(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号入力端子に一端が接続する高周波信号伝送路と、第１制御信号入力端子に第１分布定数回路を介して一端が接続する第１スイッチ切替制御信号線と、前記第１スイッチ切替制御信号線の他端と抵抗器を介して接続し、前記第１スイッチ切替制御信号線を介して与えられる制御信号に応じて第１高周波信号出力端子と前記高周波信号伝送路の他端との接続を開閉する第１スイッチング素子と、第２制御信号入力端子に第２分布定数回路を介して一端が接続する第２スイッチ切替制御信号線と、前記第２スイッチ切替制御信号線の他端と抵抗器を介して接続し、前記第２スイッチ切替制御信号線を介して与えられる制御信号に応じて第２高周波信号出力端子と前記高周波信号伝送路の前記他端との接続を開閉する第２スイッチング素子とを有し、前記第１スイッチ切替制御信号線及び前記第２スイッチ切替制御信号線と前記高周波信号伝送線路とが近接して配置された高周波スイッチ回路において、
前記第１スイッチ切替制御信号線及び前記第２スイッチ切替制御信号線は、前記高周波信号に含まれる不要な高周波信号の波長の１／４の奇数倍の線路長をそれぞれ有し、
前記第１分布定数回路及び前記第２分布定数回路は、前記高周波信号に含まれる不要な高周波信号の波長の１／４の奇数倍の線路長をそれぞれ有することを特徴とする高周波スイッチ回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高周波帯域で用いられる高周波スイッチ回路に係り、特に高調波等の不要波を抑圧することができる高周波スイッチ回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の高周波スイッチ回路を示す構成図である。図において、１〜３は高周波信号端子（入出力端子）、４及び５はスイッチ切替制御端子、６〜９は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：スイッチング素子）、１０〜１３はＦＥＴ保護用抵抗器（以下単に抵抗器と呼ぶ）、２０及び２１は高周波信号短絡用キャパシタ（以下単にキャパシタと呼ぶ）、そして、２３は不要波抑圧フィルタである。
【０００３】
図示の例では、高周波信号端子１には高周波信号線１ａを介して高周波信号接続端子２２が接続されており、高周波信号端子１は高周波信号伝送線路１ｂによってＦＥＴ６及び７のソース電極に接続されている。そして、高周波信号線１ａに前述の不要波抑圧フィルタ２３が接続されている。一方、スイッチ切替制御端子４はスイッチ切替制御信号線４ａ及び抵抗器１０を介してＦＥＴ６のゲートに接続され、スイッチ切替制御信号線４ａにはキャパシタ２０が接続されている。同様に、スイッチ切替制御端子５はスイッチ切替制御信号線４ｂ及び抵抗器１１を介してＦＥＴ７のゲートに接続され、スイッチ切替制御信号線４ｂにはキャパシタ２１が接続されている。さらに、スイッチ切替制御信号線４ａには抵抗器１３を介してＦＥＴ９のゲートが接続され、スイッチ切替制御信号線４ｂには抵抗器１２を介してＦＥＴ８のゲートが接続されている。
【０００４】
ＦＥＴ６及び７はソース電極同士が互いに接続され、ＦＥＴ６のドレイン電極は高周波信号端子２に接続されている。また、ＦＥＴ７のドレイン電極は高周波信号端子２に接続されている。そして、ＦＥＴ６のドレイン電極にはＦＥＴ８のソース電極が接続され、ＦＥＴ８のドレイン電極は接地されている。同様に、ＦＥＴ７のドレイン電極は高周波信号端子３に接続されるとともにＦＥＴ９のソース電極に接続され、ＦＥＴ９のドレイン電極は接地されている。
【０００５】
次に動作について説明する。
いま、スイッチ切替制御端子４に制御信号（制御電圧）としてハイレベル（Ｈレベル）信号を与え、スイッチ切替制御端子５に制御信号としてローレベル（Ｌレベル）信号を与えると、ＦＥＴ６及び９のゲート電極にはＨレベルが印加され、ＦＥＴ７及び８のゲート電極にはＬレベルが印加される。この結果、ＦＥＴ６及び９がオン状態となり、ＦＥＴ７及び８がオフ状態となる。ＦＥＴ６がオン状態となると、高周波信号端子１及び２がＦＥＴ６を介して電気的に接続される。また、ＦＥＴ７はオフ状態であるから、高周波信号端子１及び３は電気的に遮断されことになる。この際、ＦＥＴ９がオン状態であるから、高周波信号端子３はＦＥＴ９を介して接地されることになる。
【０００６】
一方、スイッチ切替制御端子４に制御信号としてＬレベル信号を与え、スイッチ切替制御端子５に制御信号としてＨレベル信号を与えると、ＦＥＴ６及び９がオフ状態となり、ＦＥＴ７及び８がオン状態となる。この結果、高周波信号端子１及び２は電気的に遮断され、高周波信号端子１及び３はＦＥＴ７を介して電気的に接続されることになる。この際、ＦＥＴ８がオン状態であるから、高周波信号端子２はＦＥＴ８を介して接地されることになる。
【０００７】
このようにして、スイッチ切替制御端子４及び５に与える制御信号のレベルに応じて、高周波信号端子１を選択的に高周波信号端子２及び３に接続して、例えば、高周波信号接続端子２２から与えられる高周波信号を高周波信号端子２又は３に選択的に出力するようにしている。
【０００８】
高周波信号には、高調波等の不要波が不可避的に含まれており、高周波信号を高周波信号端子１から高周波信号端子２又は３に伝送する際には、高周波信号に含まれる不要波を抑圧する必要がある。このため、図３に示す高周波スイッチ回路では、高周波信号線１ａに不要波抑圧フィルタ２３が接続されており、この不要波抑圧フィルタ２３によって高周波信号に含まれる不要波を抑圧するようにしている。なお、このような不要波抑圧フィルタ２３は、高周波信号端子２及び３に関して設けるようにしてもよく、この際には、高周波信号端子２及び３から入力される高周波信号に含まれる不要波が抑圧される。いずれにしても、図３に示す高周波スイッチ回路では、高周波信号を含まれる不要波を抑圧するための不要波抑圧フィルタ２３を備える必要がある。
【０００９】
ところで、上述の高周波スイッチ回路は、例えば、半導体スイッチング素子であり、回路レイアウト上、高周波信号線１ｂとスイッチ切替制御信号線４ａ及び４ｂとは極めて近接して配置されることになる。このため、図３に示す高周波スイッチ回路においては、高周波信号端子１から高周波信号端子２又は３に向かって高周波信号が通過する際、高周波信号伝送線路１ｂとスイッチ切替制御信号線４ａ及び４ｂが容量的に結合して、高周波信号がスイッチ切替制御信号線４ａ及び４ｂに漏洩することがある（以下この高周波信号を漏洩高周波信号と呼ぶ）。
【００１０】
このような漏洩に対処するため、図３に示す高周波スイッチ回路では、漏洩高周波信号を、キャパシタ２０又は２１を通して逃がし、スイッチ切替制御端子４及び５へ漏洩高周波信号が加わることを防止している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の高周波スイッチ回路は以上のように構成されているので、高周波信号に含まれる不要波を抑圧するためには不要波抑圧フィルタを備えなければならない。さらに、スイッチ切替制御信号線に漏洩した漏洩高周波信号を逃がすために、つまり、漏洩高周波信号を短絡するために、キャパシタを備えなければならず、このため、高周波スイッチ回路自体が複雑になるとともに大型化してしまうなどの課題があった。
【００１２】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、不要波抑圧フィルタを不要として、簡単な構成でしかも小型の高周波スイッチ回路を得ることを目的とする。
【００１３】
また、この発明は不要波抑圧フィルタ及び高周波信号短絡用キャパシタを不要として簡単な構成でしかも小型の高周波スイッチ回路を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る高周波スイッチ回路は、高周波信号入力端子に一端が接続する高周波信号伝送路と、第１制御信号入力端子に第１分布定数回路を介して一端が接続する第１スイッチ切替制御信号線と、前記第１スイッチ切替制御信号線の他端と抵抗器を介して接続し、前記第１スイッチ切替制御信号線を介して与えられる制御信号に応じて第１高周波信号出力端子と前記高周波信号伝送路の他端との接続を開閉する第１スイッチング素子と、第２制御信号入力端子に第２分布定数回路を介して一端が接続する第２スイッチ切替制御信号線と、前記第２スイッチ切替制御信号線の他端と抵抗器を介して接続し、前記第２スイッチ切替制御信号線を介して与えられる制御信号に応じて第２高周波信号出力端子と前記高周波信号伝送路の前記他端との接続を開閉する第２スイッチング素子とを有し、前記第１スイッチ切替制御信号線及び前記第２スイッチ切替制御信号線と前記高周波信号伝送線路とが近接して配置された高周波スイッチ回路において、
前記第１スイッチ切替制御信号線及び前記第２スイッチ切替制御信号線は、前記高周波信号に含まれる不要な高周波信号の波長の１／４の奇数倍の線路長をそれぞれ有し、
前記第１分布定数回路及び前記第２分布定数回路は、前記高周波信号に含まれる不要な高周波信号の波長の１／４の奇数倍の線路長をそれぞれ有するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による高周波スイッチ回路の構成図であり、図１において、図３に示す高周波スイッチ回路と同一の構成要素について同一の参照番号を付す。１００及び１０１は分布定数線路であり、分布定数回路１００はスイッチ切替制御端子（制御信号端子）４と抵抗器１０と間に挿入され、分布定数回路１０１はスイッチ切替制御端子５と抵抗器１１と間に挿入されている。つまり、分布定数回路１００はスイッチ切替制御信号線４ａ上に配置され、分布定数回路１０１はスイッチ切替制御信号線４ｂ上に配置されている。図示の例において、各分布定数回路１００及び１０１は、高周波信号に含まれる不要な高周波信号の波長の１／４の線路長を有している。
【００１９】
このように、スイッチ切替制御信号線４ａ及び４ｂにそれぞれ分布定数回路１００及び１０１を挿入することは、スイッチ切替制御信号線４ａ及び４ｂが、高周波信号に含まれる不要な高周波信号の１／４波長の線路長を有することと等価である。
【００２０】
次に動作について説明する。
いま、スイッチ切替制御端子４に制御信号としてハイレベル（Ｈレベル）信号を与え、スイッチ切替制御端子５に制御信号としてローレベル（Ｌレベル）信号を与えると、ＦＥＴ６及び９のゲート電極にはＨレベルが印加され、ＦＥＴ７及び８のゲート電極にはＬレベルが印加される。この結果、ＦＥＴ６及び９がオン状態となり、ＦＥＴ７及び８がオフ状態となる。ＦＥＴ６がオン状態となると、高周波信号端子１及び２が選択端子としてＦＥＴ６を介して電気的に接続される。また、ＦＥＴ７はオフ状態であるから、高周波信号端子１及び３は電気的に遮断されことになる。この際、ＦＥＴ９がオン状態であるから、高周波信号端子３はＦＥＴ９を介して接地されることになる。
【００２１】
一方、スイッチ切替制御端子４に制御信号としてＬレベル信号を与え、スイッチ切替制御端子５に制御信号としてＨレベル信号を与えると、ＦＥＴ６及び９がオフ状態となり、ＦＥＴ７及び８がオン状態となる。この結果、高周波信号端子１及び２は電気的に遮断され、高周波信号端子１及び３は選択端子としてＦＥＴ７を介して電気的に接続されることになる。この際、ＦＥＴ８がオン状態であるから、高周波信号端子２はＦＥＴ８を介して接地されることになる。
【００２２】
このようにして、スイッチ切替制御端子４及び５に与える制御信号に応じて、高周波信号端子１を選択的に高周波信号端子２又は３に接続して、例えば、高周波信号端子１から高周波信号端子２又は３に高周波信号を選択的に出力するようにしている。
【００２３】
ところで、前述したように、高周波スイッチ回路は、回路レイアウト上、高周波信号伝送路１ｂとスイッチ切替制御信号線４ａ及び４ｂとは極めて近接して配置される。このため、高周波信号端子１から高周波信号端子２又は３に向かって高周波信号が通過する際、高周波信号伝送線路１ｂとスイッチ切替制御信号線４ａ及び４ｂとが容量的に結合して、高周波信号がスイッチ切替制御信号線４ａ及び４ｂに漏洩高周波信号として漏洩することがある。
【００２４】
前述のように、スイッチ切替制御信号線４ａ及び４ｂには、それぞれ高周波信号に含まれる不要な高周波信号の１／４波長の分布定数回路１００及び１０１が挿入されているため、高周波信号に含まれる不要な高周波信号（不要波）（高調波）にとっては、スイッチ切替制御信号線４ａ及び４ｂが高周波信号伝送線路１ｂとあたかも短絡していることになる。つまり、スイッチ切替制御信号線４ａ及び４ｂには、それぞれ不要波（高調波）の１／４波長の分布定数回路１００及び１０１が挿入されている関係上、不要波（高調波）は、高周波信号伝送線路１ｂからスイッチ切替制御信号線４ａ及び４ｂに向かって流れることになる。
【００２５】
このようにして、高周波信号伝送線路１ｂからスイッチ切替制御信号線４ａ及び４ｂに高周波信号が漏洩した際、高周波信号に含まれる不要波（高調波）は高周波信号伝送線路１ｂからスイッチ切替制御信号線４ａ及び４ｂに漏洩し易くなる。この結果、高周波信号伝送路１ｂを通って高周波信号端子２又は３に与えられる高周波信号中の不要波、つまり、分布定数回路１００及び１０１の線路長が１／４波長の奇数倍となる高調波を抑圧することができることになる。
【００２６】
なお、図１に示す例では、分布定数回路１００及び１０１として高周波信号に含まれる不要な高周波信号の波長の１／４の線路長を有する分布定数回路を用いたが、不要な高周波信号の波長の１／４の奇数倍の線路長を有するスイッチ切替制御信号線を用いるようにしてもよい。
【００２７】
以上のように、実施の形態１によれば、スイッチ切替制御信号線に不要な高周波信号の波長の１／４の奇数倍の線路長を有する分布定数回路を挿入するように構成したので、高周波信号に含まれる高調波等の不要な高周波信号（不要波）が高周波信号伝送線路からスイッチ切替制御信号線に積極的に漏洩する結果、不要波抑圧フィルタを用いることなく、高周波信号伝送線路を伝送される高周波信号中の不要波を抑圧することができるという効果がある。
【００２８】
実施の形態２．
図２は本発明の実施の形態２による高周波スイッチ回路の構成図であり、図２において、図１に示す高周波スイッチ回路と同一の構成要素について同一の参照番号を付す。１４及び１５は抵抗器であり、抵抗器１４は分布定数回路１００とスイッチ切替制御端子４との間に直列に挿入される。同様にして、抵抗器１５は分布定数回路１０１とスイッチ切替制御端子５との間に直列に挿入される。言い換えると、抵抗器１４は分布定数回路１００とスイッチ切替制御端子４との間においてスイッチ切替制御信号線４ａに挿入され、抵抗器１５は分布定数回路１０１とスイッチ切替制御端子５との間においてスイッチ切替制御信号線４ｂに挿入される。
【００２９】
次に動作について説明する。
図２に示す高周波スイッチ回路においても、図１で説明したようにして、スイッチ切替制御端子４及び５に与える制御信号に応じて、高周波信号端子１を選択的に高周波信号端子２又は３に接続して、例えば、高周波信号端子１から高周波信号端子２又は３に高周波信号を選択的に出力する。
【００３０】
図１で説明したように、高周波信号に含まれる不要な高周波信号（不要波）（高調波）にとっては、分布定数回路１００及び１０１によって、スイッチ切替制御信号線４ａ及び４ｂが高周波信号伝送線路１ｂとあたかも短絡していることになり、高周波信号に含まれる不要波（高調波）は高周波信号伝送線路１ｂからスイッチ切替制御信号線４ａ及び４ｂに漏洩し易くなる。
【００３１】
一方、図２に示す高周波スイッチ回路では、前述のように、抵抗器１４及び１５がそれぞれ分布定数回路１００及び１０１に直列に接続されている。これら抵抗器１４及び１５の抵抗値を、予め規定された抵抗値、例えば高抵抗値とすれば、抵抗器１４及び１５によってそれぞれ分布定数回路１００及び１０１はその一端（図中下端）が高周波信号にとって開放されているのと同様の状態となる。つまり、分布定数回路１００及び１０１と抵抗器１４及び１５との接続点が不連続となって、漏洩高周波信号は抵抗器１４及び１５で阻止される。この結果、漏洩高周波信号がスイッチ切替制御端子４及び５に加わることを防止することができることになる。
【００３２】
以上のように、この実施の形態２によれば、スイッチ切替制御信号線に高周波信号に含まれる不要な高周波信号の波長の１／４の奇数倍の線路長を有する分布定数回路を挿入するように構成したので、高周波信号中に含まれる高調波等の不要な高周波信号（不要波）が高周波信号伝送線路からスイッチ切替制御信号線に積極的に漏洩する結果、不要波抑圧フィルタを用いることなく、高周波信号伝送線路を伝送される高周波信号中の不要波を抑圧することができるという効果がある。
【００３３】
さらに、分布定数回路とスイッチ切替制御端子との間に直列に抵抗器を挿入するようにしたので、スイッチ切替制御信号線に漏洩した高周波信号を抵抗器で阻止でき、その結果、高周波信号短絡用キャパシタが不要となる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、スイッチ切替制御信号線が高周波信号に含まれる不要な高周波信号の波長の１／４の奇数倍の線路長を有するように構成したので、高周波信号中に含まれる高調波等の高周波信号（不要波）が高周波信号伝送線路からスイッチ切替制御信号線に積極的に漏洩する結果、不要波抑圧フィルタを用いることなく、高周波信号伝送線路を伝送される高周波信号中の不要波を抑圧することができる。その結果、高周波スイッチ回路を小型で簡単な構成として、不要波を抑圧することができるという効果がある。
【００３５】
この発明によれば、スイッチ切替制御信号線に、高周波信号に含まれる不要な高周波信号の波長の１／４の奇数倍の線路長を有する分布定数回路を挿入するように構成したので、高周波信号中に含まれる高調波等の高周波信号（不要波）が高周波信号伝送線路から切替制御信号線に積極的に漏洩する結果、不要波抑圧フィルタを用いることなく、高周波信号伝送線路を伝送される高周波信号中の不要波を抑圧することができる。その結果、高周波スイッチ回路を小型で簡単な構成として、不要波を抑圧することができるという効果がある。
【００３６】
この発明によれば、スイッチ切替制御信号線に挿入された分布定数回路において制御信号端子側に位置する一端が高周波信号にとって開放端となるように構成したので、不要波抑圧フィルタを用いることなく高周波信号中の不要波を抑圧することができるという効果がある。つまり、高周波スイッチ回路を小型で簡単な構成として、不要波を抑圧するとともにスイッチ切替制御信号線に漏洩した高周波信号が制御信号端子に加わることを阻止することができる。
【００３７】
この発明によれば、分布定数回路と制御信号端子との間に予め規定された抵抗値を有する抵抗器を直列に挿入するように構成したので、不要波抑圧フィルタを用いることなく高周波信号中の不要波を抑圧することができるばかりでなく、スイッチ切替制御信号線に漏洩した高周波信号が制御信号端子に加わることを阻止できるという効果がある。つまり、高周波スイッチ回路を小型で簡単な構成として、不要波を抑圧するとともにスイッチ切替制御信号線に漏洩した高周波信号が制御信号端子に加わることを阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１による高周波スイッチ回路を示す構成図である。
【図２】  本発明の実施の形態２による高周波スイッチ回路を示す構成図である。
【図３】  従来の高周波スイッチ回路を示す構成図である。
【符号の説明】
１〜３  高周波信号端子（入出力端子）、１ｂ  高周波信号伝送線路、４，５スイッチ切替制御端子（制御信号端子）、４ａ，４ｂ  スイッチ切替制御信号線、６〜９  電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：スイッチング素子）、１０〜１３ＦＥＴ保護用抵抗器、１４，１５  抵抗器、１００，１０１  分布定数回路。
【図１】
0003857145.tif 000002
【図２】
0003857145.tif 000003
【図３】
0003857145.tif 000004