JP2656284B2 - モノリシックマイクロ波移相器 - Google Patents
モノリシックマイクロ波移相器Info
- Publication number
- JP2656284B2 JP2656284B2 JP63025627A JP2562788A JP2656284B2 JP 2656284 B2 JP2656284 B2 JP 2656284B2 JP 63025627 A JP63025627 A JP 63025627A JP 2562788 A JP2562788 A JP 2562788A JP 2656284 B2 JP2656284 B2 JP 2656284B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase shifter
- inductor
- capacitor
- switch element
- control signal
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- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、モノシックマイクロ波移相器の回路方式に
関する。
関する。
（従来の技術） 近年マイクロ波固体回路では、GaAs等の半絶縁性基板
上に入出力整合回路やFETなどの半導体素子を一体化す
るモノリシックマイクロ波集積回路（以下MMICと略す）
技術が、装置の小形化，低価格化が実現できるため広く
用いられる傾向にある。特にMMIC技術を用いた移相器
は、フェーズド・アレイ・アンテナ等に広く用いられる
装置の小形化が実現されている。
上に入出力整合回路やFETなどの半導体素子を一体化す
るモノリシックマイクロ波集積回路（以下MMICと略す）
技術が、装置の小形化，低価格化が実現できるため広く
用いられる傾向にある。特にMMIC技術を用いた移相器
は、フェーズド・アレイ・アンテナ等に広く用いられる
装置の小形化が実現されている。
第７図及び第８図は、従来用いられているMMIC移相器
の回路構成図である。第７図は、ローデッドライン形移
相器を示しており、1/4波長分布定数線路１の両端にそ
れぞれ整合用分布定数線路（2a,2b）の一端が接続さ
れ、整合用分布定数線路（2a,2b）の他端にはスイッチ
用FET（3a,3b）が接続されている。さらに1/4波長分布
定数線路１の一端が入力端子4,他端が出力端子５に接続
している。また、スイッチ用FET（3a,3b）のゲートには
コントロール信号入力端子６が接続され、コントロール
信号Ｑが供給される。
の回路構成図である。第７図は、ローデッドライン形移
相器を示しており、1/4波長分布定数線路１の両端にそ
れぞれ整合用分布定数線路（2a,2b）の一端が接続さ
れ、整合用分布定数線路（2a,2b）の他端にはスイッチ
用FET（3a,3b）が接続されている。さらに1/4波長分布
定数線路１の一端が入力端子4,他端が出力端子５に接続
している。また、スイッチ用FET（3a,3b）のゲートには
コントロール信号入力端子６が接続され、コントロール
信号Ｑが供給される。
この移相器では、コントロール信号ＱによりFET（3a,
3b）を同時にオン状態とオフ状態に切換えて、入力信号
の通過位相を変化させ所望の移相量を得ることができ
る。このようなローデッドライン形移相器は設計性が良
くコントロール信号は一つで良い反面、MMICにした場
合、1/4波長の分布定数線路を用いているためにチップ
サイズが大きくなるという欠点があった。
3b）を同時にオン状態とオフ状態に切換えて、入力信号
の通過位相を変化させ所望の移相量を得ることができ
る。このようなローデッドライン形移相器は設計性が良
くコントロール信号は一つで良い反面、MMICにした場
合、1/4波長の分布定数線路を用いているためにチップ
サイズが大きくなるという欠点があった。
第８図は、ローパス・ハイパス切換え形移相器を示し
ており、FET（11a〜11f）を回路切換用のスイッチとし
て用いて、それぞれに極性の異なるコントロール信号
（Q,）を、供給し、インダクタ（12a,12b），キャパ
シタ13によるローパスフィルタとキャパシタ（14a,14
b），インダクタ15によるハイパスフィルタを形成して
いる。つまりコントロール信号Ｑ及びにより移相回路
をローパスフィルタとハイパスフィルタに切換え、この
ときの通過位相の差により所望の移相量を得るものであ
る。
ており、FET（11a〜11f）を回路切換用のスイッチとし
て用いて、それぞれに極性の異なるコントロール信号
（Q,）を、供給し、インダクタ（12a,12b），キャパ
シタ13によるローパスフィルタとキャパシタ（14a,14
b），インダクタ15によるハイパスフィルタを形成して
いる。つまりコントロール信号Ｑ及びにより移相回路
をローパスフィルタとハイパスフィルタに切換え、この
ときの通過位相の差により所望の移相量を得るものであ
る。
このようなローパス・ハイパス切換形では、設計性は
ローデッドライン形に比べ劣るものの集中定数素子を用
いるためチップの小形化が可能である。しかし、極性の
相異なる２つのコントロール信号が必要となり、MMIC周
辺部がコントロール信号端子等で煩雑になりやすいとい
う欠点があった。
ローデッドライン形に比べ劣るものの集中定数素子を用
いるためチップの小形化が可能である。しかし、極性の
相異なる２つのコントロール信号が必要となり、MMIC周
辺部がコントロール信号端子等で煩雑になりやすいとい
う欠点があった。
（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように従来のモノリシックマイクロ波移相
器ではコントロール信号が１つである反面チップサイズ
が大きい、あるいはチップサイズが小さい反面、コント
ロール信号が２つ必要である等一長一短の感があった。
器ではコントロール信号が１つである反面チップサイズ
が大きい、あるいはチップサイズが小さい反面、コント
ロール信号が２つ必要である等一長一短の感があった。
そこで本発明ではこのような欠点を除去し、小形でか
つ、コントロール信号が１つで良いモノリシックマイク
ロ波移相器を提供することを目的とする。
つ、コントロール信号が１つで良いモノリシックマイク
ロ波移相器を提供することを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明では、直列接続し、
一方を入力端，他方を出力端とした複数のインダクタ
と、前記入力端と出力端間に接続した第１のスイッチ素
子と、前記インダクタのそれぞれの接続点と接地間に接
続したキャパシタと、このキャパシタと並列接続し、前
記キャパシタと信号周波数で並列共振する第２のインダ
クタ及びこの第２のインダクタと直列接続した第２のス
イッチ素子とからなるインダクタ回路と、前記第１のス
イッチ素子及び第２のスイッチ素子を同一信号で制御す
るコントロール信号を供給する制御端子とを具備するモ
ノリシックマイクロ波移相器を提供する。
一方を入力端，他方を出力端とした複数のインダクタ
と、前記入力端と出力端間に接続した第１のスイッチ素
子と、前記インダクタのそれぞれの接続点と接地間に接
続したキャパシタと、このキャパシタと並列接続し、前
記キャパシタと信号周波数で並列共振する第２のインダ
クタ及びこの第２のインダクタと直列接続した第２のス
イッチ素子とからなるインダクタ回路と、前記第１のス
イッチ素子及び第２のスイッチ素子を同一信号で制御す
るコントロール信号を供給する制御端子とを具備するモ
ノリシックマイクロ波移相器を提供する。
また、直列接続し、一方を入力端，他方を出力端とし
た複数のキャパシタと、前記入力端と出力端間に接続し
た第１のスイッチ素子と、前記キャパシタのそれぞれの
接続点と接地間に接続したインダクタと、このインダク
タと並列接続し、前記インダクタと信号周波数で並列共
振する第２のキャパシタ及びこの第２のキャパシタと直
列接続した第２のスイッチ素子とからなるキャパシタ回
路と、前記第１のスイッチ素子及び第２のスイッチ素子
を同一信号で制御するコントロール信号を供給する制御
端子とを具備するモノリシックマイクロ波移相器を提供
する。
た複数のキャパシタと、前記入力端と出力端間に接続し
た第１のスイッチ素子と、前記キャパシタのそれぞれの
接続点と接地間に接続したインダクタと、このインダク
タと並列接続し、前記インダクタと信号周波数で並列共
振する第２のキャパシタ及びこの第２のキャパシタと直
列接続した第２のスイッチ素子とからなるキャパシタ回
路と、前記第１のスイッチ素子及び第２のスイッチ素子
を同一信号で制御するコントロール信号を供給する制御
端子とを具備するモノリシックマイクロ波移相器を提供
する。
（作用） 本発明のモノリシックマイクロ波移相器では、スイッ
チ素子をオン状態とオフ状態に一つのコントロール信号
により同時に切換えることによりローパスフィルタ（ま
たはハイパスフィルタ）と入出力短絡状態とに切換え、
そのときの通過位相差により所望の移相量を得るもので
ある。
チ素子をオン状態とオフ状態に一つのコントロール信号
により同時に切換えることによりローパスフィルタ（ま
たはハイパスフィルタ）と入出力短絡状態とに切換え、
そのときの通過位相差により所望の移相量を得るもので
ある。
（実施例） 以下、本発明の一つの実施例を図面を参照して説明す
る。第１図は本発明のモノリシックマイクロ波移相器の
一実施例を示す回路構成図であり、直列接続した集中定
数素子のインダクタ（21a,21b）の両端に第１のスイッ
チ素子としてスイッチ用FET22が接続され、このインダ
クタ（21a,21b）のそれぞれの接続点と接地間にはキャ
パシタ23とインダクタ24が並列接続されている。また、
インダクタ24には第２のスイッチ素子としてスイッチ用
FET25が直列に接続されている。さらに、スイッチ用FET
（22,25）には同一の制御端子26から同一のコントロー
ル信号が供給され、また、直列接続したインダクタ（21
a,21b）の一端が入力端子27,他端が出力端子28になって
いる。
る。第１図は本発明のモノリシックマイクロ波移相器の
一実施例を示す回路構成図であり、直列接続した集中定
数素子のインダクタ（21a,21b）の両端に第１のスイッ
チ素子としてスイッチ用FET22が接続され、このインダ
クタ（21a,21b）のそれぞれの接続点と接地間にはキャ
パシタ23とインダクタ24が並列接続されている。また、
インダクタ24には第２のスイッチ素子としてスイッチ用
FET25が直列に接続されている。さらに、スイッチ用FET
（22,25）には同一の制御端子26から同一のコントロー
ル信号が供給され、また、直列接続したインダクタ（21
a,21b）の一端が入力端子27,他端が出力端子28になって
いる。
ここで制御端子26に供給されたコントロール信号Ｑが
“0"になったとき、スイッチ用FET（22,25）はそれぞれ
オフ状態となり、上記移相器は第２図（ａ）で示すよう
なローパスフィルタとなり、これが移相器の基準状態を
構成する。
“0"になったとき、スイッチ用FET（22,25）はそれぞれ
オフ状態となり、上記移相器は第２図（ａ）で示すよう
なローパスフィルタとなり、これが移相器の基準状態を
構成する。
つぎにコントロール信号Ｑが“1"になったときスイッ
チ用FET（22,25）はそれぞれオン状態となり、これによ
りインダクタ（21a,21b）はスイッチ用FET22により短絡
され、インダクタ24を信号周波数f0でキャパシタ23と並
列共振するように選ぶことにより、上記移相器は第２図
（ｂ）で示すような入出力短絡回路となり、これが移相
器の移相状態を構成する。
チ用FET（22,25）はそれぞれオン状態となり、これによ
りインダクタ（21a,21b）はスイッチ用FET22により短絡
され、インダクタ24を信号周波数f0でキャパシタ23と並
列共振するように選ぶことにより、上記移相器は第２図
（ｂ）で示すような入出力短絡回路となり、これが移相
器の移相状態を構成する。
つまり基準状態においてローパスフィルタがf0が遅延
回路を構成するようにインダクタL,キャパシタＣの値を θ；ローパスフィルタの通過位相 R;ローパスフィルタの終端条件 を満足するように設定すれば、移相量はほぼ で表わされる。
回路を構成するようにインダクタL,キャパシタＣの値を θ；ローパスフィルタの通過位相 R;ローパスフィルタの終端条件 を満足するように設定すれば、移相量はほぼ で表わされる。
また、FET22のゲート幅等の諸元はローパスフィルタ
の挿入損と移相状態での挿入損が等しくなる様に選べば
良い。このように本移相器では集中定数素子を用いるた
めチップサイズが小形で、コントロール信号が１つで良
い移相器を実現することができる。
の挿入損と移相状態での挿入損が等しくなる様に選べば
良い。このように本移相器では集中定数素子を用いるた
めチップサイズが小形で、コントロール信号が１つで良
い移相器を実現することができる。
ところで本実施例では一段Ｔ型のローパスフィルタを
用いて説明したが、第３図に示すように、３つのインダ
クタ（31a,31b,31c）を直列に接続し、その接続点と接
地間に並列接続したキャパシタ33とインダクタ34から構
成される多段のローパスフィルタを用いて構成すること
もできる。
用いて説明したが、第３図に示すように、３つのインダ
クタ（31a,31b,31c）を直列に接続し、その接続点と接
地間に並列接続したキャパシタ33とインダクタ34から構
成される多段のローパスフィルタを用いて構成すること
もできる。
また、第４図に示すように、インダクタ41の両端にそ
れぞれ接地間に並列接続したキャパシタ43とインダクタ
44から構成されるπ形ローパスフィルタを用いて構成す
ることもできる。
れぞれ接地間に並列接続したキャパシタ43とインダクタ
44から構成されるπ形ローパスフィルタを用いて構成す
ることもできる。
さらに、ローパスフィルタのかわりにハイパスフィル
タを使用しても本発明の移相器を構成することができ
る。例えば、第５図に示すように直列に接続したキャパ
シタ（51a,51b）の両端にスイッチ用FET52を接続し、キ
ャパシタ（51a,51b）のそれぞれの接続点と接地間に並
列接続したインダクタ53とキャパシタ54を接続する。ま
た、キャパシタ54にスイッチ用FET55を接続し、２つの
スイッチ用FET（52,55）にそれぞれ同一の制御端子56が
接続される。さらに、直列接続したキャパシタ（51a,51
b）の一端を入力端子57、他端を出力端子58にしてＴ形
タイプの移相器が構成される。
タを使用しても本発明の移相器を構成することができ
る。例えば、第５図に示すように直列に接続したキャパ
シタ（51a,51b）の両端にスイッチ用FET52を接続し、キ
ャパシタ（51a,51b）のそれぞれの接続点と接地間に並
列接続したインダクタ53とキャパシタ54を接続する。ま
た、キャパシタ54にスイッチ用FET55を接続し、２つの
スイッチ用FET（52,55）にそれぞれ同一の制御端子56が
接続される。さらに、直列接続したキャパシタ（51a,51
b）の一端を入力端子57、他端を出力端子58にしてＴ形
タイプの移相器が構成される。
上記構成の移相器では、制御端子に供給されるコント
ロール信号Ｑが“1"のときにはFET（52,55）がそれぞれ
オン状態となり、この場合移相器の基準状態を構成し、
コントロール信号Ｑが“0"のときにはFET（52,55）がそ
れぞれオフ状態になり、この場合移相器の移相状態を構
成する。
ロール信号Ｑが“1"のときにはFET（52,55）がそれぞれ
オン状態となり、この場合移相器の基準状態を構成し、
コントロール信号Ｑが“0"のときにはFET（52,55）がそ
れぞれオフ状態になり、この場合移相器の移相状態を構
成する。
また、第６図に示すようにキャパシタ61の両端にそれ
ぞれ接地間に並列接続したインダクタ63とキャパシタ64
から構成されるπ形ローパスフィルタを用いて移相器を
構成することもできる。
ぞれ接地間に並列接続したインダクタ63とキャパシタ64
から構成されるπ形ローパスフィルタを用いて移相器を
構成することもできる。
また、上記のハイパスフィルタ形の移相器も多段構成
をとっても同様の結果を得るのは明らかである。
をとっても同様の結果を得るのは明らかである。
さらに上記実施例では、スイッチ素子としてFETを使
用しているが、ダイオードを使用してもよい。
用しているが、ダイオードを使用してもよい。
［発明の効果］ 以上述べたように本発明では、１つのコントロール信
号でスイッチ素子を切換えて移相量を変化させるので、
チップサイズの小形のモノリシックマイクロ波移相器を
提供することができる。
号でスイッチ素子を切換えて移相量を変化させるので、
チップサイズの小形のモノリシックマイクロ波移相器を
提供することができる。
第１図は、本発明によるモノリシックマイクロ波移相器
の一実施例を示す回路図，第２図（ａ）及び第２図
（ｂ）は第１図のモノリシックマイクロ波移相器の動作
を示す図、第３図乃至第６図は本発明の他の実施例を示
す回路図、第７図及び第８図は、従来のモノリシックマ
イクロ波移相器を示す回路図である。 21a,21b,24,53……インダクタ 22,25,52,55……スイッチ用FET 23,51a,51b,54……キャパシタ 26,56……制御端子
の一実施例を示す回路図，第２図（ａ）及び第２図
（ｂ）は第１図のモノリシックマイクロ波移相器の動作
を示す図、第３図乃至第６図は本発明の他の実施例を示
す回路図、第７図及び第８図は、従来のモノリシックマ
イクロ波移相器を示す回路図である。 21a,21b,24,53……インダクタ 22,25,52,55……スイッチ用FET 23,51a,51b,54……キャパシタ 26,56……制御端子
Claims (2)
- 【請求項１】直列接続し、一方を入力端、他方を出力端
とした複数のインダクタと、前記入力端と出力端間に接
続した第１のスイッチ素子と、前記インダクタのそれぞ
れの接続点と接地間に接続したキャパシタと、このキャ
パシタと並列接続し、前記キャパシタと信号周波数で並
列共振する第２のインダクタ及びこの第２のインダクタ
と直列接続した第２のスイッチ素子とからなるインダク
タ回路と、前記第１のスイッチ素子及び第２のスイッチ
素子を同一制御信号で制御するコントロール信号を供給
する制御端子とを具備するモノリシックマイクロ波移相
器。 - 【請求項２】直列接続し、一方を入力端、他方を出力端
とした複数のキャパシタと、前記入力端と出力端間に接
続した第１のスイッチ素子と、前記キャパシタのそれぞ
れの接続点と接地間に接続したインダクタと、このイン
ダクタと並列接続し、前記インダクタと信号周波数で並
列共振する第２のキャパシタ及びこの第２のキャパシタ
と直列接続した第２のスイッチ素子とからなるキャパシ
タ回路と、前記第１のスイッチ素子及び第２のスイッチ
素子を同一制御信号で制御するコントロール信号を供給
する制御端子とを具備するモノリシックマイクロ波移相
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63025627A JP2656284B2 (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | モノリシックマイクロ波移相器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63025627A JP2656284B2 (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | モノリシックマイクロ波移相器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01202007A JPH01202007A (ja) | 1989-08-15 |
| JP2656284B2 true JP2656284B2 (ja) | 1997-09-24 |
Family
ID=12171108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63025627A Expired - Lifetime JP2656284B2 (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | モノリシックマイクロ波移相器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2656284B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3087844B2 (ja) | 1997-12-26 | 2000-09-11 | 日本電気株式会社 | 半導体移相器 |
| JP2000114950A (ja) * | 1998-10-07 | 2000-04-21 | Murata Mfg Co Ltd | Ｓｐｓｔスイッチおよびｓｐｄｔスイッチおよびそれを用いた通信機 |
| US6674341B2 (en) | 2001-01-09 | 2004-01-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Phase shifter and multibit phase shifter |
| WO2005093951A1 (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 移相回路、高周波スイッチ並びに移相器 |
| EP1739828A4 (en) | 2004-07-27 | 2010-01-27 | Mitsubishi Electric Corp | PHASE SHIFTING CIRCUIT AND MULTIBIT PHASE DECAL |
| JP4963241B2 (ja) * | 2007-02-23 | 2012-06-27 | 三菱電機株式会社 | 移相回路 |
| JP5522908B2 (ja) * | 2008-07-02 | 2014-06-18 | 三菱電機株式会社 | 移相回路 |
| JP6076193B2 (ja) * | 2013-05-20 | 2017-02-08 | 三菱電機株式会社 | 移相回路 |
| US9831837B2 (en) * | 2014-11-05 | 2017-11-28 | Qualcomm Incorporated | Dynamic power divider circuits and methods |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4890644A (ja) * | 1972-03-06 | 1973-11-26 |
-
1988
- 1988-02-08 JP JP63025627A patent/JP2656284B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4890644A (ja) * | 1972-03-06 | 1973-11-26 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01202007A (ja) | 1989-08-15 |
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