JP2006229732A - Reflection type phase shifter - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a miniaturized and low-loss reflection type phase shifter to be used for radio communication. <P>SOLUTION: The reflection type phase shifter has an input terminal 11 where an inputted signal is reflected, one or more phase shifting circuits 15, and one or more field effect transistors 12, 14 and 16 for phase switching for switching the phase of the signal inputted from the input terminal by using the phase shifting circuits, wherein the input terminal, the phase shifting circuits and the transistors are formed on the same substrate, the field effect transistors are controlled to switch the phase shifting circuits, and low-loss reflected waves with a prescribed phase delayed are obtained. The reflection type phase shifter is a MMIC (monolithic microwave integrated circuit) configuration and its miniaturization is realized. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、たとえば無線通信で使用される、低電圧駆動かつ、優れた特性を求められる移相器に関する。さらに詳述すれば、移相回路とスイッチを用い、スイッチを切り換え、入力された搬送波(キャリア)の位相を任意に切り換える移相器に関する。   The present invention relates to a phase shifter that is used in, for example, wireless communication and requires low voltage driving and excellent characteristics. More specifically, the present invention relates to a phase shifter that uses a phase shift circuit and a switch, switches the switch, and arbitrarily switches the phase of an input carrier wave (carrier).

無線通信において、ディジタルデータを送受信する際、送信側で搬送波に変調をかけた信号を送信し、受信側でその信号を復調し、ディジタルデータを取り出す。その変調方式のうち搬送波の位相を変化させるものが位相変調である。   In wireless communication, when digital data is transmitted / received, a signal obtained by modulating a carrier wave is transmitted on the transmission side, and the signal is demodulated on the reception side to extract digital data. Among the modulation methods, the one that changes the phase of the carrier wave is phase modulation.

例えば移相器200の従来例を図6に示す。図6の移相器200において、入力端子T1はSPDT( Single Pole Double Throw )スイッチ201の入力端子に接続され、SPDTスイッチ201の一方の出力端子aは伝送線路202にまた他方の出力端子bは伝送線路203にそれぞれ接続されている。伝送線路202の出力端子はSPDTスイッチ204の一方の入力端子cに、また伝送線路203の出力端子は他方の入力端子dにそれぞれ接続されている。そして、SPDTスイッチ204の出力端子(T2)から信号が出力される。
また、伝送線路202と203の線路長を変え任意に位相遅延量を設定できる。図6の例においては、伝送線路202の位相遅延量をθ1とし、伝送線路203の位相遅延量をθ2とする。
For example, a conventional example of the phase shifter 200 is shown in FIG. In the phase shifter 200 of FIG. 6, an input terminal T1 is connected to an input terminal of an SPDT (Single Pole Double Throw) switch 201, one output terminal a of the SPDT switch 201 is connected to the transmission line 202, and the other output terminal b is Each is connected to a transmission line 203. The output terminal of the transmission line 202 is connected to one input terminal c of the SPDT switch 204, and the output terminal of the transmission line 203 is connected to the other input terminal d. Then, a signal is output from the output terminal (T2) of the SPDT switch 204.
In addition, the phase delay amount can be arbitrarily set by changing the line lengths of the transmission lines 202 and 203. In the example of FIG. 6, the phase delay amount of the transmission line 202 is θ1, and the phase delay amount of the transmission line 203 is θ2.

つぎに、この移相器200の動作について説明する。
入力端子T1から入力信号、たとえば搬送波がSPDTスイッチ201に供給され、SPDTスイッチ201が切り換えられ出力端子aに接続された場合、伝送線路202で位相がθ1変化(遅延)して次段のSPDTスイッチ204の入力端子cを介して出力端子T2から信号が導出される。
一方、SPDTスイッチ201が入力端子bに切り換えられると、入力端子T1から入力された信号は伝送線路203で伝送され、そこでθ2だけ位相が遅延し、次段のSPDTスイッチ204の入力端子dを介して出力端子T2から信号が導出される。
この結果、SPDスイッチ201,204を切り換えることにより得られる、伝送線路202の信号の位相遅延量θ1と伝送線路203の位相遅延量θ2の差(θ2−θ1)が全体の移相量である。
このように、信号を遅延するのに、SPDTスイッチを2個用いる必要があり、1個の信号の移相遅延のため用いるスイッチの個数が多い欠点がある。
Next, the operation of the phase shifter 200 will be described.
When an input signal, for example, a carrier wave is supplied from the input terminal T1 to the SPDT switch 201 and the SPDT switch 201 is switched and connected to the output terminal a, the phase is changed (delayed) by θ1 in the transmission line 202 and the SPDT switch of the next stage A signal is derived from the output terminal T2 via the input terminal c 204.
On the other hand, when the SPDT switch 201 is switched to the input terminal b, the signal input from the input terminal T1 is transmitted through the transmission line 203, where the phase is delayed by θ2, and the signal is delayed via the input terminal d of the SPDT switch 204 in the next stage. Thus, a signal is derived from the output terminal T2.
As a result, the difference (θ2−θ1) between the phase delay amount θ1 of the signal on the transmission line 202 and the phase delay amount θ2 of the transmission line 203 obtained by switching the SPD switches 201 and 204 is the total phase shift amount.
As described above, it is necessary to use two SPDT switches to delay a signal, and there is a disadvantage that the number of switches used for delaying the phase shift of one signal is large.

また他の移相器の構成例を図7に示す。図7に示す移相器220は図6に示した移相器200を2個用い、さらに後段の移相器の伝送線路長を変えて位相遅延量が異なるようにした構成となっている。
図7の移相器220において、入力端子T1aはSPDTスイッチ221の入力端子に接続され、SPDTスイッチ221の一方の出力端子a1は位相遅延量θ1の伝送線路222にまた他方の出力端子b1は位相遅延量θ2の伝送線路223にそれぞれ接続されている。伝送線路222の出力端子はSPDTスイッチ224の一方の入力端子c1に接続され、また伝送線路223の出力端子は他方の入力端子d1にそれぞれ接続されている。そして、SPDTスイッチ224の出力は接続線230を介して後段の移相器に接続される。
後段の移相器の構成は前段の移相器と構成は同じであるが、伝送線路233の線路長が異なり、その位相遅延量がθ3となっている。
すなわち、接続線230はSPDTスイッチ231の入力端子に接続され、SPDTスイッチ231の一方の出力端子aは位相遅延量θ1の伝送線路232にまた他方の出力端子b2は位相遅延量θ3の伝送線路233にそれぞれ接続されている。伝送線路232の出力端子はSPDTスイッチ234の一方の入力端子c2に接続され、また伝送線路233の出力端子は他方の入力端子d2に接続されている。そして、SPDTスイッチ234の出力端子T2aから位相変調された信号が導出される。
A configuration example of another phase shifter is shown in FIG. The phase shifter 220 shown in FIG. 7 has two phase shifters 200 shown in FIG. 6, and the phase delay amount is changed by changing the transmission line length of the subsequent phase shifter.
In the phase shifter 220 of FIG. 7, the input terminal T1a is connected to the input terminal of the SPDT switch 221, one output terminal a1 of the SPDT switch 221 is connected to the transmission line 222 of the phase delay amount θ1, and the other output terminal b1 is phase. Each is connected to a transmission line 223 having a delay amount θ2. The output terminal of the transmission line 222 is connected to one input terminal c1 of the SPDT switch 224, and the output terminal of the transmission line 223 is connected to the other input terminal d1. The output of the SPDT switch 224 is connected to the subsequent phase shifter via the connection line 230.
The configuration of the latter-stage phase shifter is the same as that of the preceding-stage phase shifter, but the transmission line 233 has a different line length, and its phase delay amount is θ3.
That is, the connection line 230 is connected to the input terminal of the SPDT switch 231, one output terminal a of the SPDT switch 231 is the transmission line 232 having the phase delay amount θ1, and the other output terminal b2 is the transmission line 233 having the phase delay amount θ3. Are connected to each. The output terminal of the transmission line 232 is connected to one input terminal c2 of the SPDT switch 234, and the output terminal of the transmission line 233 is connected to the other input terminal d2. Then, a phase-modulated signal is derived from the output terminal T2a of the SPDT switch 234.

つぎに移相器220の動作について説明する。
SPDTスイッチ221が切り替えられ出力端子a1に接続され、かつSPDTスイッチ224が入力端子c1に接続された状態において、SPDTスイッチ231が出力端子a2に接続され、SPDTスイッチ234の入力端子c2に接続されると、入力端子T1aから接続線230までの位相遅延量は伝送線路232によるθ1、またSPDTスイッチ231から出力端子T2aまでの位相遅延量は伝送線路232によるθ1であるので、合計2×θ1となる。
つぎに、前段の移相器のSPDTスイッチ221、224をそのまま維持して、後段の移相器のSPDTスイッチ231、234を切り換えると、SPDTスイッチ231の出力端子b2は伝送線路233に接続され、その出力端子はSPDTの入力端子d2に接続され、後段における信号の位相遅延量はθ3である。
その結果、前段の移相器の移相遅延量θ1と後段の移相器の遅延量θ3を加えた値がトータルの位相遅延量となり、その位相遅延量はθ1+θ3である。
つぎに、前段の移相器のSPDTスイッチ221が切り換えられ、出力端子b1に接続され、かつSPDTスイッチ224が入力端子d1に接続された状態において、SPDTスイッチ231が出力端子a2に接続され、SPDTスイッチ234の入力端子c2に接続されると、入力端子T1aから接続線230までの位相遅延量は伝送線路232によるθ2、またSPDTスイッチ231から出力端子T2aまでの位相遅延量は伝送線路232によるθ1であるので、合計θ2+θ1となる。
最後に、前段の移相器のSPDTスイッチをそのまま維持して、後段の移相器のSPDTスイッチを切り換えると、SPDTスイッチ231の出力端子b2は伝送線路233に接続され、その出力(側)はSPDTの入力端子d2に接続され、後段における信号の位相遅延量はθ3である。
その結果、合計の位相遅延量はθ2+θ3となる。
Next, the operation of the phase shifter 220 will be described.
In a state where the SPDT switch 221 is switched and connected to the output terminal a1 and the SPDT switch 224 is connected to the input terminal c1, the SPDT switch 231 is connected to the output terminal a2 and connected to the input terminal c2 of the SPDT switch 234. Since the phase delay amount from the input terminal T1a to the connection line 230 is θ1 due to the transmission line 232, and the phase delay amount from the SPDT switch 231 to the output terminal T2a is θ1 due to the transmission line 232, the total is 2 × θ1. .
Next, when the SPDT switches 221 and 224 of the previous phase shifter are maintained as they are and the SPDT switches 231 and 234 of the subsequent phase shifter are switched, the output terminal b2 of the SPDT switch 231 is connected to the transmission line 233, Its output terminal is connected to the input terminal d2 of the SPDT, and the phase delay amount of the signal in the subsequent stage is θ3.
As a result, a value obtained by adding the phase shift delay amount θ1 of the preceding phase shifter and the delay amount θ3 of the subsequent phase shifter is a total phase delay amount, and the phase delay amount is θ1 + θ3.
Next, in a state where the SPDT switch 221 of the preceding phase shifter is switched and connected to the output terminal b1 and the SPDT switch 224 is connected to the input terminal d1, the SPDT switch 231 is connected to the output terminal a2, and the SPDT switch 221 is connected. When connected to the input terminal c2 of the switch 234, the phase delay amount from the input terminal T1a to the connection line 230 is θ2 by the transmission line 232, and the phase delay amount from the SPDT switch 231 to the output terminal T2a is θ1 by the transmission line 232. Therefore, the sum is θ2 + θ1.
Finally, when the SPDT switch of the previous phase shifter is maintained as it is and the SPDT switch of the subsequent phase shifter is switched, the output terminal b2 of the SPDT switch 231 is connected to the transmission line 233, and its output (side) is The phase delay amount of the signal in the subsequent stage is connected to the input terminal d2 of the SPDT and is θ3.
As a result, the total phase delay amount is θ2 + θ3.

このように、図7における移相器を2段用いた構成においては、SPDTスイッチ221,224,231,234を切り換えて伝送線路長を変えることにより、4つの位相モード(2×θ1,θ1+θ3,θ2+θ1,θ2+θ3)が実現できる。しかし、1つのSPDTスイッチで少なくとも2つのFETが必要であり、1つの位相について2つのSPDTスイッチを制御しなければならず非効率的である。   As described above, in the configuration using two stages of the phase shifter in FIG. 7, the four phase modes (2 × θ1, θ1 + θ3, 2 × θ1, θ1 + θ3) are obtained by changing the transmission line length by switching the SPDT switches 221, 224, 231 and 234. θ2 + θ1, θ2 + θ3) can be realized. However, one SPDT switch requires at least two FETs, and the two SPDT switches must be controlled for one phase, which is inefficient.

また図8に他の従来例であるデバイダを使用した移相器240の例を示す。
図8の移相器240において、入力端子T1bはデバイダ241の入力端子に接続され、このデバイダ241の一方の出力端子は接続線243を介してSPSTスイッチ245に接続される。SPST(Single Pole Single Throw)スイッチの出力端子aはλ/4(ここで、λは信号の波長を表す;またはλ/4移相回路)のマイクロストリップライン247の入力端子に接続され、他端はオープン(開放)となっている。
またデバイダ241の他方の出力端子はλ/8のマイクロストリップライン(λ/8移相回路)242の一方の端子に接続され、このマイクロストリップライン242の他方の端子はSPSTスイッチ244に接続される。このSPSTスイッチ244の出力端子bはλ/4のマイクロストリップライン246の一方の端子に接続され、他端はオープン(開放)となっている。
FIG. 8 shows an example of a phase shifter 240 using a divider which is another conventional example.
In the phase shifter 240 of FIG. 8, the input terminal T <b> 1 b is connected to the input terminal of the divider 241, and one output terminal of the divider 241 is connected to the SPST switch 245 via the connection line 243. The output terminal a of the SPST (Single Pole Single Throw) switch is connected to the input terminal of the microstrip line 247 of λ / 4 (where λ represents the wavelength of the signal; or λ / 4 phase shift circuit), and the other end Is open.
The other output terminal of the divider 241 is connected to one terminal of a λ / 8 microstrip line (λ / 8 phase shift circuit) 242, and the other terminal of the microstrip line 242 is connected to the SPST switch 244. . The output terminal b of the SPST switch 244 is connected to one terminal of a λ / 4 microstrip line 246, and the other end is open (open).

つぎにデバイダを用いた移相器240の動作について説明する。
SPSTスイッチ244,245がオープンのとき、入力端子Tb1において接続線路244で反射した信号(0度)とλ/8の位相遅延を持つマイクロストリップライン242で往復した信号が合成されるので、位相遅延量は約90/2=45度となる。
つぎに、SPSTスイッチ245でスイッチが端子aに接続され、端子bはそのままのオープン状態の場合、接続線243とマイクロストリップライン247で遅延する位相量は180度となる。その結果トータル位相遅延量はマイクロストリップライン247の位相遅延量とマイクロストリップライン242の位相遅延量を合成した量で、約(180+90)/2度=135度となる。
SPSTスイッチの2個が共に切り換えられ端子aと端子bに接続されると、トータルの位相遅延量はマイクロストリップライン247で発生する180度とマイクロストリップライン242,246で発生する270度を合成した値で約225度である。
この従来例の移相器240は、反射波に位相変調をかけることができるが、1つの位相についてスイッチの数を1つに減らすことができるものの、デバイダ241のロスが最低3dBあるため移相器全体のロスが大きくなってしまう。
特開平6−104603号公報
Next, the operation of the phase shifter 240 using a divider will be described.
When the SPST switches 244 and 245 are open, the signal reflected by the connection line 244 at the input terminal Tb1 (0 degree) and the signal reciprocated by the microstrip line 242 having a phase delay of λ / 8 are combined. The amount will be about 90/2 = 45 degrees.
Next, when the SPST switch 245 connects the switch to the terminal a and the terminal b is in the open state, the phase amount delayed by the connection line 243 and the microstrip line 247 is 180 degrees. As a result, the total phase delay amount is a sum of the phase delay amount of the microstrip line 247 and the phase delay amount of the microstrip line 242, and is approximately (180 + 90) / 2 degrees = 135 degrees.
When two SPST switches are switched together and connected to terminals a and b, the total phase delay amount is 180 degrees generated in the microstrip line 247 and 270 degrees generated in the microstrip lines 242 and 246. The value is about 225 degrees.
Although this conventional phase shifter 240 can apply phase modulation to the reflected wave, the number of switches can be reduced to one for one phase, but since the loss of the divider 241 is at least 3 dB, the phase shift is performed. The loss of the entire vessel will increase.
JP-A-6-104603

前述したように、移相器を2段用いた構成においては、伝送線路長を変えることにより、4つの位相モードが実現できるが、1つのSPDTスイッチで少なくとも2つのFETが必要であり、1つの位相について2つのSPDTスイッチを制御しなければならず非効率的である。
また、デバイダを用いた移相器においては、1つの位相についてスイッチの数を1つに減らすことができるものの、デバイダのロスが最低3dBあるため移相器全体のロスが大きくなってしまう。
さらに、無線通信において移相器の小型化、低ロス化は厳しくなっており、移相器をIC化するに伴い、同様に小型化、低ロス化をしなければならない。
As described above, in a configuration using two stages of phase shifters, four phase modes can be realized by changing the transmission line length. However, at least two FETs are required for one SPDT switch, The two SPDT switches must be controlled for phase, which is inefficient.
Further, in the phase shifter using a divider, the number of switches can be reduced to one for one phase, but the loss of the divider is at least 3 dB, so that the loss of the entire phase shifter becomes large.
Furthermore, miniaturization and low loss of phase shifters are becoming strict in wireless communications, and as the phase shifters are integrated into ICs, miniaturization and low loss must be similarly achieved.

本発明の反射型移相器は、入力された信号が反射される入力端子と、1つ以上の移相回路と、前記入力端子から入力された信号の位相を前記移相回路を用いて切り換える1つ以上の位相切り換え用電界効果トランジスタとを有し、前記入力端子、前記移相回路と前記トランジスタが同一基板上に形成されていることを特徴とする。   The reflection type phase shifter of the present invention switches an input terminal for reflecting an input signal, one or more phase shift circuits, and a phase of the signal input from the input terminal using the phase shift circuit. One or more phase switching field effect transistors are included, and the input terminal, the phase shift circuit, and the transistor are formed on the same substrate.

本発明の反射型移相器は、同一基板上に設けられた、入力された信号が反射される入力端子と、前記入力端子から入力された信号の位相を切り換える1つ以上の位相切り換え用電界効果トランジスタと、前記基板外に設けられ、前記電界効果トランジスタで位相を切り換えられる移相回路とを有する。   The reflection type phase shifter according to the present invention includes an input terminal provided on the same substrate, on which an input signal is reflected, and one or more phase switching electric fields for switching the phase of the signal input from the input terminal. An effect transistor; and a phase shift circuit provided outside the substrate and capable of switching a phase by the field effect transistor.

本発明の反射型移相器は、入力された信号が反射される入力端子と、入力端子と出力端子を持つ移相回路と、前記入力端子にドレインまたはソースを接続し、ドレインまたはソースを第1の基準電位に電気的に接続したスイッチ用第1の電界効果トランジスタと、前記移相回路の入力端子にそのドレインまたはソースを接続し、ドレインまたはソースを前記入力端子に接続したスイッチ用第2の電界効果トランジスタと、前記移相回路の出力端子にそのドレインまたはソースを接続し、ドレインまたはソースを第2の基準電位に電気的に接続したスイッチ用第3の電界効果トランジスタとを有する。   The reflection type phase shifter of the present invention includes an input terminal for reflecting an input signal, a phase shift circuit having an input terminal and an output terminal, and a drain or a source connected to the input terminal. A first switching field effect transistor electrically connected to a first reference potential; a second switching transistor having a drain or source connected to the input terminal of the phase shift circuit and a drain or source connected to the input terminal; And a third field effect transistor for switching, in which the drain or source is connected to the output terminal of the phase shift circuit, and the drain or source is electrically connected to the second reference potential.

本発明の反射型移相器は、入力された信号が反射される入力端子と、移相回路と、前記移相回路にそのドレインまたはソースを接続し、前記移相回路の入力端子に接続されていないドレインまたはソースを前記入力端子に接続したスイッチ用電界効果トランジスタと、前記移相回路と電界効果トランジスタの直列接続部が並列に2つ以上接続されたことを特徴とする。   The reflection type phase shifter of the present invention has an input terminal for reflecting an input signal, a phase shift circuit, a drain or a source connected to the phase shift circuit, and is connected to an input terminal of the phase shift circuit. A switching field effect transistor having a drain or a source not connected to the input terminal, and two or more series connection portions of the phase shift circuit and the field effect transistor are connected in parallel.

本発明の反射型移相器は、位相切り換え用スイッチの数を減らすことができ、またデバイダを用いないのでデバイダによるロスが無くなり、移相器全体のロスを削減することができる。
また、位相切り換え用電界効果トランジスタとGNDの間に受動素子、例えばキャパシタなどを挿入することによって位相の調節することが可能である。
また、上述した移相器を無線通信に用いることにより、移相器をIC化するに伴い、小型化、低ロス化が実現できる。
The reflection type phase shifter of the present invention can reduce the number of phase switching switches, and since no divider is used, loss due to the divider is eliminated, and loss of the entire phase shifter can be reduced.
The phase can be adjusted by inserting a passive element such as a capacitor between the phase switching field effect transistor and the GND.
In addition, by using the above-described phase shifter for wireless communication, downsizing and low loss can be realized as the phase shifter is integrated into an IC.

以下、図を用いて移相器の実施形態例について説明する。
図1に実施形態例である移相器10の回路構成を示す。アンテナ(Ant)11はFET(電界効果トランジスタ)1,FET2の一方の端子、たとえばNチャンネルの場合、ドレインにそれぞれ接続され、FET1の他方の端子、たとえばソースはキャパシタ13の一方の端子に接続され、このキャパシタ13の他方の端子はグランド(GND1)に接続される。またFET2の他方の端子、たとえばソースはマイクロストリップライン15の一方の端子に接続され、他方の端子(b)はFET3のドレインに接続され、このFET3のソースはキャパシタ17の一方の端子に接続され、他方の端子はグランド(GND2)に接続される。
ここで、移相回路(たとえばマイクロストリップライン)15の線路長はλ/8であり、入射される信号(搬送波)の位相が45度遅延し、信号が往復すると90度位相が遅延する。
Hereinafter, embodiments of the phase shifter will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a circuit configuration of a phase shifter 10 as an embodiment. The antenna (Ant) 11 is connected to one terminal of FET (field effect transistor) 1 and FET 2, for example, in the case of an N channel, to the drain, and the other terminal, for example, source of FET 1 is connected to one terminal of the capacitor 13. The other terminal of the capacitor 13 is connected to the ground (GND1). The other terminal, for example, the source of the FET 2 is connected to one terminal of the microstrip line 15, the other terminal (b) is connected to the drain of the FET 3, and the source of the FET 3 is connected to one terminal of the capacitor 17. The other terminal is connected to the ground (GND2).
Here, the line length of the phase shift circuit (for example, microstrip line) 15 is λ / 8, the phase of the incident signal (carrier wave) is delayed by 45 degrees, and when the signal reciprocates, the phase is delayed by 90 degrees.

図1の移相器10の動作について説明する。
移相器10において、片道45度、往復90度、GNDの終端で180度の位相が遅れるため、スイッチの切り換えにより反射波を90度ずつ4通りの変調をかけることが可能である。以下詳細に説明する。
例えば、FET1のゲートG1とFET2のゲートG2をしきい値以下の制御電圧にすると、FET1,FET2がOFF(オフ;開放)となり、入力される搬送波はa点で反射される。このときの位相遅延量は0度である。
つぎに、FET2のゲートG2にしきい値以上の制御電圧を供給し、またFET1のゲートG1とFET3のゲートG3をしきい値以下の電圧に設定すると、FET1がOFF且つFET2がON(オン)かつFET3がOFFとなり、搬送波はb点で反射されるが、a点での反射波の位相に比べ、移相回路15を往復しているため90度位相が遅れる。
また、FET1のゲートG1にしきい値以上の制御電圧を供給し、FET2のゲートG2をしきい値以下の電圧に設定すると、電圧FET1がON且つFET2がOFFとなり、搬送波はGND1で終端されるため、a点での反射波の位相に比べ180度位相が遅れる。
また、FET1のゲートG1をしきい値以下の電圧に設定し、FET2のゲートG2とFET3のゲートG3のゲートにしきい値以上の電圧を供給すると、FET1がOFF且つ、FET2とFET3がONとなり、移相回路15の往復とGND2の終端を考慮すると、反射波の位相はa点での反射波の位相に比べ270度遅れる。従って、スイッチFET1,FET2,FET3を切り換えることにより、90度ずつ4つの位相を設定することができる。
The operation of the phase shifter 10 in FIG. 1 will be described.
In the phase shifter 10, the phase is delayed by 45 degrees one way, 90 degrees reciprocation, and 180 degrees at the end of GND, so that the reflected wave can be modulated in four ways by 90 degrees by switching the switch. This will be described in detail below.
For example, when the gate G1 of the FET1 and the gate G2 of the FET2 are set to control voltages equal to or lower than the threshold value, the FET1 and FET2 are turned off (off; open), and the input carrier wave is reflected at the point a. The phase delay amount at this time is 0 degree.
Next, when a control voltage higher than the threshold value is supplied to the gate G2 of the FET2, and the gate G1 of the FET1 and the gate G3 of the FET3 are set to voltages lower than the threshold value, the FET1 is turned off and the FET2 is turned on. The FET 3 is turned OFF, and the carrier wave is reflected at the point b. However, the phase is delayed by 90 degrees because the carrier wave reciprocates through the phase shift circuit 15 as compared with the phase of the reflected wave at the point a.
If a control voltage higher than the threshold value is supplied to the gate G1 of the FET1 and the gate G2 of the FET2 is set to a voltage lower than the threshold value, the voltage FET1 is turned on and the FET2 is turned off, and the carrier wave is terminated at the GND1. , The phase is delayed by 180 degrees compared to the phase of the reflected wave at point a.
When the gate G1 of the FET 1 is set to a voltage lower than the threshold value and a voltage higher than the threshold value is supplied to the gate G2 of the FET 2 and the gate G3 of the FET 3, the FET 1 is turned off and the FET 2 and the FET 3 are turned on. Considering the round trip of the phase shift circuit 15 and the end of the GND 2, the phase of the reflected wave is delayed by 270 degrees compared to the phase of the reflected wave at point a. Therefore, by switching the switches FET1, FET2, and FET3, four phases can be set by 90 degrees.

図1の例では、図8の従来例の移相器240のようにデバイダを使用していないためロスを低く抑える事が可能であり、スイッチ用FETの数も各経路に1つでよいため、回路全体の小型化が可能である。またFET1及びFET3とGNDの間に受動素子、例えばキャパシタ、インダクタなどを挿入することによって位相の調節が可能である。   In the example of FIG. 1, since no divider is used unlike the phase shifter 240 of the conventional example of FIG. 8, the loss can be kept low, and the number of switching FETs may be one for each path. The entire circuit can be downsized. Further, the phase can be adjusted by inserting a passive element such as a capacitor or an inductor between the FET 1 and FET 3 and GND.

図2に他の実施形態例である移相器30を示す。
図2は図1において移相回路15を受動素子のCLC(C;キャパシタ,L;インダクタ)のπ型回路で実現した移相回路35aの回路構成例である。図2は基本的には4つのFETと移相回路35aのみで構成されている。
アンテナ(Ant)31はFET1A(電界効果トランジスタ)32,FET2A(34),FET4A(38)の一方の端子、たとえFET1A〜4AがNチャンネルの場合、ドレインにそれぞれ接続され、FET1A(32)の他方の端子、たとえばソースはキャパシタ33に接続され、このキャパシタ33の他方の端子はグランド(GND1)に接続される。FET4A(38)の他方の端子のソースは受信用端子Rxに接続されている。またFET2A(34)の他方の端子であるソースは移相回路35aの一方の端子に接続され、他方の端子(b)はFET3A(36)のドレインに接続され、このFET3A(36)のソースはキャパシタ37の一方の端子に接続され、他方の端子はグランド(GND2)に接続される。
FIG. 2 shows a phase shifter 30 as another embodiment.
FIG. 2 is a circuit configuration example of the phase shift circuit 35a in which the phase shift circuit 15 in FIG. 1 is realized by a π-type circuit of a passive element CLC (C: capacitor, L: inductor). FIG. 2 basically includes only four FETs and a phase shift circuit 35a.
The antenna (Ant) 31 is connected to one terminal of the FET 1A (field effect transistor) 32, FET 2A (34), FET 4A (38), for example, when the FETs 1A to 4A are N-channel, respectively, and the other of the FET 1A (32). The terminal, for example, the source of the capacitor 33 is connected to the capacitor 33, and the other terminal of the capacitor 33 is connected to the ground (GND1). The source of the other terminal of the FET 4A (38) is connected to the receiving terminal Rx. The source of the other terminal of the FET 2A (34) is connected to one terminal of the phase shift circuit 35a, the other terminal (b) is connected to the drain of the FET 3A (36), and the source of the FET 3A (36) is The capacitor 37 is connected to one terminal, and the other terminal is connected to the ground (GND2).

ここで、移相回路35aは図1の線路長λ/8のマイクロストリップライン15に相当し、信号の位相が45度遅延する働きをする。また信号が往復すると90度位相が遅延することになる。
この移相回路35aの回路構成は、たとえば集中定数で構成され、FET2AのソースにキャパシタC35bの一方の端子とインダクタL35dがそれぞれ接続され、キャパシタC35bの他方の端子はGND2に接続されている。
インダクタL35dの他方の端子はFET3AのドレインとキャパシタC35cの一方の端子にそれぞれ接続され、キャパシタC35cの他方の端子はGND2に接続されている。
Here, the phase shift circuit 35a corresponds to the microstrip line 15 of the line length λ / 8 in FIG. 1, and functions to delay the phase of the signal by 45 degrees. When the signal reciprocates, the phase is delayed by 90 degrees.
The circuit configuration of the phase shift circuit 35a is, for example, a lumped constant. One terminal of the capacitor C35b and the inductor L35d are connected to the source of the FET 2A, and the other terminal of the capacitor C35b is connected to GND2.
The other terminal of the inductor L35d is connected to the drain of the FET 3A and one terminal of the capacitor C35c, and the other terminal of the capacitor C35c is connected to GND2.

図2の移相器30において、FET4A(38)はゲートG4Aにしきい値以上の制御電圧を供給して、信号を受信するときのみONにし、Ant31から搬送波が入力され、反射するときはゲートG4Aの電圧をしきい値以下にしてOFFにする。
移相器30の一部を構成する移相回路35aの移相量は片道45度、往復90度であるため、上述したように、90度ずつ4つの位相モードを実現できる。
In the phase shifter 30 of FIG. 2, the FET 4A (38) supplies a control voltage equal to or higher than the threshold value to the gate G4A, and is turned on only when receiving a signal, and when the carrier wave is input from Ant31 and reflected, the gate G4A Is set to OFF below the threshold voltage.
Since the amount of phase shift of the phase shift circuit 35a constituting a part of the phase shifter 30 is 45 degrees one way and 90 degrees reciprocation, four phase modes can be realized by 90 degrees as described above.

つぎに移相器30の動作について説明する。
上述したように、搬送波を反射するときFET4A(38)のゲートG4Aをしきい値以下の電圧に設定して、OFF状態としている。この状態において、例えば、FET1AのゲートG1AとFET2AのゲートG2Aをしきい値以下の電圧に設定すると、FET1A(32),FET2A(34)はOFFとなり、入力される搬送波はa点で反射される。このときの位相遅延量は0度である。
つぎに、FET1AのゲートG1AとFET3AのゲートG3Aをしきい値以下の電圧に設定し、またFET2AのゲートG2Aにしきい値以上の制御電圧を供給すると、FET1A(32)がOFF且つFET2A(34)がONかつFET3A(36)がOFFとなり、搬送波はb点で反射されるが、a点での反射波の位相に比べ、移相回路35aを往復しているため90度位相が遅れる。
また、FET1AのゲートG1Aにしきい値以上の制御電圧を供給し、FET2AのゲートG2Aをしきい値以下の電圧に設定すると、FET1A(32)がON且つFET2A(34)がOFFとなり、搬送波はGND1で終端されるため、a点での反射波の位相に比べ180度位相が遅れる。
また、FET1AのゲートG1Aをしきい値以下の電圧に設定し、FET1AのゲートG1AとFET3AのゲートG3Aにしきい値以上の制御電圧を供給すると、FET1A(32)がOFF且つ、FET2A(34)とFET3A(36)がONとなり、移相回路35aの往復とGND2の終端を考慮すると、反射波の位相はa点での反射波の位相に比べ270度遅れる。
従って、スイッチFET1A(32),FET2A(34),FET3A(36)の切り換えにより、90度ずつ4つの位相を切り換える事ができる。
Next, the operation of the phase shifter 30 will be described.
As described above, when the carrier wave is reflected, the gate G4A of the FET 4A (38) is set to a voltage equal to or lower than the threshold value to be in the OFF state. In this state, for example, when the gate G1A of the FET 1A and the gate G2A of the FET 2A are set to voltages below the threshold value, the FET 1A (32) and FET 2A (34) are turned off, and the input carrier wave is reflected at the point a. . The phase delay amount at this time is 0 degree.
Next, when the gate G1A of the FET 1A and the gate G3A of the FET 3A are set to a voltage lower than the threshold, and a control voltage higher than the threshold is supplied to the gate G2A of the FET 2A, the FET 1A (32) is turned OFF and the FET 2A (34). Is turned on and FET 3A (36) is turned off, and the carrier wave is reflected at the point b. However, the phase is delayed by 90 degrees because the carrier wave reciprocates through the phase shift circuit 35a as compared with the phase of the reflected wave at the point a.
When a control voltage equal to or higher than the threshold value is supplied to the gate G1A of the FET 1A and the gate G2A of the FET 2A is set to a voltage equal to or lower than the threshold value, the FET 1A (32) is turned on and the FET 2A (34) is turned off. Therefore, the phase is delayed by 180 degrees compared to the phase of the reflected wave at point a.
When the gate G1A of the FET 1A is set to a voltage equal to or lower than the threshold value and a control voltage higher than the threshold value is supplied to the gate G1A of the FET 1A and the gate G3A of the FET 3A, the FET 1A (32) is turned off and the FET 2A (34) When the FET 3A (36) is turned on and considering the round trip of the phase shift circuit 35a and the end of the GND 2, the phase of the reflected wave is delayed by 270 degrees compared to the phase of the reflected wave at point a.
Therefore, four phases can be switched by 90 degrees by switching the switches FET1A (32), FET2A (34), and FET3A (36).

このように、移相器30はFET1A(32),FET2A(34),FET3A(36)を切り換えて、90度ずつ4つの位相モードを実現できる。またスイッチ用FETの数も各経路に1つでよいため、回路全体の小型化が可能である。またFET1A及びFET3AとGNDの間に受動素子、例えばキャパシタやインダクタなどを挿入することによって、浮遊容量などの寄生成分による位相遅延を調節することができる。   Thus, the phase shifter 30 can realize four phase modes by 90 degrees by switching the FET 1A (32), the FET 2A (34), and the FET 3A (36). Further, since the number of switching FETs may be one for each path, the entire circuit can be reduced in size. Further, by inserting a passive element such as a capacitor or an inductor between the FET 1A and the FET 3A and GND, the phase delay due to parasitic components such as stray capacitance can be adjusted.

図3に他の実施形態例の移相器50を示す。
図3の移相器50は、3つの移相回路でそれぞれ片道45度、90度、135度位相が遅れ、往復でそれぞれ90度、180度、270度位相が遅れる。
移相器50において、ANT51は接点aに接続され、さらにこの接点aはFET1B(52),FET2B(54),FET3B(56)の一方の端子たとえばNチャンネルFETの場合、ドレインにそれぞれ接続される。
FET1B(52)の他方の端子、たとえばソースはλ/8の線路長を持つマイクロストリップライン53の一方の端子に接続される。このマイクロストリップライン53の他方の端子はオープン(開放)にしている。その結果このマイクロストリップライン53で往復90度の位相が遅れることになる。
同様に、FET2B(54)の他方の端子、たとえばソースはλ/4の線路長を持つマイクロストリップライン55の一方の端子に接続される。このマイクロストリップライン55の他方の端子はオープンにしている。その結果このマイクロストリップライン55で往復180度の位相が遅れることになる。
また、FET3B(56)の他方の端子、たとえばソースは3λ/8の線路長を持つマイクロストリップライン57の一方の端子に接続される。このマイクロストリップライン57の他方の端子はオープンにしている。その結果このマイクロストリップライン53で往復270度の位相が遅れることになる。
FIG. 3 shows a phase shifter 50 according to another embodiment.
In the phase shifter 50 of FIG. 3, the three phase shift circuits are delayed in phase by 45 degrees, 90 degrees, and 135 degrees one way, respectively, and the phases are delayed by 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees, respectively.
In the phase shifter 50, the ANT 51 is connected to the contact a, and this contact a is connected to one terminal of the FET 1B (52), FET 2B (54), and FET 3B (56), for example, the drain in the case of an N-channel FET. .
The other terminal, for example, the source of the FET 1B (52) is connected to one terminal of the microstrip line 53 having a line length of λ / 8. The other terminal of the microstrip line 53 is open. As a result, the 90-degree reciprocal phase is delayed in the microstrip line 53.
Similarly, the other terminal, for example, the source of the FET 2B (54) is connected to one terminal of the microstrip line 55 having a line length of λ / 4. The other terminal of the microstrip line 55 is open. As a result, the phase of the reciprocating 180 degrees is delayed in the microstrip line 55.
The other terminal, for example, the source of the FET 3B (56) is connected to one terminal of the microstrip line 57 having a line length of 3λ / 8. The other terminal of the microstrip line 57 is open. As a result, the reciprocating phase of 270 degrees is delayed in the microstrip line 53.

つぎに、移相器50の動作について説明する。
例えば、FET1BのゲートG1BとFET2BのゲートG2BとFET3BのゲートG3Bがしきい値以下の電圧に設定されると、FETFET1B(52)がOFF且つFET2B(54)がOFF且つFET3B(56)がOFFとなり、搬送波はa点で反射され、位相遅延量は0度である。
また、FET1BのゲートG1Bにしきい値以上の制御電圧が供給され、FET2BのゲートG2BとFET3BのゲートG3Bがしきい値以下の電圧に設定されると、FET1B(52)がON且つFET2B(54)がOFF且つFET3B(56)がOFFとなり、搬送波はλ/8の線路長をもつ移相回路53で反射され、a点での反射波の位相に比べ、移相回路53を往復しているため90度位相が遅れる。
また、FET1BのゲートG1BとFET3BのゲートG3Bがしきい値以下の電圧に設定され、FET2BのゲートG2Bにしきい値以上の制御電圧が供給されると、FET1B(52)がOFF且つFET2B(54)がON且つFET3B(56)がOFFとなり、搬送波はλ/4移相回路55で反射され、a点での反射波の位相に比べ180度位相が遅れる。
また、FET1BのゲートG1BとFET2BのゲートG2Bがしきい値以下の電圧に設定され、FET3BのゲートG3Bにしきい値以上の制御電圧が供給されると、FET1B(52)がOFF且つFET2B(54)がOFF且つFET3B(56)がONとなり、3λ/8移相回路57で反射され、反射波の位相はa点での反射波の位相に比べ270度遅れる。
従って、スイッチFET1B(52),FET2B(54),FET3B(56)の切り換えにより、90度ずつ4つの位相を切り換えることができる。
Next, the operation of the phase shifter 50 will be described.
For example, when the gate G1B of the FET 1B, the gate G2B of the FET 2B, and the gate G3B of the FET 3B are set to voltages below the threshold value, the FET FET 1B (52) is turned off, the FET 2B (54) is turned off, and the FET 3B (56) is turned off. The carrier wave is reflected at point a and the phase delay amount is 0 degree.
When a control voltage equal to or higher than the threshold is supplied to the gate G1B of the FET 1B and the gate G2B of the FET 2B and the gate G3B of the FET 3B are set to voltages lower than the threshold, the FET 1B (52) is turned on and the FET 2B (54) Is OFF and the FET 3B (56) is OFF, and the carrier wave is reflected by the phase shift circuit 53 having a line length of λ / 8 and reciprocates through the phase shift circuit 53 as compared with the phase of the reflected wave at the point a. The phase is delayed by 90 degrees.
Further, when the gate G1B of the FET 1B and the gate G3B of the FET 3B are set to a voltage lower than the threshold value and a control voltage higher than the threshold value is supplied to the gate G2B of the FET 2B, the FET 1B (52) is turned OFF and the FET 2B (54) Is turned on and FET 3B (56) is turned off, the carrier wave is reflected by the λ / 4 phase shift circuit 55, and the phase is delayed by 180 degrees compared to the phase of the reflected wave at point a.
Further, when the gate G1B of the FET 1B and the gate G2B of the FET 2B are set to a voltage lower than the threshold value and a control voltage higher than the threshold value is supplied to the gate G3B of the FET 3B, the FET 1B (52) is turned OFF and the FET 2B (54) Is turned OFF and the FET 3B (56) is turned ON, and is reflected by the 3λ / 8 phase shift circuit 57, and the phase of the reflected wave is delayed by 270 degrees compared to the phase of the reflected wave at the point a.
Therefore, four phases can be switched by 90 degrees by switching the switches FET1B (52), FET2B (54), and FET3B (56).

また図4は図2の移相器30をMMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit;マイクロ波集積回路)上で形成した場合の実施形態例である。
図4(a),(b)は移相器30をMMICに内蔵した場合の図で、図4(a)はMMICを横から見た図であり、図4(b)はMMICを上から見た図である。また図4(c)は移相回路117をMMICの外にCLC(C;キャパシタ,L;インダクタ)のπ型回路で実現した場合の図である。
図4(c)の移相回路117の移相量は片道45度、往復90度であり、移相方法は図1と同じである。MMICはGaAs基板上にFET、キャパシタ、インダクタなどで回路素子を形成したものである。
また一般にMMICなどで使用する周波数帯域はマイクロ波などのように高周波のため、ワイヤ114のインダクタンスやGaAs基板113とFET(112)間の浮遊容量などの寄生成分によって位相遅延が生じてしまう。このため、図4(c)に示すようにMMIC110のGND端子の手前にキャパシタ116を挿入することによって位相を調整することができる。また位相の回転によってはワイヤなどのインダクタを用いることもできる。
FIG. 4 shows an embodiment in which the phase shifter 30 of FIG. 2 is formed on an MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit).
4 (a) and 4 (b) are diagrams when the phase shifter 30 is built in the MMIC, FIG. 4 (a) is a view of the MMIC from the side, and FIG. 4 (b) is a diagram of the MMIC from the top. FIG. FIG. 4C is a diagram when the phase shift circuit 117 is realized by a π-type circuit of CLC (C: capacitor, L: inductor) in addition to the MMIC.
The phase shift amount of the phase shift circuit 117 of FIG. 4C is 45 degrees one way and 90 degrees reciprocation, and the phase shift method is the same as FIG. MMIC is a circuit element formed on a GaAs substrate with FETs, capacitors, inductors, and the like.
In general, the frequency band used in MMIC or the like is a high frequency wave such as a microwave, and therefore phase delay occurs due to parasitic components such as the inductance of the wire 114 and stray capacitance between the GaAs substrate 113 and the FET (112). Therefore, the phase can be adjusted by inserting the capacitor 116 in front of the GND terminal of the MMIC 110 as shown in FIG. An inductor such as a wire can be used depending on the rotation of the phase.

図5は図4(c)に示したMMIC110の電気的特性の測定結果である。図5の測定に使用したMMICは2.4GHzでの使用を目的として作製したものである。図5(a)は反射波の位相、図5(b)は反射波のロスを示した図である。
図5(a)の電気的特性を図2の移相器30を用いて説明する。図5(a)は測定周波数を2.0GHzから3.0GHzまでスキャンしたとき、Ant31から接点a側をみた反射係数(SパラメータのS11)を示し、印は2.4GHzでの値を示している。
図2において、FET1A(32),FET2A(34)がOFFのとき、入力される搬送波はa点で反射される。このときの位相遅延量は図5(a)のS11チャートの点m17で表される。SパラメータのS11は(振幅)0.930/(位相)−35.517度である。このときの位相回転量を基準にして、各FETを切り換え位相をシフトしている。またこのときの損失(ロス)は図5(b)の点m21に示すように、約0.63dBで、このロスには基板による損失(2.4GHzにおいて約0.35dB)も含んでいる。
つぎに、FET1A(32)がOFF且つFET2A(34)がONかつFET3A(36)がOFFのとき、a点での反射波の位相に比べ、移相回路35aを往復しているため90度位相が遅れ、図5(a)のS11チャートの点m18となる。このS11は、(振幅)0.821/(位相)−126.627度である。また損失は図5(b)の点m22に示すように、約1.7dBである。
FET1A(32)がON且つFET2A(34)がOFFのとき、a点での反射波の位相に比べ180度位相が遅れ、図5(a)のS11チャートの点m19となり、S11は(振幅)0.814/(位相)−144.909度である。またこのときの損失は図5(b)のm23に示すように、約1.78dBである。
FET1A(32)がOFF且つ、FET2A(34)とFET3A(36)がONのとき、反射波の位相はa点での反射波の位相に比べ270度遅れ、図5(a)S11チャートの点m20となり、S11は(振幅)0.734/(位相)−54.150度である。またこのときの損失は図5(b)のm24に示すように、約2.683dBである。
FIG. 5 shows the measurement results of the electrical characteristics of the MMIC 110 shown in FIG. The MMIC used for the measurement in FIG. 5 was manufactured for the purpose of use at 2.4 GHz. FIG. 5A shows the phase of the reflected wave, and FIG. 5B shows the loss of the reflected wave.
The electrical characteristics of FIG. 5A will be described using the phase shifter 30 of FIG. FIG. 5A shows the reflection coefficient (S parameter S11) viewed from the contact point a side from Ant 31 when the measurement frequency is scanned from 2.0 GHz to 3.0 GHz, and the mark indicates the value at 2.4 GHz. Yes.
In FIG. 2, when FET1A (32) and FET2A (34) are OFF, the input carrier wave is reflected at point a. The phase delay amount at this time is represented by a point m17 in the S11 chart of FIG. S11 of the S parameter is (amplitude) 0.930 / (phase) −35.517 degrees. Based on the phase rotation amount at this time, the switching phase of each FET is shifted. Further, the loss (loss) at this time is about 0.63 dB as indicated by a point m21 in FIG. 5B, and this loss includes a loss due to the substrate (about 0.35 dB at 2.4 GHz).
Next, when the FET 1A (32) is OFF, the FET 2A (34) is ON, and the FET 3A (36) is OFF, the phase is 90 degrees because the phase shift circuit 35a reciprocates compared to the phase of the reflected wave at the point a. Is delayed and becomes a point m18 in the S11 chart of FIG. This S11 is (amplitude) 0.821 / (phase) -126.627 degrees. The loss is about 1.7 dB as indicated by a point m22 in FIG.
When FET1A (32) is ON and FET2A (34) is OFF, the phase is delayed by 180 degrees compared to the phase of the reflected wave at point a, which becomes point m19 in the S11 chart of FIG. 5A, and S11 is (amplitude) 0.814 / (phase) -144.909 degrees. Further, the loss at this time is about 1.78 dB as indicated by m23 in FIG.
When FET1A (32) is OFF and FET2A (34) and FET3A (36) are ON, the phase of the reflected wave is 270 degrees behind the phase of the reflected wave at point a. m20, and S11 is (amplitude) 0.734 / (phase) −54.150 degrees. Further, the loss at this time is about 2.683 dB, as indicated by m24 in FIG.

このように図5(a)より、2.4GHzにおいて位相が90度ずつ4つの位相モードが実現できている事が分かる。また、他の周波数で移相器を使用する場合も、2.4GHzで使用する場合と同様に、移相回路のライン長またはCやLの値を変え、移相量をその周波数で45度にすることにより、90度シフトを実現できる。
また、図5の測定データは測定基板のロスを2.4GHzで約0.35dB含んでいるが、図5(b)の測定データより、ロスが3dB以下であり、図8のようにデバイダを使用した場合よりも本発明の回路の方がロスを低くできることが分かる。
In this way, it can be seen from FIG. 5 (a) that four phase modes can be realized at a phase of 90 degrees at 2.4 GHz. Also, when using a phase shifter at another frequency, the line length of the phase shift circuit or the value of C or L is changed, and the amount of phase shift is 45 degrees at that frequency, as in the case of using 2.4 GHz. Therefore, a 90 degree shift can be realized.
Further, the measurement data in FIG. 5 includes a loss of the measurement board of about 0.35 dB at 2.4 GHz. However, the loss is 3 dB or less from the measurement data in FIG. It can be seen that the loss of the circuit of the present invention can be made lower than when it is used.

上述した例では、FETは一般的な例としたが、具体的には化合物(GaAs)半導体基板上に構成されることから、Junction FET,HEMT,Junction HEMTなどを利用することができる。また、NチャンネルFETの例を示したが、PチャンネルFETで構成することもできる。   In the example described above, the FET is a general example, but specifically, it is configured on a compound (GaAs) semiconductor substrate, so that a junction FET, HEMT, junction HEMT, or the like can be used. Moreover, although the example of N channel FET was shown, it can also comprise by P channel FET.

上述したように、本発明の反射型移相器は、位相切り換え用スイッチの数を減らすことができ、またデバイダを用いないのでデバイダによるロスが無くなり、移相器全体のロスを削減することができる。
また、位相切り換え用電界効果トランジスタとGNDの間に受動素子、例えばキャパシタなどを挿入することによって位相の調節することが可能である。
また、上述した移相器を無線通信に用いることにより、移相器をIC化するに伴い、小型化、低ロス化が実現できる。
As described above, the reflection type phase shifter of the present invention can reduce the number of phase switching switches, and since no divider is used, loss due to the divider is eliminated, and loss of the entire phase shifter can be reduced. it can.
The phase can be adjusted by inserting a passive element such as a capacitor between the phase switching field effect transistor and the GND.
In addition, by using the above-described phase shifter for wireless communication, downsizing and low loss can be realized as the phase shifter is integrated into an IC.

本発明の実施形態例である移相器の回路構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the circuit structure of the phase shifter which is the embodiment of this invention. 本発明の実施形態例である他の移相器の回路構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the circuit structure of the other phase shifter which is the embodiment of this invention. 本発明の実施形態例である他の移相器の回路構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the circuit structure of the other phase shifter which is the embodiment of this invention. 図2に示した移相器をMMICで構成したときの構成図を示した図ある。It is the figure which showed the block diagram when the phase shifter shown in FIG. 2 is comprised by MMIC. 図2と図4に示した移相器の電気的特性を測定した結果を示す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing a result of measuring electrical characteristics of the phase shifter shown in FIGS. 2 and 4. 従来例の移相器の回路構成を示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the circuit structure of the phase shifter of a prior art example. 従来例の他の移相器の回路構成を示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the circuit structure of the other phase shifter of a prior art example. 従来例の他の移相器の回路構成を示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the circuit structure of the other phase shifter of a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

10,30,50,200,220,240…移相器、11,31,51…アンテナ(Ant)、12,14,16,32,36,3852,54,56…FET(電界効果トランジスタ)、13,17,33,37,116,117b、117c…キャパシタ、15,53,55,57,242,246,247…マイクロストリップライン、70,90,110…MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)、74,94,114…ボンディングワイヤ、75,95,115…リードフレーム、201,204,221,224,231,234…SPDT(Single Pole Double Throw)スイッチ、202,203,222,223,232,233…遅延線路、241…デバイダ(Divider)、245…SPST(Single Pole Single Throw)スイッチ。
10, 30, 50, 200, 220, 240 ... phase shifter, 11, 31, 51 ... antenna (Ant), 12, 14, 16, 32, 36, 3852, 54, 56 ... FET (field effect transistor), 13, 17, 33, 37, 116, 117b, 117c ... capacitors, 15, 53, 55, 57, 242, 246, 247 ... microstrip lines, 70, 90, 110 ... MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit), 74, 94, 114 ... bonding wire, 75, 95, 115 ... lead frame, 201, 204, 221, 224, 231, 234 ... SPDT (Single Pole Double Throw) switch, 202, 203, 222, 223, 232, 233 ... delay Track, 241 ... Divider (Divider), 245 ... SPST (Single Pole Single Throw) switch.

Claims (17)

入力された信号が反射される入力端子と、
1つ以上の移相回路と、
前記入力端子から入力された信号の位相を前記移相回路を用いて切り換える1つ以上の位相切り換え用電界効果トランジスタとを有し、
前記入力端子、前記移相回路と前記トランジスタが同一基板上に形成されている、
反射型移相器。
An input terminal that reflects the input signal; and
One or more phase shift circuits;
One or more phase switching field effect transistors that switch the phase of the signal input from the input terminal using the phase shift circuit;
The input terminal, the phase shift circuit and the transistor are formed on the same substrate;
Reflective phase shifter.
前記反射型移相器は受信用端子と、前記基板上に作られ、前記受信用端子にそのドレインまたはソースを接続し、ドレインまたはソースを前記入力端子に接続したスイッチ用電界効果トランジスタとを有する
請求項1記載の反射型移相器。
The reflection type phase shifter includes a receiving terminal, and a field effect transistor for switching that is formed on the substrate, has a drain or a source connected to the receiving terminal, and a drain or a source connected to the input terminal. The reflective phase shifter according to claim 1.
前記移相回路は受動素子で構成される
請求項1記載の反射型移相器。
The reflection type phase shifter according to claim 1, wherein the phase shift circuit includes a passive element.
前記移相器は、前記電界効果トランジスタと前記基準電位間、または前記移相回路の近傍に位相調整のために位相調整素子を有する
請求項1記載の反射型移相器。
The reflection type phase shifter according to claim 1, wherein the phase shifter includes a phase adjustment element for phase adjustment between the field effect transistor and the reference potential or in the vicinity of the phase shift circuit.
前記電界効果トランジスタは接合ゲート型HEMTとする
請求項1記載の反射型移相器。
The reflection type phase shifter according to claim 1, wherein the field effect transistor is a junction gate type HEMT.
前記基板は化合物半導体基板であり、該化合物半導体基板が、樹脂封止されていることを特徴とする
請求項1記載の反射型移相器。
The reflection type phase shifter according to claim 1, wherein the substrate is a compound semiconductor substrate, and the compound semiconductor substrate is sealed with a resin.
同一基板上に設けられた、入力された信号が反射される入力端子と、前記入力端子から入力された信号の位相を切り換える1つ以上の位相切り換え用電界効果トランジスタと、
前記基板外に設けられ、前記電界効果トランジスタで位相が切り換えられる移相回路とを有する
反射型移相器。
An input terminal provided on the same substrate for reflecting an input signal; one or more phase switching field effect transistors for switching the phase of the signal input from the input terminal;
A reflection type phase shifter having a phase shift circuit provided outside the substrate and whose phase is switched by the field effect transistor.
前記移相回路は受動素子で構成される
請求項7記載の反射型移相器。
The reflective phase shifter according to claim 7, wherein the phase shift circuit includes a passive element.
前記移相器は、前記電界効果トランジスタと前記基準電位間、または前記移相回路の近傍に位相調整のために位相調整素子を有する
請求項7記載の反射型移相器。
The reflection type phase shifter according to claim 7, wherein the phase shifter includes a phase adjustment element for phase adjustment between the field effect transistor and the reference potential or in the vicinity of the phase shift circuit.
前記電界効果トランジスタは接合ゲート型HEMTとする
請求項7記載の反射型移相器。
The reflection type phase shifter according to claim 7, wherein the field effect transistor is a junction gate type HEMT.
前記基板は化合物半導体基板であり、該化合物半導体基板が、樹脂封止されていることを特徴とする
請求項7記載の反射型移相器。
The reflective phase shifter according to claim 7, wherein the substrate is a compound semiconductor substrate, and the compound semiconductor substrate is resin-sealed.
入力された信号が反射される入力端子と、
入力端子と出力端子を持つ移相回路と、
前記入力端子にドレインまたはソースを接続し、ドレインまたはソースを第1の基準電位に電気的に接続したスイッチ用第1の電界効果トランジスタと、
前記移相回路の入力端子にそのドレインまたはソースを接続し、ドレインまたはソースを前記入力端子に接続したスイッチ用第2の電界効果トランジスタと、
前記移相回路の出力端子にそのドレインまたはソースを接続し、ドレインまたはソースを第2の基準電位に電気的に接続したスイッチ用第3の電界効果トランジスタとを有する
反射型移相器。
An input terminal that reflects the input signal; and
A phase shift circuit having an input terminal and an output terminal;
A first field effect transistor for a switch having a drain or a source connected to the input terminal and the drain or source electrically connected to a first reference potential;
A second field effect transistor for a switch having a drain or a source connected to an input terminal of the phase shift circuit, and a drain or a source connected to the input terminal;
A reflection type phase shifter comprising: a third field effect transistor for switch having a drain or a source connected to an output terminal of the phase shift circuit and a drain or a source electrically connected to a second reference potential.
前記移相回路は受動素子で構成される
請求項12記載の反射型移相器。
The reflection type phase shifter according to claim 12, wherein the phase shift circuit includes a passive element.
前記移相器は、前記電界効果トランジスタと前記基準電位間、または前記移相回路の近傍に位相調整のために位相調整素子を有する
請求項12記載の反射型移相器。
The reflection type phase shifter according to claim 12, wherein the phase shifter includes a phase adjustment element for phase adjustment between the field effect transistor and the reference potential or in the vicinity of the phase shift circuit.
前記電界効果トランジスタは接合ゲート型HEMTとする
請求項12記載の反射型移相器。
The reflection type phase shifter according to claim 12, wherein the field effect transistor is a junction gate type HEMT.
前記基板は化合物半導体基板であり、該化合物半導体基板が、樹脂封止されていることを特徴とする
請求項12記載の反射型移相器。
The reflective phase shifter according to claim 12, wherein the substrate is a compound semiconductor substrate, and the compound semiconductor substrate is sealed with a resin.
入力端子と、
移相回路と、
前記移相回路にそのドレインまたはソースを接続し、前記移相回路の入力端子に接続されていないドレインまたはソースを前記入力端子に接続したスイッチ用電界効果トランジスタと、
前記移相回路と電界効果トランジスタの直列接続部が並列に2つ以上接続されたことを特徴とする
反射型移相器。
An input terminal;
A phase shift circuit;
A field effect transistor for a switch having a drain or source connected to the phase shift circuit and a drain or source not connected to an input terminal of the phase shift circuit connected to the input terminal;
A reflection type phase shifter, wherein two or more series connection portions of the phase shift circuit and the field effect transistor are connected in parallel.
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