CN115176417A - 移相器和天线装置 - Google Patents

移相器和天线装置 Download PDF

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CN115176417A CN202080097102.3A CN202080097102A CN115176417A CN 115176417 A CN115176417 A CN 115176417A CN 202080097102 A CN202080097102 A CN 202080097102A CN 115176417 A CN115176417 A CN 115176417A
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山本航
堤恒次
津留正臣
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Abstract

移相器(1)具备第1移相电路(11)，当从分配输入信号的90度分配器(10)输出第1信号、与第1信号之间具有90度的相位差的第2信号、与第1信号之间具有180度的相位差的第3信号、以及与第1信号之间具有270度的相位差的第4信号时，如果输入信号的频率包含在第1频带中，则第1移相电路(11)按照输入信号的移相量，将第1信号至第4信号中的任意3个信号分别放大，并输出放大后的3个信号的合成信号。此外，移相器(1)具备第2移相电路(12)，如果在不与第1频带重叠且与第1频带连续的第2频带中包含输入信号的频率，则该第2移相电路(12)按照移相量，将任意3个信号中的任意2个信号和第1信号至第4信号中的没有被第1移相电路(11)放大的1个信号分别放大，并输出放大后的3个信号的合成信号。而且，移相器(1)构成为，第1移相电路(11)和第2移相电路(12)中的1个以上的移相电路具备对合成信号的相位误差进行补偿的补偿电路。

Description

移相器和天线装置
技术领域
本公开涉及移相器和具备移相器的天线装置。
背景技术
用于雷达装置的天线装置通常具备相控阵天线和移相器。在变更从该相控阵天线辐射的射束的方向时，该移相器进行向该相控阵天线赋予的高频信号的相位的切换。
作为该移相器，能够使用向量合成型移相器。该向量合成型移相器通常具备将输入信号分配为4个信号的90度分配器和根据与移相量相应的放大率将4个信号的振幅分别放大的多个可变增益放大器。作为4个信号，例如对应于相位为0度的信号、相位为90度的信号、相位为180度的信号、以及相位为270度的信号。另外，90度分配器也有时设置在向量合成型移相器的外部。
该向量合成型移相器对放大后的4个信号进行合成，作为移相后的信号而输出4个信号的合成信号。
该90度分配器例如由多相滤波器实现(例如参照非专利文献1)。
非专利文献1所记载的90度分配器为了降低4个信号的相位误差而多级地连接多相滤波器。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：Yan-Yu Huang，“An Ultra-Compact，Linearly-ControlledVariable Phase ShifterDesigned With a Novel RC Poly-Phase Filter，”IEEETRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES，VOL.60，NO.2，FEBRUARY 2012
发明内容
发明要解决的问题
从具备多级地连接多相滤波器的90度分配器的移相器输出的移相后的信号的相位精度随着多相滤波器的级数增加而提高。但是，存在多相滤波器的级数越增加则通过移相器的信号的电力损耗越增大这样的问题。
本公开是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，得到一种不增加90度分配器中的多相滤波器的级数就能够补偿移相后的信号的相位误差的移相器。
用于解决问题的手段
本公开的移相器具备：第1移相电路，当从分配输入信号的90度分配器输出第1信号、与第1信号之间具有90度的相位差的第2信号、与第1信号之间具有180度的相位差的第3信号、以及与第1信号之间具有270度的相位差的第4信号时，如果输入信号的频率包含在第1频带中，则该第1移相电路按照输入信号的移相量，将第1信号至第4信号中的任意3个信号分别放大，并输出放大后的3个信号的合成信号；以及第2移相电路，如果输入信号的频率包含在不与第1频带重叠且与第1频带连续的第2频带中，则该第2移相电路按照移相量，将任意3个信号中的任意2个信号和第1信号至第4信号中的没有被第1移相电路放大的1个信号分别放大，并输出放大后的3个信号的合成信号，第1移相电路和第2移相电路中的1个以上的移相电路具备对合成信号的相位误差进行补偿的补偿电路。
发明的效果
根据本公开，将移相器构成为第1移相电路和第2移相电路中的1个以上的移相电路具备对合成信号的相位误差进行补偿的补偿电路。因此，本公开的移相器不增加90度分配器中的多相滤波器的级数就能够能够补偿移相后的信号的相位误差。
附图说明
图1是示出具备实施方式1的移相器1的天线装置的结构图。
图2是示出实施方式1的移相器1的结构图。
图3是示出第1移相电路11不具备第1相位补偿电路31且第2移相电路12不具备第2相位补偿电路32的情况下的从移相电路2输出的合成信号的相位误差的说明图。
图4是示出第1移相电路11具备第1相位补偿电路31且第2移相电路12具备第2相位补偿电路32的情况下的从移相电路2输出的合成信号的相位误差的说明图。
图5是示出输入信号的移相量θ的说明图。
图6是示出在输入信号的频率f是中心频率fc时从具有高精度的90度相位差特性的90度分配器10输出的第1信号、第2信号、第3信号以及第4信号各自的极坐标显示的说明图。
图7是示出由第1可变增益放大器21进行放大后的第1信号、由第1相位补偿电路31进行相位补偿后的第2信号、由第3可变增益放大器23进行放大后的第3信号以及由第2相位补偿电路32进行相位补偿后的第4信号各自的极坐标显示的说明图。
图8是示出实施方式2的移相器1的结构图。
图9是示出在输入信号的频率f是比中心频率fc低的频率时从具有高精度的90度相位差特性的90度分配器10输出的第1信号、第2信号、第3信号以及第4信号各自的极坐标显示的说明图。
图10是示出实施方式3的移相器1的结构图。
图11是示出在输入信号的频率f是比中心频率fc高的频率时从具有高精度的90度相位差特性的90度分配器10输出的第1信号、第2信号、第3信号以及第4信号各自的极坐标显示的说明图。
图12是示出具备实施方式1的移相器1的另一天线装置的结构图。
具体实施方式
以下，为了更加详细地说明本公开，按照附图对用于实施本公开的方式进行说明。
实施方式1.
图1是示出具备实施方式1的移相器1的天线装置的结构图。图2是示出实施方式1的移相器1的结构图。
天线装置具备移相器1、控制电路3以及相控阵天线5。
移相器1是向量合成型移相器，具备移相电路2和倍频器4。在图1所示的天线装置中，控制电路3设置在移相器1的外部。但是，这只不过是一例，如图12所示，控制电路3也可以设置在移相器1的内部。图12是示出具备实施方式1的移相器1的另一天线装置的结构图。
移相器1在从外部被赋予输入信号时，对输入信号进行移相，将移相后的信号向相控阵天线5输出。输入信号例如是高频信号。
相控阵天线5具备多个天线元件。天线元件向空间辐射从移相器1输出的移相后的信号的电波。
为了简化附图，图1所示的天线装置仅具备1个移相器1。实际上，天线装置具备与相控阵天线5具备的多个天线元件相同数量的移相器1。
移相电路2具备90度分配器10、第1移相电路11以及第2移相电路12。
图2所示的移相电路2具备90度分配器10。但是，这只不过是一例，90度分配器10也可以设置于移相电路2的外部。
移相电路2的输入端子2a是用于从移相电路2的外部输入作为移相对象的信号的输入信号的端子。
移相电路2对从输入端子2a输入的输入信号进行移相，将移相后的信号向倍频器4输出。
90度分配器10由1个多相滤波器实现。
90度分配器10将从输入端子2a输入的输入信号分配为4个信号。
即，90度分配器10分配为第1信号、与第1信号之间具有90度的相位差的第2信号、与第1信号之间具有180度的相位差的第3信号、以及与第1信号之间具有270度的相位差的第4信号。
90度分配器10将第1信号、第2信号以及第3信号向第1移相电路11输出。
90度分配器10将第1信号、第3信号以及第4信号向第2移相电路12输出。
如果输入信号的相位为0度，则第1信号是相位为0度的信号，第2信号是相位为90度的信号。此外，第3信号是相位为180度的信号，第4信号是相位为270度的信号。
但是，第1信号、第2信号、第3信号以及第4信号分别具有相位误差，相位误差的大小根据输入信号的频率而不同。因此，第1信号的相位有时从0度偏移，第2信号的相位有时从90度偏移。此外，第3信号的相位有时从180度偏移，第4信号的相位有时从270度偏移。
在图2所示的移相电路2中，90度分配器10由1个多相滤波器实现。但是，这只不过是一例，90度分配器10也可以由多级的多相滤波器实现。
在90度分配器10由多级的多相滤波器实现的情况下，第1信号、第2信号、第3信号以及第4信号分别产生的相位误差相比于由1个多相滤波器实现的情况而降低。
但是，在90度分配器10由多级的多相滤波器实现的情况下，通过移相器1的信号的电力损耗相比于90度分配器10由1个多相滤波器实现的情况而增大。因此，需要在即便通过移相器1的信号的电力损耗增大在实用上也没有问题的范围内决定多相滤波器的级数。
第1移相电路11具备第1可变增益放大器21、第2可变增益放大器22以及第3可变增益放大器23。此外，第1移相电路11具备第1相位补偿电路31作为补偿电路。
如果输入信号的频率包含在第1频带中、并且输入信号的移相量比0度大且为180度以下，则第1移相电路11按照输入信号的移相量，将第1信号、第2信号以及第3信号分别放大。
第1移相电路11将放大后的第1信号、放大后的第2信号以及放大后的第3信号的合成信号向倍频器4输出。
第1频带为从移相器1能够移相的频带(fL～fH)的中心频率fc到移相器1能够移相的频带(fL～fH)的上限频率fH为止的范围。
在图2所示的移相电路2中，第1移相电路11将第1信号、第2信号以及第3信号分别放大。但是，这只不过是一例，如果输入信号的频率包含在第1频带中，则第1移相电路11也可以按照输入信号的移相量，将第1信号至第4信号中的任意3个信号分别放大。
如果输入信号的移相量例如比90度大且为270度以下，则第1移相电路11按照输入信号的移相量将第2信号、第3信号以及第4信号分别放大，将放大后的3个信号的合成信号向倍频器4输出。
如果输入信号的移相量例如比180度大且为360度以下，则第1移相电路11按照输入信号的移相量将第3信号、第4信号以及第1信号分别放大，将放大后的3个信号的合成信号向倍频器4输出。
如果输入信号的移相量例如比270度大且为450度(＝90度)以下，则第1移相电路11按照输入信号的移相量将第4信号、第1信号以及第2信号分别放大，将放大后的3个信号的合成信号向倍频器4输出。
第2移相电路12具备第1可变增益放大器21、第3可变增益放大器23以及第4可变增益放大器24。此外，第2移相电路12具备第2相位补偿电路32作为补偿电路。
如果输入信号的频率包含在不与第1频带重叠且与第1频带连续的第2频带中、并且输入信号的移相量比180度大且为360度以下，则第2移相电路12按照输入信号的移相量，将第1信号、第3信号以及第4信号分别放大。
第2移相电路12将放大后的第1信号、放大后的第3信号以及放大后的第4信号的合成信号向倍频器4输出。
第2频带是从移相器1能够移相的频带(fL～fH)的下限频率fL到中心频率fc为止的范围。
在图2所示的移相电路2中，第2移相电路12将第1信号、第3信号以及第4信号分别放大。但是，这只不过是一例，如果输入信号的频率包含在第2频带中，则第2移相电路12也可以按照输入信号的移相量，将由第1移相电路11放大的3个信号中的任意2个信号和第1信号至第4信号中的没有被第1移相电路11放大的1个信号分别放大。
如果输入信号的移相量例如比270度大且为450度(＝90度)以下，则第2移相电路12按照输入信号的移相量将第4信号、第1信号以及第2信号分别放大，将放大后的3个信号的合成信号向倍频器4输出。
如果输入信号的移相量例如比0度大且为180度以下，则第2移相电路12按照输入信号的移相量将第1信号、第2信号以及第3信号分别放大，将放大后的3个信号的合成信号向倍频器4输出。
如果输入信号的移相量例如比90度大且为270度以下，则第2移相电路12按照输入信号的移相量将第2信号、第3信号以及第4信号分别放大，将放大后的3个信号的合成信号向倍频器4输出。
第1可变增益放大器21将从90度分配器10输出的第1信号放大，将放大后的第1信号向倍频器4输出。
第2可变增益放大器22将从90度分配器10输出的第2信号放大，将放大后的第2信号向第1相位补偿电路31输出。
第3可变增益放大器23将从90度分配器10输出的第3信号放大，将放大后的第3信号向倍频器4输出。
第4可变增益放大器24将从90度分配器10输出的第4信号放大，将放大后的第4信号向第2相位补偿电路32输出。
第1相位补偿电路31由使相位延迟的电路或者使相位超前的电路实现。使相位延迟的电路例如由电阻和电容器实现。使相位超前的电路例如由电阻和电感器实现。
第1相位补偿电路31通过使从第2可变增益放大器22输出的放大后的第2信号的相位延迟或者使放大后的第2信号的相位超前，来补偿从第1移相电路11输出的合成信号的相位误差。
第2相位补偿电路32由使相位延迟的电路或者使相位超前的电路实现。
第2相位补偿电路32通过使从第4可变增益放大器24输出的放大后的第4信号的相位延迟或者使放大后的第4信号的相位超前，来补偿从第2移相电路12输出的合成信号的相位误差。
控制电路3的频率信息输入端子3a是用于从控制电路3的外部输入表示输入信号的频率的频率信息的端子。
控制电路3的移相量输入端子3b是用于从控制电路3的外部输入输入信号的移相量的端子。
如果输入信号的频率包含在第1频带中、并且输入信号的移相量比0度大且为180度以下，则控制电路3将第4可变增益放大器24的放大率设定为0。此外，控制电路3按照输入信号的移相量，来调整第1可变增益放大器21、第2可变增益放大器22以及第3可变增益放大器23各自的放大率。
如果输入信号的频率包含在第2频带中、并且输入信号的移相量比180度大且为360度以下，则控制电路3将第2可变增益放大器22的放大率设定为0。此外，控制电路3按照输入信号的移相量，来调整第1可变增益放大器21、第3可变增益放大器23以及第4可变增益放大器24各自的放大率。
倍频器4例如由混频器实现。
倍频器4对从第1移相电路11输出的合成信号的频率或者从第2移相电路12输出的合成信号的频率进行2倍频。通过倍频器4对合成信号的频率进行2倍频，由此，合成信号的相位也成为2倍。
倍频器4将频率倍频后的合成信号向相控阵天线5输出。
倍频器4的输出端子4a是用于将频率倍频后的合成信号向相控阵天线5输出的端子。
接着，对图2所示的移相器1的动作进行说明。
从90度分配器10输出的第1信号、第2信号、第3信号以及第4信号分别具有根据从输入端子2a输入的输入信号的频率f而不同的相位误差。
由于第1信号、第2信号、第3信号以及第4信号分别具有相位误差，因此，如果移相电路2不具备第1相位补偿电路31以及第2相位补偿电路32，则在从移相电路2输出的合成信号中产生相位误差。
图3是示出第1移相电路11不具备第1相位补偿电路31且第2移相电路12不具备第2相位补偿电路32的情况下的从移相电路2输出的合成信号的相位误差的说明图。
图3的横轴是频率，图3的纵轴如以下的式(1)所示那样是移相量为θ时的相位误差erθ的RMS(Root Mean Square：均方根)。θ＝1、2、3、···、360。
Figure BDA0003805870440000081
相位误差erθ的RMS由第1可变增益放大器21、第2可变增益放大器22、第3可变增益放大器23以及第4可变增益放大器24各自的晶体管尺寸等决定。
但是，如图3所示，当输入信号的频率f不同时，相位误差erθ的RMS发生变化。
在图3中，示出当输入信号的频率f是比中心频率fc高且比上限频率fH低的频率f0时、90度分配器10具有高精度的90度相位差特性的例子。
因此，在图3的例子中，当输入信号的频率f为频率f0时，从移相电路2输出的合成信号的相位误差erθ的RMS成为最小。此外，当输入信号的频率f为下限频率fL时，从移相电路2输出的合成信号的相位误差erθ的RMS成为最大。
图4是示出第1移相电路11具备第1相位补偿电路31且第2移相电路12具备第2相位补偿电路32的情况下的从移相电路2输出的合成信号的相位误差的说明图。
图4的横轴是频率，图4的纵轴如式(1)所示那样是移相量为θ时的相位误差erθ的RMS。
RMS1是从第1移相电路11输出的合成信号的相位误差erθ的RMS。在图4的例子中，第1移相电路11具备第1相位补偿电路31，由此，表示RMS1的曲线成为图3所记载的表示RMS的曲线向高频侧(图中为右侧)大致进行了平行移动的曲线。频率f1是从第1移相电路11输出的合成信号的相位误差erθ的RMS成为最小的输入信号的频率f。f0＜f1＜fH。
RMS2是从第2移相电路12输出的合成信号的相位误差erθ的RMS。在图4的例子中，第2移相电路12具备第2相位补偿电路32，由此，表示RMS2的曲线成为图3所记载的表示RMS的曲线向低频侧(图中为左侧)大致进行了平行移动的曲线。频率f2是从第2移相电路12输出的合成信号的相位误差erθ的RMS成为最小的输入信号的频率f。fL＜f2＜f0。
图5是示出输入信号的移相量θ的说明图。
在图5中，0＜θ≦180表示输入信号的移相量θ比0度大且为180度以下。
180＜θ≦360表示输入信号的移相量θ比180度大且为360度以下。
从第1移相电路11输出合成信号的条件是输入信号的频率f包含在第1频带(fc～fH)中、并且输入信号的移相量θ比0度大且为180度以下时。
从第2移相电路12输出合成信号的条件是输入信号的频率f包含在第2频带(fL～fc)中、并且输入信号的移相量θ比180度大且为360度以下时。
因此，如图3和图4所示，从第1移相电路11输出的合成信号的相位误差erθ的RMS1在频率f为上限频率fH时，小于从不具备第1相位补偿电路31的移相电路输出的合成信号的相位误差erθ的RMS。
此外，如图3和图4所示，从第2移相电路12输出的合成信号的相位误差erθ的RMS2在频率f为下限频率fL时，小于从不具备第2相位补偿电路32的移相电路输出的合成信号的相位误差erθ的RMS。
当从输入端子2a输入输入信号sin(ωt)时，90度分配器10将输入信号sin(ωt)分配为第1信号sin(ωt)、第2信号sin(ωt+90)、第3信号sin(ωt+180)以及第4信号sin(ωt+270)。ω是角频率，t是时刻。ω＝2πf。
但是，如上所述，第1信号sin(ωt)、第2信号sin(ωt+90)、第3信号sin(ωt+180)以及第4信号sin(ωt+270)有时分别具有相位误差。
90度分配器10向第1移相电路11输出第1信号sin(ωt)、第2信号sin(ωt+90)以及第3信号sin(ωt+180)。
90度分配器10向第2移相电路12输出第1信号sin(ωt)、第3信号sin(ωt+180)以及第4信号sin(ωt+270)。
控制电路3取得从频率信息输入端子3a输入的频率信息，取得从移相量输入端子3b输入的输入信号的移相量θ。
如果频率信息所示的输入信号的频率f包含在第1频带(fc～fH)中、并且输入信号的移相量θ比0度大且为180度以下，则控制电路3将第4可变增益放大器24的放大率设定为0。此外，控制电路3按照输入信号的移相量θ，来调整第1可变增益放大器21、第2可变增益放大器22以及第3可变增益放大器23各自的放大率。
如果频率信息所示的输入信号的频率f包含在第2频带(fL～fc)中、并且输入信号的移相量θ比180度大且为360度以下，则控制电路3将第2可变增益放大器22的放大率设定为0。此外，控制电路3按照输入信号的移相量θ，来调整第1可变增益放大器21、第3可变增益放大器23以及第4可变增益放大器24各自的放大率。
以下，对控制电路3所进行的放大率的调整例进行说明。另外，移相电路2作为不具备第1相位补偿电路31和第2相位补偿电路32的移相电路而由控制电路3调整各个放大率。
例如，如果输入信号的移相量θ比0度大且比90度小，则控制电路3将第3可变增益放大器23的放大率β3设定为0，将第4可变增益放大器24的放大率β4设定为0。
然后，控制电路3以放大后的第1信号与放大后的第2信号的合成信号成为sin(ωt+θ)的方式调整第1可变增益放大器21的放大率β1和第2可变增益放大器22的放大率β2。以合成信号成为sin(ωt+θ)的方式调整放大率β1和放大率β2的处理本身是公知的技术，因此省略详细的说明。
例如，如果输入信号的移相量θ比90度大且比180度小，则控制电路3将第1可变增益放大器21的放大率β1设定为0，将第4可变增益放大器24的放大率β4设定为0。
然后，控制电路3以放大后的第2信号与放大后的第3信号的合成信号成为sin(ωt+θ)的方式调整第2可变增益放大器22的放大率β2和第3可变增益放大器23的放大率β3。
例如，如果输入信号的移相量θ比180度大且比270度小，则控制电路3将第1可变增益放大器21的放大率β1设定为0，将第2可变增益放大器22的放大率β2设定为0。
然后，控制电路3以放大后的第3信号与放大后的第4信号的合成信号成为sin(ωt+θ)的方式调整第3可变增益放大器23的放大率β3和第4可变增益放大器24的放大率β4。
例如，如果输入信号的移相量θ比270度大且比360度小，则控制电路3将第2可变增益放大器22的放大率β2设定为0，将第3可变增益放大器23的放大率β3设定为0。
然后，控制电路3以放大后的第4信号与放大后的第1信号的合成信号成为sin(ωt+θ)的方式调整第4可变增益放大器24的放大率β4和第1可变增益放大器21的放大率β1。
例如，如果输入信号的移相量θ为0度，则控制电路3将第2可变增益放大器22的放大率β2设定为0，将第3可变增益放大器23的放大率β3设定为0，将第4可变增益放大器24的放大率β4设定为0。而且，控制电路3将第1可变增益放大器21的放大率β1设定为1。
例如，如果输入信号的移相量θ为90度，则控制电路3将第1可变增益放大器21的放大率β1设定为0，将第3可变增益放大器23的放大率β3设定为0，将第4可变增益放大器24的放大率β4设定为0。而且，控制电路3将第2可变增益放大器22的放大率β2设定为1。
例如，如果输入信号的移相量θ为180度，则控制电路3将第1可变增益放大器21的放大率β1设定为0，将第2可变增益放大器22的放大率β2设定为0，将第4可变增益放大器24的放大率β4设定为0。而且，控制电路3将第3可变增益放大器23的放大率β3设定为1。
例如，如果输入信号的移相量θ为270度，则控制电路3将第1可变增益放大器21的放大率β1设定为0，将第2可变增益放大器22的放大率β2设定为0，将第3可变增益放大器23的放大率β3设定为0。而且，控制电路3将第4可变增益放大器24的放大率β4设定为1。
这里，为了方便说明，假设将90度分配器10设计为，90度分配器10具有的90度相位差特性在输入信号的频率f为中心频率fc时为高精度。
图6是示出在输入信号的频率f为中心频率fc时、从具有高精度的90度相位差特性的90度分配器10输出的第1信号、第2信号、第3信号以及第4信号各自的极坐标显示的说明图。
在输入信号的频率f为中心频率fc时，如图6所示，第1信号成为0度方向的信号41，信号41被输入到第1可变增益放大器21。第2信号成为90度方向的信号42，信号42被输入到第2可变增益放大器22。第3信号成为180度方向的信号43，信号43被输入到第3可变增益放大器23。第4信号成为270度方向的信号44，信号44被输入到第4可变增益放大器24。
但是，当输入信号的频率f比中心频率fc高时，产生相位误差45，具有相位误差45的信号46作为第2信号被输入到第2可变增益放大器22。此外，具有相位误差45的信号47作为第4信号被输入到第4可变增益放大器24。
当输入信号的频率f比中心频率fc低时，产生相位误差48，具有相位误差48的信号49作为第2信号被输入到第2可变增益放大器22。此外，具有相位误差48的信号50作为第4信号被输入到第4可变增益放大器24。
在图6的例子中，90度分配器10被设计为，使得具有相位误差45的信号46的相位比90度方向的信号42的相位超前。因此，第1相位补偿电路31被设计为，具有能够使信号46的相位延迟并使信号46的相位接近信号42的相位的延迟量。另外，有时将移相器1设计为，使得具有相位误差45的信号46的相位比90度方向的信号42的相位延迟。在该情况下，第1相位补偿电路31被设计为，具有能够使信号46的相位超前并使信号46的相位接近信号42的相位的超前量。
在图6的例子中，90度分配器10被设计为，使得具有相位误差48的信号50的相位比270度方向的信号44的相位延迟。因此，第2相位补偿电路32被设计为，具有能够使信号50的相位超前并使信号50的相位接近信号44的相位的超前量。另外，有时将90度分配器10设计为，使得具有相位误差48的信号50的相位比270度方向的信号44的相位超前。在该情况下，第2相位补偿电路32被设计为，具有能够使信号50的相位延迟并使信号50的相位接近信号44的相位的延迟量。
根据以上内容，如果输入信号的频率f包含在第1频带(fc～fH)中、并且输入信号的移相量θ比0度大且为180度以下，则从第2可变增益放大器22输出的放大后的第2信号的相位误差被第1相位补偿电路31补偿。
如果输入信号的频率f包含在第2频带(fL～fc)中、并且输入信号的移相量θ比180度大且为360度以下，则从第4可变增益放大器24输出的放大后的第4信号的相位误差被第2相位补偿电路32补偿。
图7是示出由第1可变增益放大器21进行放大后的第1信号、由第1相位补偿电路31进行相位补偿后的第2信号、由第3可变增益放大器23进行放大后的第3信号以及由第2相位补偿电路32进行相位补偿后的第4信号各自的极坐标显示的说明图。
在图7中，与图6相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。
由第1相位补偿电路31进行相位补偿后的第2信号成为约90度方向的信号51，信号51被输入到第2可变增益放大器22。
由第2相位补偿电路32进行相位补偿后的第4信号成为约270度方向的信号52，信号52被输入到第4可变增益放大器24。
从第2可变增益放大器22输出的放大后的第2信号的相位误差被第1相位补偿电路31补偿，由此，从第1移相电路11输出的合成信号的相位误差erθ的RMS成为图4所示的RMS1。
从第4可变增益放大器24输出的放大后的第4信号的相位误差被第2相位补偿电路32补偿，由此，从第2移相电路12输出的合成信号的相位误差erθ的RMS成为图4所示的RMS2。
如果输入信号的频率f包含在第1频带(fc～fH)中，则倍频器4取得从第1移相电路11输出的合成信号sin(ωt+θ)。
如果输入信号的频率f包含在第2频带(fL～fc)中，则倍频器4取得从第2移相电路12输出的合成信号sin(ωt+θ)。
倍频器4通过计算所取得的合成信号sin(ωt+θ)的平方而对合成信号sin(ωt+θ)的频率进行2倍频。通过由倍频器4对合成信号的频率进行2倍频，合成信号的相位θ也成为2倍。
倍频器4将频率倍频后的合成信号sin(2ωt+2θ)向相控阵天线5输出。
输入信号的频率f包含在第1频带(fc～fH)时的移相量θ限定于0＜θ≦180的范围。但是，由于频率倍频后的合成信号的相位成为2θ，因此，频率f包含在第1频带(fc～fH)时的移相器1的移相量成为360度的范围。
此外，输入信号的频率f包含在第2频带(fL～fc)时的移相量θ限定于180＜θ≦360的范围。但是，由于频率倍频后的合成信号的相位成为2θ，因此，频率f包含在第2频带(fL～fc)时的移相器1的移相量成为360度的范围。
在以上的实施方式1中，移相器1具备第1移相电路11，当从分配输入信号的90度分配器10输出第1信号、与第1信号之间具有90度的相位差的第2信号、与第1信号之间具有180度的相位差的第3信号、以及与第1信号之间具有270度的相位差的第4信号时，如果输入信号的频率包含在第1频带中，则该第1移相电路11按照输入信号的移相量将第1信号至第4信号中的任意3个信号分别放大，并输出放大后的3个信号的合成信号。此外，移相器1具备第2移相电路12，如果在不与第1频带重叠且与第1频带连续的第2频带中包含输入信号的频率，则该第2移相电路12按照移相量，将任意3个信号中的任意2个信号和第1信号至第4信号中的没有被第1移相电路11放大的1个信号分别放大，并输出放大后的3个信号的合成信号。而且，将移相器1构成为，第1移相电路11和第2移相电路12中的1个以上的移相电路具备对合成信号的相位误差进行补偿的补偿电路。因此，移相器1不增加90度分配器10中的多相滤波器的级数就能够补偿移相后的信号的相位误差。
在图2所示的移相器1中，第1相位补偿电路31与第2可变增益放大器22的输出侧连接，第2相位补偿电路32与第4可变增益放大器24的输出侧连接。但是，这只不过是一例，也可以是，第1相位补偿电路31与第2可变增益放大器22的输入侧连接，第2相位补偿电路32与第4可变增益放大器24的输入侧连接。
实施方式2.
在实施方式2中，对第1移相电路11具备第1相位补偿电路31且第2移相电路12不具备第2相位补偿电路32的移相器1进行说明。
图8是示出实施方式2的移相器1的结构图。在图8中，与图2相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。
在图8所示的移相器1中，当输入信号的频率f是比中心频率fc低的频率例如fL+(fc-fL)/2时，90度分配器10具有高精度的90度相位差特性。
图9是示出在输入信号的频率f是比中心频率fc低的频率时、从具有高精度的90度相位差特性的90度分配器10输出的第1信号、第2信号、第3信号以及第4信号各自的极坐标显示的说明图。
在输入信号的频率f是fL+(fc-fL)/2时，如图9所示，第1信号成为0度方向的信号41，信号41被输入到第1可变增益放大器21。第2信号成为90度方向的信号42，信号42被输入到第2可变增益放大器22。第3信号成为180度方向的信号43，信号43被输入到第3可变增益放大器23。第4信号成为270度方向的信号44，信号44被输入到第4可变增益放大器24。
但是，当输入信号的频率f例如包含在第1频带(fc～fH)时，产生相位误差61，具有相位误差61的信号62作为第2信号被输入到第2可变增益放大器22。此外，具有相位误差61的信号63作为第4信号被输入到第4可变增益放大器24。
在图9的例子中，90度分配器10被设计为，使得具有相位误差61的信号62的相位比90度方向的信号42的相位超前。因此，第1相位补偿电路31被设计为，具有能够使信号62的相位延迟并使信号62的相位接近信号42的相位的延迟量。另外，有时将移相器1设计为，使得具有相位误差61的信号62的相位比90度方向的信号42的相位延迟。在该情况下，第1相位补偿电路31被设计为，具有能够使信号62的相位超前并使信号62的相位接近信号42的相位的超前量。
根据以上内容，如果输入信号的频率f包含在第1频带(fc～fH)中、并且输入信号的移相量θ比0度大且为180度以下，则从第2可变增益放大器22输出的放大后的第2信号的相位误差被第1相位补偿电路31补偿。
如果输入信号的频率f包含在第2频带(fL～fc)中、并且输入信号的移相量θ比180度大且为360度以下，则从第4可变增益放大器24输出的放大后的第4信号的相位误差较小，因此，不对该相位误差进行补偿。
在以上的实施方式2中，图8所示的移相器1构成为，第1移相电路11包含第1相位补偿电路31作为补偿电路，该第1相位补偿电路31对由第2可变增益放大器22放大后的第2信号的相位误差进行补偿。因此，图8所示的移相器1与图2所示的移相器1同样，不增加90度分配器10中的多相滤波器的级数就能够补偿移相后的信号的相位误差。此外，图8所示的移相器1与图2所示的移相器1相比，能够实现结构的简化。
实施方式3.
在实施方式3中，对第2移相电路12具备第2相位补偿电路32且第1移相电路11不具备第1相位补偿电路31的移相器1进行说明。
图10是示出实施方式3的移相器1的结构图。在图10中，与图2相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。
在图10所示的移相器1中，当输入信号的频率f是比中心频率fc高的频率例如fc+(fH-fc)/2时，90度分配器10具有高精度的90度相位差特性。
图11是示出在输入信号的频率f是比中心频率fc高的频率时，从具有高精度的90度相位差特性的90度分配器10输出的第1信号、第2信号、第3信号以及第4信号各自的极坐标显示的说明图。
在输入信号的频率f是fc+(fH-fc)/2时，如图11所示，第1信号成为0度方向的信号41，信号41被输入到第1可变增益放大器21。第2信号成为90度方向的信号42，信号42被输入到第2可变增益放大器22。第3信号成为180度方向的信号43，信号43被输入到第3可变增益放大器23。第4信号成为270度方向的信号44，信号44被输入到第4可变增益放大器24。
当使，当输入信号的频率f例如包含在第2频带(fL～fc)时，产生相位误差71，具有相位误差71的信号72作为第2信号被输入到第2可变增益放大器22。此外，具有相位误差71的信号73作为第4信号被输入到第4可变增益放大器24。
在图11的例子中，90度分配器10被设计为，使得具有相位误差71的信号73的相位比270度方向的信号44的相位延迟。因此，第2相位补偿电路32被设计为，具有能够使信号73的相位超前并使信号73的相位接近信号44的相位的超前量。另外，有时将90度分配器10设计为，使得具有相位误差71的信号73的相位比270度方向的信号44的相位超前。在该情况下，第2相位补偿电路32被设计为，具有能够使信号73的相位延迟并使信号73的相位接近信号44的相位的延迟量。
根据以上，如果输入信号的频率f包含在第2频带(fL～fc)中、并且输入信号的移相量θ比180度大且为360度以下，则从第4可变增益放大器24输出的放大后的第4信号的相位误差被第2相位补偿电路32补偿。
如果输入信号的频率f包含在第1频带(fc～fH)中、并且输入信号的移相量θ比0度大且为180度以下，则从第2可变增益放大器22输出的放大后的第2信号的相位误差较小，因此，不对该相位误差进行补偿。
在以上的实施方式3中，图10所示的移相器1构成为，第2移相电路12包含第2相位补偿电路32作为补偿电路，该第2相位补偿电路32对由第4可变增益放大器24放大后的第4信号的相位误差进行补偿。因此，图10所示的移相器1与图2所示的移相器1同样，不增加90度分配器10中的多相滤波器的级数就能够补偿移相后的信号的相位误差。此外，图10所示的移相器1与图2所示的移相器1相比，能够实现结构的简化。
在实施方式1～3中，设为第2频带比第1频带低而说明了移相器1。但是，这只不过是一例，第2频带也可以比第1频带高。
另外，本公开能够进行各实施方式的自由组合或者各实施方式的任意的结构要素的变形、或者在各实施方式中能够省略任意的结构要素。
产业利用性
本公开适用于移相器和具备移相器的天线装置。
附图标记说明
1移相器，2移相电路，2a输入端子，3控制电路，3a频率信息输入端子，3b移相量输入端子，4倍频器，4a输出端子，5相控阵天线，10 90度分配器，11第1移相电路，12第2移相电路，21第1可变增益放大器，22第2可变增益放大器，23第3可变增益放大器，24第4可变增益放大器，31第1相位补偿电路，32第2相位补偿电路，41 0度方向的信号，42 90度方向的信号，43 180度方向的信号，44 270度方向的信号，45相位误差，46、47具有相位误差的信号，48相位误差，49、50具有相位误差的信号，51 90度方向的信号，52 270度方向的信号，61相位误差，62、63具有相位误差的信号，71相位误差，72、73具有相位误差的信号。

Claims (10)

1.一种移相器，其特征在于，
所述移相器具备：
第1移相电路，当从分配输入信号的90度分配器输出第1信号、与所述第1信号之间具有90度的相位差的第2信号、与所述第1信号之间具有180度的相位差的第3信号、以及与所述第1信号之间具有270度的相位差的第4信号时，如果所述输入信号的频率包含在第1频带中，则所述第1移相电路按照所述输入信号的移相量，将所述第1信号至所述第4信号中的任意3个信号分别放大，并输出放大后的3个信号的合成信号；以及
第2移相电路，如果所述输入信号的频率包含在不与所述第1频带重叠且与所述第1频带连续的第2频带中，则所述第2移相电路按照所述移相量，将所述任意3个信号中的任意2个信号和所述第1信号至所述第4信号中的没有被所述第1移相电路放大的1个信号分别放大，并输出放大后的3个信号的合成信号，
所述第1移相电路和所述第2移相电路中的1个以上的移相电路具备对合成信号的相位误差进行补偿的补偿电路。
2.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于，
如果所述输入信号的频率包含在所述第1频带中、并且所述输入信号的移相量比0度大且为180度以下，则所述第1移相电路按照所述移相量，将所述第1信号、所述第2信号以及所述第3信号分别放大，并输出放大后的第1信号、放大后的第2信号以及放大后的第3信号的合成信号，
如果所述输入信号的频率包含在所述第2频带中、并且所述输入信号的移相量比180度大且为360度以下，则所述第2移相电路按照所述移相量，将所述第1信号、所述第3信号以及所述第4信号分别放大，并输出放大后的第1信号、放大后的第3信号以及放大后的第4信号的合成信号。
3.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于，
所述移相器具备倍频器，该倍频器对从所述第1移相电路输出的合成信号的频率或者从所述第2移相电路输出的合成信号的频率进行2倍频。
4.根据权利要求2所述的移相器，其特征在于，
所述第1移相电路包含：
第1可变增益放大器，其将从所述90度分配器输出的第1信号放大；
第2可变增益放大器，其将从所述90度分配器输出的第2信号放大；以及
第3可变增益放大器，其将从所述90度分配器输出的第3信号放大，
所述第2移相电路包含：
所述第1可变增益放大器；
所述第3可变增益放大器；以及
第4可变增益放大器，其将从所述90度分配器输出的第4信号放大。
5.根据权利要求4所述的移相器，其特征在于，
所述第1移相电路包含第1相位补偿电路作为所述补偿电路，该第1相位补偿电路对由所述第2可变增益放大器放大后的第2信号的相位误差进行补偿，
所述第2移相电路包含第2相位补偿电路作为所述补偿电路，该第2相位补偿电路对由所述第4可变增益放大器放大后的第4信号的相位误差进行补偿。
6.根据权利要求4所述的移相器，其特征在于，
所述第1移相电路包含第1相位补偿电路作为所述补偿电路，该第1相位补偿电路对由所述第2可变增益放大器放大后的第2信号的相位误差进行补偿。
7.根据权利要求4所述的移相器，其特征在于，
所述第2移相电路包含第2相位补偿电路作为所述补偿电路，该第2相位补偿电路对由所述第4可变增益放大器放大后的第4信号的相位误差进行补偿。
8.根据权利要求4所述的移相器，其特征在于，
所述移相器具备控制电路，
如果所述输入信号的频率包含在所述第1频带中、并且所述输入信号的移相量比0度大且为180度以下，则所述控制电路将所述第4可变增益放大器的放大率设定为0，并且，按照所述移相量来调整所述第1可变增益放大器、所述第2可变增益放大器以及所述第3可变增益放大器各自的放大率，
如果所述频率包含在所述第2频带中、并且所述输入信号的移相量比180度大且为360度以下，则所述控制电路将所述第2可变增益放大器的放大率设定为0，并且，按照所述移相量来调整所述第1可变增益放大器、所述第3可变增益放大器以及所述第4可变增益放大器各自的放大率。
9.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于，
所述移相器具备90度分配器，该90度分配器将所述输入信号分配为所述第1信号、所述第2信号、所述第3信号以及所述第4信号。
10.一种天线装置，其特征在于，
所述天线装置具备权利要求1至9中的任意一项所述的移相器。
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