JPH08162803A - Ｒｆスイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＰＨＳ，ＤＥＣＴや，マイクロ波帯の無線Ｌ
ＡＮに用いるのに有用なＲＦスイッチを提供する。 【構成】 アンテナＴと送信部のパワーアンプＰＡとを
第１ダイオードＤ１を介して接続する。そして、前記パ
ワーアンプＰＡから前記第１ダイオードＤ１に至る経路
を、送信ＲＦ信号Ｗの基本波の３次高調波で共振するＬ
Ｃ共振回路１１（インダクタＬとコンデンサＣの直列共
振回路）により接地する。また、送信ＲＦ信号Ｗの基本
波の実効波長をλとするとき、前記アンテナＴと受信部
の低雑音増幅器ＬＮＡとをλ／４伝送線路３を介して接
続する。そして、そのλ／４伝送線路３から前記低雑音
増幅器ＬＮＡに至る経路を、第２ダイオードＤ２を介し
て接地する。 【効果】 低コストで，小型化が容易で，高調波を効果
的に減衰させることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＲＦ（Ｒadio Frequ
ency）スイッチに関し、さらに詳しくは、低コストで，
小型化が容易で，高調波を効果的に減衰させることが出
来るＲＦスイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来のＲＦスイッチの一例を示
す回路図である。このＲＦスイッチ５００において、切
換制御用電圧ＶＣ１に負電圧を印加し且つ切換制御用電
圧ＶＣ２に正電圧を印加すると、ダイオードＤ５１が順
バイアスされ、ダイオードＤ５３が逆バイアスされる。
したがって、送信部のパワーアンプＰＡからローパスフ
ィルタＬＰＦを介してアンテナＴへ送信ＲＦ信号Ｗを送
り出すことが出来ると共に、アンテナＴと受信部側とは
切り離される。なお、前記ローパスフィルタＬＰＦは、
送信ＲＦ信号Ｗに含まれる高次高調波を除去し、高次高
調波が放射されるのを防止している。一方、切換制御用
電圧ＶＣ１に正電圧を印加し且つ切換制御用電圧ＶＣ２
に負電圧を印加すると、ダイオードＤ５１が逆バイアス
され、ダイオードＤ５３が順バイアスされる。したがっ
て、送信部側とアンテナＴとは切り離されると共に、ア
ンテナＴでの受信ＲＦ信号は受信部の低雑音増幅器ＬＮ
Ａ（Ｌow Ｎoise Ａmplifier）に入力される。

【０００３】図１０は、上記ＲＦスイッチ５００の別の
使用態様を示す回路図である。この回路では、ＲＦスイ
ッチ５００とアンテナＴの間にＲＦ信号の基本波だけを
通すバンドパスフィルタＢＰＦを挿入している。ローパ
スフィルタＬＰＦとバンドパスフィルタＢＰＦとを併用
することで、高次高調波の除去特性を向上できる。

【０００４】図１１は、上記ＲＦスイッチ５００のさら
に別の使用態様を示す回路図である。この回路では、図
９のローパスフィルタＬＰＦに代えて、３×（２Ｎ−
１）（Ｎ＝１，２，…）次高調波を減衰させるオープン
スタブ（Ｏpen Stub）４１と、２×Ｎ次高調波を減衰さ
せるショートスタブ（Ｓhort Ｓtub）５１とを用いてい
る。送信ＲＦ信号Ｗの基本波の実効波長をλとすると、
前記オープンスタブ４１の長さはλ／１２であり、前記
ショートスタブ５１の長さはλ／４である。数値例を示
せば、基本波の周波数ｆｏが１．９ＧＨｚのとき、誘電
率が４．２のガラスエポキシ基板上にスタブを形成した
場合には、前記オープンスタブ４１の長さは７．３ｍｍ
であり、前記ショートスタブ５１の長さは２２．３ｍｍ
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のＲＦスイッ
チ５００では、図９の使用態様ではローパスフィルタＬ
ＰＦ（例えば小型の積層ＬＣフィルタ）を用いるためコ
スト高となる問題点がある。また、ローパスフィルタＬ
ＰＦを設置するため占有スペースが大きくなる問題点が
ある。例えば、基本波の周波数ｆｏが１．９ＧＨｚの場
合には１０ｍｍ×３０ｍｍ程度のスペースを要する。ま
た、図１０の使用態様では、ローパスフィルタＬＰＦと
バンドパスフィルタＢＰＦとを併用することで、いっそ
うコスト高となり、占有スペースも大きくなる問題点が
ある。さらに、図１１の使用態様では、オープンスタブ
４１とショートスタブ５１を併用するため、占有スペー
スが大きくなる問題点がある。そこで、この発明の目的
は、低コストで，小型化が容易で，高調波を効果的に減
衰させることが出来るＲＦスイッチを提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の観点では、この発
明は、アンテナ部（Ｔ）を送信部（ＰＡ）と受信部（Ｌ
ＮＡ）とに切換接続するＲＦスイッチにおいて、前記ア
ンテナ部（Ｔ）と前記送信部（ＰＡ）とを第１ダイオー
ド（Ｄ１）を介して接続し、前記送信部（ＰＡ）から前
記第１ダイオード（Ｄ１）に至る経路に少なくとも３次
高調波を減衰させるトラップフィルタ（１１）を設け、
送信ＲＦ信号の基本波の実効波長をλとするとき、前記
アンテナ部（Ｔ）と前記受信部（ＬＮＡ）とをλ／４伝
送線路（３）を介して接続し、そのλ／４伝送線路
（３）から前記受信部（ＬＮＡ）に至る経路を第２ダイ
オード（Ｄ２）を介して接地したことを特徴とするＲＦ
スイッチ（１００，２００，３００，４００）を提供す
る。

【０００７】第２の観点では、この発明は、上記構成の
ＲＦスイッチにおいて、前記トラップフィルタ（１１）
は、３次高調波に共振するＬＣ共振回路（Ｌ，Ｃ）であ
ることを特徴とするＲＦスイッチ（１００）を提供す
る。

【０００８】第３の観点では、この発明は、上記構成の
ＲＦスイッチにおいて、前記トラップフィルタ（１１）
は、３次高調波に自己共振するコンデンサ（Ｃ１）であ
ることを特徴とするＲＦスイッチ（２００）を提供す
る。

【０００９】第４の観点では、この発明は、上記構成の
ＲＦスイッチにおいて、前記トラップフィルタ（１１）
は、λ／６なる長さをもつショートスタブ（３１）であ
ることを特徴とするＲＦスイッチ（３００）を提供す
る。

【００１０】第５の観点では、この発明は、上記構成の
ＲＦスイッチにおいて、前記トラップフィルタ（１１）
は、λ／１２なる長さをもつオープンスタブ（４１）で
あることを特徴とするＲＦスイッチ（４００）を提供す
る。

【００１１】

【作用】上記第１の観点のＲＦスイッチ（１００，２０
０，３００，４００）において、送信時には、第１ダイ
オード（Ｄ１）および第２ダイオード（Ｄ２）を順バイ
アス状態にする。すると、第１ダイオードは、順方向抵
抗だけとなり、送信ＲＦ信号が送信部（ＰＡ）からアン
テナ部（Ｔ）へ給電される。また、受信部（ＬＮＡ）へ
の経路が第２ダイオード（Ｄ２）の順方向抵抗を介して
接地されるため、アンテナ部（Ｔ）から受信部（ＬＮ
Ａ）が切り離される。送信ＲＦ信号に含まれる３次高調
波は、トラップフィルタ（１１）により減衰させられ
る。また、送信ＲＦ信号に含まれる２×Ｎ次高調波は、
λ／４伝送線路（３）の受信部側端が第２ダイオード
（Ｄ２）の順方向抵抗を介して接地されるためにλ／４
のショートスタブとして機能するので、やはり減衰させ
られる。従って、高調波の放射を防止することが出来
る。受信時には、第１ダイオード（Ｄ１）および第２ダ
イオード（Ｄ２）を逆バイアス状態にする。すると、第
１ダイオード（Ｄ１）により送信部（ＰＡ）とアンテナ
部（Ｔ）が切り離される。また、アンテナ部（Ｔ）で受
信された受信ＲＦ信号は、λ／４伝送線路（３）を介し
て受信部（ＬＮＡ）に入力される。以上の構成では、λ
／４伝送線路を有するＲＦスイッチのフィルタ機能を利
用して２×Ｎ次高調波を減衰させる。従って、３次高調
波を減衰させるトラップフィルタ（１１）だけを追加す
ればよい。このため、低コストになり、小型化が容易に
なり、高調波を効果的に減衰させることが出来る。

【００１２】上記第２の観点のＲＦスイッチ（１００）
では、３次高調波に共振するＬＣ共振回路（Ｌ，Ｃ）を
トラップフィルタとして用いる。このため、３次高調波
は減衰され、また、トラップフィルタを比較的簡単な構
成にできる。

【００１３】上記第３の観点のＲＦスイッチ（２００）
では、３次高調波に自己共振するコンデンサ（Ｃ１）を
トラップフィルタとして用いる。これにより、３次高調
波を減衰できる。このため、回路構成をいっそう簡単化
できる。

【００１４】上記第４の観点のＲＦスイッチ（３００）
では、λ／６なる長さをもつショートスタブ（３１）を
トラップフィルタとして用いる。これにより、３×Ｎ
（Ｎ＝１，２，…）次高調波を減衰できる。このため、
素子数を低減して構成をいっそう簡単化できる。また、
ショートスタブは極めて安価に形成できるので、いっそ
う低コスト化できる。

【００１５】上記第５の観点のＲＦスイッチ（４００）
では、λ／１２なる長さをもつオープンスタブ（４１）
をトラップフィルタとして用いる。これにより、３×
（２Ｎ−１）（Ｎ＝１，２，…）次高調波を減衰でき
る。このため、スタブの長さはショートスタブの１／２
で済み、いっそう小型化することが出来る。

【００１６】

【実施例】以下、図に示す実施例によりこの発明をさら
に詳細に説明する。なお、これによりこの発明が限定さ
れるものではない。

【００１７】−第１実施例− 図１は、この発明の第１実施例のＲＦスイッチを示す回
路図である。このＲＦスイッチ１００では、アンテナＴ
と送信部のパワーアンプＰＡとを第１ダイオードＤ１を
介して接続する。そして、前記パワーアンプＰＡから前
記第１ダイオードＤ１に至る経路を、送信ＲＦ信号Ｗの
基本波の３次高調波で共振するＬＣ共振回路１１（イン
ダクタＬとコンデンサＣの直列共振回路）により接地す
る。また、送信ＲＦ信号Ｗの基本波の実効波長をλとす
るとき、前記アンテナＴと受信部の低雑音増幅器ＬＮＡ
とをλ／４伝送線路３を介して接続する。そして、その
λ／４伝送線路３から前記低雑音増幅器ＬＮＡに至る経
路を、第２ダイオードＤ２を介して接地する。なお、前
記基本波の周波数ｆｏは、例えば１．９ＧＨｚである。

【００１８】さて、送信時には、切換制御用電圧ＶＣ１
に正電圧を印加する。すると、ダイオードＤ１，Ｄ２が
順バイアスされて、図２に示す等価回路となる。そこ
で、送信ＲＦ信号Ｗが送信部のパワーアンプＰＡから順
方向抵抗Ｒｆ（≒０）を介してアンテナＴへ給電され
る。また、受信部の低雑音増幅器ＬＮＡへの経路が順方
向抵抗Ｒｆ（≒０）を介して接地されるため、アンテナ
Ｔから低雑音増幅器ＬＮＡが切り離される。ＬＣ共振回
路１１は、図３に示す周波数特性を有しており、３次高
調波で共振する。従って、３次高調波成分は減衰され、
除去される。伝送線路３は、受信部側端が順方向抵抗Ｒ
ｆを介して接地されるため、λ／４のショートスタブと
して機能する。λ／４のショートスタブは、図４に示す
周波数特性を有する。従って、２×Ｎ次高調波成分は減
衰され、除去される。

【００１９】受信時には、切換制御用電圧ＶＣ１に負電
圧を印加する。すると、ダイオードＤ１，Ｄ２が逆バイ
アスされて、図５に示す等価回路となる。すなわち、送
信部側とアンテナＴが切り離される。また、アンテナＴ
で受信された受信ＲＦ信号は、λ／４伝送線路３を介し
て受信部の低雑音アンプＬＮＡに入力される。なお、受
信ＲＦ信号は微弱なので、ダイオードＤ２がオンするこ
とはない。

【００２０】上記第１実施例のＲＦスイッチ１００によ
れば、低コストになり、小型化が容易になり、高調波を
効果的に減衰させることが出来る。

【００２１】−第２実施例− 図６は、この発明の第２実施例のＲＦスイッチを示す回
路図である。このＲＦスイッチ２００は、上記第１実施
例のＲＦスイッチ１００におけるＬＣ共振回路１１に代
えて、送信ＲＦ信号Ｗの基本波の３次高調波で自己共振
するコンデンサＣ１を用いている。上記第２実施例のＲ
Ｆスイッチ２００によれば、コンデンサＣ１により３次
高調波を除去することができ、上記第１実施例と同じ効
果が得られる。また、回路構成をいっそう簡単化でき
る。

【００２２】−第３実施例− 図７は、この発明の第３実施例のＲＦスイッチを示す回
路図である。このＲＦスイッチ３００では、第１実施例
のＲＦスイッチ１００におけるＬＣ共振回路１１に代え
て、送信ＲＦ信号Ｗの基本波の実効波長λに対してλ／
６なる長さをもつショートスタブ３１を用いている。前
記ショートスタブ３１の長さは、基本波の周波数ｆｏが
１．９ＧＨｚのとき、誘電率が４．２のガラスエポキシ
基板を用いた場合には、１４．６ｍｍである。上記第３
実施例のＲＦスイッチ３００によれば、ショートスタブ
３１により３×Ｎ次高調波を除去することができ、第１
実施例と同じ効果が得られる。また、ショートスタブ３
１をトラップフィルタとして用いるので、素子数を低減
して、構成をいっそう簡単化できる。また、ショートス
タブ３１は極めて安価（例えば１円以下）に形成できる
ので、いっそう低コスト化できる。

【００２３】−第４実施例− 図８は、この発明の第４実施例のＲＦスイッチを示す回
路図である。このＲＦスイッチ４００では、第１実施例
のＲＦスイッチ１００におけるＬＣ共振回路１１に代え
て、送信ＲＦ信号Ｗの基本波の実効波長λに対してλ／
１２なる長さをもつオープンスタブ４１を用いている。
前記オープンスタブ４１の長さは、基本波の周波数ｆｏ
が１．９ＧＨｚのとき、誘電率が４．２のガラスエポキ
シ基板を用いた場合には、７．３ｍｍである。上記第４
実施例のＲＦスイッチ４００によれば、オープンスタブ
４１により３×（２Ｎ−１）次高調波を除去することが
でき、第１実施例と同じ効果が得られる。また、オープ
ンスタブ４１をトラップフィルタとして用いるので、素
子数を低減して、構成をいっそう簡単化できる。また、
オープンスタブ４１は極めて安価（例えば１円以下）に
形成できるので、いっそう低コスト化できる。さらに、
スタブの長さは上記第３実施例にかかるショートスタブ
３１（図７参照）の１／２で済むため、いっそう小型化
することが出来る。

【００２４】

【発明の効果】この発明のＲＦスイッチによれば、λ／
４伝送線路を有するＲＦスイッチのフィルタ機能を利用
して２×Ｎ次高調波を減衰させる。従って、３次高調波
を減衰させるトラップフィルタだけを追加すればよい。
このため、２次以上の高調波を減衰させるためのフィル
タ部品の追加が不要となって低コスト化ができ、また、
基板上に２次高調波用のトラップフィルタを設けなくて
もよいので、小型化が容易になり、高調波を効果的に減
衰させることが出来る。特に、ＰＨＳ（Ｐersonal Ｈan
dy Ｓystem），ＤＥＣＴ（Ｄigital ＥuropeanＣordles
s Ｔelephon）や，マイクロ波帯の無線ＬＡＮ（Ｌocal
Ａrea Network）に用いるＲＦスイッチとして有用であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例のＲＦスイッチを示す回
路図である。

【図２】図１のＲＦスイッチの送信時の等価回路図であ
る。

【図３】図１のＬＣ共振回路の周波数特性図である。

【図４】図１のλ／４ショートスタブの周波数特性図で
ある。

【図５】図１のＲＦスイッチの受信時の等価回路図であ
る。

【図６】この発明の第２実施例のＲＦスイッチを示す回
路図である。

【図７】この発明の第３実施例のＲＦスイッチを示す回
路図である。

【図８】この発明の第４実施例のＲＦスイッチを示す回
路図である。

【図９】従来のＲＦスイッチの一例を示す回路図であ
る。

【図１０】図９のＲＦスイッチの別の使用態様を示す回
路図である。

【図１１】図９のＲＦスイッチのさらに別の使用態様を
示す回路図である。

【符号の説明】

１００，２００，３００，４００ ＲＦスイッチ ３ λ／４伝送線路 １１ ＬＣ共振回路 ３１ ショートスタブ ４１ オープンスタブ Ｄ１，Ｄ２ ダイオード Ｃ，Ｃ１ コンデンサ Ｌ インダクタ Ｔ アンテナ ＰＡ 送信部のパワーアン
プ ＬＮＡ 受信部の低雑音増幅
器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アンテナ部（Ｔ）を送信部（ＰＡ）と受
   信部（ＬＮＡ）とに切換接続するＲＦスイッチにおい
   て、 前記アンテナ部（Ｔ）と前記送信部（ＰＡ）とを第１ダ
   イオード（Ｄ１）を介して接続し、前記送信部（ＰＡ）
   から前記第１ダイオード（Ｄ１）に至る経路に少なくと
   も３次高調波を減衰させるトラップフィルタ（１１）を
   設け、送信ＲＦ信号の基本波の実効波長をλとすると
   き、前記アンテナ部（Ｔ）と前記受信部（ＬＮＡ）とを
   λ／４伝送線路（３）を介して接続し、そのλ／４伝送
   線路（３）から前記受信部（ＬＮＡ）に至る経路を第２
   ダイオード（Ｄ２）を介して接地したことを特徴とする
   ＲＦスイッチ（１００，２００，３００，４００）。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のＲＦスイッチにおい
   て、前記トラップフィルタ（１１）は、３次高調波に共
   振するＬＣ共振回路（Ｌ，Ｃ）であることを特徴とする
   ＲＦスイッチ（１００）。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のＲＦスイッチにおい
   て、前記トラップフィルタ（１１）は、３次高調波に自
   己共振するコンデンサ（Ｃ１）であることを特徴とする
   ＲＦスイッチ（２００）。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のＲＦスイッチにおい
   て、前記トラップフィルタ（１１）は、λ／６なる長さ
   をもつショートスタブ（３１）であることを特徴とする
   ＲＦスイッチ（３００）。
5. 【請求項５】 請求項１に記載のＲＦスイッチにおい
   て、前記トラップフィルタ（１１）は、λ／１２なる長
   さをもつオープンスタブ（４１）であることを特徴とす
   るＲＦスイッチ（４００）。