JP2822824B2 - 高周波スイッチ - Google Patents

高周波スイッチ

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JP2822824B2
JP2822824B2 JP4357126A JP35712692A JP2822824B2 JP 2822824 B2 JP2822824 B2 JP 2822824B2 JP 4357126 A JP4357126 A JP 4357126A JP 35712692 A JP35712692 A JP 35712692A JP 2822824 B2 JP2822824 B2 JP 2822824B2
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堂 義 一 児
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は高周波スイッチに関
し、特にたとえば、デジタル携帯電話などの高周波回路
において信号の経路の切り換えを行うための高周波スイ
ッチに関する。
【0002】
【従来の技術】高周波スイッチは、図8に示すように、
デジタル携帯電話などにおいて、送信回路TXとアンテ
ナANTとの接続および受信回路RXとアンテナANT
との接続を切り換えるために用いられる。高周波スイッ
チ1は、図9に示すように、アンテナANT,送信回路
TXおよび受信回路RXに接続される。送信回路TXに
は、コンデンサ2aを介して第1のダイオード3のアノ
ードが接続される。第1のダイオード3のアノードは、
第1のストリップライン4およびコンデンサ2bの直列
回路を介して接地される。さらに、第1のストリップラ
イン4とコンデンサ2bとの中間点には、抵抗5を介し
て、コントロール端子6が接続される。コントロール端
子6には、高周波スイッチ1の切り換えを行うためのコ
ントロール回路が接続される。また、第1のダイオード
3のカソードは、コンデンサ2cを介して、アンテナA
NTに接続される。
【0003】アンテナANTに接続されたコンデンサ2
cには、さらに第2のストリップライン7とコンデンサ
2dとの直列回路を介して、受信回路RXが接続され
る。また、第2のストリップライン7とコンデンサ2d
との中間点には、第2のダイオード8のアノードが接続
される。そして、第2のダイオード8のカソードは接地
される。
【0004】この高周波スイッチ1を用いて送信する場
合、コントロール端子6に正の電圧が与えられる。この
電圧によって、第1のダイオード3および第2のダイオ
ード8がONとなる。このとき、コンデンサ2a,2
b,2c,2dによって直流分がカットされ、ダイオー
ド3,8を含む回路にのみコントロール端子6に加えら
れた電圧が印加されるようにしている。ダイオード3,
8がONとなることにより、送信回路TXからの信号が
アンテナANTに送られ、信号がアンテナANTから送
信される。なお、送信回路TXの送信信号は、第2のス
トリップライン7が第2のダイオード8により接地され
ることにより共振してそのインピーダンスが無限大とな
るため、受信回路RXには伝達されない。また、受信時
には、コントロール端子6に電圧を印加しないことによ
って、第1のダイオード3および第2のダイオード8は
OFFとなる。そのため、受信信号は受信回路RXに伝
達され、送信回路TX側には伝達されない。このよう
に、コントロール端子6に印加される電圧をコントロー
ルすることによって、送受信を切り換えることができ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高周波
スイッチに使用されるダイオードにおいては、OFF時
キャパシタンス分が存在し完全に絶縁状態とならな
い。ダイオードがOFF時には、アンテナと受信回路と
の間が導通状態となるが、第1のダイオードのキャパシ
タンス分のため、アンテナからの受信信号が送信回路側
に漏れ、図10に示すように、送信回路とアンテナとの
間のアイソレーションがとれない。また、受信信号が送
信回路側に漏れるために、図11に示すように、アンテ
ナと受信回路との間の挿入損失が大きくなる。このよう
に、ダイオードに存在するキャパシタンス分のために、
高周波スイッチの性能が低下する。
【0006】 それゆえに、この発明の主たる目的は、ダ
イオードのキャパシタンス分による影響を確実に除去す
ことができる高周波スイッチを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、送信回路,
受信回路およびアンテナに接続され、送信回路とアンテ
ナとの接続および受信回路とアンテナとの接続を切り換
えるための高周波スイッチであって、送信回路側にアノ
ードが接続されアンテナ側にカソードが接続される第1
のダイオードと、アンテナと受信回路との間に接続され
るストリップラインと、受信回路側にアノードが接続さ
れアース側にカソードが接続される第2のダイオード
と、第1のダイオードに並列に接続されるインダクタ
と、第1のダイオードおよびインダクタに並列に接続さ
れる抵抗と、第1のダイオードのアノード側に接続され
る第1のコントロール端子と、第2のダイオードに並列
に接続される別の抵抗と、第2のダイオードのカソード
側に接続される第2のコントロール端子とを含む、高周
波スイッチである。
【0008】
【作用】第1のダイオードに並列にインダクタを接続す
ることにより、第1のダイオードのキャパシタンス分と
インダクタとで並列共振回路が形成される。受信時に、
第2のコントロール端子に正の電圧を印加することによ
り、第1のダイオードおよび第2のダイオードに逆方向
のバイアス電圧が印加され、これらのダイオード が確実
にOFF状態となる。そのため、第1のダイオードのキ
ャパシタンス分にばらつきが発生せず、第1のダイオー
ドのキャパシタンス分とインダクタとで形成される並列
共振回路の共振周波数を安定させることができる。
【0009】
【発明の効果】この発明によれば、第1のダイオードに
並列にインダクタを接続することにより、第1のダイオ
ードのキャパシタンス分とインダクタとで並列共振回路
が形成されるため、受信時に送信回路とアンテナとの間
のアイソレーションを十分にとることができる。しか
も、第2のコントロール端子に正の電圧を印加すること
により、第1のダイオードのキャパシタンス分とインダ
クタとで形成される並列共振回路の共振周波数が安定す
るため、受信時における送信回路とアンテナとの間のア
イソレーションを確実なものにすることができる。した
がって、アンテナと受信回路との間の挿入損失を小さく
することができる。
【0010】 この発明の上述の目的,その他の目的,特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【0011】
【実施例】図1はこの発明の一実施例を示す回路図であ
る。この高周波スイッチ10は、デジタル携帯電話など
の送受信の切り換えのために使用される。したがって、
高周波スイッチ10は、アンテナANT,送信回路TX
および受信回路RXに接続される。送信回路TXは、コ
ンデンサ12を介して、第1のダイオード14のアノー
ドに接続される。また、第1のダイオード14のアノー
ドは、チョークコイルとして働く第1のストリップライ
ン16およびコンデンサ18を介して接地される。さら
に、第1のストリップライン16とコンデンサ18との
中間点は、抵抗20を介して第1のコントロール端子2
2に接続される。第1のダイオード14のカソードは、
コンデンサ24を介してアンテナANTに接続される。
なお、図1の回路例の第1のストリップライン16とコ
ンデンサ18に代えて、抵抗を接続するようにしても同
様の結果が得られる。
【0012】 また、アンテナANTには、第2のストリ
ップライン26が接続される。第2のストリップライン
26は、コンデンサ28を介して、受信回路RXに接続
される。また、第2のストリップライン26とコンデン
サ28との中間点は、第2のダイオード30とコンデン
サ32との直列回路を介して接地される。
【0013】 さらに、第1のダイオード14に並列に、
インダクタ36とコンデンサ38との直列回路が接続さ
れる。コンデンサ38は、第1のコントロール端子22
に直流電圧が印加されたときに、インダクタ36を介し
て電流が流れることを防ぐためのものである。また、第
1のダイオード14に並列に、つまりインダクタ36と
コンデンサ38との直列回路に並列に、抵抗40が接続
される。さらに、第2のダイオード30に並列に別の抵
抗42が接続される。この抵抗42は、抵抗44を介し
て第2のコントロール端子46に接続される。したがっ
て、第2のコントロール端子46は、第2のダイオード
30のカソード側に接続される。
【0014】 この高周波スイッチ10を用いて送信を行
う場合、第1のコントロール端子22に正の電圧が印加
される。このとき、第1のコントロール端子22と第2
のコントロール端子46との間に、抵抗20,第1のス
トリップライン16,第1のダイオード14, 第2のス
トリップライン26,第2のダイオード30および抵抗
44を直列接続した回路が形成される。第1のコントロ
ール端子22に加えられた電圧は、第1のダイオード1
4および第2のダイオード30に順方向のバイアス電圧
として印加され、これらのダイオード14,30がON
状態となる。したがって、送信回路TXからの送信信号
は、アンテナANTから送信されるとともに、第2のス
トリップライン26が第2のダイオード30により接地
されて共振してそのインピーダンスが無限大となるた
め、受信回路RX側には伝達されない。
【0015】 送信時においては、第1のダイオード14
および第2のダイオード30がONとなるが、これらの
ダイオードにはインダクタンス分が存在する。このよう
なインダクタンス分が存在すると、アンテナANTと第
2のストリップライン26との接続点Aから受信回路R
X側をみたときのインピーダンスが無限大とならない。
このようなインダクタンス分による影響を除去するため
に、第2のダイオード30のインダクタンス分とコンデ
ンサ32とで、直列共振回路が形成される。したがっ
て、コンデンサ32のキャパシタンスCは、第2のダイ
オード30のインダクタンス分をLD ,使用周波数をf
とすると、次式で表される。 C=1/{(2πf)2 ・LD
【0016】 コンデンサ32のキャパシタンスCを上式
の条件に設定することによって、第2のダイオード30
がON時に、直列共振回路が形成され、アンテナANT
と第2のストリップライン26との接続点Aから受信回
路RX側をみたときのインピーダンスを無限大にでき
る。したがって、送信回路TXからの信号は受信回路R
Xに伝達されず、図2に示すように、送信回路TXとア
ンテナANTとの間の挿入損失を小さくすることができ
る。さらに、図3に示すように、アンテナANTと受信
回路RXとの間において、良好なアイソレーションを得
ることができる。参考として、コンデンサ32が接続さ
れていない回路における送信回路TXとアンテナANT
との間の挿入損失を図4に示し、アンテナANTと受信
回路RXとの間のアイソレーションを図5に示した。
【0017】 なお、第1のコントロール端子22に電圧
を加えると、電流はコンデンサ12,18,24,2
8,32でカットされる。また、第1のダイオード14
および第2のダイオード30はON状態となるため、抵
抗40および抵抗42には、電流が流れない。そのた
め、送信時においては、第1のダイオード14および第
2のダイオード30を含む回路にのみ電流が流れること
になって、他の部分に影響を及ぼさない。
【0018】 また、この高周波スイッチ10を用いて受
信を行う場合、第1のコントロール端子22の電圧印加
が停止され、第2のコントロール端子46に正の電圧が
印加される。第2のコントロール端子46に加えられた
電圧は、抵抗40,42など で分圧され、第1のダイオ
ード14および第2のダイオード30に逆方向のバイア
ス電圧として印加される。それによって、第1のダイオ
ード14および第2のダイオード30は確実にOFFと
なり、受信信号が受信回路RXに伝達される。このと
き、ダイオードにはキャパシタンス分が存在するため、
受信信号が送信回路TX側に漏れる場合がある。しかし
ながら、この高周波スイッチ10では、第1のダイオー
ド14に並列に、インダクタ36が接続されているた
め、このインダクタ36と第1のダイオード14のキャ
パシタンス分とで、並列共振回路が形成される。したが
って、インダクタ36のインダクタンスLは、第1のダ
イオード14のキャパシタンスをCD ,使用周波数をf
とすると、次式で表される。 L=1/{(2πf)2 ・CD
【0019】 インダクタ36のインダクタンスLを上式
の条件に設定することによって、図に示すように、送
信回路TXとアンテナANTとの間のアイソレーション
を良好にすることができる。したがって、受信信号は送
信回路TX側に漏れず、図に示すように、アンテナA
NTと受信回路RXとの間の挿入損失を小さくすること
ができる。なお、インダクタ36のかわりに、高インピ
ーダンスの伝送線路を使用しても、同様の効果を得るこ
とができる。なお、この実施例では、第1のコントロー
ル端子に電圧を加えたときに、インダクタ36を介して
電流が流れることを防ぐために、インダクタ36に直列
にコンデンサ38が接続されているが、このコンデンサ
38を接続する場合、そのキャパシタンスに応じて必要
により上式が補正されることはいうまでもない。
【0020】 このように、受信時においては、第1のダ
イオード14のキャパシタンス分とインダクタ36とで
並列共振回路が形成されることにより、送信回路TXと
アンテナANTとの間のアイソレーションを良好にする
ことができるが、この高周波スイッチ10では、第2の
コントロール端子46に正の電圧を印加することによ
り、確実に第1のダイオード14をOFF状態にするこ
とができる。そのため、第1のダイオードのキャパシタ
ンス分にばらつきが発生せず、安定した共振周波数を得
ることができる。それにより、送信回路TXとアンテナ
ANTとの間のア イソレーションを確実なものにするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す回路図である。
【図2】図1に示す高周波スイッチのダイオードがON
時における送信回路とアンテナとの間の挿入損失の周波
数特性を示すグラフである。
【図3】図1に示す高周波スイッチのダイオードがON
時におけるアンテナと受信回路との間のアイソレーショ
ンの周波数特性を示すグラフである。
【図4】第2のダイオードに直列に接続されるコンデン
サがない場合において、高周波スイッチのダイオードが
ON時における送信回路とアンテナとの間の挿入損失の
周波数特性を示すグラフである。
【図5】第2のダイオードに直列に接続されるコンデン
サがない場合において、高周波スイッチのダイオードが
ON時におけるアンテナと受信回路との間のアイソレー
ションの周波数特性を示すグラフである。
【図6】に示す高周波スイッチのダイオードがOF
F時における送信回路とアンテナとの間のアイソレーシ
ョンの周波数特性を示すグラフである。
【図7】に示す高周波スイッチのダイオードがOF
F時におけるアンテナと受信回路との間の挿入損失の周
波数特性を示すグラフである。
【図8】高周波スイッチの働きを示す概念図である。
【図9】この発明の背景となる従来の高周波スイッチの
一例を示す回路図である。
【図10】 図9に示す従来の高周波スイッチのダイオー
ドがOFF時における送信回路とアンテナとの間のアイ
ソレーションの周波数特性を示すグラフである。
【図11】 図9に示す従来の高周波スイッチのダイオー
ドがOFF時におけるアンテナと受信回路との間の挿入
損失の周波数特性を示すグラフである。
【符号の説明】
10 高周波スイッチ 14 第1のダイオード 16 第1のストリップライン 22 第1のコントロール端子 26 第2のストリップライン 30 第2のダイオード 32 コンデンサ 36 インダクタ40 抵抗 42 抵抗 46 第2のコントロール端子 TX 送信回路 RX 受信回路 ANT アンテナ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−108301(JP,A) 特開 昭53−127219(JP,A) 特開 昭57−73533(JP,A) 特開 平4−339422(JP,A) 実開 昭59−169151(JP,U) 実開 昭51−60718(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04B 1/38 - 1/58

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信回路,受信回路およびアンテナに接
    続され、前記送信回路と前記アンテナとの接続および前
    記受信回路と前記アンテナとの接続を切り換えるための
    高周波スイッチであって、 前記送信回路側にアノードが接続され前記アンテナ側に
    カソードが接続される第1のダイオード、 前記アンテナと前記受信回路との間に接続されるストリ
    ップライン、 前記受信回路側にアノードが接続されアース側にカソー
    ドが接続される第2のダイオード、前記第1のダイオードに並列に接続されるインダクタ、 前記第1のダイオードおよび前記インダクタに並列に接
    続される抵抗、 前記第1のダイオードのアノード側に接続される第1の
    コントロール端子、 前記第2のダイオードに並列に接続される別の抵抗、お
    よび 前記第2のダイオードのカソード側に接続される第
    2のコントロール端子 を含む、高周波スイッチ。
JP4357126A 1992-12-22 1992-12-22 高周波スイッチ Expired - Lifetime JP2822824B2 (ja)

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