JP2009038499A - Phase shifter - Google Patents

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JP2009038499A
JP2009038499A JP2007199528A JP2007199528A JP2009038499A JP 2009038499 A JP2009038499 A JP 2009038499A JP 2007199528 A JP2007199528 A JP 2007199528A JP 2007199528 A JP2007199528 A JP 2007199528A JP 2009038499 A JP2009038499 A JP 2009038499A
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input
capacitor
output terminal
phase shifter
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Takesuke Kitsukawa
雄亮 橘川
Masaki Hanya
政毅 半谷
Sang-Seok Lee
サンソク リ
Yukihisa Yoshida
幸久 吉田
Moriyasu Kiyuuzaki
守泰 宮▲ざき▼
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  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a phase shifter of smaller size and lower loss. <P>SOLUTION: The phase shifter is provided with an inductor 3 wherein one end is connected to an input/output terminal 1 for inputting/outputting high frequency signals while the other end is connected to an input/output terminal 2 for inputting/outputting high frequency signals, and a capacitor 4 of which one end is connected to the input/output terminal 2. One end of a switch 5 is connected to the other end of the capacitor 4, and the other end of a switch 5 is connected to a ground 6. Thus, smaller size and lower loss are realized. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、高周波信号の通過位相を変化させることができる移相器に関するものである。   The present invention relates to a phase shifter that can change the passing phase of a high-frequency signal.

例えば、非特許文献1に開示されている従来の移相器は、以下のように構成されている。
(1)高周波信号を入出力する第1の入出力端子と、高周波信号を入出力する第2の入出力端子との間に、第1、第2及び第3のハイインピーダンス線路を直列に接続する。
(2)第1、第2及び第3のハイインピーダンス線路と並列に、第1、第2及び第3の両持ちブリッジ型MEMSスイッチを接続する。
(3)第1、第2及び第3の両持ちブリッジ型MEMSスイッチとグランドの間に、第1、第2及び第3のキャパシタを接続する。
For example, a conventional phase shifter disclosed in Non-Patent Document 1 is configured as follows.
(1) First, second and third high impedance lines are connected in series between a first input / output terminal for inputting / outputting a high frequency signal and a second input / output terminal for inputting / outputting a high frequency signal. To do.
(2) Connect the first, second and third both-end bridge type MEMS switches in parallel with the first, second and third high impedance lines.
(3) The first, second and third capacitors are connected between the first, second and third both-end supported bridge type MEMS switches and the ground.

従来の移相器では、第1、第2及び第3の両持ちブリッジ型MEMSスイッチがOFF状態であるときに、第1の入出力端子と第2の入出力端子間を通過する高周波信号の位相を基準状態とし、高周波信号の位相を変化させるとき、第1、第2及び第3の両持ちブリッジ型MEMSスイッチをON状態にする。
第1、第2及び第3の両持ちブリッジ型MEMSスイッチがON状態になると、第1、第2及び第3のキャパシタの作用により、第1の入出力端子と第2の入出力端子間を通過する高周波信号の位相が変化する。
In the conventional phase shifter, when the first, second and third both-end supported bridge type MEMS switches are in the OFF state, the high-frequency signal passing between the first input / output terminal and the second input / output terminal When the phase is set to the reference state and the phase of the high-frequency signal is changed, the first, second and third both-end bridge type MEMS switches are turned on.
When the first, second, and third both-end bridge type MEMS switches are turned on, the first, second, and third capacitors cause the first input / output terminal and the second input / output terminal to be connected. The phase of the high-frequency signal that passes through changes.

Andrea Borgioli著 「Low-Loss Distributed MEMS Phase Shifter」IEEE Microwave and Guided wave Letters,VOL10,No1,JAN 2000Andrea Borgioli "Low-Loss Distributed MEMS Phase Shifter" IEEE Microwave and Guided wave Letters, VOL10, No1, JAN 2000

従来の移相器は以上のように構成されているので、第1、第2及び第3の両持ちブリッジ型MEMSスイッチのON/OFF状態を切り替えれば、第1の入出力端子と第2の入出力端子間を通過する高周波信号の位相を変化させることができる。しかし、両持ちブリッジ型MEMSスイッチを実装すると、移相器のサイズが大きくなってしまう課題があった。
両持ちブリッジ型MEMSスイッチの代わりに、片持ち梁構造スイッチを用いれば、サイズの小形化を図ることができるが、その片持ち梁構造スイッチを駆動するためには高抵抗を実装する必要が生じ、高周波線路では、高抵抗に信号が流れるため、移相器の損失が大きくなってしまう課題があった。
Since the conventional phase shifter is configured as described above, if the ON / OFF state of the first, second, and third both-end bridge type MEMS switches is switched, the first input / output terminal and the second input / output terminal The phase of the high-frequency signal passing between the input / output terminals can be changed. However, when the dual-support bridge type MEMS switch is mounted, there is a problem that the size of the phase shifter increases.
If a cantilever structure switch is used instead of the double-supported bridge type MEMS switch, the size can be reduced. However, in order to drive the cantilever structure switch, it is necessary to mount a high resistance. In the high-frequency line, there is a problem that a loss of the phase shifter becomes large because a signal flows through a high resistance.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、小形化及び低損失化を実現することができる移相器を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a phase shifter capable of realizing miniaturization and low loss.

この発明に係る移相器は、一端が高周波信号を入出力する第1の入出力端子と接続され、他端が高周波信号を入出力する第2の入出力端子と接続されたインダクタと、一端が第2の入出力端子と接続されたキャパシタとを設け、スイッチの一端をキャパシタの他端と接続し、スイッチの他端をグランドと接続するようにしたものである。   The phase shifter according to the present invention includes an inductor having one end connected to a first input / output terminal that inputs and outputs a high-frequency signal and the other end connected to a second input / output terminal that inputs and outputs a high-frequency signal; Is provided with a capacitor connected to the second input / output terminal, one end of the switch is connected to the other end of the capacitor, and the other end of the switch is connected to the ground.

この発明によれば、一端が高周波信号を入出力する第1の入出力端子と接続され、他端が高周波信号を入出力する第2の入出力端子と接続されたインダクタと、一端が第2の入出力端子と接続されたキャパシタとを設け、スイッチの一端をキャパシタの他端と接続し、スイッチの他端をグランドと接続するように構成したので、小形化及び低損失化を実現することができる効果がある。   According to this invention, one end is connected to a first input / output terminal that inputs and outputs a high-frequency signal, the other end is connected to a second input / output terminal that inputs and outputs a high-frequency signal, and one end is a second. A capacitor connected to the I / O terminal is provided, and one end of the switch is connected to the other end of the capacitor, and the other end of the switch is connected to the ground, so that miniaturization and low loss can be realized. There is an effect that can.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による移相器を示す構成図であり、図において、入出力端子1は高周波信号を入出力する端子であり、入出力端子1は第1の入出力端子を構成している。
入出力端子2は高周波信号を入出力する端子であり、入出力端子2は第2の入出力端子を構成している。
インダクタ3は一端が入出力端子1と接続され、他端が入出力端子2と接続されている。
キャパシタ4は一端が入出力端子2と接続されている。
スイッチ5は一端がキャパシタ4の他端と接続され、他端がグランド6と接続されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a phase shifter according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, input / output terminal 1 is a terminal for inputting / outputting a high frequency signal, and input / output terminal 1 is a first input / output terminal. Is configured.
The input / output terminal 2 is a terminal for inputting / outputting a high frequency signal, and the input / output terminal 2 constitutes a second input / output terminal.
The inductor 3 has one end connected to the input / output terminal 1 and the other end connected to the input / output terminal 2.
One end of the capacitor 4 is connected to the input / output terminal 2.
The switch 5 has one end connected to the other end of the capacitor 4 and the other end connected to the ground 6.

図2は図1の移相器の基準状態を示す等価回路であり、図3は図1の移相器の移相状態を示す等価回路である。
なお、図1から図3では、インダクタ3の規格化リアクタンスをXで表し、キャパシタ4の規格化サセプタンスをBで表している。
FIG. 2 is an equivalent circuit showing a reference state of the phase shifter of FIG. 1, and FIG. 3 is an equivalent circuit showing a phase shift state of the phase shifter of FIG.
1 to 3, the normalized reactance of the inductor 3 is represented by X, and the normalized susceptance of the capacitor 4 is represented by B.

次に動作について説明する。
スイッチ5がオフ状態のときは、高周波信号がキャパシタ4に流れないため、移相器の等価回路は、図2に示すような回路になる。
このとき、入出力端子1から高周波信号が入力されると、その高周波信号は、インダクタ3の作用により位相偏移が生じ、位相偏移後の高周波信号が入出力端子2から出力される。
Next, the operation will be described.
When the switch 5 is in the OFF state, no high frequency signal flows through the capacitor 4, so the equivalent circuit of the phase shifter is a circuit as shown in FIG.
At this time, when a high-frequency signal is input from the input / output terminal 1, the high-frequency signal undergoes a phase shift due to the action of the inductor 3, and the high-frequency signal after the phase shift is output from the input / output terminal 2.

以下、この状態を「基準状態」と称するが、この基準状態における高周波信号の反射振幅|S11|と通過位相θ1は、次式のように表される。

Figure 2009038499
Hereinafter, this state is referred to as a “reference state”, and the reflection amplitude | S 11 | of the high-frequency signal and the passing phase θ 1 in this reference state are expressed by the following equations.
Figure 2009038499

次に、スイッチ5がオン状態のときは、高周波信号がキャパシタ4にも流れるため、移相器の等価回路は、図3に示すような回路になる。
このとき、入出力端子1から高周波信号が入力されると、その高周波信号は、インダクタ3及びキャパシタ4の作用により位相偏移が生じ、位相偏移後の高周波信号が入出力端子2から出力される。
Next, when the switch 5 is in the ON state, a high-frequency signal also flows through the capacitor 4, so the equivalent circuit of the phase shifter is a circuit as shown in FIG.
At this time, when a high-frequency signal is input from the input / output terminal 1, the high-frequency signal undergoes phase shift due to the action of the inductor 3 and the capacitor 4, and the high-frequency signal after the phase shift is output from the input / output terminal 2. The

以下、この状態を「移相状態」と称するが、この移相状態における高周波信号の反射振幅|S11’|と通過位相θ2は、次式のように表される。

Figure 2009038499
Hereinafter, this state is referred to as a “phase shift state”, and the reflection amplitude | S 11 ′ | and the passing phase θ 2 of the high-frequency signal in this phase shift state are expressed by the following equations.
Figure 2009038499

ここで、B・X << 1とすると、移相器の移相量Δθは以下のように表される。

Figure 2009038499
Here, assuming that B · X << 1, the phase shift amount Δθ of the phase shifter is expressed as follows.
Figure 2009038499

したがって、スイッチ5のON/OFFを切り替えることにより、高周波信号の通過位相θ1,θ2が変化し、その通過位相θ1,θ2の差分が移相器の移相量Δθとして得られることがわかる。
また、基準状態及び移相状態における反射損失を低くするために、|S11|=|S11’|の条件を課すと、所要の移相量Δθを得るに際して、最適な規格化リアクタンスXと規格化サセプタンスBは、次式で与えられる。
X=B/2=tanθ
Therefore, by switching ON / OFF of the switch 5, the passing phases θ 1 and θ 2 of the high-frequency signal change, and the difference between the passing phases θ 1 and θ 2 is obtained as the phase shift amount Δθ of the phase shifter. I understand.
Further, if the condition of | S 11 | = | S 11 ′ | is imposed in order to reduce the reflection loss in the reference state and the phase shift state, the optimum normalized reactance X and The normalized susceptance B is given by the following equation.
X = B / 2 = tan θ

以下、例として、所要の移相量Δθが“11.25°”である場合について述べる。
図4は移相量Δθが“11.25°”であるときの規格化リアクタンスXと規格化サセプタンスBの関係を示す説明図である。
図4において、“△”及び“□”の記号は、基準状態と移相状態の反射振幅を表している。
また、実線は、基準状態と移相状態の両状態における反射振幅の最悪値を表しており、点線は、所要の移相量Δθ=11.25°を得るための規格化サセプタンスBを表している。
Hereinafter, a case where the required phase shift amount Δθ is “11.25 °” will be described as an example.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the normalized reactance X and the normalized susceptance B when the phase shift amount Δθ is “11.25 °”.
In FIG. 4, the symbols “Δ” and “□” represent the reflection amplitudes in the reference state and the phase shift state.
The solid line represents the worst value of the reflection amplitude in both the reference state and the phase shift state, and the dotted line represents the normalized susceptance B for obtaining the required phase shift amount Δθ = 11.25 °. Yes.

図4から明らかなように、X=0.2のとき、反射振幅が最小となることがわかる。
よって、インダクタ3とキャパシタ4を適切に選ぶことで、スイッチ5のON/OFFを切り替えることにより、所要の移相量Δθが得られる反射損失の小さい小形な移相器が構成される。
なお、スイッチ5の他端がグランド6と接続されているので、そのスイッチ5を駆動するために高抵抗を実装する必要がない。したがって、当該高抵抗に信号が流れないため、移相器の損失が大きくなることがない。
As can be seen from FIG. 4, the reflection amplitude is minimized when X = 0.2.
Accordingly, by appropriately selecting the inductor 3 and the capacitor 4 and switching the ON / OFF of the switch 5, a small phase shifter with a small reflection loss that can obtain the required phase shift amount Δθ is configured.
In addition, since the other end of the switch 5 is connected to the ground 6, it is not necessary to mount a high resistance to drive the switch 5. Therefore, since no signal flows through the high resistance, the loss of the phase shifter does not increase.

以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、一端が高周波信号を入出力する入出力端子1と接続され、他端が高周波信号を入出力する入出力端子2と接続されたインダクタ3と、一端が入出力端子2と接続されたキャパシタ4とを設け、スイッチ5の一端をキャパシタ4の他端と接続し、スイッチ5の他端をグランド6と接続するように構成したので、小形化及び低損失化を実現することができる効果を奏する。   As apparent from the above, according to the first embodiment, one end of the inductor is connected to the input / output terminal 1 for inputting / outputting a high frequency signal, and the other end is connected to the input / output terminal 2 for inputting / outputting the high frequency signal. 3 and a capacitor 4 having one end connected to the input / output terminal 2, one end of the switch 5 is connected to the other end of the capacitor 4, and the other end of the switch 5 is connected to the ground 6. There is an effect that a reduction in size and a reduction in loss can be realized.

実施の形態2.
図5はこの発明の実施の形態2による移相器を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
キャパシタ11は一端が入出力端子1と接続されており、キャパシタ11は第1のキャパシタを構成している。
キャパシタ12は一端が入出力端子2と接続されており、キャパシタ12は第2のキャパシタを構成している。
スイッチ13は一端がキャパシタ11の他端と接続され、他端がグランド15と接続されており、スイッチ13は第1のスイッチを構成している。
スイッチ14は一端がキャパシタ12の他端と接続され、他端がグランド16と接続されており、スイッチ14は第2のスイッチを構成している。
Embodiment 2. FIG.
5 is a block diagram showing a phase shifter according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
One end of the capacitor 11 is connected to the input / output terminal 1, and the capacitor 11 constitutes a first capacitor.
One end of the capacitor 12 is connected to the input / output terminal 2, and the capacitor 12 constitutes a second capacitor.
The switch 13 has one end connected to the other end of the capacitor 11 and the other end connected to the ground 15, and the switch 13 constitutes a first switch.
The switch 14 has one end connected to the other end of the capacitor 12 and the other end connected to the ground 16, and the switch 14 constitutes a second switch.

図6は図5の移相器の基準状態を示す等価回路であり、図7は図5の移相器の移相状態を示す等価回路である。
なお、図5から図7では、インダクタ3の規格化リアクタンスをXで表し、キャパシタ11,12の規格化サセプタンスをBで表している。
6 is an equivalent circuit showing a reference state of the phase shifter of FIG. 5, and FIG. 7 is an equivalent circuit showing a phase shift state of the phase shifter of FIG.
5 to 7, the normalized reactance of the inductor 3 is represented by X, and the normalized susceptance of the capacitors 11 and 12 is represented by B.

次に動作について説明する。
スイッチ13,14がオフ状態のときは、高周波信号がキャパシタ11,12に流れないため、移相器の等価回路は、図6に示すような回路になる。
このとき、入出力端子1から高周波信号が入力されると、その高周波信号は、インダクタ3の作用により位相偏移が生じ、位相偏移後の高周波信号が入出力端子2から出力される。
Next, the operation will be described.
When the switches 13 and 14 are in the OFF state, the high frequency signal does not flow to the capacitors 11 and 12, so the equivalent circuit of the phase shifter is a circuit as shown in FIG.
At this time, when a high-frequency signal is input from the input / output terminal 1, the high-frequency signal undergoes a phase shift due to the action of the inductor 3, and the high-frequency signal after the phase shift is output from the input / output terminal 2.

以下、この状態を「基準状態」と称するが、この基準状態における高周波信号の反射振幅|S11|と通過位相θ1は、次式のように表される。

Figure 2009038499
Hereinafter, this state is referred to as a “reference state”, and the reflection amplitude | S 11 | of the high-frequency signal and the passing phase θ 1 in this reference state are expressed by the following equations.
Figure 2009038499

次に、スイッチ13,14がオン状態のときは、高周波信号がキャパシタ11,12にも流れるため、移相器の等価回路は、図7に示すような回路になる。
このとき、入出力端子1から高周波信号が入力されると、その高周波信号は、インダクタ3及びキャパシタ11,12の作用により位相偏移が生じ、位相偏移後の高周波信号が入出力端子2から出力される。
Next, when the switches 13 and 14 are in the ON state, a high-frequency signal also flows through the capacitors 11 and 12, so the equivalent circuit of the phase shifter is a circuit as shown in FIG.
At this time, when a high-frequency signal is input from the input / output terminal 1, the high-frequency signal undergoes a phase shift due to the action of the inductor 3 and the capacitors 11 and 12, and the high-frequency signal after the phase shift is transmitted from the input / output terminal 2. Is output.

以下、この状態を「移相状態」と称するが、この移相状態における高周波信号の反射振幅|S11’|と通過位相θ2は、次式のように表される。

Figure 2009038499
Hereinafter, this state is referred to as a “phase shift state”, and the reflection amplitude | S 11 ′ | and the passing phase θ 2 of the high-frequency signal in this phase shift state are expressed by the following equations.
Figure 2009038499

ここで、B・X << 1とすると、移相器の移相量Δθは以下のように表される。

Figure 2009038499
Here, assuming that B · X << 1, the phase shift amount Δθ of the phase shifter is expressed as follows.
Figure 2009038499

したがって、スイッチ13,14のON/OFFを切り替えることにより、高周波信号の通過位相θ1,θ2が変化し、その通過位相θ1,θ2の差分が移相器の移相量Δθとして得られることがわかる。
また、基準状態及び移相状態における反射損失を低くするために、|S11|=|S11’|の条件を課すと、所要の移相量Δθを得るに際して、最適な規格化リアクタンスXと規格化サセプタンスBは、次式で与えられる。
X=B=tanθ
Therefore, by switching ON / OFF of the switches 13 and 14, the passing phases θ 1 and θ 2 of the high-frequency signal change, and the difference between the passing phases θ 1 and θ 2 is obtained as the phase shift amount Δθ of the phase shifter. I understand that
Further, if the condition of | S 11 | = | S 11 ′ | is imposed in order to reduce the reflection loss in the reference state and the phase shift state, the optimum normalized reactance X and The normalized susceptance B is given by the following equation.
X = B = tan θ

以下、例として、所要の移相量Δθが“22.5°”である場合について述べる。
図8は移相量Δθが“22.5°”であるときの規格化リアクタンスXと規格化サセプタンスBの関係を示す説明図である。
図8において、“△”及び“□”の記号は、基準状態と移相状態の反射振幅を表している。
また、実線は、基準状態と移相状態の両状態における反射振幅の最悪値を表しており、点線は、所要の移相量Δθ=22.5°を得るための規格化サセプタンスBを表している。
Hereinafter, a case where the required phase shift amount Δθ is “22.5 °” will be described as an example.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the relationship between the normalized reactance X and the normalized susceptance B when the phase shift amount Δθ is “22.5 °”.
In FIG. 8, the symbols “Δ” and “□” represent the reflection amplitudes in the reference state and the phase shift state.
The solid line represents the worst value of the reflection amplitude in both the reference state and the phase shift state, and the dotted line represents the normalized susceptance B for obtaining the required phase shift amount Δθ = 22.5 °. Yes.

図8から明らかなように、X=0.4のとき、反射振幅が最小となることがわかる。
よって、インダクタ3とキャパシタ11,12を適切に選ぶことで、スイッチ13,14のON/OFFを切り替えることにより、所要の移相量Δθが得られる反射損失の小さい小形な移相器が構成される。
なお、スイッチ13,14の他端がグランド15,16と接続されているので、そのスイッチ13,14を駆動するために高抵抗を実装する必要がない。したがって、当該高抵抗に信号が流れないため、移相器の損失が大きくなることがない。
As can be seen from FIG. 8, the reflection amplitude is minimized when X = 0.4.
Therefore, by appropriately selecting the inductor 3 and the capacitors 11 and 12, by switching the switches 13 and 14 ON / OFF, a small phase shifter with a small reflection loss that can obtain the required phase shift amount Δθ is configured. The
Since the other ends of the switches 13 and 14 are connected to the grounds 15 and 16, it is not necessary to mount a high resistance in order to drive the switches 13 and 14. Therefore, since no signal flows through the high resistance, the loss of the phase shifter does not increase.

以上で明らかなように、この実施の形態2によれば、一端が高周波信号を入出力する入出力端子1と接続され、他端が高周波信号を入出力する入出力端子2と接続されたインダクタ3と、一端が入出力端子1と接続されたキャパシタ11と、一端が入出力端子2と接続されたキャパシタ12とを設け、スイッチ13,14の一端をキャパシタ11,12の他端と接続し、スイッチ13,14の他端をグランド15,16と接続するように構成したので、小形化及び低損失化を実現することができる効果を奏する。   As apparent from the above, according to the second embodiment, one end of the inductor is connected to the input / output terminal 1 for inputting / outputting a high frequency signal, and the other end is connected to the input / output terminal 2 for inputting / outputting the high frequency signal. 3, a capacitor 11 having one end connected to the input / output terminal 1, and a capacitor 12 having one end connected to the input / output terminal 2, and one ends of the switches 13, 14 are connected to the other ends of the capacitors 11, 12. Since the other ends of the switches 13 and 14 are connected to the grounds 15 and 16, it is possible to achieve a reduction in size and loss.

実施の形態3.
図9はこの発明の実施の形態3による移相器を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
片持ち梁構造スイッチ20は図1のスイッチ5と同様に、一端がキャパシタ4の他端と接続され、他端がグランド6と接続されている。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 9 is a block diagram showing a phase shifter according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
As with the switch 5 of FIG. 1, the cantilever structure switch 20 has one end connected to the other end of the capacitor 4 and the other end connected to the ground 6.

図10はこの発明の実施の形態3による移相器の片持ち梁構造スイッチ20を示す断面図である。
図において、基板21の上にはグランド6と接続されている高周波線路22と、キャパシタ4と接続されている高周波線路23が形成されている。
高周波線路22は片持ち梁22aが形成されており、片持ち梁22aの支持端22bが基板21に支持されている。また、片持ち梁22aの自由端22cには可動電極24が設けられている。
FIG. 10 is a sectional view showing a cantilever structure switch 20 of a phase shifter according to Embodiment 3 of the present invention.
In the figure, a high frequency line 22 connected to the ground 6 and a high frequency line 23 connected to the capacitor 4 are formed on the substrate 21.
The high-frequency line 22 is formed with a cantilever beam 22 a, and a support end 22 b of the cantilever beam 22 a is supported by the substrate 21. A movable electrode 24 is provided at the free end 22c of the cantilever 22a.

高周波線路23には固定電極25が設けられており、固定電極25は可動電極24と対向する位置に配置されている。
制御電源27は基板21上に形成されている制御電極26に対する電圧の印加を制御することにより、片持ち梁22aの撓みを制御して、可動電極24と固定電極25間の接続と非接続を切り替える処理を行う。
なお、制御電極26及び制御電源27から制御手段が構成されている。
The high-frequency line 23 is provided with a fixed electrode 25, and the fixed electrode 25 is disposed at a position facing the movable electrode 24.
The control power supply 27 controls the bending of the cantilever 22a by controlling the application of voltage to the control electrode 26 formed on the substrate 21, thereby connecting and disconnecting the movable electrode 24 and the fixed electrode 25. Perform the switching process.
The control means is composed of the control electrode 26 and the control power source 27.

次に動作について説明する。
上記実施の形態1では、キャパシタ4とグランド6の間にスイッチ5が接続されているものについて示したが、そのスイッチ5として、片持ち梁構造スイッチ20を用いるようにしてもよい。
なお、図9は、スイッチ5として、片持ち梁構造スイッチ20を用いるものを示しているが、上記実施の形態2における図5のスイッチ13,14として、片持ち梁構造スイッチ20を用いるようにしてもよい。
Next, the operation will be described.
In the first embodiment, the switch 5 is connected between the capacitor 4 and the ground 6. However, the cantilever structure switch 20 may be used as the switch 5.
FIG. 9 shows that the cantilever structure switch 20 is used as the switch 5, but the cantilever structure switch 20 is used as the switches 13 and 14 in FIG. 5 in the second embodiment. May be.

片持ち梁構造スイッチ20をオン状態にする場合、制御電源27が制御電極26に電圧を印加する。
これにより、制御電極26から電磁力が発生して、片持ち梁22aを支点として、可動電極24が制御電極26に引き寄せられることにより、可動電極24が固定電極25と接触し、片持ち梁構造スイッチ20がオン状態になる。
このように、片持ち梁構造スイッチ20がオン状態になると、高周波線路22と高周波線路23が接続されるため、キャパシタ4とグランド6が接続される(図3を参照)。
なお、片持ち梁構造スイッチ20における片持ち梁22aの支持端22bがグランド6と接続されているので、片持ち梁構造スイッチ20を高抵抗を介してグランド6に接続する必要がなくなり、低損失の移相器を実現することができる。
When the cantilever structure switch 20 is turned on, the control power supply 27 applies a voltage to the control electrode 26.
As a result, electromagnetic force is generated from the control electrode 26 and the movable electrode 24 is attracted to the control electrode 26 with the cantilever 22a as a fulcrum, so that the movable electrode 24 comes into contact with the fixed electrode 25 and the cantilever structure The switch 20 is turned on.
Thus, when the cantilever beam structure switch 20 is turned on, the high frequency line 22 and the high frequency line 23 are connected, so that the capacitor 4 and the ground 6 are connected (see FIG. 3).
In addition, since the support end 22b of the cantilever 22a in the cantilever structure switch 20 is connected to the ground 6, it is not necessary to connect the cantilever structure switch 20 to the ground 6 through a high resistance, and low loss. The phase shifter can be realized.

一方、片持ち梁構造スイッチ20をオフ状態にする場合、制御電源27が制御電極26に印加している電圧を取り去るようにする。
これにより、制御電極26の電磁力が消失して、可動電極24が制御電極26から引き寄せられなくなることにより、可動電極24と固定電極25の接触が解除し、片持ち梁構造スイッチ20がオフ状態になる。
このように、片持ち梁構造スイッチ20がオフ状態になると、高周波線路22と高周波線路23が開放される(図2を参照)。
On the other hand, when the cantilever structure switch 20 is turned off, the control power supply 27 removes the voltage applied to the control electrode 26.
As a result, the electromagnetic force of the control electrode 26 disappears, and the movable electrode 24 is not attracted from the control electrode 26, so that the contact between the movable electrode 24 and the fixed electrode 25 is released, and the cantilever structure switch 20 is turned off. become.
As described above, when the cantilever beam switch 20 is turned off, the high-frequency line 22 and the high-frequency line 23 are opened (see FIG. 2).

以上で明らかなように、この実施の形態3によれば、スイッチ5として片持ち梁構造スイッチ20を用いて、片持ち梁構造スイッチ20における片持ち梁22aの支持端22bをグランド6と接続するように構成したので、低損失の移相器を実現することができる効果を奏する。   As is apparent from the above, according to the third embodiment, the cantilever structure switch 20 is used as the switch 5, and the support end 22 b of the cantilever 22 a in the cantilever structure switch 20 is connected to the ground 6. Since it comprised as mentioned above, there exists an effect which can implement | achieve a low-loss phase shifter.

実施の形態4.
図11はこの発明の実施の形態4による移相器を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
キャパシタスイッチ30は一端が入出力端子2と接続され、他端がグランド6と接続されている。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 11 is a block diagram showing a phase shifter according to Embodiment 4 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
The capacitor switch 30 has one end connected to the input / output terminal 2 and the other end connected to the ground 6.

図12はこの発明の実施の形態4による移相器のキャパシタスイッチ30を示す平面図である。
また、図13は図12のキャパシタスイッチ30におけるX−X’断面図であり、図14は図12のキャパシタスイッチ30におけるY−Y’断面図である。
図12から図14において、図1及び図10と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
ストリップ導体31はグランド32,33と共に、コプレーナ線路を構成している。
ただし、図12では、ストリップ導体31がコプレーナ線路を構成しているものを示しているが、ストリップ導体31がマイクロストリップ線路を構成していてもよい。
絶縁体34は一方の面がストリップ導体31と接し、他方の面が固定電極25と接している。
FIG. 12 is a plan view showing a capacitor switch 30 of a phase shifter according to Embodiment 4 of the present invention.
13 is an XX ′ sectional view of the capacitor switch 30 of FIG. 12, and FIG. 14 is a YY ′ sectional view of the capacitor switch 30 of FIG.
12 to 14, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 10 indicate the same or corresponding parts, and thus the description thereof is omitted.
The strip conductor 31 and the grounds 32 and 33 constitute a coplanar line.
However, FIG. 12 shows the strip conductor 31 constituting a coplanar line, but the strip conductor 31 may constitute a microstrip line.
The insulator 34 has one surface in contact with the strip conductor 31 and the other surface in contact with the fixed electrode 25.

次に動作について説明する。
上記実施の形態1では、キャパシタ4とグランド6の間にスイッチ5が接続されているものについて示したが、キャパシタ4及びスイッチ5として、キャパシタスイッチ30を用いるようにしてもよい。
なお、図11は、キャパシタ4及びスイッチ5として、キャパシタスイッチ30を用いるものを示しているが、上記実施の形態2における図5のキャパシタ11,12及びスイッチ13,14として、キャパシタスイッチ30を用いるようにしてもよい。
Next, the operation will be described.
In the first embodiment, the switch 5 is connected between the capacitor 4 and the ground 6. However, the capacitor switch 30 may be used as the capacitor 4 and the switch 5.
11 shows the capacitor 4 and the switch 5 using the capacitor switch 30, but the capacitor 11 is used as the capacitors 11 and 12 and the switches 13 and 14 of FIG. 5 in the second embodiment. You may do it.

キャパシタスイッチ30の片持ち梁構造スイッチ20をオン状態にする場合、上記実施の形態3と同様に、制御電源27が制御電極26に電圧を印加する。
片持ち梁構造スイッチ20がオン状態になると、ストリップ導体31の下部にある固定電極25がグランド33と導通されるため、ストリップ導体31、絶縁物34及び固定電極25によって、コプレーナ線路に対してシャントのキャパシタを構成することになる。
When the cantilever switch 20 of the capacitor switch 30 is turned on, the control power supply 27 applies a voltage to the control electrode 26 as in the third embodiment.
When the cantilever switch 20 is turned on, the fixed electrode 25 under the strip conductor 31 is electrically connected to the ground 33, so that the strip conductor 31, the insulator 34, and the fixed electrode 25 shunt the coplanar line. That is, the capacitor is formed.

一方、キャパシタスイッチ30の片持ち梁構造スイッチ20をオフ状態にする場合、上記実施の形態3と同様に、制御電源27が制御電極26に印加している電圧を取り去るようにする。
片持ち梁構造スイッチ20がオフ状態になると、ストリップ導体31の下部にある固定電極25がグランド33と導通されないため、コプレーナ線路が通過状態となる。
On the other hand, when the cantilever switch 20 of the capacitor switch 30 is turned off, the voltage applied to the control electrode 26 by the control power supply 27 is removed as in the third embodiment.
When the cantilever structure switch 20 is turned off, the fixed electrode 25 under the strip conductor 31 is not electrically connected to the ground 33, so that the coplanar line is passed.

以上で明らかなように、キャパシタスイッチ30の片持ち梁構造スイッチ20のON/OFFを切り替えることにより、上記実施の形態3と同様の作用が得られ、低損失の移相器を実現することができる効果を奏する。   As apparent from the above, by switching ON / OFF the cantilever structure switch 20 of the capacitor switch 30, the same operation as in the third embodiment can be obtained, and a low-loss phase shifter can be realized. There is an effect that can be done.

この発明の実施の形態1による移相器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the phase shifter by Embodiment 1 of this invention. 図1の移相器の基準状態を示す等価回路である。It is an equivalent circuit which shows the reference | standard state of the phase shifter of FIG. 図1の移相器の移相状態を示す等価回路である。It is an equivalent circuit which shows the phase-shift state of the phase shifter of FIG. 移相量Δθが“11.25°”であるときの規格化リアクタンスXと規格化サセプタンスBの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the normalized reactance X and the normalized susceptance B when phase shift amount (DELTA) (theta) is "11.25 degrees." この発明の実施の形態2による移相器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the phase shifter by Embodiment 2 of this invention. 図5の移相器の基準状態を示す等価回路である。6 is an equivalent circuit showing a reference state of the phase shifter of FIG. 5. 図5の移相器の移相状態を示す等価回路である。It is an equivalent circuit which shows the phase-shift state of the phase shifter of FIG. 移相量Δθが“22.5°”であるときの規格化リアクタンスXと規格化サセプタンスBの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the normalized reactance X and the normalized susceptance B when the amount of phase shift Δθ is “22.5 °”. この発明の実施の形態3による移相器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the phase shifter by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3による移相器の片持ち梁構造スイッチ20を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cantilever structure switch 20 of the phase shifter by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4による移相器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the phase shifter by Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態4による移相器のキャパシタスイッチ30を示す平面図である。It is a top view which shows the capacitor switch 30 of the phase shifter by Embodiment 4 of this invention. 図12のキャパシタスイッチ30におけるX−X’断面図である。It is X-X 'sectional drawing in the capacitor switch 30 of FIG. 図12のキャパシタスイッチ30におけるY−Y’断面図である。FIG. 13 is a Y-Y ′ sectional view of the capacitor switch 30 of FIG. 12.

符号の説明Explanation of symbols

1 入出力端子(第1の入出力端子)、2 入出力端子(第2の入出力端子)、3 インダクタ、4 キャパシタ、5 スイッチ、6 グランド、11 キャパシタ(第1のキャパシタ)、12 キャパシタ(第2のキャパシタ)、13 スイッチ(第1のスイッチ)、14 スイッチ(第2のスイッチ)、20 片持ち梁構造スイッチ、21 基板、
22,23 高周波線路、22a 片持ち梁、22b 支持端、22c 自由端、24 可動電極、25 固定電極、26 制御電極(制御手段)、27 制御電源(制御手段)、30 キャパシタスイッチ、31 ストリップ導体、32,33 グランド、34 絶縁体。
1 input / output terminal (first input / output terminal), 2 input / output terminal (second input / output terminal), 3 inductor, 4 capacitor, 5 switch, 6 ground, 11 capacitor (first capacitor), 12 capacitor ( Second capacitor), 13 switch (first switch), 14 switch (second switch), 20 cantilever switch, 21 substrate,
22, 23 High-frequency line, 22a Cantilever, 22b Support end, 22c Free end, 24 Movable electrode, 25 Fixed electrode, 26 Control electrode (control means), 27 Control power supply (control means), 30 Capacitor switch, 31 Strip conductor 32, 33 Ground, 34 Insulator.

Claims (5)

一端が高周波信号を入出力する第1の入出力端子と接続され、他端が高周波信号を入出力する第2の入出力端子と接続されたインダクタと、一端が上記第2の入出力端子と接続されたキャパシタと、一端が上記キャパシタの他端と接続され、他端がグランドと接続されたスイッチとを備えた移相器。   An inductor having one end connected to a first input / output terminal that inputs and outputs a high-frequency signal and the other end connected to a second input / output terminal that inputs and outputs a high-frequency signal; and one end connected to the second input / output terminal A phase shifter comprising a connected capacitor and a switch having one end connected to the other end of the capacitor and the other end connected to the ground. 一端が高周波信号を入出力する第1の入出力端子と接続され、他端が高周波信号を入出力する第2の入出力端子と接続されたインダクタと、一端が上記第1の入出力端子と接続された第1のキャパシタと、一端が上記第2の入出力端子と接続された第2のキャパシタと、一端が上記第1のキャパシタの他端と接続され、他端がグランドと接続された第1のスイッチと、一端が上記第2のキャパシタの他端と接続され、他端がグランドと接続された第2のスイッチとを備えた移相器。   An inductor having one end connected to a first input / output terminal that inputs and outputs a high-frequency signal and the other end connected to a second input / output terminal that inputs and outputs a high-frequency signal; and one end connected to the first input / output terminal A first capacitor connected, a second capacitor having one end connected to the second input / output terminal, one end connected to the other end of the first capacitor, and the other end connected to the ground; A phase shifter comprising: a first switch; and a second switch having one end connected to the other end of the second capacitor and the other end connected to the ground. スイッチとして片持ち梁構造スイッチが用いられ、上記片持ち梁構造スイッチにおける片持ち梁の支持端がグランドと接続されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の移相器。   The phase shifter according to claim 1 or 2, wherein a cantilever structure switch is used as a switch, and a support end of the cantilever beam in the cantilever structure switch is connected to a ground. 片持ち梁構造スイッチは、支持端がグランドと接続されている片持ち梁の自由端に設けられた可動電極と、上記可動電極と対向する位置に設けられた固定電極と、上記片持ち梁の撓みを制御して、上記可動電極と上記固定電極間の接続と非接続を切り替える制御手段とから構成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の移相器。   The cantilever structure switch includes a movable electrode provided at a free end of a cantilever whose supporting end is connected to the ground, a fixed electrode provided at a position facing the movable electrode, and the cantilever The control unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit switches between connection and non-connection between the movable electrode and the fixed electrode by controlling bending. Phase shifter. コプレーナ線路又はマイクロストリップ線路を構成するストリップ導体と、一方の面が上記ストリップ導体と接し、他方の面が固定電極と接している絶縁体とが設けられていることを特徴とする請求項4記載の移相器。   5. A strip conductor constituting a coplanar line or a microstrip line, and an insulator having one surface in contact with the strip conductor and the other surface in contact with a fixed electrode. Phase shifter.
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