JP2014072625A - Distribution phase shifter and antenna device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、分配移相器およびアンテナ装置に関する。 The present invention relates to a distributed phase shifter and an antenna device.
分配移相器は、入力された高周波信号を分配するとともに、分配された高周波信号の位相を互いに異ならせる機能を有し、例えば、フェイズドアレイアンテナ(PAアンテナ)のビームチルト角を調整するために用いられる。 The distribution phase shifter has a function of distributing the input high-frequency signal and making the phase of the distributed high-frequency signal different from each other, for example, for adjusting the beam tilt angle of the phased array antenna (PA antenna) Used.
本発明と関連する分配移相器が特許文献1に記載されている。特許文献1に記載されている分配移相器(特許文献1中では“可変移相器”と呼ばれている。)は、誘電体基板上に形成された2本のマイクロストリップ線路と、これらマイクロストリップ線路に跨る可動カプラとしてのハイブリッド回路とを有する。 A distributed phase shifter related to the present invention is described in US Pat. The distributed phase shifter described in Patent Document 1 (referred to as “variable phase shifter” in Patent Document 1) includes two microstrip lines formed on a dielectric substrate, And a hybrid circuit as a movable coupler straddling the microstrip line.
2本のマイクロストリップ線路は互いに平行に配置されており、一方のマイクロストリップ線路(以下“入力側マイクロストリップ線路”と呼ぶ。)の一端は入力ポートとされ、他端はアイソレーションポートとされている。また、他方のマイクロストリップ線路(以下“出力側マイクロストリップ線路”と呼ぶ。)の両端は、それぞれ出力ポートとされている。入力ポートに入力された高周波信号は、入力側マイクロストリップ線路およびハイブリッド回路を経由して出力側マイクロストリップ線路に伝わり、それぞれの出力ポートから出力される。すなわち、高周波信号は二分配され、2つの出力ポートからそれぞれ出力される。 The two microstrip lines are arranged in parallel to each other, and one end of one microstrip line (hereinafter referred to as “input side microstrip line”) is an input port and the other end is an isolation port. Yes. Further, both ends of the other microstrip line (hereinafter referred to as “output-side microstrip line”) are output ports. The high-frequency signal input to the input port is transmitted to the output side microstrip line via the input side microstrip line and the hybrid circuit, and is output from each output port. That is, the high-frequency signal is divided into two and output from the two output ports.
さらに、ハイブリッド回路は、入力側マイクロストリップ線路および出力側ストリップ線路と電磁的に結合した状態でこれら線路の上をスライド可能に構成されている。ハイブリッド回路をマイクロストリップ線路の長手方向一方へスライドさせると、入力ポートから一方の出力ポートに至る線路長は増加する一方で、入力ポートから他方の出力ポートに至る線路長は変化しない。すなわち、ハイブリッド回路をマイクロストリップ線路の長手方向一方へスライドさせることにより、一方の出力ポートから出力される高周波信号の位相を維持したまま他方の出力ポートから出力される高周波信号の位相を変化させることができ、これにより、それぞれの出力ポートから出力される高周波信号に位相差を与えることができる。 Further, the hybrid circuit is configured to be slidable on the input side microstrip line and the output side strip line in an electromagnetically coupled state. When the hybrid circuit is slid in one longitudinal direction of the microstrip line, the line length from the input port to one output port increases, while the line length from the input port to the other output port does not change. That is, the phase of the high-frequency signal output from the other output port is changed while the phase of the high-frequency signal output from one output port is maintained by sliding the hybrid circuit in one longitudinal direction of the microstrip line. Thus, a phase difference can be given to the high-frequency signals output from the respective output ports.
特許文献1に記載されている分配移相器におけるハイブリッド回路は、4つのストリップラインによって矩形枠状に形成されている。第一のストリップラインは、入力側マイクロストリップ線路と重なり合っており、かつ、入力側マイクロストリップ線路の線路方向に延びている。第二のストリップラインは、出力側マイクロストリップ線路と重なり合っており、かつ、出力側マイクロストリップ線路の線路方向に延びている。すなわち、第一のストリップラインと第二のストリップラインは互いに平行であって、その間隔は入力側マイクロストリップ線路と出力側マイクロストリップ線路の間隔と同一である。
The hybrid circuit in the distributed phase shifter described in
一方、第三のストリップラインは、マイクロストリップ線路の線路方向と直交する方向に延びており、第一のストリップラインおよび第二のストリップラインの一端同士を接続している。また、第四のストリップラインは、マイクロストリップ線路の線路方向と直交する方向に延びており、第一のストリップラインおよび第二のストリップラインの他端同士を接続している。すなわち、第三のストリップラインと第四のストリップラインは、入力側マイクロストリップ線路と出力側マイクロストリップ線路とに跨っており、それぞれの長さは入力側マイクロストリップ線路と出力側マイクロストリップ線路の間隔と同一である。 On the other hand, the third stripline extends in a direction orthogonal to the line direction of the microstrip line, and connects one end of the first stripline and the second stripline. The fourth strip line extends in a direction orthogonal to the line direction of the microstrip line, and connects the other ends of the first strip line and the second strip line. That is, the third strip line and the fourth strip line extend over the input side microstrip line and the output side microstrip line, and the respective lengths are the distances between the input side microstrip line and the output side microstrip line. Is the same.
ここで、入力側マイクロストリップ線路と出力側マイクロストリップ線路とに跨っている第三のストリップラインおよび第四のストリップラインは、インピーダンス変成器として機能している。したがって、第三のストリップラインおよび第四のストリップラインの長さは、入力される高周波信号の波長(λ)の1/2倍(=λ/2)または1/4倍(=λ/4)に設定する必要があり、必然的に入力側マイクロストリップ線路と出力側マイクロストリップ線路の間隔もλ/2またはλ/4に設定する必要がある。すなわち、入力側マイクロストリップ線路と出力側マイクロストリップ線路の間隔をλ/4よりも狭くすることはできず、分配移相器の小型化には限界があった。また、広帯域化のためにインピーダンス変成器を多段接続すると、その分だけ入力側マイクロストリップ線路と出力側マイクロストリップ線路の間隔が拡大してしまう。 Here, the third strip line and the fourth strip line straddling the input-side microstrip line and the output-side microstrip line function as impedance transformers. Therefore, the lengths of the third strip line and the fourth strip line are 1/2 times (= λ / 2) or 1/4 times (= λ / 4) of the wavelength (λ) of the input high-frequency signal. It is necessary to set the distance between the input side microstrip line and the output side microstrip line to λ / 2 or λ / 4. That is, the distance between the input-side microstrip line and the output-side microstrip line cannot be made smaller than λ / 4, and there is a limit to downsizing the distribution phase shifter. In addition, if impedance transformers are connected in multiple stages to increase the bandwidth, the distance between the input-side microstrip line and the output-side microstrip line is increased accordingly.
本発明の目的は、さらなる小型化および広帯域化を実現した分配移相器およびアンテナ装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a distributed phase shifter and an antenna device that achieve further miniaturization and wider bandwidth.
本発明の分配移相器は、高周波信号を分配するとともに、分配された高周波信号に位相差を与える分配移相器であって、前記高周波信号の波長の1/4未満の間隔で平行に配置され、かつ、固定された第一導線および第二導線と、前記第一導線および前記第二導線と容量結合可能であり、かつ、前記第一導線および前記第二導線の長手方向に往復移動可能な可動導体とを有し、前記可動導体は、前記第一導線の長手方向一端部と重なり合う入力部と、前記第二導線の長手方向中間部と重なり合う出力部と、前記入力部と前記出力部とを繋ぐ接続部とを含み、前記可動導体は、前記第一導線と前記第二導線との間に、前記高周波信号の波長の1/4の整数倍の長さを有する線路を形成する。 The distribution phase shifter according to the present invention is a distribution phase shifter that distributes a high-frequency signal and gives a phase difference to the distributed high-frequency signal, and is arranged in parallel at an interval of less than ¼ of the wavelength of the high-frequency signal. And can be capacitively coupled to the fixed first conductor and the second conductor, the first conductor and the second conductor, and reciprocally movable in the longitudinal direction of the first conductor and the second conductor. A movable conductor, and the movable conductor includes an input portion that overlaps one longitudinal end portion of the first conductor, an output portion that overlaps a longitudinal middle portion of the second conductor, the input portion, and the output portion. And the movable conductor forms a line having a length that is an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the high-frequency signal between the first conductor and the second conductor.
本発明の一態様によれば、前記可動導体の前記入力部により、前記高周波信号の波長の1/4倍の長さを有する第一の線路が形成され、前記可動導体の前記接続部により、前記高周波信号の波長の1/4倍の長さを有し、かつ、前記第一の線路に直列に接続された第二の線路が形成される。 According to one aspect of the present invention, a first line having a length that is 1/4 times the wavelength of the high-frequency signal is formed by the input portion of the movable conductor, and the connection portion of the movable conductor, A second line having a length that is ¼ times the wavelength of the high-frequency signal and connected in series to the first line is formed.
本発明の他の態様によれば、前記第一導線の長手方向他端部に接続される入力端子と、前記第二導線の長手方向両端部にそれぞれ接続される2つの出力端子とが設けられ、前記可動導体が移動すると、前記入力端子から前記可動導体を経由して前記2つの出力端子の一方に至る線路の長さは前記可動導体の移動量の2倍増減し、前記入力端子から前記可動導体を経由して前記2つの出力端子の他方に至る線路の長さは変化しない。 According to another aspect of the present invention, there are provided an input terminal connected to the other longitudinal end of the first conductor and two output terminals respectively connected to both longitudinal ends of the second conductor. When the movable conductor moves, the length of the line from the input terminal via the movable conductor to one of the two output terminals increases or decreases by twice the amount of movement of the movable conductor, The length of the line reaching the other of the two output terminals via the movable conductor does not change.
本発明の他の態様によれば、前記入力部は一端が開口した挿入孔を有し、前記出力部は両端が開口した貫通孔を有し、前記第一導線の長手方向一端部は前記挿入孔に挿入され、前記第二導線は前記貫通孔を貫いており、前記可動導体は、前記挿入孔の全長の範囲内で往復移動可能である。 According to another aspect of the present invention, the input part has an insertion hole with one end opened, the output part has a through hole with both ends opened, and one end in the longitudinal direction of the first conductor is the insertion The second conductor is inserted into the hole, the second conductor passes through the through hole, and the movable conductor can reciprocate within the entire length of the insertion hole.
本発明の他の態様によれば、前記第一導線および前記第二導線はトリプレート線路である。 According to another aspect of the invention, the first conductor and the second conductor are triplate lines.
本発明のアンテナ装置は、前記分配移相器と、該分配移相器に接続された複数のアンテナ素子とを有する。 The antenna device of the present invention includes the distribution phase shifter and a plurality of antenna elements connected to the distribution phase shifter.
本発明によれば、さらなる小型化および広帯域化が実現された分配移相器およびアンテナ装置が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the distribution phase shifter and antenna apparatus with which further miniaturization and the broadband were realized are provided.
以下、本発明の実施形態の一例について図面を参照しつつ詳細に説明する。図1に示される分配移相器1は、第一導線10および第二導線20と、これら二つの導線10,20に跨って設けられた可動導体30とを有する。第一導線10に入力された高周波信号は可動導体30を介して第二導線20に伝わり、第二導線20の両端からそれぞれ出力される。そこで、以下の説明では、第一導線10を“入力側導線10”と呼び、第二導線20を“出力側導線20”と呼んで区別する場合がある。もっとも、かかる区別は説明の便宜上の区別に過ぎない。
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. A
入力側導線10および出力側導線20は、一対のグランド層と、これらグランド層の間に挟まれた信号層とを少なくとも有するトリプレート線路であって、入力される高周波信号の波長(λ)の1/4倍(=λ/4)未満の間隔で平行に並んでいる。本明細書では、図1に示されるように、入力側導線10および出力側導線20の線方向(長手方向)を“X方向”と定義し、X方向と直交する方向を“Y方向”と定義する。また、図1の紙面下方から上方へ向かう方向を“+X方向”、紙面上方から下方へ向かう方向を“−X方向”と定義する。さらに、図1の紙面左側から右側へ向かう方向を“+Y方向”、紙面右側から左側へ向かう方向を“−Y方向”と定義する。もっとも、かかる定義は説明の便宜上の定義に過ぎない。
The
入力側導線10のX方向一端部は可動導体30と重なり合って結合端部11を構成しており、X方向他端部は入力端子12に接続されている。一方、出力側導線20のX方向中間部は可動導体30と重なり合っている。また、出力側導線20のX方向両端部は、二つの出力端子21,22にそれぞれ接続されている。なお、出力側導線20の「X方向中間部」との用語は、X方向における中心のみを意味する限定的な用語ではなく、X方向両端部よりも内側の任意の部分を意味する用語である。このことは、出力側導線20のX方向中間部に結合された高周波信号が出力側導線20のX方向両端部に接続されている出力端子21,22からそれぞれ出力されることからも明らかである。
One end portion in the X direction of the input side conducting
可動導体30は、導電材料からなるブロックであり、図1に示される平面形状を有する。可動導体30は、入力側導線10の結合端部11と重なり合う入力部31と、出力側導線と重なり合う出力部32と、入力部31と出力部32とを繋ぐ接続部33とから構成されている。入力側導線10および出力側導線20は不図示の基板上に固定的に設けられているのに対し、可動導体30は移動可能に設けられている。具体的には、可動導体30は、不図示のガイド機構にガイドされて、入力側導線10および出力側導線20との重なり合いを維持したままX方向に往復移動可能(スライド可能)である。
The
図1および図2に示されるように、可動導体30の入力部31はX方向に沿って細長く形成されており、外形断面は矩形である。入力部31には、その端面において開口し、かつ、+X方向に延びる断面円形の挿入孔34が形成されおり、この挿入孔34に入力側導線10の結合端部11が挿入されている。換言すれば、可動導体30のうち、挿入孔34が形成されている部分が入力部31である。挿入孔34は有底であり、その全長(深さ)は18.4mmである。すなわち、入力側導線10の結合端部11は最大で18.4mmだけ挿入孔34の内側に挿入可能である。すなわち、本実施形態可動導体30のX方向における最大移動距離は18.4mmである。もっとも、挿入孔34の全長(深さ)に関する上記数値は一例であり、挿入孔34の全長は任意に延長または短縮することができる。本実施形態では、可動導体30の全体寸法を維持したまま挿入孔34の全長を最大で70mm(36.8mm+33.2mm)まで延長することができる(図4参照)。上記のとおり、可動導体30のうち、挿入孔34が形成されている部分が入力部31である。よって、挿入孔34の全長が延長または短縮された場合、これに応じて入力部31の全長も変化する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図2に示されるように、挿入孔34の内周面と結合端部11の外周面とは、容量結合可能となるように互いに重なり合っている。具体的には、挿入孔34の内周面と結合端部11の外周面とは、結合端部11の外周面に形成された誘電体(本実施形態ではフッ素樹脂膜11a)を介して重なり合っている。もっとも、挿入孔34の内周面に誘電体が形成されていてもよい。なお、挿入孔34の内周面と結合端部11の外周面との間に介在する誘電体は、両者の間の摩擦抵抗を低減させ、可動導体30のスムーズな移動を実現する役割も果たす。
As shown in FIG. 2, the inner peripheral surface of the
図1および図2に示されるように、可動導体30の出力部32はX方向に沿って細長く形成されており、その外形断面は矩形である。換言すれば、出力部32は、入力部31と平行であり、かつ、入力部31と略同一の断面形状を有する。出力部32には、その両端面において開口し、かつ、X方向に延びる断面円形の貫通孔35が形成されており、この貫通孔35に出力側導線20が挿通されている。すなわち、出力側導線20は出力部32を貫いている。換言すれば、可動導体30のうち、貫通孔35が形成されている部分が出力部32である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図2に示されるように、貫通孔35の内周面と出力側導線20の外周面とは、容量結合可能となるように互いに重なり合っている。具体的には、貫通孔35の内周面と出力側導線20の外周面とは、出力側導線20の外周面に形成された誘電体(本実施形態ではフッ素樹脂膜20a)を介して重なり合っている。もっとも、貫通孔35の内周面に誘電体が形成されていてもよい。なお、貫通孔35の内周面と出力側導線20の外周面との間に介在する誘電体は、両者の間の摩擦抵抗を低減させ、可動導体30のスムーズな移動を実現する役割も果たす。
As shown in FIG. 2, the inner peripheral surface of the through
図1に示されるように、接続部33は、入力部31の端部(図2に示される挿入孔34が開口している側とは反対側の端部)と出力部32の中央部との間に延びて入力部31と出力部32とを繋いでいる。具体的には、接続部33は、入力部31の端部から+X方向に延在した後に+Y方向に屈曲して出力部32の中央部に繋がっている。換言すれば、可動導体30のうち、入力部31および出力部32以外の部分が接続部33である。なお、インピーダンス調整のために、接続部33は入力部31および出力部よりも太く(断面積が大きく)形成されている。
As shown in FIG. 1, the
上記のような構成を有する分配移相器1では、入力端子12に入力された高周波信号は、入力側導線10の結合端部11に伝わる。入力側導線10の結合端部11に伝わった高周波信号は、図2に示されるフッ素樹脂膜11aを介して可動導体30の入力部31に伝わり、接続部33を経由して出力部32に伝わる。可動導体30の出力部32に伝った高周波信号は、出力部32において分岐し、一部は+X方向へ伝わり、残りの一部は−X方向へ伝わる。+X方向へ分岐した高周波信号は、図2に示されるフッ素樹脂膜20aを介して出力側導線20に伝わり、出力端子21から出力される。−X方向へ分岐した高周波信号は、図2に示されるフッ素樹脂膜20aを介して出力側導線20に伝わり、出力端子22から出力される。すなわち、入力端子12に入力された高周波信号は二分配されて出力端子21,22からそれぞれ出力される。そこで、以下の説明では、可動導体30の出力部32のうち、X方向中点Oから+X方向に延びる部分を“第一出力部32a”、−X方向に延びる部分を“第二出力部32b”と呼んで区別する場合がある。かかる区別にしたがって高周波信号の流れを再度説明すれば次のとおりである。
In the distributed
入力端子12に入力された高周波信号の一部は、可動導体30の入力部31→接続部33→第一出力部32aの順で伝って出力端子21から出力される。入力端子12に入力された高周波信号の他の一部は、可動導体30の入力部31→接続部33→第二出力部32bの順で伝って出力端子22から出力される。
Part of the high-frequency signal input to the
ここで、図3に示されるように、可動導体30を+X方向へL(mm)移動させると(スライドさせると)、可動導体30の入力部31は入力端子12からL(mm)遠ざかる。すなわち、入力端子12から可動導体30の入力部31までの距離(線路長)がL(mm)増加する。これと同時に、可動導体30の第二出力部32bは出力端子21からL(mm)遠ざかる一方、第一出力部32aは出力端子21にL(mm)近づく。換言すれば、可動導体30の第二出力部32bから出力端子22までの距離(線路長)はL(mm)増加する一方、可動導体30の第一出力部32aから出力端子21までの距離(線路長)はL(mm)減少する。すなわち、可動導体30が±X方向に移動すると、入力端子12から入力側導線10、可動導体30(入力部31,接続部33,第二出力部32b)および出力側導線20を経由して出力端子22に至る線路の長さは、可動導体30の移動量の2倍増減するのに対し、入力端子12から入力側導線10、可動導体30(入力部31,接続部33,第一出力部32a)および出力側導線20を経由して出力端子21に至る線路の長さは変化しない。換言すれば、入力側導線10および出力側導線20の物理長を変化させることなく、入力端子12から出力端子21に至る線路長と入力端子12から出力端子22に至る線路長とを異ならせることができる。よって、出力端子22から出力される高周波信号の位相は、入力された高周波信号の位相に対して変化するが、出力端子21から出力される高周波信号の位相は変化しない。かくして、本実施形態に係る分配移相器1では、可動導体30を移動させることにより、分配された高周波信号に位相差を与えることができる。
Here, as shown in FIG. 3, when the
さらに、可動導体30の入力部31および接続部33は、入力される高周波信号の波長(λ)の1/4倍の長さを有する。また、可動導体30の第一出力部32aおよび第二出力部32bも、高周波信号の波長(λ)の1/4倍の長さを有する。すなわち、入力部31は、高周波信号の波長の1/4倍の長さを有する第一の線路を形成する。また、接続部33は、高周波信号の波長の1/4倍の長さを有し、かつ、上記第一の線路に直列に接続された第二の線路を形成する。さらに、第一出力部32aおよび第二出力部32bは、高周波信号の波長の1/4倍の長さを有し、かつ、上記第二の線路に並列に接続された第三の線路をそれぞれ形成する。換言すれば、可動導体30は、入力側導線10と出力側導線20との間に挿入された多段変成器(トランス)として機能する。具体的には、可動導体30の入力部31は一段目のλ/4変成器として機能し、接続部33は二段目のλ/4変成器として機能する。また、第一出力部32aおよび第二出力部32bは三段目のλ/4変成器として機能する。ここで、一段目および二段目のλ/4変成器は、主に広帯域化に寄与し、三段目のλ/4変成器は、主に分配比の調整に寄与する。
Furthermore, the
上記のように、本実施形態に係る分配移相器1では、入力側導線10と出力側導線20との間に高周波信号の波長の1/4倍以上(本実施形態では1/2倍)の長さを持った線路が挿入されている。よって、入力側導線10と出力側導線20との間隔を高周波信号の波長の1/4倍未満として小型化を図りつつ、広帯域でインピーダンスの整合を図ることができる。
As described above, in the distributed
図4に、本実施形態に係る分配移相器1の各部の寸法(mm)を示す。図4に示される寸法は、入力される高周波信号の波長(λ)が2GHzである場合の寸法の一例である。各部が図示されている寸法を有する場合、可動導体30を+X方向に6.4mm移動させると、入力端子12から出力端子22に至る線路長は12.8mm(移動量の2倍)増加するのに対し、入力端子12から出力端子21に至る線路長は変化しない。この結果、出力端子21から出力される信号と出力端子22から出力される信号との間に30度の位相差が与えられる。
In FIG. 4, the dimension (mm) of each part of the
図5に、本実施形態に係る分配移相器1を応用したトーナメント型分配移相器の一例を示す。図示されているトーナメント型分配移相器は、一端が入力端子120に接続された第一導線111と、第一導線111の隣に第一導線111と平行に設けられた第二導線112と、第二導線112の隣に第二導線112と平行であり、かつ、同一直線上に設けられた第三導線113および第四導線114とを有する。第三導線113の両端は分岐されて出力端子121a〜121dにそれぞれ接続されている。また、第四導線114の両端は分岐されて出力端子121e〜121hにそれぞれ接続されている。すなわち、図5に示されているトーナメント型分配移相器は、入力された高周波信号を8分配する。なお、第一導線111と第二導線112との間隔はλ/4未満であり、第二導線112と第三導線113および第四導線114との間隔もλ/4未満である。
FIG. 5 shows an example of a tournament type distribution phase shifter to which the
第一導線111の端部(入力端子120に接続されている側とは反対側の端部)と第二導線112の中間部とは第一可動導体131を介して接続されてT型分岐路を構成している。また、第二導線112の一端部と第三導線113の中間部とは第二可動導体132を介して接続されてT型分岐路を構成し、第二導線112の他端部と第四導線114の中間部とは第三可動導体133を介して接続されてT型分岐路を構成している。なお、図5においては、可動導体131,132,133がそれぞれ簡略化して図示されているが、これら可動導体131,132,133は、図1などに示されている可動導体30と同一の寸法および形状を有する。
The end of the first conductor 111 (the end opposite to the side connected to the input terminal 120) and the intermediate portion of the
第一可動導体131、第二可動導体132および第三可動導体133は、駆動機構150によって±X方向に動かされる。駆動機構150は、支持ピン151によって回動可能に支持された操作レバー152と、操作レバー152の一端側に連結ピン153,154によってそれぞれ回動可能に連結された第一連結アーム155および第二連結アーム156と、操作レバー152の他端側に連結ピン157によって回動可能に連結された操作アーム158とを有する。第一連結アーム155は第一可動導体131に連結され、第二連結アーム156は第二可動導体132および第三可動導体133にそれぞれ連結されている。したがって、モータやアクチュエータなどの駆動源によって操作アーム158を駆動して操作レバー152を回動させると、第一連結アーム155および第二連結アーム156がそれぞれの長手方向に直動し、これに伴って第一可動導体131、第二可動導体132および第三可動導体133が同方向(X方向)に移動する。すなわち、支持ピン151は支点、連結ピン153,154は作用点、連結ピン157は力点にそれぞれ相当し、駆動機構150は“てこの原理”によって3つの可動導体131,132,133を同時に移動させる。
The first
ここで、支持ピン151と連結ピン153の間隔と、支持ピン151と連結ピン154の間隔との比は3:1である。したがって、操作レバー152を任意の量だけ回動させた際の第一連結アーム155の移動量は、第二連結アーム156の移動量の3倍となる。換言すれば、第一可動導体131の移動量は、第二可動導体132および第三可動導体133の移動量の3倍となる。
Here, the ratio of the distance between the
図5に示される操作レバー152を支持ピン(支点)151を中心として右回りに所定量だけ回転させると、第一可動導体131、第二可動導体132および第三可動導体133は+X方向に移動する。このときの第二可動導体132および第三可動導体133の移動量をL(mm)とすると、第一可動導体131の移動量は3L(mm)となる。
When the
上記のように、第一可動導体131が+X方向に3L(mm)、第二可動導体132および第三可動導体133が+X方向にL(mm)移動した場合、入力端子120から出力端子121a,121bに至る線路長は、可動導体131,132,133の移動前後で変化しない。換言すれば、可動導体131,132,133の移動に伴う線路長の増減は相殺される。一方、入力端子120から出力端子121c,121dに至る線路長は、可動導体131,132,133の移動前に比べて2L(mm)増加する。また、入力端子120から出力端子121e,121fに至る線路長は、可動導体131,132,133の移動前に比べて4L(mm)増加し、入力端子120から出力端子121g,121hに至る線路長は6L(mm)増加する。このように線路長が変化する理由については、図3を参照して既に説明したとおりである。
As described above, when the first
なお、図5に示される分配移相器では、3つの可動導体131,132,133が共通の駆動機構によって同時に動かされるが、第一可動導体131と第二可動導体132および第三可動導体133とを異なる駆動機構によって別々に動かしても上記のように線路長を変化させることができる。また、3つの可動導体131,132,133を異なる駆動機構によって別々に動かしても上記のように線路長を変化させることができる。
In the distributed phase shifter shown in FIG. 5, the three
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。図6(a)〜(c)に、上記実施形態の変形例のいくつかを示す。なお、既に説明した構成と同一または実質的に同一の構成については図6中に同一の符号を付して重複する説明は省略する。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. 6A to 6C show some modified examples of the above embodiment. In addition, about the structure which is the same as the structure already demonstrated or substantially the same, the same code | symbol is attached | subjected in FIG. 6, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図6(a)に示される分配移相器1では、第一導線10および第二導線20が矩形の断面を有する。これに伴って、可動導体30の挿入孔34および貫通孔35も矩形の断面を有する。
In the distributed
図6(b)に示される分配移相器1では、可動導体30が板状の第一部材30aおよび第二部材30bから構成されている。第一部材30aおよび第二部材30bは、第一導線10および第二導線20を挟んで互いに対向している。第一部材30aおよび第二部材30bには凹部36が2つずつ設けられており、対応する凹部36が突き合わされることにより、相手部材との間に挿入孔34および貫通孔35が形成されている。
In the distributed
図6(c)に示される分配移相器1では、可動導体30が第一基板30cおよび第二基板30dから構成されている。第一基板30cおよび第二基板30dは、第一導線10および第二導線20を挟んで互いに対向している。第一基板30cおよび第二基板30dと第一導線10および第二導線20との間には誘電体としてのフッ素樹脂膜11a,20aがそれぞれ介在している。
In the distributed
1 分配移相器
10 第一導線(入力側導線)
12 入力端子
20 第二導線(出力側導線)
21,22 出力端子
30 可動導体
31 入力部
32 出力部
33 接続部
34 挿入孔
35 貫通孔
1
12
21 and 22
Claims (6)
前記高周波信号の波長の1/4未満の間隔で平行に配置され、かつ、固定された第一導線および第二導線と、
前記第一導線および前記第二導線と容量結合可能であり、かつ、前記第一導線および前記第二導線の長手方向に往復移動可能な可動導体と、を有し、
前記可動導体は、前記第一導線の長手方向一端部と重なり合う入力部と、前記第二導線の長手方向中間部と重なり合う出力部と、前記入力部と前記出力部とを繋ぐ接続部とを含み、
前記可動導体は、前記第一導線と前記第二導線との間に、前記高周波信号の波長の1/4倍以上の長さを有する線路を形成することを特徴とする分配移相器。 A distribution phase shifter that distributes a high-frequency signal and gives a phase difference to the distributed high-frequency signal,
A first conductor and a second conductor arranged in parallel and spaced at intervals of less than ¼ of the wavelength of the high-frequency signal; and
A movable conductor capable of capacitive coupling with the first conductor and the second conductor, and reciprocally movable in the longitudinal direction of the first conductor and the second conductor;
The movable conductor includes an input portion that overlaps one longitudinal end portion of the first conductor, an output portion that overlaps a longitudinal intermediate portion of the second conductor, and a connection portion that connects the input portion and the output portion. ,
The distribution phase shifter, wherein the movable conductor forms a line having a length equal to or more than ¼ times the wavelength of the high-frequency signal between the first conductor and the second conductor.
前記可動導体の前記入力部により、前記高周波信号の波長の1/4倍の長さを有する第一の線路が形成され、
前記可動導体の前記接続部により、前記高周波信号の波長の1/4倍の長さを有し、かつ、前記第一の線路に直列に接続された第二の線路が形成されることを特徴とする分配移相器。 The distributed phase shifter according to claim 1,
A first line having a length ¼ times the wavelength of the high-frequency signal is formed by the input portion of the movable conductor,
The connecting portion of the movable conductor forms a second line having a length that is 1/4 times the wavelength of the high-frequency signal and connected in series to the first line. Distribution phase shifter.
前記第一導線の長手方向他端部に接続される入力端子と、
前記第二導線の長手方向両端部にそれぞれ接続される2つの出力端子と、を有し、
前記可動導体が移動すると、前記入力端子から前記可動導体を経由して前記2つの出力端子の一方に至る線路の長さは前記可動導体の移動量の2倍増減し、前記入力端子から前記可動導体を経由して前記2つの出力端子の他方に至る線路の長さは変化しないことを特徴とする分配移相器。 The distribution phase shifter according to claim 1 or 2,
An input terminal connected to the other longitudinal end of the first conducting wire;
Two output terminals respectively connected to the longitudinal ends of the second conductor,
When the movable conductor moves, the length of the line from the input terminal via the movable conductor to one of the two output terminals increases or decreases by twice the moving amount of the movable conductor, and the movable terminal moves from the input terminal to the movable terminal. A distributed phase shifter characterized in that the length of a line reaching the other of the two output terminals via a conductor does not change.
前記入力部は一端が開口した挿入孔を有し、
前記出力部は両端が開口した貫通孔を有し、
前記第一導線の長手方向一端部は前記挿入孔に挿入され、前記第二導線は前記貫通孔を貫いており、
前記可動導体は、前記挿入孔の全長の範囲内で往復移動可能であることを特徴とする分配移相器。 The distribution phase shifter according to any one of claims 1 to 3,
The input part has an insertion hole opened at one end,
The output part has a through-hole opened at both ends,
One end in the longitudinal direction of the first conductor is inserted into the insertion hole, and the second conductor penetrates the through hole,
The distribution phase shifter is characterized in that the movable conductor can reciprocate within the entire length of the insertion hole.
前記第一導線および前記第二導線がトリプレート線路であることを特徴とする分配移相器。 The distribution phase shifter according to any one of claims 1 to 4,
The distributed phase shifter, wherein the first conducting wire and the second conducting wire are triplate lines.
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JP2010135895A (en) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Phase shifter and antenna device |
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