JP2002124807A - 結合量可変形結合伝送線路 - Google Patents
結合量可変形結合伝送線路Info
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Abstract
く、結合量を直接電気的に制御することができる、簡単
な装置構成の結合量可変形結合伝送線路を提供する。 【解決手段】 誘電体基板が液晶層3で構成され、この
液晶層3に外部バイアス電圧を印加し、この外部バイア
ス電圧の大きさ、及び/または、方向を変化させること
により、伝送線路2の特性インピーダンスを変化させて
結合量を調整する。
Description
・ミリ波回路部品として使用される結合量可変形結合伝
送線路に関するものである。このような結合量可変形結
合伝送線路は結合伝送線路を具えるものであり、例え
ば、分配器、方向性結合器、分岐器がある。
せることについては、伝送線路の近傍に調整ねじを挿入
するなどの機械的な調整方法が、従来より良く知られて
いる。この例としては、K. Tomiyasu、”Attenuation i
n a Resonant Ring Circuit”、IRE Trans. on Microwa
ve and Tech., Vol. MTT-8, No.3, pp253-254,March 19
60に記載されている。
ストリップ線路と可変容量ダイオードとを組み合わせ
て、可変容量ダイオードの容量を電気的に調節すること
により結合量を変化できる結合量可変形方向性結合器が
報告されている。この例としては、豊田幸弘による“バ
ラクタダイオードを用いた結合用可変形方向性結合
器”、電子通信学会論文誌B、Vol. 68, No. 1, pp 141
-142, 1985に記載されている。
を外部より制御する場合、外部からの制御信号は電気信
号が一般的である。従来技術のうち、伝送線路近傍に挿
入された調整ねじの挿入量を増減させるというような機
械的制御方法では、制御のための電気信号をモータなど
により機械的な物理量に変換しなければならず、非常に
複雑な装置の構成となってしまう。
線路と可変容量ダイオードのような能動素子とを組み合
わせる方法については、伝送線路の結合量を直接電気的
に制御することができる。制御信号から制御手段まで全
てを電気的に処理することが可能となるので、装置の構
成は前記の機械的調整方法に比べれば簡単になる。しか
し、伝送線路に能動素子を実装するなどの手間は必要で
ある。
素子などを実装することなく、結合量を直接電気的に制
御することができる、簡単な装置構成の結合量可変形結
合伝送線路を提供することである。
め、本発明による結合量可変形結合伝送線路は、結合量
可変形結合伝送線路において、前記結合量可変形結合伝
送線路を構成する誘電体材料として、誘電率が電気的制
御信号によって変化する誘電体を用い、前記誘電体に印
加される電圧の大きさ及び/又は方向を制御することに
よって、前記結合伝送線路の結合量を変化させるように
したことを特徴とするものである。本発明によれば、液
晶等の誘電体に印加される電圧の大きさ及び/又は方向
を制御することによって、伝送線路の特性インピーダン
スが変化し、伝送線路の結合量が変化する。その結果、
本発明による結合量可変形方向性結合器は、伝送線路に
能動素子を実装する必要がなく、結合量を直接電気的に
制御できる比較的簡単な構成となる。このように能動素
子が不要であり構造が非常に簡単であるため、製造コス
トを軽減することができる。
平面回路による結合伝送線路は、一般に誘電体の基板上
に形成される。このような結合伝送線路の結合量は、回
路の幾何学的な寸法や誘電体基板の誘電率によって決め
られる。即ち、誘電体基板の誘電率を変化させることが
できれば、結合量を調整することが可能となる。液晶は
外部バイアス電圧の大きさや方向により、分子配列が変
化し、それに伴い誘電率も変化するという性質を有する
ので、結合量可変形結合伝送線路の誘電体基板に液晶を
用いれば、液晶に印加するバイアス電圧によって伝送線
路の結合量を制御することができる。本発明による構造
は、外部バイアス電圧の大きさや方向によって、分子配
列が変化する誘電体材料として、液晶を用いるだけのも
のであるから、従来技術のように能動素子を付加するこ
となく、より簡単な構成で結合量を制御することができ
る。
線路は、前記液晶がネマティック液晶、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
液晶であることを特徴とするものである。本構成によれ
ば、使用可能な周波数の範囲が広いため広範囲の信号源
に対応でき、また誘電率異方性が大きいため結合量を大
きく変化させること及び結合量を感度良く調整すること
がができる。
具体的な実施例を説明する。図1は、本発明の実施例の
誘電体基板に液晶を用いた結合量可変形結合伝送線路の
構成を表わす斜視図である。図1に示すように、本発明
による結合量可変形結合伝送線路は、セラミックス基板
1の表面上に結合伝送線路2を設け、その上に液晶層
3、グランド面4、セラミックス基板5を順次設けた構
成となっている。結合伝送線路2には制御電源(バイア
ス電圧源)6、7が接続されている。また、本実施の形
態では、1個の入力ポート10と、3個の出力ポート1
2、14、16とを有する。
クス基板1の表面上に、蒸着などの方法により導体薄膜
を形成し、この導体薄膜をエッチングなどの方法により
所望の形状に加工する。一方、セラミックス基板5の表
面上にグランド面4を形成する。そして、この結合伝送
線路2を形成させたセラミックス基板1とグランド面5
との間に液晶層3を介在させ、これによってセラミック
ス基板1、結合伝送線路2、液晶層3、グランド面4、
セラミックス基板5を順次設けた構成の結合量可変形結
合伝送線路を得る。ここに示した結合量可変形結合伝送
線路の形状は、例えば、小西良弘による“マイクロ波回
路の基礎とその応用”、総合電子出版、192ページ、図
4.54に記載されたマイクロストリップ分布結合型方
向性結合器と同様なものである。
合量に応じて調整された直流或いは低周波の電圧信号
を、結合伝送線路2とグランド面4との間に印加する。
この電圧に応じて、液晶の分子配列が変化し、それに伴
い液晶層3の誘電率が変化して、結合伝送線路2の結合
量が制御される。
ては、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が短軸方向のものに比べて高い
もの、即ち誘電率異方性が大きいものを用いるのが好適
である。使用可能な周波数の範囲が広く、誘電率異方性
が大きい、即ち結合量の変化の大きい液晶であるネマテ
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を選択して用いるこ
とができる。ただし、高速で誘電率を変化させる、即
ち、高速で液晶分子配列を変化させるためには、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、ピリミジン系及びトラン系のネマティ
ック液晶が適している。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。また、これらの液晶を包含するた
めの樹脂としては、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、ポリビニー
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)などが適当である。
送線路を用いたフェーズドアレーアンテナの信号伝送の
経路を模式的に示したものである。この場合、簡単のた
めに結合量を調整する制御電源を図示しない。フェーズ
ドアレーアンテナとは、アレーアンテナを構成する複数
の放射素子の励振信号の振幅や位相を調整することによ
り、アンテナ放射パターンを制御するものである。図2
において、20は信号源、30は本発明による結合量可
変形結合伝送線路を用いた分配器、40は通常の伝送線
路、50は放射素子を示す。一つの信号源20からの信
号を複数の放射素子50へ分配するためには、分配器3
0が必要となる。信号は、信号源20から通常の伝送線
路40、分配器30を経由して放射素子50に供給され
る。分配器30の結合伝送線路の結合量を変化させると
により信号分配比を調整することができるので、放射素
子50の励振信号振幅を容易に制御することが可能とな
る。このように本発明による結合量可変形結合伝送線路
は構成が簡単なため、フェーズドアレーアンテナへ容易
に組み込むことができる。
れるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。
例えば、本実施例では、結合伝送線路に用いる伝送線路
の形態としてマイクロストリップ線路を例示したが、本
発明による伝送線路はマイクロストリップだけに制限さ
れるものではなく、同軸線路、コプレーナ線路、ストリ
ップ線路などの高周波信号の伝搬媒体として誘電体を使
った伝送線路全てに応用可能である。また、使用する液
晶層も、本実施例で示した純粋な液晶のみならず、液晶
が小滴状もしくは連通状態で樹脂に分散された構造の液
晶・樹脂複合体(J. W. Doane, N. A. Vaz, B. G. Wu a
nd S. Zumer, “Field controlled light scattering f
rom nematic microdroplets” Appl. Phys. Lett., vo
l. 48, No. 4, pp.269-271 (1986))、或いは、繊維な
どに液晶を含浸させた繊維含浸液晶などを利用しても良
い。更に、誘電体材料として、液晶以外にもその誘電率
を電気的制御信号によって変化させることのできるよう
な他の誘電体材料を使用することもできる。
結合量可変形結合伝送線路の構成を表わす斜視図であ
る。
いたフェーズドアレーアンテナの信号伝送の経路を模式
的に示したものである。
Claims (1)
- 【請求項1】 結合量可変形結合伝送線路において、前
記結合量可変形結合伝送線路を構成する誘電体材料とし
て、誘電率が電気的制御信号によって変化する誘電体を
用い、 前記誘電体に印加される電圧の大きさ及び/又は方向を
制御することによって、前記結合伝送線路の結合量を変
化させるようにしたことを特徴とする結合量可変形結合
伝送線路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000312906A JP2002124807A (ja) | 2000-10-13 | 2000-10-13 | 結合量可変形結合伝送線路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000312906A JP2002124807A (ja) | 2000-10-13 | 2000-10-13 | 結合量可変形結合伝送線路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2002124807A true JP2002124807A (ja) | 2002-04-26 |
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ID=18792404
Family Applications (1)
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JP2000312906A Pending JP2002124807A (ja) | 2000-10-13 | 2000-10-13 | 結合量可変形結合伝送線路 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108493553A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-09-04 | 京东方科技集团股份有限公司 | 功率分配器及其驱动方法 |
JP2019526986A (ja) * | 2016-09-01 | 2019-09-19 | ウェハー エルエルシーWafer Llc | 可変誘電率ベースド装置 |
-
2000
- 2000-10-13 JP JP2000312906A patent/JP2002124807A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019526986A (ja) * | 2016-09-01 | 2019-09-19 | ウェハー エルエルシーWafer Llc | 可変誘電率ベースド装置 |
JP7049685B2 (ja) | 2016-09-01 | 2022-04-07 | ウェハー エルエルシー | 可変誘電率ベースド装置 |
CN108493553A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-09-04 | 京东方科技集团股份有限公司 | 功率分配器及其驱动方法 |
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