JP2522629Y2 - 線路切り換え型180度移相器 - Google Patents

線路切り換え型180度移相器

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JP2522629Y2
JP2522629Y2 JP9675288U JP9675288U JP2522629Y2 JP 2522629 Y2 JP2522629 Y2 JP 2522629Y2 JP 9675288 U JP9675288 U JP 9675288U JP 9675288 U JP9675288 U JP 9675288U JP 2522629 Y2 JP2522629 Y2 JP 2522629Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は電子走査アンテナ等に用いられ、その出力
波相互間の位相を電気的に180度移相する線路切り換え
型移相器に関するものである。
〔従来の技術〕
第4図は、切り換え素子として電界効果トランジスタ
(以下、FETと称す。)を用いた時の線路切り換え型移
相器の構成を示す接続図であり、(5)は第1のFET、
(6)は第2のFET、(7)は第3のFET、(8)は第4
のFET、(16)は入力端子(あるいは出力端子)、(1
7)は出力端子(あるいは入力端子)、(18)は基準線
路、(19)は遅れ線路である。
第5図は、上記線路切り換え型移相器をGaAs基板上に
形成したときの従来の回路構成例で、(1)はGaAs基
板、(2)はグランド用金属、(3)は入力用(あるい
は出力用)マイクロストリツプ線路パターン、(4)は
出力用(あるいは入力用)マイクロストリツプ線路パタ
ーン、(20)は基準線路用マイクロストリツプ線路パタ
ーン、(21)は遅れ線路用マイクロストリツプ線路パタ
ーンである。
第6図は、第5図に示す第1のFET(5)、第2のFET
(6)の詳細図で、(22)は第1のFET(5)のドレイ
ン電極、(23)は第1のFET(5)のソース電極、(2
4)は第1のFET(5)のゲート電極である。(25)は第
2のFET(6)のドレイン電極、(26)は第2のFETのソ
ース電極、(27)は第2のFETのゲート電極である。第
3のFET(7)及び第4のFET(8)の構成も前記第1の
FET(5)及び第2のFET(6)の構成と同様である。
次に動作について説明する。第6図において、第1の
FETのゲート電極(24)に0Vを印加すると、第1のFETの
ドレイン電極(22)と第1のFETのソース電極(23)は
導通状態(以下、“オン状態”と称す。)になり、第1
のFETのゲート電極(24)のピンチオフ電圧以下の電圧
を印加すると、第1のFETのドレイン電極(22)と第1
のFETのソース電極(23)は非導通状態(以下、“オフ
状態”と称す。)になる。
第4図において、第1のFET(5)及び第3のFET
(7)を共にオン状態、第2のFET(6)及び第4のFET
(8)を共にオフ状態にし、次に第1のFET(5)及び
第3のFET(7)を共にオフ状態、第2のFET(6)及び
第4のFET(8)を共にオン状態にすると、入力端子(1
6)から出力端子(17)に至る高周波信号の伝搬経路
は、基準線路(18)側から遅れ線路(19)側に切り換わ
る。
いま、遅れ線路(18)の長さを、中心周波数f0におい
てθ度の位相差が得られるように設計したものとする
と、周波数fにおける位相差θは以下の第(1)式とな
る。
第(1)式より、中心周波数f0で、位相差180度に設
計すると、比帯域10%で±9度の設定位相誤差を生じ
る。
〔考案が解決しようとする課題〕
従来の線路切り換え型移相器は以上のように構成さ
れ、以上の動作原理を基にしているため、設定位相差を
大きくする程周波数変化に伴つた設定位相誤差が大きく
なると共に、第5図に示すように遅れ線路を長くする必
要のために回路構成が大きくなるなどの課題があつた。
この考案は、上記のような課題を解消するためになさ
れたもので、設定位相精度の周波数依存性が少なく、し
かも小形な線路切り換え型180度移相器を得ることを目
的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この考案に係る線路切り換え型180度移相器は、基準
線路として第1のコプレナーストリップ線路パターンを
用い、遅れ線路として第1のコプレナーストリップ線路
パターンと同じ長さを有し、グランドパターンの両側が
バイアホール等の手段でグランド用金属と接続され、か
つ一方の信号導体パターンと他方の信号導体パターンが
前記信号導体パターンにそれぞれつながる両側のグラン
ドパターンの線路途中でクロスオーバーして入れ替わる
第2のコプレナーストリップ線路パターンを用いたもの
である。
〔作用〕
この考案における線路切り換え型180度移相器は、FET
にて、高周波信号の伝搬経路を第1のコプレナーストリ
ツプ線路パターンから第2のコプレナーストリツプ線路
パターンに切り換えることにより、出力波の位相を広帯
域に亘つて180度移相することができる。又、第1のコ
プレナーストリツプ線路パターンと第2のコプレナース
トリップ線路パターンの物理長を等しくできるため回路
構成を小形化できる。
〔実施例〕
以下、この考案の一実施例を図について説明する。第
1図は本考案による線路切り換え型移相器をGaAs基板上
に形成したときの回路構成例で、図において(9)は第
1のコプレナーストリツプ線路パターン、(10)は上記
第1のコプレナーストリツプ線路パターンと同じ長さを
有した対向するパターンがクロスオーバーする第2のコ
プレナーストリツプ線路パターン、(11)は上記第1の
コプレナーストリツプ線路パターン(9)及び第2のコ
プレナーストリツプ線路パターン(10)におけるグラン
ドパターン側をグランド用金属(2)と導通させるため
のバイアホールである。
第2図は第2のコプレナーストリツプ線路パターン
(10)のクロスオーバー部(第1図A部)の詳細図で、
(12)はクロスオーバーするパターン間の短絡を防止す
ると共に、伝搬する高周波信号による高周波電磁界をク
ロスオーバーするパターン間に閉じ込めるための誘電体
である。
第3図は、マイクロストリツプ線路からコプレナース
トリツプ線路に移行する高周波信号の姿態を表わす図
で、(13)はマイクロストリツプ線路パターン、(14)
はコプレナーストリツプ線路用主線路パターン、(15)
はコプレナーストリツプ線路用グランドパターンであ
る。なお、図中実線矢印は高周波電界を、破線矢印は高
周波磁界を示す。
次に動作の説明をする前に、第3図を用いてマイクロ
ストリツプ線路からコプレナーストリツプ線路に移行す
る高周波信号の姿態について説明する。第3図(c)は
第3図(a)の断面AA′における高周波信号の姿態を示
す図で、高周波電磁界はマイクロストリツプ線路パター
ン(13)とグランド用金属(2)間に大半が閉じ込めら
れ、高周波電流はマイクロストリツプ線路パターン(1
3)とグランド用金属(2)を流れる。第3図(d)は
第3図(a)の断面BB′における高周波信号の姿態を示
す図で、コプレナーストリツプ線路用グランドパターン
(15)及びバイアホール(11)をコプレナーストリツプ
線路用主線路パターン(14)に近接して配置すると、マ
イクロストリツプ線路パターン(13)からグランド用金
属(2)に向つていた高周波電界が、コプレナーストリ
ツプ線路用主線路パターン(14)からコプレナーストリ
ツプ線路用グランドパターン(15)及びバイアホール
(11)に向うようになると共に、グランド用金属(2)
を流れていた高周波電流も、バイアホール(11)及びコ
プレナーストリツプ線路用グランドパターン(15)側を
流れるようになる。第3図(e)は第3図(a)の断面
CC′における高周波信号の姿態を示す図で、高周波電磁
界は、接近して配置されたコプレナーストリツプ線路用
主線路パターン(14)とコプレナーストリツプ線路用グ
ランドパターン(15)間に大半が閉じ込められ、高周波
電流もコプレナーストリツプ線路用主線路パターン(1
4)とコプレナーストリツプ線路用グランドパターン(1
5)を流れる。以上のように、バイアホール(11)を介
して、高周波信号の伝搬経路がマイクロストリツプ線路
からコプレナーストリツプ線路へと移行する。高周波信
号伝搬経路のコプレナーストリツプ線路からマイクロス
トリツプ線路への移行もバイアホール(11)を介して同
様に行われる。
次に動作について説明する。第1図において、第1の
FET(5)及び第3のFET(7)を共にオン状態、第2の
FET(6)及び第4のFET(8)を共にオフ状態にし、次
に第1のFET(5)及び第3のFET(7)を共にオフ状
態、第2のFET(6)及び第4のFET(8)を共にオン状
態にすると、入力用マイクロストリツプ線路パターン
(3)から出力用マイクロストリツプ線路パターン
(4)に至る高周波信号の伝搬経路は、第1のコプレナ
ーストリツプ線路パターン(9)側から第2のコプレナ
ーストリツプ線路パターン(10)側に切り換わる。
ところで、第2図に示すように、第2のコプレナース
トリツプ線路パターン(10)は対向するパターンがクロ
スオーバーしているため、伝搬する高周波信号による高
周波電界は実線矢印で示すようにクロスオーバー通過後
180度移相する。従つて第1のコプレナーストリツプ線
路パターン(9)と第2のコプレナーストリツプ線路パ
ターン(10)の長さを等しくしておけば、高周波信号の
伝搬経路を第1のコプレナーストリツプ線路パターン
(9)側から第2のコプレナーストリツプ線路パターン
(10)側に切り換えることにより、出力波相互間の位相
を周波数に依存せず180度位相することができる。
〔考案の効果〕
以上のように、この考案による線路切り換え型180度
移相器は、基準線路として第1のコプレナーストリツプ
線路パターンを用い、遅れ線路として第1のコプレナー
ストリツプ線路パターンと同じ長さを有し、グランドパ
ターンの両側がバイアホール等の手段でグランド用金属
と接続され、かつ一方の信号導体パターンと他方の信号
導体パターンが前記信号導体パターンにそれぞれつなが
る両側のグランドパターンの線路途中でクロスオーバー
して入れ替わる第2のコプレナーストリツプ線路パター
ンを用い、高周波信号の伝搬経路をFETにより第1のコ
プレナーストリツプ線路パターン側から第2のコプレナ
ーストリツプ線路パターン側に切り換える構成とし、し
かも前記回路を基板上に形成したために広帯域でかつ小
形の線路切り換え型180度移相器を提供できる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)はこの考案の一実施例によるGaAs基板上に
形成した線路切り換え型180度移相器の回路構成を示す
正面図、第1図(b)は第1図(a)の側面図、第2図
はコプレナーストリツプ線路において対向するパターン
がクロスオーバーする部分の詳細図、第3図(a)はマ
イクロストリツプ線路とコプレナーストリツプ線路の変
換部の回路構成を示す正面図、第3図(b)は第3図
(a)の側面図、第3図(c)はマイクロストリツプ線
路を伝搬する高周波信号の姿態を表わす図、第3図
(d)はマイクロストリツプ線路とコプレナーストリツ
プ線路変換部における高周波信号の姿態を表わす図、第
3図(e)はコプレナーストリツプ線路を伝搬する高周
波信号の姿態を表わす図、第4図は切り換え素子として
FETを用いたときの線路切り換え型移相器の構成を示す
接続図、第5図(a)は従来の線路切り換え型移相器を
GaAs基板上に形成したときの回路構成を示す正面図、第
5図(b)は第5図(a)の側面図、第6図はGaAs基板
上に形成されたFETの詳細図である。 図において、(1)はGaAs基板、(2)はグランド用
金属、(3)は入力用マイクロストリツプ線路パター
ン、(4)は出力用マイクロストリツプ線路パターン、
(5)は第1のFET、(6)は第2のFET、(7)は第3
のFET、(8)は第4のFET、(9)は第1のコプレナー
ストリツプ線路パターン、(10)は第2のコプレナース
トリツプ線路パターン、(11)はバイアホール、(12)
は誘電体、(13)はマイクロストリツプ線路パターン、
(14)はコプレナーストリツプ線路用主線路パターン、
(15)はコプレナーストリツプ線路用グランドパター
ン、(16)は入力端子、(17)は出力端子、(18)は基
準線路、(19)は遅れ線路、(20)は基準線路用マイク
ロストリツプ線路パターン、(21)は遅れ線路用マイク
ロストリツプ線路パターン、(22)は第1のFETのドレ
イン電極、(23)は第1のFETのソース電極、(24)は
第1のFETのゲート電極、(25)は第2のFETのドレイン
電極、(26)は第2のFETのソース電極、(27)は第2
のFETのゲート電極である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示すものと
する。

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板と、前記基板裏面に接合されたグラン
    ド用金属と、前記基板上に形成されグランドパターンの
    の両端がバイアホール等の手段で前記グランド用金属と
    接続されてなる第1のコプレナーストリップ線路パター
    ンと、前記第1のコプレナーストリップ線路パターンと
    同じ長さを有し、グランドパターンの両側がバイアホー
    ル等の手段で前記グランド用金属と接続され、かつ一方
    の信号導体パターンと他方の信号導体パターンが前記信
    号導体パターンにそれぞれつながる両側のグランドパタ
    ーンの線路途中でクロスオーバーして入れ替わる第2の
    コプレナーストリップ線路パターンと、ドレイン電極が
    前記第1のコプレナーストリップ線路パターンの一端と
    接続された第1の電界効果トランジスタと、ソース電極
    が前記第1の電界効果トランジスタのソース電極と接続
    されドレイン電極が前記第2のコプレナーストリップ線
    路パターンの一端と接続された第2の電界効果トランジ
    スタと、ドレイン電極が前記第1のコプレナーストリッ
    プ線路パターンの他の一端と接続された第3の電界効果
    トランジスタと、ソース電極が前記第3の電界効果トラ
    ンジスタのソース電極と接続されドレイン電極が前記第
    2のコプレナーストリップ線路パターンの他の一端と接
    続された第4電界効果のトランジスタと、前記第1の電
    界効果トランジスタのソース電極及び前記第2の電界効
    果トランジスタのソース電極とに接続された入力用(あ
    るいは出力用)マイクロストリップ線路パターンと、前
    記第3の電界効果トランジスタのソース電極及び前記第
    4の電界効果トランジスタのソース電極とに接続された
    出力用(あるいは入力用)マイクロストリップ線路パタ
    ーンと、前記第1、第2、第3及び第4の電界効果トラ
    ンジスタのゲート電極に順、逆方向電圧を印加すること
    によりドレイン電極とソース電極間をオン状態とオフ状
    態に切り換える手段とを具備したことを特徴とする線路
    切り換え型180度移相器。
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