JP2713335B2

JP2713335B2 - ダイオード移相器

Info

Publication number: JP2713335B2
Application number: JP2056237A
Authority: JP
Inventors: 幸治西田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-03-07
Filing date: 1990-03-07
Publication date: 1998-02-16
Anticipated expiration: 2013-02-16
Also published as: JPH03258002A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、誘電体外層基板の厚さが等価的に調整可
能なダイオード移相器に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は例えば実公昭62−36323号公報に示された、
従来のトリプレート型ストリップ線で構成された３ビッ
トのダイオード移相器を示す分解斜視図であり、第５図
はそのＡ−Ａ線断面図である。

図において、１は誘電体外層基板の一方としての誘電
体下層基板であり、２はその下面全体に被着された地導
体である。３はこの誘電体下層基板１をその地導体２が
電気的に良好に接触するように収容した金属ケースであ
る。４は誘電体下層基板１上に配置され、主線路５、結
合線路で構成した3dBハイブリッド結合器などの結合器
６、直流バイアスを外部回路と分離する直流ブロック用
コンデンサ７、反射波位相変換回路用線路８、バイアス
回路に用いる1/4波長の長さを有する低いインピーダン
ス線路９、バイアス回路に用いる1/4波長の長さを持つ
高インピーダンス線路10等の線路導体が、フォトエッチ
ング手法などによってその両面に形成された誘電体中層
基板である。

11は前記反射波位相変換回路用線路８の先端に、図示
を省略した金線等を介して接続されたダイオードであ
る。このダイオードとしてはPINダイオード、バラクタ
ダイオードがあるが、いずれについても同じことがいえ
るので、以下PINダイオードとして説明する。12は誘電
体中層基板４上に前記線路導体とともにフォトエッチン
グ手法にて形成されたバイアス供給端子であり、13は金
属ケース３にマウントされ、このバイアス供給端子12が
図示を省略した金属線を介して接続されるバイアス端子
である。14は誘電体中層基板４の上に配置されて上面全
体に地導体２が被着された。誘電体外層基板の一方とし
ての誘電体上層基板である。15は誘電体下層基板１、誘
電体中層基板４、および誘電体上層基板14を収容した金
属ケース３の開口面を覆う金属ケース上蓋であり、前記
誘電体上層基板14の地導体２に電気的に良好に接触して
いる。16はこのダイオード移相器を外部回路と接続する
ための接栓座である。

次に動作について説明する。ここで、第６図はその動
作を説明するための回路図であり、簡略化のために１ビ
ット分だけを図示している。図において、17は1/4波長
の長さの低インピーダンス線路９と高インピーダンス線
路10で構成され、PINダイオード11に直流バイアスを印
加するバイアス手段としてのバイアス回路、18はそのPI
Nダイオード11を含む反射波位相変換回路である。

入力側の主線路５から入射した電波は、直流ブロック
用コンデンサ７を通過する。この直流ブロック用コンデ
ンサ７は、バイアス回路17を介してPINダイオード11に
供給される直流バイアスを外部回路と分離する役割を果
たしている。

次に直流ブロック用コンデンサ７を通過した電波は、
結合線路で構成した結合器６へ入射し、端子T₁,T₂へ電
力が二等分配されて現われる。これらの端子T₁,T₂に接
続される反射波位相変換回路18は、PINダイオード11に
印加する直流バイアスの極性を切り換えて得られる反射
波の位相変化が所定の値になるように設計されている。
反射波位相変換回路18で反射される電波は、出力側の直
流ブロック用コンデンサ７を通過し、出力側の主線路５
へ現われるのであるが、PINダイオード11に印加される
バイアスの極性を切り換えると、前述のように反射波位
相変換回路18が設計されているため、出力電波の位相は
所定の位相変化を受け、ダイオード移相器が構成され
る。

この種類のトリプレート形ストリップ線路で構成され
たダイオード移相器では、電波伝搬方向に直交する金属
ケース幅Ｗが、導波管モードの電波伝搬をしゃ断とする
ような幅に設計されている。

この場合、PINダイオード11の特性に製造ロット等に
よるバラツキがあると、当該ダイオード移相器そのもの
の特性が変動することになる。ここで、PINダイオード1
1が接続された反射波位相変換回路用線路８のインピー
ダンスは誘電体上層基板14や誘電体下層基板１の厚さに
よって変化するものであり、また、バイアス回路17を構
成する低インピーダンス線路９および高インピーダンス
線路10のインピーダンスについても同様である。従っ
て、厚さの異なる誘電体上層基板14を何種類か準備して
おき、組み立てられたダイオード移相器が要求性能を満
足しない場合には、誘電体上層基板14を厚さの異なるも
のに変更することにより、前記PINダイオード11の特性
のバラツキを吸収している。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のダイオード移相器は以上のように構成されてい
るので、厚さの異なった多種の誘電体上層基板14を用意
しておくことが必要であり、その厚さのコントロールが
難しく、誘電体のバラツキも発生して材料の損失が大き
くなり、さらに、PINダイオード11の特性がずれてくる
と、要求性能を満足できなくなって誘電体中層基板４の
各線路導体のパターン自体を作り直すことが必要になる
ような事態も発生し、また、歩留まりも悪くなるなどの
課題があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされ
たもので、ダイオードの特性のバラツキが簡単に吸収で
き、歩留まりのよいダイオード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〕

請求項（１）記載の発明に係るダイオード移相器は、
誘電体外層基板と誘電体中層基板の間に、誘電体フィル
ムで構成された調整シートを挿入したものである。

また、請求項（２）記載の発明に係るダイオード移相
器は、誘電体外層基板と誘電体中層基板の間の一部に、
誘電体フィルムで構成された調整シートを挿入し、前記
調整シートが挿入されない部分には前記誘電体外層基板
の地導体と金属ケースの間に金属箔を挿入したものであ
る。

〔作用〕

請求項（１）記載の発明におけるダイオード移相器
は、誘電体フィルムで構成された調整シートを誘電体外
層基板と誘電体内層基板の間に挿入され、その誘電体フ
ィルムの４枚数の調整により、ダイオードの特性に合わ
せて線路導体のインピーダンスを変化させ、歩留まりよ
く要求性能を満足することができる。

また、請求項（２）記載の発明におけるダイオード移
相器は、誘電体フィルムで構成された調整シートを誘電
体外層基板と誘電体中層基板の間の一部に挿入され、調
整シートが挿入されない部分には金属箔を誘電体外層基
板の地導体と金属ケースの間に挿入されたことにより、
調整が必要な部分のみを、誘電体フィルムの枚数を調整
して、ダイオードの特性に合わせて線路導体のインピー
ダンスを変化させ、歩留まりよく要求性能を満足するこ
とができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図はこの実施例によるダイオード移相器を示す分解斜
視図であり、第２図はそのＡ−Ａ線断面図である。図に
おいて、１は誘電体外層基板の一方としての誘電体下層
基板、２は地導体、３は金属ケース、４は誘電体中層基
板、５〜10は線路導体としての主線路、結合器、直流ブ
ロック用コンデンサ、反射波位相変換回路用線路、低イ
ンピーダンス線路、および高インピーダンス線路、11は
ダイオード（PINダイオード）、12はバイアス供給端
子、13はバイアス端子、14は誘電体外層基板の一方とし
ての誘電体上層基板、15は金属ケース上蓋、16は接栓座
であり、第４図および第５図に同一符号を付した従来の
それらと同一、あるいは相当部分であるため詳細な説明
は省略する。

また、19は前記誘電体上層基板14と誘電体中層基板４
の間に挿入される調整シートである。この調整シート19
は誘電体上層基板14と同一特性を持つ誘電体フィルムで
構成されており、当該誘電体フィルムの枚数によってそ
の厚さを調整することができるようになっている。

次に動作について説明する。ここで、基本的な動作は
第４図および第５図に示した従来のダイオード移相器の
場合と同様であるため、調整シート19の作用を中心に説
明を行う。

前述のように、反射波位相変換回路用線路８、低イン
ピーダンス線路９、高インピーダンス線路10などのイン
ピーダンスは、誘電体上層基板14あるいは誘電体下層基
板１の厚さによって変化する。一方、PINダイオード11
は能動素子であるため、個々によって、特にその製造ロ
ットによって特性にバラツキがある。従って、そのよう
なPINダイオード11を用いてダイオード移相器を組み立
てた場合にはその性能にもバラツキが生じる。ダイオー
ド移相器の性能試験の結果、要求性能は満足していない
ことがわかった場合には再調整を行うことになる。その
ような調整作業においては、現状を大幅に変更すること
なく、一部の値が変化させるだけで再調整できることが
望ましい。

この実施例では、あらかじめ誘電体上層基板14の厚さ
を、若干薄めに設定しておき、当該誘電体上層基板14と
誘電体中層基板４との間に挿入される、所定枚数の誘電
体フィルムによる調整シート19でその不足分を補ってい
る。即ち、誘電体上層基板14の厚さをＴ、誘電体フィル
ムの厚さをｔ、調整シート19の誘電体フィルム数をｎと
した場合、誘電体上層基板14の実質的な厚さは（Ｔ＋ｎ
・ｔ）となる。ダイオード移相器の性能試験の結果、要
求性能を満足していない場合にはこの調整シート19の誘
電体フィルムの枚数を変えることによって、等価的に誘
電体上層基板14の厚さを調整している。従って、誘電体
上層基板14の実質的な厚さはｔ単位で調整可能となる。

このように、調整シート19の誘電体フィルムの枚数を
変えることで誘電体上層基板14の厚さも等価的に変化さ
せ、誘電体中層基板４上の線路導体（結合器）６、反射
波位相変換回路用線路８、低インピーダンス線路９、高
インピーダンス線路10等のインピーダンスを、使用した
PINダイオード11の特性に合わせて調整する。これによ
ってダイオード移相器の性能が要求性能を満たすものに
再調整される。

この実施例によれば、誘電体上層基板14と誘電体中層
基板４の間にのみ調整シートを挿入しているので、再調
整の際にPINダイオード11の接続ワイヤ等をはずしたり
する必要がなく、金属ケース上蓋15をとって誘電体上層
基板14をはずすだけの極めて簡単な作業によって再調整
を実施することができる。

なお、上記実施例では、調整シート19を、誘電体上層
基板14の全面に渡って挿入したものを示したが、その一
部にのみ調整シート19を挿入するようにしてもよい。例
えば、PINダイオード11のインピーダンスの整合だけを
取る目的で、結合器６のところはそのままの厚さｔで良
いこともあり、そのような場合には、低インピーダンス
線路９、あるいは高インピーダンス線路10のところにだ
け調整シート19を挿入して調整する。第３図はそのよう
な実施例を示す断面図である。この場合、調整シート19
が挿入されない結合器６の部分に空隙が生じるので、誘
電体上層基板14の地導体２、金属ケース上蓋15の間に金
属箔20を挿入して、空隙が生じない様にする必要があ
る。

また上記実施例では、結合器６を除いた部分にだけ調
整シート19を挿入した場合について説明したが、結合器
６のところだけ調整シート19を挿入することもありうる
し、全体と一部との両方に調整シート19を挿入すること
も出来る。これらは実験によって、手順と方法をあらか
じめ、決めておけば良い。

〔発明の効果〕

以上のように、請求項（１）記載の発明によれば、誘
電体外層基板と誘電体内層基板上の導体線路との間に、
誘電体フィルムで構成された調整シートを挿入するよう
に構成したので、その誘電体フィルムの枚数によって線
路導体のインピーダンスを調整することが可能となっ
て、ダイオードの特性のバラツキを容易に吸収すること
ができ、要求性能を満すダイオード移相器が歩留まりよ
く得られる効果がある。

また、請求項（２）記載の発明によれば、誘電体外層
基板と誘電体内層基板の間の一部に、誘電体フィルムで
構成された調整シートを挿入し、調整シートが挿入され
ない部分には誘電体外層基板の地導体と金属ケースの間
に金属箔を挿入するように構成したので、上記効果に加
えて、調整の必要な部分のみを、誘電体フィルムの枚数
によって線路導体のインピーダンスを調整することが可
能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるダイオード移相器を
示す分解斜視図、第２図はそのＡ−Ａ線断面図、第３図
はこの発明の他の実施例を示す断面図、第４図は従来の
ダイオード移相器を示す分解斜視図、第５図はそのＡ−
Ａ線断面図、第６図はその動作説明のための回路図であ
る。１は誘電体外層基板（誘電体下層基板）、２は地導体、
３は金属ケース、４は誘電体中層基板、５は線路導体
（主線路）、６は線路導体（結合器）、７は線路導体
（直流ブロック用コンデンサ）、８は線路導体（反射波
位相変換回路用線路）、９は線路導体（低インピーダン
ス線路）、10は線路導体（高インピーダンス線路）、11
はダイオード（PINダイオード）、14は誘電体外層基板
（誘電体上層基板）、15は金属ケース（金属ケース上
蓋）、19は調整シート。なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】片面がすべて地導体となる２枚の誘電体外
層基板と、前記誘電体外層基板の間に配置され、両面に
線路導体が形成された誘電体中層基板と、前記線路導体
に接続されたダイオードと、前記誘電体外層基板、誘電
体中層基板、およびダイオードを収容して、それらを外
部から遮蔽する金属ケースとで構成され、前記ダイオー
ドに直流バイアスを印加するバイアス手段を有するダイ
オード移相器において、前記誘電体外層基板と誘電体中
層基板の間の全体又は一部に、枚数に応じた厚みが調整
される誘電体フイルムで構成されたダイオードの特性の
バラツキを吸収する調整シートを挿入したことを特徴と
するダイオード移相器。
【請求項２】前記調整シートが挿入されない部分には前
記誘電体外層基板の地導体と金属ケースの間に金属箔を
挿入して空隙が生じない様にしたことを特徴とする請求
項１記載のダイオード移相器。