여 임피던스 변환기가 구비되어 있으며,An impedance converter is provided between the transmission line and the diode array for impedance matching between them. 상기 임피던스 변환기를 기준으로 상기 다이오드 어레이 측의 임피던스가 상기 전송선로 측의 임피던스보다 작은 것을 특징으로 하는 RF 스위치.The RF switch, characterized in that the impedance of the diode array side is smaller than the impedance of the transmission line side with respect to the impedance converter. 제 1 항에 있어서, 상기 전송선로 측의 임피던스는 50Ω인 것을 특징으로 하는 RF 스위치.2. The RF switch according to claim 1, wherein an impedance of the transmission line side is 50 kHz. 제 2 항에 있어서, 상기 RF 스위치는 60W 이상의 고전력용 RF 스위치인 것을 특징으로 하는 RF 스위치.The RF switch of claim 2, wherein the RF switch is a high power RF switch of 60 W or more. 제 1 항에 있어서, 상기 전송선로는 마이크로스트립으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 RF 스위치The RF switch of claim 1, wherein the transmission line is made of microstrip. 제 4 항에 있어서, 상기 임피던스 변환기는 광대역 특성을 확보하기 위하여 다중의 임피던스 변화기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 RF 스위치.5. The RF switch of claim 4, wherein the impedance converter comprises a plurality of impedance changers in order to secure broadband characteristics. 제 1 항에 있어서, 상기 임피던스 변환기는 Low Pass Filter형태의 임피던스 변환기인 것을 특징으로 하는 RF 스위치.The RF switch according to claim 1, wherein the impedance converter is an impedance converter in the form of a low pass filter. 제 1 항에 있어서, 상기 임피던스 변환기는 High Pass Filter형태의 임피던스 변환기인 것을 특징으로 하는 RF 스위치.The RF switch according to claim 1, wherein the impedance converter is an impedance converter in the form of a high pass filter. 제 1 항에 있어서, 상기 임피던스 변환기는 이중 코일을 이용한 임피던스 변환기인 것을 특징으로 하는 RF 스위치.The RF switch according to claim 1, wherein the impedance converter is an impedance converter using a double coil. 제 1 항 내지는 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 RF 스위치는 상기 직류 제어전압을 인가하는 제어포트와 RF 신호에 대한 분로의 'On' 또는 'Off'를 위한 직류 제어전압을 가하는 제어포트를 포함하는 스위칭 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 RF 스위치.The control port according to any one of claims 1 to 8, wherein the RF switch applies a control port for applying the DC control voltage and a control port for applying a DC control voltage for 'On' or 'Off' of the shunt for the RF signal. RF switch further comprises a switching control unit comprising a. 제 9 항에 있어서, 상기 전송선로에는 직류 차단 커패시터가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 RF 스위치. 10. The RF switch of claim 9, wherein the transmission line is further provided with a DC blocking capacitor. 상기 제 9 항의 RF 스위치, 상기 제 9 항의 RF 스위치의 입력측 전송선로에 연결되는 입력포트, 그리고 상기 제 9 항의 RF 스위치의 출력측 전송선로에 연결되는 출력포트를 포함하는 RF 스위치를 구비하는 장치.An RF switch comprising an RF switch of claim 9, an input port connected to an input side transmission line of the RF switch of claim 9, and an output port connected to an output side transmission line of the RF switch of claim 9.
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