KR20030027688A - 액티브 다이오드 분리를 갖는 정합형 브로드밴드 스위치매트릭스 - Google Patents

액티브 다이오드 분리를 갖는 정합형 브로드밴드 스위치매트릭스 Download PDF

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KR20030027688A
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제랄드찰스 디피아자
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타이코 일렉트로닉스 코포레이션
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/10—Auxiliary devices for switching or interrupting
    • H01P1/15—Auxiliary devices for switching or interrupting by semiconductor devices

Landscapes

  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

스위치 매트릭스 내에 선택된 스위칭 접속을 분리시키기 위한 방법 및 장치가 개시된다. 스위칭 접속은 2개의 션트 스터브 또는 등가의 집중회로를 형성함으로써 분리되는데, 각각의 스터브(stub)는 션트 스터브의 입력 임피던스가 높아지는 전기길이를 갖는다. 션트 스터브는 신호의 전파에 바람직한 입력 및 출력라인측으로부터 떨어진 측의 스위치 매트릭스의 적절한 입력 및 출력신호라인들상에 형성된다. 스위치 매트릭스는 글래스 기판 내에 및 그 위에 구축될 수 있다.

Description

액티브 다이오드 분리를 갖는 정합형 브로드밴드 스위치 매트릭스{Matched Broadband Switch Matrix with Active Diode Isolation}
고속신호의 전환은 매우 고속의 상위 컷오프 주파수(즉 40Ghz 이상)와 매우 낮은 컷오프 주파수(즉, 100KHz 이하) 모두를 갖는 브로드밴드폭 신호들을 스위칭할 수 있는 스위칭 매트릭스를 필요로 한다. 게다가, 스위칭 매트릭스는 전체 주파수 범위에 걸쳐서 신호 충실도를 유지할 수 있어야 한다. 스위치는 필요한 충실도를 유지하기 위해, 주파수 범위에 걸쳐 발생할, 특히 고속 주파수에서 발생할 부정합 반사(mismatch reflection)를 최소화시키도록 적절하게 매칭될 수 있어야 한다.
전형적으로, 분리 스위치가 신호 스위칭 디바이스들과 일렬로 배치되어 왔다. 분리 스위치는 낮은 "온(on)" 저항값과 높은 "오프(off)" 저항값을 갖는다. 신호전파경로로부터 떨어진 측면상에서, 신호 스위치 디바이스에 가장 가까운 분리 스위치는 신호 스위칭 디바디스를 분리시키기 위해 스위치 오프된다. 그러나, 일반적으로, 분리 스위치는, 낮은 주파수에서는 무시될 수 있지만, 높은 주파수에서는 스위치 매트릭스에 악영향을 미쳐서 고속 데이터 채널들의 비트 에러율에 심각한 훼손을 일으킬 수 있는 진폭, 위상 및 지연 왜곡을 발생시키는 전형적으로 높은 기생 리액턴스를 갖고 있다.
따라서, 광대역폭에 걸쳐 입력 신호들을 분리하고 매칭할 수 있는 스위치를 제공하는 것이 바람직하다.
도 1은 본 명세서에서 설명되는 스터브 튜너를 포함하는 스위치 매트릭스의 일 실시예에 대한 개략도.
도 2는 본 명세서에서 설명되는 스터브 튜너를 포함하는 스위치 매트릭스의 또다른 실시예에 대한 개략도.
도 3은 도1 및 도2의 스위치 매트릭스 내에 포함되는 분리 스위치를 바이어스하기 위한 바이어싱 네트워크의 개략도.
도 4는 도1 및 도2의 스터브 튜너와 동등한 집중회로의 개략도.
도 5는 기판상에 있는 본 발명에 따른 구현의 측면도.
본 발명에 따르면, 스위치 매트릭스내에 선택된 스위칭 연결을 분리시키기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 스위치 연결은 2개의 션트 스터브(shunt shub) 또는 집중회로 등가물(lumped circuit equivalents)을 형성함으로써 분리되는데, 각각의 스터브는 션트 스터브의 입력 임피던스가 높은 전기길이를 갖는다. 션트 스터브는 스위치된 신호의 전파에 바람직한 방향으로부터 입력 및 출력 라인들의 반대측상의 스위치 매트릭스의 적절한 입력 및 출력 신호 라인상에 형성되어 있다. 본 명세서의 도면에 도시된 바와 같이, 션트 스터브 구조를 이용하는 것이 액티브분리디바이스의 단순화된 바이어싱을 돕고, 선택된 신호 전송 경로의 브로드밴드 분리를 제공하고, 매트릭스 전송 라인의 적절한 스페이싱(spacing)과 함께, 액티브 신호 및 분리 스위치 디바이스들의 기생 리액턴스 영향을 최소화시킨다.
구체적으로, 일실시예에서, 다수의 입력 및 출력 신호라인을 갖는 스위치 매트릭스가 개시된다. 각각의 입력 신호라인은 단일 입력단 및 비-입력 신호단을 갖고 출력 신호라인의 각각은 신호 출력단 및 비-출력 신호단을 갖는다. 스위치 매트릭스는 다수의 신호 스위치중 하나를 이용하여 입력신호라인과 신호출력라인사이에 (중심 주파수를 갖는) 브로드밴드 이득신호를 스위치한다. 다수의 신호 스위치 각각은 단일 입력신호라인 및 단일의 출력신호라인에 결합된다. 따라서, 선택된 신호 스위치가 활성화되면, 이득 신호는 선택된 입력신호라인 및 선택된 출력신호라인 사이에 연결된다.
스위치 매트릭스는 또한 집중회로 회로 요소에 의해 제공된다. 구체적으로, 집중회로는 각각의 단부에서 커패시터에 연결되는 인덕터를 포함하는 파이-섹션(pi-section)이고, 각각의 커패시터는 또한 접지에 결합된다. 대안적으로, 각각의 단부에서 인덕터에 연결되는 커패시터를 포함하는 파이-섹션이 형성될 수 있으며, 여기서 각각의 인덕터는 접지에 또한 연결된다. 집중 요소의 이용은 분산전송라인의 대응부에 비교하여 매트릭스 크기 감소를 가능하게 한다.
전술한 방법 및 시스템의 다른 형태, 특징 및 양상들이 이하에서 설명된다.
도 1은 스위치 매트릭스 내에 스위칭 접합을 분리시키기 위해 본 발명의 기법을 수용한 스위치 매트릭스(100)의 일실시예를 도시한 도면이다. 스위칭 매트릭스(100)은 중심 주파수 f0와 대역폭 B를 갖는 신호들을 스위치하도록 설계되어 있다. 스위치 매트릭스(100)는 입력신호라인(101 및 103)과 출력신호라인(105 및 107)을 포함한다. 입력신호라인(101 및 103)은 입력신호단(126)과 비-입력신호단(127)을 포함한다. 출력신호라인(105 및 107)은 출력신호단(128) 및 비-출력신호단(129)를 포함한다. 입력라인(101, 103)과 출력라인(105, 107)간의 교차점(109,111,113 및 115)은 서로간에 전기적으로 접속되지 않는다. 대신에, 스위칭 다이오드(102, 104, 106, 108)가 선택되어 활성되면 이들이 특정 입력라인을 특정출력라인에 전기적으로 연결시키는데 이용된다. 예시적인 실시예에서, 스위칭 다이오드(102)는 교차점(109)을 상호연결하고, 스위칭 다이오드(104)는 교차점(111)을 상호연결하고, 스위칭 다이오드(106)는 교차점(113)을 상호연결하고, 스위칭 다이오드(108)은 교차점(115)을 상호연결한다.
도 1에 도시된 실시예에서, 스위칭 다이오드(102)는 션트 다이오드(110, 118)과 연관되어 있고, 스위칭 다이오드(106)는 션트 다이오드(114, 122)와 연관되어 있으며, 스위칭 다이오드(104)는 션트 다이오드(112, 120)과 연관되어 있고, 스위칭 다이오드(108)는 션트 다이오드(116, 124)와 연관되어 있다.
스위칭 다이오드(102, 104, 106, 108)는 공지된 방법을 이용하여 선택되고 활성될 수 있다. 예를 들어, (미도시된) 외부 바이어스 네트워크가 특정 다이오드를 선택하기 위해 이용될 수 있거나, 입력라인(101, 103) 및 출력라인(105, 107)이 선택된 스위칭 다이오드를 포워드 바이어스(forward bias)하기 위해 포지티브 및 네거티브 전압을 이용하여 적절하게 바이어스될 수 있다. 스위칭 다이오드가 도시되어 있기는 하지만 이는 단지 예시적인 목적이며, 출력 신호의 속도, 대역폭, 기생성 및 충실도에 대한 전체적 시스템 요구도를 만족시킬 수 있는 임의의 형태의 전기 스위치가 이용될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 스위칭 다이오드는 이들과 연관된 2개의 션트 다이오드를 포함한다. 각각의 션트 다이오드는 대응하는 스위칭 다이오드가 연결된 입력 또는 출력라인중 하나의 종단에서 연결된다. 각각의 션트 다이오드는 또한 반대단에 연결되어 접지에 직접 연결되거나 커패시터(미도시)를 통해 피드(feed)를 경유하여 접지에 연결되며, 여기서 다이오드 선택을 위해 외부 바이어스 네트워크가 다른 전극에 연결된다. 각각의 션트 다이오드는 적절하게 선택되고 활성되면,이에 대응하는 입력라인 또는 출력라인을 스터브를 형성하는 접지로 션트하게 된다. 각각의 션트 다이오드가 대응하는 입력라인 또는 출력라인에 연결되는 지점은 선정된 거리만큼 대응하는 스위칭 다이오드로부터 떨어져 있다. 스터브의 전기길이는 매체내에서 전달되는 이득의 전자기적 신호의 파장의 배수 또는 약수로서 표현되는 스터브의 길이에 해당된다. 구체적으로, 선정된 거리는 션트 다이오드가 입력라인 또는 출력라인에 연결되는 지점이 중심주파수에서 기정수 1/4 파장 길이와 동등한 전기길이를 갖도록 선택된다. 바람직한 실시예에서, 각각의 션트 다이오드와 대응하는 입력 또는 출력라인간의 연결은 중심주파수에서 1/4 파장의 전기길이를 갖는다.
알려진 바와 같이, 스터브는 임피던스 변환기로서 역할을 하며, 입력 임피던스는 로드 임피던스, 쇼트된 스터브의 임피던스, 및 중심 주파수 측면에서의 쇼트된 임피던스의 길이와 상관관계에 있다. 알려진 바와 같이, 종단된 전송라인에 대해 생성된 임피던스는 다음과 같이 주어진다.
여기서, ZL는 로드 임피던스이고, Zo는 전송라인의 임피던스이고, β1은 웨이브 번호이다. 전송라인의 1/4 파장 섹션의 경우에, β1은 π/2와 동일하다. 따라서, 1/4 파장 스터브는 입력에 다음과 같은 로드 임피던스를 반사한다.
여기서, ZL는 로드 임피던스이고, Z2는 스터브의 특성 임피던스이며, ZL이 0인 경우에, 즉, 1/4 파장 스터브의 종단이 단락회로인 경우에, 임피던스 Z1는 무한값이 된다. 실제적으로, 션트 다이오드의 작은량의 포워드 저항값은 임피던스 Z1을 큰값으로 한정하지만, 유한값은 아니다. 유사하게, 1/4 파장 쇼트된 스터브의 반사계수는 거의 1이어서, 1/4 파장 스터브상에 입사되는 임의의 신호는 그로부터 거의 완전하게 반사될 것이다. 게다가, 작은량의 포워드 저항값을 갖는 션트 다이오드를 이용함으로써, 션트 다이오드에 의해 야기되는 삽입 손실이 최소화될 수 있다.
1/4 파장 쇼트된 스터브를 이용하는 한가지 장점은 비교적 브로드밴드 대역폭이라는 것이다. 구체적으로, 1/4 파장 쇼트된 스터브의 대역폭 B는 다음과 같이 도시될 수 있다.
여기서, B는 대역폭이고, Z0는 전송라인의 특성 임피던스이고, Z0S는 스터브의 특성 임피던스이고, fo는 중심 주파수이다. 구체적으로, Z0S에 대한 값은 대역폭의 감소를 막기 위해 Z0의 값이상이어야함을 수식 2로부터 알 수 있다. Z0S가 Z0와 같은 경우에, 1/4파장 스터브의 대역폭은 대략적으로 중심주파수의 2.55배이다.
도 1에 도시된 실시예에서, 션트 다이오드는 작은량의 포워드 바이어스 저항값과 중심주파수에서 (낮은) 높은 주파수 바이어스 기생 저항값을 갖는 것으로 선택된다. 션트 다이오드는, PIN 다이오드, 사이리스터(thyristor), FET 및 BJT와 같은 임의의 적합한 전자 스위칭 디바이스일 수 있으며, 소정의 시간에 입력라인 각각과 출력 라인 가각 상에서 오직 하나의 션트 다이오드만이 활성되도록 입력라인 및 출력라인 상에서 선정된 전압을 이용하여 활성될 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 선택된 출력라인은 접지보다 최소한 하나의 션트 다이오드 전압 강하 낮은전압을 이용하여 선택될 수 있어야 한다. 이와 유사하게, 선택된 입력라인은 접지보다 최소한 하나의 션트 다이오드 전압강하 높은 전압을 이용하여 선택되어야 한다. 물론, 입력라인 및 출력라인상의 전압이 적어도 하나의 다이오드 전압 강하만큼 상이하다면 시스템 요구사항에 따라 다른 전압이 선택될 수도 있다. 따라서, 스위칭 매트릭스 내의 특정 스위칭 노드는 각각의 입력라인 및 출력 라인의 비-입력측(127)과 비-출력측(129) 상에 위치한 1/4 파장 쇼트된 스터브에 의해 제공되는 고 임피던스/고반사도에 의해 분리될 것이다. 따라서, 대응하는 활성 스위칭 다이오드에 의해 선택된 출력 라인으로 스위치되는 특정 입력 라인상에서 전파되는 신호는 활성된 션트 다이오드에 의해 형성된 1/4 파장 스터브에 의해 분리된다. 따라서, 스위치를 매칭하고 반사 및 손실을 줄인다.
도 2는 별개의 션트 다이오드 선택 매트릭스가 이용되는 스위치 매트릭스(200)의 또 다른 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 스위치 매트릭스(200)는 신호입력라인(201, 203)과, 신호출력라인(205, 207), 제1 션트 다이오드 선택라인(202, 204)과 제2 션트 다이오드 선택라인(206, 208)을 구비한다. 제1 션트 다이오드 선택라인(202, 204)은 대응하는 신호입력라인(201, 203) 각각으로부터 1/4 파장의 기정수 배수만큼 이격되어 있다. 이와 유사하게, 제2 션트 다이오드 선택라인(206, 208)은 대응하는 신호출력라인(205, 207) 각각으로부터 1/4 파장의 기정수 배수만큼 이격되어 있다. 전술한 바와 같이, 교차점(209,211,213, 215)는 서로 전기적으로 접속되지 않는다. 대신에, 스위칭 다이오드(210, 212, 214, 216)가 선택되고 활성되면, 이들이 대응하는 입력신호라인을 대응하는 출력신호라인에 전기적으로 상호연결시키는데 이용된다. 예시적인 실시예에서, 스위칭 다이오드(210)는 교차점(209)을 상호연결시키고, 스위칭 다이오드(212)는 교차점(211)을 상호연결시키고, 스위칭 다이오드(214)는 교차점(213)을 상호연결시키고, 스위칭 다이오드(216)는 교차점(215)을 상호연결시킨다. 이 실시예에서, 제1 션트 다이오드 선택 라인(202, 204)은 대응하는 신호출력라인(405, 407)을 선택하는데 이용되는 선택전압보다 적어도 하나의 션트-다이오드 전압 강하만큼 큰 전압에 의해 선택된다. 이와 유사하게, 제2 션트 다이오드 선택 라인(206, 208)은 대응하는 신호출력라인(405, 407)을 선택하는데 이용되는 선택전압보다 적어도 하나의 션트-다이오드 전압 강하만큼 낮은 전압에 의해 선택된다.
전술한 바와 같이, 제1 션트 다이오드 선택라인(202, 204) 각각은 중심주파수에서 1/4 파장의 기정수배에 동일한 전기길이만큼 이격되어 있다. 도 2에 도시된 실시예에서, 전기길이는 바람직하게는 이득 신호의 중심 주파수에서 1/4파장이다. 이러한 방식으로, 선택되고 활성되면, 선택된 션트 다이오드는 선택된 출력신호라인을 선택된 신호입력라인으로부터 1/4 파장 떨어진 접지로 연결시켜서, 쇼트된 1/4파장 스터브를 형성하며, 전술한 바와 같이, 이는 이상적인 무한대의 임피던스 및 반사계수를 갖는다.
도 3은 다양한 스위치에 필요한 바이어스 전압을 제공하기 위해 적합한 바이어스 네트워크의 실시예를 도시한다. 구체적으로, 도 3은 션트 및 스위칭 다이오드들을 위한 필요한 바이어싱을 제공하는 레지스터-커패시터 네트워크를 도시한다. 레지스터-커패시터 네트워크(300)는 신호입력라인(302) 및 신호출력라인(304)을 포함한다. 전술한 바와 같이, 신호입력라인(302)과 신호출력라인(304)은 전기적으로 결합되지 않는다. 스위칭 다이오드(308)이 활성되면, 이것이 이들간의 낮은 삽입 손실의 접속을 제공한다. 스위칭 다이오드는 2개의 션트 다이오드(306, 310) 간을 연관시킨다. 각각의 션트 다이오드(306, 310)는 대응하는 출력라인(304) 및 입력라인(302)에, 스위칭 다이오드(308)로부터 이득신호의 중심주파수에서 1/4파장 떨어져 연결된다. 바이어스 네트워크(330)는 션트 다이오드(306)를 바이어스하고 노드(324, 326) 사이에 연결된 레지스터(312)와 노드(324) 및 접지(320) 사이에 연결된 커패시터(316)를 포함한다. 바이어스 네트워크(332)는 션트 다이오드(310)를 바이어스하고 노드(328, 330) 사이에 연결된 레지스터(314)와 노드(328) 및 노드(330) 사이에 연결된 커패시터(318)를 포함한다.
어떠한 경우에는, 연관된 노드들간에 1/4 파장 쇼트된 스터브의 전기길이와 등가의 집중회로를 제공하는 것이 유익할 수 있다. 도 4는 1/4 파장 쇼트된 스터브의 기능을 제공하는 집중회로 요소를 이용하는 스위칭 매트릭스 노드(400)를 도시한다. 구체적으로, 1/4파장 쇼트된 스터브는 각각의 인덕터로부터 접지에 여결되는 2개의 커패시터 사이에 일련으로 접속된 인덕터를 이용하여 구성된 파이-섹션을 포함하는 집중회로에 의해 시뮬레이션될 수 있다. 구체적으로, 신호입력라인(403)은 파이-섹션(410)을 포함한다. 파이 섹션(410)은 노드들(426, 428) 사이에 직렬 연결된 인덕터(414), 노드(426) 및 접지(434) 사이에 연력된 커패시트(416) 및 노드(428) 및 접지(434) 사이에 연결된 커패시터(418)를 포함한다. 인덕터 및 2개의 커패시터 각각의 값은 다음과 같이 주어진다.
여기서, Zo는 전송라인의 임피던스이고, fo는 이득 주파수이고, L은 헨리(Hanrys)이고, C는 패러대이(Farads)이다.
따라서, 입력라인(403) 상에서 전달되는 신호에는, 노드(426)에 연결되는 1/4 파장 쇼트된 스터브처럼 보인다. 유사하게, 신호출력라인(401)은 파이-섹션(412)을 포함한다. 파이-섹션(412)은 노드(430, 432) 사이에 직렬 연결된 인덕터(420), 노드(430) 및 접지(434) 사이에연결된 커패시터(424) 및 노드(432) 및 접지(434) 사이에 연결된 커패시터(422)를 포함한다. 따라서, 출력라인(401) 상에서 전달되는 신호에는, 노드(432)에 연결된 1/4 파장 쇼트된 스터브처럼 보인다.
도 5는 다중레벨-기반 집중회로를 실현하는데 있어서 전술한 방법 및 장치를 구현한 실시예가 도시된다. 구체적으로, 장치(500)는 션트 다이오드(510) 및 분리 다이오드(506)가 이득신호의 중심주파수에서 1/4파장 떨어져서 배치된 기판층(520)을 포함하는 다층 회로 구조이다. 기판(520)은 낮은 유전상수, 낮은 손실 탄젠트 및 높은 저항성을 갖는 임의의 적합한 기판일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 기판(520)은 유리이다. 도 5에 도시된 실시예에서, 기판(520)은 그 내부에 반도체 영역(510, 512)을 제공하기 위해, 구체적으로는, 이들 영역(510, 512)에 PIN 다이오드를 제공하기 위해 에칭되고 처리된다. 기판(520)은 한쌍의 인접한 금속층(504, 506)을 포함하여 필요한 신호전도경로를 제공한다.
제1 BCB(benzocyclobutine)층(524)이 금속층(504)의 상부면상에 제공되고 제2 BCB층(526)이 금속층(506)상의 하부면상에 제공된다. BCB는 이득 주파수에서 인덕터(527)가 스위칭 다이오드(510) 및 분리 다이오드(512) 사이에 제공되도록 높은 임피던스 라인을 제공한다. BCB 층에 비어(via)들이 제공되고 비어들내에 금속이 증착되어 커패시터(528, 530)를 제공한다. 인덕터(527) 및 2개의 커패시터(528, 530)의 값들은 스위칭 다이오드(510)와 분리 다이오드(512) 사이의 1/4파장 쇼트된 스터브 튜너의 중심회로 실현을 제공하기 위해 선택된다. 금속층(506)은 레지스터(514)를 포함한다. 제2 BCB층(526)은 금속이 증착되고 션트 구조(508)이 형성된 비어를 포함한다. 션트 구조(508)는, 격벽형 커넥터(feedthrough connector)일 수 있으며, 이는 제3 금속층(518) 내의 개구를 통해 뻗는 부분을 포함하여 일반적으로 접지되는 전압표준(미도시)에 접속될 수 있다.
본 기술분야의 당업자라면 전술한 액티브 다이오드 분리를 갖는 브로드밴드 스위치 매트릭스를 위한 방법 및 장치의 다양한 변형 및 변경이 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항의 범주에 의해서만 전적으로 한정되는 것으로 간주되어야 한다.
본발명에 따르면, 광대역폭에 걸쳐 입력 신호들을 분리하고 매칭할 수 있는 스위치가 제공된다.

Claims (23)

  1. 스위치 매트릭스에 있어서,
    단일 입력단 및 비-입력신호단을 포함하는 다수의 입력라인들과,
    단일 출력단 및 비-출력신호단을 포함하는 다수의 출력라인들과,
    중심주파수를 갖는 이득신호와,
    다수의 신호 스위치 - 상기 다수의 신호 스위치 각각은 하나의 입력라인 및 하나의 출력 라인에 연결되며, 선택된 신호 스위치가 활성될때, 이득 신호는 상기 선택된 신호 스위치에 연결된 입력라인 및 상기 선택된 신호 스위치에 연결된 출력라인 사이에 접속됨-와,
    다수의 제1 분리 스위치 - 상기 분리 스위치 각각은 하나의 신호 스위치에 대응하며, 상기 다수의 제1 분리 스위치 각각은 연관된 신호 스위치에 대응하는 출력라인에 연결되고 또한 접지에 연결되며, 각각의 분리 스위치는 상기 연관된 신호 스위치로부터 제1 선정된 전기길이로 결합되고, 제1 분리스위치가 활성되면, 상기 연관된 신호 스위치 및 상기 분리 스위치 사이의 출력라인부분은 상기 제1 선정된 전기길이의 스터브(stub)를 형성함-와,
    다수의 제2 분리 스위치 - 상기 제2 분리 스위치 각각은 하나의 신호 스위치에 대응하고, 상기 다수의 제2 분리 스위치 각각은 상기 연관된 신호 스위치에 대응하는 입력라인에 연결되고 또한 접지에 연결되며, 각각의 분리 스위치는 상기 연관된 신호 스위치로부터 제2의 선정된 전기길이로 결합되고, 제2 분리 스위치가 활성되면, 상기 연관된 신호 스위치와 상기 분리 스위치 사이의 입력라인부분은 상기 제2 선정된 전기길이의 스터브를 형성함
    를 포함하는 스위치 매트릭스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다수의 스위치는 다수의 반도체 스위칭 요소인 스위치 매트릭스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 다수의 반도체 스위칭 요소는 스위칭 다이오드, 사이리스터(thyristors) 및 트랜지스터 그룹으로부터 선택되는 스위치 매트릭스.
  4. 제3항에 있어서, 상기 다수의 스위칭 다이오드는 다수의 PIN 다이오드인 스위치 매트릭스.
  5. 제3항에 있어서, 상기 다수의 트랜지스터는 다수의 바이폴라 접합 트랜지스터인 스위치 매트릭스.
  6. 제3항에 있어서, 상기 다수의 트랜지스터는 다수의 전계효과 트랜지스터인 스위치 매트릭스.
  7. 제1항에 있어서, 상기 다수의 제1 분리 스위치는 다수의 반도체 스위칭 요소인 스위치 매트릭스.
  8. 제1항에 있어서, 상기 다수의 분리 스위치는 스위칭 다이오드,사이리스터 및 트랜지스터 그룹으로부터 선택되는 스위치 매트릭스.
  9. 제8항에 있어서, 상기 다수의 분리 다이오드는 다수의 PIN 다이오드인 스위치 매트릭스.
  10. 제8항에 있어서, 상기 다수의 트랜지스터는 다수의 바이폴라 접합 트랜지스터인 스위치 매트릭스.
  11. 제8항에 있어서, 상기 다수의 트랜지스터는 다수의 전계효과 트랜지스터인 스위치 매트릭스.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 선정된 전기길이는 상기 이득신호의 1/4 파장의 기정수 배수(odd integer multiple of the quarter-wavelength)인 스위치 매트릭스.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 선정된 전기길이는 상기 이득신호의 1/4 파장인 스위치 매트릭스.
  14. 제1항에 있어서, 상기 제2 선정된 전기길이는 상기 이득신호의 1/4 파장의 기정수 배수(odd integer multiple of the quarter-wavelength)인 스위치 매트릭스.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제2 선정된 전기길이는 상기 이득신호의 1/4 파장인 스위치 매트릭스.
  16. 다수의 신호 스위칭 디바이스, 다수의 신호 입력라인, 다수의 신호출력인을 구비하는 스위칭 매트릭스 내의 스위칭 접속을 분리하는 방법에 있어서, 상기 다수의 신호 스위칭 디바이스 각각은 하나의 신호 입력라인을 하나의 신호출력라인에 연결시키고 상기 다수의 신호 스위칭 디바이스 각각은 자신에 연결된 각각의 입력라인을 입력측와 비-입력측으로 분할하고 자신에 연결된 각각의 출력라인을 출력측와 비-출력측으로 분할하고, 상기 방법은,
    신호입력라인과 신호출력라인을 선택하는 단계와,
    상기 선택된 신호입력라인을 상기 선택된 신호출력라인에 연결시키도록 스위칭 디바이스를 활성시키는 단계와,
    상기 스위칭 디바이스로부터 제1의 선정된 전기길이에 있는 접지에 연결되는 제1 스터브를 상기 선택된 신호입력라인의 비-입력측상에 형성하는 단계와,
    상기 스위칭 디바이스로부터 제2의 선정된 전기길이에 있는 접지에 연결되는제2 스터브를 상기 선택된 신호출력라인의 비-출력측상에 형성하는 단계
    를 포함하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 스위칭 단계는 상기 선택된 입력라인과 상기 선택된 출력라인을 전기적으로 접속시키기 위해 상기 대응하는 신호 스위치를 활성시키는 단계를 포함하는 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 스위치 매트릭스는 다수의 제1 분리 스위칭 디바이스를 더 포함하고, 각각의 분리 스위칭 디바이스는 신호 스위칭 디바이스에 대응하고, 각각의 분리 스위칭 디바이스는 접지에 연결되며 상기 제1 선정된 길이에 있는 상기 대응하는 신호 스위칭 디바이스에 연관된 신호라인의 비-입력측에 또한 연결되며, 상기 제1 튜닝 스터브를 형성하는 단계는,
    상기 신호 스위칭 디바이스에 대응하는 분리 스위칭 디바이스를 활성시키는 단계를 포함하고, 상기 분리 스위칭 디바이스는 상기 선택된 신호입력라인을 상기 대응하는 신호 스위칭 디바이스로부터 선정된 거리만큼 떨어져 있는 접지에 접속시켜서, 상기 선택된 신호입력라인의 비-입력측 상에 쇼트형(shorted) 튜닝 스터브를 형성하는 방법.
  19. 스위치 매트릭스에 있어서,
    신호입력단과 비-입력신호단을 구비한 다수의 입력라인과,
    신호출력단과 비-출력신호단을 구비한 다수의 출력라인과,
    중심주파수를 갖는 이득신호와,
    다수의 신호 스위치 - 상기 다수의 스위치 각각은 하나의 입력라인 및 하나의 출력라인에 연결되고, 선택된 신호 스위치가 활성되면, 상기 이득 신호는 상기 선택된 신호 스위치에 연결된 입력라인과 상기 선택된 스위치에 연결된 출력라인 상에 접속됨-와,
    다수의 제1 분리 스위치 -상기 다수의 제1 분리 스위치 각각은 하나의 신호 스위치에 대응하고, 상기 연관된 신호 스위치에 대응하는 출력라인에 연결되며 또한 접지에 연결됨-와,
    상기 다수의 제1 분리 스위치중 하나와 상기 신호 스위치중 이에 대응하는 스위치 사이에 직렬 배치된 제1 전기적 네트워크 - 상기 제1 전기적 네트워크는 제1 선정된 전기길이의 쇼트형 스터브 튜너와 동등한 임피던스 변환을 제공함-와,
    다수의 제2 분리 스위치 - 상기 다수의 제2 분리 스위치 각각은 하나의 신호 스위치에 대응하고, 상기 연관된 신호 스위치에 대응하는 입력라인에 연결되며 또한 접지에 연결됨-와,
    상기 다수의 제2 분리 스위치중 하나와 상기 신호 스위치중 이에 대응하는 스위치 사이에 직렬 배치된 제2 전기적 네트워크 - 상기 제2 전기적 네트워크는 제2 선정된 전기길이의 쇼트형 스터브 튜너와 동등한 임피던스 변환을 제공함-
    을 포함하는 스위치 매트릭스.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 전기적 네트워크는 파이-섹션(pi-section) 네트워크인 스위치 매트릭스.
  21. 제19항에 있어서, 상기 제2 전기적 네트워크는 파이-섹션(pi-section) 네트워크인 스위치 매트릭스.
  22. 중심주파수를 갖는 이득 신호를 스위칭하기 위한 장치에 있어서,
    상부면 및 하부면을 갖는 제1 기판과,
    상기 제1 기판 내에 배치된 제1 및 제2 다이오드와,
    상기 제1 기판의 상부면상에 배치되고 상부면 및 하부면을 갖는 제1 금속층 - 상기 제1 금속층의 하부면은 상기 제1 기판의 상부면에 인접함-과,
    상기 제1 기판의 하부면상에 배치되고 상부면 및 하부면을 갖는 제2 금속층 - 상기 제2 금속층의 상부면은 상기 제1 기판의 하부면에 인접함-과,
    상기 제1 금속층의 상부면에 인접하여 형성되며 상부면과 하부면을 구비한 제2 기판 - 상기 제2 기판의 하부면은 상기 제1 금속층의 상부면에 인접함-과,
    상기 제2 기판내에 형성되어 제1 파이-네트워크를 형성하는 제1 및 제2 커패시터- 상기 제1 파이-네트워크는 상기 제1 및 제2 다이오드들간의 선정된 전기길이와 등가물을 제공함-와,
    전압 레퍼런스에 대한 커플링
    을 포함하는 스위칭 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 제1 선정된 전기길이는 상기 이득신호의 중심주파수의 1/4파장의 기정수 배수인 스위칭 장치.
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