JPH0738522B2 - マイクロ波切替器 - Google Patents
マイクロ波切替器Info
- Publication number
- JPH0738522B2 JPH0738522B2 JP30810486A JP30810486A JPH0738522B2 JP H0738522 B2 JPH0738522 B2 JP H0738522B2 JP 30810486 A JP30810486 A JP 30810486A JP 30810486 A JP30810486 A JP 30810486A JP H0738522 B2 JPH0738522 B2 JP H0738522B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- terminal
- line
- microwave
- terminals
- switching device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
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- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マイクロ波切替器に関するものであって、特
にマイクロ波集積回路に適するマイクロ波切替器に係
る。
にマイクロ波集積回路に適するマイクロ波切替器に係
る。
従来のマイクロ波３モード切替器の例を第３図に示す。
第３図において、51〜54は信号端子、55は回転部を表わ
している。この切替器は、回転部19が回転することによ
り回路の切替を行なうものであって、回転部55が同図
（ａ）に示す向きの場合は端子51と端子52、端子53と端
子54がそれぞれ接続される（この状態を縦モードと呼ぶ
ことにする）。
している。この切替器は、回転部19が回転することによ
り回路の切替を行なうものであって、回転部55が同図
（ａ）に示す向きの場合は端子51と端子52、端子53と端
子54がそれぞれ接続される（この状態を縦モードと呼ぶ
ことにする）。
また、回転部55が同図（ｂ）に示す向きの場合は端子51
と端子54、端子52と端子53がそれぞれ接続される（この
状態を交差モードと呼ぶことにする）。
と端子54、端子52と端子53がそれぞれ接続される（この
状態を交差モードと呼ぶことにする）。
さらに、回転部19が同図（ｃ）に示す向きの場合は端子
51と端子53、端子52と端子54がそれぞれ接続される（こ
の状態を横モードと呼ぶことにする）。このように従来
の切替器では３モードに接続状態を切り替えることがで
きる。
51と端子53、端子52と端子54がそれぞれ接続される（こ
の状態を横モードと呼ぶことにする）。このように従来
の切替器では３モードに接続状態を切り替えることがで
きる。
上述したような従来のマイクロ波３モード切替器におい
ては、回転部を機械的に駆動するので、 重量・寸法が大きい。
ては、回転部を機械的に駆動するので、 重量・寸法が大きい。
切替速度が遅い。
回転部の摩耗による性能劣化が危惧される。
電気的に切り替えるには駆動モーターが必要である。
などの欠点があった。
本発明は、このような従来の欠点に鑑み、マイクロ波集
積回路に適し、かつ、電子的に３モードに高速切替ので
きるマイクロ波切替器を提供することを目的としてい
る。
積回路に適し、かつ、電子的に３モードに高速切替ので
きるマイクロ波切替器を提供することを目的としてい
る。
本発明によれば、上述の目的は前記特許請求の範囲に記
載した手段により達成される。
載した手段により達成される。
すなわち、本発明のマイクロ波切替器は、中点がスイッ
チング素子を介して接地された半波長線路またはその奇
数倍長線路６本を用いて信号端子を結ぶことを特徴とす
るもので、従来必要であった機械的回転部が不要であ
り、一平面構造で切替器を構成したことが従来と異なる
点である。
チング素子を介して接地された半波長線路またはその奇
数倍長線路６本を用いて信号端子を結ぶことを特徴とす
るもので、従来必要であった機械的回転部が不要であ
り、一平面構造で切替器を構成したことが従来と異なる
点である。
第１図は本発明のマイクロ波切替器の基本的構成を示す
図であって、１〜４は信号端子、５〜10は半波長線路、
11〜15はON/OFFスイッチング素子を表わしている。
図であって、１〜４は信号端子、５〜10は半波長線路、
11〜15はON/OFFスイッチング素子を表わしている。
第１図において、線路９は、線路７と線路８の中点どう
しを結んでいる。同様に、線路10は、線路５と線路６の
中点どうしを結んでいる。さらに、線路９と線路10は互
いに他を二等分して交わっている。線路５〜線路８は特
性インピーダンスが等しく、これをZaとする。線路９と
線路10は特性インピーダンスが等しく、これをZbとす
る。
しを結んでいる。同様に、線路10は、線路５と線路６の
中点どうしを結んでいる。さらに、線路９と線路10は互
いに他を二等分して交わっている。線路５〜線路８は特
性インピーダンスが等しく、これをZaとする。線路９と
線路10は特性インピーダンスが等しく、これをZbとす
る。
以下、このマイクロ波切替器の動作について説明する。
まず、スイッチング素子11、12をOFF（開放）、スイッ
チング素子13、14、15をON（導通または短絡）とする
と、線路７、８、10はそれぞれ２本の1/4波長短絡スタ
ブとなる。したがって、線路５ならびに線路６から見た
線路７、８、10のインピーダンスは無限大となり、結
局、端子１からのマイクロ波信号電流は全て線路５を通
じて端子３へ流れる。線路５は半波長線路であるのでそ
の特性インピーダンスZaにかかわりなく任意の信号源イ
ンピーダンスに整合する。同様に、端子２からのマイク
ロ波信号電流は総て線路６を通じて端子４へ流れる。こ
のようにして、本回路は、前記第３図（ｃ）と等価な横
モードの状態となる。
チング素子13、14、15をON（導通または短絡）とする
と、線路７、８、10はそれぞれ２本の1/4波長短絡スタ
ブとなる。したがって、線路５ならびに線路６から見た
線路７、８、10のインピーダンスは無限大となり、結
局、端子１からのマイクロ波信号電流は全て線路５を通
じて端子３へ流れる。線路５は半波長線路であるのでそ
の特性インピーダンスZaにかかわりなく任意の信号源イ
ンピーダンスに整合する。同様に、端子２からのマイク
ロ波信号電流は総て線路６を通じて端子４へ流れる。こ
のようにして、本回路は、前記第３図（ｃ）と等価な横
モードの状態となる。
つぎに、スイッチング素子13、14をOFF、スイッチング
素子11、12、15をONとした場合は、上述の横モードと同
じ原理で逆に端子１と２、端子３と４が接続され、第３
図（ａ）と等価な縦モードの状態となる。
素子11、12、15をONとした場合は、上述の横モードと同
じ原理で逆に端子１と２、端子３と４が接続され、第３
図（ａ）と等価な縦モードの状態となる。
最後に、総てのスイッチング素子をOFFとしたとき本回
路が第３図（ｂ）と等価な交差モードの状態となること
を以下に説明する。
路が第３図（ｂ）と等価な交差モードの状態となること
を以下に説明する。
一般に、特性インピーダンスＺの1/4波長線路を二端子
対網とみなした場合のアドミタンス行列は、 である。ここでｊは虚数単位である。
対網とみなした場合のアドミタンス行列は、 である。ここでｊは虚数単位である。
端子１〜４における信号電圧をそれぞれV1、V2、V3、V4
とする。また、半波長線路５〜８の中点の信号電圧をそ
れぞれV5〜V8とし、半波長線路９と10の二等分交点の信
号電圧をV9とする。これら９節点においてキルヒホッフ
の第１法則を適用12本の枝に式（１）を適用すると、９
元連立方程式、 V5＋V6＋V7V8＝０ ……（10） を得る。
とする。また、半波長線路５〜８の中点の信号電圧をそ
れぞれV5〜V8とし、半波長線路９と10の二等分交点の信
号電圧をV9とする。これら９節点においてキルヒホッフ
の第１法則を適用12本の枝に式（１）を適用すると、９
元連立方程式、 V5＋V6＋V7V8＝０ ……（10） を得る。
ここでI1〜I4はそれぞれ端子１〜４から流れ込む信号電
流である。この９元連立方程式からV5〜V9を消去すると V4＝V1 ……（11） V3＝V2 ……（12） I4＝−I1 ……（13） I3＝−I2 ……（14） を得る。
流である。この９元連立方程式からV5〜V9を消去すると V4＝V1 ……（11） V3＝V2 ……（12） I4＝−I1 ……（13） I3＝−I2 ……（14） を得る。
したがって、端子４の電圧は端子２と端子３の電圧に関
係なく端子１の電圧に等しく、端子４から流出する電流
は端子２と端子３に流入する電流に関係なく端子１に流
入する電流に等しい。すなわち、ある端子から入力され
た信号電力は全て対角の端子に出力され、隣り合う端子
間には結合が生じない。
係なく端子１の電圧に等しく、端子４から流出する電流
は端子２と端子３に流入する電流に関係なく端子１に流
入する電流に等しい。すなわち、ある端子から入力され
た信号電力は全て対角の端子に出力され、隣り合う端子
間には結合が生じない。
また、ここで得た式（11）〜（14）には半波長線路５〜
10の特性インピーダンスZa,Zbならびに信号源インピー
ダンスが含まれていない。すなわち、本回路は線路の特
性インピーダンスにかかわりなく任意の信号源インピー
ダンスに対して整合する。このようにして、本回路は交
差モードとなる。
10の特性インピーダンスZa,Zbならびに信号源インピー
ダンスが含まれていない。すなわち、本回路は線路の特
性インピーダンスにかかわりなく任意の信号源インピー
ダンスに対して整合する。このようにして、本回路は交
差モードとなる。
第２図は本発明の一実施例を示す図であって、21〜24は
信号端子、25〜30は半波長線路である。31〜36はON/OFF
スイッチング用PINダイオード、37と38は総てのPINダイ
オードに同時に直流バイアスを印加するためのRFチョー
クと直流バイアス端子である。
信号端子、25〜30は半波長線路である。31〜36はON/OFF
スイッチング用PINダイオード、37と38は総てのPINダイ
オードに同時に直流バイアスを印加するためのRFチョー
クと直流バイアス端子である。
直流バイアス端子38にPINダイオードのON電圧以上の正
バイアスを印加した場合、PINダイオード31、32がOFF
（開放）、PINダイオード33、34、36がON（導通または
短絡）となる。したがって、前節で説明したように本回
路は、第３図（ｃ）と等価な横モードの状態となる。
バイアスを印加した場合、PINダイオード31、32がOFF
（開放）、PINダイオード33、34、36がON（導通または
短絡）となる。したがって、前節で説明したように本回
路は、第３図（ｃ）と等価な横モードの状態となる。
直流バイアス端子38にPINダイオードのON電圧以上の負
バイアスを印加した場合、PINダイオード33、34がOFF、
PINダイオード31、32、35がONとなる。この場合は、上
述の横モードと同じ原理で逆に、第３図（ａ）と等価な
縦モードの状態となる。
バイアスを印加した場合、PINダイオード33、34がOFF、
PINダイオード31、32、35がONとなる。この場合は、上
述の横モードと同じ原理で逆に、第３図（ａ）と等価な
縦モードの状態となる。
直流バイアス端子18にPINダイオードのON電圧以上のバ
イアスを印加しない場合（すなわちバイアス電圧0V付近
の場合）、総てのPINダイオードがOFFとなる。したがっ
て本回路は第３図（ｂ）と等価な交差モードの状態とな
る。
イアスを印加しない場合（すなわちバイアス電圧0V付近
の場合）、総てのPINダイオードがOFFとなる。したがっ
て本回路は第３図（ｂ）と等価な交差モードの状態とな
る。
すなわち、この実施例では、１本の直流バイアス端子に
加える電圧の制御で３モードを切り替えることができ
る。
加える電圧の制御で３モードを切り替えることができ
る。
以上説明したように本発明のマイクロ波切替器は任意の
信号源インピーダンスに対して３モード切替器として動
作する。また、一平面の構造であるので集積回路への組
み込みが容易であり、回転部がないので機械的強度、耐
振性に優れており、高信頼化を図ることができる。
信号源インピーダンスに対して３モード切替器として動
作する。また、一平面の構造であるので集積回路への組
み込みが容易であり、回転部がないので機械的強度、耐
振性に優れており、高信頼化を図ることができる。
このように、本発明によるマイクロ波切替器は小型軽量
で、かつ、摩耗劣化がないので例えば人工衛星に搭載す
るマイ通信機器の切替に適している。
で、かつ、摩耗劣化がないので例えば人工衛星に搭載す
るマイ通信機器の切替に適している。
第１図は本発明のマイクロ波切替器の基本的構成を示す
図、第２図は本発明のマイクロ波切替器の実施例を示す
図、第３図は従来の３モード切替器の例を示す図であ
る。 １〜4,21〜24,51〜54……信号端子、５〜10,25〜30……
半波長線路、11〜15……スイッチング素子、31〜36……
PINダイオード、37……RFチョーク、38……バイアス端
子、55……回転部
図、第２図は本発明のマイクロ波切替器の実施例を示す
図、第３図は従来の３モード切替器の例を示す図であ
る。 １〜4,21〜24,51〜54……信号端子、５〜10,25〜30……
半波長線路、11〜15……スイッチング素子、31〜36……
PINダイオード、37……RFチョーク、38……バイアス端
子、55……回転部
Claims (1)
- 【請求項１】４つの信号端子を有し、これら４端子のう
ち隣り合う端子（１）と端子（２）、端子（２）と端子
（４）、端子（１）と端子（３）、端子（３）と端子
（４）をそれぞれ等しい特性インピーダンスの半波長線
路またはその奇数倍長線路で結ぶとともに、これら４本
の線路の向かいあう２組の線路の中点どうしを、互いに
他を二等分して交わる２本の等しい特性インピーダンス
の半波長線路またはその奇数倍長線路で結び、これら線
路の中点をスイッチング素子を介して接地することを特
徴とするマイクロ波切替器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30810486A JPH0738522B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | マイクロ波切替器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30810486A JPH0738522B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | マイクロ波切替器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63164501A JPS63164501A (ja) | 1988-07-07 |
| JPH0738522B2 true JPH0738522B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=17976915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30810486A Expired - Fee Related JPH0738522B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | マイクロ波切替器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0738522B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004236085A (ja) * | 2003-01-31 | 2004-08-19 | Japan Radio Co Ltd | 十字型ｔ分岐回路 |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP30810486A patent/JPH0738522B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 電子情報通信学会創立７０周年記念総合全国大会講演論文集Ｐ．３−２４３「マイクロストリップ平面交差回路」昭和６２年３月 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004236085A (ja) * | 2003-01-31 | 2004-08-19 | Japan Radio Co Ltd | 十字型ｔ分岐回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63164501A (ja) | 1988-07-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |