(57)【要約】【課題】安価であるＰＩＮダイオードを用いてスイッチを構成した場合、スイッチング動作において、ＰＩＮダイオードがＯＦＦの状態でも高周波のためパッケージのキャパシタ成分等により、送受信端子どうしのアイソレーション特性が１５デシベル以上得られない。【解決手段】第１の信号入力端子である第１の端子１と、第２の信号入力端子である第２の端子２と、第１の信号出力端子である第３の端子３と、第２の信号出力端子である第４の端子４とを有する高周波スイッチ回路において、第１の端子１と高周波スイッチ回路との接続点と、第２の端子２と高周波スイッチ回路との接続点との間に、第１の端子１とインダクタ２１を介して第２の端子２に出力される信号と、第１の端子１から高周波スイッチ回路を介して第２の端子２に出力される信号との位相差が１／２波長になるようにインダクタ２１を設けたことを特徴とする高周波スイッチ回路である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の信号入力端子である第１の端子と、第２の信号入力端子である第２の端子と、第１の信号出力端子である第３の端子と、第２の信号出力端子である第４の端子とを有する高周波スイッチ回路において、前記第１の端子と前記高周波スイッチ回路との接続点と、前記第２の端子と前記高周波スイッチ回路との接続点との間に、インダクタを設け、第１の端子とインダクタを介して第２の端子に出力される信号と、前記第１の端子から前記高周波スイッチ回路を介して前記第２の端子に出力される信号との位相差が１／２波長になるようにインダクタを設けたことを特徴とする高周波スイッチ回路。
【請求項２】
第１の端子と高周波スイッチ回路との接続点と、第２の端子と前記高周波スイッチ回路との接続点との間に、インダクタと直列に抵抗を設けたことを特徴とする請求項１に記載の高周波スイッチ回路。
【請求項３】
第１の端子と高周波スイッチ回路との接続点と、第２の端子と前記高周波スイッチ回路との接続点との間に、インダクタの特性を有する分布定数線路で表現した請求項１に記載の高周波スイッチ回路。
【請求項４】
第１の端子と高周波スイッチ回路との接続点と、第２の端子と前記高周波スイッチ回路との接続点との間に、移相器を設けた請求項１に記載の高周波スイッチ回路。
【請求項５】
第１の端子と高周波スイッチ回路との接続点と、第２の端子と前記高周波スイッチ回路との接続点との間に、線路上に直接抵抗を焼き付けた印刷抵抗で表現した請求項１に記載の高周波スイッチ回路。
【請求項６】
第１の端子と高周波スイッチ回路との接続点と、第２の端子と前記高周波スイッチ回路との接続点との間に、可変抵抗器を接続した請求項１に記載の高周波スイッチ回路。
【請求項７】
第１の端子と高周波スイッチ回路との接続点と、第２の端子と前記高周波スイッチ回路との接続点との間にキャパシタを設け、高周波スイッチ回路と前記キャパシタとの接続点に所望周波数の１／２波長の分布定数線路を接続した請求項１に記載の高周波スイッチ回路。
【請求項８】
第１の端子と高周波スイッチ回路との接続点と、第２の端子と前記高周波スイッチ回路との接続点との間にキャパシタを設け、第１の端子と接続された前記キャパシタの接続点と前記高周波スイッチ回路の間に設けた分布定数線路と、前記高周波スイッチ回路と第２の端子と接続された前記キャパシタの接続点の間に設けた分布定数線路の線路長の合計が所望周波数の１／２波長となる請求項１に記載の高周波スイッチ回路。
【請求項９】
第１の端子と高周波スイッチ回路との接続点と、第２の端子と前記高周波スイッチ回路との接続点との間に、キャパシタの特性を有する分布定数線路で表現した請求項７，８に記載の高周波スイッチ回路。
【請求項１０】
第１の端子と高周波スイッチ回路との接続点と、第２の端子と前記高周波スイッチ回路との接続点との間に、方向性結合器を設けた請求項７，８に記載の高周波スイッチ回路。
【請求項１１】
方向性結合器を分布定数線路で表現した請求項１０に記載の高周波スイッチ回路。
【請求項１２】
第１の端子と高周波スイッチ回路との接続点と、第２の端子と前記高周波スイッチ回路との接続点との間に、可変容量ダイオードを設けた請求項７，８に記載の高周波スイッチ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報通信用端末に用いられるアンテナスイッチおよびそれを用いた通信装置の信号の切換を行う高周波スイッチ回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、情報通信用端末に用いられるアンテナスイッチは、図４のようなものが使用されていた。以下簡単に動作原理を説明する。
【０００３】
図４において、２つのアンテナ５１，５２それぞれに接続された外部ユニット５３，５４から出力される信号を、外部ユニット５３，５４の電源路及び信号路兼用の切換回路５５で切換え、ＲＦコンバータに入力する。それぞれの外部コンデンサ５６，５７を直列に接続すると共に、各ダイオード５８，５９とコンデンサ５６，５７の間に、外部ユニット用の電源６０，６１をそれぞれ接続し、電源が投入される方のスイッチングダイオードを導通保持し、アンテナ５１，５２から高周波信号をＲＦコンバータ６２に出力する。
【０００４】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平５−２８３９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図４に示すアンテナ切換スイッチでは、アンテナ５１，５２間のアイソレーション特性が悪いため、アンテナ５１の信号がアンテナ５２側に回り込み、高周波信号が再放射してしまい、受信利得を大きく低下させる原因となっている。
【０００６】
そのため、スイッチ用電子デバイスとして主に送受信端子間で良好なアイソレーション特性をもつＧａＡｓスイッチを用いて構成しているものがあるが、ＧａＡｓスイッチは高価であり、耐熱性が悪いという課題を有していた。
【０００７】
また、安価であり、耐熱性の良いＰＩＮダイオードを用いてスイッチを構成した場合、スイッチング動作において、ＰＩＮダイオードがＯＦＦの状態でも高周波のためパッケージのキャパシタ成分等により、送受信端子どうしのアイソレーション特性が１５デシベル以上得られないという課題があった。このアイソレーション特性が悪ければ、例えばアンテナスイッチにおいて、送信信号が受信側に回り込み、ＬＮＡの出力に歪が生じ高調波を発生させる原因となる。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、ＰＩＮダイオードを使用しても、２０デシベル以上のアイソレーション特性をもつアンテナスイッチを構成することを目的とするものである。これが実現できれば、例えばアンテナスイッチにおいて、送信信号が受信側に回り込む量を抑えることができ、前記課題を改善できる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、特に、第１の信号入力端子である第１の端子と、第２の信号入力端子である第２の端子と、第１の信号出力端子である第３の端子と、第２の信号出力端子である第４の端子とを有する高周波スイッチ回路において、前記第１の端子と前記高周波スイッチ回路との接続点と、前記第２の端子と前記高周波スイッチ回路との接続点との間に、インダクタを設け、第１の端子とインダクタを介して第２の端子に出力される信号と、前記第１の端子から前記高周波スイッチ回路を介して前記第２の端子に出力される信号との位相差が１／２波長になるようにインダクタを設けたことを特徴とする高周波スイッチ回路である。インダクタを設けることにより、第１の端子からインダクタを介して第２の端子に出力される信号と、前記第１の端子から前記高周波スイッチ回路を介して前記第２の端子に出力される信号との位相差が１／２波長にすることにより、第１の端子１から第２の端子２に出力される信号を相殺し、入力端子間のアイソレーション特性の高い高周波スイッチ回路を構成するという作用を有する。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、第１の端子と高周波スイッチ回路との接続点と、第２の端子と前記高周波スイッチ回路との接続点との間に、インダクタと直列に抵抗を設けたことを特徴とする請求項１に記載の高周波スイッチ回路である。この抵抗により、第１の端子とインダクタを介して第２の端子に出力される信号の振幅と前記第１の端子から前記高周波スイッチ回路を介して前記第２の端子に出力される信号の振幅を同レベルにするようにすることが可能であり、端子間にインダクタ及び抵抗を設け入力端子間のアイソレーション特性の高い高周波スイッチ回路の低コスト化が実現できる。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、第１の端子と高周波スイッチ回路との接続点と、第２の端子と前記高周波スイッチ回路との接続点との間に、インダクタの特性を有する分布定数線路で表現した請求項１に記載の高周波スイッチ回路である。これにより、入力端子間のアイソレーション特性の高い高周波スイッチ回路の低コスト化が実現できる。
【００１２】
本発明の請求項４に記載の発明は、特に、第１の端子と高周波スイッチ回路との接続点と、第２の端子と前記高周波スイッチ回路との接続点との間に、移相器を設けた請求項１に記載の高周波スイッチ回路である。これにより、回路設計が容易かつ入力端子間のアイソレーション特性を必要とする周波数を容易に調整できる。
【００１３】
本発明の請求項５に記載の発明は、特に、第１の端子と高周波スイッチ回路との接続点と、第２の端子と前記高周波スイッチ回路との接続点との間に、線路上に直接抵抗を焼き付けた印刷抵抗で表現した請求項１に記載の高周波スイッチ回路である。これにより、実装部品の量を減らすことができ回路設計が容易になる。
【００１４】
本発明の請求項６に記載の発明は、特に、第１の端子と高周波スイッチ回路との接続点と、第２の端子と前記高周波スイッチ回路との接続点との間に、可変抵抗器を接続した請求項１に記載の高周波スイッチ回路である。これにより、回路設計が容易かつ入力端子間のアイソレーション特性を必要とする信号の振幅を容易に調整できる。
【００１５】
本発明の請求項７に記載の発明は、特に、第１の端子と高周波スイッチ回路との接続点と、第２の端子と前記高周波スイッチ回路との接続点との間にキャパシタを設け、前記高周波スイッチ回路と前記キャパシタとの接続点に所望周波数の１／２波長の分布定数線路を接続した請求項１に記載の高周波スイッチ回路であり、これにより、入力端子間のアイソレーション特性の高い高周波スイッチ回路の低コスト化が実現できる。
【００１６】
本発明の請求項８に記載の発明は、特に、第１の端子と高周波スイッチ回路との接続点と、第２の端子と前記高周波スイッチ回路との接続点との間にキャパシタを設け、第１の端子と接続された前記キャパシタの接続点と前記高周波スイッチ回路の間に設けた分布定数線路と、前記高周波スイッチ回路と前記第２の端子と接続された前記キャパシタの接続点の間に設けた分布定数線路の線路長の合計が所望周波数の１／２波長となる請求項１に記載の高周波スイッチ回路であり、これにより、入力端子間のアイソレーション特性の高い高周波スイッチ回路の低コスト化が実現できる。
【００１７】
本発明の請求項９に記載の発明は、特に、第１の端子と高周波スイッチ回路との接続点と、第２の端子と前記高周波スイッチ回路との接続点との間に、キャパシタの特性を有する分布定数線路で表現した請求項７，８に記載の高周波スイッチ回路であり、これにより、入力端子間のアイソレーション特性の高い高周波スイッチ回路の低コスト化が実現できる。
【００１８】
本発明の請求項１０に記載の発明は、特に、第１の端子と高周波スイッチ回路との接続点と、第２の端子と前記高周波スイッチ回路との接続点との間に、方向性結合器を設けた請求項７，８に記載の高周波スイッチ回路であり、これにより、入力端子間のアイソレーション特性の高い高周波スイッチ回路の低コスト化が実現できる。
【００１９】
本発明の請求項１１に記載の発明は、特に、方向性結合器を分布定数線路で表現した請求項１０に記載の高周波スイッチ回路であり、これにより、入力端子間のアイソレーション特性の高い高周波スイッチ回路の低コスト化が実現できる。
【００２０】
本発明の請求項１２に記載の発明は、特に、第１の端子と高周波スイッチ回路との接続点と、第２の端子と前記高周波スイッチ回路との接続点との間に、可変容量ダイオードを設けた請求項７，８に記載の高周波スイッチ回路であり、これにより、入力端子間のアイソレーション値を容易に調整できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の高周波スイッチは、標準的な高周波スイッチ回路を基板上に平面構成し、第１、第２端子間に第１または第２端子から第２または第１端子へ出力される信号の位相差を１／２波長設けるためのインダクタを備えたことによって２０デシベル以上の高いアイソレーション特性を確保したものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜１２記載の発明について図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１は本発明の実施の形態１における高周波スイッチ回路を示す回路図、図２は回路内におけるダイオードの向きを示す図である。
【００２４】
図１に示すように、本発明の高周波スイッチ回路は、第１の端子１と第３、第４の端子３，４との間を導通・遮断する第１のスイッチ回路５と、第２の端子２と第３、第４の端子３，４との間を導通・遮断する第２のスイッチ回路６を備えた高周波スイッチ回路からなり、第１の端子１は第１の信号入力端子、第２の端子２は第２の信号入力端子、第３の端子３は第１の信号出力端子、第４の端子は第２の信号出力端子にそれぞれ接続している。
【００２５】
第１のスイッチ回路５は、第１の端子１をカソード、第３の端子３をアノードとして接続した第１のＰＩＮダイオード７と、第１の端子１をアノード、第４の端子４をカソードとして接続した第２のＰＩＮダイオード８が備えられており、第２のスイッチ回路６は第２の端子２をアノード、第３の端子３をカソードとして接続した第３のＰＩＮダイオード９と、第２の端子２をカソード、前記第４の端子４をアノードとして接続した第４のＰＩＮダイオード１０を備えている。
【００２６】
第１の端子１と第１のＰＩＮダイオード７間、第１のＰＩＮダイオード７と第３の端子３間、第２の端子２と第４のＰＩＮダイオード１０間、第４のＰＩＮダイオード１０と第４の端子４のそれぞれの接続点と基準電位の間に、第１のインダクタ１１と第１のキャパシタ１５、第２のインダクタ１２と第２のキャパシタ１６、第３のインダクタ１３と第３のキャパシタ１７、第４のインダクタ１４と第４のキャパシタ１８をそれぞれ直列に接続している。
【００２７】
さらに、第１のインダクタ１１と第１のキャパシタ１５の接続点と、第３のインダクタ１３と第３のキャパシタ１７の接続点が、第２のインダクタ１２と第２のキャパシタ１６の接続点と、第４のインダクタ１４と第４のキャパシタ１８の接続点をそれぞれ接続し、それぞれの接続点から制御用電圧端子１９，２０に接続している。
【００２８】
ここで本発明では、第１のＰＩＮダイオード７と第１の端子１の接続点と、第４のＰＩＮダイオード１０と第２の端子２の接続点との間に、インダクタ２１を接続している。このインダクタ２１は、第１の端子からインダクタ２１を介して第２の端子に出力される信号と、第１の端子１から第２のＰＩＮダイオード８を介し、第４のＰＩＮダイオード１０を介して第２の端子２に出力される信号、もしくは第１の端子１から第１のＰＩＮダイオード７を介し、第３のＰＩＮダイオード９を介して、第２の端子２に出力される信号との位相差を１／２波長になるように設けているので、第１の端子１から第２の端子２に出力される信号を相殺することができる。さらに、インダクタ２１と直列に抵抗２２を設けることにより、第１の端子１とインダクタ２１及び抵抗２２を介して第２の端子に出力される信号の振幅と第１の端子１から第２のＰＩＮダイオード８を介し、第４のＰＩＮダイオード１０を介して第２の端子２に出力される信号、もしくは第１の端子１から第１のＰＩＮダイオード７を介し、第３のＰＩＮダイオード９を介して、第２の端子２に出力される信号の振幅を同レベルになるように設けることができるので、第１の端子１から第２の端子２に出力される信号をより確実に相殺することができる。
【００２９】
なお、本発明の実施の形態では、図１に示したようなＰＩＮダイオードの向きを指定したが、ＰＩＮダイオードを逆の向きに接続しても同様の効果を得ることができ、電子デバイスをＰＩＮダイオードと指定したが、ＰＩＮダイオードに限らず任意の電子デバイスを用いてスイッチング動作を行っても、同様の効果を得ることができる。
【００３０】
また、第１のＰＩＮダイオード７と第１の端子１の接続点と、第４のＰＩＮダイオード１０と第２の端子２の接続点との間に、インダクタ２１を接続しているが、第１の端子からインダクタ２１を介して第２の端子に出力される信号と第１の端子１から第２のＰＩＮダイオード８を介し、第４のＰＩＮダイオード１０を介して第２の端子２に出力される信号、もしくは第１の端子１から第１のＰＩＮダイオード７を介し、第３のＰＩＮダイオード９を介して第２の端子２に出力される信号との位相差を１／２波長にすることができる回路であれば、同等の効果を得ることができる。
【００３１】
また、第１のＰＩＮダイオード７と第１の端子１と、第４のＰＩＮダイオード１０と第２の端子２の接続点との間に、抵抗２２を接続しているが、第１の端子と抵抗２２を介して第２の端子に出力される信号の振幅と、第１の端子１から第２のＰＩＮダイオード８を介し、第４のＰＩＮダイオード１０を介して、第２の端子２に出力される信号、もしくは第１の端子１から第１のＰＩＮダイオード７を介し、第３のＰＩＮダイオード９を介して、第２の端子２に出力される信号の振幅を同レベルにすることができる回路であれば、同等の効果を得ることができる。
【００３２】
また、本発明は、例えば図３に示すような信号入力端子２つに対して信号出力端子が１つの回路であっても同様の効果を得ることができる。
【００３３】
また、本発明は、用途を情報通信用端末に用いられるアンテナスイッチおよびそれを用いた通信装置の信号の切換を行う高周波スイッチ回路として説明したが、他用途の高周波スイッチ回路に用いても同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明にかかる高周波スイッチ回路は、入出力端子間において２０デシベル以上のアイソレーション特性を有する高周波スイッチ回路を構成することができ、入出力端子間において２０デシベル以上のアイソレーション特性が必要な入出力端子をもつ高周波回路にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態における高周波スイッチ回路図
【図２】ダイオードの向きを示す図
【図３】本発明の実施の形態における高周波スイッチ回路図
【図４】従来の高周波スイッチ回路図
【符号の説明】
【００３６】
１  第１の端子
２  第２の端子
３  第３の端子
４  第４の端子
５  第１のスイッチ回路
６  第２のスイッチ回路
７  第１のＰＩＮダイオード
８  第２のＰＩＮダイオード
９  第３のＰＩＮダイオード
１０  第４のＰＩＮダイオード
１１  第１のインダクタ
１２  第２のインダクタ
１３  第３のインダクタ
１４  第４のインダクタ
１５  第１のキャパシタ
１６  第２のキャパシタ
１７  第３のキャパシタ
１８  第４のキャパシタ
１９，２０  制御用電圧端子
２１  インダクタ
２２  抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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