CN111758181B - 电路和无线装置 - Google Patents

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Abstract

一种电路,具备:电流、电压或电磁波(以下称为“电流等”。)被施加的第一输入输出部、电流等被施加的第二输入输出部、具备由一端连接到第一输入输出部且另一端为前端开放的第一线路形成并具有90度混合电路和延迟线路的矩阵电路的第一基板、具备一端连接到所述第二输入输出部且另一端为前端开放的第二线路的第二基板、以及具备开口部的屏蔽板,屏蔽板使从第一线路的作为前端开放的一端朝向屏蔽板的电流等经由开口部传播到第二线路的作为前端开放的一端,使从第二线路的作为前端开放的一端朝向屏蔽板的电流等经由开口部传播到第一线路的作为前端开放的一端。

Description

电路和无线装置
技术领域
本发明涉及电路和无线装置。
背景技术
在实现高速传送的方法之一中,存在MIMO(Multiple-input and multiple-output,多输入多输出)传送技术。图13是示出实现MIMO传送技术的MIMO收发系统900的结构的具体例的图。MIMO收发系统900具备发送天线阵列911-1~911-N(N为1以上的整数)、发送机912-1~912-N、接收天线阵列913-1~913-N和接收机914-1~914-N。MIMO收发系统900能够通过在收发机侧双方进行基于信道信息的瞬时加权处理来实现高速的传送(非专利文献1)。
此外,在实现开阔环境等传播路变动较少的环境中的高速传送的方法之一中,存在利用固定权重的简易的多流传送手法。利用固定权重的简易的多流传送手法使用90度移相器来进行模拟传播路正交化(非专利文献2)。这样的利用固定权重的简易的多流传送手法使用模拟供电电路的固定权重,由此,能够在没有传播路信息的估计的情况下实现传播路正交化。
此外,作为第五代移动通信系统的骨干无线线路等的高速传送技术,OAM(Orbitalangular momentum)(轨道角动量)复用传送技术受到关注。
OAM复用传送技术的特征在于,使用至今完全没有被利用为无线通信的方式的电磁波的公转(轨道)角动量来进行多流传送。
作为适于上述的OAM复用传送技术的实现的供电电路,提出了在模拟电路部中使用巴特勒矩阵电路。作为使用巴特勒矩阵电路的模拟电路部,例如,提出了在平面电路上形成的8个元件的巴特勒矩阵电路(非专利文献4和5)。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1:I. E. Telatar, “Capacity of Multi-antenna GaussianChannels", European Transactions on Telecommunications, vol.10, pp.585-595,1999;
非专利文献2:R. Kataoka等人, “Analog Decoding Method for SimplifiedShort-Range MIMO Transmission,” IEICE Trans. Commun., vol. E97-B, no.3, 2014年3月;
非专利文献3:荒木纯道等人,“空間多重化としてのOAM伝送”电子信息通信学会杂志Vol.100 No.8pp.854-858,发行日:2017/08/01;
非专利文献4:B. Palacin等人, “An 8x8 Butler Matrix for Generation ofWaves Carrying Orbital Angular Momentum (OAM)” The 8th European Conference onAntennas and Propagation (EuCAP 2014),pp.2814-2818, 2014年;
非专利文献5:B. Cetinoneri等人, “An 8x8 Butler Matrix in 0.13-umCMOSfor 5-6-GHz Multibeam Applications” IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORYAND TECHNIQUES, VOL. 59, NO. 2, 2011年2月。
发明内容
发明要解决的课题
在用巴特勒矩阵等矩阵电路来实现OAM复用传送技术中的供电电路的情况下,确保矩阵电路中的流间的隔离的技术是重要的。这是因为,当没有取得矩阵电路中的流间的隔离时,流间的干扰分量增加,传送容量降低。
再有,矩阵电路中的流间的隔离是由于矩阵内部的90度混合电路的正交性的劣化、延迟线路或传送路间的电磁场耦合而产生的。
作为确保矩阵电路中的流间的隔离的技术,报告了使用巴特勒矩阵电路来使中心频率即5.5GHz处的流间的隔离为11dB左右的技术(非专利文献5)。然而,在该技术中,存在如下那样的课题,即:不是中心频率的5.3GHz处的流间的隔离降低到6dB,因此,不能确保遍及广频带的频率范围的隔离。
此外,使用这样的矩阵电路来实现高速传送的技术通过图14所示的、具备利用传送线路或线缆将矩阵电路和天线之间连接的结构的传送系统来实现的情况较多(非专利文献5)。在这样的情况下,设想了将1维阵列天线用作天线。
然而,在OAM复用传送技术中,设想了将环形等2维阵列天线用作天线的结构。因此,在利用图14的系统来实现的情况下,存在如下那样的课题,即:如图15所示,在从矩阵电路到天线部的线缆的长度、弯曲方式等方面产生偏差,而产生从发送机通到接收机的情况下的流间的隔离降低。
为了解决此,只要在从矩阵电路到天线部的线缆的长度、弯曲方式等方面不产生偏差的位置处配置输出端子即可。然而,存在为了使矩阵电路的输出端子为期望的配置而使布线变得复杂并使装置的小型化变得困难这样的课题。
此外,关于矩阵电路,当输入输出端子的数量增加时,存在构成矩阵电路的90度混合的级数增加而插入损失变大这样的课题。为了补偿该损失,在天线和矩阵电路之间配置发送用放大器或接收侧低噪声放大器是有效的。然而,在该情况下,由于需要用于控制放大器的部件,所以存在难以将发送用放大器或接收侧低噪声放大器安装在与由多层基板构成的矩阵电路相同的基板上这样的课题。用于控制放大器的部件是指例如排出在放大器中产生的热的机构部件、用于抑制放大器的振荡的电路、或针对放大器的电源供给线路等。再有,在将输入输出端子为4端子以上的矩阵电路安装于平面基板的情况下,需要使布线交叉的情况较多。在其中使用如下的方法,即:使用布线层为3层以上的多层基板并使用VIA孔等来交叉。
图16是示出具有2个输入端子和2个输出端子的以往的矩阵电路的具体例的图。矩阵电路由90度混合电路和延迟线路或移相器形成。如果是2×2的矩阵电路,则基板上的布线并不复杂。
图17是示出具有N个输入端子和N个输出端子的以往的矩阵电路的具体例的图。当为N是3以上的矩阵电路时,布线变得复杂,在多处产生布线的交叉。因此,当为N是3以上的矩阵电路时,使用多层基板的情况较多。
此外,当变为毫米波等高频率时,存在由于向与矩阵电路相同的基板上的连接器安装等所造成的阻抗匹配的偏离等而使通过相位的偏差变大的情况。因此,为了提高利用天线的波束形成的精度,存在将用于补偿相位偏差的可变移相器等安装于与矩阵电路相同的基板上的情况。然而,由于需要控制电压的可变移相器很多,所以不仅需要追加可变移相器,进而还需要追加电源布线。
像这样,在进行多流传送的无线通信装置中,存在难以兼顾流间的隔离的降低和装置的小型化的情况。
鉴于上述事情,本发明的目的在于,提供在进行多流传送的无线通信装置中兼顾流间的隔离的降低的抑制和装置的大型化的抑制的供电电路和无线装置。
用于解决课题的方案
本发明的一个方式是一种电路,其中,具备:第一输入输出部,被施加电流、电压或电磁波;第二输入输出部,被施加电流、电压或电磁波;第一基板,具备矩阵电路,所述矩阵电路由一端连接到所述第一输入输出部、另一端为前端开放的第一微带线路形成并且具有90度混合电路和延迟线路;第二基板,具备一端连接到所述第二输入输出部、另一端为前端开放的第二微带线路;以及屏蔽板,具备开口部,所述屏蔽板使从所述第一微带线路的作为前端开放的一端朝向所述屏蔽板的电流、电压或电磁波经由所述开口部传播到所述第二微带线路的作为前端开放的一端,使从所述第二微带线路的作为前端开放的一端朝向所述屏蔽板的电流、电压或电磁波经由所述开口部传播到所述第一微带线路的作为前端开放的一端。
本发明的一个方式是上述的电路,其中,具备:移相器,调整在所述第二微带线路中激发的电流、电压或电磁波的相位;以及第一放大器,增大在所述第二微带线路中激发的电流、电压或电磁波的振幅,所述移相器连接到所述第二微带线路,所述第一放大器连接到所述第二微带线路。
本发明的一个方式是上述的电路,其中,还具备在内部包括所述第一基板、所述第二基板、以及所述屏蔽板的框体,所述框体具备:屏蔽由在所述第一微带线路和所述第二微带线路中激发的电流、电压或电磁波产生的电磁波的屏蔽部、以及不屏蔽在所述第一微带线路和所述第二微带线路中激发的电流、电压或电磁波的非屏蔽部,所述第二输入输出部经由所述非屏蔽部将所述电磁波放射到所述框体的外部。
本发明的一个方式是上述的电路,其中,还具备调整在所述第二微带线路中激发的电流、电压或电磁波的振幅的第二放大器,所述第二放大器连接到所述移相器的前级。
本发明的一个方式是上述的电路,其中,所述第一基板、所述屏蔽板、以及所述第二基板是大致平行的。
本发明的一个方式是上述的电路,其中,所述第二输入输出部连接到放射规定的电磁波的天线的元件,所述第二输入输出部的配置与所述元件的配置大致相同。
本发明的一个方式是具备上述的电路的无线装置。
发明效果
利用本发明,能够提供在进行多流传送的无线通信装置中兼顾流间的隔离的降低的抑制和装置的大型化的抑制的电路和无线装置。
附图说明
图1是示出第一实施方式的无线装置100的功能结构的具体例的图。
图2是示出第一实施方式中的供电装置1的截面的具体例的图。
图3是说明第一实施方式中的缝隙部131和传送信号线141的位置关系的图。
图4是说明第一实施方式中的缝隙部131和第三部分信号线1213的位置关系的图。
图5是示出第一实施方式中的输出端子15的具体配置的图。
图6是示出第二实施方式中的无线装置100a的功能结构的具体例的图。
图7是示出第二实施方式中的供电装置1a的截面的具体例的图。
图8是示出第二实施方式中的散热器17的配置的具体例的图。
图9是示出第三实施方式中的无线装置100b的功能结构的具体例的图。
图10是示出第三实施方式中的供电装置1b的截面的具体例的图。
图11是示出第三实施方式中的无线装置100b的整体结构例的外观图。
图12是示出第四实施方式中的无线装置100c的功能结构的具体例的图。
图13是示出实现MIMO传送技术的MIMO收发系统900的结构的具体例的图。
图14是具备利用传送线路或线缆将矩阵电路和天线之间连接的结构的传送系统。
图15是示出以往的无线装置的具体例的图。
图16是示出具有2个输入端子和2个输出端子的以往的矩阵电路的具体例的图。
图17是示出具有N个输入端子和N个输出端子的以往的矩阵电路的具体例的图。
具体实施方式
(第一实施方式)
图1是示出第一实施方式的无线装置100的功能结构的具体例的图。无线装置100具备供电装置1、线缆2和天线3。供电装置1当被施加第一振幅波形和第一相位波形的电流、电压或电磁波时,将第二振幅波形和第二相位波形的电流、电压或电磁波施加到线缆2。振幅波形是示出振幅的时间变化的波形。相位波形是示出相位的时间变化的波形。以下,将把第一振幅波形和第一相位波形的电流作为传送介质的信号称为第一信号。以下,将把第二振幅波形和第二相位波形的电流作为传送介质的信号称为第二信号。
供电装置1具备输入端子11-1~11-N(N为1以上的整数)、矩阵电路部12、屏蔽板13、传送部14和输出端子15-1~15-N(N为1以上的整数)。以下,在不分别区分输入端子11-1~11-N的情况下,称为输入端子11。以下,在不区分输出端子15的情况下,称为输出端子15。
向输入端子11施加第一振幅波形和第一相位波形的电流、电压或电磁波。施加到输入端子11的第一信号的振幅波形或相位波形既可以在各输入端子11中不同,也可以按每个输入端子11不同。
矩阵电路部12具备具有90度混合电路或延迟线路等电路的矩阵电路,将施加到各输入端子11的第一信号的第一振幅波形和第一相位波形按每个第一信号变换为规定的振幅波形和规定的相位波形。由矩阵电路部12变换为规定的振幅波形或相位波形的第一信号是第二信号。矩阵电路部12将第二信号输出到屏蔽板13。
屏蔽板13是具有缝隙部131-1~131-N的屏蔽板。缝隙部131是在屏蔽板13中打开的开口,屏蔽板13利用缝隙部131-1~131-N将矩阵电路部12输出的第二信号传送到传送部14。具体而言,缝隙部131-M(M为1以上N以下的整数)将施加到输入端子11-M的第一信号被矩阵电路部12变换的第二信号传送到传送部14。
以下,在不分别区分缝隙部131-1~131-N的情况下称为缝隙部131。
传送部14具备传送线路和延迟线路,取得屏蔽板13传送的第二信号,并传送到输出端子15。传送部14具备传送信号线141-1~141-N。传送信号线141-1~传送信号线141-N形成传送线路和延迟线路,取得屏蔽板13传送的第二信号,并传送到输出端子15。具体而言,传送信号线141-M形成传送线路和延迟线路,传送施加到输入端子11-M的第一信号被矩阵电路部12变换的第二信号。
以下,在不分别区分传送信号线141-1~141-N的情况下称为传送信号线141。
向输出端子15施加由传送部14传送的第二信号。向输出端子15-M施加由传送信号线141-M传送的第二信号。
线缆2将供电装置1供给的天线控制信号传送到天线3。具体而言,线缆2-M传送施加到输入端子11-M的第一信号被矩阵电路部12变换的第二信号。线缆2通过规定的连接器连接到输出端子15。
天线3在平面上排列地具备多个天线元件31-1~31-N。天线元件31-1~31-N是天线3的元件。天线元件31-M利用施加到输入端子11-M的第一信号被矩阵电路部12变换的第二信号的传送介质即电流、电压或电磁波来放射以麦克斯韦方式相关联的电磁波。天线3作为天线元件31-1~31-M同步地放射电磁波由此以规定的放射图案来放射电磁波的二维排列的阵列天线而发挥作用。
图2是示出第一实施方式中的供电装置1的截面的具体例的图。
供电装置1具备输入端子11、矩阵电路部12、屏蔽板13、传送部14、输出端子15和框体16。
输入端子11具备同轴线缆111。同轴线缆111将第一信号传送到矩阵电路部12。
矩阵电路部12具备电路信号线121、第一GND(Ground,接地)122、以及电路基板123。电路信号线121是前端开放的微带线路。电路信号线121形成将第一信号变换为第二信号的电路。电路信号线121具备第一部分信号线1211、第二部分信号线1212、第三部分信号线1213。在第一部分信号线1211中,一端连接到同轴线缆111,另一端连接到第二部分信号线1212。在第二部分信号线1212中,一端连接到第一部分信号线1211,另一端连接到第三部分信号线1213。在第三部分信号线1213中,一端连接到第二部分信号线1212,另一端是前端开放的。第三部分信号线1213利用第一信号从作为前端开放的一端放射电磁波。
第一GND 122的电压与0大致相同。
电路基板123由不流动第一信号的物质制成,支承电路信号线121和第一GND 122。电路基板123与面S1大致平行地存在于离供电装置1的内壁的面S1为距离L1的位置处。关于电路基板123与面S1之间的空间,只要是不具有利用第一信号放射的电磁波的、从电路基板123传播到面S1的模式的空间,则无论是怎样的空间都可以。例如,电路基板123与面S1之间的空间可以是距离L1为利用第一信号放射的电磁波的半波长不足的长度的真空或空气层的空间。例如,电路基板123与面S1之间的空间也可以是距离L1为利用第一信号放射的电磁波的第一空间中的物质内波长的一半不足的长度的空间。例如,电路基板123与面S1之间的空间还可以是充满具有不使利用第一信号放射的电磁波透过的介电常数的物质的空间。
电路基板123在第一面具备第一部分信号线1211,在第一面的相反侧的面即第二面具备第三部分信号线1213。电路基板123具备VIA孔作为第二部分信号线1212,利用VIA孔将第一部分信号线1211和第三部分信号线1213相连接。电路基板123在第一部分信号线1211和第三部分信号线1213之间与第一部分信号线1211和第三部分信号线1213大致平行地具备第一GND 122。第一GND 122处于与电路基板123的中心位置大致相同的位置。
屏蔽板13是厚度为D1的板状的物质。屏蔽板13如上所述具备缝隙部131。缝隙部131是在与电路基板123的具备第三部分信号线1213的面垂直的方向上打开的开口部。第三部分信号线1213放射的电磁波在缝隙部131中传播。屏蔽板13的不是开口部之处(以下称为“非开口部”。)屏蔽第三部分信号线1213放射的电磁波。屏蔽板13与电路基板123大致平行地存在于离电路基板123的具备第三部分信号线1213的面为距离L2的位置处。
像这样构成的缝隙部131不会通过电磁波的直流分量,但是,只要是无线信号等高频信号,则能够以低损失传递。
再有,关于屏蔽板13,只要是在非开口部中屏蔽第三部分信号线1213放射的电磁波的板状的物质,则无论是怎样的物质都可以。例如,屏蔽板13的非开口部可以是金属。例如,屏蔽板13也可以是在非开口部中屏蔽第三部分信号线1213放射的电磁波的光子晶体。例如,屏蔽板13还可以是在非开口部中屏蔽第三部分信号线1213放射的电磁波的超材料。
再有,开口部可以未必是真空或空气层。例如,开口部也可以是充满可传播第三部分信号线1213放射的电磁波的物质的空间。
关于电路基板123的具备第三部分信号线1213的面与屏蔽板13之间的距离L2,无论是怎样的长度都可以,但是,优选为以下那样的长度。优选为不存在如下那样的模式的长度,所述模式是利用第二信号放射的电磁波的模式并且是从电路基板123的具备第三部分信号线1213的面向屏蔽板13的非开口部传播的模式。具体而言,距离L2优选为利用第二信号放射的电磁波模式的、电路基板123的具备第三部分信号线1213的面与屏蔽板13之间的空间中的物质内波长的一半以下。
传送部14具备传送信号线141、第二GND 142、以及传送基板143。传送信号线141是前端开放的微带线路。在传送信号线141的作为前端开放的一端,利用在缝隙部131中传播的电流、电压或电磁波来激发电流、电压或电磁波。在传送信号线141中激发的电流、电压或电磁波被传送到同轴线缆151。在传送信号线141中激发的电流、电压或电磁波的波形与第二信号的波形相同,因此,传播到同轴线缆151的电流、电压或电磁波是第二信号。像这样,第三部分信号线1213和传送信号线141经由缝隙部131而电磁性地连接。
第二GND与供电装置1的内壁的面S1的相反侧的面S2相接。第二GND的电压与0大致相同。
传送基板143由不流动第二信号的物质制成,支承传送信号线141和第二GND 142。传送基板143在面S2侧的面具备第二GND 142。传送基板143在具备第二GND 142的面的相反侧的面具备传送信号线141。
传送基板143与屏蔽板13大致平行地存在。关于传送基板143的具备传送信号线141的面与屏蔽板13之间的距离L3,只要是满足基板间电磁波模式条件的长度,则无论是怎样的长度都可以。基板间电磁波模式条件是存在如下那样的模式的长度,所述模式是利用第二信号放射的电磁波经由屏蔽板13的开口部从电路基板123的具备第三部分信号线1213面传播到传送基板143的具备传送信号线141面的模式。具体而言,L3是使L2+D1+L3为第二信号的物质内波长的一半以上的长度。
关于传送基板143的具备传送信号线141的面与屏蔽板13之间的距离L3,只要是满足基板间电磁波模式条件的长度,则无论是怎样的长度都可以,但是,优选为以下的长度。例如,距离L3优选为不存在如下那样的模式的长度,所述模式是利用第二信号放射的电磁波的模式并且是从传送基板143的具备传送信号线141的面向屏蔽板13的非开口部传播的模式。具体而言,距离L3优选为利用第二信号放射的电磁波模式的、传送基板143的具备传送信号线141的面与屏蔽板13之间的空间中的物质内波长的一半以下。
输出端子15具备同轴线缆151。同轴线缆151将传送信号线141传送的信号传送到线缆2。
框体16不使利用第一信号和第二信号发生的电磁波透过到外部。框体16是包围矩阵电路部12、屏蔽板13和传送部14的框体,支承矩阵电路部12、屏蔽板13和传送部14。关于框体16,只要是不使利用第一信号和第二信号发生的电磁波透过到外部的框体,则无论是怎样的框体都可以,例如,可以是具有屏蔽利用第一信号和第二信号发生的电磁波的介电常数的金属的框体。
以下,为了简单起见,将平行于与图2中的纸面垂直的方向的轴作为Z轴,以下,使用将平行于与电路基板123的具备第三部分信号线1213的面垂直的方向的轴作为Y轴、将与Z轴和Y轴正交的轴作为X轴的左手系的XYZ轴坐标来进行说明。Z轴的正方向是从纸面的跟前朝向里头的方向。Y轴的正方向是从电路基板123的具备第三部分信号线1213的面朝向屏蔽板13的方向。
以下,利用图3和图4来说明实施方式中的第三部分信号线1213、缝隙部131和传送信号线141的位置关系。
图3是说明第一实施方式中的缝隙部131和传送信号线141的位置关系的图。图3是从Y轴正方向观察缝隙部131和传送信号线141的图。使缝隙部131和传送信号线141为长方体的形状。在从Y轴正方向观察的情况下,缝隙部131和传送信号线141处于彼此正交的位置关系。关于缝隙部131,与传送信号线141的长轴平行的方向的长度是Ws,与传送信号线141垂直的方向的长度是Ls。长度Ws和长度Ls满足Ls>Ws的关系。关于传送信号线141,与缝隙部131的长轴平行的方向的长度是Wm2。在从Y轴正方向观察的情况下,缝隙部131和传送信号线141在离传送信号线141的开放端为距离Lm2之处重叠。
图4是说明第一实施方式中的缝隙部131和第三部分信号线1213的位置关系的图。使第三部分信号线1213为长方体的形状。在从Y轴正方向观察的情况下,第三部分信号线1213和缝隙部131处于彼此正交的位置关系。关于第三部分信号线1213,与缝隙部131的长轴平行的方向的长度是Wm1。在从Y轴正方向观察的情况下,缝隙部131和第三部分信号线1213在离第三部分信号线1213的处于X轴方向的负侧的开放端为距离Lm1之处重叠。
像这样构成的供电装置1在一个框体内相向地具备矩阵电路部12和传送部14,因此,能够抑制布线的复杂化,从而兼顾流间的隔离的降低的抑制和装置的大型化的抑制。再有,流间的隔离意味着流间的振幅偏差或相位偏差很少的状态。流间的隔离的降低意味着流间的振幅偏差或相位偏差增大。
此外,像这样构成的供电装置1具备屏蔽板13,因此,将框体16的内部的空间分割为至少2个空间。因此,能够抑制框体16内的电磁波模式的发生,而抑制流间的隔离的降低。
像这样构成的供电装置1抑制布线的复杂化,因此,能够抑制流间的隔离的降低,并且以与天线3中的天线元件31的配置大致相同的配置具备多个输出端子15。
图5是示出第一实施方式中的输出端子15的具体配置的图。图5示出N=8的情况下的输出端子15的具体配置。以与天线3中的天线元件31的配置大致相同的配置在供电装置1的侧面中具备输出端子15。因此,将输出端子15-M和天线元件31-M相连接的线缆2-M的长度和弯曲方式不管线缆2-M而是大致相同的。
像这样构成的无线装置100以与天线3中的天线元件31的配置大致相同的配置具备输出端子15,因此,能够减少线缆2的到处布线,从而抑制线缆2的长度、弯曲方式等的偏差所造成的流间的隔离的降低。
(第二实施方式)
图6是示出第二实施方式中的无线装置100a的功能结构的具体例的图。无线装置100a与第一实施方式中的无线装置100的不同之处在于,代替供电装置1而具备供电装置1a。
以下,针对具有与第一实施方式中的无线装置100同样的功能的内容,标注与图1~4相同的符号,由此,省略说明。
供电装置1a与第一实施方式中的供电装置1的不同之处在于,代替传送部14而具备传送部14a。传送部14a与传送部14的不同之处在于,具备移相器144-1~144-N、以及后级放大器145-1~145-N。移相器144-M是利用电压控制的可变移相器,调整传送信号线141-M传送的第二信号的相位。后级放大器145-M具备在移相器144-M的后级,调整由移相器144-M调整了相位的第二信号的振幅。以下,在不分别区分移相器144-1~144-N的情况下,称为移相器144。以下,在不分别区分后级放大器145-1~145-N的情况下,称为后级放大器145。
图7是示出第二实施方式中的供电装置1a的截面的具体例的图。移相器144和后级放大器145存在于传送部14a的具备传送信号线141的面上。
像这样构成的第二实施方式中的供电装置1a能够补偿矩阵电路部12的插入损失或相位偏差等。进而,由于矩阵电路部12不具有移相器144和后级放大器145,所以在使用多层基板的情况较多的矩阵电路部12侧不需要放热用的金属填充。此外,由于矩阵电路部12不具有移相器144和后级放大器145,所以在矩阵电路部12侧不需要控制电压或漏极电压等的电源线路。
再有,供电装置1a可以具备散热器17。
图8是示出第二实施方式中的散热器17的配置的具体例的图。散热器17设置在后级放大器145的近旁。散热器17将由后级放大器145生成的热放热到供电装置1a的外部。
(第三实施方式)
图9是示出第三实施方式中的无线装置100b的功能结构的具体例的图。无线装置100b与无线装置100a的不同之处在于,代替供电装置1a而具备供电装置1b。供电装置1b与供电装置1a的不同之处在于,代替输出端子15和线缆2而具备放射部18。
以下,针对具有与第二实施方式中的无线装置100a同样的功能的内容,标注与图6~8相同的符号,由此,省略说明。
放射部18将传送信号线141传送的信号放射为电磁波,由此,将第二信号传送到天线元件31。
图10是示出第三实施方式中的供电装置1b的截面的具体例的图。放射部18具备框体开口161。
框体开口161是在框体16打开的开口。在传送信号线141中传播的第二信号作为电磁波经由框体开口161传播到供电装置1b的外部。
图11是示出第三实施方式中的无线装置100b的整体结构例的外观图。
在图11中,天线元件31处于在框体16的表面上且存在放射部18之处。
像这样构成的无线装置100b经由放射部18向天线3传送第二信号,因此,不需要天线3和供电装置1b之间的线缆。因此,不需要线缆所造成的振幅偏差或相位偏差的补偿。此外,由于不需要线缆,所以能够抑制无线装置100b的制作所花费的成本的增大。
此外,像这样构成的无线装置100b在与具备矩阵电路部12的基板(即,电路基板123)不同的基板(即,传送基板143)中具备传送信号线141。因此,像这样构成的无线装置100b能够针对从放射部18放射的电磁波抑制从缝隙部131放射的电磁波的泄露。
(第四实施方式)
图12是示出第四实施方式中的无线装置100c的功能结构的具体例的图。
无线装置100c与无线装置100b的不同之处在于,代替供电装置1b而具备供电装置1c。供电装置1c与供电装置1b的不同之处在于,代替传送部14a而具备传送部14c。传送部14c与传送部14a的不同之处在于,具备前级放大器146-1~146-N、以及滤波器147-1~147-N。以下,在不分别区分前级放大器146-1~146-N的情况下,称为前级放大器146。以下,在不分别区分滤波器147-1~147-N的情况下,称为滤波器147。
前级放大器146具备在移相器144的前级,是调整第二信号的振幅的缓冲放大器。
滤波器147进行不需要波的除去。关于滤波器147,只要是能够除去不需要波的滤波器,则无论是怎样的滤波器都可以。滤波器147例如可以是波导滤波器。滤波器147例如也可以是由磁性体制成的隔离器。
已知,在移相器144是电压控制的可变移相器的情况下,根据电路结构,矩阵电路部12和移相器144之间的阻抗的变化较大,使供电装置1c中的流间的隔离降低。
像这样构成的第四实施方式中的无线装置100c具备前级放大器146,因此,能够抑制矩阵电路部12和移相器144之间的阻抗的变化。因此,像这样构成的第四实施方式中的无线装置100c能够使供电装置1c中的流间的隔离降低。
再有,传送部14、14a和14c和天线3未必需要通过线缆2连接,也可以通过波导连接。在传送部14、14a和14c以及天线3通过波导连接的情况下,根据频带,以比线缆低损失传送第二信号。
再有,矩阵电路部12未必需要形成在1层基板,也可以形成在2层以上的多层的基板。
再有,无线装置100、100a、100b和100c作为具备供电电路的发送机来说明,但是,通过以下那样做,也能够使无线装置100、100a、100b和100c作为接收机发挥作用。具体而言,是调换输入端子和输出端子、以及调换放大器的输入和输出。调换输入端子和输出端子是指,向输出端子15和放射部18施加电流、电压或电磁波,从输入端子11输出电流、电压或电磁波。
调换放大器的输入和输出是指,向实施方式1~4中的后级放大器145和前级放大器146输入从输出端子15和放射部18朝向传送信号线141的前端开放流动的电流、电压或电磁波,而不是从作为前端开放的一端朝向另一端流动的电流、电压或电磁波。
在该情况下,屏蔽板13的缝隙部131使电流、电压或电磁波从传送信号线141的前端开放的一端向电路信号线121的前端开放的一端传播。
此外,在使无线装置100、100a、100b和100c作为接收机发挥作用的情况下,也可以调换移相器144与后级放大器145或前级放大器146的顺序。
再有,电路基板123是第一基板的一例。传送基板143是第二基板的一例。电路信号线121是第一微带线路的一例。传送信号线141是第二微带线路的一例。缝隙部131是开口部的一例。输出端子15和放射部18是第一输入输出部和第二输入输出部的一例。后级放大器145是第一放大器的一例。前级放大器146是第二放大器的一例。框体16中的框体开口161以外的地方是屏蔽部的一例。框体开口161是非屏蔽部的一例。再有,输入端子11是第一输入输出部和第二输入输出部的一例。供电装置1、1a、1b和1c是电路的一例。
可以用计算机实现上述实施方式中的矩阵电路部12的一部分。在该情况下,可以将用于实现该功能的程序记录在计算机可读记录介质中,使计算机系统读入记录在该记录介质中的程序并执行,由此实现。再有,在此所说的“计算机系统”包括OS或周边设备等硬件。此外,“计算机可读记录介质”是指软盘、磁光盘、ROM、CD-ROM等可移动介质、内置在计算机系统中的硬盘等存储装置。进而,“计算机可读记录介质”还包括如经由因特网等网络或电话线路等通信线路来发送程序的情况下的通信线那样在短时间期间内动态地保持程序的介质、如成为该情况下的服务器或客户端的计算机系统内部的易失性存储器那样在一定时间内保持程序的介质。此外,上述程序既可以为用于实现前述功能的一部分的程序,进而也可以为能够通过与已经记录在计算机系统中的程序的组合来实现前述功能的程序,还可以为使用FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)等可编程逻辑设备来实现的程序。
以上,参照附图详述了本发明的实施方式,但是,具体的结构不限于该实施方式,还包括不脱离本发明的主旨的范围的设计等。
附图标记的说明
1…供电装置,2…线缆,3…天线,11…输入端子,12…矩阵电路部,13…屏蔽板,14…传送部,15…输出端子,16…框体,17…散热器,18…放射部,111…同轴线缆,121…电路信号线,122…第一GND,123…电路基板,141…传送信号线,142…第二GND,143…传送基板,144…移相器,145…后级放大器,146…前级放大器,147…滤波器,151…同轴线缆,1211…第一部分信号线,1212…第二部分信号线,1213…第三部分信号线,1a…供电装置,14a…传送部,14c…传送部,161…框体开口。

Claims (7)

1.一种电路,其中,具备:
第一输入输出部,被施加电流、电压或电磁波;
第二输入输出部,被施加电流、电压或电磁波;
第一基板,具备矩阵电路,所述矩阵电路由一端连接到所述第一输入输出部、另一端为前端开放的第一微带线路形成并且具有90度混合电路和延迟线路;
第二基板,具备一端连接到所述第二输入输出部、另一端为前端开放的第二微带线路;
屏蔽板,具备开口部;以及
在内部包括所述第一基板、所述第二基板以及所述屏蔽板的框体,
所述屏蔽板使从所述第一微带线路的作为前端开放的一端朝向所述屏蔽板的电流、电压或电磁波经由所述开口部传播到所述第二微带线路的作为前端开放的一端,使从所述第二微带线路的作为前端开放的一端朝向所述屏蔽板的电流、电压或电磁波经由所述开口部传播到所述第一微带线路的作为前端开放的一端,
所述框体的面中的与所述第一基板大致平行的面即与所述第一基板接近的一侧的面和所述第一基板 之间的距离是所述框体的面中的与所述第一基板大致平行的面即与所述第一基板接近的一侧的面和所述第一基板之间的空间中的所述电流、电压或电磁波的物质内波长的一半不足的长度的距离,
所述空间不具有从所述第一基板到与所述第一基板接近的一侧的所述面的传播模式。
2.根据权利要求1所述的电路,其中,具备:
移相器,调整在所述第二微带线路中激发的电流、电压或电磁波的相位;以及
第一放大器,增大在所述第二微带线路中激发的电流、电压或电磁波的振幅,
所述移相器连接到所述第二微带线路,
所述第一放大器连接到所述第二微带线路。
3.根据权利要求2所述的电路,其中,
所述框体具备:屏蔽在所述第一微带线路和所述第二微带线路中激发的电流、电压或电磁波的屏蔽部、以及不屏蔽在所述第一微带线路和所述第二微带线路中激发的电流、电压或电磁波的非屏蔽部,
所述第二输入输出部经由所述非屏蔽部将所述电磁波放射到所述框体的外部。
4.根据权利要求2或3所述的电路,其中,
还具备调整在所述第二微带线路中激发的电流、电压或电磁波的振幅的第二放大器,
所述第二放大器连接到所述移相器的前级。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电路,其中,所述第一基板、所述屏蔽板、以及所述第二基板是大致平行的。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电路,其中,所述第二输入输出部连接到放射规定的电磁波的天线的元件,所述第二输入输出部的配置与所述元件的配置大致相同。
7.一种无线装置,其中,具备权利要求1~6中任一项所述的电路。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112886165B (zh) * 2021-02-26 2022-07-05 中国电子科技集团公司第九研究所 一种半开放腔体式微带环行器/隔离器组件
WO2023092567A1 (en) * 2021-11-29 2023-06-01 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Antenna filter unit (afu), radio unit (ru), and communication device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09298409A (ja) * 1996-05-01 1997-11-18 Mitsubishi Electric Corp マイクロ波半導体装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08250922A (ja) * 1995-03-09 1996-09-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> アレイアンテナおよびアレイアンテナへの給電方法
JP3255217B2 (ja) * 1995-09-21 2002-02-12 日本電信電話株式会社 バトラーマトリクス回路とアンテナ装置
US6104935A (en) * 1997-05-05 2000-08-15 Nortel Networks Corporation Down link beam forming architecture for heavily overlapped beam configuration
SE509278C2 (sv) 1997-05-07 1999-01-11 Ericsson Telefon Ab L M Radioantennanordning och förfarande för samtidig alstring av bred lob och smal peklob
KR20090033403A (ko) 2000-07-10 2009-04-02 앤드류 코포레이션 셀룰러 안테나
JP4028178B2 (ja) * 2001-02-09 2007-12-26 株式会社東芝 移動体用アンテナ装置
WO2004034578A1 (ja) 2002-10-10 2004-04-22 Soshin Electric Co., Ltd. 可変遅延線
US7352325B1 (en) 2007-01-02 2008-04-01 International Business Machines Corporation Phase shifting and combining architecture for phased arrays
US7986647B2 (en) * 2007-09-29 2011-07-26 Icover Wireless, Inc. Portable wireless repeater system for indoor wireless coverage enhancement of residential, small office, and vehicular applications
KR20110090232A (ko) 2010-02-03 2011-08-10 엘에스산전 주식회사 위상변위기를 이용한 벡터 모듈레이터
CN102684611A (zh) 2011-03-16 2012-09-19 Ls产电株式会社 使用时间延迟器和移相器的矢量调制器
JP5812801B2 (ja) * 2011-10-24 2015-11-17 三菱電機株式会社 アンテナ装置及びアンテナ励振方法
WO2014083948A1 (ja) * 2012-11-27 2014-06-05 国立大学法人佐賀大学 アンテナ装置
US9692126B2 (en) * 2014-05-30 2017-06-27 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Millimeter (mm) wave switched beam antenna system
KR102487477B1 (ko) * 2016-01-20 2023-01-12 삼성전자주식회사 디스플레이를 이용한 안테나

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09298409A (ja) * 1996-05-01 1997-11-18 Mitsubishi Electric Corp マイクロ波半導体装置

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