JP2003069305A - Microwave phase shifter - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は挿入損の変動を小さ
くしたマイクロ波移相器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microwave phase shifter in which variations in insertion loss are reduced.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のマイクロ波移相器について、ロー
デッドライン型を例にとり図3を参照して説明する。入
力端INと出力端OUT間に第1伝送線路31が接続さ
れている。第1伝送線路31の入力端IN側に第2伝送
線路32が接続され、第2伝送線路32は第1ダイオー
ドD1を介して接地G1されている。第1伝送線路31
の出力端OUT側に第3伝送線路33が接続され、第3
伝送線路33は第2ダイオードD2を介して接地G2さ
れている。2. Description of the Related Art A conventional microwave phase shifter will be described with reference to FIG. 3 by taking a loaded line type as an example. The first transmission line 31 is connected between the input terminal IN and the output terminal OUT. The second transmission line 32 is connected to the input end IN side of the first transmission line 31, and the second transmission line 32 is grounded G1 via the first diode D1. First transmission line 31
The third transmission line 33 is connected to the output terminal OUT side of the
The transmission line 33 is grounded G2 via the second diode D2.
【0003】上記した構成において、第1ダイオードD
1および第2ダイオードD2に加えるバイアス電圧や電
流を切り換え、第1ダイオードD1および第2ダイオー
ドD2を導通状態いわゆるON状態、あるいは、非導通
状態いわゆるOFF状態に設定する。In the above structure, the first diode D
The bias voltage and current applied to the first and second diodes D2 are switched, and the first diode D1 and the second diode D2 are set to the conductive state, so-called ON state, or the non-conductive state, so-called OFF state.
【0004】このとき、第1ダイオードD1および第2
ダイオードD2がON状態の場合と、OFF状態の場合
とで、入力端INから入力し出力端OUTに出力する信
号の通過位相が変化する。このような関係を利用して、
第1ダイオードD1および第2ダイオードD2の導通状
態を切り換え、出力端子OUTに所望の移相量の出力信
号を出力させる。At this time, the first diode D1 and the second diode D1
The passing phase of the signal input from the input end IN and output to the output end OUT changes depending on whether the diode D2 is in the ON state or the OFF state. Utilizing this kind of relationship,
The conduction state of the first diode D1 and the second diode D2 is switched, and an output signal of a desired phase shift amount is output to the output terminal OUT.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
のローデッドライン型マイクロ波移相器ではスイッチ素
子としてダイオードが使用されている。ダイオードは、
ON状態とOFF状態とでインピーダンスの絶対値が大
きく変化する。そのため、ダイオードがON状態の場合
とOFF状態の場合とで挿入損が変化し、挿入損の変動
が大きくなる。As described above, the conventional loaded line type microwave phase shifter uses a diode as a switch element. The diode is
The absolute value of the impedance greatly changes between the ON state and the OFF state. Therefore, the insertion loss changes depending on whether the diode is in the ON state or the OFF state, and the fluctuation of the insertion loss becomes large.
【0006】ここで、ダイオードの導通状態を切り換え
た場合に、挿入損が変動する模様を図4のスミス図表を
参照して説明する。挿入損の変動は、ダイオードがON
状態とOFF状態の2つの状態におけるインピーダンス
の相違で発生する。Here, the manner in which the insertion loss fluctuates when the conduction state of the diode is switched will be described with reference to the Smith chart of FIG. The diode is ON when the insertion loss changes.
It occurs due to the difference in impedance between the two states, the OFF state and the OFF state.
【0007】たとえば、周波数が35GHzで径が40
μmのダイオードの場合、ON状態のインピーダンスは
符号Aの位置で示される。一方、OFF状態のインピー
ダンスは符号Bの位置で示される。For example, the frequency is 35 GHz and the diameter is 40
In the case of a μm diode, the impedance in the ON state is indicated by the position of the symbol A. On the other hand, the impedance in the OFF state is indicated by the position of the symbol B.
【0008】このように、ダイオードのインピーダンス
の絶対値は、符号Aで示したON状態の方が符号Bで示
したOFF状態よりも大きくなる。その結果、ON状態
の場合とOFF状態の場合とで挿入損が変化し、ダイオ
ードの導通状態の切り換えに伴って挿入損が変動する。
挿入損の変動幅は、ON状態とOFF状態におけるダイ
オードのインピーダンスの絶対値の差が大きいほど大き
くなる。As described above, the absolute value of the impedance of the diode is larger in the ON state shown by the symbol A than in the OFF state shown by the symbol B. As a result, the insertion loss changes between the ON state and the OFF state, and the insertion loss varies with the switching of the conducting state of the diode.
The fluctuation range of the insertion loss increases as the difference between the absolute values of the impedances of the diodes in the ON state and the OFF state increases.
【0009】なお、図3で示したマイクロ波移相器の場
合、ON状態またはOFF状態の2つの状態のうち、挿
入損が大きい方の値は、通常、ダイオードがON状態の
場合の抵抗値で決定される。In the case of the microwave phase shifter shown in FIG. 3, of the two states of the ON state and the OFF state, the value with the larger insertion loss is usually the resistance value when the diode is in the ON state. Is determined by.
【0010】本発明は、上記した欠点を解決し、挿入損
の変動幅を小さくしたマイクロ波移相器を提供すること
を目的とする。An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks and to provide a microwave phase shifter in which the fluctuation width of insertion loss is reduced.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、入力端と出力
端間に接続された第1伝送線路と、この第1伝送線路の
前記入力端側に接続された第2伝送線路と、この第2伝
送線路と接地間に接続され第1ダイオードと、前記第1
伝送線路の前記出力端側に接続された第3伝送線路と、
この第3伝送線路と接地間に接続された第2ダイオード
とを具備したマイクロ波移相器において、前記第1ダイ
オードおよび前記第2ダイオードの少なくとも一方に、
インダクタおよび抵抗、キャパシタからなる直列共振回
路を並列に接続したことを特徴とする。According to the present invention, there is provided a first transmission line connected between an input end and an output end, a second transmission line connected to the input end side of the first transmission line, and A first diode connected between the second transmission line and ground;
A third transmission line connected to the output end side of the transmission line;
In a microwave phase shifter including a second diode connected between the third transmission line and ground, at least one of the first diode and the second diode,
It is characterized in that a series resonant circuit including an inductor, a resistor, and a capacitor is connected in parallel.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】本発明の実施形態について図1を
参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0013】入力端INと出力端OUT間に、4分の1
波長の長さをも第1伝送線路11が接続されている。第
1伝送線路11の入力端IN側に、インピーダンス変換
回路を構成する第2伝送線路12が接続されている。第
2伝送線路12はスイッチたとえば第1ダイオードD1
を介して接地G1されている。また、第1ダイオードD
1の両端間に第1直列共振回路Q1、たとえばインダク
タL1および抵抗R1、キャパシタC1が直列に接続さ
れた回路が接続されている。1/4 between the input terminal IN and the output terminal OUT
The first transmission line 11 is also connected for the length of the wavelength. The second transmission line 12 forming the impedance conversion circuit is connected to the input end IN side of the first transmission line 11. The second transmission line 12 is a switch such as the first diode D1.
It is grounded via G1. Also, the first diode D
A first series resonance circuit Q1, for example, a circuit in which an inductor L1, a resistor R1, and a capacitor C1 are connected in series is connected between both ends of 1.
【0014】また、第1伝送線路11の出力端OUT側
に、インピーダンス変換回路を構成する第3伝送線路1
3が接続されている。第3伝送線路13はスイッチたと
えば第2ダイオードD2を介して接地G2されている。
また、第2ダイオードD2の両端間に第2直列共振回路
Q2、たとえばインダクタL2および抵抗R2、キャパ
シタC2が直列に接続された回路が接続されている。On the output terminal OUT side of the first transmission line 11, the third transmission line 1 which constitutes an impedance conversion circuit.
3 is connected. The third transmission line 13 is grounded G2 via a switch, for example, a second diode D2.
A second series resonance circuit Q2, for example, a circuit in which an inductor L2, a resistor R2, and a capacitor C2 are connected in series is connected between both ends of the second diode D2.
【0015】上記した構成において、第1ダイオードD
1および第2ダイオードD2を順方向バイアスに設定し
て導通状態すなわちON状態にする。あるいは、バイア
スの切り換えによって、逆方向バイアスに設定して非導
通状態すなわちOFF状態にする。このようなバイアス
の切り換えで、入力端INから入力し出力端OUTに出
力する信号の通過位相を変化させ、所望移相量の出力信
号を出力端OUTに出力させる。In the above structure, the first diode D
The 1st and 2nd diode D2 is set to a forward bias, and it will be in a conduction state, ie, ON state. Alternatively, by switching the bias, the reverse bias is set to bring it into a non-conducting state, that is, an OFF state. By switching the bias in this way, the passing phase of the signal input from the input end IN and output to the output end OUT is changed, and the output signal of the desired phase shift amount is output to the output end OUT.
【0016】上記した構成によれば、第1ダイオードD
1に第1直列共振回路Q1が並列に接続され、また、第
2ダイオードD2に第2直列共振回路Q2が並列に接続
されている。According to the above configuration, the first diode D
The first series resonance circuit Q1 is connected in parallel to 1, and the second series resonance circuit Q2 is connected in parallel to the second diode D2.
【0017】そして、第1直列共振回路Q1および第2
直列共振回路Q2を構成するインダクタL1、L2のイ
ンダクタンスをたとえばLとし、キャパシタC1、C2
のキャパシタンスをたとえばCとし、信号周波数をfと
した場合、
C=1/(2πf)2 L…(1)
の関係に設定する。The first series resonance circuit Q1 and the second series resonance circuit Q1
The inductors L1 and L2 that form the series resonance circuit Q2 have an inductance of, for example, L, and capacitors C1 and C2.
Where C is the capacitance and f is the signal frequency, the relationship C = 1 / (2πf) 2 L ... (1) is set.
【0018】このとき、第1直列共振回路Q1および第
2直列共振回路Q2は信号周波数fで共振し、実質的
に、第1および第2ダイオードD1、D2と抵抗R1、
R2がそれぞれ並列に接続した構成になる。そして、第
1および第2のダイオードD1、D2と抵抗R1、R2
が並列に接続された回路のインピーダンスの絶対値が、
第1および第2のダイオードD1、D2がON状態の場
合とOFF状態の場合とで、信号周波数fで、できるだ
け同じ大きさになるように各抵抗R1、R2の抵抗値が
選ばれる。At this time, the first series resonant circuit Q1 and the second series resonant circuit Q2 resonate at the signal frequency f, and substantially the first and second diodes D1 and D2 and the resistor R1.
R2 is connected in parallel. Then, the first and second diodes D1 and D2 and the resistors R1 and R2
The absolute value of the impedance of the circuit where is connected in parallel is
The resistance values of the resistors R1 and R2 are selected so that the first and second diodes D1 and D2 are in the ON state and the OFF state, and have the same magnitude at the signal frequency f as much as possible.
【0019】上記した構成によれば、使用周波数fにお
いて、それぞれ第1ダイオード11および第2ダイオー
ド12がON状態の場合と、OFF状態の場合とで、イ
ンピーダンスの絶対値の差が小さくなり、挿入損の変動
幅が小さくなる。According to the above construction, the difference in absolute value of impedance between the first diode 11 and the second diode 12 in the ON state and the OFF state in the operating frequency f becomes small, and the insertion becomes small. The fluctuation range of loss becomes smaller.
【0020】次に、第1ダイオードD1に第1直列共振
回路Q1が並列に接続されたパターン図を図2を参照し
て説明する。図2では図1に対応する部分には同じ符号
を付し重複する説明を一部省略する。Next, a pattern diagram in which the first series resonance circuit Q1 is connected in parallel to the first diode D1 will be described with reference to FIG. In FIG. 2, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and overlapping description will be partially omitted.
【0021】基板上に形成された第1ダイオードD1は
バイアホール21を介して接地されている。第1ダイオ
ードD1のアノード側にインダクタンスを形成する線路
22が接続され、この線路22に抵抗素子23が接続さ
れている。また、抵抗素子23にコンデンサ24が接続
され、コンデンサ24はバイアホール21に接続されて
いる。The first diode D1 formed on the substrate is grounded via the via hole 21. A line 22 forming an inductance is connected to the anode side of the first diode D1, and a resistance element 23 is connected to this line 22. A capacitor 24 is connected to the resistance element 23, and the capacitor 24 is connected to the via hole 21.
【0022】図2に示したように、第1直列共振回路Q
1のインダクタンスを形成する線路22が第2伝送線路
12と第1ダイオードD1との接続点に接続されてい
る。この場合、第2伝送線路12側から見た場合、高周
波で高インピーダンスとなるインダクタンスが線路22
の近くに接続した関係となり、第1直列共振回路Q1を
接続したことによる回路への影響が軽減する。As shown in FIG. 2, the first series resonant circuit Q
A line 22 forming an inductance of 1 is connected to the connection point between the second transmission line 12 and the first diode D1. In this case, when viewed from the second transmission line 12 side, the inductance having high impedance at high frequency is
Therefore, the influence on the circuit due to the connection of the first series resonant circuit Q1 is reduced.
【0023】なお、第2ダイオードD2に第2直列共振
回路Q2が並列に接続されたパターン図も、図2と同様
の構成となるため説明は省略する。The pattern diagram in which the second series resonance circuit Q2 is connected in parallel to the second diode D2 also has the same configuration as that of FIG.
【0024】上記した構成によれば、ダイオードの導通
状態を切り換えた場合に発生する挿入損の変化が小さく
なり、その結果、挿入損の変動幅が小さいマイクロ波移
相器が得られる。According to the above-mentioned structure, the change of the insertion loss caused when the conduction state of the diode is switched is reduced, and as a result, the microwave phase shifter in which the variation width of the insertion loss is small can be obtained.
【0025】[0025]
【発明の効果】本発明によれば、挿入損の変動幅が小さ
いマイクロ波移相器が実現される。According to the present invention, a microwave phase shifter having a small fluctuation range of insertion loss is realized.
【図1】本発明の実施形態を説明するための回路図であ
る。FIG. 1 is a circuit diagram for explaining an embodiment of the present invention.
【図2】本発明を構成するダイオード近傍の回路パター
ン図である。FIG. 2 is a circuit pattern diagram in the vicinity of a diode which constitutes the present invention.
【図3】従来例を説明するための回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram for explaining a conventional example.
【図4】ダイオードがON状態あるいはOFF状態の場
合のインピーダンス特性を説明する特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating impedance characteristics when a diode is in an ON state or an OFF state.
11…第1伝送線路 12…第2伝送線路 13…第3伝送線路 IN…入力端 OUT…出力端 D1…第1ダイオード D2…第2ダイオード Q1…第1直列共振回路 Q2…第2直列共振回路 L1、L2…インダクタ R1、R2…抵抗 C1、C2…キャパシタ G1、G2…接地 11 ... First transmission line 12 ... second transmission line 13 ... Third transmission line IN: input end OUT ... Output end D1 ... First diode D2 ... Second diode Q1 ... First series resonance circuit Q2 ... Second series resonance circuit L1, L2 ... Inductors R1, R2 ... Resistance C1, C2 ... Capacitor G1, G2 ... Grounding
Claims (4)
線路と、この第1伝送線路の前記入力端側に接続された
第2伝送線路と、この第2伝送線路と接地間に接続され
第1ダイオードと、前記第1伝送線路の前記出力端側に
接続された第3伝送線路と、この第3伝送線路と接地間
に接続された第2ダイオードとを具備したマイクロ波移
相器において、前記第1ダイオードおよび前記第2ダイ
オードの少なくとも一方に、インダクタおよび抵抗、キ
ャパシタからなる直列共振回路を並列に接続したことを
特徴とするマイクロ波移相器。1. A first transmission line connected between an input end and an output end, a second transmission line connected to the input end side of the first transmission line, and a ground between the second transmission line and ground. Microwave phase shifter including a connected first diode, a third transmission line connected to the output side of the first transmission line, and a second diode connected between the third transmission line and ground A microwave phase shifter in which a series resonance circuit including an inductor, a resistor, and a capacitor is connected in parallel to at least one of the first diode and the second diode.
線路と、この第1伝送線路の前記入力端側に接続された
第2伝送線路と、この第2伝送線路と接地間に接続され
た第1ダイオードと、前記第1伝送線路の前記出力端側
に接続された第3伝送線路と、この第3伝送線路と接地
間に接続された第2ダイオードとを具備したマイクロ波
移相器において、前記第1ダイオードおよび前記第2ダ
イオードに、それぞれインダクタおよび抵抗、キャパシ
タからなる直列共振回路を並列に接続したことを特徴と
するマイクロ波移相器。2. A first transmission line connected between an input end and an output end, a second transmission line connected to the input end side of the first transmission line, and between the second transmission line and ground. A microwave transfer comprising a first diode connected, a third transmission line connected to the output end side of the first transmission line, and a second diode connected between the third transmission line and ground. In the phase shifter, a microwave phase shifter in which a series resonance circuit including an inductor, a resistor, and a capacitor is connected in parallel to the first diode and the second diode, respectively.
クタンスをL、キャパシタのキャパシタンスをCとした
場合、C=1/(2πf)2 Lの関係に設定された請求
項1または請求項2記載のマイクロ波移相器。3. When the used frequency is f, the inductance of the inductor is L, and the capacitance of the capacitor is C, the relation C = 1 / (2πf) 2 L is set. Microwave phase shifter.
点および第3伝送線路と第2ダイオードとの接続点の少
なくとも一方に、直列共振回路を構成するインダクタの
一端が接続されている請求項1記載のマイクロ波移相
器。4. One end of an inductor forming a series resonant circuit is connected to at least one of a connection point between a second transmission line and a first diode and a connection point between a third transmission line and a second diode. Item 2. The microwave phase shifter according to item 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001256111A JP2003069305A (en) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | Microwave phase shifter |
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JP2001256111A JP2003069305A (en) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | Microwave phase shifter |
Publications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014179727A (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-25 | Japan Radio Co Ltd | Variable impedance circuit and attenuator |
CN110350272A (en) * | 2019-07-02 | 2019-10-18 | 湖南赛博诺格电子科技有限公司 | A kind of 90 ° of phase shifters of mode transmission miniaturization |
-
2001
- 2001-08-27 JP JP2001256111A patent/JP2003069305A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014179727A (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-25 | Japan Radio Co Ltd | Variable impedance circuit and attenuator |
CN110350272A (en) * | 2019-07-02 | 2019-10-18 | 湖南赛博诺格电子科技有限公司 | A kind of 90 ° of phase shifters of mode transmission miniaturization |
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