JP2024003662A - デジタル移相器 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の一実施形態によるデジタル移相器の概略構成を示す平面図である。図1に示す通り、本実施形態のデジタル移相器100は、複数のデジタル移相回路10(10-1~10-40)と、複数の接続部20(20-1~20-3)とを備える。このようなデジタル移相器100は、所定の周波数帯域の信号Sを、縦続接続された複数のデジタル移相回路10によって移相する。信号Sは、マイクロ波、 準ミリ波、又はミリ波等の周波数帯域を有する高周波信号である。
図2は、本発明の一実施形態におけるデジタル移相回路の構成を示す斜視図である。図2に示す通り、デジタル移相回路10は、信号線路1、一対の内側線路2(第1の内側線路2a及び第2の内側線路2b)、一対の外側線路3(第1の外側線路3a及び第2の外側線路3b)、一対の接地導体4(第1の接地導体4a及び第2の接地導体4b)、コンデンサ5、複数の接続導体6、4つの電子スイッチ7(第1の電子スイッチ7a、第2の電子スイッチ7b、第3の電子スイッチ7c、及び第4の電子スイッチ7d)、及びスイッチ制御部8を備える。
図3は、本発明の一実施形態におけるデジタル移相回路の高遅延モードを説明する図である。高遅延モードは、信号Sに第1の位相差を発生させるモードである。高遅延モードでは、図3に示す通り、第1の電子スイッチ7a及び第2の電子スイッチ7bが開状態に制御され、第4の電子スイッチ7dが閉状態に制御される。
図4は、本発明の一実施形態におけるデジタル移相回路の低遅延モードを説明する図である。低遅延モードは、信号Sに第1の位相差よりも小さい第2の位相差を発生させるモードである。低遅延モードでは、図4に示す通り、第1の電子スイッチ7a及び第2の電子スイッチ7bが閉状態に制御され、第4の電子スイッチ7dが開状態に制御される。
《第1緩和回路》
図5は、本発明の一実施形態における緩和回路のうちの第1緩和回路を説明する図である。第1緩和回路RC1の基本的な構成は、緩和回路RC(第1緩和回路RC1、第2緩和回路RC2)以外のデジタル移相回路10(以下、「標準デジタル移相回路ST」という)とほぼ同様である。但し、第1緩和回路RC1は、標準デジタル移相回路STと比較して大きな移相量を有するように、標準デジタル移相回路STとは若干構成が異なる。
・条件1:長さが標準デジタル移相回路STよりも長い
・条件2:信号線路1と内側線路2との距離が標準デジタル移相回路STよりも短い
・条件3:信号線路1と外側線路3との距離が標準デジタル移相回路STよりも長い
・条件4:コンデンサ5が標準デジタル移相回路STよりも大きい
・条件5:電子スイッチ7a,7bが標準デジタル移相回路STよりも大きい
図6は、本発明の一実施形態における緩和回路のうちの第2緩和回路を説明する図である。第2緩和回路RC2の基本的な構成は、第1緩和回路RC1と同様に、標準デジタル移相回路STとほぼ同様である。但し、第2緩和回路RC2は、標準デジタル移相回路STと比較して小さな移相量を有するように、標準デジタル移相回路STとは若干構成が異なる。
・条件1:長さが標準デジタル移相回路STよりも短い
・条件2:信号線路1と内側線路2との距離が標準デジタル移相回路STよりも長い
・条件3:信号線路1と外側線路3との距離が標準デジタル移相回路STよりも短い
・条件4:コンデンサ5が標準デジタル移相回路STよりも小さい
・条件5:電子スイッチ7a,7bが標準デジタル移相回路STよりも小さい
図7は、本発明の一実施形態における接続部の要部構成を示す平面図である。図8は、図7中のA-A線に沿う矢視断面図である。尚、本実施形態のデジタル移相器100は、3つの接続部20(接続部20-1,20-2,20-3)を備えるが、3つの接続部20は同様の構成であるため、ここでは、接続部20-1について説明する。図7,図8に示す通り、接続部20-1は、第1の接続線路21、第2の接続線路22、第3の接続線路23、第1のグランド層24、及び第2のグランド層25を備える。
図10は、デジタル移相器において生ずる移相量の分布の一例を示す図である。図10に示す移相量分布は、緩和回路RC(第1緩和回路RC1、第2緩和回路RC2)が設けられていないデジタル移相回路についてのものである。尚、図10に示すグラフは、横軸にデジタル移相回路10の番号(「1」~「40」)をとり、縦軸にデジタル移相回路10毎の移相量をとってある。
Claims (10)
- 複数のデジタル移相回路が縦続接続された複数のデジタル移相回路群と、
2つの前記デジタル移相回路群の間を接続する1つ以上のベンド型の接続部と、
を備え、
前記デジタル移相回路は、信号線路、前記信号線路の両側に設けられた一対の内側線路、前記内側線路の外側に設けられた一対の外側線路、前記内側線路及び前記外側線路の各一端に接続された第1の接地導体、前記外側線路の各他端に接続された第2の接地導体、前記内側線路の各他端と前記第2の接地導体との間に各々設けられる一対の電子スイッチ、前記信号線路と前記第1の接地導体及び前記第2の接地導体の少なくとも一方との間に電気的に接続されるコンデンサを少なくとも有し、各々が、前記内側線路にリターン電流が流れる低遅延モード又は前記外側線路にリターン電流が流れる高遅延モードに設定される回路であり、
少なくとも1つの前記デジタル移相回路群をなす前記デジタル移相回路の少なくとも1つは、移相量の分布を緩和する緩和回路とされている、
デジタル移相器。 - 前記緩和回路は、前記緩和回路以外の前記デジタル移相回路と比較して大きな移相量を有する前記デジタル移相回路であって、前記移相量の分布の凹部を緩和する第1緩和回路と、
前記緩和回路以外の前記デジタル移相回路と比較して小さな移相量を有する前記デジタル移相回路であって、前記移相量の分布の凸部を緩和する第2緩和回路と、
の少なくとも一方を含む請求項1記載のデジタル移相器。 - 両端が前記接続部に接続される少なくとも1つの前記デジタル移相回路群をなす前記デジタル移相回路の少なくとも1つは前記第1緩和回路とされている、請求項2記載のデジタル移相器。
- 前記デジタル移相回路における前記低遅延モードに設定するか又は前記高遅延モードに設定するかの制御は、最も外側に位置する2つの前記デジタル移相回路のうち、前記コンデンサが設けられている側の前記デジタル移相回路から開始され、前記デジタル移相回路の接続順に順次行われる、請求項2記載のデジタル移相器。
- 前記デジタル移相回路が制御される方向における少なくとも1つの前記接続部の後側に位置する少なくとも1つの前記デジタル移相回路は、前記第1緩和回路とされている、請求項4記載のデジタル移相器。
- 前記デジタル移相回路が制御される方向における少なくとも1つの前記接続部の前側に位置する少なくとも1つの前記デジタル移相回路は、前記第2緩和回路とされている、請求項4記載のデジタル移相器。
- 前記第1緩和回路は、長さが前記緩和回路以外の前記デジタル移相回路よりも長いという条件、前記信号線路と前記内側線路との距離が前記緩和回路以外の前記デジタル移相回路よりも短いという条件、前記信号線路と前記外側線路との距離が前記緩和回路以外の前記デジタル移相回路よりも長いという条件、前記コンデンサが前記緩和回路以外の前記デジタル移相回路よりも大きいという条件、及び前記一対の電子スイッチが前記緩和回路以外の前記デジタル移相回路よりも大きいという条件のうち少なくとも1つを満足し、
前記第2緩和回路は、長さが前記緩和回路以外の前記デジタル移相回路よりも短いという条件、前記信号線路と前記内側線路との距離が前記緩和回路以外の前記デジタル移相回路よりも長いという条件、前記信号線路と前記外側線路との距離が前記緩和回路以外の前記デジタル移相回路よりも短いという条件、前記コンデンサが前記緩和回路以外の前記デジタル移相回路よりも小さいという条件、及び前記一対の電子スイッチが前記緩和回路以外の前記デジタル移相回路よりも小さいという条件のうち少なくとも1つを満足する、
請求項2から請求項6の何れか一項に記載のデジタル移相器。 - 前記デジタル移相回路は、前記信号線路と前記第1の接地導体及び前記第2の接地導体の少なくとも一方との間に前記コンデンサを接続するか否かを切り替える電子スイッチを備える、請求項1から請求項6の何れか一項に記載のデジタル移相器。
- 前記接続部は、2つの前記デジタル移相回路群の端部に位置する前記デジタル移相回路の前記信号線路同士を接続する第1の接続線路と、
2つの前記デジタル移相回路群の端部に位置する前記デジタル移相回路の前記内側線路同士を接続する第2の接続線路と、
前記第1の接続線路及び前記第2の接続線路の上方及び下方の少なくとも一方に配置されるグランド層と、
少なくとも前記第2の接続線路と前記グランド層とを接続するビアホールと、
を備える請求項1から請求項6の何れか一項に記載のデジタル移相器。 - 前記接続部は、2つの前記デジタル移相回路群の最端部に位置する前記デジタル移相回路の前記外側線路同士を接続する第3の接続線路を備える請求項9記載のデジタル移相器。
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