高周波回路及び高周波スイッチ
【課題】少ない部品点数で高周波信号の通過損失を低減することができる高周波回路、特に高周波スイッチを提供する。
【解決手段】第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に高周波信号の１／４波長の電気長を有する第１マイクロストリップライン１０を配置し、第２端子Ｔ２とＧＮＤ間に直列に第１ダイオード１２及び第１コンデンサ１４を配置する。このとき、第１ダイオード１２は、第２端子Ｔ２側を順方向として配置する。さらに、第１ダイオード１２及び第１コンデンサ１４に並列に第１コイル１６を配置し、第１ダイオード１２及び第１コンデンサ１４の間に第１抵抗１８を介して第１制御端子ＣＴ１を配置する。同様に、第１端子Ｔ１と第３端子Ｔ３との間に、第２マイクロストリップライン２０、第２ダイオード２２、第２コンデンサ２４、第２コイル２６、第２抵抗２８及び第２制御端子ＣＴ２を配置する。
【解決手段】第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に高周波信号の１／４波長の電気長を有する第１マイクロストリップライン１０を配置し、第２端子Ｔ２とＧＮＤ間に直列に第１ダイオード１２及び第１コンデンサ１４を配置する。このとき、第１ダイオード１２は、第２端子Ｔ２側を順方向として配置する。さらに、第１ダイオード１２及び第１コンデンサ１４に並列に第１コイル１６を配置し、第１ダイオード１２及び第１コンデンサ１４の間に第１抵抗１８を介して第１制御端子ＣＴ１を配置する。同様に、第１端子Ｔ１と第３端子Ｔ３との間に、第２マイクロストリップライン２０、第２ダイオード２２、第２コンデンサ２４、第２コイル２６、第２抵抗２８及び第２制御端子ＣＴ２を配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波回路、特に、ダイオードスイッチを利用して高周波信号の通過経路を２系統に切り換える高周波スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高周波信号の通過経路を２系統に切り換える高周波スイッチとして、ダイオードスイッチで構成されたものがある。このダイオードスイッチを用いた高周波スイッチでは、高周波の通過損失が大きいという問題があった。
【０００３】
つまり、ダイオードスイッチを用いた高周波スイッチは、例えば、図２（ａ）に示すように、高周波信号の通過経路となる端子Ｔ１と端子Ｔ２間及び端子Ｔ１と端子Ｔ３間に、それぞれ端子Ｔ１側がカソードとなるようにダイオードＤ１，Ｄ２を接続し、各ダイオードＤ１，Ｄ２のカソード側を抵抗器Ｒ３を介して接地し、各ダイオードＤ１，Ｄ２のアノード側に、それぞれ抵抗器Ｒ１，Ｒ２を介して制御端子ＣＴ１，ＣＴ２を接続することにより構成されている。
【０００４】
この高周波スイッチでは、制御端子ＣＴ１、ＣＴ２にそれぞれ「Ｈ」又は「Ｌ」の直流電圧を同時に印加することで、端子Ｔ１と端子Ｔ２間の導通及び遮断を切り換えることができる。
【０００５】
ところが、ダイオードＤ１，Ｄ２は、通電状態にあるときには誘導性リアクタンスＸＤ１が生じ、非導通状態にあるときには、容量性リアクタンスＸＤ２が生じる。このリアクタンスＸＤ１及びＸＤ２により、高周波の通過損失が大きくなるのである。
【０００６】
そこで、リアクタンスＸＤ１及びＸＤ２をキャンセルして高周波の通過損失を抑制する技術が考案されている。つまり、図２（ｂ）に示すように、ダイオードＤ１と第２端子Ｔ２との間及びダイオードＤ２と第３端子Ｔ３との間に、それぞれ、通電状態にあるダイオードに生じる誘導性リアクタンスＸＤ１に対し、ＸＣ１＋ＸＤ１＝０の関係を満足するように、キャパシタンスＣ１，Ｃ２をダイオードＤ１，Ｄ２に直列に接続する。さらに、非導通状態にあるダイオードに生じる容量性リアクタンスＸＤ２に対し、１／｛（１／ＸＬ１）＋（１／ＸＤ２）｝＝∞の関係を満足するインダクタンスＬ１を第２端子Ｔ２と第３端子Ｔ３の間に接続している（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
このような構成を有する高周波スイッチでは、オン状態にあるダイオードの誘導性リアクタンス分は、そのダイオードに直列に接続されたキャパシタンスＣ１，Ｃ２によって打ち消され、オフ状態にあるダイオードの容量性リアクタンス分は、第２端子Ｔ２と端子Ｔ３との間に接続されたインダクタンスＬ１により打ち消される。
【０００８】
したがって、高周波信号はオン状態にあるダイオードを損失なく通過することができ、また、高周波信号がオフ状態にあるダイオードを通過してしまうこともない。つまり、高周波信号の通過損失を低減した高周波スイッチとすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３８０９５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、上記高周波スイッチでは、切り換え対象となる高周波信号の周波数が高くなると（５［ＧＨｚ］程度）高周波信号の通過損失が大きくなってしまう。
つまり、高周波領域においては、図２（ｂ）に示すインダクタンスＬ１の対ＧＮＤ寄生容量やインダクタンスＬ１からダイオードＤ１，Ｄ２に至るまでの、各部品のはんだ付け用ＰＡＤの対ＧＮＤ寄生容量など、無視することができなくなり、これらの寄生容量の存在により通過損失が大きくなるのである。
【００１１】
これらの寄生容量をキャンセルすれば通過損失を低減することができるのであるが、高周波回路を構成する各部品がＧＮＤから浮遊していると、寄生容量をキャンセルするために必要となる部品点数が膨大となるという問題がある。
【００１２】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、少ない部品点数で高周波信号の通過損失を低減することができる高周波回路、特に高周波スイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
かかる問題を解決するためになされた請求項１に記載の高周波回路は、少ない部品点数で高周波信号の通過損失を低減することができる。以下説明する。なお、この欄においては、発明に対する理解を容易にするため、必要に応じて「発明を実施するための形態」欄において用いた符号を付すが、この符号によって請求の範囲を限定することを意味するものではない。
【００１４】
高周波回路では、高周波信号の周波数が高くなると、高周波回路を構成する部品自体の寄生容量、部品とＧＮＤ間の寄生容量或いは基板上のはんだ付け用ＰＡＤとＧＮＤ間の寄生容量が無視できなくなり、これらの寄生容量のために高周波信号の通過損失が大きくなる。
【００１５】
例えば、部品自体の寄生容量、部品とＧＮＤ間の寄生容量或いは基板上のはんだ付け用ＰＡＤとＧＮＤ間の寄生容量が、図３（ａ）に点線で示すような形で存在する。これらの寄生容量のうち部品自体の寄生容量をキャンセルするために、誘導性リアクタンスを部品の寄生容量と平行に接続すると、図３（ｂ）に示すように、接続した誘導性リアクタンス自体に寄生容量があり、また誘導性リアクタンスとＧＮＤ間及び誘導性リアクタンスを接続するための基板上のＰＡＤとＧＮＤ間にも新たな寄生容量が発生する。
【００１６】
この新たに発生した寄生容量をキャンセルするためには、誘導性リアクタンスを追加する必要があるなど、寄生容量のキャンセルが複雑化すると共に部品点数が増えてしまうことになる。
【００１７】
一方、図３（ｃ）に示すように、二端子部品の端子のうちの一つを接地すれば、前述した寄生容量がＧＮＤに対して並列に存在することになるので、それらの寄生容量を図３（ｄ）に示すように１つにまとめることができる。
【００１８】
このようにして１つにまとめた寄生容量に対して、図３（ｅ）に示すように、誘導性リアクタンスを並列接続することにより、寄生容量をキャンセルすることができる。さらに、寄生容量に並列接続する誘導性リアクタンスの一端を接続すると、誘導性リアクタンスを接続することにより発生する寄生容量も共にキャンセルすることができる。このようにして寄生容量をキャンセルする方法は、二端子部品のみでなく、二以上の端子を有する部品であれば同様に適用することができる。
【００１９】
つまり、請求項１に記載のように、高周波回路において、基板上の回路を構成する二以上の端子を有する部品の端子のうち一つを接地すると、部品自体の寄生容量、部品とＧＮＤ間の寄生容量或いは基板上のはんだ付け用ＰＡＤとＧＮＤ間の寄生容量を、少ない部品点数でキャンセルすることができる。したがって、高周波信号の通過損失を低減することができる高周波回路とすることができる。
【００２０】
ところで、部品には、所定の周波数以下の周波数信号において本来接地が必要であるあるために接地を行っているものと、所定の周波数以下の周波数信号においては接地をしなくても機能を発揮できるために接地を行っていないものとがある。このうち、接地を行っていない部品については、所定の周波数以上の周波数信号において、寄生容量による通過損失が発生することになる。
【００２１】
そこで、請求項２に記載のように、部品は、回路を所定周波数よりも低い周波数信号において、接地しない状態で回路を作動することができる部品とする、つまり、所定周波数よりも低い周波数信号において、接地しない状態で作動することができる部品の一つの端子を接地することにより、所定の周波数以上の高周波信号に対し、それらの部品の寄生容量をキャンセルすることができる。したがって、高周波信号の通過損失を低減することができる高周波回路とすることができる。
【００２２】
特に、部品が、共振回路の場合には、一般的にインダクタンスとキャパシタンスで構成されるので、一つの端子を接地することによる寄生容量をキャンセルするという効果が大きい。
【００２３】
そこで、請求項３に記載のように、部品は、前記高周波回路を構成するスイッチ手段（１２，２２）のオン時のインダクタンスないしオフ時のリアクタンスの少なくとも一つを打ち消す共振回路部品であるようにすると、その寄生容量をキャンセルすることができる。したがって、高周波信号の通過損失を低減することができる高周波回路とすることができる。
【００２４】
高周波回路のうち、特に高周波スイッチでは、従来、１／４波長回路を用いて、高周波信号の通過経路を２系統に切り換える単極双投シャント型高周波スイッチがある。
この従来型の単極双投シャント型高周波スイッチの構成と機能について図４に基づき説明する。従来型のシャント形高周波スイッチは、図４（ａ）に示すように、第１端子（Ｔ１）、第２端子（Ｔ２）及び第３端子（Ｔ３）の３端子を有している。
【００２５】
そして、第１端子（Ｔ１）と第２端子（Ｔ２）間及び第１端子（Ｔ１）と第３端子（Ｔ３）間に、高周波信号の１／４波長の第１マイクロストリップライン（１０）及び第２マイクロストリップライン（２０）を有している。
【００２６】
また、第２端子（Ｔ２）及び第３端子（Ｔ３）側には、それぞれ第１抵抗（１８）及び第２抵抗（２８）を介して第１制御端子（ＣＴ１）及び第２制御端子（ＣＴ２）が設けられ、第２端子（Ｔ２）及び第３端子（Ｔ３）とＧＮＤ間にはそれぞれ、ＧＮＤ側を順方向とする第１ダイオード（１２）及び第２ダイオード（２２）が配置されている。
【００２７】
さらに、第１マイクロストリップライン（１０）の第２端子（Ｔ２）側及び第２マイクロストリップライン（２０）の第３端子（Ｔ３）側には、第１制御端子（ＣＴ１）と第２制御端子（ＣＴ２）を絶縁するためのＤＣカットコンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）が配置されている。
【００２８】
このようなシャント形高周波スイッチの第１制御端子（ＣＴ１）に直流５［Ｖ］（以下、５［Ｖ］の電圧を「Ｈ」とも呼ぶ。）を印加すると、第１抵抗（１８）と第１ダイオード（１２）によって第２端子（Ｔ２）が図４（ｂ）に示すように、短絡状態となる。
【００２９】
この場合、第１端子（Ｔ１）と第２端子（Ｔ２）間には高周波信号が通過しなくなる（以下、この状態を「遮断状態」又は「オフ」とも呼ぶ。）。
また、第１端子（Ｔ１）から第２端子（Ｔ２）側を見た場合、図４（ｂ）中のａ点から先は繋がっていないように見えるため、第１端子（Ｔ１）と第３端子（Ｔ３）間は、高周波信号が通過する。
【００３０】
このとき、第２制御端子（ＣＴ２）に直流０［Ｖ］（以下、０［Ｖ］の電圧を「Ｌ」とも呼ぶ。）を印加すると、第２抵抗（２８）と第２ダイオード（２２）によって第３端子（Ｔ３）が図４（ｃ）に示すように、非短絡状態となる。この場合、第１端子（Ｔ１）と第３端子（Ｔ３）間には高周波信号が通過するようになる（以下、この状態を「導通状態」又は「オン」とも呼ぶ。）。
【００３１】
同様に、第２制御端子（ＣＴ２）に「Ｈ」を印加すると、第２抵抗（２８）と第２ダイオード（２２）によって第３端子（Ｔ３）が図４（ｂ）に示すように、短絡状態となる。
この場合、第１端子（Ｔ１）と第３端子（Ｔ３）間には高周波信号が通過しなくなる（「オフ」となる。）。
【００３２】
また、第１端子（Ｔ１）から第３端子（Ｔ３）側を見た場合、図４（ｂ）中のｂ点から先は繋がっていないように見えるため、第１端子（Ｔ１）と第２端子（Ｔ２）間は、高周波信号が通過する。
【００３３】
このとき、第１制御端子（ＣＴ１）に「Ｌ」を印加すると、第１抵抗（１８）と第１ダイオード（１２）によって第２端子（Ｔ２）が図４（ｃ）に示すように、非短絡状態となる。この場合、第１端子（Ｔ１）と第２端子（Ｔ２）間には高周波信号が通過するようになる（「オン」となる。）。
【００３４】
このようなシャント型高周波スイッチでは、回路上の対ＧＮＤ寄生容量（浮遊容量）以外にも、第１スイッチ手段（１２）及び第２スイッチ手段（２２）が誘導性リアクタンス（例えば、第１スイッチ手段（１２）をダイオードで構成した場合には、ダイオードのオン時インダクタンス）及び容量性リアクタンス（例えば、ダイオードのオフ時キャパシタンス）を有している。したがって、これらの対ＧＮＤ寄生容量（浮遊容量）や誘導性リアクタンス及び容量性リアクタンスのために通過損失が発生する。
【００３５】
そこで、高周波回路のうち、高周波スイッチ（１）を請求項４に記載のように、第１端子（Ｔ１）と第２端子（Ｔ２）間又は第１端子（Ｔ１）と第３端子（Ｔ３）間の高周波信号の通過経路を切り換える高周波スイッチであって、第２端子（Ｔ２）とＧＮＤ間に直列に配置した第１スイッチ手段（１２）及び第１容量性リアクタンス（１４）と、第１スイッチ手段（１２）及び第１容量性リアクタンス（１４）に並列に配置した第１誘導性リアクタンス（１６）と、第１スイッチ手段（１２）及び第１容量性リアクタンス（１４）の間に配置した第１制御端子（ＣＴ１）と、第１端子（Ｔ１）と第２端子（Ｔ２）との間に接続され、高周波信号の１／４波長の電気長を有する第１分布定数部品（１０）と、第３端子（Ｔ３）とＧＮＤ間に直列に配置した第２スイッチ手段（２２）及び第２容量性リアクタンス（２４）と、第２スイッチ手段（２２）及び第２容量性リアクタンス（２４）に並列に配置した第２誘導性リアクタンス（２６）と、第２スイッチ手段（２２）及び第２容量性リアクタンス（２４）の間に配置した第２制御端子（ＣＴ２）と、第１端子（Ｔ１）と第３端子（Ｔ３）との間に接続され、高周波信号の１／４波長の電気長を有する第２分布定数部品（２０）と、を備え、第１制御端子（ＣＴ１）及び第２制御端子（ＣＴ２）を介して電圧を印加することにより第１スイッチ手段（１２）又は第２スイッチ手段（２２）のオン又はオフ状態を相互に切り換えることにより、高周波信号の通過経路を２系統に切り換え可能に構成され、第１容量性リアクタンス（１４）、第１誘導性リアクタンス（１６）、第２容量性リアクタンス（２４）及び第２誘導性リアクタンス（２６）は、二以上の端子を有し、その端子のうちの一つを接地するとよい。
【００３６】
このようにすると、少ない部品点数で高周波信号の通過損失を低減することができる高周波スイッチ（１）とすることができる。以下図５に基づき説明する。なお、図５においては、説明を分かりやすくするため、第１スイッチ手段（１２）及び第２スイッチ手段（２２）として主にダイオードを用いて説明する。
【００３７】
従来の高周波スイッチ（１）は、図５（ａ）（図４（ａ）と同じ回路）に示す構成となっている。図５（ａ）中に示す第１スイッチ手段（１２）及び第２スイッチ手段（２２）には、容量性リアクタンスや誘導性リアクタンスが発生する。
【００３８】
例えば、第１スイッチ手段（１２）がダイオードの場合、ダイオードのオフ時には、容量性リアクタンスとしてオフ時キャパシタンスが発生する。したがって、図５（ｂ）に示すように、誘導性リアクタンス（１６，２６）を第１ダイオード（１２）及び第２ダイオード（２２）と並列接続すればオフ時キャパシタンスを打ち消すことができる。
【００３９】
また、第１ダイオード（１２）及び第２ダイオード（２２）のオン時には、オン時インダクタンスが発生するので、図５（ｃ）に示すように、容量性リアクタンス（１４，２４）を第１ダイオード（１２）及び第２ダイオード（２２）に直列接続すればオン時インダクタンスを打ち消すことができる。
【００４０】
ところが、第１ダイオード（１２）及び第２ダイオード（２２）に容量性リアクタンス（１４，２４）を直列接続すると第１制御端子（ＣＴ１）及び第２制御端子（ＣＴ２）からの電流（ＤＣバイアス電流）が第１ダイオード（１２）及び第２ダイオード（２２）に流れないので、図５（ｄ）に示すように、第１ダイオード（１２）及び第２ダイオード（２２）の方向を反転させた上で第１抵抗（１８）及び第２抵抗（２８）を第１ダイオード（１２）及び第２ダイオード（２２）のアノード側に接続する。
【００４１】
このようにした高周波回路においては、ＤＣカットコンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）は不要となるので、削除する。このようにして構成された高周波スイッチ（１）の高周波回路を図５（ｅ）に示す。
【００４２】
この図５（ｅ）に示す高周波スイッチ（１）では、第１ダイオード（１２）及び第２ダイオード（２２）の有するオン時インダクタンス及びオフ時キャパシタンスを誘導性リアクタンス（１６，２６）及び容量性リアクタンス（１４，２４）で打ち消すとともに、誘導性リアクタンス（１６，２６）及び容量性リアクタンス（１４，２４）となる部品の一端を接地することにより、対ＧＮＤ寄生容量（浮遊容量）も打ち消すことができる。
【００４３】
ここでは、前述のように、第１スイッチ手段（１２）及び第２スイッチ手段（２２）の例として、ダイオードを用いて説明したが、例えば、トランジスタ、リレー、メカニカルスイッチなどの他のスイッチ手段も同様に、誘導性リアクタンスや容量性リアクタンスを有しているので、同様にして、それらを誘導性リアクタンス（１６，２６）及び容量性リアクタンス（１４，２４）で打ち消すことができる。
【００４４】
さらに、誘導性リアクタンス（１６，２６）及び容量性リアクタンス（１４，２４）となる部品の一端を接地することにより、対ＧＮＤ寄生容量（浮遊容量）も打ち消すことができる。
【００４５】
このように、高周波スイッチ（１）では、第１スイッチ手段（１２）及び第２スイッチ手段（２２）の有する容量性リアクタンス及び誘導性リアクタンスをそれぞれ誘導性リアクタンス（１６，２６）及び容量性リアクタンス（１４，２４）で打ち消すとともに、誘導性リアクタンス（１６，２６）及び容量性リアクタンス（１４，２４）となる部品の一端を接地することにより、対ＧＮＤ寄生容量（浮遊容量）も打ち消すことができる。
【００４６】
なお、第１分布定数部品（１０）及び第２分布定数部品（２０）における「分布定数部品」とは、分布定数線路ともいい、キャパシタンスとインダクタンスとが無数に分布した部品のことであり、集中定数部品に置き換えて構成することもできる。
【００４７】
また、「第１スイッチ手段（１２）のオン又はオフの状態を反転させるための、高周波信号の１／４波長の電気長を有する第１分布定数部品（１０）」とは、前述のように、第１スイッチ手段（１２）がオンのときに、第１端子（Ｔ１）と第２端子（Ｔ２）間をオフとし、第１スイッチ手段（１２）がオフのときに、第１端子（Ｔ１）と第２端子（Ｔ２）間をオンとする、高周波信号の１／４波長の電気長を有する第１分布定数部品（１０）のことをいう。
【００４８】
「第２スイッチ手段（２２）のオン又はオフの状態を反転させるための、高周波信号の１／４波長の電気長を有する第１分布定数部品（２０）」についても同様である。
ところで、第１スイッチ手段（１２）及び第２スイッチ手段（２２）としては、種々のものが考えられるが、請求項５に記載のように、第１スイッチ手段（１２）及び第２スイッチ手段（２２）をダイオード（１２，２２）とすると、第１スイッチ手段（１２）及び第２スイッチ（２２）手段を簡単な回路で実現することができる。また、前述のように、オン時インダクタンス及びオフ時キャパシタンスを打ち消すとともに、対ＧＮＤ寄生容量（浮遊容量）も打ち消すことができる。
【００４９】
また、高周波信号の１／４波長の電気長を有する第１分布定数部品（１０）及び第２分布定数部品（２０）を、請求項６に記載のように、基板上に形成されるマイクロストリップライン（１０，２０）とすると、高周波信号の１／４波長の電気長を有する部品を、従来のパターン形成方法によって基板上に容易に形成することができる。
【００５０】
さらに、請求項７に記載のように、高周波スイッチ（１）において、第１リアクタンス（１４）及び第２容量性リアクタンス（２４）を、少なくとも２層のパターン層が積層されており、そのうち１層が回路パターンを形成するための層であり、隣接する他の層がＧＮＤ層となっている基板において、回路パターンを形成するための層に回路パターンを形成することにより、その回路パターンとＧＮＤ層との間で決定されるキャパシタンスを有するコンデンサとして形成する。
【００５１】
また、第１誘導性リアクタンス（１６）及び第２誘導性リアクタンス（２６）を、回路パターンを形成するための層に回路パターンで形成することにより、その回路パターンにより決定されるインダクタンスを有するコイルとして形成されるようにするとよい。
【００５２】
このようにすると、容量性 リアクタンス及び誘導性リアクタンスを、従来のパターン形成技術により基板上にコンデンサやコイルとして形成できるので、容易に部品点数を減らすことができ、小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】高周波スイッチ１の概略の回路構成を示す回路図である。
【図２】従来の高周波スイッチの概略の回路構成を示す回路図である。
【図３】高周波回路を構成する部品に発生する寄生容量とそのキャンセル方法を示す図である。
【図４】従来型の単極双投シャント型高周波スイッチの概略の構成と機能を示す図である。
【図５】従来型の単極双投シャント型高周波スイッチを本願発明に係る高周波スイッチ１の回路に変換する過程を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
【００５５】
（高周波スイッチ１の構成）
図１は、本発明が適用された高周波スイッチ１の概略の回路構成を示す回路図である。図１に示すように、高周波スイッチ１は、第１高周波ライン３及び第２高周波ライン５を備え、その第１高周波ライン３と第２高周波ライン５とを切り替え可能に構成されている高周波スイッチである。
【００５６】
第１高周波ライン３は、第１マイクロストリップライン１０、第１ダイオード１２、第１コンデンサ１４、第１コイル１６、第１抵抗１８及び第１制御端子ＣＴ１を備えており、第２高周波ライン５は、第２マイクロストリップライン２０、第２ダイオード２２、第２コンデンサ２４、第２コイル２６、第２抵抗２８及び第２制御端子ＣＴ２を備えている。
【００５７】
第１マイクロストリップライン１０は、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に接続される、高周波信号の１／４波長の電気長を有するマイクロストリップラインであり、その特性を分布定数で表すことができる分布定数部品である。基板上の回路パターンとして形成されている。
【００５８】
第１ダイオード１２及び第１コンデンサ１４は、第２端子Ｔ２とＧＮＤ間に直列に配置されており、第１ダイオード１２は、第２端子Ｔ２側を順方向として配置されている。また、第１コンデンサ１４は、容量性リアクタンスであり、２層基板上の回路パターンとして形成されている。
【００５９】
つまり、第１コンデンサ１４は、１層が回路パターンを形成するための層であり、他の層がＧＮＤ層となっている２層基板において、回路パターンを形成するための層に形成された回路パターンと、その回路パターンとＧＮＤ層との間で決定されるキャパシタンスを有するコンデンサとして形成される。
【００６０】
ここで、基板は、回路パターンを形成する層とＧＮＤ層が隣接して積層されていれば、２層以上の多層基板であってもよい。
第１コイル１６は、第１ダイオード１２及び第１コンデンサ１４に並列に配置された誘導性リアクタンスであり、基板上の回路パターンとして形成されている。また、第１制御端子ＣＴ１は、電流制限用の第１抵抗１８を介して、第１ダイオード１２及び第１コンデンサ１４の間に接続されている。
【００６１】
第２マイクロストリップライン２０は、第１端子Ｔ１と第３端子Ｔ３との間に接続される、高周波信号の１／４波長の電気長を有するマイクロストリップラインであり、その特性を分布定数で表すことができる分布定数部品である。基板上の回路パターンとして形成されている。
【００６２】
第２ダイオード２２及び第２コンデンサ２４は、第３端子Ｔ３とＧＮＤ間に直列に配置されており、第２ダイオード２２は、第３端子Ｔ３側を順方向として配置されている。また、第２コンデンサ２４は、容量性リアクタンスであり、第１コンデンサ１２と同様に、２層基板上の回路パターンとして形成されている。
【００６３】
第２コイル２６は、第２ダイオード２２及び第２コンデンサ２４に並列に配置された誘導性リアクタンスであり、基板上の回路パターンとして形成されている。また、第２制御端子ＣＴ２は、電流制限用の第２抵抗２８を介して、第２ダイオード２２及び第２コンデンサ２４の間に接続されている。
【００６４】
（高周波スイッチ１の作動）
高周波スイッチ１では、第１端子Ｔ１に図示しないアンテナが接続され、第２端子Ｔ２に図示しない送信回路、第３端子Ｔ３に図示しない受信回路が接続されている。また、第１制御端子ＣＴ１及び第２制御端子ＣＴ２には、図示しない直流電源が接続されている。
【００６５】
直流電源は、第１制御端子ＣＴ１に直流５［Ｖ］（以下、５［Ｖ］の電圧を「Ｈ」とも呼ぶ。）を印加するとともに、第２制御端子ＣＴ２には、０［Ｖ］（以下、０［Ｖ］の電圧を「Ｌ」とも呼ぶ。）を印加する。逆に、第１制御端子ＣＴ１に［Ｌ］を印加するときには、第２制御端子ＣＴ２には、「Ｈ」を印加するという、いわゆるオルタネート作動をする。
【００６６】
第１制御端子ＣＴ１に「Ｈ」が印加されると、前述の従来型の高周波スイッチと同様に第１抵抗１８と第１ダイオード１２によって第２端子Ｔ２が短絡状態となる。したがって、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２の間は、「オフ」となる。したがって、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２間には高周波信号が通過しなくなる（図４（ｂ）参照）。
【００６７】
同時に、第２制御端子ＣＴ２には、「Ｌ」が印加されるので、第２抵抗２８と第２ダイオード２２によって第３端子Ｔ３が開放状態となる。したがって、第１端子Ｔ１と第３端子Ｔ３の間は、「オン」となる。したがって、第１端子Ｔ１と第３端子Ｔ３間には高周波信号が通過する（図４（ｃ）参照）。
【００６８】
逆に、第１制御端子ＣＴ１に「Ｌ」が印加されると、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２の間はオンとなるので、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２間には高周波信号が通過する。
同時に、第２制御端子ＣＴ２には、「Ｈ」が印加されるので、第１端子Ｔ１と第３端子Ｔ３の間はオフとなるので、第１端子Ｔ１と第３端子Ｔ３間には高周波信号が通過しなくなる。
【００６９】
このように、第１制御端子ＣＴ１及び第２制御端子ＣＴ２を、同時に「Ｈ」、「Ｌ」又は「Ｌ」、「Ｈ」とすることで高周波信号を２系統に切り換えるというスイッチング動作ができる。
【００７０】
（高周波スイッチ１の特徴）
この高周波スイッチ１では、前述のように、第１ダイオード１２及び第２ダイオード２２の有するオン時インダクタンスを、容量性リアクタンスである第１コンデンサ１４及び第２コンデンサ２４で打ち消すとともに、オフ時キャパシタンスを、誘導性リアクタンスである第１コイル１６及び第２コイル２６で打ち消すことができる。
【００７１】
さらに、容量性リアクタンス部品である第１コンデンサ１４、第２コンデンサ２４及び誘導性リアクタンス部品である第１コイル１６、第２コイル２６の一端を接地することにより、対ＧＮＤの寄生容量（浮遊容量）も同時に打ち消すことができる。
【００７２】
また、高周波信号の１／４波長の電気長を有する第１マイクロストリップライン１０及び第２マイクロストリップライン２０を基板上に形成しているので、従来のパターン形成方法により、基板上に容易に形成することができる。
【００７３】
さらに、高周波スイッチ１において、第１コンデンサ１４及び第２コンデンサ２４と第１コイル１６及び第２コイル２６を基板上の回路パターンで形成しているので、従来のパターン形成技術により、基板上に形成できる。したがって、容易に部品点数を減らすことができ、さらに、第１端子Ｔ１、第２端子Ｔ２及び第３端子Ｔ３がＧＮＤ電位であるので、ＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅの略：静電破壊）に強い高周波スイッチ１とすることができる。
【００７４】
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
【００７５】
（１）上記実施形態では、分布定数部品として、基板上に回路パターンとして形成した第１及び第２マイクロストリップライン１０，２０を用いたが、第１及び第２マイクロストリップライン１０，２０の代わりに導波管や同軸ケーブル或いは平衡線を用いてもよい。
【００７６】
さらに、コンデンサやコイルなどの集中定数部品を組み合わせて分布定数回路を構成してもよい。
（２）上記実施形態では、第１コンデンサ１４，第２コンデンサ２４、第１コイル１６、第２コイル２６を基板上に回路パターンとして形成したが、コンデンサ部品やコイル部品を用いてもよい。
【００７７】
（３）上記実施形態では、第１マイクロストリップライン１０及び第２マイクロストリップライン２０を、高周波信号の１／４波長の電位長を有するものとしていたが、移相器を備える等により、電気長を可変にすることができるようにしてもよい。
【００７８】
このようにすると、高周波スイッチ１で切り換えることができる高周波信号の周波数の幅を大きくすることができる。換言すれば、多数の種類の高周波信号を切り換えることができる高周波スイッチとすることができる。
【００７９】
（４）また、高周波スイッチ１を構成する各部品をＩＣで構成してもよい。
（５）また、第１ダイオード１２及び第２ダイオード２２は、トランジスタ、リレー、メカニカルスイッチなどオン／オフ作動ができるものであればよい。
【符号の説明】
【００８０】
１…高周波スイッチ、３…第１高周波ライン、５…第２高周波ライン、１０…第１マイクロストリップライン、１２…第１ダイオード、１４…第１コンデンサ、１６…第１コイル、１８…第１抵抗、２０…第２マイクロストリップライン、２２…第２ダイオード、２４…第２コンデンサ、２６…第２コイル、２８…第２抵抗、ＣＴ１…第１制御端子、ＣＴ２…第２制御端子、Ｔ１…第１端子、Ｔ２…第２端子、Ｔ３…第３端子。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波回路、特に、ダイオードスイッチを利用して高周波信号の通過経路を２系統に切り換える高周波スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高周波信号の通過経路を２系統に切り換える高周波スイッチとして、ダイオードスイッチで構成されたものがある。このダイオードスイッチを用いた高周波スイッチでは、高周波の通過損失が大きいという問題があった。
【０００３】
つまり、ダイオードスイッチを用いた高周波スイッチは、例えば、図２（ａ）に示すように、高周波信号の通過経路となる端子Ｔ１と端子Ｔ２間及び端子Ｔ１と端子Ｔ３間に、それぞれ端子Ｔ１側がカソードとなるようにダイオードＤ１，Ｄ２を接続し、各ダイオードＤ１，Ｄ２のカソード側を抵抗器Ｒ３を介して接地し、各ダイオードＤ１，Ｄ２のアノード側に、それぞれ抵抗器Ｒ１，Ｒ２を介して制御端子ＣＴ１，ＣＴ２を接続することにより構成されている。
【０００４】
この高周波スイッチでは、制御端子ＣＴ１、ＣＴ２にそれぞれ「Ｈ」又は「Ｌ」の直流電圧を同時に印加することで、端子Ｔ１と端子Ｔ２間の導通及び遮断を切り換えることができる。
【０００５】
ところが、ダイオードＤ１，Ｄ２は、通電状態にあるときには誘導性リアクタンスＸＤ１が生じ、非導通状態にあるときには、容量性リアクタンスＸＤ２が生じる。このリアクタンスＸＤ１及びＸＤ２により、高周波の通過損失が大きくなるのである。
【０００６】
そこで、リアクタンスＸＤ１及びＸＤ２をキャンセルして高周波の通過損失を抑制する技術が考案されている。つまり、図２（ｂ）に示すように、ダイオードＤ１と第２端子Ｔ２との間及びダイオードＤ２と第３端子Ｔ３との間に、それぞれ、通電状態にあるダイオードに生じる誘導性リアクタンスＸＤ１に対し、ＸＣ１＋ＸＤ１＝０の関係を満足するように、キャパシタンスＣ１，Ｃ２をダイオードＤ１，Ｄ２に直列に接続する。さらに、非導通状態にあるダイオードに生じる容量性リアクタンスＸＤ２に対し、１／｛（１／ＸＬ１）＋（１／ＸＤ２）｝＝∞の関係を満足するインダクタンスＬ１を第２端子Ｔ２と第３端子Ｔ３の間に接続している（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
このような構成を有する高周波スイッチでは、オン状態にあるダイオードの誘導性リアクタンス分は、そのダイオードに直列に接続されたキャパシタンスＣ１，Ｃ２によって打ち消され、オフ状態にあるダイオードの容量性リアクタンス分は、第２端子Ｔ２と端子Ｔ３との間に接続されたインダクタンスＬ１により打ち消される。
【０００８】
したがって、高周波信号はオン状態にあるダイオードを損失なく通過することができ、また、高周波信号がオフ状態にあるダイオードを通過してしまうこともない。つまり、高周波信号の通過損失を低減した高周波スイッチとすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３８０９５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、上記高周波スイッチでは、切り換え対象となる高周波信号の周波数が高くなると（５［ＧＨｚ］程度）高周波信号の通過損失が大きくなってしまう。
つまり、高周波領域においては、図２（ｂ）に示すインダクタンスＬ１の対ＧＮＤ寄生容量やインダクタンスＬ１からダイオードＤ１，Ｄ２に至るまでの、各部品のはんだ付け用ＰＡＤの対ＧＮＤ寄生容量など、無視することができなくなり、これらの寄生容量の存在により通過損失が大きくなるのである。
【００１１】
これらの寄生容量をキャンセルすれば通過損失を低減することができるのであるが、高周波回路を構成する各部品がＧＮＤから浮遊していると、寄生容量をキャンセルするために必要となる部品点数が膨大となるという問題がある。
【００１２】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、少ない部品点数で高周波信号の通過損失を低減することができる高周波回路、特に高周波スイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
かかる問題を解決するためになされた請求項１に記載の高周波回路は、少ない部品点数で高周波信号の通過損失を低減することができる。以下説明する。なお、この欄においては、発明に対する理解を容易にするため、必要に応じて「発明を実施するための形態」欄において用いた符号を付すが、この符号によって請求の範囲を限定することを意味するものではない。
【００１４】
高周波回路では、高周波信号の周波数が高くなると、高周波回路を構成する部品自体の寄生容量、部品とＧＮＤ間の寄生容量或いは基板上のはんだ付け用ＰＡＤとＧＮＤ間の寄生容量が無視できなくなり、これらの寄生容量のために高周波信号の通過損失が大きくなる。
【００１５】
例えば、部品自体の寄生容量、部品とＧＮＤ間の寄生容量或いは基板上のはんだ付け用ＰＡＤとＧＮＤ間の寄生容量が、図３（ａ）に点線で示すような形で存在する。これらの寄生容量のうち部品自体の寄生容量をキャンセルするために、誘導性リアクタンスを部品の寄生容量と平行に接続すると、図３（ｂ）に示すように、接続した誘導性リアクタンス自体に寄生容量があり、また誘導性リアクタンスとＧＮＤ間及び誘導性リアクタンスを接続するための基板上のＰＡＤとＧＮＤ間にも新たな寄生容量が発生する。
【００１６】
この新たに発生した寄生容量をキャンセルするためには、誘導性リアクタンスを追加する必要があるなど、寄生容量のキャンセルが複雑化すると共に部品点数が増えてしまうことになる。
【００１７】
一方、図３（ｃ）に示すように、二端子部品の端子のうちの一つを接地すれば、前述した寄生容量がＧＮＤに対して並列に存在することになるので、それらの寄生容量を図３（ｄ）に示すように１つにまとめることができる。
【００１８】
このようにして１つにまとめた寄生容量に対して、図３（ｅ）に示すように、誘導性リアクタンスを並列接続することにより、寄生容量をキャンセルすることができる。さらに、寄生容量に並列接続する誘導性リアクタンスの一端を接続すると、誘導性リアクタンスを接続することにより発生する寄生容量も共にキャンセルすることができる。このようにして寄生容量をキャンセルする方法は、二端子部品のみでなく、二以上の端子を有する部品であれば同様に適用することができる。
【００１９】
つまり、請求項１に記載のように、高周波回路において、基板上の回路を構成する二以上の端子を有する部品の端子のうち一つを接地すると、部品自体の寄生容量、部品とＧＮＤ間の寄生容量或いは基板上のはんだ付け用ＰＡＤとＧＮＤ間の寄生容量を、少ない部品点数でキャンセルすることができる。したがって、高周波信号の通過損失を低減することができる高周波回路とすることができる。
【００２０】
ところで、部品には、所定の周波数以下の周波数信号において本来接地が必要であるあるために接地を行っているものと、所定の周波数以下の周波数信号においては接地をしなくても機能を発揮できるために接地を行っていないものとがある。このうち、接地を行っていない部品については、所定の周波数以上の周波数信号において、寄生容量による通過損失が発生することになる。
【００２１】
そこで、請求項２に記載のように、部品は、回路を所定周波数よりも低い周波数信号において、接地しない状態で回路を作動することができる部品とする、つまり、所定周波数よりも低い周波数信号において、接地しない状態で作動することができる部品の一つの端子を接地することにより、所定の周波数以上の高周波信号に対し、それらの部品の寄生容量をキャンセルすることができる。したがって、高周波信号の通過損失を低減することができる高周波回路とすることができる。
【００２２】
特に、部品が、共振回路の場合には、一般的にインダクタンスとキャパシタンスで構成されるので、一つの端子を接地することによる寄生容量をキャンセルするという効果が大きい。
【００２３】
そこで、請求項３に記載のように、部品は、前記高周波回路を構成するスイッチ手段（１２，２２）のオン時のインダクタンスないしオフ時のリアクタンスの少なくとも一つを打ち消す共振回路部品であるようにすると、その寄生容量をキャンセルすることができる。したがって、高周波信号の通過損失を低減することができる高周波回路とすることができる。
【００２４】
高周波回路のうち、特に高周波スイッチでは、従来、１／４波長回路を用いて、高周波信号の通過経路を２系統に切り換える単極双投シャント型高周波スイッチがある。
この従来型の単極双投シャント型高周波スイッチの構成と機能について図４に基づき説明する。従来型のシャント形高周波スイッチは、図４（ａ）に示すように、第１端子（Ｔ１）、第２端子（Ｔ２）及び第３端子（Ｔ３）の３端子を有している。
【００２５】
そして、第１端子（Ｔ１）と第２端子（Ｔ２）間及び第１端子（Ｔ１）と第３端子（Ｔ３）間に、高周波信号の１／４波長の第１マイクロストリップライン（１０）及び第２マイクロストリップライン（２０）を有している。
【００２６】
また、第２端子（Ｔ２）及び第３端子（Ｔ３）側には、それぞれ第１抵抗（１８）及び第２抵抗（２８）を介して第１制御端子（ＣＴ１）及び第２制御端子（ＣＴ２）が設けられ、第２端子（Ｔ２）及び第３端子（Ｔ３）とＧＮＤ間にはそれぞれ、ＧＮＤ側を順方向とする第１ダイオード（１２）及び第２ダイオード（２２）が配置されている。
【００２７】
さらに、第１マイクロストリップライン（１０）の第２端子（Ｔ２）側及び第２マイクロストリップライン（２０）の第３端子（Ｔ３）側には、第１制御端子（ＣＴ１）と第２制御端子（ＣＴ２）を絶縁するためのＤＣカットコンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）が配置されている。
【００２８】
このようなシャント形高周波スイッチの第１制御端子（ＣＴ１）に直流５［Ｖ］（以下、５［Ｖ］の電圧を「Ｈ」とも呼ぶ。）を印加すると、第１抵抗（１８）と第１ダイオード（１２）によって第２端子（Ｔ２）が図４（ｂ）に示すように、短絡状態となる。
【００２９】
この場合、第１端子（Ｔ１）と第２端子（Ｔ２）間には高周波信号が通過しなくなる（以下、この状態を「遮断状態」又は「オフ」とも呼ぶ。）。
また、第１端子（Ｔ１）から第２端子（Ｔ２）側を見た場合、図４（ｂ）中のａ点から先は繋がっていないように見えるため、第１端子（Ｔ１）と第３端子（Ｔ３）間は、高周波信号が通過する。
【００３０】
このとき、第２制御端子（ＣＴ２）に直流０［Ｖ］（以下、０［Ｖ］の電圧を「Ｌ」とも呼ぶ。）を印加すると、第２抵抗（２８）と第２ダイオード（２２）によって第３端子（Ｔ３）が図４（ｃ）に示すように、非短絡状態となる。この場合、第１端子（Ｔ１）と第３端子（Ｔ３）間には高周波信号が通過するようになる（以下、この状態を「導通状態」又は「オン」とも呼ぶ。）。
【００３１】
同様に、第２制御端子（ＣＴ２）に「Ｈ」を印加すると、第２抵抗（２８）と第２ダイオード（２２）によって第３端子（Ｔ３）が図４（ｂ）に示すように、短絡状態となる。
この場合、第１端子（Ｔ１）と第３端子（Ｔ３）間には高周波信号が通過しなくなる（「オフ」となる。）。
【００３２】
また、第１端子（Ｔ１）から第３端子（Ｔ３）側を見た場合、図４（ｂ）中のｂ点から先は繋がっていないように見えるため、第１端子（Ｔ１）と第２端子（Ｔ２）間は、高周波信号が通過する。
【００３３】
このとき、第１制御端子（ＣＴ１）に「Ｌ」を印加すると、第１抵抗（１８）と第１ダイオード（１２）によって第２端子（Ｔ２）が図４（ｃ）に示すように、非短絡状態となる。この場合、第１端子（Ｔ１）と第２端子（Ｔ２）間には高周波信号が通過するようになる（「オン」となる。）。
【００３４】
このようなシャント型高周波スイッチでは、回路上の対ＧＮＤ寄生容量（浮遊容量）以外にも、第１スイッチ手段（１２）及び第２スイッチ手段（２２）が誘導性リアクタンス（例えば、第１スイッチ手段（１２）をダイオードで構成した場合には、ダイオードのオン時インダクタンス）及び容量性リアクタンス（例えば、ダイオードのオフ時キャパシタンス）を有している。したがって、これらの対ＧＮＤ寄生容量（浮遊容量）や誘導性リアクタンス及び容量性リアクタンスのために通過損失が発生する。
【００３５】
そこで、高周波回路のうち、高周波スイッチ（１）を請求項４に記載のように、第１端子（Ｔ１）と第２端子（Ｔ２）間又は第１端子（Ｔ１）と第３端子（Ｔ３）間の高周波信号の通過経路を切り換える高周波スイッチであって、第２端子（Ｔ２）とＧＮＤ間に直列に配置した第１スイッチ手段（１２）及び第１容量性リアクタンス（１４）と、第１スイッチ手段（１２）及び第１容量性リアクタンス（１４）に並列に配置した第１誘導性リアクタンス（１６）と、第１スイッチ手段（１２）及び第１容量性リアクタンス（１４）の間に配置した第１制御端子（ＣＴ１）と、第１端子（Ｔ１）と第２端子（Ｔ２）との間に接続され、高周波信号の１／４波長の電気長を有する第１分布定数部品（１０）と、第３端子（Ｔ３）とＧＮＤ間に直列に配置した第２スイッチ手段（２２）及び第２容量性リアクタンス（２４）と、第２スイッチ手段（２２）及び第２容量性リアクタンス（２４）に並列に配置した第２誘導性リアクタンス（２６）と、第２スイッチ手段（２２）及び第２容量性リアクタンス（２４）の間に配置した第２制御端子（ＣＴ２）と、第１端子（Ｔ１）と第３端子（Ｔ３）との間に接続され、高周波信号の１／４波長の電気長を有する第２分布定数部品（２０）と、を備え、第１制御端子（ＣＴ１）及び第２制御端子（ＣＴ２）を介して電圧を印加することにより第１スイッチ手段（１２）又は第２スイッチ手段（２２）のオン又はオフ状態を相互に切り換えることにより、高周波信号の通過経路を２系統に切り換え可能に構成され、第１容量性リアクタンス（１４）、第１誘導性リアクタンス（１６）、第２容量性リアクタンス（２４）及び第２誘導性リアクタンス（２６）は、二以上の端子を有し、その端子のうちの一つを接地するとよい。
【００３６】
このようにすると、少ない部品点数で高周波信号の通過損失を低減することができる高周波スイッチ（１）とすることができる。以下図５に基づき説明する。なお、図５においては、説明を分かりやすくするため、第１スイッチ手段（１２）及び第２スイッチ手段（２２）として主にダイオードを用いて説明する。
【００３７】
従来の高周波スイッチ（１）は、図５（ａ）（図４（ａ）と同じ回路）に示す構成となっている。図５（ａ）中に示す第１スイッチ手段（１２）及び第２スイッチ手段（２２）には、容量性リアクタンスや誘導性リアクタンスが発生する。
【００３８】
例えば、第１スイッチ手段（１２）がダイオードの場合、ダイオードのオフ時には、容量性リアクタンスとしてオフ時キャパシタンスが発生する。したがって、図５（ｂ）に示すように、誘導性リアクタンス（１６，２６）を第１ダイオード（１２）及び第２ダイオード（２２）と並列接続すればオフ時キャパシタンスを打ち消すことができる。
【００３９】
また、第１ダイオード（１２）及び第２ダイオード（２２）のオン時には、オン時インダクタンスが発生するので、図５（ｃ）に示すように、容量性リアクタンス（１４，２４）を第１ダイオード（１２）及び第２ダイオード（２２）に直列接続すればオン時インダクタンスを打ち消すことができる。
【００４０】
ところが、第１ダイオード（１２）及び第２ダイオード（２２）に容量性リアクタンス（１４，２４）を直列接続すると第１制御端子（ＣＴ１）及び第２制御端子（ＣＴ２）からの電流（ＤＣバイアス電流）が第１ダイオード（１２）及び第２ダイオード（２２）に流れないので、図５（ｄ）に示すように、第１ダイオード（１２）及び第２ダイオード（２２）の方向を反転させた上で第１抵抗（１８）及び第２抵抗（２８）を第１ダイオード（１２）及び第２ダイオード（２２）のアノード側に接続する。
【００４１】
このようにした高周波回路においては、ＤＣカットコンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）は不要となるので、削除する。このようにして構成された高周波スイッチ（１）の高周波回路を図５（ｅ）に示す。
【００４２】
この図５（ｅ）に示す高周波スイッチ（１）では、第１ダイオード（１２）及び第２ダイオード（２２）の有するオン時インダクタンス及びオフ時キャパシタンスを誘導性リアクタンス（１６，２６）及び容量性リアクタンス（１４，２４）で打ち消すとともに、誘導性リアクタンス（１６，２６）及び容量性リアクタンス（１４，２４）となる部品の一端を接地することにより、対ＧＮＤ寄生容量（浮遊容量）も打ち消すことができる。
【００４３】
ここでは、前述のように、第１スイッチ手段（１２）及び第２スイッチ手段（２２）の例として、ダイオードを用いて説明したが、例えば、トランジスタ、リレー、メカニカルスイッチなどの他のスイッチ手段も同様に、誘導性リアクタンスや容量性リアクタンスを有しているので、同様にして、それらを誘導性リアクタンス（１６，２６）及び容量性リアクタンス（１４，２４）で打ち消すことができる。
【００４４】
さらに、誘導性リアクタンス（１６，２６）及び容量性リアクタンス（１４，２４）となる部品の一端を接地することにより、対ＧＮＤ寄生容量（浮遊容量）も打ち消すことができる。
【００４５】
このように、高周波スイッチ（１）では、第１スイッチ手段（１２）及び第２スイッチ手段（２２）の有する容量性リアクタンス及び誘導性リアクタンスをそれぞれ誘導性リアクタンス（１６，２６）及び容量性リアクタンス（１４，２４）で打ち消すとともに、誘導性リアクタンス（１６，２６）及び容量性リアクタンス（１４，２４）となる部品の一端を接地することにより、対ＧＮＤ寄生容量（浮遊容量）も打ち消すことができる。
【００４６】
なお、第１分布定数部品（１０）及び第２分布定数部品（２０）における「分布定数部品」とは、分布定数線路ともいい、キャパシタンスとインダクタンスとが無数に分布した部品のことであり、集中定数部品に置き換えて構成することもできる。
【００４７】
また、「第１スイッチ手段（１２）のオン又はオフの状態を反転させるための、高周波信号の１／４波長の電気長を有する第１分布定数部品（１０）」とは、前述のように、第１スイッチ手段（１２）がオンのときに、第１端子（Ｔ１）と第２端子（Ｔ２）間をオフとし、第１スイッチ手段（１２）がオフのときに、第１端子（Ｔ１）と第２端子（Ｔ２）間をオンとする、高周波信号の１／４波長の電気長を有する第１分布定数部品（１０）のことをいう。
【００４８】
「第２スイッチ手段（２２）のオン又はオフの状態を反転させるための、高周波信号の１／４波長の電気長を有する第１分布定数部品（２０）」についても同様である。
ところで、第１スイッチ手段（１２）及び第２スイッチ手段（２２）としては、種々のものが考えられるが、請求項５に記載のように、第１スイッチ手段（１２）及び第２スイッチ手段（２２）をダイオード（１２，２２）とすると、第１スイッチ手段（１２）及び第２スイッチ（２２）手段を簡単な回路で実現することができる。また、前述のように、オン時インダクタンス及びオフ時キャパシタンスを打ち消すとともに、対ＧＮＤ寄生容量（浮遊容量）も打ち消すことができる。
【００４９】
また、高周波信号の１／４波長の電気長を有する第１分布定数部品（１０）及び第２分布定数部品（２０）を、請求項６に記載のように、基板上に形成されるマイクロストリップライン（１０，２０）とすると、高周波信号の１／４波長の電気長を有する部品を、従来のパターン形成方法によって基板上に容易に形成することができる。
【００５０】
さらに、請求項７に記載のように、高周波スイッチ（１）において、第１リアクタンス（１４）及び第２容量性リアクタンス（２４）を、少なくとも２層のパターン層が積層されており、そのうち１層が回路パターンを形成するための層であり、隣接する他の層がＧＮＤ層となっている基板において、回路パターンを形成するための層に回路パターンを形成することにより、その回路パターンとＧＮＤ層との間で決定されるキャパシタンスを有するコンデンサとして形成する。
【００５１】
また、第１誘導性リアクタンス（１６）及び第２誘導性リアクタンス（２６）を、回路パターンを形成するための層に回路パターンで形成することにより、その回路パターンにより決定されるインダクタンスを有するコイルとして形成されるようにするとよい。
【００５２】
このようにすると、容量性 リアクタンス及び誘導性リアクタンスを、従来のパターン形成技術により基板上にコンデンサやコイルとして形成できるので、容易に部品点数を減らすことができ、小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】高周波スイッチ１の概略の回路構成を示す回路図である。
【図２】従来の高周波スイッチの概略の回路構成を示す回路図である。
【図３】高周波回路を構成する部品に発生する寄生容量とそのキャンセル方法を示す図である。
【図４】従来型の単極双投シャント型高周波スイッチの概略の構成と機能を示す図である。
【図５】従来型の単極双投シャント型高周波スイッチを本願発明に係る高周波スイッチ１の回路に変換する過程を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
【００５５】
（高周波スイッチ１の構成）
図１は、本発明が適用された高周波スイッチ１の概略の回路構成を示す回路図である。図１に示すように、高周波スイッチ１は、第１高周波ライン３及び第２高周波ライン５を備え、その第１高周波ライン３と第２高周波ライン５とを切り替え可能に構成されている高周波スイッチである。
【００５６】
第１高周波ライン３は、第１マイクロストリップライン１０、第１ダイオード１２、第１コンデンサ１４、第１コイル１６、第１抵抗１８及び第１制御端子ＣＴ１を備えており、第２高周波ライン５は、第２マイクロストリップライン２０、第２ダイオード２２、第２コンデンサ２４、第２コイル２６、第２抵抗２８及び第２制御端子ＣＴ２を備えている。
【００５７】
第１マイクロストリップライン１０は、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に接続される、高周波信号の１／４波長の電気長を有するマイクロストリップラインであり、その特性を分布定数で表すことができる分布定数部品である。基板上の回路パターンとして形成されている。
【００５８】
第１ダイオード１２及び第１コンデンサ１４は、第２端子Ｔ２とＧＮＤ間に直列に配置されており、第１ダイオード１２は、第２端子Ｔ２側を順方向として配置されている。また、第１コンデンサ１４は、容量性リアクタンスであり、２層基板上の回路パターンとして形成されている。
【００５９】
つまり、第１コンデンサ１４は、１層が回路パターンを形成するための層であり、他の層がＧＮＤ層となっている２層基板において、回路パターンを形成するための層に形成された回路パターンと、その回路パターンとＧＮＤ層との間で決定されるキャパシタンスを有するコンデンサとして形成される。
【００６０】
ここで、基板は、回路パターンを形成する層とＧＮＤ層が隣接して積層されていれば、２層以上の多層基板であってもよい。
第１コイル１６は、第１ダイオード１２及び第１コンデンサ１４に並列に配置された誘導性リアクタンスであり、基板上の回路パターンとして形成されている。また、第１制御端子ＣＴ１は、電流制限用の第１抵抗１８を介して、第１ダイオード１２及び第１コンデンサ１４の間に接続されている。
【００６１】
第２マイクロストリップライン２０は、第１端子Ｔ１と第３端子Ｔ３との間に接続される、高周波信号の１／４波長の電気長を有するマイクロストリップラインであり、その特性を分布定数で表すことができる分布定数部品である。基板上の回路パターンとして形成されている。
【００６２】
第２ダイオード２２及び第２コンデンサ２４は、第３端子Ｔ３とＧＮＤ間に直列に配置されており、第２ダイオード２２は、第３端子Ｔ３側を順方向として配置されている。また、第２コンデンサ２４は、容量性リアクタンスであり、第１コンデンサ１２と同様に、２層基板上の回路パターンとして形成されている。
【００６３】
第２コイル２６は、第２ダイオード２２及び第２コンデンサ２４に並列に配置された誘導性リアクタンスであり、基板上の回路パターンとして形成されている。また、第２制御端子ＣＴ２は、電流制限用の第２抵抗２８を介して、第２ダイオード２２及び第２コンデンサ２４の間に接続されている。
【００６４】
（高周波スイッチ１の作動）
高周波スイッチ１では、第１端子Ｔ１に図示しないアンテナが接続され、第２端子Ｔ２に図示しない送信回路、第３端子Ｔ３に図示しない受信回路が接続されている。また、第１制御端子ＣＴ１及び第２制御端子ＣＴ２には、図示しない直流電源が接続されている。
【００６５】
直流電源は、第１制御端子ＣＴ１に直流５［Ｖ］（以下、５［Ｖ］の電圧を「Ｈ」とも呼ぶ。）を印加するとともに、第２制御端子ＣＴ２には、０［Ｖ］（以下、０［Ｖ］の電圧を「Ｌ」とも呼ぶ。）を印加する。逆に、第１制御端子ＣＴ１に［Ｌ］を印加するときには、第２制御端子ＣＴ２には、「Ｈ」を印加するという、いわゆるオルタネート作動をする。
【００６６】
第１制御端子ＣＴ１に「Ｈ」が印加されると、前述の従来型の高周波スイッチと同様に第１抵抗１８と第１ダイオード１２によって第２端子Ｔ２が短絡状態となる。したがって、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２の間は、「オフ」となる。したがって、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２間には高周波信号が通過しなくなる（図４（ｂ）参照）。
【００６７】
同時に、第２制御端子ＣＴ２には、「Ｌ」が印加されるので、第２抵抗２８と第２ダイオード２２によって第３端子Ｔ３が開放状態となる。したがって、第１端子Ｔ１と第３端子Ｔ３の間は、「オン」となる。したがって、第１端子Ｔ１と第３端子Ｔ３間には高周波信号が通過する（図４（ｃ）参照）。
【００６８】
逆に、第１制御端子ＣＴ１に「Ｌ」が印加されると、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２の間はオンとなるので、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２間には高周波信号が通過する。
同時に、第２制御端子ＣＴ２には、「Ｈ」が印加されるので、第１端子Ｔ１と第３端子Ｔ３の間はオフとなるので、第１端子Ｔ１と第３端子Ｔ３間には高周波信号が通過しなくなる。
【００６９】
このように、第１制御端子ＣＴ１及び第２制御端子ＣＴ２を、同時に「Ｈ」、「Ｌ」又は「Ｌ」、「Ｈ」とすることで高周波信号を２系統に切り換えるというスイッチング動作ができる。
【００７０】
（高周波スイッチ１の特徴）
この高周波スイッチ１では、前述のように、第１ダイオード１２及び第２ダイオード２２の有するオン時インダクタンスを、容量性リアクタンスである第１コンデンサ１４及び第２コンデンサ２４で打ち消すとともに、オフ時キャパシタンスを、誘導性リアクタンスである第１コイル１６及び第２コイル２６で打ち消すことができる。
【００７１】
さらに、容量性リアクタンス部品である第１コンデンサ１４、第２コンデンサ２４及び誘導性リアクタンス部品である第１コイル１６、第２コイル２６の一端を接地することにより、対ＧＮＤの寄生容量（浮遊容量）も同時に打ち消すことができる。
【００７２】
また、高周波信号の１／４波長の電気長を有する第１マイクロストリップライン１０及び第２マイクロストリップライン２０を基板上に形成しているので、従来のパターン形成方法により、基板上に容易に形成することができる。
【００７３】
さらに、高周波スイッチ１において、第１コンデンサ１４及び第２コンデンサ２４と第１コイル１６及び第２コイル２６を基板上の回路パターンで形成しているので、従来のパターン形成技術により、基板上に形成できる。したがって、容易に部品点数を減らすことができ、さらに、第１端子Ｔ１、第２端子Ｔ２及び第３端子Ｔ３がＧＮＤ電位であるので、ＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅの略：静電破壊）に強い高周波スイッチ１とすることができる。
【００７４】
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
【００７５】
（１）上記実施形態では、分布定数部品として、基板上に回路パターンとして形成した第１及び第２マイクロストリップライン１０，２０を用いたが、第１及び第２マイクロストリップライン１０，２０の代わりに導波管や同軸ケーブル或いは平衡線を用いてもよい。
【００７６】
さらに、コンデンサやコイルなどの集中定数部品を組み合わせて分布定数回路を構成してもよい。
（２）上記実施形態では、第１コンデンサ１４，第２コンデンサ２４、第１コイル１６、第２コイル２６を基板上に回路パターンとして形成したが、コンデンサ部品やコイル部品を用いてもよい。
【００７７】
（３）上記実施形態では、第１マイクロストリップライン１０及び第２マイクロストリップライン２０を、高周波信号の１／４波長の電位長を有するものとしていたが、移相器を備える等により、電気長を可変にすることができるようにしてもよい。
【００７８】
このようにすると、高周波スイッチ１で切り換えることができる高周波信号の周波数の幅を大きくすることができる。換言すれば、多数の種類の高周波信号を切り換えることができる高周波スイッチとすることができる。
【００７９】
（４）また、高周波スイッチ１を構成する各部品をＩＣで構成してもよい。
（５）また、第１ダイオード１２及び第２ダイオード２２は、トランジスタ、リレー、メカニカルスイッチなどオン／オフ作動ができるものであればよい。
【符号の説明】
【００８０】
１…高周波スイッチ、３…第１高周波ライン、５…第２高周波ライン、１０…第１マイクロストリップライン、１２…第１ダイオード、１４…第１コンデンサ、１６…第１コイル、１８…第１抵抗、２０…第２マイクロストリップライン、２２…第２ダイオード、２４…第２コンデンサ、２６…第２コイル、２８…第２抵抗、ＣＴ１…第１制御端子、ＣＴ２…第２制御端子、Ｔ１…第１端子、Ｔ２…第２端子、Ｔ３…第３端子。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の回路を構成する二以上の端子を有する部品の端子のうちの一つを接地することを特徴とする高周波回路。
【請求項２】
請求項１に記載の高周波回路において、
前記部品は、前記回路を所定周波数よりも低い周波数信号において、接地しない状態で回路を作動することができる部品であることを特徴とする高周波回路。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の高周波回路において、
前記部品は、前記高周波回路を構成するスイッチ手段のオン時のインダクタンスないしオフ時のリアクタンスの少なくとも一つを打ち消す共振回路部品であることを特徴とする高周波回路。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の高周波回路において、
前記高周波回路は、
第１端子と第２端子間又は第１端子と第３端子間の高周波信号の通過経路を切り換える高周波スイッチであって、
前記第２端子とＧＮＤ間に直列に配置した第１スイッチ手段及び第１容量性リアクタンスと、
前記第１スイッチ手段及び前記第１容量性リアクタンスに並列に配置した第１誘導性リアクタンスと、
前記第１スイッチ手段及び前記第１容量性リアクタンスの間に配置した第１制御端子と、
前記第１端子と前記第２端子との間に接続され、高周波信号の１／４波長の電気長を有する第１分布定数部品と、
前記第３端子とＧＮＤ間に直列に配置した第２スイッチ手段及び第２容量性リアクタンスと、
前記第２スイッチ手段及び前記第２容量性リアクタンスに並列に配置した第２誘導性リアクタンスと、
前記第２スイッチ手段及び前記第２容量性リアクタンスの間に配置した第２制御端子と、
前記第１端子と前記第３端子との間に接続され、高周波信号の１／４波長の電気長を有する第２分布定数部品と、
を備え、
前記第１制御端子及び前記第２制御端子を介して電圧を印加することにより前記第１スイッチ手段又は前記第２スイッチ手段のオン又はオフ状態を相互に切り換えることにより、高周波信号の通過経路を２系統に切り換え可能に構成され、
前記第１容量性リアクタンス、前記第１誘導性リアクタンス、前記第２容量性リアクタンス及び前記第２誘導性リアクタンスは、二以上の端子を有し、該端子のうちの一つを接地することを特徴とする高周波スイッチ。
【請求項５】
請求項４に記載の高周波スイッチにおいて、
前記第１スイッチ手段及び前記第２スイッチ手段は、ダイオードであることを特徴とする高周波スイッチ。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の高周波スイッチにおいて、
前記第１分布定数部品及び前記第２分布定数部品は、基板上に形成されるマイクロストリップラインであることを特徴とする高周波スイッチ。
【請求項７】
請求項４乃至請求項７の何れかに記載の高周波スイッチにおいて、
前記第１容量性リアクタンス及び前記第２容量性リアクタンスは、
少なくとも２層のパターン層が積層されており、そのうち１層が回路パターンを形成するための層であり、隣接する他の層がＧＮＤ層となっている基板において、前記回路パターンを形成するための層に、回路パターンを形成することにより、その回路パターンとＧＮＤ層との間で決定されるキャパシタンスを有するコンデンサとして形成され、
前記第１誘導性リアクタンス及び前記第２誘導性リアクタンスは、
前記回路パターンを形成するための層に回路パターンで形成することにより、その回路パターンにより決定されるインダクタンスを有するコイルとして形成されることを特徴とする高周波スイッチ。
【請求項１】
基板上の回路を構成する二以上の端子を有する部品の端子のうちの一つを接地することを特徴とする高周波回路。
【請求項２】
請求項１に記載の高周波回路において、
前記部品は、前記回路を所定周波数よりも低い周波数信号において、接地しない状態で回路を作動することができる部品であることを特徴とする高周波回路。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の高周波回路において、
前記部品は、前記高周波回路を構成するスイッチ手段のオン時のインダクタンスないしオフ時のリアクタンスの少なくとも一つを打ち消す共振回路部品であることを特徴とする高周波回路。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の高周波回路において、
前記高周波回路は、
第１端子と第２端子間又は第１端子と第３端子間の高周波信号の通過経路を切り換える高周波スイッチであって、
前記第２端子とＧＮＤ間に直列に配置した第１スイッチ手段及び第１容量性リアクタンスと、
前記第１スイッチ手段及び前記第１容量性リアクタンスに並列に配置した第１誘導性リアクタンスと、
前記第１スイッチ手段及び前記第１容量性リアクタンスの間に配置した第１制御端子と、
前記第１端子と前記第２端子との間に接続され、高周波信号の１／４波長の電気長を有する第１分布定数部品と、
前記第３端子とＧＮＤ間に直列に配置した第２スイッチ手段及び第２容量性リアクタンスと、
前記第２スイッチ手段及び前記第２容量性リアクタンスに並列に配置した第２誘導性リアクタンスと、
前記第２スイッチ手段及び前記第２容量性リアクタンスの間に配置した第２制御端子と、
前記第１端子と前記第３端子との間に接続され、高周波信号の１／４波長の電気長を有する第２分布定数部品と、
を備え、
前記第１制御端子及び前記第２制御端子を介して電圧を印加することにより前記第１スイッチ手段又は前記第２スイッチ手段のオン又はオフ状態を相互に切り換えることにより、高周波信号の通過経路を２系統に切り換え可能に構成され、
前記第１容量性リアクタンス、前記第１誘導性リアクタンス、前記第２容量性リアクタンス及び前記第２誘導性リアクタンスは、二以上の端子を有し、該端子のうちの一つを接地することを特徴とする高周波スイッチ。
【請求項５】
請求項４に記載の高周波スイッチにおいて、
前記第１スイッチ手段及び前記第２スイッチ手段は、ダイオードであることを特徴とする高周波スイッチ。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の高周波スイッチにおいて、
前記第１分布定数部品及び前記第２分布定数部品は、基板上に形成されるマイクロストリップラインであることを特徴とする高周波スイッチ。
【請求項７】
請求項４乃至請求項７の何れかに記載の高周波スイッチにおいて、
前記第１容量性リアクタンス及び前記第２容量性リアクタンスは、
少なくとも２層のパターン層が積層されており、そのうち１層が回路パターンを形成するための層であり、隣接する他の層がＧＮＤ層となっている基板において、前記回路パターンを形成するための層に、回路パターンを形成することにより、その回路パターンとＧＮＤ層との間で決定されるキャパシタンスを有するコンデンサとして形成され、
前記第１誘導性リアクタンス及び前記第２誘導性リアクタンスは、
前記回路パターンを形成するための層に回路パターンで形成することにより、その回路パターンにより決定されるインダクタンスを有するコイルとして形成されることを特徴とする高周波スイッチ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２７２９５５（Ｐ２０１０−２７２９５５Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２０９９７（Ｐ２００９−１２０９９７）
【出願日】平成２１年５月１９日（２００９．５．１９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１９日（２００９．５．１９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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