JP2009231904A - Phase shifter and phased array antenna - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a phase shifter and a phased array antenna whose occupation areas and consumption power are small. <P>SOLUTION: The phase shifter includes a first transmission line TLa which transmits a signal of a first frequency, and a second transmission line TLb, and is configured such that a current having the first frequency flows in the second transmission line, and the current is controlled so as to adjust the phase of the signal transmitted via the first transmission line. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この出願は、移相器およびフェーズドアレイアンテナに関し、特に、高周波信号の位相を任意に制御する移相器、並びに、複数の移相器を使用して配列された複数のアンテナユニットから放射される電磁波ビームの指向性を制御するフェーズドアレイアンテナに関する。   The present application relates to a phase shifter and a phased array antenna, and in particular, is radiated from a phase shifter that arbitrarily controls the phase of a high-frequency signal and a plurality of antenna units arranged using a plurality of phase shifters. The present invention relates to a phased array antenna that controls the directivity of an electromagnetic wave beam.

従来、配列された複数のアンテナユニットを有し、各アンテナユニットに対して移相器で制御された異なる位相の信号を供給し、指向性の制御を行うようにしたフェーズドアレイアンテナが知られている。このフェーズドアレイアンテナは、例えば、車の車載用レーダ等として利用されている。   Conventionally, a phased array antenna having a plurality of arranged antenna units, supplying signals of different phases controlled by a phase shifter to each antenna unit, and performing directivity control is known. Yes. This phased array antenna is used, for example, as a vehicle-mounted radar.

ところで、近年のCMOS半導体の微細加工技術の進歩に伴って、半導体装置の高速化および高集積化が進んでいる。CMOSを用いた半導体集積回路装置(LSI)においても、化合物半導体やBi−CMOSの領域と考えられてきた数十GHzの信号を取り扱うことが可能になって来ている。その反面、高速化に伴う消費電力の拡大が大きな問題となっており、回路規模の削減や回路の共有化が求められている。   By the way, with the recent progress of microfabrication technology of CMOS semiconductors, higher speed and higher integration of semiconductor devices are progressing. Even in a semiconductor integrated circuit device (LSI) using CMOS, it has become possible to handle a signal of several tens GHz which has been considered as a compound semiconductor or Bi-CMOS region. On the other hand, the increase in power consumption accompanying the increase in speed is a major problem, and there is a demand for circuit scale reduction and circuit sharing.

図1はフェーズドアレイアンテナにおける放射角と給電位相の関係を説明するための図である。   FIG. 1 is a diagram for explaining the relationship between a radiation angle and a feeding phase in a phased array antenna.

図1に示されるように、フェーズドアレイアンテナ1は、信号源100からの信号に対してそれぞれ異なる位相2φ,φ,0,−φ,−2φを与える移相器111〜115と、各移相器111〜115の出力を増幅する終段アンプ(パワーアンプ)121〜125と、各終段アンプ121〜125に接続されたアンテナユニット131〜135を備える。ここで、各アンテナユニット131〜135は、例えば、隣接するアンテナユニットと間隔dだけ離れるように配列されている。   As shown in FIG. 1, the phased array antenna 1 includes phase shifters 111 to 115 that give different phases 2φ, φ, 0, −φ, and −2φ to signals from the signal source 100, and each phase shifter. Final stage amplifiers (power amplifiers) 121 to 125 that amplify the outputs of the devices 111 to 115, and antenna units 131 to 135 connected to the final stage amplifiers 121 to 125, respectively. Here, for example, the antenna units 131 to 135 are arranged so as to be separated from adjacent antenna units by a distance d.

そして、異なる位相2φ,φ,0,−φ,−2φの信号による配列されたアンテナユニット131〜135からの放射エネルギーが空間的に合成され、波面(電磁波ビーム)の指向性が制御される。   And the radiation energy from the arranged antenna units 131-135 by the signals of different phases 2φ, φ, 0, −φ, −2φ is spatially synthesized, and the directivity of the wavefront (electromagnetic wave) is controlled.

図1において、メインローブ方向(θ)とは、空間に放射される電磁波のうち一番強いエネルギーを有するベクトルの方向を示し、このメインローブ方向θが電磁波ビームの放射角になる。   In FIG. 1, the main lobe direction (θ) indicates the direction of a vector having the strongest energy among the electromagnetic waves radiated to the space, and the main lobe direction θ is the radiation angle of the electromagnetic wave beam.

すなわち、5つのアンテナユニット131〜135を使用し、隣接する各アンテナユニットに対してφの位相差を持つ信号を給電した場合、メインローブ方向はθで与えられ、位相差φは、φ=d・sinθとなる。なお、dは、各アンテナユニット間の距離を示し、通常、d=λ/2とする(λは、信号の波長)。   That is, when five antenna units 131 to 135 are used and a signal having a phase difference of φ is fed to each adjacent antenna unit, the main lobe direction is given by θ, and the phase difference φ is φ = d・ Sin θ. In addition, d shows the distance between each antenna unit, and is normally set to d = λ / 2 (λ is the wavelength of the signal).

具体的に、d=λ/2とし、θ=10°のメインローブを放射させたい場合、位相差φは、φ≒30°となり、5つのアンテナユニット131〜135を使用する場合、例えば、各アンテナユニット131〜135には、それぞれ位相が60°,30°,0°,−30°,−60°の信号を生成して給電する必要がある。   Specifically, when d = λ / 2 and a main lobe of θ = 10 ° is radiated, the phase difference φ is φ≈30 °, and when using five antenna units 131 to 135, for example, The antenna units 131 to 135 need to generate and feed signals having phases of 60 °, 30 °, 0 °, −30 °, and −60 °, respectively.

なお、図1では、5つのアンテナユニット131〜135を利用して電磁波ビームの放射角を制御しているが、このアンテナユニットの数は様々に変更可能であり、また、直線状ではなく平面状(二次元的)に配列することもできる。   In FIG. 1, the radiation angle of the electromagnetic wave beam is controlled using the five antenna units 131 to 135, but the number of the antenna units can be variously changed, and the planar shape is not linear. It can also be arranged (two-dimensionally).

図2〜図4は従来の移相器の例を示す図である。
まず、図2に示されるように、従来の一例としての移相器10は、位相が90°異なる入力信号Scos,Ssinに対してそれぞれ重み付け回路10aおよび10bにより重み付けを行い、その重み付けされた信号を加算回路10cで加算(ベクトル合成)する。これにより、重み付け回路10aおよび10bに入力される入力信号Scos(例えば、位相が0°の信号)およびSsin(例えば、位相が90°の信号)との間の任意の位相を有する信号Soutを得ることができるようになっている。
2-4 is a figure which shows the example of the conventional phase shifter.
First, as shown in FIG. 2, a phase shifter 10 as an example of the prior art weights input signals Scos and Ssin whose phases are different by 90 ° by weighting circuits 10a and 10b, respectively, and the weighted signals Are added (vector synthesis) by the adding circuit 10c. As a result, a signal Sout having an arbitrary phase between the input signals Scos (for example, a signal having a phase of 0 °) and Ssin (for example, a signal having a phase of 90 °) input to the weighting circuits 10a and 10b is obtained. Be able to.

また、図3に示されるように、従来の他の例としての移相器20は、直列接続されたインダクタ20a〜20c、および、各インダクタ20a〜20cの接続ノードと接地との間に接続された可変容量20d〜20fによるLC回路として構成されている。そして、可変容量20d〜20fの容量を調整することにより、入力信号Sinに対して所定の位相遅延が与えられた信号Soutが得られるようになっている。   As shown in FIG. 3, a phase shifter 20 as another conventional example is connected between series-connected inductors 20a to 20c and a connection node of each of the inductors 20a to 20c and the ground. It is configured as an LC circuit with variable capacitors 20d to 20f. Then, by adjusting the capacitances of the variable capacitors 20d to 20f, a signal Sout in which a predetermined phase delay is given to the input signal Sin can be obtained.

さらに、図4に示されるように、従来のさらに他の例としての移相器30は、直列接続されたインダクタ30a〜30c、および、各インダクタ30a〜30cの接続ノードと接地との間に接続された容量30d〜30fによるLC回路、並びに、スイッチ回路30gを備えて構成されている。そして、隣接するインダクタ30a〜30c間の接続ノードの出力をスイッチ回路30gで選択することにより、入力信号Sinに対して異なる位相遅延が与えられた信号Soutが得られるようになっている。   Further, as shown in FIG. 4, the phase shifter 30 as another conventional example is connected between the inductors 30 a to 30 c connected in series and the connection node of each inductor 30 a to 30 c and the ground. The LC circuit includes the capacitors 30d to 30f and the switch circuit 30g. Then, by selecting an output of a connection node between adjacent inductors 30a to 30c by the switch circuit 30g, a signal Sout having a different phase delay with respect to the input signal Sin can be obtained.

図5は従来のフェーズドアレイアンテナ(電子スキャン方式レーダのアンテナ)の一例を示す図であり、上述した図2に示す移相器10(11a,11b,11c〜15a,15b,15c)を、配列された5つのアンテナユニット131〜135に対応させて5つ設けたものである。なお、11d〜15dは、ミキサを示している。   FIG. 5 is a diagram showing an example of a conventional phased array antenna (electronic scanning radar antenna), in which the phase shifters 10 (11a, 11b, 11c to 15a, 15b, 15c) shown in FIG. 2 are arranged. The five antenna units 131 to 135 are provided in correspondence with the five antenna units. In addition, 11d-15d has shown the mixer.

図5に示されるように、従来のフェーズドアレイアンテナの一例において、各対の重み付け回路11a,11b〜15a,15bは、例えば、90°の位相差を有する信号(ローカル信号LO(Local Oscillator))をそれぞれ受け取り、重み付けを行った信号を加算器11c〜15cでベクトル合成(加算)することで所定の位相を有する信号を生成する。   As shown in FIG. 5, in an example of a conventional phased array antenna, each pair of weighting circuits 11a, 11b to 15a, 15b is, for example, a signal having a phase difference of 90 ° (local signal LO (Local Oscillator)). , And vector synthesis (addition) of the weighted signals by the adders 11c to 15c, thereby generating a signal having a predetermined phase.

各移相器の加算器11c〜15cの出力は、それぞれミキサ11d〜15dにより出力信号IF(Intermediate Frequency)と混合された後、マッチング回路141〜145を介して終段アンプ121〜125に供給される。そして、終段アンプ121〜125で増幅された信号エネルギーは、アンテナユニット131〜135を介して空間に放射される。ここで、各アンテナユニット131〜135は、例えば、隣接するアンテナユニットと距離dだけ離隔して配列されている。   The outputs of the adders 11c to 15c of each phase shifter are mixed with the output signal IF (Intermediate Frequency) by the mixers 11d to 15d, respectively, and then supplied to the final stage amplifiers 121 to 125 via the matching circuits 141 to 145. The And the signal energy amplified by the last stage amplifiers 121-125 is radiated | emitted to space via the antenna units 131-135. Here, each of the antenna units 131 to 135 is arranged, for example, separated from the adjacent antenna unit by a distance d.

なお、配列されたアンテナユニット131〜135を介して空間に放射される信号エネルギーは、各アンテナユニット131〜135に与えられる信号の位相に応じて所定の指向性を有することになる。   In addition, the signal energy radiated | emitted to space through the arranged antenna units 131-135 has predetermined directivity according to the phase of the signal given to each antenna unit 131-135.

ところで、従来、高周波信号の位相を変化させる移相器において、比較的簡易な構成により広帯域化および高安定化を図るために、位相を変化させようとする信号を分配器で2つの経路に分波し、それぞれの経路に設けた可変減衰器出力を方向性結合器で異なる位相で合成するようにしたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, in a phase shifter that changes the phase of a high-frequency signal, a signal whose phase is to be changed is divided into two paths by a distributor in order to achieve a wide band and high stability with a relatively simple configuration. It has been proposed that the output of a variable attenuator provided in each path is combined with a directional coupler with different phases (see, for example, Patent Document 1).

また、従来、入力信号を90°ハイブリッドで分岐し、その分岐された信号を、正弦・余弦関数型ポテンショメータにより制御される2つの直線変調器に供給し、その2つの直線変調器の出力を信号合成回路で合成するようにした正弦波信号移相器も提案されている(例えば、特許文献2参照)。   Conventionally, an input signal is branched by a 90 ° hybrid, and the branched signal is supplied to two linear modulators controlled by a sine / cosine function type potentiometer, and the outputs of the two linear modulators are signals. A sine wave signal phase shifter that is synthesized by a synthesis circuit has also been proposed (for example, see Patent Document 2).

特開平11−017464号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-017464 特開昭53−121445号公報Japanese Patent Laid-Open No. 53-121445

まず、図3を参照して説明した従来の移相器は、固定インダクタ20a〜20cおよび可変容量20d〜20fを用いて遅延を行うようになっており、可変容量20d〜20fは、例えば、半導体内部ではバラクタという名前で呼ばれるMOS(主として、半導体基板上に、絶縁膜を介してポリシリコンなどの導電層を形成した素子)による容量である。   First, the conventional phase shifter described with reference to FIG. 3 performs a delay using the fixed inductors 20a to 20c and the variable capacitors 20d to 20f. The variable capacitors 20d to 20f are, for example, semiconductors This is a capacitance by a MOS (namely, an element in which a conductive layer such as polysilicon is formed on a semiconductor substrate via an insulating film) which is internally called a varactor.

また、図4を参照して説明した従来の移相器は、固定容量30d〜30fを用いるが、隣接するインダクタ30a〜30c間の接続ノードから取り出した出力をスイッチ回路30gで選択するようになっている。   The conventional phase shifter described with reference to FIG. 4 uses the fixed capacitors 30d to 30f, but selects the output extracted from the connection node between the adjacent inductors 30a to 30c by the switch circuit 30g. ing.

すなわち、図3および図4に示す従来の移相器は、バラクタやスイッチ回路にアクティブデバイス(MOS)を用いるため、NF(負帰還)に制限のあるRF回路では、デバイスノイズの影響が問題となる。   That is, since the conventional phase shifter shown in FIGS. 3 and 4 uses an active device (MOS) for the varactor and the switch circuit, the influence of device noise is a problem in an RF circuit having a limitation on NF (negative feedback). Become.

さらに、図2および図5を参照して説明したベクトル合成を行う従来の移相器(フェーズドアレイアンテナ)は、例えば、真の信号に加えて、90°位相の異なった信号を使用して所定の位相を有する信号を生成している。すなわち、任意の位相を有する信号を生成するためには、例えば、4相(0°,90°,180°,270°)の信号が必要となる。   Furthermore, the conventional phase shifter (phased array antenna) that performs the vector synthesis described with reference to FIGS. 2 and 5 uses, for example, a signal having a phase difference of 90 ° in addition to a true signal. Is generated. That is, in order to generate a signal having an arbitrary phase, for example, signals of four phases (0 °, 90 °, 180 °, 270 °) are required.

しかしながら、レーダとして使用する数十GHz帯のローカル信号LO(例えば、電圧制御発振器(VCO))はインダクタを用いる場合が多く、ローカル信号LOを4相出力化するには、例えば、2倍の面積および電力が必要となる。   However, a local signal LO (for example, a voltage controlled oscillator (VCO)) of several tens of GHz used as a radar often uses an inductor, and in order to convert the local signal LO into a four-phase output, for example, double the area. And power is required.

また、ローカル信号LOを4相出力化するには、2倍周波数LOから分周することが考えられるが、そのような高速なLO(VCO)を設計することは困難である。   In order to make the local signal LO into a four-phase output, it is possible to divide the frequency from the double frequency LO, but it is difficult to design such a high-speed LO (VCO).

さらに、ベクトル合成の手法は4相の信号を扱うことから、その位相差を保持することが非常に難しく、任意の位相を有する信号を生成することが困難となる問題がある。また、図5に示すように、LO出力を移相したあと、複数のミキサを用意する必要しなければならないといった問題がある。   Furthermore, since the vector synthesis method handles four-phase signals, it is very difficult to maintain the phase difference, and there is a problem that it is difficult to generate a signal having an arbitrary phase. Further, as shown in FIG. 5, there is a problem that it is necessary to prepare a plurality of mixers after shifting the LO output.

この出願は、上述した従来技術が有する課題に鑑み、占有面積および消費電力の小さい移相器およびフェーズドアレイアンテナの提供を目的とする。   This application aims at providing a phase shifter and a phased array antenna with a small occupation area and low power consumption in view of the above-described problems of the prior art.

第1の実施形態によれば、第1周波数を有する信号を伝送する第1伝送線路と、第2伝送線路と、を備え、前記第2伝送線路に前記第1周波数を有する電流を流し、前記電流を制御して前記第1伝送線路を介して伝送される前記信号の位相を調整する移相器が提供される。   According to the first embodiment, a first transmission line for transmitting a signal having a first frequency, and a second transmission line, and passing a current having the first frequency through the second transmission line, A phase shifter is provided that controls a current to adjust a phase of the signal transmitted through the first transmission line.

第2の実施形態によれば、所定の間隔で配列された複数のアンテナユニットと、該各アンテナユニットに供給する信号の位相をそれぞれ制御する複数の移相器と、を備えるフェーズドアレイアンテナが提供される。ここで、各移相器は、第1周波数を有する信号を伝送する第1伝送線路と、第2伝送線路と、を備え、前記第2伝送線路に前記第1周波数を有する電流を流し、前記電流を制御して前記第1伝送線路を介して伝送される前記信号の位相を調整するようになっている。   According to the second embodiment, there is provided a phased array antenna comprising a plurality of antenna units arranged at predetermined intervals and a plurality of phase shifters for controlling the phases of signals supplied to the respective antenna units. Is done. Here, each phase shifter includes a first transmission line that transmits a signal having a first frequency, and a second transmission line, and allows a current having the first frequency to flow through the second transmission line, The phase of the signal transmitted through the first transmission line is adjusted by controlling the current.

各実施例によれば、占有面積および消費電力の小さい移相器およびフェーズドアレイアンテナを提供することができる。   According to each embodiment, it is possible to provide a phase shifter and a phased array antenna with a small occupation area and power consumption.

まず、移相器およびフェーズドアレイアンテナの実施例を詳述する前に、本実施形態の原理を、添付図面を参照して詳述する。   First, before detailed description of examples of the phase shifter and the phased array antenna, the principle of the present embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図6は伝送線路を概略的に示す図であり、図7は結合伝送線路を概略的に示す図である。図6において、参照符号Aはアンプ、TLは伝送線路、そして。ANTはアンテナを示している。   FIG. 6 is a diagram schematically showing a transmission line, and FIG. 7 is a diagram schematically showing a coupled transmission line. In FIG. 6, reference numeral A is an amplifier, TL is a transmission line, and so on. ANT indicates an antenna.

一般的に、図6に示されるような伝送線路(例えば、コプレナウェーブガイド(Coplanar Waveguide)やマイクロストリップライン(Micro-strip-line))を伝わる信号の伝搬速度Vは、V∝(LC)-1/2で与えられる。そして、LやCを制御することで伝搬速度を制御して信号の到達時間を制御することができ、位相シフトを実現することができる。 In general, the propagation velocity V of a signal transmitted through a transmission line as shown in FIG. 6 (for example, a coplanar waveguide or a microstrip line) is V∝ (LC). -1/2 . By controlling L and C, the propagation speed can be controlled to control the arrival time of the signal, and a phase shift can be realized.

本実施形態では、図7に示されるような一対の並行に配置した伝送線路(結合伝送線路)TLa,TLbを使用し、この一対の伝送線路TLa,TLb間の電磁結合(M)を利用して任意の位相差を生成する。   In this embodiment, a pair of transmission lines (coupled transmission lines) TLa and TLb arranged in parallel as shown in FIG. 7 is used, and electromagnetic coupling (M) between the pair of transmission lines TLa and TLb is used. To generate an arbitrary phase difference.

図8は結合伝送線路と電流との関係を説明するための図である。ここで、図8(a)は、一対の伝送線路TLaおよびTLbに対して、図面上、右から左方向に電流Ia,Ibを流した場合を示し、また、図8(b)は、左から右方向に電流Ia,Ibを流した場合を示す。なお、図8(c)は、一対の伝送線路TLaおよびTLbに対して、同じ方向に電流を流したときの電磁結合Mを説明するためのものである。   FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between the coupled transmission line and the current. Here, FIG. 8A shows a case where currents Ia and Ib are passed from right to left in the drawing with respect to the pair of transmission lines TLa and TLb, and FIG. A case where currents Ia and Ib are supplied in the right direction from the right is shown. FIG. 8C illustrates electromagnetic coupling M when a current is passed in the same direction with respect to the pair of transmission lines TLa and TLb.

図8(a)および図8(b)に示されるように、信号の位相を遅延させたい場合、真の信号が流れる伝送線路TLaに対して並行に配置された伝送線路TLbに同方向の電流を流す。   As shown in FIG. 8A and FIG. 8B, when it is desired to delay the phase of the signal, the current in the same direction in the transmission line TLb arranged in parallel to the transmission line TLa through which the true signal flows is shown. Shed.

すなわち、図8(c)に示されるように、真の信号が流れる伝送線路TLaにより発生する磁界は、並行に配置された伝送線路TLbに流される同一方向の電流により発生する磁界により妨げられ、その結果、信号の到着点では信号の位相遅延となってあらわれる。いわゆる電磁誘導による位相シフトの実現となる。   That is, as shown in FIG. 8C, the magnetic field generated by the transmission line TLa through which the true signal flows is hindered by the magnetic field generated by the current in the same direction flowing through the transmission line TLb arranged in parallel. As a result, a signal phase delay appears at the signal arrival point. This realizes phase shift by so-called electromagnetic induction.

一方、位相進みを実現したい場合には、上述したのとは逆に、並行に配置された伝送線路TLbに流す電流を、真の信号が流れる伝送線路TLaとは逆方向とすることにより実現する。   On the other hand, when it is desired to realize phase advance, on the contrary, it is realized by setting the current flowing through the transmission line TLb arranged in parallel to the direction opposite to the transmission line TLa through which the true signal flows. .

以下、移相器およびフェーズドアレイアンテナの実施例を、添付図面を参照して詳述する。   Hereinafter, embodiments of the phase shifter and the phased array antenna will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図9は移相器の一実施例を説明するための図である。
図9に示されるように、本実施例の移相器Pは、結合伝送線路TLa,TLbのうち、真の信号を伝送する伝送線路TLaの入力端に対して、利得が1の電流アンプ(gmアンプ)Aaを介してローカル信号LO(或いは、高周波信号RF)を供給する。さらに、伝送線路TLaに対して並行に配置した伝送線路(位相調整用伝送線路)TLbに対しては、利得がkの電流アンプAbを介してローカル信号LO(或いは、高周波信号RF)を供給する。
FIG. 9 is a diagram for explaining an embodiment of the phase shifter.
As shown in FIG. 9, the phase shifter P of the present embodiment is a current amplifier having a gain of 1 with respect to the input end of the transmission line TLa that transmits a true signal among the coupled transmission lines TLa and TLb. gm amplifier) A local signal LO (or high frequency signal RF) is supplied via Aa. Further, a local signal LO (or a high frequency signal RF) is supplied to a transmission line (phase adjustment transmission line) TLb arranged in parallel with the transmission line TLa via a current amplifier Ab having a gain of k. .

ここで、位相調整用伝送線路TLbの出力端には、負荷Lが設けられている。なお、負荷Lは、例えば、容量または抵抗により構成することができる。   Here, a load L is provided at the output end of the phase adjustment transmission line TLb. In addition, the load L can be comprised by a capacity | capacitance or resistance, for example.

図9に示す本実施例の移相器Pは、ローカル信号LOまたは高周波信号RFを、電流アンプAa,Abを介して結合伝送線路TLa,TLbに伝搬させ、相互インダクタンスにより真の信号を伝送する伝送線路TLaの出力端において、位相のシフトを制御する。   The phase shifter P of this embodiment shown in FIG. 9 propagates the local signal LO or the high frequency signal RF to the coupled transmission lines TLa and TLb via the current amplifiers Aa and Ab, and transmits a true signal by mutual inductance. The phase shift is controlled at the output end of the transmission line TLa.

このとき、信号の伝搬速度V(V’)は、V∝(LC)-1/2とは異なり、V’∝((L+kM)C)-1/2に比例することになる。なお、Mは結合伝送線路間の相互インダクタンスを表し、kは位相調整用伝送線路TLbに流れる電流の符合と強度を表す。 At this time, the signal propagation speed V (V ′) is proportional to V′∝ ((L + kM) C) −1/2 , unlike V∝ (LC) −1/2 . M represents the mutual inductance between the coupled transmission lines, and k represents the sign and strength of the current flowing through the phase adjustment transmission line TLb.

このように、本実施例の移相器によれば、例えば、位相が90°異なる信号を必要とせず、差動信号のみでよいことになる。そして、本実施例の移相器によれば、上記の結合伝送線路TLa,TLbと、電流アンプAa,Abの構成により、真の信号に対して任意の位相差を有する信号を生成することができる。   Thus, according to the phase shifter of the present embodiment, for example, signals that are 90 ° different in phase are not required, and only a differential signal is required. And according to the phase shifter of a present Example, the signal which has arbitrary phase differences with respect to a true signal can be produced | generated by the structure of said coupling transmission line TLa, TLb and current amplifier Aa, Ab. it can.

そして、上述のように、任意の位相を有する信号の生成には差動信号のみがあれば十分であり、結合した伝送線路に対しては周波数の制限が無い。   As described above, only a differential signal is sufficient to generate a signal having an arbitrary phase, and there is no frequency limitation on the coupled transmission line.

図10は図9の移相器における動作を説明するための図である。ここで、図10(a)は、位相調整用伝送線路TLbに異なる電流を流したときの真の信号を伝送する伝送線路TLaの出力端における信号の出力電圧の時間変化を示し、また、図10(b)は、位相調整用伝送線路TLbに流す電流の大きさと真の信号を伝送する伝送線路TLaの出力端における信号の位相差との関係を示している。   FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the phase shifter of FIG. Here, FIG. 10A shows the time change of the output voltage of the signal at the output end of the transmission line TLa that transmits a true signal when different currents are passed through the phase adjustment transmission line TLb. 10 (b) shows the relationship between the magnitude of the current flowing through the phase adjustment transmission line TLb and the phase difference of the signal at the output end of the transmission line TLa that transmits the true signal.

図10(a)における位相調整用伝送線路TLbに対して電流を流さないとき(曲線C0),4mAの電流を流したとき(曲線C4),8mAの電流を流したとき(曲線C8),…,20mAの電流を流したとき(曲線C20)の比較から明らかなように、位相調整用伝送線路TLbに対して伝送線路TLaにおける真の信号と同相の信号を流した場合、その位相調整用伝送線路TLbに流す電流(同相の電流)が大きくなるに従って、伝送線路TLaの出力端における真の信号の位相が遅れることが分かる。   When no current is passed through the phase adjusting transmission line TLb in FIG. 10A (curve C0), when a current of 4 mA is passed (curve C4), when a current of 8 mA is passed (curve C8),... , When a current of 20 mA is applied (curve C20), when a signal in phase with the true signal in the transmission line TLa is applied to the phase adjustment transmission line TLb, the phase adjustment transmission is performed. It can be seen that the true signal phase at the output end of the transmission line TLa is delayed as the current (in-phase current) flowing through the line TLb increases.

なお、位相調整用伝送線路TLbに対して伝送線路TLaにおける真の信号と逆相の信号を流した場合には、その位相調整用伝送線路TLbに流す電流(逆相の電流)が大きくなるに従って、伝送線路TLaの出力端における真の信号の位相が進むことになる。   When a signal having a phase opposite to that of the true signal in the transmission line TLa is supplied to the phase adjustment transmission line TLb, as the current flowing in the phase adjustment transmission line TLb (an opposite phase current) increases. The phase of the true signal at the output end of the transmission line TLa advances.

すなわち、図10(b)に示されるように、位相調整用伝送線路TLbに流す電流をその向きおよび大きさを変化させることにより、伝送線路TLaの出力端における真の信号を、位相調整用伝送線路TLbに電流を流さない場合に対してその信号の位相を任意に(様々な位相の遅れおよび進みを持たせるように)設定することができる。   That is, as shown in FIG. 10B, by changing the direction and magnitude of the current flowing through the phase adjustment transmission line TLb, the true signal at the output end of the transmission line TLa is transmitted to the phase adjustment transmission line. The phase of the signal can be arbitrarily set (so as to have various phase delays and leads) with respect to the case where no current is passed through the line TLb.

なお、図10では、例として、約5μmの間隔で約4mmの長さだけ並行に配置された約5μmの幅を有する2本のマイクロストリップラインに対して60GHzの信号を与えた場合のシミュレーション結果を示しているが、これは、使用する信号の周波数、並行に配置する結合伝送線路の構成、および、位相調整用伝送線路TLbに流す電流の大きさ等の様々な条件を変化させることにより、本実施例を幅広く適用させることができるのはいうまでもない。   In FIG. 10, as an example, a simulation result when a 60 GHz signal is given to two microstrip lines having a width of about 5 μm arranged in parallel by a length of about 4 mm at intervals of about 5 μm. This shows that by changing various conditions such as the frequency of the signal to be used, the configuration of the coupled transmission line arranged in parallel, and the magnitude of the current flowing through the phase adjustment transmission line TLb, Needless to say, this embodiment can be widely applied.

図11はフェーズドアレイアンテナの一実施例を示す図であり、図12は図11のフェーズドアレイアンテナを説明するための図である。   FIG. 11 is a diagram showing an embodiment of a phased array antenna, and FIG. 12 is a diagram for explaining the phased array antenna of FIG.

図11に示されるように、本実施例のフェーズドアレイアンテナは、半導体集積回路装置(モノリシックIC)210上に設けられたCPU211,メモリ(MEM)212,ディジタル/アナログ変換器(DAC)213,RFフロントエンド部214およびマッチング部215、並びに、半導体集積回路装置210の外部に設けたパッチアンテナ220を備える。   As shown in FIG. 11, the phased array antenna according to the present embodiment includes a CPU 211, a memory (MEM) 212, a digital / analog converter (DAC) 213, RF provided on a semiconductor integrated circuit device (monolithic IC) 210. The front end unit 214, the matching unit 215, and the patch antenna 220 provided outside the semiconductor integrated circuit device 210 are provided.

図11に示すフェーズドアレイアンテナは、半導体集積回路装置210の外部にパッチアンテナ(アンテナユニット)220を設けるようにしたものであるが、本実施形態のフェーズドアレイアンテナは、半導体集積回路装置210にアンテナユニットを一体的に形成することもできる。   The phased array antenna shown in FIG. 11 is configured such that a patch antenna (antenna unit) 220 is provided outside the semiconductor integrated circuit device 210. However, the phased array antenna of the present embodiment has an antenna connected to the semiconductor integrated circuit device 210. The unit can also be formed integrally.

図12はフェーズドアレイアンテナを半導体集積回路装置に一体化した実施例を示す図である。   FIG. 12 is a diagram showing an embodiment in which a phased array antenna is integrated with a semiconductor integrated circuit device.

図12(a)に示されるように、本実施例のフェーズドアレイアンテナは、半導体集積回路装置210上にパッチアンテナ221を形成するようになっている。   As shown in FIG. 12A, the phased array antenna of this embodiment is configured such that a patch antenna 221 is formed on a semiconductor integrated circuit device 210.

また、図12(b)に示されるように、本実施例のフェーズドアレイアンテナは、半導体集積回路装置210上にモノポールアンテナ222を形成することも可能である。   Further, as shown in FIG. 12B, the phased array antenna of this embodiment can also form a monopole antenna 222 on the semiconductor integrated circuit device 210.

さらに、図12(c)に示されるように、本実施例のフェーズドアレイアンテナは、半導体集積回路装置210上にMEMSアンテナ223を形成してもよい。   Further, as shown in FIG. 12C, the phased array antenna of this embodiment may form a MEMS antenna 223 on the semiconductor integrated circuit device 210.

このように、各アンテナ(複数のアンテナユニット)を半導体集積回路装置210上に一体的に形成することによって、フェーズドアレイアンテナをより一層小型化することが可能になる。   Thus, by forming each antenna (a plurality of antenna units) integrally on the semiconductor integrated circuit device 210, the phased array antenna can be further reduced in size.

図13はフェーズドアレイアンテナの一実施例におけるRFフロントエンド部214を概略的に示す図である。   FIG. 13 is a diagram schematically showing the RF front end unit 214 in one embodiment of the phased array antenna.

ここで、図13における参照符号431a〜435aおよび431b〜435bは、図9における電流アンプAaおよびAbに対応し、図13における参照符号441a〜445aおよび441b〜445bは、図9における真の信号を伝送する伝送線路TLaおよび位相調整用伝送線路TLbに対応し、そして、図13における参照符号451〜455は、図9における負荷(容量)Lに対応する。   Here, reference numerals 431a to 435a and 431b to 435b in FIG. 13 correspond to the current amplifiers Aa and Ab in FIG. 9, and reference numerals 441a to 445a and 441b to 445b in FIG. Corresponding to the transmission line TLa and the phase adjusting transmission line TLb for transmission, reference numerals 451 to 455 in FIG. 13 correspond to the load (capacitance) L in FIG.

図13と前述した図9との比較から明らかなように、RFフロントエンド部214は、例えば、図9に示す移相器Pを5つのアンテナユニットに対応させて5組設け、各組の位相調整用伝送線路441b〜445b(TLb)に流す電流の向きおよび大きさを変化させ、それぞれ真の信号を伝える伝送線路441a〜445a(TLa)の出力端から異なる位相(例えば、60°,30°,0°,−30°,−60°)を有する信号を得るようになっている。なお、位相差の正の符号は伝送線路441a〜445aを伝わる真の信号が遅れるのを示し、また、位相差の負の符号は伝送線路441a〜445aを伝わる真の信号が進むのを示している。   As is clear from the comparison between FIG. 13 and FIG. 9 described above, the RF front end unit 214 includes, for example, five sets of the phase shifters P shown in FIG. 9 corresponding to the five antenna units, and the phase of each set. The phase and the magnitude of the current flowing through the adjustment transmission lines 441b to 445b (TLb) are changed, and different phases (for example, 60 °, 30 °, for example) from the output ends of the transmission lines 441a to 445a (TLa) that transmit true signals, respectively. , 0 °, −30 °, −60 °). The positive sign of the phase difference indicates that the true signal transmitted through the transmission lines 441a to 445a is delayed, and the negative sign of the phase difference indicates that the true signal transmitted through the transmission lines 441a to 445a is advanced. Yes.

すなわち、図13において概念的に示されるように、各組の移相器における位相調整用伝送線路441b〜445bにおいて、例えば、位相調整用伝送線路441bには、真の信号を伝える伝送線路441aと同じ方向に大きな電流(例えば、ほぼ同じ大きさの電流)を流すことで伝送線路441aを介して終段アンプ461(PA)に供給される信号を大きく(例えば、60°)遅延させる。   That is, as conceptually shown in FIG. 13, in the phase adjustment transmission lines 441b to 445b in each set of phase shifters, for example, the phase adjustment transmission line 441b has a transmission line 441a for transmitting a true signal. By flowing a large current (for example, currents of substantially the same magnitude) in the same direction, a signal supplied to the final stage amplifier 461 (PA) via the transmission line 441a is greatly delayed (for example, 60 °).

また、例えば、位相調整用伝送線路442bには、真の信号を伝える伝送線路442aと同じ方向に小さな電流(例えば、ほぼ半分程度の電流)を流すことで伝送線路442aを介して終段アンプ462に供給される信号を少し(例えば、30°)遅延させ、さらに、位相調整用伝送線路442bには電流を流さないことで伝送線路443aを介して終段アンプ463に供給される信号を同相(例えば、0°)とする。   In addition, for example, a small current (for example, about half of the current) flows in the phase adjustment transmission line 442b in the same direction as the transmission line 442a that transmits a true signal, so that the final amplifier 462 is transmitted via the transmission line 442a. Is slightly delayed (for example, 30 °), and the current supplied to the final amplifier 463 via the transmission line 443a is kept in phase by passing no current through the phase adjustment transmission line 442b. For example, 0 °).

そして、例えば、位相調整用伝送線路444bには、真の信号を伝える伝送線路444aと逆の方向に小さな電流(ほぼ半分程度の電流)を流すことで伝送線路444aを介して終段アンプ464に供給される信号を少し(例えば、30°)進めさせ、さらに、位相調整用伝送線路445bには、真の信号を伝える伝送線路445aと逆の方向に大きな電流(例えば、ほぼ同じ大きさの電流)を流すことで伝送線路445aを介して終段アンプ465に供給される信号を大きく(例えば、60°)進める。   Then, for example, a small current (approximately half the current) is passed through the phase adjustment transmission line 444b in the opposite direction to the transmission line 444a that transmits a true signal, thereby passing through the transmission line 444a to the final amplifier 464. The supplied signal is advanced a little (for example, 30 °), and the phase adjusting transmission line 445b has a large current (for example, a current having substantially the same magnitude) in the opposite direction to the transmission line 445a that transmits the true signal. The signal supplied to the final stage amplifier 465 via the transmission line 445a is greatly advanced (for example, 60 °).

このようにして得られた位相の異なる5つの信号は、終段アンプ461〜465およびマッチング部215等を介して半導体集積回路装置と一体的、或いは、その外部に設けられた5つのアンテナユニットに供給される。   The five signals having different phases obtained in this way are integrated with the semiconductor integrated circuit device via the final stage amplifiers 461 to 465 and the matching unit 215 or the like, or are supplied to the five antenna units provided outside thereof. Supplied.

なお、図13から明らかなように、本実施例のフェーズドアレイアンテナによれば、ミキサ42は、LO信号(41)とIF信号を加算する個所だけでよいため、すなわち、前述した図5に示すフェーズドアレイアンテナのように、各アンテナユニットに対してそれぞれ設ける必要がない。   As is clear from FIG. 13, according to the phased array antenna of this embodiment, the mixer 42 is only required to add the LO signal (41) and the IF signal, that is, as shown in FIG. Unlike a phased array antenna, it is not necessary to provide each antenna unit.

また、図13では、例えば、位相を制御するために並行に配置した伝送線路(結合伝送線路)441a,441b〜445a,445bの長さを1mmとし、さらに、隣接する終段アンプ461〜465の出力線の間隔を0.2mmとすると、RFフロントエンド部214が占有する大きさをほぼ1mm×1mm程度とすることができる。これは、例えば、図5に示すような位相差の異なる複数の信号をベクトル合成により生成するものと比較して、占有面積および消費電力を半分程度に抑制することが可能なことを意味する。   In FIG. 13, for example, the lengths of transmission lines (coupled transmission lines) 441a, 441b to 445a, 445b arranged in parallel to control the phase are set to 1 mm, and further, the adjacent final stage amplifiers 461 to 465 are arranged. When the interval between the output lines is 0.2 mm, the size occupied by the RF front end portion 214 can be approximately 1 mm × 1 mm. This means, for example, that the occupied area and the power consumption can be reduced to about half compared to the case where a plurality of signals having different phase differences as shown in FIG. 5 are generated by vector synthesis.

図14はフェーズドアレイアンテナの制御処理の一例を説明するためのフローチャートであり、一例としてフェーズドアレイアンテナが車載レーダとして搭載されたときの制御処理を説明するためのものである。ここで、CPUは、障害物を探索する全方位スキャンモードと、障害物を発見した時にその障害物の詳細な情報を得るための特定場所スキャンモードとを備える。   FIG. 14 is a flowchart for explaining an example of the control process of the phased array antenna. As an example, the control process when the phased array antenna is mounted as an in-vehicle radar is described. Here, the CPU includes an omnidirectional scan mode for searching for an obstacle and a specific location scan mode for obtaining detailed information of the obstacle when the obstacle is found.

すなわち、図14に示されるように、フェーズドアレイアンテナの制御処理は、まず、ステップST1における全方位スキャン、或いは、ステップST2における特定場所スキャンに従って、ステップST3においてフェーズドアレイアンテナから放射される電磁波ビームの放射角を決定する。   That is, as shown in FIG. 14, the control processing of the phased array antenna starts with the omnidirectional scan in step ST1 or the specific location scan in step ST2 of the electromagnetic wave beam radiated from the phased array antenna in step ST3. Determine the radiation angle.

さらに、ステップST4に進んで、フェーズドアレイアンテナから放射される電磁波ビームの放射角に対する電流値(ロジック)を決定して、ステップST5に進む。このステップST4における放射角に対する電流値の決定は、CPUが前述した電流強度および生成される信号の位相差のテーブルを備えたメモリ(MEM)を参照して行う。   Furthermore, it progresses to step ST4, the electric current value (logic) with respect to the radiation angle of the electromagnetic wave beam radiated | emitted from a phased array antenna is determined, and it progresses to step ST5. The determination of the current value with respect to the radiation angle in step ST4 is performed by referring to a memory (MEM) provided with a table of the current intensity and the phase difference of the generated signal.

ステップST5では、電流値(ロジック)を電流値(アナログ)に変換する。すなわち、CPUは、ステップST4で参照したテーブルに従って、各アンテナユニットから放射される信号の位相差を生成すべくディジタル/アナログ変換器(DAC)の制御を行う。   In step ST5, the current value (logic) is converted into a current value (analog). That is, the CPU controls the digital / analog converter (DAC) to generate a phase difference between signals radiated from each antenna unit in accordance with the table referenced in step ST4.

そして、ステップST6に進んで、電流値(アナログ)により各電流アンプを制御する。すなわち、RFフロントエンド部における電流アンプを活性化して、各アンテナユニットで必要とされる位相差を持った信号が結合伝送線路における真の信号を伝える伝送線路TLaの出力端で得られるように、該真の信号を伝える伝送線路TLaの電流アンプおよび位相調整用伝送線路TLbの電流アンプを制御する。   In step ST6, each current amplifier is controlled by the current value (analog). That is, by activating the current amplifier in the RF front end unit, a signal having a phase difference required by each antenna unit is obtained at the output end of the transmission line TLa that transmits a true signal in the coupled transmission line. The current amplifier of the transmission line TLa that transmits the true signal and the current amplifier of the phase adjustment transmission line TLb are controlled.

なお、各必要とされる位相差を持った信号(伝送線路TLaの出力端の信号)は、それぞれ終段アンプPAを介して各アンテナユニットから放射され、信号が空間合成されて電磁波ビームの放射角度が制御される。   Each signal having a required phase difference (a signal at the output end of the transmission line TLa) is radiated from each antenna unit via a final amplifier PA, and the signals are spatially synthesized to radiate an electromagnetic wave beam. The angle is controlled.

ここで、各アンテナユニットは、前述したように、半導体集積回路装置(モノリシックIC)の外部に設けることもできるが、そのIC内部に一体的に設けることも可能である。   Here, as described above, each antenna unit can be provided outside the semiconductor integrated circuit device (monolithic IC), but can also be provided integrally within the IC.

また、上述した移相器は、例えば、車載される電子スキャン方式レーダのアンテナであるフェーズドアレイアンテナに適用した場合、すなわち、複数のアンテナユニットから放射されるエネルギーを空間的に合成して電磁波ビームの指向性を制御する場合を例として説明したが、本実施形態の移相器は、フェーズドアレイアンテナに限定されるものではなく、真の信号に対して所定の位相差を有する信号を生成するための様々な回路或いは装置に対して幅広く適用することができる。   In addition, the above-described phase shifter is applied to, for example, a phased array antenna that is an antenna of an electronic scan radar mounted on a vehicle, that is, an electromagnetic wave beam by spatially combining energy radiated from a plurality of antenna units. As an example, the phase shifter of the present embodiment is not limited to the phased array antenna, and generates a signal having a predetermined phase difference with respect to the true signal. Therefore, it can be widely applied to various circuits or devices.

以上の実施例を含む実施形態に関し、さらに、以下の付記を開示する。
(付記1)
第1周波数を有する信号を伝送する第1伝送線路と、
第2伝送線路と、を備え、前記第2伝送線路に前記第1周波数を有する電流を流し、前記電流を制御して前記第1伝送線路を介して伝送される前記信号の位相を調整する移相器。
Regarding the embodiment including the above examples, the following supplementary notes are further disclosed.
(Appendix 1)
A first transmission line for transmitting a signal having a first frequency;
A second transmission line, a current flowing through the second transmission line having the first frequency, and controlling the current to adjust a phase of the signal transmitted through the first transmission line. Phaser.

(付記2)
付記1に記載の移相器において、
前記第2伝送線路は、前記第1伝送線路と並行に配置される移相器。
(Appendix 2)
In the phase shifter described in appendix 1,
The second transmission line is a phase shifter arranged in parallel with the first transmission line.

(付記3)
付記1または2に記載の移相器において、
前記電流の制御は、前記第2伝送線路に流す前記電流の向きおよび大きさを制御する移相器。
(Appendix 3)
In the phase shifter according to appendix 1 or 2,
The control of the current is a phase shifter that controls the direction and magnitude of the current flowing through the second transmission line.

(付記4)
付記3に記載の移相器において、さらに、
前記第1伝送線路に対して真の信号を流すための第1電流アンプと、
前記第2伝送線路に対して必要とする位相差に応じた前記電流を流すための第2電流アンプと、を備える移相器。
(Appendix 4)
In the phase shifter described in appendix 3,
A first current amplifier for flowing a true signal to the first transmission line;
A phase shifter comprising: a second current amplifier configured to flow the current according to a phase difference required for the second transmission line.

(付記5)
付記4に記載の移相器において、さらに、
一端に前記第2電流アンプが接続された前記第2伝送線路の他端に設けられた負荷素子を備える移相器。
(Appendix 5)
In the phase shifter described in appendix 4,
A phase shifter comprising a load element provided at the other end of the second transmission line, the second current amplifier being connected to one end.

(付記6)
所定の間隔で配列された複数のアンテナユニットと、該各アンテナユニットに供給する信号の位相をそれぞれ制御する複数の移相器と、を備え、前記各移相器は、付記1〜5のいずれか1項に記載の移相器であるフェーズドアレイアンテナ。
(Appendix 6)
A plurality of antenna units arranged at a predetermined interval; and a plurality of phase shifters for controlling the phases of signals supplied to the respective antenna units. A phased array antenna which is the phase shifter according to claim 1.

(付記7)
付記6に記載のフェーズドアレイアンテナにおいて、
前記複数のアンテナユニットは、前記複数の移相器が形成された半導体集積回路装置の外部に形成されるフェーズドアレイアンテナ。
(Appendix 7)
In the phased array antenna according to attachment 6,
The plurality of antenna units are phased array antennas formed outside a semiconductor integrated circuit device in which the plurality of phase shifters are formed.

(付記8)
付記6に記載のフェーズドアレイアンテナにおいて、
前記複数のアンテナユニットは、前記複数の移相器が形成された半導体集積回路装置と一体的に当該半導体集積回路装置上に形成されるフェーズドアレイアンテナ。
(Appendix 8)
In the phased array antenna according to attachment 6,
The plurality of antenna units are phased array antennas formed on the semiconductor integrated circuit device integrally with the semiconductor integrated circuit device in which the plurality of phase shifters are formed.

(付記9)
付記6〜8のいずれか1項に記載のフェーズドアレイアンテナにおいて、
該フェーズドアレイアンテナは、電子スキャン方式レーダのアンテナであるフェーズドアレイアンテナ。
(Appendix 9)
In the phased array antenna according to any one of appendices 6 to 8,
The phased array antenna is a phased array antenna that is an antenna of an electronic scanning radar.

フェーズドアレイアンテナにおける放射角と給電位相の関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the radiation angle in a phased array antenna, and a feed phase. 従来の移相器の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional phase shifter. 従来の移相器の他の例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other example of the conventional phase shifter. 従来の移相器のさらに他の例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other example of the conventional phase shifter. 従来のフェーズドアレイアンテナの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional phased array antenna. 伝送線路を概略的に示す図である。It is a figure which shows a transmission line schematically. 結合伝送線路を概略的に示す図である。It is a figure which shows a coupling transmission line schematically. 結合伝送線路と電流との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between a coupled transmission line and an electric current. 本実施形態に係る移相器を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the phase shifter which concerns on this embodiment. 図9の移相器における動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation | movement in the phase shifter of FIG. フェーズドアレイアンテナの一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of a phased array antenna. フェーズドアレイアンテナを半導体集積回路装置に一体化した実施例を示す図である。It is a figure which shows the Example which integrated the phased array antenna with the semiconductor integrated circuit device. フェーズドアレイアンテナの一実施例におけるRFフロントエンド部を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the RF front end part in one Example of a phased array antenna. フェーズドアレイアンテナの制御処理の一例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating an example of the control processing of a phased array antenna.

符号の説明Explanation of symbols

1 フェーズドアレイアンテナ
10a,10b 重み付け回路
10c 加算回路
10,20,30,P 移相器
20a〜20c;30a〜30c インダクタ
20d〜20f 可変容量
30d〜30f 容量
30g スイッチ回路
41 LO信号(ローカル信号)
42 ミキサ
100 信号源
111〜115 移相器
121〜125,461〜465 アンプ(終段アンプ)
131〜135 アンテナユニット
210 半導体集積回路装置(モノリシックIC)
211 CPU
212 メモリ(MEM)
213 ディジタル/アナログ変換器(DAC)
214 RFフロントエンド部
215 マッチング部
220,221 パッチアンテナ
222 モノポールアンテナ
223 MEMSアンテナ
431a〜435a,431b〜435b,Aa,Ab 電流アンプ(gmアンプ)
441a〜445a,TLa 真の信号を伝える伝送線路(結合伝送線路)
441b〜445b,TLb 位相調整用伝送線路(結合伝送線路)
451〜455,L 負荷(容量)
P 移相器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Phased array antenna 10a, 10b Weighting circuit 10c Adder circuit 10, 20, 30, P Phase shifter 20a-20c; 30a-30c Inductor 20d-20f Variable capacity 30d-30f Capacity 30g Switch circuit 41 LO signal (local signal)
42 mixer 100 signal source 111-115 phase shifter 121-125, 461-465 amplifier (final stage amplifier)
131 to 135 Antenna unit 210 Semiconductor integrated circuit device (monolithic IC)
211 CPU
212 Memory (MEM)
213 Digital / analog converter (DAC)
214 RF front end section 215 Matching section 220, 221 Patch antenna 222 Monopole antenna 223 MEMS antenna 431a-435a, 431b-435b, Aa, Ab Current amplifier (gm amplifier)
441a to 445a, TLa Transmission line for transmitting a true signal (coupled transmission line)
441b to 445b, TLb Phase adjustment transmission line (coupled transmission line)
451-455 L Load (capacity)
P phase shifter

Claims (5)

第1周波数を有する信号を伝送する第1伝送線路と、
第2伝送線路と、を備え、前記第2伝送線路に前記第1周波数を有する電流を流し、前記電流を制御して前記第1伝送線路を介して伝送される前記信号の位相を調整する移相器。
A first transmission line for transmitting a signal having a first frequency;
A second transmission line, a current flowing through the second transmission line having the first frequency, and controlling the current to adjust a phase of the signal transmitted through the first transmission line. Phaser.
請求項1に記載の移相器において、
前記第2伝送線路は、前記第1伝送線路と並行に配置される移相器。
The phase shifter according to claim 1, wherein
The second transmission line is a phase shifter arranged in parallel with the first transmission line.
請求項1または2に記載の移相器において、
前記電流の制御は、前記第2伝送線路に流す前記電流の向きおよび大きさを制御する移相器。
The phase shifter according to claim 1 or 2,
The control of the current is a phase shifter that controls the direction and magnitude of the current flowing through the second transmission line.
請求項3に記載の移相器において、さらに、
前記第1伝送線路に対して真の信号を流すための第1電流アンプと、
前記第2伝送線路に対して必要とする位相差に応じた前記電流を流すための第2電流アンプと、を備える移相器。
The phase shifter according to claim 3, further comprising:
A first current amplifier for flowing a true signal to the first transmission line;
A phase shifter comprising: a second current amplifier configured to flow the current according to a phase difference required for the second transmission line.
所定の間隔で配列された複数のアンテナユニットと、該各アンテナユニットに供給する信号の位相をそれぞれ制御する複数の移相器と、を備え、前記各移相器は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の移相器であるフェーズドアレイアンテナ。   A plurality of antenna units arranged at a predetermined interval, and a plurality of phase shifters for respectively controlling phases of signals supplied to the respective antenna units, wherein each of the phase shifters comprises: A phased array antenna, which is the phase shifter according to any one of the above items.
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