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Dokumentenidentifikation DE19518142A1 23.11.1995
Titel Hochfrequenzschalter
Anmelder Murata Mfg. Co., Ltd., Nagaokakyo, Kyoto, JP
Erfinder Morikawa, Takehiko, Nagaokakyo, Kyoto, JP;
Iida, Kazuhiro, Nagaokakyo, Kyoto, JP
Vertreter Schoppe, F., Dipl.-Ing.Univ., Pat.-Anw., 82049 Pullach
DE-Anmeldedatum 17.05.1995
DE-Aktenzeichen 19518142
Offenlegungstag 23.11.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.11.1995
IPC-Hauptklasse H01P 1/15
IPC-Nebenklasse H03K 17/76   
Zusammenfassung Ein Hochfrequenzschalter weist eine erste Diode auf. Die Anode der ersten Diode ist über einen Kondensator mit einer Sendeschaltung TX verbunden und liegt über eine erste Streifenleitung und einen Kondensator auf Masse. Ein erster Steueranschluß ist mit einem Verbindungspunkt der ersten Streifenleitung und des Kondensators verbunden, wobei eine Steuerschaltung zum Schalten des Hochfrequenzschalters mit dem ersten Steueranschluß verbunden ist. Die Kathode der ersten Diode ist über einen Kondensator mit einer Antenne ANT verbunden. Ein Ende einer zweiten Streifenleitung ist über den Kondensator mit der Antenne ANT verbunden. Das Ende der zweiten Streifenleitung ist über einen Kondensator mit Masse verbunden. Das andere Ende der zweiten Streifenleitung ist über einen Kondensator mit einer Empfangsschaltung RX verbunden und liegt über eine zweite Diode und einen Kondensator auf Masse.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Hochfrequenzschalter und insbesondere bezieht sich dieselbe auf einen Hochfrequenzschalter zum Schalten eines Signalwegs in einer Hochfrequenzschaltung, z. B. einem digitalen tragbaren Telefon oder dergleichen.

Wie in Fig. 8 gezeigt ist, wird ein Hochfrequenzschalter zum Schalten einer Verbindung zwischen einer Sendeschaltung TX und einer Antenne ANT und einer Verbindung zwischen einer Empfangsschaltung RX und der Antenne ANT in einem digitalen tragbaren Telefon oder dergleichen verwendet.

Fig. 9 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Beispiel einer Hochfrequenzschaltung zeigt, die eine Hintergrundtechnik der vorliegenden Erfindung ist. Der Hochfrequenzschalter 1 ist mit einer Antenne ANT, einer Sendeschaltung TX und einer Empfangsschaltung RX verbunden. Die Anode einer ersten Diode 3 ist über einen Kondensator 2 mit der Sendeschaltung TX verbunden. Die Anode der ersten Diode 3 ist über eine Reihenschaltung einer ersten Streifenleitung 4 und eines Kondensators 5 mit Masse verbunden. Ein erster Steueranschluß 6 ist mit einem Verbindungspunkt der ersten Streifenleitung 4 und des Kondensators 5 verbunden. Eine Steuerschaltung zum Schalten des Hochfrequenzschalters ist mit dem ersten Steueranschluß 6 verbunden. Ferner ist die Kathode der ersten Diode 3 über einen Kondensator 7 mit der Antenne ANT verbunden. Eine Reihenschaltung einer Streifenleitung 8, als ein induktives Bauelement, und eines Kondensators 9 und ein Widerstand 10 sind parallel zu der ersten Diode 3 geschaltet. Außerdem ist ein Ende einer zweiten Streifenleitung 11 über den Kondensator 7 mit der Antenne ANT verbunden. Das andere Ende der zweiten Streifenleitung 11 ist über einen Kondensator 12 mit der Empfangsschaltung RX verbunden. Die Anode einer zweiten Diode 13 ist mit einem Verbindungspunkt der zweiten Streifenleitung 11 und des Kondensators 12 verbunden. Die Kathode der zweiten Diode 13 ist über einen Kondensator 14 mit Masse verbunden. Ein Widerstand 15 ist parallel zu der zweiten Diode 13 geschaltet. Außerdem ist ein zweiter Steueranschluß 17 über einen weiteren Widerstand 16 mit der Kathode der zweiten Diode 13 verbunden. Eine weitere Steuerschaltung zum Schalten des Hochfrequenzschalters ist mit dem zweiten Steueranschluß 17 verbunden.

Wird mit dem Hochfrequenzschalter 1, der in Fig. 9 gezeigt ist, gesendet, wird an den ersten Steueranschluß 6 eine positive Spannung angelegt, so daß das Potential des ersten Steueranschlusses 6 höher wird als das des zweiten Steueranschlusses 17. Zu dieser Zeit wird eine Gleichsignal-Komponente durch die Kondensatoren 2, 5, 7, 12 und 14 blockiert, so daß die Spannung, die an den ersten Steueranschluß 6 angelegt wird, nur an eine Schaltung angelegt ist, die die erste Diode 3 und die zweite Diode 13 einschließt. Folglich werden durch die Spannung die erste Diode 3 und die zweite Diode 13 EIN-geschaltet. Wenn die erste Diode 3 und die zweite Diode 13 EIN-geschaltet sind, wird ein Signal von der Sendeschaltung TX zu der Antenne ANT übertragen, wobei danach das Signal von der Antenne ANT gesendet wird. Ferner existieren zu diesem Zeitpunkt, wie eine äquivalente Schaltung, wenn die erste Diode 3 und die zweite Diode 13 EIN-geschaltet sind, in Fig. 10 zeigt, induktive Komponenten in der ersten Diode 3 und der zweiten Diode 13. Folglich wird das Sendesignal von der Sendeschaltung TX nicht zu der Empfangsschaltung RX übertragen, da die zweite Streifenleitung 11 über die zweite Diode 13 und den Kondensator 14 auf Masse liegt und in Resonanz tritt, wobei der Widerstand, der von dem Verbindungspunkt A zu der Empfangsschaltungsseite RX beobachtet wird, unendlich ist.

Andererseits wird beim Empfangen dem ersten Steueranschluß 6keine Spannung angelegt, während dem zweiten Steueranschluß 17 eine positive Spannung angelegt wird, so daß die erste Diode 3 und die zweite Diode 13 AUS-geschaltet sind. Folglich wird ein Empfangssignal zu der Empfangsschaltung RX übertragen und nicht zu der Sendeschaltungsseite TX übertragen.

Auf diese Weise kann bei dem Hochfrequenzschalter 1 durch Steuern der Spannungen, die dem ersten Steueranschluß 6 und dem zweiten Steueranschluß 17 angelegt werden, zwischen Senden und Empfangen geschaltet werden.

Jedoch existieren bei dem herkömmlichen Hochfrequenzschalter 1, der in Fig. 9 gezeigt ist, beim Empfangen kapazitive Komponenten in der ersten Diode 3 und der zweiten Diode 13, wie eine äquivalente Schaltung, wenn die erste Diode 3 und die zweite Diode 13 AUS-geschaltet sind, in Fig. 11 zeigt. Wenn eine solche kapazitive Komponente in der zweiten Diode 13 existiert, wird, da das andere Ende der zweiten Streifenleitung 11 über die kapazitive Komponente mit Masse verbunden ist, die charakteristische Impedanz der zweiten Streifenleitung 11 gering und ist nicht mit der Impedanz der Empfangsschaltungsseite RX angepaßt. Wie durch eine Reflexionscharakteristik zwischen der Antenne und der Empfangsschaltung beim Empfangen in Fig. 12 gezeigt ist, existiert folglich beim dem Hochfrequenzschalter 1 ein Problem, dahingehend, daß ein Reflexionsverlust beim Empfangen groß ist und ein Einfügungsverlust beim Empfangen 1,0 dB beträgt.

Obwohl der Reflexionsverlust und der Einfügungsverlust bei dem Hochfrequenzschalter 1 beim Empfangen gering wird, wenn die zweite Diode 13, der Kondensator 14 und die Widerstände 15 und 16 zum Senken des Einfügungsverlusts beim Empfangen entfernt werden, wie durch eine Reflexionscharakteristik zwischen der Antenne und der Empfangsschaltung beim Empfangen in Fig. 13 gezeigt ist, wird dies bei einem Hochfrequenzschalter nicht verwendet, da beim Senden ein Signal zu der Empfangsschaltungsseite RX fließt.

Demgemäß ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hochfrequenzschalter zu schaffen, bei dem der Einfügungsverlust beim Empfangen verringert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch einen Hochfrequenzschalter gemäß Anspruch 1 gelöst.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Hochfrequenzschalter, der mit einer Sendeschaltung, einer Empfangsschaltung und einer Antenne verbunden ist, um eine Verbindung zwischen der Sendeschaltung und der Antenne und eine Verbindung zwischen der Empfangsschaltung und der Antenne zu schalten, mit folgenden Merkmalen: einer ersten Diode, deren Anode mit der Sendeschaltungsseite verbunden ist, und deren Kathode mit der Antennenseite verbunden ist, einer Streifenleitung, die zwischen die Antenne und die Empfangsschaltung geschaltet ist, einer zweiten Diode, deren Anode mit der Empfangsschaltungsseite verbunden ist, und deren Kathode mit einer Masseseite verbunden ist, und einem Kondensator, der zwischen ein Ende der Streifenleitung an der Antennenseite und die Masse geschaltet ist.

Beim Senden wird an die erste Diode und die zweite Diode eine Vorwärtsspannung angelegt, derart, daß die erste Diode und die zweite Diode EIN-geschaltet werden. Folglich wird ein Signal von der Sendeschaltung über die erste Diode zu der Antenne übertragen, und das Signal wird von der Antenne gesendet. Ferner wird zu diesem Zeitpunkt das Sendesignal von der Sendeschaltung nicht zu der Empfangsschaltung übertragen, da die Streifenleitung über die zweite Diode mit Masse verbunden ist und in Resonanz tritt, wobei eine Impedanz, die von der Antennenseite zu der Empfangsschaltungsseite beobachtet wird, unendlich ist.

Andererseits wird beim Empfangen eine Rückwärtsspannung an die erste Diode und die zweite Diode angelegt, derart, daß die erste Diode und die zweite Diode AUS-geschaltet sind. Zu diesem Zeitpunkt existiert in der zweiten Diode eine kapazitive Komponente, wobei das andere Ende der Streifenleitung über die kapazitive Komponente der zweiten Diode auf Masse liegt. Folglich ist die charakteristische Impedanz der Streifenleitung durch die kapazitive Komponente der zweiten Diode erniedrigt. Da jedoch das Ende der Streifenleitung über den Kondensator auf Masse liegt, ist die charakteristische Impedanz der Streifenleitung derart geändert, daß dieselbe durch die Kapazität des Kondensators bei einer vorgeschriebenen Frequenz erhöht ist. Folglich kann die charakteristische Impedanz der Streifenleitung bei der vorgeschriebenen Frequenz mit der Impedanz der Empfangsschaltungsseite angepaßt sein, wenn die Kapazität des Kondensators eingestellt ist, wobei der Einfügungsverlust beim Empfangen verringert werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Hochfrequenzschalter erhalten werden, bei dem der Einfügungsverlust beim Empfangen verringert sein kann.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 eine veranschaulichende Ansicht eines Laminats, das bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel verwendet ist;

Fig. 3 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht des in Fig. 2 gezeigten Laminats;

Fig. 4 ein Schaltungsdiagramm des Ausführungsbeispiels, das in Fig. 1 gezeigt ist;

Fig. 5 ein äquivalentes Schaltungsdiagramm beim Senden bei dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 gezeigt ist;

Fig. 6 ein äquivalentes Schaltungsdiagramm beim Empfangen mit dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 gezeigt ist;

Fig. 7 ein Graph, der eine Reflexionscharakteristik zwischen einer Antenne und einer Empfangsschaltung beim Empfangen mit dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 gezeigt ist, zeigt;

Fig. 8 eine veranschaulichende Ansicht, die eine Funktion eines Hochfrequenzschalters zeigt;

Fig. 9 ein Schaltungsdiagramm, das ein Beispiel eines Hochfrequenzschalters, der eine Hintergrundtechnik der vorliegenden Erfindung ist, zeigt;

Fig. 10 ein äquivalentes Schaltungsdiagramm beim Senden mit dem Hochfrequenzschalter, der in Fig. 9 gezeigt ist;

Fig. 11 ein äquivalentes Schaltungsdiagramm beim Empfangen mit dem Hochfrequenzschalter, der in Fig. 9 gezeigt ist;

Fig. 12 einen Graph, der eine Reflexionscharakteristik zwischen einer Antenne und einer Empfangsschaltung beim Empfangen mit dem Hochfrequenzschalter, der in Fig. 9 gezeigt ist, zeigt; und

Fig. 13 einen Graph, der eine Reflexionscharakteristik zwischen der Antenne und der Empfangsschaltung beim Empfangen zeigt, wenn eine zweite Diode, usw., von der Hochfrequenzschaltung, die in Fig. 9 gezeigt ist, entfernt sind.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, Fig. 2 ist eine veranschaulichende Ansicht eines Laminats, das bei dem Ausführungsbeispiel verwendet ist, Fig. 3 ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht des Laminats und Fig. 4 ist ein Schaltungsdiagramm des Ausführungsbeispiels. Obwohl der Hochfrequenzschalter des Ausführungsbeispiels durch seine laminierte Struktur und Schaltung charakterisiert ist, wird die Schaltung des Hochfrequenzschalters des Ausführungsbeispiels bezugnehmend auf Fig. 4 beschrieben, da ein Hochfrequenzschalter gemäß der vorliegenden Erfindung durch seine Schaltung charakterisiert ist.

Der Hochfrequenzschalter 20 ist mit einer Antenne ANT, einer Sendeschaltung TX und einer Empfangsschaltung RX verbunden. Die Anode einer ersten Diode 24 ist über einen Kondensator 22 mit der Sendeschaltung TX verbunden. Die Anode der ersten Diode 24 ist über eine Reihenschaltung einer ersten Streifenleitung 26 und eines Kondensators 28 mit Masse verbunden. Ein erster Steueranschluß 30 ist mit einem Verbindungspunkt der ersten Streifenleitung 26 und des Kondensators 28 verbunden. Eine Steuerschaltung zum Schalten des Hochfrequenzschalters ist mit dem ersten Steueranschluß 30 verbunden. Ferner ist eine Kathode der ersten Diode 24 über einen Kondensator 32 mit der Antenne ANT verbunden. Eine Reihenschaltung einer Streifenleitung 34, als einem induktiven Bauelement, und eines Kondensators 36 und ein Widerstand 38 sind zu der ersten Diode 24 parallel geschaltet. Außerdem ist ein Ende einer zweiten Streifenleitung 40 über den Kondensator 32 mit der Antenne ANT verbunden. Ferner ist das Ende der zweiten Streifenleitung 40 über einen Kondensator 42 mit Masse verbunden. Das andere Ende der zweiten Streifenleitung 40 ist über einen Kondensator 44 mit der Empfangsschaltung RX verbunden. Ferner ist die Anode einer zweiten Diode 46 mit einem Verbindungspunkt der zweiten Streifenleitung 40 und des Kondensators 44 verbunden. Die Kathode der zweiten Diode 46 ist über einen Kondensator 48 mit Masse verbunden. Ferner ist ein Widerstand 50 zu der zweiten Diode 46 parallel geschaltet. Außerdem ist ein zweiter Steueranschluß 54über einen weiteren Widerstand 52 mit der Kathode der zweiten Diode 46 verbunden. Eine weitere Steuerschaltung zum Schalten des Hochfrequenzschalters ist mit dem zweiten Steueranschluß 54 verbunden.

Als nächstes wird die laminierte Struktur des Hochfrequenzschalters 20 bezugnehmend auf Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, usw., beschrieben. Wie speziell in Fig. 1 gezeigt ist, schließt der Hochfrequenzschalter 20 eine Mehrschicht-Platine oder ein Laminat 60 ein. Wie in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigt ist, ist das Laminat 60 durch Laminieren vieler dielektrischer Schichten 62a bis 62g, usw., ausgebildet.

Auf der obersten dielektrischen Schicht 62a sind Kontaktflächen ausgebildet. Die erste Diode 24, die zweite Diode 46 und die Widerstände 38, 50 und 52 sind mit den Kontaktflächen verbunden.

Auf der zweiten dielektrischen Schicht 62b sind eine Elektrode 22a des Kondensators 22, eine Elektrode 32a des Kondensators 32 und eine Elektrode 44a des Kondensators 44 gebildet.

Auf der dritten dielektrischen Schicht 62c sind die andere Elektrode 22b des Kondensators 22, eine Elektrode 64, die die andere Elektrode des Kondensators 32 einschließt, und die andere Elektrode 44b des Kondensators 44 gebildet.

Auf der vierten dielektrischen Schicht 62d sind die Streifenleitung 34 als ein induktives Bauelement, eine Elektrode 36a des Kondensators 36 und eine Elektrode 48a des Kondensators 48 gebildet.

Auf der fünften dielektrischen Schicht 62e ist eine erste Masseelektrode 66a gebildet.

Auf der sechsten dielektrischen Schicht 62f sind die erste Streifenleitung 26, eine Elektrode 28a des Kondensators 28und die zweite Streifenleitung 40 gebildet. Auf der untersten dielektrischen Schicht 62g ist eine zweite Masseelektrode 66b gebildet.

Ein Ende der ersten Diode 24 und eine Ende des Widerstands 38 sind über Durchgangslöcher, die durch die dielektrischen Schichten 62a bis 62e gebildet sind, mit der Elektrode 22a, einem Ende der Streifenleitung 34 und einem Ende der ersten Streifenleitung 26 verbunden.

Ferner sind das andere Ende der ersten Diode 24 und das andere Ende des Widerstands 38 über Durchgangslöcher, die durch die dielektrischen Schichten 62a und 62b gebildet sind, mit der Elektrode 64 verbunden.

Außerdem ist die Elektrode 64 über Durchgangslöcher, die durch die dielektrischen Schichten 62c bis 62e gebildet sind, mit einem Ende der zweiten Streifenleitung 40 verbunden.

Ferner sind ein Ende der zweiten Diode 46 und ein Ende des Widerstands 50 über ein Durchgangsloch, das durch die dielektrische Schicht 62a gebildet ist, mit der Elektrode 44a verbunden.

Außerdem sind das andere Ende der zweiten Diode 46, das andere Ende des Widerstands 50 und ein Ende des Widerstands 52 über Durchgangslöcher, die durch die dielektrischen Schichten 62a bis 62c gebildet sind, mit der Elektrode 48a verbunden.

Ferner ist die Elektrode 44a über Durchgangslöcher, die durch die dielektrischen Schichten 62a bis 62e gebildet sind, mit dem anderen Ende der zweiten Streifenleitung 40 verbunden.

Auf den seitlichen Oberflächen des Laminats 60 sind, wie in Fig. 1 gezeigt ist, acht äußere Elektroden 68a bis 68h gebildet. In diesem Fall ist die äußere Elektrode 68a mit der Elektrode 22b verbunden. Die äußere Elektrode 68a ist mit der Sendeschaltung TX verbunden. Ferner ist die äußere Elektrode 68c mit der Elektrode 44b verbunden. Die äußere Elektrode 68c ist mit der Empfangsschaltung RX verbunden. Außerdem sind die äußeren Elektroden 68d und 68h mit der ersten Masseelektrode 66a und der zweiten Masseelektrode 66b verbunden. Die äußeren Elektrode 68d und 68h sind als Masseanschlüsse verwendet. Ferner ist die äußere Elektrode 68e mit einer Kontaktfläche verbunden, welche mit dem anderen Ende des Widerstands 52 verbunden ist. Die äußere Elektrode 68e ist als der zweite Steueranschluß verwendet. Außerdem ist die äußere Elektrode 68f mit der Elektrode 32a verbunden. Die äußere Elektrode 68f ist mit der Antenne ANT verbunden. Ferner ist die äußere Elektrode 68g mit dem anderen Ende der ersten Streifenleitung 26 und der Elektrode 28a verbunden. Die äußere Elektrode 68g ist als der erste Steueranschluß 30 verwendet. Die äußere Elektrode 68b ist dagegen nicht mit einer Elektrode oder einer Streifenleitung verbunden.

Der Kondensator 22 ist zwischen der Elektrode 22a und der Elektrode 22b gebildet, der Kondensator 28 ist zwischen der Elektrode 28a und der ersten und der zweiten Masseelektrode 66a und 66b gebildet, der Kondensator 32 ist zwischen der Elektrode 32a und der Elektrode 64 gebildet, der Kondensator 36 ist zwischen der Elektrode 36a und der Elektrode 64 gebildet, der Kondensator 42 ist zwischen der Elektrode 64 und der ersten Masseelektrode 66a gebildet, der Kondensator 44 ist zwischen der Elektrode 44a und der Elektrode 44b gebildet, und der Kondensator 48 ist zwischen der Elektrode 48a und der ersten Masseelektrode 66a gebildet.

Folglich weist die Hochfrequenzschaltung 20, die in Fig. 1 gezeigt ist, eine Schaltung auf, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist.

Beim Senden mit dem Hochfrequenzschalter 20 wird eine positive Spannung an den ersten Steueranschluß 30 angelegt, derart, daß das Potential des ersten Steueranschlusses 30 höher wird als das des zweiten Steueranschlusses 54. Die Spannung, die an den ersten Steueranschluß 30 angelegt wird, wird der ersten Diode 24 und der zweiten Diode 46 als eine vorwärts gerichtete Vorspannungsspannung angelegt. Folglich sind die erste Diode 24 und die zweite Diode 46 EIN-geschaltet. Demgemäß wird das Sendesignal von der Sendeschaltung TX von der Antenne ANT gesendet und nicht zu der Empfangsschaltungsseite RX übertragen, da die zweite Streifenleitung 40 durch die zweite Diode 46 auf Masse liegt und in Resonanz tritt, wobei die Impedanz, die von dem Verbindungspunkt A zu der Empfangsschaltungsseite RX beobachtet wird, unendlich ist.

Beim Senden mit dem Hochfrequenzschalter 20 existieren induktive Komponenten in der ersten Diode 24 und der zweiten Diode 46, wie eine äquivalente Schaltung, wenn die erste Diode 24 und die zweite Diode 46 EIN-geschaltet sind, in Fig. 5 zeigt. Wenn eine solche induktive Komponente in der zweiten Diode 46 existiert, ist die Impedanz, die von dem Verbindungspunkt A der Antenne ANT und der zweiten Streifenleitung 40 zu der Empfangsschaltungsseite RX beobachtet wird, nicht unendlich. Um den Einfluß einer derartigen induktiven Komponente zu beseitigen, ist eine Serienresonanzschaltung mit der induktiven Komponente der zweiten Diode 46 und des Kondensators 48 gebildet. Folglich ist eine Kapazität C des Kondensators 48 in der folgenden Gleichung gezeigt, in der LD die induktive Komponente der zweiten Diode 46 darstellt und f eine Betriebsfrequenz darstellt.

C = 1/{(2 π f)² · LD}.

Durch Einstellen der Kapazität C des Kondensators 48 in einen Zustand, der durch die obige Gleichung definiert ist, wenn die zweite Diode 46 EIN-geschaltet ist, ist die Serienresonanzschaltung gebildet, wobei die Impedanz, die von dem Verbindungspunkt A der Antenne ANT und der zweiten Streifenleitung 40 zu der Empfangsschaltungsseite RX beobachtet wird, unendlich sein kann. Folglich wird das Signal von der Sendeschaltung TX nicht zu der Empfangsschaltung RX übertragen, so daß ein Einfügungsverlust zwischen der Sendeschaltung TX und der Antenne ANT verringert sein kann. Außerdem kann zwischen der Antenne ANT und der Empfangsschaltung RX eine gute Isolation erhalten werden. Wenn eine Spannung an den ersten Steueranschluß 30 angelegt wird, ist ein Gleichstrom durch die Kondensatoren 22, 28, 32, 44 und 48 blockiert, so daß er nur einer Schaltung folgt, die die erste Diode 24 und die zweite Diode 46 einschließt, und andere Abschnitte nicht beeinflußt.

Beim Empfangen mit dem Hochfrequenzschalter 20 wird keine Spannung an den ersten Steueranschluß 30 angelegt und eine positive Spannung an den zweiten Steueranschluß 54 angelegt. Die Spannung, die an den zweiten Steueranschluß 54 angelegt wird, wird durch die Widerstände 38, 50, usw., geteilt, und als eine rückwärts gerichtete Vorspannungsspannung an die erste Diode 24 und die zweite Diode 46 angelegt. Folglich sind die erste Diode 24 und die zweite Diode 46 zuverlässig in ihrem AUS-Zustand gehalten. Demgemäß wird ein Empfangssignal zu der Empfangsschaltung RX übertragen.

Beim Empfangen mit dem Hochfrequenzschalter 20 existieren kapazitive Komponenten in der ersten Diode 24 und der zweiten Diode 46, wie äquivalente Schaltung, wenn die erste Diode 24 und die zweite Diode 46 AUS-geschaltet sind, in Fig. 6 zeigt. Wenn eine solche kapazitive Komponente in der ersten Diode 24 existiert, besteht eine Möglichkeit, daß das Empfangssignal zu der Sendeschaltungsseite TX fließt. Jedoch ist bei dem Hochfrequenzschalter die Streifenleitung 34 als ein induktives Bauelement mit der ersten Diode 24 parallel geschaltet. Eine Parallel-Resonanzschaltung ist mit der induktiven Komponente der Streifenleitung 34 und der kapazitiven Komponente der ersten Diode 24 gebildet. Folglich ist eine Induktivität L der Streifenleitung 34 in der folgenden Gleichung gezeigt, in der CD die Kapazität der ersten Diode 24 darstellt, und f eine Betriebsfrequenz darstellt.

L =1/{(2 π f)² · CD}.

Durch Einstellen der Induktivität L der Streifenleitung 34 in einen Zustand, der durch die obige Bedingung definiert ist, wenn die erste Diode 24 AUS-geschaltet ist, kann die Parallel-Resonanzschaltung gebildet werden, wobei eine gute Isolation zwischen der Antenne ANT und der Sendeschaltung TX erhalten werden kann. Folglich fließt das Empfangssignal nicht zu der Sendeschaltungsseite TX, so daß der Einfügungsverlust zwischen der Antenne ANT und der Empfangsschaltung RX verringert sein kann. Wenn ein induktives Bauelement mit einer hohen Impedanz statt der Streifenleitung 34 verwendet wird, können die gleichen Effekte erhalten werden.

Bei der Hochfrequenzschaltung 20 ist der Kondensator 36 ferner mit der Streifenleitung 34 seriell verbunden, um zu verhindern, daß ein Strom über die Streifenleitung 34 fließt, wenn Spannungen an den ersten und den zweiten Steueranschluß 30 und 54 angelegt werden. Wenn der Kondensator 36 verbunden ist, ist die obige Gleichung zum Einstellen der Induktivität L der Streifenleitung 34 selbstverständlich als Reaktion auf eine Kapazität desselben geändert.

Beim Empfangen mit dem Hochfrequenzschalter 20 ist das andere Ende der zweiten Streifenleitung 40 ferner über die kapazitive Komponente der zweiten Diode 46, usw., mit Masse verbunden. Folglich ist die charakteristische Impedanz der zweiten Streifenleitung 40 durch die kapazitive Komponente der zweiten Diode 46 verringert. Da jedoch ein Ende der zweiten Streifenleitung 40 über den Kondensator 42 auf Masse liegt, ist die charakteristische Impedanz der zweiten Streifenleitung 40 geändert, um durch die kapazitive Komponente des Kondensators 42 bei einer vorgeschriebenen Frequenz zuzunehmen. Wenn die kapazitive Komponente des Kondensators 42 eingestellt ist, kann die charakteristische Impedanz der zweiten Streifenleitung 40 folglich an die Impedanz der Empfangsschaltungsseite RX angepaßt sein, wobei der Einfügungsverlust beim Empfangen verringert sein kann.

In diesem Fall kann die Kapazität des Kondensators 42 durch Abstimmen zumindest einer der Elektroden 64 und 66a eingestellt werden, da der Kondensator 42 zwischen der Elektrode 64 und der ersten Masseelektrode 66a gebildet ist. Durch das Einstellen der Kapazität des Kondensators 42 kann die charakteristische Impedanz der zweiten Streifenleitung 40 eingestellt werden, bei der vorgeschriebenen Frequenz z. B. innerhalb eines Bereichs von 47 Ohm bis 82 Ohm. Folglich kann bei dem Hochfrequenzschalter 20 die charakteristische Impedanz der zweiten Streifenleitung 40 an die Impedanz der Empfangsschaltungsseite RX angepaßt sein, bei der vorgeschriebenen Frequenz z. B. 50 Ohm, wie eine Reflexionscharakteristik bei der oben genannten Anpassung zwischen der Antenne und der Empfangsschaltung beim Empfangen in Fig. 7 zeigt, wobei der Reflexionsverlust beim Empfangen gering wird, und der Einfügungsverlust beim Empfangen auf z. B. -0,5 dB verringert ist. Es ist bevorzugt, daß die Kapazität des Kondensators 42 auf eine Kapazität eingestellt wird, die gleich der kapazitiven Komponente der zweiten Diode 46 im AUS-geschalteten Zustand ist, da die charakteristische Impedanz der zweiten Streifenleitung 40 ohne weiteres auf die Impedanz der Empfangsschaltungsseite RX eingestellt werden kann.

Demgemäß besitzt der Hochfrequenzschalter 20 sowohl beim Senden als auch beim Empfangen gute Charakteristika.

Da beide Enden der zweiten Streifenleitung über die Kapazität usw. mit Masse verbunden sind, um bezüglich der zweiten Streifenleitung die gleiche Resonanzcharakteristik zu erhalten, kann bei dem Hochfrequenzschalter 20 verglichen mit dem Hochfrequenzschalter, der in Fig. 9 gezeigt ist, ferner die induktive Komponente der zweiten Streifenleitung verringert sein, wobei die zweite Streifenleitung 40 längenmäßig um etwa 15% verkürzt sein kann, wodurch die gesamte Anordnung klein wird.

Da die erste Streifenleitung 26, die zweite Streifenleitung 40, usw., innerhalb des Laminats 60 vorgesehen sind, und die erste Diode 24, die zweite Diode 46, usw., auf der obersten dielektrischen Schicht 62a des Laminats 60 befestigt sind, ist bei dem Hochfrequenzschalter 20, verglichen mit einem Fall, bei dem diese Teile und dergleichen auf einem Substrat befestigt sind, außerdem die Grundfläche verringert und miniaturisiert. Die erste Streifenleitung 26 und die zweite Streifenleitung 40 können selbstverständlich auf verschiedenen dielektrischen Schichten gebildet sein.

Bei dem oben genannten Ausführungsbeispiel sind die Serienschaltung der Streifenleitung 34 und des Kondensators 36 und der Widerstand 38 parallel zu der ersten Diode 24 geschaltet, die Kathode der zweiten Diode 46 ist über den Kondensator 48 mit Masse verbunden, der Widerstand 50 ist mit der zweiten Diode 46 parallel geschaltet, und der zweite Steueranschluß 54 ist über den Widerstand 52 mit der Kathode der zweiten Diode 46 verbunden. Jedoch müssen die Streifenleitung 34, die Kondensatoren 36 und 48, die Widerstände 48, 50 und 52 und der zweite Steueranschluß 54 nicht vorgesehen sein. In diesem Fall ist die Kathode der zweiten Diode 46 direkt mit Masse verbunden. Ferner steht es frei, den Entwurf innerhalb des Zwecks der vorliegenden Erfindung zu modifizieren, wobei z. B. die Widerstände und die Dioden, die auf dem Laminat 60 gebildet sind, vergraben sein können.


Anspruch[de]
  1. 1. Hochfrequenzschalter (20), der mit einer Sendeschaltung (TX), einer Empfangsschaltung (RX) und einer Antenne (ANT) verbunden ist, zum Schalten einer Verbindung zwischen der Sendeschaltung (TX) und der Antenne (ANT) und einer Verbindung zwischen der Empfangsschaltung (RX) und der Antenne (ANT), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

    eine erste Diode (24), deren Anode mit der Sendeschaltungsseite und deren Kathode mit der Antennenseite verbunden ist;

    eine Streifenleitung (40), die zwischen die Antenne (ANT) und die Empfangsschaltung (RX) geschaltet ist;

    eine zweite Diode (46), deren Anode mit der Empfangsschaltungsseite verbunden ist und deren Kathode mit einer Masseseite verbunden ist; und

    einen Kondensator (42), der zwischen ein Ende der Streifenleitung auf der Antennenseite und Masse geschaltet ist.
  2. 2. Hochfrequenzschalter (20) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode der ersten Diode (24) über einen Kondensator (22) mit der Sendeschaltung (TX) verbunden ist,

    daß die Kathode der ersten Diode (24) über einen Kondensator (32) mit der Antenne (ANT) verbunden ist,

    daß die Anode der zweiten Diode (46) über einen Kondensator (44) mit der Empfangsschaltung (RX) verbunden ist, und

    daß die Kathode der zweiten Diode (46) über einen Kondensator (48) mit Masse verbunden ist.
  3. 3. Hochfrequenzschalter gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

    daß ein erster Steueranschluß (30) mit der Anodenseite der ersten Diode (24) verbunden ist, und

    daß ein zweiter Steueranschluß (54) mit der Kathodenseite der zweiten Diode (46) verbunden ist.
  4. 4. Hochfrequenzschalter (20) gemäß Anspruch 3, gekennzeichnet ferner durch eine Serienschaltung eines induktiven Bauelements (34) und eines Kondensators (36), wobei die Serienschaltung parallel zu der ersten Diode (24) geschaltet ist.






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