JP2013055404A - Antenna switch circuit and antenna switch control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のミリ波帯の周波数を切り替えて使用する移動体通信装置や携帯用移動無線機等の移動無線通信システムおよび公衆無線スポット等の定置無線通信システムに適用されるアンテナスイッチ回路およびアンテナスイッチ制御方法に関する。 The present invention relates to an antenna switch circuit applied to a mobile radio communication system such as a mobile communication device or a portable mobile radio that uses a plurality of millimeter-wave band frequencies and a stationary radio communication system such as a public radio spot, and The present invention relates to an antenna switch control method.
複数のミリ波帯の周波数を切り替えて使用するアンテナスイッチ回路は、例えば、特許文献1に開示されている。特許文献1のアンテナスイッチ回路の回路構成図を図18に示す。 An antenna switch circuit that switches and uses a plurality of millimeter-wave band frequencies is disclosed, for example, in Patent Document 1. A circuit configuration diagram of the antenna switch circuit of Patent Document 1 is shown in FIG.
図18において、特許文献1のアンテナスイッチ回路900は、アンテナANT、送信回路TxI、受信回路RxI、RxII、伝送線路920、スイッチ911−916、端子931−936および抵抗素子941−946を備える。このアンテナスイッチ回路900は、信号の送信および受信に応じてスイッチ911−916を切り替えることによって高いアイソレーションを実現し、送信信号の受信回路への漏洩および受信信号の送信回路TxIおよび使用されない受信回路への信号の漏洩を防ぐ。
18, the antenna switch circuit 900 of Patent Document 1 includes an antenna ANT, a transmission circuit TxI, reception circuits RxI and RxII, a
ここで、高周波では端子に設けるESD素子に付随する寄生容量が回路の性能を落とすことから、十分なESD耐性を確保することが困難である。ESDは、蓄積された静電気が回路に流れ込み、サージ電圧となって回路内の素子を破壊する。 Here, at high frequencies, it is difficult to ensure sufficient ESD resistance because the parasitic capacitance associated with the ESD element provided at the terminal degrades the performance of the circuit. In ESD, the accumulated static electricity flows into the circuit and becomes a surge voltage, which destroys the elements in the circuit.
特許文献1のアンテナスイッチ回路900は、受信信号を受信している時に人が接触した等によりアンテナ端子ANTにサージ電圧が印加された場合、導通されている側の受信回路RxIまたは受信回路RxIIにサージ電流が流れ、受信回路RxIまたは受信回路RxII内の素子が損傷する危険がある。 In the antenna switch circuit 900 of Patent Document 1, when a surge voltage is applied to the antenna terminal ANT due to, for example, contact with a person when receiving a reception signal, the antenna switch circuit 900 is connected to the reception circuit RxI or the reception circuit RxII on the conductive side. There is a risk that a surge current flows and the elements in the receiving circuit RxI or the receiving circuit RxII are damaged.
近年、複数のミリ波帯の周波数を切り替えて使用するアンテナスイッチ回路は、高周波対応などで用いる半導体素子の微細化に伴って、ESD(Electro Static Discharge。静電気放電)耐性が弱くなる傾向にある。 2. Description of the Related Art In recent years, an antenna switch circuit that uses a plurality of millimeter-wave band frequencies by switching tends to be less resistant to ESD (Electro Static Discharge) with the miniaturization of a semiconductor element used for high frequency.
本発明は、上述の問題点を考慮したものであり、人が接触した等によりアンテナ端子にサージ電圧が印加された場合でも、通信回路内の素子が損傷することを確実に避けることが可能なアンテナスイッチ回路およびアンテナスイッチ制御方法を提供することを目的とする。 The present invention takes the above-mentioned problems into consideration, and even when a surge voltage is applied to the antenna terminal due to contact with a person or the like, it is possible to reliably avoid damaging elements in the communication circuit. An object of the present invention is to provide an antenna switch circuit and an antenna switch control method.
上記目的を達成するために本発明に係るアンテナスイッチ回路は、アンテナと接続されるアンテナ端子と、第1の信号に対応する第1通信端子と、第2の信号に対応する第2通信端子と、アンテナ端子と第1通信端子との間に配置され、第2の信号を反射する第1反射手段と、アンテナ端子と第2通信端子との間に配置され、第1の信号を反射する第2反射手段と、第1通信端子と第1反射手段との間に配置され、非接地状態と接地状態とを切り替える第1接地手段と、第2通信端子と第2反射手段との間に配置され、非接地状態と接地状態とを切り替える第2接地手段と、を備える。ここで、第1および第2接地手段は、少なくとも一つの接地手段が接地状態に維持された状態で、接地状態から非接地状態へ切り替わる。 To achieve the above object, an antenna switch circuit according to the present invention includes an antenna terminal connected to an antenna, a first communication terminal corresponding to a first signal, and a second communication terminal corresponding to a second signal. The first reflecting means disposed between the antenna terminal and the first communication terminal and reflecting the second signal, and the first reflecting means disposed between the antenna terminal and the second communication terminal for reflecting the first signal. 2 reflecting means, disposed between the first communication terminal and the first reflecting means, and disposed between the first grounding means for switching between the non-grounded state and the grounded state, and between the second communication terminal and the second reflecting means. Second grounding means for switching between a non-grounding state and a grounding state. Here, the first and second grounding means are switched from the grounded state to the non-grounded state in a state where at least one grounding means is maintained in the grounded state.
上記目的を達成するために本発明に係るアンテナスイッチ制御方法は、アンテナ端子と、それぞれ所定の波長の信号に対応する2以上の通信端子と、アンテナ端子と2以上の通信端子との間にそれぞれ配置され、所定の波長以外の信号を反射する2以上の反射手段と、2以上の通信端子と2以上の反射手段との間にそれぞれ配置され、非接地状態と接地状態とを切り替える2以上の接地手段と、を備えたアンテナスイッチ回路を用いたアンテナスイッチ制御方法である。ここで、本発明に係るアンテナスイッチ制御方法は、少なくとも1つの接地手段を接地状態に維持した状態で、接地手段を接地状態から非接地状態へ切り替える。 In order to achieve the above object, an antenna switch control method according to the present invention includes an antenna terminal, two or more communication terminals each corresponding to a signal of a predetermined wavelength, and an antenna terminal and two or more communication terminals. Two or more reflection means that are arranged and reflect two or more reflection means that reflect signals other than a predetermined wavelength, and two or more reflection means that are arranged between two or more communication terminals and two or more reflection means, respectively, and switch between a non-ground state and a ground state And an antenna switch control method using an antenna switch circuit including a grounding means. Here, the antenna switch control method according to the present invention switches the grounding means from the grounded state to the non-grounded state while maintaining at least one grounding means in the grounded state.
本発明に係るアンテナスイッチ回路およびアンテナスイッチ制御方法は、人が接触した等によりアンテナ端子にサージ電圧が印加された場合でも、通信回路内の素子が損傷することを確実に避けることができる。 The antenna switch circuit and the antenna switch control method according to the present invention can reliably avoid damage to elements in the communication circuit even when a surge voltage is applied to the antenna terminal due to contact with a person or the like.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係るアンテナスイッチ回路について説明する。本実施形態に係るアンテナスイッチ回路のブロック図を図1に示す。図1において、アンテナスイッチ回路10は、アンテナ端子20、第1通信端子31、第2通信端子32、第1反射手段41、第2反射手段42、第1接地手段51および第2接地手段52を備える。
(First embodiment)
An antenna switch circuit according to a first embodiment of the present invention will be described. A block diagram of an antenna switch circuit according to the present embodiment is shown in FIG. In FIG. 1, an antenna switch circuit 10 includes an
第1通信端子31は第1の信号を扱う第1通信回路と接続される通信端子である。本実施形態において、第1通信端子31は、アンテナ端子20を介して第1の信号を送信する送信回路、または、アンテナ端子20を介して第1の信号を受信する受信回路のいずれかと接続される。
The
第2通信端子32は、第2の信号を扱う第2通信回路と接続される通信端子である。本実施形態において、第2通信端子32は、アンテナ端子20を介して第2の信号を送信する送信回路、または、アンテナ端子20を介して第2の信号を受信する受信回路のいずれかと接続される。
The
第1反射手段41は、アンテナ端子20と第1通信回路31との間に配置され、第2の信号を反射する。第2反射手段42は、アンテナ端子20と第2通信端子32との間に配置され、第1の信号を反射する。第1反射手段41は、例えば、第2の信号の中心周波数の波長をλ1とすると、λ1/4の長さを有する伝送線路やFBG(Fiber Bragg Grating)や反射型のフィルター等で構成することができる。一方、第2反射手段42は、第1の信号の中心周波数の波長をλ2とすると、λ2/4の長さを有する伝送線路やFBGや反射型のフィルター等で構成することができる。
The 1st reflection means 41 is arrange | positioned between the
第1接地手段51は、第1通信端子31と第1反射手段41との間に配置され、非接地状態と接地状態とを切り替える。第2接地手段52は、第2通信端子32と第2反射手段42との間に配置され、非接地状態と接地状態とを切り替える。本実施形態において、第1接地手段51および第2接地手段52は、定常状態で接地状態であり、制御信号が入力したときに接地状態から非接地状態へ切り替わる。
The first grounding means 51 is disposed between the
そして、アンテナスイッチ回路10において第1の信号を扱う場合、第1接地手段51を非接地状態にし、第2接地手段52を接地状態にする。これにより、アンテナ端子20と第1通信端子31とが接続され、第1の信号がアンテナ−第1通信回路間で送受信される。また、第1接地手段51が非接地状態、第2接地手段52が接地状態であることから、人が接触した等によりアンテナスイッチ回路10にサージ電圧が印加された場合、サージ電流は第2反射手段42および第2接地手段52を介してグランドに伝送される。従って、第1通信端子31に接続された第1通信回路へサージ電流が流れ込み、第1通信回路内の素子が破壊されることを防ぐことができる。
When the antenna switch circuit 10 handles the first signal, the first grounding means 51 is set to the non-grounded state, and the second grounding means 52 is set to the grounded state. As a result, the
一方、アンテナスイッチ回路10において第2の信号を扱う場合、第1接地手段51を接地状態にし、第2接地手段52を非接地状態にする。これにより、アンテナ端子20と第2通信端子32とが接続され、第2の信号がアンテナ端子20−第2通信回路間で送受信される。また、第1接地手段51が接地状態、第2接地手段52が非接地状態であることから、人が接触した等によりアンテナスイッチ回路10にサージ電圧が印加された場合、サージ電流は第1反射手段41および第1接地手段51を介してグランドに伝送される。従って、第2通信端子32に接続された第2通信回路へサージ電流が流れ込み、第2通信回路内の素子が破壊されることを防ぐことができる。
On the other hand, when the antenna switch circuit 10 handles the second signal, the first grounding means 51 is grounded and the second grounding means 52 is ungrounded. Thereby, the
ここで、アンテナスイッチ回路10が、扱う信号を第1の信号から第2の信号へ、または、第2の信号から第1の信号へ、切り替える場合、第1接地手段51および第2接地手段52を共に接地状態に切り替えた後、いずれか一方の接地手段を接地状態から非接地状態へ切り替える。全ての接地手段が非接地状態となることがないことから、信号の切り替え時にアンテナスイッチ回路10にサージ電圧が印加された場合でも、サージ電流が通信回路内に流れ込まず、通信回路内の素子が破壊されることを防ぐことができる。 Here, when the antenna switch circuit 10 switches the signal to be handled from the first signal to the second signal or from the second signal to the first signal, the first grounding means 51 and the second grounding means 52 are switched. Are switched to the grounded state, and then one of the grounding means is switched from the grounded state to the non-grounded state. Since all the grounding means are not ungrounded, even when a surge voltage is applied to the antenna switch circuit 10 during signal switching, the surge current does not flow into the communication circuit, and the elements in the communication circuit It can be prevented from being destroyed.
なお、3以上の接地手段を適用する場合、接地手段は、少なくとも一つの接地手段が接地状態に維持された状態で、接地手段を接地状態から非接地状態へ切り替える。すなわち、全ての接地手段が非接地状態となることがなく、サージ電圧が印加された場合でも通信回路内の素子が破壊されることを防ぐことができる。 When three or more grounding means are applied, the grounding means switches the grounding means from the grounding state to the non-grounding state in a state where at least one grounding means is maintained in the grounding state. That is, all the grounding means are not ungrounded, and even when a surge voltage is applied, it is possible to prevent the elements in the communication circuit from being destroyed.
(第2の実施形態)
第2の実施形態に係るアンテナスイッチ回路について説明する。本実施形態に係るアンテナスイッチ回路の回路構成図を図2に示す。図2において、アンテナスイッチ回路100は、アンテナ端子200、第1送信回路端子310、第2送信回路端子320、第1伝送線路410、第2伝送線路420、第1スイッチング回路510および第2スイッチング回路520を備える。
(Second Embodiment)
An antenna switch circuit according to the second embodiment will be described. FIG. 2 shows a circuit configuration diagram of the antenna switch circuit according to the present embodiment. In FIG. 2, the
アンテナ端子200は、外部と信号を送受信する図示しないアンテナと接続される。本実施形態において、アンテナ端子200を介して、V帯周波数(50〜75GHz)の信号およびW帯周波数(71〜86GHz)の信号をアンテナから外部へ送信する。
The
第1送信回路端子310には、図示しない第1送信回路からV帯周波数の信号が入力される。また、第2送信回路端子320には、図示しない第2送信回路からW帯周波数の信号が入力される。
The first
第1伝送線路410は、アンテナ端子200と第1送信回路端子310との間に配置され、W帯周波数の中心周波数の波長をλ1とすると、λ1/4の長さを持つ。第2伝送線路420は、アンテナ端子200と第2送信回路端子320との間に配置され、V帯周波数の中心周波数の波長をλ2とすると、λ2/4の長さを持つ。
The
スイッチング回路510、520は単極単投(SPST:Single-Pole/Single-Throw Switch)のスイッチング回路である。第1スイッチング回路510の一端子は第1送信回路端子310に接続され、他端子は接地されている。同様に、第2スイッチング回路520の一端子は第2送信回路端子320に接続され、他端子は接地されている。本実施形態において、スイッチング回路510、520は、定常状態でON状態となり、すなわち、定常状態で第1送信回路端子310、第2送信回路端子320と、グランドとが接続される。ここで、定常状態とは、電源が入っていないときの状態を表し、例えば、実装時にはこの定常状態になっている。
ここで、第1送信回路端子310および第2送信回路端子320が請求項の通信端子に、第1伝送線路410および第2伝送線路420が請求項の反射手段に、第1スイッチング回路510および第2スイッチング回路520が請求項の接地手段に該当する。
Here, the first
上記のように構成されたアンテナスイッチ回路100において、V帯周波数またはW帯周波数を有する送信信号をアンテナから出力する時の動作について説明する。V帯周波数またはW帯周波数の送信信号をアンテナから出力する時のスイッチング回路510、520の状態を図3に示す。
In the
図3において、V帯周波数を有する信号を扱う場合、第1スイッチング回路510がOFFにされ、第2スイッチング回路520がONにされる。これにより、第1伝送線路410のみが導通状態となる。
In FIG. 3, when a signal having a V-band frequency is handled, the
そして、第1送信回路端子310から入力したV帯周波数の送信信号は、第1伝送線路410を伝送した後、第2伝送線路420がλ2/4の長さに設定されていることから、第2伝送線路420において反射され、アンテナ端子200を介してアンテナから外部へ出力される。また、アンテナから入力したV帯周波数の受信信号は、第2伝送線路420がλ2/4の長さに設定されていることから、第1伝送線路410側に伝送され、第1送信回路端子310へ伝送される。
Since the transmission signal of V-band frequency input from the first
一方、人が接触した等によりアンテナ端子200にサージ電圧が印加された場合、第1スイッチング回路510がOFF、第2スイッチング回路520がONであることから、サージ電流は第2伝送線路420から第2スイッチング回路520を介してグランドに伝送される。従って、第1送信回路端子310を介して第1送信回路へサージ電流が流れ込み、第1送信回路内の素子が破壊されることを防ぐことができる。
On the other hand, when a surge voltage is applied to the
次に、W帯周波数を有する信号を扱う場合、第1スイッチング回路510がONにされ、第2スイッチング回路520がOFFにされる。これにより、第2伝送線路420のみが導通状態となる。
Next, when a signal having a W-band frequency is handled, the
そして、第2送信回路端子320から入力したW帯周波数の送信信号は、第2伝送線路420を伝送した後、第1伝送線路410がλ1/4の長さに設定されていることから、第1伝送線路410において反射され、アンテナ端子200を介してアンテナから外部へ出力される。また、アンテナから入力したW帯周波数の受信信号は、第1伝送線路410がλ1/4長さに設定されていることから、第2伝送線路420側に伝送され、第2送信回路端子320へ伝送される。
The W-band frequency transmission signal input from the second
一方、人が接触した等によりアンテナ端子200にサージ電圧が印加された場合、第1スイッチング回路510がON、第2スイッチング回路520がOFFであることから、サージ電流は第1伝送線路410から第1スイッチング回路510を介してグランドに伝送される。従って、第2送信回路端子320を介して第2送信回路へサージ電流が流れ込み、第2送信回路内の素子が破壊されることを防ぐことができる。
On the other hand, when a surge voltage is applied to the
なお、アンテナスイッチ回路100の周波数帯を切り替える場合、スイッチング回路510、520の切り替えは、スイッチング回路510、520のどちらか一方が必ずONになるように行われる。周波数をV帯からW帯へ切り替える時のスイッチング回路510、520のスイッチング制御のタイミングチャートの一例を図4(a)に、W帯からV帯へ切り替える時のタイミングチャートの一例を図4(b)に示す。
When switching the frequency band of the
図4(a)に示すように、周波数をV帯からW帯へ切り替える場合、第1スイッチング回路510をOFFからONへ切り替え、その後、第2スイッチング回路520をONからOFFへ切り替える。また、図4(b)に示すように、周波数をW帯からV帯へ切り替える場合、第2スイッチング回路520をOFFからONへ切り替え、その後、第1スイッチング回路510をONからOFFへ切り替える。
As shown in FIG. 4A, when switching the frequency from the V band to the W band, the
スイッチング回路510、520の切り替えを、全てのスイッチング回路がOFFになることがないように行うことにより、信号の切り替え時に人が接触した等によりアンテナ端子200にサージ電圧が印加された場合でも、サージ電流が送信回路内に流れ込まず、素子の破壊を防ぐことができる。
By switching the switching
ここで、アンテナスイッチ回路100の製造工程では、複数の送受信回路が順次、1つのアンテナにボンディングワイヤ等で接続される。送受信回路の接続中にサージ電圧が印加された場合、先に接続した送受信回路がサージ電流によって損傷する可能性がある。
Here, in the manufacturing process of the
これに対して本実施形態に係るアンテナスイッチ回路100のスイッチング回路510、520は、定常状態で接地状態であり、アンテナスイッチ回路100に電源が投入され、制御信号が入力したときに接地状態から非接地状態へ切り替わる。このスイッチング回路は、制御信号が入力することのない製造時には常に接地状態である。従って、製造工程中にサージ電圧が印加された場合でも、サージ電流はスイッチング回路を介してグランドへ流れるため、先に接続した送受信回路が損傷することがない。
On the other hand, the switching
(第3の実施形態)
第3の実施形態について説明する。本実施形態に係るアンテナスイッチ回路100Bは、アンテナを介して、V帯周波数(50〜75GHz)の信号およびW帯周波数(71〜86GHz)の信号を第1受信回路および第2受信回路で受信する。本実施形態に係るアンテナスイッチ回路100Bの回路構成図を図5に示す。図5において、本実施形態に係るアンテナスイッチ回路100Bは、アンテナ端子200B、第1受信回路端子610、第2受信回路端子620、第3伝送線路430、第4伝送線路440、第3スイッチング回路530および第4スイッチング回路540を備える。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described. The
アンテナ端子200Bは第2の実施形態で説明したアンテナ端子200と同様である。第1受信回路端子610は図示しない第1受信回路に、第2受信回路端子620は図示しない第2受信回路に、それぞれ接続される。第3伝送線路430は、W帯周波数の中心周波数の波長をλ1とすると、λ1/4の長さを持つ線路である。一方、第4伝送線路440は、V帯周波数の中心周波数の波長をλ2とすると、λ2/4の長さを持つ線路である。
The
スイッチング回路530、540は、定常状態でONとなるSPSTである。スイッチング回路530、540の一端はそれぞれ受信回路端子610、620に接続され、他端子はそれぞれ接地されている。本実施形態において、スイッチング回路530、540がONの場合、第1受信回路端子610、第2受信回路端子620と、グランドとが接続される。
The switching
上記のように構成されたアンテナスイッチ回路100Bは、V帯周波数を有する受信信号を受信する場合、第3スイッチング回路530がOFFにされ、第4スイッチング回路540がONにされる。第3伝送線路430のみが導通状態となることから、受信したV帯周波数の受信信号は、第3伝送線路430および第1受信回路端子610を介して第1受信回路で受信される。そして、人が接触した等によりアンテナ端子200Bにサージ電圧が印加された場合、サージ電流は第4伝送線路440から第4スイッチング回路540を介してグランドに伝送される。
When the
一方、W帯周波数の受信信号を受信する場合、第3スイッチング回路530がONにされ、第4スイッチング回路540がOFFにされる。第4伝送線路440のみが導通状態となることから、受信したW帯周波数の受信信号は、第4伝送線路440および第2受信回路端子620を介して第2受信回路で受信される。そして、人が接触した等によりアンテナ端子200Bにサージ電圧が印加された場合、サージ電流は第3伝送線路430から第3スイッチング回路530を介してグランドに伝送される。
On the other hand, when receiving a reception signal of a W-band frequency, the
また、アンテナスイッチ回路100Bは周波数帯を切り替える場合、スイッチング回路530、540のどちらか一方が必ずONになるように切り替える。従って、切り替え時にアンテナ端子210にサージ電圧が印加された場合でも、サージ電流によって第1受信回路および第2受信回路内の素子が破壊されることを防ぐことができる。
Further, when switching the frequency band, the
なお、第2の実施形態で説明したアンテナスイッチ回路100および本実施形態で説明したアンテナスイッチ回路100Bでは、定常状態で接地状態となる単極単投のスイッチング回路510−540を用いた。スイッチング回路510−540として、様々な回路を適用することができる。スイッチング回路510−540に適用することが可能な回路の一例として、スイッチング回路500A−500Dについて説明する。
In the
スイッチング回路500Aの概略構成図を図6に示す。このスイッチング回路500Aは、MEMS技術を用いて形成されたスイッチング回路であり、カンチレバー501Aの一端に接点502Aが、カンチレバー501Aの上方に駆動電極504Aが形成されている。また、接点502Aの下に信号線503Aが配置されている。 図6のスイッチング回路500Aは、定常状態で、接点502Aと信号線503Aとが接触してONになる。一方、駆動電極504Aに電圧を印加することにより、カンチレバー501Aが駆動電極504Aにひきつけられ、接点502Aと信号線503Aとが離れてOFFになる。
A schematic configuration diagram of the
スイッチング回路500Bの回路図を図7に示す。このスイッチング回路500Bは、ディプレッション型FET501Bで構成される。ディプレッション型FET501Bは、ゲート電圧を印加しないときにチャネルが存在し、ソース−ドレイン間が導通している。つまり、定常状態でONになる。一方、ゲート電極に電圧を印加した場合、ソース−ドレイン間の導通がなくなり、スイッチング回路500BがOFFになる。
A circuit diagram of the
スイッチング回路500Cの回路図を図8に示す。このスイッチング回路500CはCMOS技術を用いて形成しスイッチング回路であり、FET素子501C、インピーダンス素子502Cおよびインバータ素子503Cを備える。FET素子501Cは、一端が送信または受信回路端子に接続され、他端が接地されている。インピーダンス素子502Cは、一端が送信または受信回路端子に接続され、他端がFET素子501Cのゲート端子に接続されている。さらに、インバータ素子503Cは、出力端子がFET素子501Cのゲート端子に接続されている。
A circuit diagram of the
スイッチング回路500Cのスイッチ切り換えのタイミングチャートの一例を図9に示す。図9において、インバータ素子503CがOFFのときにサージ電圧が印加された場合、インピーダンス素子502Cにより点Aの電位が高くなり、同時にFET素子501Cのゲート端子の電位も上昇する。これにより、FET素子501Cのソース−ドレイン間が導通し、サージ電流がFET素子501Cを介してグランドに伝送される。従って、点Aおよび送信または受信回路端子に接続される点Bの電位はFET素子501Cのしきい値電圧に抑えられる。つまり、定常状態においてもスイッチは実効的にONとなっており、サージ電流に対して送信または受信回路が保護される。また、インバータ端子503Cがローを出力した場合、スイッチはOFFとなり、ハイを出力した場合スイッチはONとなる。
An example of a switch switching timing chart of the
スイッチング回路500Dの回路図を図10に示す。このスイッチング回路500DはBiCMOS技術を用いて形成されたスイッチ回路であり、バイポーラトランジスタ501D、インピーダンス素子502Dおよびインバータ素子503Dを備える。バイポーラトランジスタ501Dは、コレクタ端子が送信または受信回路に接続され、エミッタ端子が接地されている。インピーダンス素子502Dは、一端が送信または受信回路端子に接続され、他端がバイポーラトランジスタ503Dのベース端子に接続されている。インバータ素子503Dは、出力端子がバイポーラトランジスタ501Dのゲート端子に接続されている。
A circuit diagram of the
スイッチング回路500Dの動作のタイミングチャートの一例を図11に示す。図11において、インバータ素子503DがOFFのときにサージ電圧が印加された場合、インピーダンス素子502Dにより点Aの電位が高くなり、同時にバイポーラトランジスタ501Dのベース端子の電位も上昇する。これにより、バイポーラトランジスタ501Dのエミッタ−コレクタ間が導通し、サージ電流がバイポーラトランジスタ501Dを介してグランドに伝送される。従って、点Aおよび送信または受信回路端子に接続される点Bの電位は、バイポーラトランジスタ501Dのしきい値電圧に抑えられる。つまり、定常状態においてスイッチは実効的にONとなっており、サージ電流に対して送信または受信回路が保護される。また、インバータ端子503Dがローを出力した場合にスイッチはOFFとなり、ハイを出力した場合にスイッチはONとなる。
An example of a timing chart of the operation of the
(第4の実施形態)
第4の実施形態について説明する。本実施形態に係るアンテナスイッチ回路の回路構成図を図12に示す。図12において、アンテナスイッチ回路100Cは、アンテナ端子200C、第1送信回路端子310C、第2送信回路端子320C、第1受信回路端子610C、第2受信回路端子620C、伝送線路410C−440C、スイッチング回路510C−540C、および、サーキュレータ710C、720Cを備える。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment will be described. FIG. 12 shows a circuit configuration diagram of the antenna switch circuit according to the present embodiment. In FIG. 12, an antenna switch circuit 100C includes an
アンテナ端子200Cは図示しないアンテナと接続されている。本実施形態において、アンテナ端子200Cを介して、V帯周波数(50〜75GHz)の信号およびW帯周波数(71〜86GHz)の信号が、アンテナから送受信される。
The
アンテナ端子200Cと第1送信回路端子310Cとの間に、サーキュレータ710Cを介して伝送線路410Cが配置されており、アンテナ端子200Cと第1受信用回路端子610Cとの間に、サーキュレータ710Cを介して伝送線路430Cが配置されている。また、アンテナ端子200Cと第2送信回路端子320Cとの間に、サーキュレータ720Cを介して伝送線路420Cが配置されており、アンテナ端子200Cと第2受信用回路端子620Cとの間に、サーキュレータ720Cを介して伝送線路440Cが配置されている。
A
伝送線路410C、430Cは、W帯周波数の中心周波数の波長をλ1とするとλ1/4の長さを持つ。また、伝送線路420C、440Cは、V帯周波数の中心周波数の波長をλ2とするとλ2/4の長さを持つ。
The
スイッチング回路510C〜540Cは定常状態でONとなるSPSTである。スイッチング回路510Cの一端子は第1送信回路端子310Cに接続され、他端子は接地されている。スイッチング回路520Cの一端子は第2送信回路端子320Cに接続され、他端子は接地されている。スイッチング回路530Cの一端子は第1受信回路端子610Cに接続され、他端子は接地されている。さらに、スイッチング回路540Cの一端子は第2受信回路端子620Cに接続され、他端子は接地されている。スイッチング回路510C−540Cが定常状態の場合、第1送信回路端子310C、第2送信回路端子320C、第1受信回路端子610Cおよび第2受信回路端子620Cが、それぞれグランドと接続される。
The switching
サーキュレータ710Cは、アンテナ端子200C、第1送信回路端子310Cおよび第1受信用回路端子610Cに接続され、第1送信回路端子310Cから入力したV帯周波数の信号をアンテナ端子200Cへ出力し、アンテナ端子200Cに入力したV帯周波数の信号を第1受信用回路端子610Cへ出力する。同様に、サーキュレータ720Cは、アンテナ端子200C、第2送信回路端子320Cおよび第2受信用回路端子620Cに接続され、第2送信回路端子320Cから入力したW帯周波数の信号をアンテナ端子200Cへ出力し、アンテナ端子200Cに入力したW帯周波数の信号を第2受信用回路端子620Cへ出力する。
The
本実施形態に係るアンテナスイッチ回路100Cにおいて、V帯周波数またはW帯周波数の信号をアンテナを介して送受信する場合のスイッチング回路510C−540Cの動作を図13に示す。
FIG. 13 shows the operation of the switching
V帯周波数の送信信号を、第1送信回路端子310Cからアンテナ端子200Cへ伝送し、V帯周波数の受信信号をアンテナ端子200Cから第1受信回路端子610Cへ伝送する場合、スイッチング回路510C、530CがOFFにされ、スイッチング回路520C、540CがONにされる。これにより、伝送線路410C、430Cが導通状態となり、第1送信回路端子310Cからアンテナ端子200CへV帯周波数の送信信号を伝送することができ、アンテナ端子200Cから第1受信回路端子610CへV帯周波数の受信信号を伝送することができる。
When transmitting a V-band frequency transmission signal from the first transmission circuit terminal 310C to the
また、人が接触した等によりアンテナ端子200Cにサージ電圧が印加された場合、サージ電流は、サーキュレータ720C、伝送線路440Cおよびスイッチング回路540Cを介してグランドに伝送される。従って、第1受信回路へサージ電流が流れ込み、第1受信回路内の素子が破壊されることを防ぐことができる。
When a surge voltage is applied to the
一方、W帯周波数の送信信号を、第2送信回路端子320Cからアンテナ端子200Cへ伝送し、W帯周波数の受信信号をアンテナ端子200Cから第2受信用回路端子620Cへ伝送する場合、スイッチング回路510C、530CがONにされ、スイッチング回路520C、540CがOFFにされる。これにより、伝送線路420C、440Cが導通状態となり、第2送信回路端子320Cからアンテナ端子200CへW帯周波数の送信信号を伝送することができ、アンテナ端子200Cから第2受信回路端子620CへW帯周波数の受信信号を伝送することができる。
On the other hand, when transmitting a W-band frequency transmission signal from the second
また、人が接触した等によりアンテナ端子200Cにサージ電圧が印加された場合、サージ電流は、サーキュレータ710C、伝送線路430Cおよびスイッチング回路530Cを介してグランドに伝送される。従って、第2受信回路へサージ電流が流れ込み、第2受信回路内の素子が破壊されることを防ぐことができる。
When a surge voltage is applied to the
なお、アンテナスイッチ回路100Cの周波数帯を切り替える場合、スイッチング回路510C−540Cの切り替えは、スイッチング回路530Cおよびスイッチング回路540Cのどちらか一方が必ずONになるように行われる。周波数をV帯からW帯へ切り替える時のスイッチング回路510C−540Cのスイッチング制御のタイミングチャートの一例を図14に示す。
When switching the frequency band of the antenna switch circuit 100C, the switching of the switching
図14に示すように、周波数をV帯からW帯へ切り替える場合、第1スイッチング回路510CをOFFからONへ切り替えると共に、第3スイッチング回路530CをOFFからONへ切り替える。そして、スイッチング回路510C、530CがONになった後、第2スイッチング回路520CをONからOFFへ切り替えると共に、第4スイッチング回路540CをONからOFFへ切り替える。
As shown in FIG. 14, when switching the frequency from the V band to the W band, the
スイッチング回路530C、540Cの切り替えを、どちらか一方が必ずONになるように行うことにより、人が接触した等によりアンテナ端子200Cにサージ電圧が印加された場合でも、サージ電流をスイッチング回路530C、540Cを介してグランドに電送することができる。
By switching the switching
また、スイッチング回路510C−540Cは、定常状態で接地状態となるスイッチであり、制御信号が入力することのない製造時には常に接地状態である。従って、製造工程中にサージ電圧が印加された場合でも、サージ電流はスイッチング回路を介してグランドへ流れるため、先に接続した送信または受信回路が損傷することがない。
The switching
なお、本実施形態に係るスイッチング回路510C−540Cに、第3の実施形態で説明したスイッチング回路500A−500Dを適用することができる。
Note that the switching
(第5の実施形態)
第5の実施形態について説明する。本実施形態に係るアンテナスイッチ回路の回路構成図を図15に示す。図15に示すように、本実施形態に係るアンテナスイッチ回路100Dは、第1アンテナ端子210D、第2アンテナ端子220D、第1送信回路端子310D、第2送信回路端子320D、第1受信回路端子610D、第2受信回路端子620D、伝送線路410D−440Dおよびスイッチング回路510D−540Dを備える。図2、図5および図15から分かるように、このアンテナスイッチ回路100Dは、第2の実施形態で説明したアンテナスイッチ回路100と、第3の実施形態で説明したアンテナスイッチ回路100Bとを並列に組み合わせた回路である。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment will be described. FIG. 15 shows a circuit configuration diagram of the antenna switch circuit according to the present embodiment. As shown in FIG. 15, the
本実施形態に係るアンテナスイッチ回路100Dにおいて、V帯周波数およびW帯周波数の信号を、第1アンテナ端子210Dを介して送信すると共に第2アンテナ端子220Dを介して受信する場合のスイッチング回路510D−540Dの動作を図16に示す。
In the
図16において、V帯周波数の送信信号を第1送信回路端子310Dから第1アンテナ端子210Dへ伝送し、V帯周波数の受信信号を第2アンテナ端子220Dから第1受信回路端子610Dへ伝送する場合、スイッチング回路510D、530DがOFFにされ、スイッチング回路520D、540DがONにされる。一方、W帯周波数の送信信号を、第2送信回路端子320Dから第1アンテナ端子210Dへ伝送し、W帯周波数の受信信号を第2アンテナ端子220Dから第2受信回路端子620Dへ伝送する場合、スイッチング回路510D、530DがONにされ、スイッチング回路520D、540DがOFFにされる。
In FIG. 16, a V-band frequency transmission signal is transmitted from the first
上記のように設定されることにより、V帯周波数およびW帯周波数の信号が、送信回路端子310C、320Cから第1アンテナ端子210Dへ伝送されると共に、第2アンテナ端子220Dから受信回路端子610D、620Dへ伝送される。また、人が接触した等により第1アンテナ端子210Dまたは第2アンテナ端子220Dにサージ電圧が印加された場合、サージ電流はONされているスイッチング回路を介してグランドに伝送される。従って、送信回路および受信回路へサージ電流が流れ込み、回路内の素子が破壊されることを防ぐことができる。
By setting as described above, signals of V-band frequency and W-band frequency are transmitted from the
また、周波数をV帯からW帯へ切り替える時のスイッチング回路510D−540Dのスイッチング制御のタイミングチャートの一例を図17に示す。図17に示すように、アンテナスイッチ回路100Dの周波数帯を切り替える場合、スイッチング回路510D−540Dの切り替えは、スイッチング回路510Dおよびスイッチング回路520Dのどちらか一方、さらに、スイッチング回路530Dおよびスイッチング回路540Dのどちらか一方が必ずONになるように行われる。従って、人が接触した等により第1アンテナ端子210Dまたは第2アンテナ端子220Dにサージ電圧が印加された場合でも、サージ電流が送信および受信回路内に流れ込まず、送信および受信回路内の素子の破壊を防ぐことができる。
FIG. 17 shows an example of a timing chart of switching control of the switching
10 アンテナスイッチ回路
20 アンテナ端子
31 第1通信端子
32 第2通信端子
41 第1反射手段
42 第2反射手段
51 第1接地手段
52 第2接地手段
100、100B、100C、100D アンテナスイッチ回路
200、200B、200C、210D、220D アンテナ端子
310、310C、310D 第1送信回路端子
320、320C、320D 第2送信回路端子
410、420、430、440 伝送線路
500A、500B、500C、500D スイッチング回路
510、520、530、540 スイッチング回路
610、610C、610D 第1受信回路端子
620、620C、620D 第2受信回路端子
710C、720C サーキュレータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
Claims (8)
第1の信号に対応する第1通信端子と、
第2の信号に対応する第2通信端子と、
前記アンテナ端子と前記第1通信端子との間に配置され、前記第2の信号を反射する第1反射手段と、
前記アンテナ端子と前記第2通信端子との間に配置され、前記第1の信号を反射する第2反射手段と、
前記第1通信端子と前記第1反射手段との間に配置され、非接地状態と接地状態とを切り替える第1接地手段と、
前記第2通信端子と前記第2反射手段との間に配置され、非接地状態と接地状態とを切り替える第2接地手段と、
を備え、
前記第1および第2接地手段は、少なくとも一つの接地手段が接地状態に維持された状態で、前記接地状態から前記非接地状態へ切り替わる、アンテナスイッチ回路。 An antenna terminal connected to the antenna;
A first communication terminal corresponding to the first signal;
A second communication terminal corresponding to the second signal;
A first reflecting means disposed between the antenna terminal and the first communication terminal for reflecting the second signal;
A second reflecting means disposed between the antenna terminal and the second communication terminal for reflecting the first signal;
A first grounding means disposed between the first communication terminal and the first reflecting means and switching between a non-grounded state and a grounded state;
A second grounding means disposed between the second communication terminal and the second reflecting means and switching between a non-grounded state and a grounded state;
With
The antenna switch circuit, wherein the first and second grounding means are switched from the grounding state to the non-grounding state in a state where at least one grounding means is maintained in a grounded state.
前記第2反射手段は、前記第1の信号の中心波長の1/4長さを有する伝送線路である、
請求項1または2記載のアンテナスイッチ回路。 The first reflecting means is a transmission line having a length of ¼ of the center wavelength of the second signal,
The second reflecting means is a transmission line having a length of ¼ of the center wavelength of the first signal.
The antenna switch circuit according to claim 1 or 2.
前記通信端末が前記アンテナ端子を介して信号を受信する受信回路と接続された受信用端子である第2アンテナスイッチ回路と、
を備える、請求項1乃至3のいずれか1項記載のアンテナスイッチ回路。 A first antenna switch circuit which is a transmission terminal connected to a transmission circuit in which the communication terminal transmits a signal via the antenna terminal;
A second antenna switch circuit which is a receiving terminal connected to a receiving circuit through which the communication terminal receives a signal via the antenna terminal;
The antenna switch circuit according to claim 1, further comprising:
前記第2の信号に対応する第4通信端子および非接地状態と接地状態とを切り替える第4接地手段が直列に接続された第2サーキュレータと、をさらに備え、
前記第1サーキュレータはさらに前記アンテナ端子と前記第1通信端子とに接続され、
前記第2サーキュレータはさらに前記アンテナ端子と前記第2通信端子とに接続される、
請求項1乃至3のいずれか1項記載のアンテナスイッチ回路。 A first circulator connected in series with a third communication terminal corresponding to the first signal and a third grounding means for switching between a non-grounded state and a grounded state;
A second circulator connected in series with a fourth communication terminal corresponding to the second signal and a fourth grounding means for switching between a non-grounded state and a grounded state;
The first circulator is further connected to the antenna terminal and the first communication terminal;
The second circulator is further connected to the antenna terminal and the second communication terminal;
The antenna switch circuit according to any one of claims 1 to 3.
少なくとも1つの接地手段を接地状態に維持した状態で、前記接地手段を接地状態から非接地状態へ切り替える、アンテナスイッチ制御方法。 Two or more antenna terminals, two or more communication terminals each corresponding to a signal of a predetermined wavelength, and two or more of which are arranged between the antenna terminal and the two or more communication terminals and reflect signals other than the predetermined wavelength An antenna switch circuit including a reflecting means, and two or more grounding means that are arranged between the two or more communication terminals and the two or more reflecting means and switch between a non-grounded state and a grounded state is used. An antenna switch control method comprising:
An antenna switch control method, wherein the grounding means is switched from a grounded state to a non-grounded state while at least one grounding means is maintained in a grounded state.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2011190610A JP2013055404A (en) | 2011-09-01 | 2011-09-01 | Antenna switch circuit and antenna switch control method |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016170844A1 (en) * | 2015-04-21 | 2016-10-27 | ソニー株式会社 | Communication device and control method for communication device |
-
2011
- 2011-09-01 JP JP2011190610A patent/JP2013055404A/en not_active Withdrawn
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WO2016170844A1 (en) * | 2015-04-21 | 2016-10-27 | ソニー株式会社 | Communication device and control method for communication device |
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