JP2000315902A - 可変移相器 - Google Patents
可変移相器Info
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- JP2000315902A JP2000315902A JP11122484A JP12248499A JP2000315902A JP 2000315902 A JP2000315902 A JP 2000315902A JP 11122484 A JP11122484 A JP 11122484A JP 12248499 A JP12248499 A JP 12248499A JP 2000315902 A JP2000315902 A JP 2000315902A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 導体線路の導体損を減らして挿入損失を低減
できる可変移相器を提供する。 【解決手段】 セラミック基板２上に形成された高周波
信号用の導体線路５と、セラミック基板３上に形成され
グランド面となる金属膜６と、導体線路５と前記金属膜
６とを対向させた状態で前記両基板２，３間に配置さ
れ、樹脂とこの樹脂中に分散された液晶とからなる液晶
・樹脂複合体４とを備えたことを特徴としている。
できる可変移相器を提供する。 【解決手段】 セラミック基板２上に形成された高周波
信号用の導体線路５と、セラミック基板３上に形成され
グランド面となる金属膜６と、導体線路５と前記金属膜
６とを対向させた状態で前記両基板２，３間に配置さ
れ、樹脂とこの樹脂中に分散された液晶とからなる液晶
・樹脂複合体４とを備えたことを特徴としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶・樹脂複合体
を使用することにより挿入損失の低減を図った可変移相
器に関する。
を使用することにより挿入損失の低減を図った可変移相
器に関する。
【０００２】［発明の概要］本発明は、高周波回路で使
用される可変移相器において、この可変移相器を構成す
る基板などに用いられる誘電体材料を構成する液晶層と
して、樹脂中に液晶を分散させた液晶・樹脂複合体を用
いることにより、液晶層の厚さを厚くし、導体線路の太
さ、あるいは幅を大きく構成することを可能にし、これ
により主に導体線路の導体損を小さくして、可変移相器
の挿入損失を低減するようにしたものである。
用される可変移相器において、この可変移相器を構成す
る基板などに用いられる誘電体材料を構成する液晶層と
して、樹脂中に液晶を分散させた液晶・樹脂複合体を用
いることにより、液晶層の厚さを厚くし、導体線路の太
さ、あるいは幅を大きく構成することを可能にし、これ
により主に導体線路の導体損を小さくして、可変移相器
の挿入損失を低減するようにしたものである。
【０００３】
【従来の技術】従来、ネマティック液晶を利用したマイ
クロ波帯可変移相器は、D.Dolfi,M.Labeyrie,P.Joffre
and P.Huignard,“Liquid crystal microwave phase sh
ifter,”Electron.Lett.,Vol.29,No.10,pp.926-927(199
3)により報告されている。この報告に記載された「液晶
可変移相器」の構成およびその動作原理を図４を用いて
説明する。
クロ波帯可変移相器は、D.Dolfi,M.Labeyrie,P.Joffre
and P.Huignard,“Liquid crystal microwave phase sh
ifter,”Electron.Lett.,Vol.29,No.10,pp.926-927(199
3)により報告されている。この報告に記載された「液晶
可変移相器」の構成およびその動作原理を図４を用いて
説明する。
【０００４】図４に示す液晶可変移相器１０１は、２枚
のセラミックス基板１０２，１０３と、これらのセラミ
ックス基板１０２，１０３に挟まれた部分に封入された
ネマティック液晶層１０４とを備えている。セラミック
ス基板１０２には導体線路（金属ライン）１０５が形成
され、また、セラミックス基板１０３にはグランド面用
の金属膜１０６が形成されている。導体線路１０５と金
属膜１０６との間には制御電源１０７が接続されてい
る。なお、図示は省略されているが、両セラミックス基
板１０２，１０３の液晶層１０４に接する部分には、液
晶分子に初期配向を与えるためのポリミド配向膜が付け
れている。
のセラミックス基板１０２，１０３と、これらのセラミ
ックス基板１０２，１０３に挟まれた部分に封入された
ネマティック液晶層１０４とを備えている。セラミック
ス基板１０２には導体線路（金属ライン）１０５が形成
され、また、セラミックス基板１０３にはグランド面用
の金属膜１０６が形成されている。導体線路１０５と金
属膜１０６との間には制御電源１０７が接続されてい
る。なお、図示は省略されているが、両セラミックス基
板１０２，１０３の液晶層１０４に接する部分には、液
晶分子に初期配向を与えるためのポリミド配向膜が付け
れている。
【０００５】上記の構成により、このマイクロ波帯可変
移相器１０１は、液晶層１０４を誘電体基板と見なした
マイクロストリップ線路となる。そして、導体線路１０
５とグランド面となる金属膜１０６との間に制御電圧Ｅ
を加えることにより、液晶分子の配向が変化する。この
場合、液晶の誘電率には異方性があるため、分子の配向
が変化すると、マイクロストリップ線路を伝搬する電磁
波が感じる誘電率が変化する。電磁波が長さｌのマイク
ロストリップ線路を伝搬するときの伝搬遅延時間に基づ
く位相の遅れΦは、
移相器１０１は、液晶層１０４を誘電体基板と見なした
マイクロストリップ線路となる。そして、導体線路１０
５とグランド面となる金属膜１０６との間に制御電圧Ｅ
を加えることにより、液晶分子の配向が変化する。この
場合、液晶の誘電率には異方性があるため、分子の配向
が変化すると、マイクロストリップ線路を伝搬する電磁
波が感じる誘電率が変化する。電磁波が長さｌのマイク
ロストリップ線路を伝搬するときの伝搬遅延時間に基づ
く位相の遅れΦは、
【数１】Φ＝２πｆ・√（εeff）・ｌ／ｃ 但し、εeff：マイクロストリップ線路の等価誘電率 ｆ：伝搬する電磁波の周波数 ｃ：真空中の光の速度 で表される。
【０００６】この場合、等価誘電率εeffはまた、マイ
クロストリップ線路を伝搬する電磁波が受ける液晶の誘
電率の関数として表されるので、結果として、線路の位
相遅れは導体線路１０５とグランド面（金属膜１０６）
との間の制御電圧Ｅにより変化させることができ、これ
によって液晶可変移相器１０１を構成することができ
る。
クロストリップ線路を伝搬する電磁波が受ける液晶の誘
電率の関数として表されるので、結果として、線路の位
相遅れは導体線路１０５とグランド面（金属膜１０６）
との間の制御電圧Ｅにより変化させることができ、これ
によって液晶可変移相器１０１を構成することができ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ここで、液晶可変移相
器１０１の挿入損失を考える。マイクロ波やミリ波で
は、線路の特性インピーダンスとして、５０Ωのものが
一般に使用されるので、液晶可変移相器１０１の特性イ
ンピーダンスは例えば５０Ωとする。図５は、この条件
下で、液晶可変移相器１０１を構成するマイクロストリ
ップ線路の誘電損αdと導体損αcの値を、液晶層１０４
の厚さを変化させて計算した結果の一例を示している。
器１０１の挿入損失を考える。マイクロ波やミリ波で
は、線路の特性インピーダンスとして、５０Ωのものが
一般に使用されるので、液晶可変移相器１０１の特性イ
ンピーダンスは例えば５０Ωとする。図５は、この条件
下で、液晶可変移相器１０１を構成するマイクロストリ
ップ線路の誘電損αdと導体損αcの値を、液晶層１０４
の厚さを変化させて計算した結果の一例を示している。
【０００８】図５によれば、液晶可変移相器１０１の挿
入損失を小さく抑えるためには、液晶層１０４の厚さｈ
を厚く取って導体線路１０５の幅を広くするなどして、
マイクロストリップ線路の導体損αcを小さくする必要
のあることが理解される。
入損失を小さく抑えるためには、液晶層１０４の厚さｈ
を厚く取って導体線路１０５の幅を広くするなどして、
マイクロストリップ線路の導体損αcを小さくする必要
のあることが理解される。
【０００９】ところが、液晶可変移相器１０１の液晶と
して通常のネマティック液晶を用いると、液晶分子の配
向の均一性を保つために、液晶層１０４の厚さを一般に
１００μｍ程度以下にしなければならない。液晶可変移
相器１０１は液晶分子の配向変化による誘電率の変化を
動作原理としているため、配向の均一性の確保は不可欠
である。このため、液晶可変移相器の挿入損失の低減を
図るための手法として、液晶層１０４を厚くして導体損
を小さくすることはできなかった。実際、前述したD.Do
lfiらの報告では、液晶層１０４の厚さはｈ＝５０μｍ
としている。
して通常のネマティック液晶を用いると、液晶分子の配
向の均一性を保つために、液晶層１０４の厚さを一般に
１００μｍ程度以下にしなければならない。液晶可変移
相器１０１は液晶分子の配向変化による誘電率の変化を
動作原理としているため、配向の均一性の確保は不可欠
である。このため、液晶可変移相器の挿入損失の低減を
図るための手法として、液晶層１０４を厚くして導体損
を小さくすることはできなかった。実際、前述したD.Do
lfiらの報告では、液晶層１０４の厚さはｈ＝５０μｍ
としている。
【００１０】上述したように、従来の液晶可変移相器１
０１では、その線路長を長くした場合に大きな挿入損失
が生じることは避けられず、挿入損失の低減が課題とな
っていた。
０１では、その線路長を長くした場合に大きな挿入損失
が生じることは避けられず、挿入損失の低減が課題とな
っていた。
【００１１】本発明は上記事情に鑑み、導体線路の導体
損を減らして挿入損失を低減できる可変移相器を提供す
ることを目的としている。
損を減らして挿入損失を低減できる可変移相器を提供す
ることを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１の発明は、高周波線路を構成する導体線路
とグランド導体との間に液晶層を配設してなる可変移相
器において、該液晶層を樹脂とこの樹脂中に分散された
液晶とからなる液晶・樹脂複合体により構成したことを
特徴としている。
めに請求項１の発明は、高周波線路を構成する導体線路
とグランド導体との間に液晶層を配設してなる可変移相
器において、該液晶層を樹脂とこの樹脂中に分散された
液晶とからなる液晶・樹脂複合体により構成したことを
特徴としている。
【００１３】請求項２の発明は、請求項１に記載の可変
移相器において、前記液晶・樹脂複合体を構成する液晶
は、高周波に対して誘電率異方性を有するとともに細長
い液晶分子の長軸方向の誘電率が短軸方向のものに比べ
て高く、かつその誘電率異方性が大きな液晶であるネマ
ティック液晶、コレステリック液晶、スメクティック液
晶、またはこれらの液晶の混合液晶のいずれかであるこ
とを特徴としている。
移相器において、前記液晶・樹脂複合体を構成する液晶
は、高周波に対して誘電率異方性を有するとともに細長
い液晶分子の長軸方向の誘電率が短軸方向のものに比べ
て高く、かつその誘電率異方性が大きな液晶であるネマ
ティック液晶、コレステリック液晶、スメクティック液
晶、またはこれらの液晶の混合液晶のいずれかであるこ
とを特徴としている。
【００１４】上記の構成によれば、請求項１では、導体
線路とグランド導体との間に液晶・樹脂複合体を配置す
ることにより、液晶層である液晶・樹脂複合体の厚さを
厚くし、導体線路の太さ、あるいは幅を大きく構成する
ことを可能にし、これによって主に導体線路の導体損を
小さくして、可変移相器の挿入損失を低減する。
線路とグランド導体との間に液晶・樹脂複合体を配置す
ることにより、液晶層である液晶・樹脂複合体の厚さを
厚くし、導体線路の太さ、あるいは幅を大きく構成する
ことを可能にし、これによって主に導体線路の導体損を
小さくして、可変移相器の挿入損失を低減する。
【００１５】請求項２では、液晶・樹脂複合体を構成す
る液晶として高周波に対して誘電率異方性を有し、かつ
その誘電率異方性が大きいものが選択されるので、従来
のものに比べて位相を大きく制御することができる。
る液晶として高周波に対して誘電率異方性を有し、かつ
その誘電率異方性が大きいものが選択されるので、従来
のものに比べて位相を大きく制御することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は本発明による可変移相器の
実施の形態を示す構成図である。
実施の形態を示す構成図である。
【００１７】同図に示す可変移相器１は、２枚のセラミ
ックス基板２，３と、これらのセラミックス基板２，３
に挟まれた部分に封入された液晶・樹脂複合体４とを備
えている。セラミックス基板２には高周波信号用の導体
線路（金属ライン）５が形成され、また、セラミックス
基板３にはグランド面用の金属膜６が形成されている。
また、導体線路５と金属膜６との間には、制御電源７が
接続され、直流電圧（または低周波電圧）Ｅが印加され
る構成となっている。
ックス基板２，３と、これらのセラミックス基板２，３
に挟まれた部分に封入された液晶・樹脂複合体４とを備
えている。セラミックス基板２には高周波信号用の導体
線路（金属ライン）５が形成され、また、セラミックス
基板３にはグランド面用の金属膜６が形成されている。
また、導体線路５と金属膜６との間には、制御電源７が
接続され、直流電圧（または低周波電圧）Ｅが印加され
る構成となっている。
【００１８】この場合、２枚のセラミックス基板２，３
の間に封入された液晶・樹脂複合体４を誘電体基板とし
て導体線路５とグランド面となる金属膜６とでマイクロ
ストリップ線路が構成され、このマイクロストリップ線
路上を高周波信号が伝搬する。また、前記制御電源７
は、可変移相器１の移相量を調節する制御信号により調
整された直流、あるいは低周波電圧信号Ｅを、導体線路
５と金属膜６との間に印加するもので、この制御電圧Ｅ
に応じて液晶・樹脂複合体４の誘電率が変化し、可変移
相器１の移相量が変化する。
の間に封入された液晶・樹脂複合体４を誘電体基板とし
て導体線路５とグランド面となる金属膜６とでマイクロ
ストリップ線路が構成され、このマイクロストリップ線
路上を高周波信号が伝搬する。また、前記制御電源７
は、可変移相器１の移相量を調節する制御信号により調
整された直流、あるいは低周波電圧信号Ｅを、導体線路
５と金属膜６との間に印加するもので、この制御電圧Ｅ
に応じて液晶・樹脂複合体４の誘電率が変化し、可変移
相器１の移相量が変化する。
【００１９】セラミックス基板２，３との間に挟まれた
液晶・樹脂複合体４は、図２に示すように、樹脂８と、
この樹脂８中に液晶が小滴状に分散された液晶小滴９と
を有する構造（J.W.Doane,N.A.Vaz,B.G.Wu and S.Zume
r,“Field controlled lightscattering from nematic
microdroplets,”Appl.Phys.Lett.,vol.48,no.4,pp.269
-271(1986)）となっている。この場合、樹脂８に閉じ込
められた液晶小滴９は、それぞれの小滴内で分子の配向
の均一性を保つことができるので、液晶・樹脂複合体４
の厚さを厚くしても配向の均一性を損なうことはない。
そこで、液晶・樹脂複合体４を可変移相器として利用す
ることにより、液晶層の厚さを厚くすることが可能とな
り、線路の導体損を低減して挿入損失を低減できる。こ
の液晶・樹脂複合体４の厚さｈは、可変移相器１の挿入
損失が十分小さくなるような厚さとして、例えば、２０
０〜６００μｍ程度とする。
液晶・樹脂複合体４は、図２に示すように、樹脂８と、
この樹脂８中に液晶が小滴状に分散された液晶小滴９と
を有する構造（J.W.Doane,N.A.Vaz,B.G.Wu and S.Zume
r,“Field controlled lightscattering from nematic
microdroplets,”Appl.Phys.Lett.,vol.48,no.4,pp.269
-271(1986)）となっている。この場合、樹脂８に閉じ込
められた液晶小滴９は、それぞれの小滴内で分子の配向
の均一性を保つことができるので、液晶・樹脂複合体４
の厚さを厚くしても配向の均一性を損なうことはない。
そこで、液晶・樹脂複合体４を可変移相器として利用す
ることにより、液晶層の厚さを厚くすることが可能とな
り、線路の導体損を低減して挿入損失を低減できる。こ
の液晶・樹脂複合体４の厚さｈは、可変移相器１の挿入
損失が十分小さくなるような厚さとして、例えば、２０
０〜６００μｍ程度とする。
【００２０】液晶小滴９を構成する液晶は、高周波に対
して誘電率異方性を有し、細長い液晶分子の長軸方向の
誘電率は、短軸方向のものに比べて高い。その誘電率異
方性は、可能な限り大きい方が位相を大きく制御できる
ため、誘電率異方性が大きな液晶であるネマティック液
晶、コレステリック液晶、スメクティック液晶、または
これら液晶の混合液晶を選択して用いることができる。
但し、高速性を得るためには、低粘性かつ高弾性のネマ
ティック液晶が適している。特に、屈折率異方性の大き
なシアノビフェニル系、ターフェニル系、ピリジン系、
ピリミジン系およびトラン系のネマティック液晶が最適
である。一方、スメクティック液晶を用いる場合には、
自発分極を有して高速応答を示す強誘電性液晶が有用で
ある。
して誘電率異方性を有し、細長い液晶分子の長軸方向の
誘電率は、短軸方向のものに比べて高い。その誘電率異
方性は、可能な限り大きい方が位相を大きく制御できる
ため、誘電率異方性が大きな液晶であるネマティック液
晶、コレステリック液晶、スメクティック液晶、または
これら液晶の混合液晶を選択して用いることができる。
但し、高速性を得るためには、低粘性かつ高弾性のネマ
ティック液晶が適している。特に、屈折率異方性の大き
なシアノビフェニル系、ターフェニル系、ピリジン系、
ピリミジン系およびトラン系のネマティック液晶が最適
である。一方、スメクティック液晶を用いる場合には、
自発分極を有して高速応答を示す強誘電性液晶が有用で
ある。
【００２１】樹脂８としては、アクリル樹脂、メタクリ
ル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリスチレン、
ポリビニルアルコール、またはこれらの共重合体（例え
ばアクリル・ウレタン共重合体）などが好適である。
ル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリスチレン、
ポリビニルアルコール、またはこれらの共重合体（例え
ばアクリル・ウレタン共重合体）などが好適である。
【００２２】上記の構成において、高周波信号は液晶・
樹脂複合体４を誘電体基板として導体線路５と金属膜６
とで構成されるマイクロストリップ線路を伝搬する。こ
のとき、制御電源７から移相量を調節する制御信号によ
り調整された直流、あるいは低周波電圧信号Ｅが導体線
路５と金属膜６との間に印加されると、この制御電圧Ｅ
の大きさに応じて液晶・樹脂複合体４の誘電率が変化
し、これによって可変移相器１の移相量が変化する。
樹脂複合体４を誘電体基板として導体線路５と金属膜６
とで構成されるマイクロストリップ線路を伝搬する。こ
のとき、制御電源７から移相量を調節する制御信号によ
り調整された直流、あるいは低周波電圧信号Ｅが導体線
路５と金属膜６との間に印加されると、この制御電圧Ｅ
の大きさに応じて液晶・樹脂複合体４の誘電率が変化
し、これによって可変移相器１の移相量が変化する。
【００２３】＜液晶・樹脂複合体４の形成方法＞液晶・
樹脂複合体４の形成方法について２つの方法を説明す
る。
樹脂複合体４の形成方法について２つの方法を説明す
る。
【００２４】第１の方法では、先ず、液晶、および樹脂
の構成材料を混ぜ合わせて均質溶液にした後、これを２
枚のセラミックス基板２，３の間に流し込む。
の構成材料を混ぜ合わせて均質溶液にした後、これを２
枚のセラミックス基板２，３の間に流し込む。
【００２５】次に、光硬化（N.A.Vaz,G.W.Smith and G.
P.Montgomery,Jr.,“A light control film composed o
f liquid crystal droplets in a UV-curable polyme
r,”Mol.Cryst.Liq.Cryst.,vol.146,pp.1-15(1987)）、
熱硬化（J.W.Doane,N.A.Vaz,B.G.Wu and S.Zumer,“Fie
ld controlled light scattering from nematic microd
roplets,”Appl.Phys.Lett.,vol.48,no.4,pp.269-271(1
986)）または反応硬化などの方法を用いて樹脂成分を硬
化させる。これにより、液晶の成分を急速に不溶化・析
出（相分離）させ、樹脂中に微少な液晶小滴９を形成す
る。光硬化により樹脂成分を硬化させる場合には、樹脂
成分に光が照射されるように、セラミックス基板２，３
として、石英ガラスなどの透明な基板が有用である。
P.Montgomery,Jr.,“A light control film composed o
f liquid crystal droplets in a UV-curable polyme
r,”Mol.Cryst.Liq.Cryst.,vol.146,pp.1-15(1987)）、
熱硬化（J.W.Doane,N.A.Vaz,B.G.Wu and S.Zumer,“Fie
ld controlled light scattering from nematic microd
roplets,”Appl.Phys.Lett.,vol.48,no.4,pp.269-271(1
986)）または反応硬化などの方法を用いて樹脂成分を硬
化させる。これにより、液晶の成分を急速に不溶化・析
出（相分離）させ、樹脂中に微少な液晶小滴９を形成す
る。光硬化により樹脂成分を硬化させる場合には、樹脂
成分に光が照射されるように、セラミックス基板２，３
として、石英ガラスなどの透明な基板が有用である。
【００２６】液晶・樹脂複合体４を形成する第２の方法
では、液晶と樹脂を共通の溶媒に溶解し、その均一溶液
を一方のセラミックス基板２上に塗布した後、溶媒成分
を揮発させ、もう一方のセラミックス基板３を圧着する
（T.Kajiyama,K.Park,F.Usui,H.Kikuchi and A.Takahar
a,“Phase separated structure-electro-optical prop
erty relationships of (polymer/liquid crystal) com
posite film,”SPIE,vol.1911,pp.122-131(1993)）。こ
の方法でも、上記と同様の構造を有する液晶・樹脂複合
体４を形成することができる。
では、液晶と樹脂を共通の溶媒に溶解し、その均一溶液
を一方のセラミックス基板２上に塗布した後、溶媒成分
を揮発させ、もう一方のセラミックス基板３を圧着する
（T.Kajiyama,K.Park,F.Usui,H.Kikuchi and A.Takahar
a,“Phase separated structure-electro-optical prop
erty relationships of (polymer/liquid crystal) com
posite film,”SPIE,vol.1911,pp.122-131(1993)）。こ
の方法でも、上記と同様の構造を有する液晶・樹脂複合
体４を形成することができる。
【００２７】樹脂に対して液晶の構成比が大きい場合に
は、図３に示すように、液晶小滴９が互いに連結した連
結状液晶１０が形成される一方、樹脂８の形状が海綿体
状または三次元の網目構造をなすこともある（他の実施
の形態）。その場合、予めセラミックス基板２，３上に
設けたラビング配向膜や外部電界の印加などにより、液
晶１０と樹脂８の分子を配向させて重合させることによ
り、樹脂構造内に液晶分子を配向させた状態で初期化す
ることも可能である。また、これらの液晶・樹脂複合体
４の多くは自己支持性であるため、膜厚の制御が容易で
あり、膜厚が均一で長い導体線路を持つ素子を作製する
ことも可能である。但し、樹脂８が軟質の場合には、液
晶・樹脂複合体４を支えるために、側面または全面に球
状または繊維状のスペーサを配設することもある。
は、図３に示すように、液晶小滴９が互いに連結した連
結状液晶１０が形成される一方、樹脂８の形状が海綿体
状または三次元の網目構造をなすこともある（他の実施
の形態）。その場合、予めセラミックス基板２，３上に
設けたラビング配向膜や外部電界の印加などにより、液
晶１０と樹脂８の分子を配向させて重合させることによ
り、樹脂構造内に液晶分子を配向させた状態で初期化す
ることも可能である。また、これらの液晶・樹脂複合体
４の多くは自己支持性であるため、膜厚の制御が容易で
あり、膜厚が均一で長い導体線路を持つ素子を作製する
ことも可能である。但し、樹脂８が軟質の場合には、液
晶・樹脂複合体４を支えるために、側面または全面に球
状または繊維状のスペーサを配設することもある。
【００２８】この実施の形態において、液晶・樹脂複合
体４の厚さを増やすことによる可変移相器１の挿入損失
の変化のうち、特にその変化の大きな導体損について検
討する。従来の方法による可変移相器の導体損は、液晶
層の厚さが５０μｍであるから、３１ｄＢ／ｍであった
のに比べて、この実施の形態による可変移相器１では、
液晶・樹脂複合体４の厚さを例えば４００μｍとするこ
とができるので、導体損を４．５ｄＢ／ｍに設計するこ
とができる。これにより、可変移相器１の導体損を約２
６ｄＢ／ｍも減らすことが可能となる。
体４の厚さを増やすことによる可変移相器１の挿入損失
の変化のうち、特にその変化の大きな導体損について検
討する。従来の方法による可変移相器の導体損は、液晶
層の厚さが５０μｍであるから、３１ｄＢ／ｍであった
のに比べて、この実施の形態による可変移相器１では、
液晶・樹脂複合体４の厚さを例えば４００μｍとするこ
とができるので、導体損を４．５ｄＢ／ｍに設計するこ
とができる。これにより、可変移相器１の導体損を約２
６ｄＢ／ｍも減らすことが可能となる。
【００２９】以上、この実施の形態では、可変移相器１
に用いられる高周波信号の伝搬線路としてマイクロスト
リップ線路を例示したが、本発明における高周波信号の
伝搬線路はこれに限られず、同軸線路、コプレーナ線
路、ストリップ線路などの誘電体を使った全ての高周波
信号用伝送線路に適用することができる。
に用いられる高周波信号の伝搬線路としてマイクロスト
リップ線路を例示したが、本発明における高周波信号の
伝搬線路はこれに限られず、同軸線路、コプレーナ線
路、ストリップ線路などの誘電体を使った全ての高周波
信号用伝送線路に適用することができる。
【００３０】また、この実施の形態の可変移相器１の応
用例としては、フェーズドアレーアンテナが考えられ
る。従来技術のように移相器の損失が大きいと、その損
失を補償するための高周波増幅器を追加したり、あるい
は、より増幅度の大きな高周波増幅器を使用することに
なる。この実施の形態の可変移相器１をフェーズドアレ
ーアンテナの移相器として使用することにより、その分
の高周波増幅器を簡略化でき、装置を安価に構成するこ
とができる。
用例としては、フェーズドアレーアンテナが考えられ
る。従来技術のように移相器の損失が大きいと、その損
失を補償するための高周波増幅器を追加したり、あるい
は、より増幅度の大きな高周波増幅器を使用することに
なる。この実施の形態の可変移相器１をフェーズドアレ
ーアンテナの移相器として使用することにより、その分
の高周波増幅器を簡略化でき、装置を安価に構成するこ
とができる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、液晶層である液晶・樹脂複合体の厚さを厚くし、
導体線路の太さ、あるいは幅を大きく構成することがで
き、これによって主に導体線路の導体損を小さくして、
可変移相器の挿入損失を低減することが可能となる。
れば、液晶層である液晶・樹脂複合体の厚さを厚くし、
導体線路の太さ、あるいは幅を大きく構成することがで
き、これによって主に導体線路の導体損を小さくして、
可変移相器の挿入損失を低減することが可能となる。
【００３２】請求項２の発明によれば、液晶・樹脂複合
体を構成する液晶として高周波に対して誘電率異方性を
有し、かつその誘電率異方性が大きいものが選択される
ので、従来のものに比べて位相を大きく制御することが
できる。
体を構成する液晶として高周波に対して誘電率異方性を
有し、かつその誘電率異方性が大きいものが選択される
ので、従来のものに比べて位相を大きく制御することが
できる。
【図１】本発明による可変移相器の実施の形態の構成を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図２】本発明による可変移相器の実施の形態の構成を
示す正面図である。
示す正面図である。
【図３】本発明による可変移相器の他の実施の形態の構
成を示す正面図である。
成を示す正面図である。
【図４】従来の可変移相器に構成を示す正面図である。
【図５】液晶層の厚さｈと導体損失および誘電損失との
関係を示す説明図である。
関係を示す説明図である。
１ 可変移相器 ２，３ セラミックス基板 ４ 液晶・樹脂複合体 ５ 導体線路 ６ 金属膜（グランド導体） ７ 制御電源 ８ 樹脂 ９ 液晶小滴 １０ 連通状液晶
フロントページの続き (72)発明者 藤掛 英夫 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会放送技術研究所内 (72)発明者 會田 田人 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会放送技術研究所内 Ｆターム(参考） 2H088 EA22 GA02 GA03 GA04 GA10 MA09 MA20 5J012 GA11
Claims (2)
- 【請求項１】 高周波線路を構成する導体線路とグラン
ド導体との間に液晶層を配設してなる可変移相器におい
て、 該液晶層を樹脂とこの樹脂中に分散された液晶とからな
る液晶・樹脂複合体により構成したことを特徴とする可
変移相器。 - 【請求項２】 請求項１に記載の可変移相器において、 前記液晶・樹脂複合体を構成する液晶は、高周波に対し
て誘電率異方性を有するとともに細長い液晶分子の長軸
方向の誘電率が短軸方向のものに比べて高く、かつその
誘電率異方性が大きな液晶であるネマティック液晶、コ
レステリック液晶、スメクティック液晶、またはこれら
の液晶の混合液晶のいずれかであることを特徴とする可
変移相器。
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|---|---|---|---|
| JP12248499A JP3874964B2 (ja) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | 可変移相器 |
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|---|---|---|---|
| JP12248499A JP3874964B2 (ja) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | 可変移相器 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000315902A true JP2000315902A (ja) | 2000-11-14 |
| JP3874964B2 JP3874964B2 (ja) | 2007-01-31 |
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ID=14837000
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| JP12248499A Expired - Fee Related JP3874964B2 (ja) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | 可変移相器 |
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|---|---|---|---|---|
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-
1999
- 1999-04-28 JP JP12248499A patent/JP3874964B2/ja not_active Expired - Fee Related
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