JP2002290105A - Variable dielectric phase shifter - Google Patents
Variable dielectric phase shifterInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は高周波可変移相器に
関し、特に平面回路上に構成するフェーズドアレーアン
テナ用の誘電体を用いた簡易な可変型誘電体移相器に関
する。The present invention relates to a high-frequency variable phase shifter, and more particularly to a simple variable dielectric phase shifter using a dielectric for a phased array antenna formed on a planar circuit.
【0002】[0002]
【従来の技術】平面回路に用いられる移相器は、シフト
量が固定のものとシフト量を制御できる可変型移相器が
ある。シフト量固定の移相器は、所望の遅延を与える平
面回路にプリントされる線路に冗長な部分を備え、その
冗長部の線路長に応じた伝送遅延を与えることができ
る。2. Description of the Related Art There are two types of phase shifters used in a planar circuit: a phase shifter having a fixed shift amount and a variable phase shifter capable of controlling the shift amount. A phase shifter with a fixed shift amount has a redundant portion on a line printed on a plane circuit that provides a desired delay, and can provide a transmission delay according to the line length of the redundant portion.
【0003】一方、可変型移相器は数多くあるが、第一
の例としてPINダイオード移相器がある。これは重
量、寸法も小さく安価である。第二の例として、伝送線
路に電圧制御可能な誘電体を回路を構成する基板として
用いる方法があり(特開平7−7303号公報)、誘電
体基板に液晶を用いて同様の効果を得るという報告(九
鬼,藤掛,會田,野本,「液晶を用いたマイクロ波可変
遅延線」,99年信学ソサイエティ大会,C−2−6
3,p92.参照)もなされている。第三の例として、
「本間、丸山、堀、“誘電体移相器を用いた指向性オフ
セット型アンテナの提案”」,2000年信学会総合大
会,B−1−141,pp.141がある。これは複数
の線路上に誘電体を配した可変型移相器で、誘電体基板
上に構成された平行な線路の上に三角形状の誘電体板を
取り付けて線路に位相差を与える誘電体移相器を実現し
ている。On the other hand, there are many variable phase shifters, and a first example is a PIN diode phase shifter. It is small in weight and size and inexpensive. As a second example, there is a method in which a voltage-controllable dielectric is used for a transmission line as a circuit-constituting substrate (Japanese Patent Laid-Open No. 77303), and similar effects can be obtained by using liquid crystal for the dielectric substrate. Report (Kuki, Fujikake, Aida, Nomoto, "Microwave Variable Delay Line Using Liquid Crystal", 1999 IEICE Society Conference, C-2-6
3, p92. See also). As a third example,
"Honma, Maruyama, Hori," Proposal of Directional Offset Type Antenna Using Dielectric Phase Shifter "," IEICE General Conference, 2000, B-1-141, pp. There are 141. This is a variable-type phase shifter with a dielectric on multiple lines.A dielectric that gives a phase difference to the lines by mounting a triangular dielectric plate on parallel lines formed on a dielectric substrate A phase shifter has been realized.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】平面回路に予め位相差
を組み込んだシフト量固定の移相器では、位相を変化さ
せるためには新しく回路を構成することが必要になる。
シフト量を制御できる可変型移相器の第一の例として挙
げたPINダイオード移相器は、挿入損失が大きいた
め、増幅器を付加する必要があり、回路は複雑になる。
可変型移相器の第二の例として挙げた電圧制御可能な誘
電体を回路基板として用いる方法では、伝送線路を電圧
制御可能な特殊な基板上に構成する必要があり、構造は
複雑になる。第三の例として挙げた可変型移相器では、
位相調整のためには、主に誘電体の着脱や交換が必要と
なり、調整のためには多くの形状の誘電体を予め用意す
る必要があった。In a phase shifter having a fixed shift amount in which a phase difference is previously incorporated in a plane circuit, it is necessary to newly construct a circuit in order to change the phase.
The PIN diode phase shifter mentioned as the first example of the variable phase shifter capable of controlling the shift amount has a large insertion loss, so that an amplifier needs to be added, and the circuit becomes complicated.
In the method of using a voltage-controllable dielectric as a circuit board as the second example of the variable phase shifter, it is necessary to configure the transmission line on a special voltage-controllable board, which complicates the structure. . In the variable type phase shifter mentioned as the third example,
In order to adjust the phase, it is necessary to mainly attach and detach or replace the dielectric, and for adjustment, it is necessary to prepare dielectrics of many shapes in advance.
【0005】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、フェーズドアレーアンテナの複数の給電線路に同時
に適切な位相差を与え、位相制御の操作に部品の着脱や
交換の作業を省いた簡易・低損失な誘電体移相器を実現
する可変型誘電体移相器を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an appropriate phase difference to a plurality of feeder lines of a phased array antenna at the same time, so that the operation of attaching / detaching or replacing components in the operation of phase control is omitted. -It is an object to provide a variable dielectric phase shifter that realizes a low-loss dielectric phase shifter.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の可変型誘電体移相器は、誘電体基板上に形成
されたマイクロストリップ線路と、該マイクロストリッ
プ線路の上面の一部を覆い、該基板上を自在に移動でき
るよう配置した誘電体を有する可変型誘電体移相器にお
いて、該マイクロストリップ線路は伝送方向に対し線路
特性に連続的もしくは段階的に変化を付けたマイクロス
トリップ線路であることを特徴とするものである。In order to achieve the above object, a variable dielectric phase shifter according to the present invention comprises a microstrip line formed on a dielectric substrate and a part of the upper surface of the microstrip line. And a variable dielectric phase shifter having a dielectric disposed so as to be freely movable on the substrate, wherein the microstrip line has a line characteristic that changes continuously or stepwise in the transmission direction. It is a strip line.
【0007】すなわち、誘電体をマイクロストリップ線
路の伝送方向にスライドさせることによって、誘電体の
位置によって線路特性が異なることから、誘電体の影響
が位置によって異なることを利用して、マイクロストリ
ップ線路の実効長を変化させる。それによって、誘電体
の移動により位相シフト量を制御することが可能とな
る。その結果、簡易な可変型誘電体移相器が実現され
る。That is, by sliding the dielectric in the transmission direction of the microstrip line, the line characteristics vary depending on the position of the dielectric. Change the effective length. This makes it possible to control the amount of phase shift by moving the dielectric. As a result, a simple variable dielectric phase shifter is realized.
【0008】また本発明は、前記可変型誘電体移相器で
あって、該マイクロストリップ線路は、伝送方向に対し
線路幅に連続的もしくは段階的に変化を付けたマイクロ
ストリップ線路であることを特徴とするものである。The present invention also relates to the variable dielectric phase shifter, wherein the microstrip line is a microstrip line having a line width continuously or stepwise changed in a transmission direction. It is a feature.
【0009】すなわち、誘電体をマイクロストリップ線
路の伝送方向にスライドさせることによって、誘電体の
影響が位置によって異なることを利用して、マイクロス
トリップ線路の実効長を変化させる。それによって、誘
電体の移動により位相シフト量を制御することが可能と
なる。その結果、簡易な可変型誘電体移相器が実現され
る。That is, by sliding the dielectric in the transmission direction of the microstrip line, the effective length of the microstrip line is changed utilizing the fact that the influence of the dielectric varies depending on the position. This makes it possible to control the amount of phase shift by moving the dielectric. As a result, a simple variable dielectric phase shifter is realized.
【0010】また本発明は、前記可変型誘電体移相器で
あって、該マイクロストリップ線路は、2つ以上の並行
する線路よりなるマイクロストリップ線路であることを
特徴とするものである。The present invention is also the variable dielectric phase shifter, wherein the microstrip line is a microstrip line composed of two or more parallel lines.
【0011】すなわち、誘電体を線路の伝送方向にスラ
イドさせることによって、誘電体の影響が位置によって
異なることを利用して、マイクロストリップ線路の実効
長を変化させる。マイクロストリップ線路毎に特性が異
なるものを用意しているため、実効長はマイクロストリ
ップ線路毎に変化を付けることができる。それによっ
て、誘電体の移動によりマイクロストリップ線路間の位
相差を制御することが可能となる。その結果、複数のマ
イクロストリップ線路の位相を同一の構造で制御可能な
簡易な可変型誘電体移相器が実現される。That is, by sliding the dielectric in the transmission direction of the line, the effective length of the microstrip line is changed by utilizing the fact that the influence of the dielectric varies depending on the position. Since different characteristics are prepared for each microstrip line, the effective length can be varied for each microstrip line. This makes it possible to control the phase difference between the microstrip lines by moving the dielectric. As a result, a simple variable dielectric phase shifter that can control the phases of a plurality of microstrip lines with the same structure is realized.
【0012】また本発明は、前記可変型誘電体移相器で
あって、該マイクロストリップ線路は、2つ以上の伝送
線路であり、隣接する2つの線路の中心間距離が伝送方
向に対してなめらかに変化するマイクロストリップ線路
であることを特徴とするものである。The present invention also relates to the variable dielectric phase shifter, wherein the microstrip line is two or more transmission lines, and the distance between the centers of two adjacent lines is different from the transmission direction. It is a microstrip line that changes smoothly.
【0013】すなわち、誘電体をスライドさせることに
よって、誘電体との交差長が誘電体の位置によって変化
することを利用して、マイクロストリップ線路の実効長
を変化させる。マイクロストリップ線路毎に形状が異な
るものを用意しているため、実効長はマイクロストリッ
プ線路毎に変化を付けることができる。それによって、
誘電体の移動によりマイクロストリップ線路間の位相差
を制御することが可能となる。その結果、複数のマイク
ロストリップ線路の位相を同一の構造で制御可能な簡易
な可変型誘電体移相器が実現される。That is, by sliding the dielectric, the effective length of the microstrip line is changed by utilizing the fact that the intersection length with the dielectric changes depending on the position of the dielectric. Since a different shape is prepared for each microstrip line, the effective length can be varied for each microstrip line. Thereby,
The phase difference between the microstrip lines can be controlled by moving the dielectric. As a result, a simple variable dielectric phase shifter that can control the phases of a plurality of microstrip lines with the same structure is realized.
【0014】また本発明は、前記可変型誘電体移相器で
あって、該マイクロストリップ線路は、該線路をメアン
ダ線路とし、伝送方向に対し蛇行のピッチもしくは蛇行
幅に連続的もしくは段階的に変化を付けたマイクロスト
リップ線路であることを特徴とするものである。The present invention also relates to the variable dielectric phase shifter, wherein the microstrip line has a meander line and has a meandering pitch or meandering width in a transmission direction continuously or stepwise. It is a microstrip line with a change.
【0015】すなわち、誘電体をスライドさせることに
よって、誘電体との交差長が位置によって異なることを
利用して、マイクロストリップ線路の実効長を変化させ
る。マイクロストリップ線路毎にメアンダパターンが異
なるものを用意しているため、実効長の変化はマイクロ
ストリップ線路毎に変化を付けることができる。それに
よって、誘電体の移動によりマイクロストリップ線路間
の位相差を制御することが可能となる。その結果、複数
のマイクロストリップ線路の位相を同一の構造で制御可
能な簡易な可変型誘電体移相器が実現される。That is, by sliding the dielectric, the effective length of the microstrip line is changed by utilizing the fact that the intersection length with the dielectric varies depending on the position. Since a different meander pattern is prepared for each microstrip line, the change of the effective length can be changed for each microstrip line. This makes it possible to control the phase difference between the microstrip lines by moving the dielectric. As a result, a simple variable dielectric phase shifter that can control the phases of a plurality of microstrip lines with the same structure is realized.
【0016】また本発明は、前記可変型誘電体移相器で
あって、該マイクロストリップ線路は、複数の伝送線路
であり、各伝送線路の入力端の線路幅が順に段階的に狭
くなり、各伝送線路の出力端の線路幅が順に段階的に広
くなるテーパ形状のマイクロストリップ線路であること
を特徴とするものである。The present invention also relates to the variable dielectric phase shifter, wherein the microstrip line is a plurality of transmission lines, and the line width at the input end of each transmission line is reduced step by step. It is a tapered microstrip line in which the line width at the output end of each transmission line is gradually increased in order.
【0017】すなわち、誘電体をマイクロストリップ線
路の伝送方向にスライドさせることによって、誘電体の
影響が位置によって異なることを利用して、マイクロス
トリップ線路の実効長を変化させる。それによって、隣
接するマイクロストリップ線路で位相差を生じさせ、出
力端の位相面の制御が容易であることから、出力端にア
ンテナ素子を取り付けることによりフェーズドアレーア
ンテナを構成することが可能となる。その結果、位相面
を一つの構造で制御することが可能な可変型誘電体移相
器が実現される。That is, by sliding the dielectric in the transmission direction of the microstrip line, the effective length of the microstrip line is changed by utilizing the fact that the influence of the dielectric varies depending on the position. This causes a phase difference between adjacent microstrip lines and facilitates control of the phase plane at the output end, so that a phased array antenna can be configured by attaching an antenna element to the output end. As a result, a variable dielectric phase shifter capable of controlling the phase plane with one structure is realized.
【0018】また本発明は、前記可変型誘電体移相器で
あって、該誘電体は、誘電体の厚みが端部に向かって薄
くなるテーパ状の形状の誘電体である事を特徴とするも
のである。The present invention also relates to the variable dielectric phase shifter, wherein the dielectric is a tapered dielectric whose thickness decreases toward an end. Is what you do.
【0019】これによって、誘電体板縁にて生ずる反射
を抑制することが可能となる。従って誘電率が高く厚み
の厚い誘電体の採用が可能となるため、単位長さ当りの
位相シフト量を高めることができるようになり、線路長
も短くすることができるようになる。その結果、小型低
損失な可変型誘電体移相器が実現される。This makes it possible to suppress the reflection occurring at the edge of the dielectric plate. Accordingly, a dielectric having a high dielectric constant and a large thickness can be employed, so that the amount of phase shift per unit length can be increased, and the line length can be shortened. As a result, a small and low-loss variable dielectric phase shifter is realized.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態例を詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0021】図1は本発明の第1の実施形態例を示す斜
視図であって、1は地板付き誘電体基板、2は誘電体基
板1上に構成された幅に連続的な変化をつけたマイクロ
ストリップ線路、3はマイクロストリップ線路2上に置
かれた誘電体板、4はマイクロストリップ線路2の入力
端子、5はマイクロストリップ線路2の出力端子であ
る。マイクロストリップ線路2は伝送方向に対して幅に
テーパ状の連続的な変化をつけてある。誘電体板3はマ
イクロストリップ線路2に密着させてあり、伝送方向に
対してスライドさせることが可能となっている。誘電体
板3を図1の左側(入力端子4側)の線路幅の広い方向
にスライドさせると、線路に対する誘電体板3の影響が
弱まり、移相シフト量が低下する。一方、図1の右側
(出力端子5側)の線路幅の狭い方向にスライドさせる
と、誘電体板3の影響が強まり、移相シフト量が増加す
る。よって、誘電体板3の伝送方向へスライドするとい
う構成により、可変型誘電体移相器が実現される。FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the present invention, in which 1 is a dielectric substrate with a ground plate, and 2 is a continuously variable width formed on the dielectric substrate 1. The microstrip line 3 is a dielectric plate placed on the microstrip line 2, 4 is an input terminal of the microstrip line 2, and 5 is an output terminal of the microstrip line 2. The microstrip line 2 has a tapered continuous change in width with respect to the transmission direction. The dielectric plate 3 is in close contact with the microstrip line 2 and can be slid in the transmission direction. When the dielectric plate 3 is slid to the left side (the input terminal 4 side) in FIG. 1 in the direction in which the line width is wide, the influence of the dielectric plate 3 on the line is weakened, and the phase shift amount is reduced. On the other hand, when the line is slid in the direction of the narrow line width on the right side (the output terminal 5 side) in FIG. Therefore, a variable dielectric phase shifter is realized by a configuration in which the dielectric plate 3 slides in the transmission direction.
【0022】図2は本発明の第2の実施形態例を示す斜
視図であって、1は地板付き誘電体基板、201は誘電
体基板1上に構成された、幅に段階的な変化をつけたマ
イクロストリップ線路、3はマイクロストリップ線路2
01上に置かれた誘電体板、4はマイクロストリップ線
路201の入力端子、5はマイクロストリップ線路20
1の出力端子である。マイクロストリップ線路201は
途中に線路幅が段階的に変化する不連続な個所を設けて
ある。誘電体板3はマイクロストリップ線路201に密
着させてあり、伝送方向に対してスライドさせることが
可能となっている。誘電体板3を図2の左側(入力端子
4側)にスライドさせると、誘電体板3の影響が弱い線
路幅の広い部分と誘電体板3の交差長が長くなり、誘電
体板3の影響の強い部分との交差長が短くなるため、移
相シフト量が低下する。一方、図2の右側(出力端子5
側)にスライドさせると、誘電体板3の影響が強い線路
幅の狭い部分と誘電体板3の交差長が長くなるため、移
相シフト量が増加する。よって、誘電体板3の伝送方向
へスライドするという構成により、可変型誘電体移相器
が実現される。FIG. 2 is a perspective view showing a second embodiment of the present invention, wherein 1 is a dielectric substrate with a ground plate, and 201 is a dielectric substrate 1 having a stepwise change in width. Microstrip line attached, 3 is microstrip line 2
Reference numeral 4 denotes an input terminal of the microstrip line 201, and reference numeral 5 denotes a microstrip line 20.
1 output terminal. The microstrip line 201 is provided with a discontinuous portion where the line width changes stepwise in the middle. The dielectric plate 3 is in close contact with the microstrip line 201 and can be slid in the transmission direction. When the dielectric plate 3 is slid to the left side (the input terminal 4 side) in FIG. 2, the intersection length between the wide part of the line width where the influence of the dielectric plate 3 is weak and the dielectric plate 3 becomes long, and the dielectric plate 3 Since the length of the intersection with the strongly affected portion is reduced, the phase shift amount is reduced. On the other hand, on the right side of FIG.
(Side), the crossing length between the narrow portion of the line width, which is greatly affected by the dielectric plate 3, and the dielectric plate 3 increases, so that the phase shift amount increases. Therefore, a variable dielectric phase shifter is realized by a configuration in which the dielectric plate 3 slides in the transmission direction.
【0023】図3は本発明の第3の実施形態例を示す斜
視図であって、1は地板付き誘電体基板、202は誘電
体基板1上に構成された幅に連統的な変化をつけたマイ
クロストリップ線路、203はマイクロストリップ線路
202と線路の幅の変化を逆にしたマイクロストリップ
線路、301は複数のマイクロストリップ線路202,
203の一部を同時に覆うことができる長方形型誘電体
板、401はマイクロストリップ線路202の入力端
子、402はマイクロストリップ線路203の入力端
子、501はマイクロストリップ線路202の出力端
子、502はマイクロストリップ線路203の出力端子
である。マイクロストリップ線路202,203ともテ
ーパ形状は、誘電体板301の移動量に合わせて線形的
に位相がシフトするように調整してある。誘電体板30
1は2つのマイクロストリップ線路202,203に密
着させてあり同じ長さを覆うようになっており、伝送方
向に対してスライドさせることが可能となっている。誘
電体板301を図3の左側(入力端子401,402
側)にスライドさせると、マイクロストリップ線路20
2は誘電体の影響の弱い幅の広い部分に誘電体板301
が置かれるため、移相シフト量が低下し、マイクロスト
リップ線路203は誘電体の影響の大きい幅の狭い部分
に誘電体板301が置かれるため、移相シフト量が増加
し移相シフト量が増加する。このようにして、2つのま
ったく逆の特性を示す移相器を同時に一つの構成で実現
する、可変型誘電体移相器が実現される。FIG. 3 is a perspective view showing a third embodiment of the present invention, wherein 1 is a dielectric substrate with a ground plate, and 202 is a continuous change in the width formed on the dielectric substrate 1. Attached microstrip line, 203 is a microstrip line with the width of the microstrip line 202 reversed, 301 is a plurality of microstrip lines 202,
A rectangular dielectric plate capable of simultaneously covering a part of 203, 401 is an input terminal of the microstrip line 202, 402 is an input terminal of the microstrip line 203, 501 is an output terminal of the microstrip line 202, and 502 is a microstrip. This is the output terminal of the line 203. Both the tapered shapes of the microstrip lines 202 and 203 are adjusted so that the phase is linearly shifted in accordance with the amount of movement of the dielectric plate 301. Dielectric plate 30
Numeral 1 is closely attached to the two microstrip lines 202 and 203 so as to cover the same length, and can be slid in the transmission direction. The dielectric plate 301 is connected to the left side of FIG.
Side), the microstrip line 20
2 is a dielectric plate 301 on a wide portion where the influence of the dielectric is weak.
Is placed, the phase shift amount is reduced, and the dielectric plate 301 is placed on the narrow portion of the microstrip line 203 where the influence of the dielectric is large, so that the phase shift amount is increased and the phase shift amount is reduced. To increase. In this way, a variable dielectric phase shifter that realizes two phase shifters exhibiting completely opposite characteristics simultaneously with one configuration is realized.
【0024】図4(a)は図3の可変型誘電体移相器の
特性を検証するために、数値的に位相シフト量を計算し
た結果である。図4(b)に可変型誘電体移相器の上面
図を示す。図4(b)において、誘電体基板1は、全長
は50mm、厚さ0.254mm、比誘電率2.2で、
上に乗せる誘電体板301は全長25mm、厚さ0.5
mm、比誘電率は10.0である。また、マイクロスト
リップ線路202は、入力端子401の幅2mm、出力
端子501の幅0.2mmの台形状であり、マイクロス
トリップ線路203は、入力端子402の幅0.2m
m、出力端子502の幅2mmの台形状である。図4
(a)中の横軸xは、誘電体板301の左端と、誘電体
基板1の左端との距離であり、誘電体板301の位置を
示す。また、図4(a)中の縦軸は、位相遅延量であ
り、出力端子501と502における位相シフト量を示
している。図から、可変型誘電体移相器の誘電体板30
1を左端(入力端子401,402側)から右端(出力
端子501,502側)まで移動するに従って、両者の
位相が対称的に変化してゆくことが分かり、2出力端子
501,502とも逆の位相シフト特性を示すことが分
かり、本構成の有効性が確認できる。FIG. 4A shows the result of numerically calculating the amount of phase shift in order to verify the characteristics of the variable dielectric phase shifter of FIG. FIG. 4B shows a top view of the variable dielectric phase shifter. In FIG. 4B, the dielectric substrate 1 has a total length of 50 mm, a thickness of 0.254 mm, a relative permittivity of 2.2,
The dielectric plate 301 to be put on the top has a total length of 25 mm and a thickness of 0.5
mm and the relative dielectric constant is 10.0. The microstrip line 202 has a trapezoidal shape having a width of the input terminal 401 of 2 mm and a width of the output terminal 501 of 0.2 mm. The microstrip line 203 has a width of the input terminal 402 of 0.2 m.
m, the output terminal 502 has a trapezoidal shape with a width of 2 mm. FIG.
The horizontal axis x in (a) is the distance between the left end of the dielectric plate 301 and the left end of the dielectric substrate 1, and indicates the position of the dielectric plate 301. The vertical axis in FIG. 4A indicates the amount of phase delay, and indicates the amount of phase shift at the output terminals 501 and 502. From the figure, it can be seen that the dielectric plate 30 of the variable dielectric phase shifter
As 1 moves from the left end (the input terminals 401 and 402 side) to the right end (the output terminals 501 and 502 side), it can be seen that the phases of the two change symmetrically. It can be seen that the phase shift characteristic is exhibited, and the effectiveness of this configuration can be confirmed.
【0025】図5は本発明の第4の実施形態例を示す斜
視図であって、1は地板付き誘電体基板、204は誘電
体基板1上に構成された直線状のマイクロストリップ線
路、205は誘電体基板1上に構成された線路方向に連
続的な変化をつけたマイクロストリップ線路、301は
複数の線路の一部を同時に覆うことができる長方形型誘
電体板、403はマイクロストリップ線路204の入力
端子、404はマイクロストリップ線路205の入力端
子、503はマイクロストリップ線路204の出力端
子、504はマイクロストリップ線路205の出力端子
である。誘電体板301は2つのマイクロストリップ線
路204,205に密着させてあり、伝送方向に対して
スライドさせることが可能となっている。誘電体板30
1を図5の左側(入力端子403,404側)方向にス
ライドさせると、マイクロストリップ線路205は誘電
体板301との交差長が長くなるためマイクロストリッ
プ線路204に対して移相シフト量が増加し、右側(出
力端子503,504側)方向にスライドさせると、マ
イクロストリップ線路205の誘電体交差長がマイクロ
ストリップ線路204と近くなるため、位相シフト量が
減少し両者の位相差が少なくなる。このようにして、2
つの線路間の位相差を容易に調整可能な、可変型誘電体
移相器が実現される。FIG. 5 is a perspective view showing a fourth embodiment of the present invention, wherein 1 is a dielectric substrate with a ground plane, 204 is a linear microstrip line formed on the dielectric substrate 1, 205 Is a microstrip line formed on the dielectric substrate 1 and having a continuous change in the line direction, 301 is a rectangular dielectric plate capable of simultaneously covering a part of a plurality of lines, and 403 is a microstrip line 204 404 is an input terminal of the microstrip line 205, 503 is an output terminal of the microstrip line 204, and 504 is an output terminal of the microstrip line 205. The dielectric plate 301 is in close contact with the two microstrip lines 204 and 205, and can slide in the transmission direction. Dielectric plate 30
5 is shifted to the left side (toward the input terminals 403 and 404) in FIG. 5, the cross-shift length of the microstrip line 205 with the dielectric plate 301 increases, so that the phase shift amount increases with respect to the microstrip line 204. If the microstrip line 205 is slid to the right (toward the output terminals 503 and 504), the dielectric crossing length of the microstrip line 205 becomes closer to that of the microstrip line 204, so that the phase shift amount is reduced and the phase difference between the two is reduced. Thus, 2
A variable dielectric phase shifter that can easily adjust the phase difference between the two lines is realized.
【0026】図6は本発明の第5の実施形態例を示す斜
視図であって、1は地板付き誘電体基板、202は誘電
体基板1上に構成された幅に連続的な変化をつけたマイ
クロストリップ線路、203はマイクロストリップ線路
202と線路の幅の変化を逆にしたマイクロストリップ
線路、302は複数のマイクロストリップ線路202,
203の一部を同時に覆うことができ、厚みが両端部に
向って薄くなるテーパ状の形状をした長方形型誘電体
板、401はマイクロストリップ線路202の入力端
子、402はマイクロストリップ線路203の入力端
子、501はマイクロストリップ線路202の出力端
子、502はマイクロストリップ線路203の出力端子
である。マイクロストリップ線路202は伝送方向に対
して幅にテーパ状の連続的な変化をつけてあり、マイク
ロストリップ線路203は図6においてマイクロストリ
ップ線路202と左右逆の線路幅の変化をつけてある。
マイクロストリップ線路202,203ともテーパ形状
は、誘電体板302の移動量に合わせて線形的に位相が
シフトするように調整してある。図3に示す第3の実施
形態例と動作原理は同じであるが、誘電体板302のマ
イクロストリップ線路202,203と直交する辺の厚
みにテーパをつけることによって、誘電体板302の境
界において生じるマイクロストリップ線路202,20
3の反射を抑制することが可能となる。よって、第3の
実施形態例よりもより低損失な、可変型誘電体移相器が
実現される。FIG. 6 is a perspective view showing a fifth embodiment of the present invention, in which 1 is a dielectric substrate with a ground plate, and 202 is a structure in which the width formed on the dielectric substrate 1 changes continuously. A microstrip line 203, a microstrip line in which the change in the width of the microstrip line 202 is reversed, and 302, a plurality of microstrip lines 202,
A rectangular dielectric plate having a tapered shape capable of simultaneously covering a part of 203 and decreasing in thickness toward both ends, 401 is an input terminal of the microstrip line 202, and 402 is an input terminal of the microstrip line 203 A terminal 501 is an output terminal of the microstrip line 202, and a reference numeral 502 is an output terminal of the microstrip line 203. The microstrip line 202 has a tapered continuous change in width with respect to the transmission direction, and the microstrip line 203 has a line width change opposite to that of the microstrip line 202 in FIG.
The taper shape of both the microstrip lines 202 and 203 is adjusted so that the phase is linearly shifted according to the amount of movement of the dielectric plate 302. The operation principle is the same as that of the third embodiment shown in FIG. 3, but the thickness of the side of the dielectric plate 302 orthogonal to the microstrip lines 202 and 203 is tapered, so that the thickness of the boundary of the dielectric plate 302 is increased. The resulting microstrip lines 202, 20
3 can be suppressed. Therefore, a variable dielectric phase shifter having lower loss than that of the third embodiment is realized.
【0027】図7は本発明の第6の実施形態例を示す上
面図であって、1は地板付き誘電体基板、206は誘電
体基板1上に構成された蛇行幅に変化をつけたメアンダ
線路よりなるマイクロストリップ線路、207はマイク
ロストリップ線路206とメアンダ線路の蛇行幅の変化
を逆にしたメアンダ線路よりなるマイクロストリップ線
路、301は複数のマイクロストリップ線路206,2
07の一部を同時に覆うことができる長方形型誘電体
板、405はマイクロストリップ線路206の入力端
子、406はマイクロストリップ線路207の入力端
子、505はマイクロストリップ線路206の出力端
子、506はマイクロストリップ線路207の出力端子
である。マイクロストリップ線路206のメアンダ線路
は伝送方向に対して蛇行幅が徐々に狭くなるような変化
をつけてあり、マイクロストリップ線路207のメアン
ダ線路は図7においてマイクロストリップ線路206の
メアンダ線路と左右逆の蛇行幅の変化をつけてある。誘
電体板301は2つのマイクロストリップ線路206,
207のメアンダ線路に密着させてあり、伝送方向に対
して前後にスライドさせることが可能となっている。誘
電体板301を図7の左側(入力端子405,406
側)にスライドさせると、マイクロストリップ線路20
6のメアンダ線路は蛇行幅の大きい部分に誘電体板30
1が置かれるため、誘電体板301とマイクロストリッ
プ線路206の交差長が増加するため移相シフト量が増
加する。逆に、マイクロストリップ線路207のメアン
ダ線路は蛇行幅の狭い部分に誘電体板301が置かれる
ため、交差長が短くなるために移相シフト量が減少す
る。このようにして、2つのまったく逆の特性を示す移
相器を同時に一つの構成で実現することによって、マイ
クロストリップ線路206と207間の位相差を容易に
制御可能な可変型誘電体移相器が実現される。FIG. 7 is a top view showing a sixth embodiment of the present invention, wherein 1 is a dielectric substrate with a ground plane, and 206 is a meander formed on the dielectric substrate 1 with a meandering width varied. A microstrip line 207; a microstrip line 207; a microstrip line composed of a meander line in which a meandering width of the microstrip line 206 and the meander line are reversed;
07, a rectangular dielectric plate capable of simultaneously covering a portion of the reference numeral 07, an input terminal 405 of the microstrip line 206, an input terminal 406 of the microstrip line 207, an output terminal 505 of the microstrip line 206, and a microstrip 506. Output terminal of the line 207. The meander line of the microstrip line 206 is changed so that the meandering width gradually narrows with respect to the transmission direction. The meandering width is changed. The dielectric plate 301 includes two microstrip lines 206,
It is in close contact with the meander line 207 and can be slid back and forth in the transmission direction. The dielectric plate 301 is connected to the left side of FIG.
Side), the microstrip line 20
The meander line 6 has a dielectric plate 30
Since 1 is placed, the intersection length between the dielectric plate 301 and the microstrip line 206 increases, so that the phase shift amount increases. Conversely, in the meander line of the microstrip line 207, since the dielectric plate 301 is placed in a portion having a small meandering width, the intersection length is shortened, so that the amount of phase shift is reduced. In this way, by realizing two phase shifters exhibiting completely opposite characteristics simultaneously in one configuration, a variable dielectric phase shifter capable of easily controlling the phase difference between the microstrip lines 206 and 207 is provided. Is realized.
【0028】尚、マイクロストリップ線路のメアンダ線
路は、伝送方向に対し蛇行ピッチもしくは蛇行幅に連続
的もしくは段階的に変化を付けることができる。In the meander line of the microstrip line, the meandering pitch or meandering width can be varied continuously or stepwise with respect to the transmission direction.
【0029】図8は本発明の第7の実施形態例を示す上
面図であって、1は地板付き誘電体基板、211〜21
4は誘電体基板1上に構成された幅に連続的な変化をつ
けたマイクロストリップ線路、301は複数のマイクロ
ストリップ線路211〜214の一部を同時に覆うこと
ができる長方形型誘電体板、411〜414はそれぞれ
マイクロストリップ線路211〜214の入力端子、5
11〜514はそれぞれマイクロストリップ線路211
〜214の出力端子、マイクロストリップ線路211〜
214はそれぞれテーパ形状が異なり、マイクロストリ
ップ線路211は入力端子411の線路幅が最も幅が広
く、出力端子511の線路幅が最も狭い形状、マイクロ
ストリップ線路214はマイクロストリップ線路211
と左右対称で入力端子414が最も狭く、出力端子51
4が最も広い線路である。マイクロストリップ線路21
2と213はマイクロストリップ線路211と214の
中間の形状をしており、入力端子411〜414は入力
端子411から414の順で線路幅が段階的に狭くな
り、出力端子511〜514は出力端子511から51
4の順で線路幅が段階的に広くなる。誘電体板301を
誘電体基板1の左端(入力端子411〜414側)に置
くと入力端子411〜414に同位相で給電した場合、
マイクロストリップ線路211〜214に隣接する線路
間で等しい位相差が生じ、出力端子511〜514の位
相面を傾ける事が可能となる。一方、右端(出力端子5
11〜514側)に誘電体板301をスライドさせる
と、逆の傾きを持った位相面が形成され、中央に誘電体
板301をスライドさせると位相差が消滅し、全出力端
子511〜514の位相面は等位相となる。位相面の制
御が容易であることから、本可変型誘電体移相器の出力
端子511〜514にアンテナ素子を取り付けることに
よりフェーズドアレーアンテナを構成する事が可能とな
る。このようにして、位相面を一つの構造で制御するこ
とが可能な、可変型誘電体移相器が実現される。FIG. 8 is a top view showing a seventh embodiment of the present invention, wherein 1 is a dielectric substrate with a ground plate, 211 to 21.
Reference numeral 4 denotes a microstrip line formed on the dielectric substrate 1 and having a continuous variation in width; 301, a rectangular dielectric plate capable of simultaneously covering a part of the plurality of microstrip lines 211 to 214; 414 are input terminals of the microstrip lines 211 to 214, respectively.
11 to 514 are microstrip lines 211 respectively.
To 214, microstrip lines 211 to 211
Each of the microstrip lines 214 has a different taper shape, the microstrip line 211 has the widest line width of the input terminal 411, and the narrowest line width of the output terminal 511.
And the input terminal 414 is the narrowest and the output terminal 51
4 is the widest track. Microstrip line 21
2 and 213 have an intermediate shape between the microstrip lines 211 and 214, the input terminals 411 to 414 are gradually reduced in line width in the order of the input terminals 411 to 414, and the output terminals 511 to 514 are output terminals. 511 to 51
The line width gradually increases in the order of 4. When the dielectric plate 301 is placed on the left end (the input terminals 411 to 414 side) of the dielectric substrate 1, when the input terminals 411 to 414 are fed in phase,
An equal phase difference occurs between the lines adjacent to the microstrip lines 211 to 214, and the phase planes of the output terminals 511 to 514 can be inclined. On the other hand, the right end (output terminal 5
11 to 514), a phase plane having an opposite inclination is formed. When the dielectric plate 301 is slid to the center, the phase difference disappears, and all the output terminals 511 to 514 The phase planes are equiphase. Since the phase plane can be easily controlled, a phased array antenna can be configured by attaching an antenna element to the output terminals 511 to 514 of the variable dielectric phase shifter. In this way, a variable dielectric phase shifter that can control the phase plane with one structure is realized.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、線路
個別に位相制御をする必要の無い、簡易に線路間の位相
差を制御する事が可能な可変型誘電体移相器を提供する
事ができる。As described above, according to the present invention, there is provided a variable dielectric phase shifter which can easily control the phase difference between lines without having to control the phase of each line individually. You can do it.
【図1】本発明の第1の実施形態例を示す斜視図であ
る。FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施形態例を示す斜視図であ
る。FIG. 2 is a perspective view showing a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第3の実施形態例を示す斜視図であ
る。FIG. 3 is a perspective view showing a third embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3の実施形態例に係る位相シフト特
性を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a phase shift characteristic according to a third embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第4の実施形態例を示す斜視図であ
る。FIG. 5 is a perspective view showing a fourth embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第5の実施形態例を示す斜視図であ
る。FIG. 6 is a perspective view showing a fifth embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第6の実施形態例を示す上面図であ
る。FIG. 7 is a top view showing a sixth embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第7の実施形態例を示す上面図であ
る。FIG. 8 is a top view showing a seventh embodiment of the present invention.
1 地板付き誘電体基板 2 マイクロストリップ線路 3 誘電体板 4 入力端子 5 出力端子 REFERENCE SIGNS LIST 1 dielectric substrate with ground plate 2 microstrip line 3 dielectric plate 4 input terminal 5 output terminal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀 俊和 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 5J012 GA12 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Toshikazu Hori 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term in Nippon Telegraph and Telephone Corporation 5J012 GA12
Claims (7)
リップ線路と、該マイクロストリップ線路の上面の一部
を覆い、該基板上を自在に移動できるよう配置した誘電
体を有する可変型誘電体移相器において、該マイクロス
トリップ線路は伝送方向に対し線路特性に連続的もしく
は段階的に変化を付けたマイクロストリップ線路である
ことを特徴とする可変型誘電体移相器。1. A variable dielectric transfer device comprising: a microstrip line formed on a dielectric substrate; and a dielectric covering a part of an upper surface of the microstrip line and disposed so as to be freely movable on the substrate. In the phase shifter, the microstrip line is a microstrip line in which the line characteristics are changed continuously or stepwise in the transmission direction.
って、該マイクロストリップ線路は、伝送方向に対し線
路幅に連続的もしくは段階的に変化を付けたマイクロス
トリップ線路であることを特徴とする可変型誘電体移相
器。2. The variable dielectric phase shifter according to claim 1, wherein said microstrip line is a microstrip line having a line width continuously or stepwise changed in a transmission direction. A variable dielectric phase shifter, characterized in that:
器であって、該マイクロストリップ線路は、2つ以上の
並行する線路よりなるマイクロストリップ線路であるこ
とを特徴とする可変型誘電体移相器。3. The variable dielectric phase shifter according to claim 1, wherein said microstrip line is a microstrip line composed of two or more parallel lines. Dielectric phase shifter.
器であって、該マイクロストリップ線路は、2つ以上の
伝送線路であり、隣接する2つの線路の中心間距離が伝
送方向に対してなめらかに変化するマイクロストリップ
線路であることを特徴とする可変型誘電体移相器。4. The variable dielectric phase shifter according to claim 1, wherein the microstrip line is two or more transmission lines, and a distance between centers of two adjacent lines is a transmission direction. A variable dielectric phase shifter characterized by a microstrip line that changes smoothly with respect to the phase shifter.
移相器であって、該マイクロストリップ線路は、該線路
をメアンダ線路とし、伝送方向に対し蛇行のピッチもし
くは蛇行幅に連続的もしくは段階的に変化を付けたマイ
クロストリップ線路であることを特徴とする可変型誘電
体移相器。5. The variable dielectric phase shifter according to claim 1, wherein the microstrip line has a meander line, and has a meandering pitch or meandering width in a transmission direction. A variable dielectric phase shifter, characterized in that the variable dielectric phase shifter is a microstrip line having a stepwise or stepwise change.
移相器であって、該マイクロストリップ線路は、複数の
伝送線路であり、各伝送線路の入力端の線路幅が順に段
階的に狭くなり、各伝送線路の出力端の線路幅が順に段
階的に広くなるテーパ形状のマイクロストリップ線路で
あることを特徴とする可変型誘電体移相器。6. The variable dielectric phase shifter according to claim 1, wherein the microstrip line is a plurality of transmission lines, and a line width of an input end of each transmission line is sequentially changed. A variable dielectric phase shifter, which is a tapered microstrip line in which the line width at the output end of each transmission line is gradually narrowed in order.
可変型誘電体移相器であって、該誘電体は、誘電体の厚
みが端部に向かって薄くなるテーパ状の形状の誘電体で
あることを特徴とする可変型誘電体移相器。7. The variable dielectric phase shifter according to claim 1, wherein the dielectric has a tapered shape in which the thickness of the dielectric decreases toward the end. A variable dielectric phase shifter, characterized by being a dielectric material.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103996894A (en) * | 2013-02-15 | 2014-08-20 | 日立金属株式会社 | Phase shift circuit and antenna device |
WO2022270839A1 (en) * | 2021-06-21 | 2022-12-29 | 엘지이노텍(주) | Phase shifter and wireless communication device comprising same |
-
2001
- 2001-03-22 JP JP2001083448A patent/JP3600801B2/en not_active Expired - Fee Related
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WO2022270839A1 (en) * | 2021-06-21 | 2022-12-29 | 엘지이노텍(주) | Phase shifter and wireless communication device comprising same |
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