CN103996894A

CN103996894A - 移相电路及天线装置

Info

Publication number: CN103996894A
Application number: CN201310567413.3A
Authority: CN
Inventors: 逆井和弘; 小川智之
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2013-02-15
Filing date: 2013-11-14
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2033-11-14
Also published as: US20140232484A1; JP2014158188A; CN103996894B; JP5991225B2; US9437907B2

Abstract

本发明提供一种移相电路及天线装置，能够尽量减小移相电路在宽度方向上的尺寸。移相电路(1)(1a至1f)中具有信号线路(11)和第1介质板(12)以及第2介质板(13)。信号线路(11)具有在与移相电路的长度方向交叉的方向延展的第1至第3交叉部(11c、11e、11g)。另外，第1介质板(12)以及第2介质板(13)具有与信号线路(11)的交叉部重叠的第1至第3重叠部(12b、13b、12c、13c、12d、13d)。并且，当在移相电路的长度方向上移动第1介质板(12)以及第2介质板(13)时，信号线路(11)的各交叉部(11c、11e、11g)与第1介质板(12)以及第2介质板(13)的各重叠部(12b、13b、12c、13c、12d、13d)的重叠面积发生变化。

Description

移相电路及天线装置

技术领域

本发明涉及一种移相电路，尤其涉及一种适于应用在作为天线装置的一例的基站用天线的移相电路。

背景技术

专利文献1和专利文献2中记载了用于基站用天线的现有移相电路的例子。

专利文献1中记载的移相电路具备信号线路、与该信号线路相对设置的接地导体、以及在信号线路和接地导体之间从与信号线路长度方向垂直的方向插入的介质板。专利文献1中记载的移相电路中，根据介质板的插入长度，该介质板和信号线路的重叠面积发生变化，由此控制从信号线路输出的信号的相位。

专利文献2中记载的移相电路与专利文献1中记载的移相电路具备实质上相同的结构。而专利文献2中记载的移相电路中，通过插入介质板使得信号线路的特性阻抗发生变化。也就是说，专利文献2中记载的移相电路中同时还包含使阻抗匹配的电路。

上述专利文献1、2中记载的移相电路中，从与信号线路长度方向垂直的方向插入了介质板。因此，在与信号线路长度方向垂直的方向，即宽度方向上的移相电路的尺寸变大，由此基站用天线的宽度方向的尺寸也存在变大的趋势。

如果基站用天线宽度方向的尺寸变大便会产生以下问题。例如：基站用天线所承受的风压荷载会增大。另外，设置基站用天线的铁塔也会大型化，因此铁塔的设置占地也变大，难以保障用地。

专利文献1：日本专利第4745213号公报

专利文献2：美国专利第5940030号公报

发明内容

本发明的目的在于尽量减小移相电路在宽度方向上的尺寸。

本发明是为达成上述目的而创造的，在一种实施方式中，作为一种使信号的相位改变的移相电路，具备：对置的第1介质及第2介质、以及在所述第1介质与所述第2介质之间配置的第1导体。所述第1导体设有在与所述移相电路的长度方向交叉的方向延展的交叉部。所述第1介质以及所述第2介质分别设有与所述第1导体的所述交叉部重叠的重叠部。并且，所述交叉部与所述重叠部的重叠面积随着所述第1介质以及所述第2介质在所述移相电路的长度方向上的移动而变化。

本发明能够尽量减小移相电路在宽度方向上的尺寸。

附图说明

图1是表示本发明一种实施方式的基站用天线的结构的一个例子的概要图。

图2是表示适用于图1的基站用天线的移相电路的构造的一个例子的立体图。

图3是表示适用于图1的基站用天线的移相电路的构造的一个例子的平面图。

图4是图3中x-x’切断线处的断面图。

图5的(a)(b)(c)是表示基于图2至图4的移相电路的构造进行仿真时，第1及第2介质板的移动的一个例子的说明图。

图6是在图5的仿真结果中表示频率与VSWR之间的关系的一个例子的说明图。

图7是在图5的仿真结果中表示频率与相位之间的关系的一个例子的说明图。

图8是表示适用于图1的基站用天线的移相电路的构造的变形例的平面图。

符号说明

1a至1f 移相电路

2a至2h 天线元件

11 信号线路(第1导体)

11a 信号输入端

11b 第1连接部

11c、11c’ 第1交叉部

11d 第2连接部

11e、11e’ 第2交叉部

11f 第3连接部

11g、11g’ 第3交叉部

11h 第4连接部

11i 信号输出端

12、12’ 第1介质板

13、13’ 第2介质板

12a、13a 第1支持部

12b、12b’、13b、13b’ 第1重叠部

12c、12c’、13c、13c’ 第2重叠部

12d、12d’、13d、13d’ 第3重叠部

12e、13e 第2支持部

14 第1底板(第2导体)

15 第2底板(第3导体)

14a、15a 开孔部

16、17 螺纹部件

具体实施方式

在以下的实施方式中，为了方便，在有必要的时候分割为多个实施方式或部分进行说明，但除了特别指明的情况以外，它们互相之间并不是毫无关系的，而是一方作为另一方的一部分或全部的变形例、详细、补充说明等关系。另外，在以下的实施方式中，当提到要素的数等（包含个数、数值、量、范围等）时，除了特别指明或者原理上明确限定为特定数等情况以外，并不局限于该特定的数，而可以为该特定数以上或以下。

还有，无需赘言在以下实施方式中，除了特别指明或者原理上认为明显必须等情况以外，其构成要素（包括要素步骤等在内）并非是必须的。同样地，在以下实施方式中，当提到构成要素等的形状、位置关系等时，除了特别指明或者原理上认为明显不可以等情况以外，假定包括实质上与其形状等近似或类似的情况。这一点对于上述数值以及范围来说也是同样。

[实施方式的概要]

首先，说明实施方式的概要。在本实施方式的概要中，作为一例，标记实施方式的对应的构成要素以及符号等来进行说明。

本实施方式涉及的移相电路使输入的信号的相位改变。本实施方式涉及的移相电路具有：作为第1导体的信号线路11和作为第1介质以及第2介质的第1介质板12以及第2介质板13。第1介质板12和第2介质板13相互对向设置，第1介质板12与第2介质板13之间配置有信号线路11。在这里，本实施方式中的信号线路11具有矩形断面。即信号线路11具有2个主面。因此，隔着信号线路11对置的第1介质板12以及第2介质板13中的一个与信号线路11的1个主面相对，第1介质板12以及第2介质板13中的另一个与信号线路11的另1个主面相对。因此，在以下的说明中，在信号线路11的2个主面中，将第1介质板12相对的主面称为“第1主面”，将第2介质板13相对的主面称为“第2主面”。换句话说，与信号线路11的第1主面相对的介质板为第1介质板12，与信号线路11的第2主面相对的介质板为第2介质板13。

进一步地，信号线路11包含在与移相电路的长度方向交叉的方向延展的多个交叉部(第1至第3交叉部11c、11e、11g)。另外，第1介质板12以及第2介质板13具有与信号线路11的交叉部重叠的多个重叠部(第1至第3重叠部12b、13b、12c、13c、12d、13d)。并且，当在移相电路的长度方向上移动第1介质板12以及第2介质板13时，信号线路11的各交叉部11c、11e、11g与第1介质板12以及第2介质板13的各重叠部12b、13b、12c、13c、12d、13d的重叠面积发生变化。

本实施方式涉及的移相电路是一种适于应用在作为天线装置的一例的基站用天线的移相电路。

以下参照附图对实施方式进行详细说明。在用于说明实施方式的全部图中，具有同样功能的部分原则上标注相同符号，省略重复说明。

[第一实施方式]

使用图1至图8对一种实施方式进行说明。本实施方式中，以基站用天线以及适用于该基站用天线的移相电路为例进行说明。

<基站用天线的结构>

首先利用图1对本实施方式涉及的基站用天线的结构进行说明。图1是表示该基站用天线结构的一例的概要图。

如图1所示，基站用天线具有：将由图中未显示的高频电路等输出的高频信号输入的输入端子(图中未显示)、多个移相电路1a至1f(也将其总称为“移相电路1”)、多个天线元件2a至2h(也将其总称为“天线元件2”)。图1中作为一个例子表示了6个移相电路1以及8个天线元件2，但移相电路1以及天线元件2的个数并不局限于图中所示的个数。

在图1中所示的基站用天线的输入端子上分别连接了第2移相电路1b以及第3移相电路1c的输入侧。即，第2移相电路1b以及第3移相电路1c并联连接在输入端子上。而且，在第2移相电路1b的输出侧并联连接了第1移相电路1a与第5移相电路1e的输入侧。另外，在第3移相电路1c的输出侧并联连接了第4移相电路1d与第6移相电路1f的输入侧。并且，在第1移相电路1a的输出侧并联连接了第1天线元件2a与第2天线元件2b。在第5移相电路1e的输出侧并联连接了第3天线元件2c与第4天线元件2d。在第6移相电路1f的输出侧并联连接了第5天线元件2e与第6天线元件2f。在第4移相电路1d的输出侧并联连接了第7天线元件2g与第8天线元件2h。

上述的移相电路1以及天线元件2内置有例如具有圆筒形状的天线主体。这种情况下，8个天线元件2沿具有圆筒形状的天线主体的长度方向排列，在排列的各个天线元件2上分别连接对应的移相电路1。并且，各移相电路1使输入的高频信号的相位改变，将相位改变后的高频信号输出给对应的天线元件2。由此实现具备预定指向性的基站用天线。

例如，在具有圆筒形状的天线主体的上方配置的第1至第4天线元件2a至2d上连接的第1、第2以及第5移相电路1a、1b、1e将输入的高频信号的相位提前，将相位提前后的高频信号输出给第1至第4天线元件2a至2d。另一方面，在天线主体的下方配置的第5至第8天线元件2e至2h上连接的第3、第4以及第6移相电路1c、1d、1f将输入的高频信号的相位延迟，将相位延迟后的高频信号输出给第5至第8天线元件2e至2h。由此，能够实现所期望的束倾角(指向性)。一般地，由于基站用天线被设置在高处，位于下方的移动电话等成为通讯对象，所以其特性为使波束从水平面向下方倾斜。

<移相电路的构造>

以下利用图2至图4对图1所示的移相电路1(1a至1f)的构造进行说明。图2是表示移相电路1的构造的一个例子的立体图。图3是表示移相电路1的构造的一个例子的平面图。图4是图3中x-x’切断线处的断面图。

本实施方式涉及的移相电路1是能够改变输入的信号的相位后输出的移相电路。主要如图2所示，移相电路1具有信号线路11、第1介质板12以及第2介质板13、第1底板14以及第2底板15。第1介质板12与信号线路11的第1主面对置，第2介质板13与信号线路11的第2主面对置。以下的说明中，有时会将信号线路11的第1主面称为“正面”，将第2主面称为“反面”来区分。当然，这些区别只是为了说明更方便而采取的。第1介质板12以及第2介质板13可以作为一个整体沿着移相电路1的长度方向移动。第1底板14隔着第1介质板12被配置在信号线路11的相反侧；第2底板15隔着第2介质板13被配置在信号线路11的相反侧。也就是说，信号线路11、第1介质板12以及第2介质板13配置在对置的第1底板14与第2底板15之间。另外，图2中表示的是将上面侧的第1底板14拿掉后的状态。而图3中第2介质板13被第1介质板12遮挡而无法看到，但图中也将该第2介质板13的结构要素符号标记在括号内。

主要如图3所示，信号线路11具有：配置在移相电路1的长度方向一端侧的信号输入端11a、配置在移相电路1的长度方向另一端侧的信号输出端11i、以及将信号输入端11a与信号输出端11i连接起来的线路。在该线路上设有在与移相电路1的长度方向交叉的方向(例如本实施方式中为垂直方向)上延展的多个交叉部、以及在与移相电路1的长度方向平行的方向上延展的多个连接部。换句话说，线路由多个交叉部及将这些交叉部彼此连接起来的连接部构成。如图3所示，本实施方式中的信号线路11包括第1交叉部11c、第2交叉部11e以及第3交叉部11g，还有第1连接部11b、第2连接部11d、第3连接部11f以及第4连接部11h。

第1交叉部11c的一端通过第1连接部11b与信号输入端11a连接。第1交叉部11c的另一端通过第2连接部11d与第2交叉部11e的一端连接。第2交叉部11e的另一端通过第3连接部11f与第3交叉部11g的一端连接。第3交叉部11g的另一端通过第4连接部11h与信号输出端11i连接。

换句话说，第1连接部11b与第1交叉部11c在平面视图中呈L字形连接。第1交叉部11c、第2连接部11d以及第2交叉部11e在平面视图中呈コ字形连接。第2交叉部11e、第3连接部11f以及第3交叉部11g在平面视图中呈コ字形连接。第3交叉部11g与第4连接部11h在平面视图中呈L字形连接。

另外，所谓L字形，除了L字以外也包含大致与L字相近的形状等。同样，所谓コ字形，除了コ字以外也包含大致与コ字相近的形状等。

如上所述，信号线路11的线路结构为从信号输入端11a开始，经过第1连接部11b、第1交叉部11c、第2连接部11d、第2交叉部11e、第3连接部11f、第3交叉部11g以及第4连接部11h，与信号输出端11i连接。即，信号线路11包含由弯折状相连的第1连接部11b、第1交叉部11c、第2连接部11d、第2交叉部11e、第3连接部11f、第3交叉部11g以及第4连接部11h构成的线路，在该线路上设有两个コ字形的部分。另外，各连接部的外侧角经过倒角处理。

第1介质板12和第2介质板13从正面和反面夹着信号线路11。也就是说，第1介质板12以及第2介质板13配置为与信号线路11的交叉部重叠。具体来说，第1介质板12配置在信号线路11的正面侧，与该信号线路11对置，与信号线路11的第1至第3交叉部11c、11e、11g重叠。另外，第2介质板13配置在信号线路11的反面侧，与该信号线路11对置，与信号线路11的第1至第3交叉部11c、11e、11g重叠。不过信号线路11与第1介质板12以及第2介质板13并没有接触。

并且，第1介质板12以及第2介质板13能够在移相电路1的长度方向上移动。也就是说，第1介质板12以及第2介质板13能够在与信号线路11的第1至第3交叉部11c、11e、11g延展的方向垂直的方向上移动。这种情况下，第1介质板12与第2介质板13相互分别将作为一个端部的第1支持部12a、13a与作为另一端部的第2支持部12e、13e连结，构成在同一方向上一体移动的结构。以下主要利用图3对于第1介质板12以及第2介质板13进行相同的说明。

第1以及第2介质板12、13具有：与第1交叉部11c重叠的第1重叠部12b、13b；与第2交叉部11e重叠的第2重叠部12c、13c；和与第3交叉部11g重叠的第3重叠部12d、13d。这些第1至第3重叠部12b、13b、12c、13c、12d、13d分别在平面视图中具有例如三角形或近似三角形的形状。

更具体地说，第1重叠部12b、13b的平面形状为具有顶点A、B、C的直角三角形。在以下的说明中，将连接顶点A和顶点C的边称为斜边，将连接顶点A和顶点B的边称为较长直角边，将连接顶点B和顶点C的边称为较短直角边。第2重叠部12c、13c的平面形状为具有顶点D、E、F的等腰三角形。在以下的说明中，将连接顶点E和顶点F的边称为底边，将连接顶点D和顶点E的边称为一条腰，将连接顶点D和顶点F的边称为另一条腰。第3重叠部12d、13d的平面形状为具有顶点G、H、I的直角三角形。在以下的说明中，将连接顶点G和顶点I的边称为斜边，将连接顶点G和顶点H的边称为较长直角边，将连接顶点H和顶点I的边称为较短直角边。

另外，这里的直角三角形除了直角三角形以外，也包含大致与直角三角形相近的形状等。同样，这里的等腰三角形除了等腰三角形以外，也包含大致与等腰三角形相近的形状等。还有，直角三角形的较长直角边和较短直角边分别将2条直角边中长度较长的设为较长直角边，长度较短的设为较短直角边。同样，等腰三角形的一条腰和另一条腰分别将2条腰中的一条设为一条腰，另一条设为另一条腰。

第1重叠部12b、13b的顶点A与第1支持部12a、13a连接。第1重叠部12b、13b的顶点B与第2重叠部12c、13c的顶点D连接。连接第2重叠部12c、13c的顶点E和顶点F的底边中部与第3重叠部12d、13d的顶点G连接。第3重叠部12d、13d的顶点H与第2支持部12e、13e连接。以上各部之间分别互相通过具有能够实现连接的形状的连接部连接。第1支持部12a、13a以及第2支持部12e、13e在平面视图中具有例如正方形的形状。

并且，在第1以及第2介质板12、13中，通过使第1支持部12a、13a以及第2支持部12e、13e在移相电路1的长度方向上移动，能够使第1重叠部12b、13b、第2重叠部12c、13c以及第3重叠部12d、13d在移相电路1的长度方向上移动。

另外，第1以及第2介质板12、13相对于信号线路11成为如下的配置。连接第1重叠部12b、13b的顶点A和顶点B的较长直角边与第1交叉部11c的延展方向所成的角为直角。连接第1重叠部12b、13b的顶点A和顶点C的斜边与第1交叉部11c的延展方向所成的角为直角以下的第1角度65度。连接第2重叠部12c、13c的顶点D和顶点F的另一条腰与第2交叉部11e的延展方向所成的角为直角以下的第2角度65度。连接第2重叠部12c、13c的顶点D和顶点E的一条腰与第2交叉部11e的延展方向所成的角为直角以下的第3角度65度。连接第3重叠部12d、13d的顶点G和顶点I的斜边与第3交叉部11g的延展方向所成的角为直角以下的第4角度65度。连接第3重叠部12d、13d的顶点G和顶点H的较长直角边与第3交叉部11g的延展方向所成的角为直角。

另外，这里的直角除了90度以外也包含大致与90度相近的角度等。同样，这里的65度除了65度以外也包含大致与65度相近的角度等。在本实施方式中只要是直角以下的角度即可。

在第1以及第2介质板12、13中，连接第1重叠部12b、13b的顶点A与顶点B的较长直角边与连接第3重叠部12d、13d的顶点G与顶点H的较长直角边配置在同一条直线上。另外，这里的直线上除了直线以外，也包含大致与直线相近的线等。连接该顶点A与顶点B的较长直角边以及连接顶点G与顶点H的较长直角边不仅限于配置在一条直线上，也可以是互相平行配置直角边的结构。

如上所述，第1以及第2介质板12、13是从第1支持部12a、13a出发，经过第1重叠部12b、13b、第2重叠部12c、13c以及第3重叠部12d、13d连接到第2支持部12e、13e的板状体。

在具有以上结构的移相电路1中，如果使第1以及第2介质板12、13在移相电路1的长度方向上移动，则该第1以及第2介质板12、13的第1至第3重叠部12b、13b、12c、13c、12d、13d与信号线路11的第1至第3交叉部11c、11e、11g重叠的面积(重叠面积)发生变化，从而控制从信号线路11的信号输入端11a输入的信号的相位。也就是说，从信号输出端11i输出相对于被输入信号线路11的信号输入端11a的信号相位提前了的信号或相位延迟后的信号。

图3所示的第1以及第2介质板12、13位于该第1以及第2介质板12、13的可移动范围的中间位置(图5(a)中也有显示)。若以这个中间位置为基准，则当第1以及第2介质板12、13移动到图3的纸面下方的可移动范围端点时，第1至第3重叠部12b、13b、12c、13c、12d、13d与第1至第3交叉部11c、11e、11g的重叠面积为最小(图5(b)所示)。相反，当第1以及第2介质板12、13移动到图3的纸面上方的可移动范围端点时，第1至第3重叠部12b、13b、12c、13c、12d、13d与第1至第3交叉部11c、11e、11g的重叠面积为最大(图5(c)所示)。

图2、图3所示的移相电路1具有例如图4所示的断面结构。图4表示的是沿着图3所示x-x’切断线切断的移相电路1的断面。该x-x’切断线横跨信号线路11的第2交叉部11e与第1以及第2介质板12、13的第2重叠部12c、13c重叠的部分。在该重叠部分如图4所示，第2交叉部11e被夹在第2重叠部12c、13c之间。图中虽然省略了，但另外的第1交叉部11c与第1重叠部12b、13b所重叠的部分、第3交叉部11g与第3重叠部12d、13d所重叠的部分也具有同样的断面结构。也就是说，第1以及第3交叉部11c、11g被夹在第1以及第3重叠部12b、13b、12d、13d之间。但是，如图4所示，第2交叉部11e与第2重叠部12c、13c并不接触。此外，其它的第1交叉部11c与第1重叠部12b、13b也不接触，第3交叉部11g与第3重叠部12d、13d也不接触。

在如上移相电路1的结构中，作为用于使第1以及第2介质板12、13在移相电路1的长度方向上移动的机构并不局限于此，具有例如以下的机构。例如图2所示的机构中，第1介质板12的第1支持部12a与第2介质板13的第1支持部13a通过螺杆等螺纹部件16连结。同样，第1介质板12的第2支持部12e与第2介质板13的第2支持部13e通过螺杆等螺纹部件17连结。再将螺纹部件16、17的两端部通过设在第1底板14以及第2底板15上的开孔部14a、15a分别突出，使其能够沿着开孔部14a、15a移动。另外，图中虽然没有表示，但在从开孔部14a、15a突出的螺纹部件16、17的突出部连结连结部件，在该连结部件上配合螺杆等螺纹部件，通过电机等使该螺纹部件旋转。这样可以使第1以及第2介质板12、13在移相电路1的长度方向上移动。

另外，在所述的移相电路1的结构中，各构成要素不局限于此，例如可以由以下这样的材料构成。信号线路11由导体构成，例如由铜等金属材料构成。第1以及第2介质板12、13由介质构成，例如由玻璃纤维环氧树脂（glass epoxy）等树脂材料构成。第1以及第2底板14、15由导体构成，例如由铜等金属材料构成。

<移相电路的仿真结果>

以下利用图5至图7对基于图2至图4所示的移相电路1(1a至1f)结构进行的仿真进行说明。图5是表示基于该移相电路1的结构的仿真中，第1及第2介质板12、13的移动的一个例子的说明图。图6是在该仿真结果中表示频率与VSWR之间关系的一个例子的说明图。图7是在该仿真结果中表示频率与相位之间关系的一个例子的说明图。

基于该移相电路1的结构进行的仿真，可以通过使第1以及第2介质板12、13在移相电路1的长度方向上移动，改变该第1以及第2介质板12、13的第1至第3重叠部12b、13b、12c、13c、12d、13d与信号线路11的第1至第3交叉部11c、11e、11g相重叠的面积(重叠面积)来进行。

如图5所示，仿真测定了(a)所示的情况、(b)所示的情况以及(c)所示的情况。(a)是第1以及第2介质板12、13位于该第1以及第2介质板12、13的可移动范围的中间位置的情况(这里称为“基准”)。(b)是将第1以及第2介质板12、13移动到图5的纸面下方的可移动范围端点时的重叠面积为最小的情况(这里称为“面积小”)。(c)是将第1以及第2介质板12、13移动到图5的纸面上方的可移动范围端点时的重叠面积为最大的情况(这里称为“面积大”)。这里所说的图5的纸面下方为移相电路1的长度方向中信号输出端11i的方向。相反，图5的纸面上方为信号输入端11a的方向。

该仿真中，构成移相电路1的信号线路11、第1以及第2介质板12、13、第1以及第2底板14、15分别按照以下条件构成。第1底板14与第2底板15之间的距离设为5mm。信号线路11的厚度设为1mm。第1以及第2介质板12、13的厚度设为2mm。信号线路11的宽度设为2.1mm。

并且，关于第1以及第2介质板12、13与信号线路11重叠的面积，分别将第1重叠部12b、13b与第1交叉部11c重叠的面积作为第1段，将第2重叠部12c、13c与第2交叉部11e重叠的面积作为第2段，将第3重叠部12d、13d与第3交叉部11g重叠的面积作为第3段，设为以下条件。基准情况下，第1段为7.7mm²，第2段为16.3mm²，第3段为7.7mm²，合计面积为31.7mm²。面积小情况下，第1段为2.4mm²，第2段为3.7mm²，第3段为2.4mm²，合计面积为8.5mm²。面积大情况下，第1段为13.4mm²，第2段为29.1mm²，第3段为13.4mm²，合计面积为55.9mm²。

在以上仿真条件下，频率与VSWR之间的关系为图6所示的结果，而频率与相位之间的关系为图7所示的结果。

在图6中，横轴表示频率[MHz]，纵轴表示VSWR(Voltage Standing WaveRatio，电压驻波比)。频率设置在1500MHz至2500MHz的范围内进行仿真。

基准情况下，频率为1500MHz时VSWR为1.19，随着频率增大为1600MHz、1700MHz，VSWR减小为1.1、1.05，频率为1750MHz时VSWR减小到1.04。并且，随着频率增大为1900MHz，VSWR增大为1.05，频率为1950MHz时VSWR增大到1.06。而随着频率增大为2100MHz，VSWR减小为1.05，频率为2130MHz时VSWR减小到1.04。随着频率增大为2300MHz，VSWR增大为1.24，之后随着频率增大，VSWR逐渐增大。

由此，基准情况下，频率与VSWR之间的关系大致呈W字形，频率为1750MHz及2130MHz时VSWR为最小值1.04。在该基准情况下，1500MHz至2250MHz频带中VSWR为1.2以下。

面积小情况下，频率为1500MHz时VSWR为1.08，随着频率增大为1600MHz，VSWR减小为1.04。然后，随着频率增大为1700MHz、1900MHz、2100MHz，VSWR增大为1.06、1.12、1.16，频率为2150MHz时VSWR增大到1.17。然后，随着频率增大为2300MHz，VSWR减小为1.12，频率为2438MHz时VSWR减小到1.0。然后，当频率增大为2500MHz时，VSWR增大为1.08。

这样，面积小情况下，频率与VSWR之间的关系大致呈W字形，频率为2438MHz时VSWR为1.0，该频率2438MHz为共振频率。而频率为1600MHz时VSWR为1.04。在该面积小情况下，1500MHz至2500MHz频带中VSWR为1.2以下。

面积大情况下，频率为1500MHz时VSWR为1.11，频率增大为1600MHz时VSWR减小为1.03。随着频率增大为1700MHz，VSWR增大为1.06，频率为1850MHz时VSWR增大到1.11。而随着频率增大为1900MHz，VSWR减小为1.1，频率为2070MHz时VSWR减小到1.0。随着频率增大为2100MHz、2200MHz，VSWR增大为1.03、1.24，之后频率增大时VSWR随之逐渐增大。

这样，面积大情况下，频率与VSWR之间的关系为大致W字形的特性，频率为2070MHz时VSWR为1.0，该频率2070MHz为共振频率。而频率为1600MHz时VSWR为1.03。在该面积大情况下，1500MHz至2100MHz频带中VSWR为1.2以下。

如上所述，在图6所示的仿真结果中，频率与VSWR之间的关系在1500MHz至2500MHz频带中，面积小情况下在频率为2438MHz时得到VSWR为1.0的共振点，而面积大情况下在频率为2070MHz时得到VSWR为1.0的共振点。由此可知，移相电路1在2438MHz和2070MHz频率处具有共振点。另外，在该共振点处VSWR为1.0，可知从阻抗匹配的方面来说移相电路1是匹配良好的。

在该共振点处，对于从信号输入端11a输入、从信号输出端11i输出信号的行波的反射波影响为最小。例如在图3中，将与第2交叉部11e重叠的第2重叠部12c、13c的顶点D与顶点F连接起来的腰的位置即是反射波对于行波的反射点，而将与第3交叉部11g重叠的第3重叠部12d、13d的顶点G与顶点I连接起来的斜边的位置是反射波对于行波的反射点。该共振点的频率即为移相电路1的使用频率。

另外，频率与相位之间的关系为图7所示的仿真结果。在图7中，横轴表示频率[MHz]，纵轴表示相位[deg]。频率设置在1900MHz至2100MHz的范围内进行仿真。

基准情况下，频率与相位之间的关系为1900MHz时+35deg，1950MHz时+17deg，2000MHz时0deg，2050MHz时-18deg，2100MHz时-34deg。

面积小情况下，频率与相位之间的关系为1950MHz时+47deg，2000MHz时+32deg，2050MHz时+15deg，2100MHz时0deg。

面积大情况下，频率与相位之间的关系为1900MHz时+13deg，1950MHz时-5deg，2000MHz时-23deg，2050MHz时-41deg。

如上所示，可知在基准情况、面积小情况、面积大情况中任一情况下，在1900MHz至2100MHz的频带中频率与相位之间的关系为，随着频率增加相位由正相位变为负相位，即从提前方向线性变化到延迟方向。

进一步地，在该频率与相位之间的关系中，如图7所示，对于频率2000MHz，在基准情况下相位为0时，面积小情况下相位为+32deg，而面积大情况下相位为-23deg。该基准情况、面积小情况与面积大情况之间的相位差在频率1900MHz至2100MHz的范围内也是固定的。

如上所述，可知在图7所示的仿真结果中，移相电路1具有频率与相位之间的关系为相对于基准情况，面积小的情况下将相位提前32deg，面积大的情况下使相位滞后23deg的特性。

<第一实施方式的效果>

以上说明的本实施方式所涉及的适用于基站用天线的移相电路1(1a至1f)，具有信号线路11和第1介质板12以及第2介质板13。信号线路11具有在与移相电路的长度方向交叉的方向延展的第1至第3交叉部11c、11e、11g。另外，第1介质板12以及第2介质板13具有与信号线路11的交叉部重叠的第1至第3重叠部12b、13b、12c、13c、12d、13d。并且，当第1介质板12以及第2介质板13在移相电路的长度方向上移动时，信号线路11的各交叉部11c、11e、11g与第1介质板12以及第2介质板13的各重叠部12b、13b、12c、13c、12d、13d的重叠面积发生变化。由此，无需采用以往从移相电路1的宽度方向插入第1以及第2介质板12、13的结构，而可以采用在移相电路1的长度方向上移动第1以及第2介质板12、13的结构，因此能够尽量减小移相电路1宽度方向的尺寸。由此，基站用天线的宽度方向尺寸也能够减小。其结果是可以实现基站用天线的小型化。通过该基站用天线的小型化，还可对基站用天线的低成本化做出贡献。

另外，第1以及第2介质板12、13是在移相电路1的长度方向上移动的结构，因此与以往在移相电路1的宽度方向上移动的结构相比，能够将这些第1以及第2介质板12、13的移动机构简化。也就是说，第1以及第2介质板12、13可以将与第1以及第2介质板12、13连结的螺纹部件16、17的两端部通过设在第1以及第2底板14、15上的开孔部14a、15a分别突出，使其可以沿着开孔部14a、15a移动，因此可以用简单的结构构成第1以及第2介质板12、13的移动机构。

另外，使第1以及第2介质板12、13在移相电路1的长度方向上移动，第1以及第2介质板12、13的第1至第3重叠部12b、13b、12c、13c、12d、13d与信号线路11的第1至第3交叉部11c、11e、11g的重叠面积发生变化，由此可以实现能够在频率与VSWR的关系中设定所期望的共振频率的移相电路1，以及实现能够在频率与相位的关系中设定所期望的相位差的移相电路1。

进一步地，根据本实施方式能够获得如下的效果。

(1)第1以及第2介质板12、13分别由直角三角形形状的第1重叠部12b、13b、等腰三角形形状的第2重叠部12c、13c以及直角三角形形状的第3重叠部12d、13d的组合而构成，由此能够将与信号线路11的第1至第3交叉部11c、11e、11g的重叠面积设为从面积小到面积大的大范围内。

(2)使第1重叠部12b、13b的斜边、第2重叠部12c、13c的腰、以及第3重叠部12d、13d的斜边分别与第1至第3交叉部11c、11e、11g的延展方向成直角以下的角度，由此能够将第2重叠部12c、13c的腰的位置、以及第3重叠部12d、13d的斜边的位置分别作为对于行波的反射波的反射点，设定2个共振频率。

<第一实施方式的变形例>

关于上述本实施方式所涉及的适用于基站用天线的移相电路(1a至1f)，可以考虑如下的变形例。

(1)在图2等中，图中显示的是第1交叉部11c与第2交叉部11e通过第2连接部11d呈コ字形连接，第2交叉部11e与第3交叉部11g通过第3连接部11f呈コ字形连接，存在2个该コ字形部分的例子(频率的共振点有2个)，但该コ字形部分的数量可以有任意个。例如也能应用于コ字形部分有1个的情况或3个以上的情况。例如，コ字形部分有1个的情况下，频率的共振点即为1个。在这种结构下，也能够与上述实施方式同样地获得尽量减小移相电路在宽度方向上的尺寸等效果。

(2)在图2等中，图中显示的是第1重叠部12b、13b呈直角三角形形状，第2重叠部12c、13c呈等腰三角形形状，第3重叠部12d、13d呈直角三角形形状的例子，但该各重叠部的形状只要是通过移动第1以及第2介质板12、13来改变重叠面积的形状即可。特别优选面积线性变化的情况。例如还可以应用于除了直角三角形、等腰三角形以外的各种三角形以及其他形状等。在这种结构下，也能够与上述实施方式同样地获得尽量减小移相电路在宽度方向上的尺寸等效果。

(3)图2等中是第1以及第2介质板12、13和第1至第3交叉部11c、11e、11g重叠的结构，但也可以例如图8所示，关于第1以及第2介质板12、13和第1至第3交叉部11c、11e、11g采用相同形状连续的结构。图8为表示移相电路的结构的变形例的平面图。另外，图8中显示的是2个连续结构的例子，但无需赘言，也可以应用于3个以上的情况。

图8中，通过信号线路11的弯折形状，表示配置在图8纸面上方的第1以及第2介质板12’、13’与配置在图8纸面下方的第1以及第2介质板12、13朝向呈左右相反的结构。配置在下方的第1以及第2介质板12、13与上述实施方式中的图2等为相同结构。应用在该情况时成为如下结构。

在图8的结构中，第1以及第2介质板12、13在信号线路11的正面以及反面移动时，第1以及第2介质板12’、13’在与移相电路的长度方向相同的方向上、且在相同的可移动范围内移动。本实施方式的结构以及效果与图2等中的上述实施方式相同。另外，连接第3交叉部11g’与第1交叉部11c的第1连接部11b的线路长度需要为第1和第2介质板12’、13’的第2支持部12e’、13e’与第1和第2介质板12、13的第1支持部12a、13a所能够形成的长度以上。

也就是说，在如图8所示的结构中，信号线路11中具有互相连结的多个导体结构部。多个导体结构部分别具有第1交叉部11c、11c’、第2交叉部11e、11e’以及第3交叉部11g、11g’。另外，第1以及第2介质板12、12’、13、13’分别具有能够相互同步移动的多个介质结构部。多个介质结构部分别具有第1重叠部12b、12b’、13b、13b’、第2重叠部12c、12c’、13c、13c’以及第3重叠部12d、12d’、13d、13d’。

更为具体的结构以及形状，例如コ字形、三角形、直角三角形、等腰三角形等，与上述的实施方式以及上述(1)(2)变形例等是相同的。

在这种结构中，也能够与上述实施方式同样地获得尽量减小移相电路在宽度方向上的尺寸等效果。

以上，基于实施方式对本发明人做出的发明进行了具体说明，但无需赘言，本发明并不局限于上述实施方式，可以在不脱离宗旨的范围内采取各种变化。

Claims

1.一种使信号的相位改变的移相电路，其特征在于，

具有：

对置的第1介质以及第2介质；以及

配置在所述第1介质与所述第2介质之间的第1导体，

所述第1导体设有在与所述移相电路的长度方向交叉的方向延展的交叉部，

所述第1介质以及所述第2介质分别设有与所述第1导体的所述交叉部重叠的重叠部，

所述交叉部与所述重叠部的重叠面积随着所述第1介质以及所述第2介质在所述移相电路的长度方向上的移动而变化。

2.根据权利要求1所述的移相电路，其中，

所述第1导体设有多个所述交叉部，

所述第1介质以及所述第2介质分别设有与所述多个交叉部对应的多个所述重叠部，

所述多个交叉部与所述多个重叠部的重叠面积分别随着所述第1介质以及所述第2介质在所述移相电路的长度方向上的移动而变化。

3.根据权利要求1或2所述的移相电路，其中，

所述第1介质与所述第1导体的第1主面相对配置，

所述第2介质与所述第1导体的与所述第1主面相反侧的第2主面相对配置。

4.根据权利要求3所述的移相电路，其中，

所述第1导体具有分别经由在所述移相电路的长度方向延展的连接部连结的第1至第3交叉部，作为所述多个交叉部，

所述第1介质以及所述第2介质分别具有与所述第1至第3交叉部分别重叠的第1至第3重叠部，作为所述多个重叠部。

5.根据权利要求4所述的移相电路，其中，

所述第1交叉部一端经由第1连接部与所述信号输入端连接，

所述第2交叉部一端经由第2连接部与所述第1交叉部的另一端连接，

所述第3交叉部一端经由第3连接部与所述第2交叉部的另一端连接，另一端经由第4连接部与所述信号输出端连接，

所述第1重叠部一端与第1支持部连接，

所述第2重叠部一端与所述第1重叠部的另一端连接，

所述第3重叠部一端与所述第2重叠部的另一端连接，另一端与第2支持部连接，

所述第1支持部以及所述第2支持部分别在所述第1介质以及所述第2介质之间互相连结。

6.根据权利要求5所述的移相电路，其中，

所述第1至第3重叠部分别为与所述第1至第3交叉部的重叠面积随着所述第1介质以及所述第2介质在所述移相电路的长度方向上的移动而变化的形状，作为该形状，包含三角形形状。

7.根据权利要求6所述的移相电路，其中，

所述第1重叠部为直角三角形形状；

所述第2重叠部为等腰三角形形状；

所述第3重叠部为直角三角形形状；

所述第1重叠部的所述直角三角形的斜边相对于所述第1交叉部的延展方向为直角以下的第1角度；

所述第2重叠部的所述等腰三角形的第1条腰和第2条腰分别相对于所述第2交叉部的延展方向为直角以下的第2角度和第3角度；

所述第3重叠部的所述直角三角形的斜边相对于所述第3交叉部的延展方向为直角以下第4角度。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的移相电路，其中，

所述第1导体具有互相连结的多个导体结构部；

所述多个导体结构部分别具有多个所述交叉部；

所述第1介质以及第2介质分别具有能够相互同步移动的多个介质结构部；

所述多个介质结构部分别具有多个所述重叠部。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的移相电路，其中，

还具有分别相对于所述第1介质以及所述第2介质的与所述第1导体相反侧的面而配置的作为底板的第2导体以及第3导体。

10.一种天线装置，其特征在于，

具有根据权利要求1至9中任一项所述的移相电路。