JP2002164706A - 移相器 - Google Patents

移相器

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JP2002164706A
JP2002164706A JP2000363031A JP2000363031A JP2002164706A JP 2002164706 A JP2002164706 A JP 2002164706A JP 2000363031 A JP2000363031 A JP 2000363031A JP 2000363031 A JP2000363031 A JP 2000363031A JP 2002164706 A JP2002164706 A JP 2002164706A
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JP
Japan
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dielectric substrate
resin plate
capacitive coupling
substrate
phase shifter
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Application number
JP2000363031A
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English (en)
Inventor
Yuichi Ishii
雄一 石井
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、経年変化により固定及び可動誘電体基
板、樹脂プレートに発生する、そり、変形により基板間
の間隙が変化するため、容量結合量が変化し、長期間に
わたり性能を維持することが困難であるという課題があ
った。 【解決手段】 固定誘電体基板1と内表面を向き合わせ
て可動する可動誘電体基板2と、前記基板1の表面に設
けられ、入力端子15、出力端子14を有するストリッ
プ線路3と、前記基板2の表面に設けられ、入力及び出
力端子を容量結合部7により接続する結合線路4と、線
路3と結合線路4との間に設けられた絶縁体6と、前記
基板2を支持し、前記基板2の表面に設けられた結合線
路の容量結合部の近傍にスリットが設けられた樹脂プレ
ート5と、前記結合線路の容量結合部の上に配置され、
樹脂プレート及びカバー12の間に取り付けて樹脂プレ
ートを押さえるばね11とを備えた。 【効果】 長期間にわたり性能を維持することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、高周波信号を分
配し、かつ位相を連続的に変化させることができる移相
器に関するものであり、例えば、移動体通信用基地局ア
ンテナのチルト角調整に用いられる移相器に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】移動体通信用基地局アンテナは、基地局
のサービスエリアを変更するために、アンテナがもっと
も電波を強く放射する主ビームの水平方向からの角度
(チルト角という。)を変更することがある。このチル
ト角を変更する方法としては、機械的にアンテナを傾け
る『機械的チルト角可変』や、アンテナをいくつかのサ
ブアレーに分割し、各サブアレーの励振位相を変える
『電気的チルト角可変』などの方法がある。
【0003】また、後者の『電気的チルト角可変』の方
法としては、「各サブアレーの接続ケーブルの長さを変
更し励振位相を変更する方法」や、「各サブアレーに移
相器を接続することにより励振位相を変更する方法」が
ある。
【0004】また、移相器の位相調整方法として、固定
誘電体基板と内表面を向き合わせて可動する誘電体基板
により構成され、この可動誘電体基板全体をばねにより
均等に押さえることにより、固定誘電体基板と可動誘電
体基板の間の間隙を一定に保つ容量結合により総線路長
を変化させて位相を調整する方法がある。
【0005】さらに、各サブアレーに移相器を取り付け
る方法は、移相器がサブアレーと同数必要となるため、
1対の固定誘電体基板と可動誘電体基板により複数のサ
ブアレーに対する位相調整機能を有する移相器がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来
の、1対の固定誘電体基板と可動誘電体基板により複数
のサブアレーに対する位相調整機能を有する移相器は、
固定誘電体基板と可動誘電体基板上に複数のストリップ
線路を配置するため、基板外形が大きくなり、これに伴
い可動誘電体基板を支持する樹脂プレートも大きくなる
という問題点があった。
【0007】さらに、移動体通信用基地局アンテナは、
屋外環境下に設置され、また、長期間にわたり使用され
るため、経年変化により固定誘電体基板、可動誘電体基
板及び樹脂プレートに発生する、そり、変形により固定
誘電体基板と可動誘電体基板の間の間隙が変化するた
め、容量結合量が変化し、長期間にわたり性能を維持す
ることが困難であるという問題点があった。
【0008】この発明は、前述した問題点を解決するた
めになされたもので、固定誘電体基板、可動誘電体基板
及び樹脂プレートに発生する、そり、変形の影響を低減
することができ、長期間にわたり性能を維持することが
できる移相器を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る移相器は、筐体に固定された第1の誘電体基板と、前
記第1の誘電体基板と内表面を向き合わせて可動する第
2の誘電体基板と、前記第1の誘電体基板の表面に設け
られ、入力端子及び出力端子を有するストリップ線路
と、前記第2の誘電体基板の表面に設けられ、前記入力
端子及び出力端子を容量結合部により接続する結合線路
と、前記ストリップ線路と前記結合線路との間に設けら
れた絶縁体と、前記第2の誘電体基板を支持し、前記第
2の誘電体基板の表面に設けられた前記結合線路の容量
結合部の近傍にスリットが設けられた樹脂プレートと、
前記結合線路の容量結合部の上に配置され、前記樹脂プ
レート及び前記筐体のカバーの間に取り付けて前記樹脂
プレートを押さえる弾性部材とを備えたものである。
【0010】この発明の請求項2に係る移相器は、前記
第2の誘電体基板が、前記樹脂プレートに設けられたス
リットに対応して設けられた第2のスリットを有するも
のである。
【0011】この発明の請求項3に係る移相器は、前記
弾性部材が、前記樹脂プレートにより支持され、前記樹
脂プレートを押さえる代わりに、前記第2の誘電体基板
の表面に設けられた前記容量結合部を直接押さえるもの
である。
【0012】
【発明の実施の形態】実施の形態1.この発明の実施の
形態1に係る移相器について図面を参照しながら説明す
る。図1は、この発明の実施の形態1に係る移相器の構
成を示す図であり、同図(a)は移相器の上面図、同図
(b)は断面図である。なお、各図中、同一符号は同一
又は相当部分を示す。
【0013】図1において、1は固定誘電体基板であ
り、その表面(同図(b)で上側)には1つの入力端子
15と、5つの出力端子14a、14b、14c、14
d、14eを有するストリップ線路3が設けられてお
り、筐体13に固定されている。
【0014】また、同図において、2は可動誘電体基板
であり、その表面(同図(b)で下側)にはカタカナの
「コ」の字状の結合線路4が6個設けられており、斜線
部で示す容量結合部7でストリップ線路3と結合してい
る。固定誘電体基板1の表面と可動誘電体基板2の表面
は、向き合って積層されている。この容量結合部7で、
ストリップ線路3と結合線路4が上面から見ると重なっ
ている。そして、可動誘電体基板2上の結合線路4の
間、つまり「コ」の字状の結合線路4の内側(可動誘電
体基板2)にはスリットが設けられている。なお、同図
(a)において、上から見える線路のうち、「コ」の字
状の6個の結合線路4を除いたものがストリップ線路3
である。
【0015】また、同図において、6は絶縁体であり、
少なくとも、ストリップ線路3(固定誘電体基板1)と
結合線路4(可動誘電体基板2)の間に設けられ、結合
性をよくするために、誘電率が小さく、薄いシートが選
ばれている。この絶縁体6は、例えば可動誘電体基板2
と略同じ形状でもよい。
【0016】また、同図において、5は樹脂プレートで
あり、雌ねじ5aが形成されており、ボールねじ8が取
り付けられる。なお、この樹脂プレート5には、複数の
スリットがあり、ばね11に対する剛性を低減してい
る。また、この樹脂プレート5は、例えば可動誘電体基
板2と略同じ形状である。
【0017】さらに、同図において、9は樹脂スペーサ
であり、カバー12との摩擦軽減と内部相互変調(Pass
ive Intermodulation)の発生を抑制している。10は
モータでありボールねじ8に取り付けられる。11はば
ねで12個あり、その端末はオープンエンドとなってお
り、樹脂プレート5に固定され、12個の樹脂スペーサ
9を介してカバー12により押し付けられている。な
お、ばね11の代わりに弾性部材としてゴム等でもよ
い。
【0018】この移相器は、ボールねじ8、樹脂プレー
ト5を介して、モータ10の駆動に基いた、可動誘電体
基板2の移動量により、上記複数の出力端子14a〜1
4eに対する位相を一定の比率で同時に変化させる。
【0019】可動誘電体基板2のスリット及び樹脂プレ
ート5のスリットにより剛性を低減された12個の容量
結合部7の上に、12個のばね11を配置することによ
り、そりの影響が低減され、安定した容量結合を得るこ
とが可能となる。
【0020】すなわち、この実施の形態1に係る移相器
は、固定誘電体基板1の表面に設けられた、1つの入力
端子15と分配回路を形成し複数の出力端子14a〜1
4eを有するストリップ線路3と、このストリップ線路
3に内表面を向き合わせて平行移動し、ストリップ線路
3の入力端子15及び複数の出力端子14a〜14eを
非接触容量結合部7により接続され、可動誘電体基板2
の表面に設けられた結合線路4と、ストリップ線路3及
び結合線路4の内部相互変調の発生の抑制のため、スト
リップ線路3及び結合線路4の間に設けられた絶縁体6
と、可動誘電体基板2の移動を支持する樹脂プレート5
と、筐体13内面により樹脂プレート5を押さえるばね
11と、一端を樹脂プレート5に装着し、他端にギヤを
装着したボールねじ8と、ギヤを装着したモータ10か
らなる。
【0021】上記絶縁体6の厚さをd1、上記絶縁体6
の誘電率をε1、非接触容量結合部7の間隙をd2、空
気の誘電率をε2とすると、等価誘電率εrは、以下の
式1となる。 εr=(d1+d2)/(ε1/d1+ε2/d2) ・・・式1
【0022】非接触容量結合部7の結合面積をSとする
と、静電容量Cは、以下の式2となる。 C=εr×S/(d1+d2) ・・・式2
【0023】上記移相器は、非接触容量結合部7の静電
容量のばらつきにより、通過位相のばらつきが生じるこ
ととなるため、非接触容量結合部7の間隙d2のばらつ
きにより、位相のばらつきが生じることとなる。
【0024】上記樹脂プレート5にスリットを設け、板
厚を薄くすることにより剛性を低減し、上記可動誘電体
基板2の非接触容量結合部7の上を上記ばね11により
押し付けることにより、固定誘電体基板1、可動誘電体
基板2、及び樹脂プレート5の経年変化による、そり、
変形の影響を低減し、長期間にわたり性能を維持するこ
とが可能となる。
【0025】さらに、ばね11は、オープンエンドばね
を使用することにより、金属接触部をなくし、内部相互
変調の発生を抑制する構造としている。
【0026】この実施の形態1に係る移相器によれば、
可動誘電体基板2及び樹脂プレート5にスリットを入れ
ることにより、容量結合部7の剛性が低減され、ばね1
1の荷重が容量結合部7へ伝わり易くなるため、長期間
にわたり性能を維持することが可能となる効果を有す
る。
【0027】実施の形態2.この発明の実施の形態2に
係る移相器について図面を参照しながら説明する。図2
は、この発明の実施の形態2に係る移相器の構成を示す
図であり、同図(a)は移相器の上面図、同図(b)は
断面図である。
【0028】図2において、5bは樹脂プレート5に設
けられ、樹脂スペーサ9及びばね11を支持する筒状の
12個のスルーホールである。なお、他の構成は、上記
実施の形態1と同様である。
【0029】ばね11で可動誘電体基板2の容量結合部
7の上を直接、押さえることにより、そりの影響が低減
され、安定した容量結合を得ることが可能となる。
【0030】この実施の形態2に係る移相器よれば、可
動誘電体基板2の容量結合部7上をばね11で直接、押
さえることにより、樹脂プレート5のそりや、変形の影
響を受けることなく、ばね11の荷重を容量結合部7へ
伝達し、長期間にわたり性能を維持することが可能とな
るという効果がある。
【0031】
【発明の効果】この発明の請求項1に係る移相器は、以
上説明したとおり、筐体に固定された第1の誘電体基板
と、前記第1の誘電体基板と内表面を向き合わせて可動
する第2の誘電体基板と、前記第1の誘電体基板の表面
に設けられ、入力端子及び出力端子を有するストリップ
線路と、前記第2の誘電体基板の表面に設けられ、前記
入力端子及び出力端子を容量結合部により接続する結合
線路と、前記ストリップ線路と前記結合線路との間に設
けられた絶縁体と、前記第2の誘電体基板を支持し、前
記第2の誘電体基板の表面に設けられた前記結合線路の
容量結合部の近傍にスリットが設けられた樹脂プレート
と、前記結合線路の容量結合部の上に配置され、前記樹
脂プレート及び前記筐体のカバーの間に取り付けて前記
樹脂プレートを押さえる弾性部材とを備えたので、長期
間にわたり性能を維持することができるという効果を奏
する。
【0032】この発明の請求項2に係る移相器は、以上
説明したとおり、前記第2の誘電体基板が、前記樹脂プ
レートに設けられたスリットに対応して設けられた第2
のスリットを有するので、長期間にわたり性能を維持す
ることができるという効果を奏する。
【0033】この発明の請求項3に係る移相器は、以上
説明したとおり、前記弾性部材が、前記樹脂プレートに
より支持され、前記樹脂プレートを押さえる代わりに、
前記第2の誘電体基板の表面に設けられた前記容量結合
部を直接押さえるので、樹脂プレートの影響を受けるこ
となく、長期間にわたり性能を維持することができると
いう効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1に係る移相器の構成
を示す図である。
【図2】 この発明の実施の形態2に係る移相器の構成
を示す図である。
【符号の説明】
1 固定誘電体基板、2 可動誘電体基板、3 ストリ
ップ線路、4 結合線路、5 樹脂プレート、6 絶縁
体、7 容量結合部、8 ボールねじ、9 樹脂スペー
サ、10 モータ、11 ばね、12 カバー、13
筐体、14a、14b、14c、14d、14e 出力
端子、15 入力端子。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筐体に固定された第1の誘電体基板と、 前記第1の誘電体基板と内表面を向き合わせて可動する
    第2の誘電体基板と、 前記第1の誘電体基板の表面に設けられ、入力端子及び
    出力端子を有するストリップ線路と、 前記第2の誘電体基板の表面に設けられ、前記入力端子
    及び出力端子を容量結合部により接続する結合線路と、 前記ストリップ線路と前記結合線路との間に設けられた
    絶縁体と、 前記第2の誘電体基板を支持し、前記第2の誘電体基板
    の表面に設けられた前記結合線路の容量結合部の近傍に
    スリットが設けられた樹脂プレートと、 前記結合線路の容量結合部の上に配置され、前記樹脂プ
    レート及び前記筐体のカバーの間に取り付けて前記樹脂
    プレートを押さえる弾性部材とを備えたことを特徴とす
    る移相器。
  2. 【請求項2】 前記第2の誘電体基板は、前記樹脂プレ
    ートに設けられたスリットに対応して設けられた第2の
    スリットを有することを特徴とする請求項1記載の移相
    器。
  3. 【請求項3】 前記弾性部材は、前記樹脂プレートによ
    り支持され、前記樹脂プレートを押さえる代わりに、前
    記第2の誘電体基板の表面に設けられた前記容量結合部
    を直接押さえることを特徴とする請求項1又は2記載の
    移相器。
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Cited By (4)

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