JP3347705B2 - Phase shifters, attenuators and nonlinear signal generators - Google Patents

Phase shifters, attenuators and nonlinear signal generators

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JP3347705B2 JP2000083024A JP2000083024A JP3347705B2 JP 3347705 B2 JP3347705 B2 JP 3347705B2 JP 2000083024 A JP2000083024 A JP 2000083024A JP 2000083024 A JP2000083024 A JP 2000083024A JP 3347705 B2 JP3347705 B2 JP 3347705B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、入出力インピーダ
ンスの整合がとれた小型の移相器、減衰器および非線形
信号発生器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a small phase shifter, an attenuator and a nonlinear signal generator whose input and output impedances are matched.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年のワイヤレスマルチメディア通信の
急速な発展に伴い、ワイヤレス装置の更なる小型化、経
済化への要求が高まってきている。モノリシックマイク
ロ波集積回路(Monolithic Microwave Integrated Circ
uit : MMIC)は、ワイヤレス装置の小型化、経済化
を推進する基盤技術として注目されている。その理由
は、MMIC自体が小型であることはもちろんのこと、
半導体プロセスにより無調整で均一性の高いチップが製
造できるため量産性が高く、さらに、高集積化および高
精度な再現性により実装コストの削減および信頼性の向
上が可能になるためである。
2. Description of the Related Art With the rapid development of wireless multimedia communication in recent years, demands for further miniaturization and economy of wireless devices have been increasing. Monolithic Microwave Integrated Circ
uit: MMIC) is attracting attention as a fundamental technology for promoting the miniaturization and economicalization of wireless devices. The reason is, of course, that the MMIC itself is small,
This is because a chip having high uniformity can be manufactured without adjustment by a semiconductor process, so that mass productivity is high, and further, high integration and high precision reproducibility can reduce mounting cost and improve reliability.

【0003】MMIC化による小型化が期待されている
高周波機能回路としては、高周波信号の増幅を行う増幅
器、局部発振信号を生成する発振器、周波数変換を行う
周波数変換器などが知られている。さらに、アンテナの
指向性制御回路や電力増幅器の歪補償回路への適用を目
的として、高周波信号の位相を制御する移相器や、高周
波信号の振幅を制御する減衰器、非線形信号を発生する
非線形信号発生器などに対しても、MMIC化による小
型化に期待が寄せられている。
As high-frequency functional circuits expected to be downsized by MMIC, there are known an amplifier for amplifying a high-frequency signal, an oscillator for generating a local oscillation signal, a frequency converter for performing frequency conversion, and the like. Furthermore, phase shifters that control the phase of high-frequency signals, attenuators that control the amplitude of high-frequency signals, and nonlinear circuits that generate nonlinear signals are used for application to antenna directivity control circuits and power amplifier distortion compensation circuits. Expectations are also being raised for miniaturization of MMICs for signal generators and the like.

【0004】従来の移相器および減衰器について説明す
る。図62は、従来の移相器および減衰器の回路図であ
る。この移相器および減衰器は、90度ブランチライン
ハイブリッドを用いた反射型移相器および減衰器であ
る。例えば、「宮内,山本:”通信用マイクロ波回
路”、電子情報通信学会、pp.312−320(昭和5
6年10月)」に、この移相器および減衰器の基本的な
動作原理が示されている。
[0004] A conventional phase shifter and attenuator will be described. FIG. 62 is a circuit diagram of a conventional phase shifter and attenuator. The phase shifter and the attenuator are reflection type phase shifters and attenuators using a 90-degree branch line hybrid. For example, "Miyauchi, Yamamoto:" Microwave circuit for communication ", IEICE, pp. 312-320 (Showa 5
6 / October) shows the basic operation principle of the phase shifter and the attenuator.

【0005】図62に示されるように、90度ブランチ
ラインハイブリッドは、周波数f0での電気長が90度
である4本の高周波伝送線路3a,3b,3c,3dか
ら構成される。高周波伝送線路3a〜3dの各接続点は
90度ブランチラインハイブリッドの入出力端子4a,
4b,4c,4dとなっている。入力端子1は、90度
ブランチラインハイブリッドの入出力端子4aに接続さ
れ、出力端子2は、90度ブランチラインハイブリッド
の入出力端子4bに接続されている。また、90度ブラ
ンチラインハイブリッドの入出力端子4c,4dには、
可変インピーダンス素子5a,5bがそれぞれ接続され
ている。ここで、入出力端子1,2の入出力インピーダ
ンスをZ0 、高周波伝送線路3a,3bの特性インピー
ダンスをZ0 、高周波伝送線路3c,3dの特性インピ
ーダンスをZ0 /21/2 、可変インピーダンス素子5
a,5bのインピーダンスをZ1 とする。
As shown in FIG. 62, the 90-degree branch line hybrid is composed of four high-frequency transmission lines 3a, 3b, 3c, and 3d having an electric length of 90 degrees at the frequency f 0 . Each connection point of the high-frequency transmission lines 3a to 3d is connected to an input / output terminal 4a of a 90-degree branch line hybrid,
4b, 4c, and 4d. The input terminal 1 is connected to the input / output terminal 4a of the 90-degree branch line hybrid, and the output terminal 2 is connected to the input / output terminal 4b of the 90-degree branch line hybrid. Also, the input / output terminals 4c and 4d of the 90-degree branch line hybrid have:
The variable impedance elements 5a and 5b are respectively connected. Here, Z 0 the input impedance of the input and output terminals 1 and 2, the high-frequency transmission line 3a, Z 0 characteristic impedance of 3b, the high-frequency transmission line 3c, the characteristic impedance of 3d Z 0/2 1/2, variable impedance Element 5
a, the impedance of the 5b and Z 1.

【0006】次に、図62に示された従来構成の動作を
説明する。入力端子1から入力された信号は、高周波伝
送線路3a〜3dで構成される90度ブランチラインハ
イブリッドで分配され、90度ブランチラインハイブリ
ッドの入出力端子4c,4dから出力される。これらの
入出力端子4c,4dは可変インピーダンス素子5a,
5bでそれぞれ終端されている。このため、信号電力の
一部はインピーダンスZ1 の抵抗成分R1 によって吸収
され、残りの信号はインピーダンスZ1 のリアクタンス
成分X1 によって位相変化が与えられて、入力端子1お
よび出力端子2に反射される。
Next, the operation of the conventional configuration shown in FIG. 62 will be described. The signal input from the input terminal 1 is distributed by the 90-degree branch line hybrid constituted by the high-frequency transmission lines 3a to 3d, and is output from the input / output terminals 4c and 4d of the 90-degree branch line hybrid. These input / output terminals 4c, 4d are connected to the variable impedance elements 5a,
5b. Therefore, part of the signal power is absorbed by the resistance component R 1 of the impedance Z 1, the remaining signal is given a phase change by the reactance component X 1 of the impedance Z 1, reflecting the input terminal 1 and output terminal 2 Is done.

【0007】この場合、可変インピーダンス素子5a,
5bのインピーダンスZ1 が同一であるので、可変イン
ピーダンス素子5a,5bのそれぞれから入力端子1に
反射される信号は互いに等振幅かつ逆位相となり、打ち
消される。一方、可変インピーダンス素子5a,5bか
ら出力端子2に反射される信号は互いに等振幅かつ同一
位相で合成される。このため、可変インピーダンス素子
5a,5bのインピーダンスZ1 を変化させることで、
周波数f0 での入出力インピーダンスの整合を確保しつ
つ、図62に示された構成を移相器または減衰器として
動作させることができる。
In this case, the variable impedance elements 5a,
The impedance Z 1 of 5b are identical, the variable impedance element 5a, signals reflected in the input terminal 1 from each 5b becomes equal amplitude and opposite phases is canceled. On the other hand, the signals reflected from the variable impedance elements 5a and 5b to the output terminal 2 are combined with the same amplitude and the same phase. Therefore, by changing the variable impedance element 5a, the impedance Z 1 of 5b,
The configuration shown in FIG. 62 can be operated as a phase shifter or an attenuator while ensuring the matching of the input / output impedance at the frequency f 0 .

【0008】図62に示された構成を移相器として動作
させる場合には、インピーダンスZ 1 が実質的にリアク
タンス成分X1 から構成されるように可変インピーダン
ス素子5a,5bを設定し、そのリアクタンス成分X1
を連続的に変化させれば良い。リアクタンス成分をX1
から(X1 +ΔX1 )まで変化させた場合の移相器の位
相変化量θは次式で与えられる。 θ=−2tan-1[(X1+ΔX1)/Z0]+2tan-1(X1/Z0)[rad] ・・・(1) また、図62に示された構成を減衰器として動作させる
場合には、インピーダンスZ1 が実質的に抵抗成分R1
から構成されるように可変インピーダンス素子5a,5
bを設定し、その抵抗成分R1 を連続的に変化させれば
良い。この場合の減衰器の減衰量Lは次式で与えられ
る。 L=20log10|(Z0+R1)/(Z0−R1)|[dB] ・・・(2)
The structure shown in FIG. 62 operates as a phase shifter.
If so, the impedance Z 1Is virtually riaq
Tance component X1Variable impedance to consist of
Elements 5a and 5b, and their reactance component X1
May be changed continuously. X is the reactance component1
From (X1+ ΔX1) When the phase shifter is changed
The phase change amount θ is given by the following equation. θ = -2tan-1[(X1+ ΔX1) / Z0] +2 tan-1(X1/ Z0) [Rad] (1) The configuration shown in FIG. 62 is operated as an attenuator.
In the case, the impedance Z1Is substantially the resistance component R1
Variable impedance elements 5a, 5
b and its resistance component R1If you change continuously
good. The attenuation L of the attenuator in this case is given by the following equation.
You. L = 20logTen| (Z0+ R1) / (Z0-R1) | [DB] (2)

【0009】図63は、図62に示された従来の移相器
の具体例を示す回路図である。この図において、図62
と同一部分を同一符号をもって示し、適宜その説明を省
略する。図63に示された移相器では、可変インピーダ
ンス素子5a,5bとして、可変キャパシタ11a,1
1bがそれぞれ用いられている。高周波伝送線路3a〜
3dは無損失であると仮定し、入出力インピーダンスZ
0 =50Ω、周波数f 0 =5GHzとする。
FIG. 63 shows a conventional phase shifter shown in FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific example of the embodiment. In this figure, FIG.
The same parts as those shown in FIG.
Abbreviate. In the phase shifter shown in FIG.
The variable capacitors 11a, 1
1b are used respectively. High-frequency transmission lines 3a-
3d is assumed to be lossless, and the input / output impedance Z
0= 50Ω, frequency f 0= 5 GHz.

【0010】図64は、振幅特性(順方向伝達係数S21
と入力反射係数S11)のシミュレーション結果を示す図
である。横軸は周波数[GHz]、左側の縦軸は順方向
伝達係数S21[dB]、右側の縦軸は入力反射係数S11
[dB]である。また、図65は、位相特性(順方向伝
達係数S21)のシミュレーション結果を示す図である。
横軸は周波数[GHz]、縦軸は順方向伝達係数S
21[deg.]である。図64,図65では、可変キャ
パシタ11a,11bの容量C1 を0.05pF、0.
1pF、0.3pF、0.5pF、0.7pFと変化さ
せている。同図から分かるように、周波数f=4.5G
Hz〜5.4GHzにおいて、振幅変動として0.5d
B以内、入力反射量として−10dB以下(図64)、
位相変化量として60度以上(図65)の特性が得られ
ている。
FIG. 64 shows an amplitude characteristic (forward transmission coefficient S 21).
FIG. 11 is a diagram showing simulation results of the input reflection coefficient and the input reflection coefficient S 11 ). The horizontal axis is frequency [GHz], the left vertical axis is forward transmission coefficient S 21 [dB], and the right vertical axis is input reflection coefficient S 11.
[DB]. FIG. 65 is a diagram showing a simulation result of the phase characteristic (forward transmission coefficient S 21 ).
The horizontal axis is frequency [GHz], and the vertical axis is forward transmission coefficient S.
21 [deg. ]. Figure 64, In Figure 65, the variable capacitor 11a, the capacitance C 1 of 11b 0.05 pF, 0.
The values were changed to 1 pF, 0.3 pF, 0.5 pF, and 0.7 pF. As can be seen from the figure, the frequency f = 4.5G
Hz to 5.4 GHz, an amplitude fluctuation of 0.5 d
B, the input reflection amount is −10 dB or less (FIG. 64),
A characteristic having a phase change amount of 60 degrees or more (FIG. 65) is obtained.

【0011】図66は、図62に示された従来の減衰器
の具体例を示す回路図を示す。この図において、図62
と同一部分を同一符号をもって示し、適宜その説明を省
略する。図66に示された減衰器では、可変インピーダ
ンス素子5a,5bとして、可変抵抗21a,21bが
それぞれ用いられている。高周波伝送線路は無損失であ
ると仮定し、入出力インピーダンスZ0 =50Ω、周波
数f0 =5GHzとする。
FIG. 66 is a circuit diagram showing a specific example of the conventional attenuator shown in FIG. In this figure, FIG.
The same parts as those shown in FIG. In the attenuator shown in FIG. 66, variable resistors 21a and 21b are used as variable impedance elements 5a and 5b, respectively. It is assumed that the high-frequency transmission line has no loss, and the input / output impedance Z 0 = 50Ω and the frequency f 0 = 5 GHz.

【0012】図67は、振幅特性(順方向伝達係数
21)のシミュレーション結果を示す図である。横軸は
周波数[GHz]、縦軸は順方向伝達係数S21[dB]
である。図68は、振幅特性(入力反射係数S11)のシ
ミュレーション結果を示す図である。横軸は周波数[G
Hz]、縦軸は入力反射係数S11[dB]である。図6
7,図68では、可変抵抗21a,21bの抵抗R1
0Ω、10Ω、20Ω、30Ω、50Ωと変化させてい
る。同図から分かるように、周波数f=4.5GHz〜
5.5GHzにおいて、減衰量として14dB以上(図
67)、入力反射量として−14dB以下(図68)の
特性が得られている。
FIG. 67 is a diagram showing a simulation result of the amplitude characteristic (forward transmission coefficient S 21 ). The horizontal axis is frequency [GHz], and the vertical axis is forward transfer coefficient S 21 [dB].
It is. FIG. 68 is a diagram showing a simulation result of the amplitude characteristic (input reflection coefficient S 11 ). The horizontal axis is frequency [G
Hz], and the vertical axis represents the input reflection coefficient S 11 [dB]. FIG.
7, FIG. 68, the variable resistor 21a, the resistor R 1 of 21b 0Ω, 10Ω, 20Ω, 30Ω , is varied with 50 [Omega. As can be seen from the figure, the frequency f = 4.5 GHz-
At 5.5 GHz, a characteristic having an attenuation of 14 dB or more (FIG. 67) and an input reflection of -14 dB or less (FIG. 68) are obtained.

【0013】次に、従来の非線形信号発生器について説
明する。図69は、従来の非線形信号発生器の回路図で
ある。この非線形信号発生器は、90度ブランチライン
ハイブリッドを用いた非線形信号発生器である。例え
ば、特開昭63−189004号公報に、この非線形信
号発生器の基本的な動作原理が示されている。この図に
おいて、図62と同一部分を同一符号をもって示し、適
宜その説明を省略する。図69に示された非線形信号発
生器は、図62と同様に、周波数f0 での電気長が90
度である4本の高周波伝送線路3a〜3dから構成され
る90度ブランチラインハイブリッドを有している。
Next, a conventional nonlinear signal generator will be described. FIG. 69 is a circuit diagram of a conventional nonlinear signal generator. This nonlinear signal generator is a nonlinear signal generator using a 90-degree branch line hybrid. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-189004 discloses the basic operation principle of this nonlinear signal generator. In this figure, the same parts as those in FIG. The nonlinear signal generator shown in FIG. 69 has an electrical length of 90 at frequency f 0 , as in FIG.
It has a 90-degree branch line hybrid composed of four high-frequency transmission lines 3a to 3d.

【0014】90度ブランチラインハイブリッドの入出
力端子4cには、ダイオード31a,32aと終端抵抗
33aと直流阻止用キャパシタ34a,35aと、バイ
アス端子36とから構成される非線形素子が接続されて
いる。具体的には、90度ブランチラインハイブリッド
の入出力端子4cに、ダイオード31aのアノードと、
ダイオード32aのカソードと、終端抵抗33aの一端
とが接続されている。ダイオード32aのアノードと終
端抵抗33aの他端は、それぞれ直流阻止用キャパシタ
35a,34aにより高周波的に接地されている。ま
た、ダイオード31aのカソードは直接接地されてい
る。そして、ダイオード32aおよびキャパシタ35a
の接続部にバイアス端子36が接続されている。このよ
うにして、バイアス端子36からのバイアス電流がダイ
オード31a,32aを流れるように構成されている。
A non-linear element composed of diodes 31a and 32a, a terminating resistor 33a, DC blocking capacitors 34a and 35a, and a bias terminal 36 is connected to the input / output terminal 4c of the 90-degree branch line hybrid. Specifically, the input / output terminal 4c of the 90-degree branch line hybrid is connected to the anode of the diode 31a,
The cathode of the diode 32a and one end of the terminating resistor 33a are connected. The anode of the diode 32a and the other end of the terminating resistor 33a are grounded at high frequencies by DC blocking capacitors 35a and 34a, respectively. The cathode of the diode 31a is directly grounded. Then, the diode 32a and the capacitor 35a
Is connected to the bias terminal 36. Thus, the bias current from the bias terminal 36 flows through the diodes 31a and 32a.

【0015】同様に、90度ブランチラインハイブリッ
ドの入出力端子4dには、ダイオード31b,32bと
終端抵抗33bと直流阻止用キャパシタ34b,35b
と、バイアス端子36とから構成される非線形素子が接
続されている。具体的には、90度ブランチラインハイ
ブリッドの入出力端子4cに、ダイオード31bのアノ
ードと、ダイオード32bのカソードと、終端抵抗33
bの一端とが接続されている。ダイオード32bのアノ
ードと終端抵抗33bの他端は、それぞれ直流阻止用キ
ャパシタ35b,34bにより高周波的に接地されてい
る。また、ダイオード31bのカソードは直接接地され
ている。そして、ダイオード32bおよびキャパシタ3
5bの接続部にバイアス端子36が接続されている。こ
のようにして、バイアス端子36からのバイアス電流が
ダイオード31b,32bを流れるように構成されてい
る。
Similarly, the input / output terminal 4d of the 90-degree branch line hybrid includes diodes 31b and 32b, a terminating resistor 33b, and DC blocking capacitors 34b and 35b.
And a non-linear element composed of the bias terminal 36 and the bias terminal 36 are connected. Specifically, the input / output terminal 4c of the 90-degree branch line hybrid is connected to the anode of the diode 31b, the cathode of the diode 32b,
b is connected to one end. The anode of the diode 32b and the other end of the terminating resistor 33b are grounded at high frequencies by DC blocking capacitors 35b and 34b, respectively. The cathode of the diode 31b is directly grounded. Then, the diode 32b and the capacitor 3
The bias terminal 36 is connected to the connection point 5b. Thus, the bias current from the bias terminal 36 flows through the diodes 31b and 32b.

【0016】次に、図69に示された従来構成の動作を
説明する。入力端子1から入力された信号は、高周波伝
送線路3a〜3dで構成される90度ブランチラインハ
イブリッドで分配され、90度ブランチラインハイブリ
ッドの入出力端子4c,4dから出力される。入出力端
子4cから出力された信号は、ダイオード31a,32
aおよび終端抵抗33aに入力され、入出力端子4dか
ら出力された信号は、ダイオード31b,32bおよび
終端抵抗33bに入力される。
Next, the operation of the conventional configuration shown in FIG. 69 will be described. The signal input from the input terminal 1 is distributed by the 90-degree branch line hybrid constituted by the high-frequency transmission lines 3a to 3d, and is output from the input / output terminals 4c and 4d of the 90-degree branch line hybrid. The signal output from the input / output terminal 4c is
The signal input to the terminal a and the terminal resistor 33a and output from the input / output terminal 4d are input to the diodes 31b and 32b and the terminal resistor 33b.

【0017】このとき、ダイオード31a,32aと終
端抵抗33aとの合成インピーダンスの値が特性インピ
ーダンスZ0 に等しくなるように、またダイオード31
b,32bと終端抵抗33bとの合成インピーダンスの
値が特性インピーダンスZ0に等しくなるように、バイ
アス端子36からのバイアス電流が適切に設定されてい
るものとする。この場合、入力信号の線形信号成分は上
記合成インピーダンスにより抑圧され、ダイオード31
a,32aおよびダイオード31b,32bにより入力
信号電力に応じて発生した非線形信号のみが出力端子2
より出力される。
At this time, the value of the combined impedance of the diodes 31a and 32a and the terminating resistor 33a is made equal to the characteristic impedance Z 0, and
b, the value of the combined impedance between 32b and the terminating resistor 33b is to be equal to the characteristic impedance Z 0, it is assumed that the bias current from the bias terminal 36 is properly set. In this case, the linear signal component of the input signal is suppressed by the combined impedance and the diode 31
a, 32a and diodes 31b, 32b only output a non-linear signal corresponding to the input signal power at output terminal 2.
Output.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな90度ブランチラインハイブリッドを用いた従来の
移相器、減衰器および非線形信号発生器では、90度ブ
ランチラインハイブリッドを構成するために周波数f0
での電気長が90度の高周波伝送線路3a〜3dが4本
も必要であり、大型になる。従って、従来の移相器、減
衰器および非線形信号発生器を例えば多素子小型実装が
要求されるアレーアンテナや小型軽量化が要求される電
力増幅器の非線形歪補償回路に適用した場合には、全体
の寸法が大きくなるという問題点を有していた。
However, in the conventional phase shifter, attenuator and non-linear signal generator using such a 90-degree branch-line hybrid, the frequency f 0 is required to form the 90-degree branch-line hybrid.
In this case, as many as four high-frequency transmission lines 3a to 3d having an electric length of 90 degrees are required, and the size becomes large. Therefore, when the conventional phase shifter, attenuator, and nonlinear signal generator are applied to, for example, an array antenna that requires a small number of elements and a nonlinear distortion compensation circuit of a power amplifier that requires a small size and weight, However, there is a problem that the size of the becomes large.

【0019】それ故、本発明の目的は、入出力インピー
ダンスの整合がとれた移相器の小型化にある。また、本
発明の他の目的は、入出力インピーダンスの整合がとれ
た減衰器の小型化にある。また、本発明の他の目的は、
入出力インピーダンスの整合がとれた非線形信号発生器
の小型化にある。
Therefore, an object of the present invention is to reduce the size of a phase shifter whose input and output impedances are matched. Another object of the present invention is to reduce the size of an attenuator whose input and output impedances are matched. Another object of the present invention is to
An object of the present invention is to reduce the size of a nonlinear signal generator whose input and output impedances are matched.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の移相器は、入力端子と出力端子との
間に接続されかつ実質的にリアクタンスから構成された
インピーダンスを有する第1の高周波インピーダンス素
子と、入力端子に一端が接続されかつ周波数f0 での位
相変化量が90度でありインピーダンス変換機能を有す
る第1の高周波移相素子と、出力端子と第1の高周波移
相素子の他端との間に接続されかつ周波数f0 での位相
変化量が90度でありインピーダンス変換機能を有する
第2の高周波移相素子と、第1の高周波移相素子と第2
の高周波移相素子との共通接続点に一端が接続されると
共に他端が接地されかつ実質的にリアクタンスから構成
されたインピーダンスを有する第2の高周波インピーダ
ンス素子とを備え、第1の高周波インピーダンス素子の
インピーダンスと第2の高周波インピーダンス素子のイ
ンピーダンスは、周波数f0 での入出力反射係数が概ね
零となるように設定されている。この場合、第1および
第2の高周波インピーダンス素子のそれぞれのリアクタ
ンスは、可変としてもよい。
In order to achieve such an object, a phase shifter according to the present invention has an impedance connected between an input terminal and an output terminal and substantially constituted by reactance. A first high-frequency impedance element, a first high-frequency phase shift element having one end connected to the input terminal, having a phase change amount of 90 degrees at frequency f 0 and having an impedance conversion function, an output terminal, and a first high-frequency impedance element. A second high-frequency phase shift element connected between the other end of the phase-shift element and having an amount of phase change at a frequency f 0 of 90 degrees and having an impedance conversion function;
A second high-frequency impedance element having one end connected to a common connection point with the high-frequency phase shift element and the other end grounded, and having an impedance substantially constituted by reactance. And the impedance of the second high-frequency impedance element are set such that the input / output reflection coefficient at the frequency f 0 is substantially zero. In this case, the reactance of each of the first and second high-frequency impedance elements may be variable.

【0021】第1および第2の高周波移相素子のそれぞ
れの第1構成例は、周波数f0 での電気長が90度の高
周波伝送線路である。また、第1および第2の高周波移
相素子のそれぞれの第2構成例は、周波数f 0 での電気
長が90度より小さい高周波伝送線路と、高周波伝送線
路の両端にそれぞれの一端が接続されると共にそれぞれ
の他端が接地された2つのキャパシタとから構成される
π型回路である。また、第1および第2の高周波移相素
子のそれぞれの第3構成例は、インダクタとキャパシタ
とから構成される集中定数回路である。
Each of the first and second high-frequency phase shift elements
The first configuration example has a frequency f0Electrical length at 90 degrees high
It is a frequency transmission line. Also, the first and second high-frequency transfer
The second configuration example of each of the phase elements has a frequency f 0Electricity in
A high-frequency transmission line whose length is smaller than 90 degrees and a high-frequency transmission line
One end is connected to both ends of the road and
Composed of two capacitors whose other ends are grounded.
It is a π-type circuit. Also, first and second high-frequency phase shifters
The third configuration example of each of the inductors is an inductor and a capacitor.
And a lumped constant circuit composed of

【0022】第1および第2の高周波移相素子の第1構
成例を用いた移相器では、入力端子の入力インピーダン
スおよび出力端子の出力インピーダンスがそれぞれ
0 、第1の高周波インピーダンス素子のリアクタンス
がX1 、第1および第2の高周波移相素子として用いら
れた高周波伝送線路の特性インピーダンスがZ2 、第2
の高周波インピーダンス素子のリアクタンスがX3 であ
るとき、リアクタンスX3は、 X3 = Z2 21/(4Z0 2) の関係式により設定されている。
In the phase shifter using the first configuration example of the first and second high-frequency phase shift elements, the input impedance of the input terminal and the output impedance of the output terminal are Z 0 , respectively, and the reactance of the first high-frequency impedance element. Is X 1 , the characteristic impedance of the high-frequency transmission line used as the first and second high-frequency phase shift elements is Z 2 ,
When the reactance of the high-frequency impedance element is X 3 , the reactance X 3 is set by the relational expression of X 3 = Z 2 2 X 1 / (4Z 0 2 ).

【0023】第1および第2の高周波移相素子の第2構
成例を用いた移相器では、入力端子の入力インピーダン
スおよび出力端子の出力インピーダンスがそれぞれ
0 、第1の高周波インピーダンス素子のリアクタンス
がX1 、第1および第2の高周波移相素子に含まれる高
周波伝送線路の電気長および特性インピーダンスがそれ
ぞれθおよびZ、第1および第2の高周波移相素子に含
まれるキャパシタの容量がC、第2の高周波インピーダ
ンス素子のリアクタンスがX3 であるとき、容量Cおよ
びリアクタンスX3 は、 C = 1/(2πf0Ztanθ) X3 = (Zsinθ)21/(4Z0 2) の関係式により設定されている。
In the phase shifter using the second configuration example of the first and second high-frequency phase shift elements, the input impedance of the input terminal and the output impedance of the output terminal are Z 0 , respectively, and the reactance of the first high-frequency impedance element. Is X 1 , the electrical length and characteristic impedance of the high-frequency transmission line included in the first and second high-frequency phase shift elements are θ and Z, respectively, and the capacitance of the capacitor included in the first and second high-frequency phase shift elements is C. , When the reactance of the second high-frequency impedance element is X 3 , the capacitance C and the reactance X 3 are represented by the following relationship: C = 1 / (2πf 0 Ztan θ) X 3 = (Z sin θ) 2 X 1 / (4Z 0 2 ) It is set by the formula.

【0024】第1および第2の高周波移相素子の第3構
成例が、一端が接地されたキャパシタと、キャパシタの
他端にそれぞれの一端が接続された2つのインダクタと
から構成されるT型回路である場合、これを用いた移相
器では、入力端子の入力インピーダンスおよび出力端子
の出力インピーダンスがそれぞれZ0 、第1の高周波イ
ンピーダンス素子のリアクタンスがX1 、キャパシタの
容量がC、インダクタのインダクタンスがL、第2の高
周波インピーダンス素子のリアクタンスがX3であると
き、容量CおよびリアクタンスX3 は、 C = 1/[(2πf0)2L] X3 = (2πf0L)21/(4Z0 2) の関係式により設定されている。
A third configuration example of the first and second high-frequency phase shift elements is a T-type composed of a capacitor having one end grounded and two inductors each having one end connected to the other end of the capacitor. In the case of a circuit, in a phase shifter using the circuit, the input impedance of the input terminal and the output impedance of the output terminal are Z 0 , the reactance of the first high-frequency impedance element is X 1 , the capacitance of the capacitor is C, and the inductance of the inductor is C. When the inductance is L and the reactance of the second high-frequency impedance element is X 3 , the capacitance C and the reactance X 3 are C = 1 / [(2πf 0 ) 2 L] X 3 = (2πf 0 L) 2 X 1 / (4Z 0 2 ) is set.

【0025】第1および第2の高周波移相素子の第3構
成例が、インダクタと、インダクタの両端にそれぞれの
一端が接続されると共にそれぞれの他端が接地された2
つのキャパシタとから構成されるπ型回路である場合、
これを用いた移相器では、入力端子の入力インピーダン
スおよび出力端子の出力インピーダンスがそれぞれ
0 、第1の高周波インピーダンス素子のリアクタンス
がX1 、キャパシタの容量をC、インダクタのインダク
タンスをL、第2の高周波インピーダンス素子のリアク
タンスがX3 であるとき、容量CおよびリアクタンスX
3 は、 C = 1/[(2πf0)2L] X3 = (2πf0L)21/(4Z0 2) の関係式により設定されている。
The third structure of the first and second high-frequency phase shift elements
An example is the inductor and the two ends of the inductor.
One end is connected and the other end is grounded.
In the case of a π-type circuit composed of two capacitors,
In a phase shifter using this, the input impedance of the input terminal is
Output impedance of the
Z 0, The reactance of the first high-frequency impedance element
Is X1, The capacitance of the capacitor is C, the inductance of the inductor
L is the reactance of the second high-frequency impedance element.
Close is XThree, The capacitance C and the reactance X
ThreeIs C = 1 / [(2πf0)TwoL] XThree = (2πf0L)TwoX1/ (4Z0 Two) Is set by the relational expression.

【0026】第1および第2の高周波移相素子の第3構
成例が、一端が接地されたインダクタと、インダクタの
他端にそれぞれの一端が接続された2つのキャパシタと
から構成されるT型回路である場合、これを用いた移相
器では、入力端子の入力インピーダンスおよび出力端子
の出力インピーダンスがそれぞれZ0 、第1の高周波イ
ンピーダンス素子のリアクタンスがX1 、キャパシタの
容量がC、インダクタのインダクタンスがL、第2の高
周波インピーダンス素子のリアクタンスがX3であると
き、容量CおよびリアクタンスX3 は、 C = 1/[(2πf0)2L] X3 = (2πf0L)21/(4Z0 2) の関係式により設定されている。
A third configuration example of the first and second high-frequency phase shift elements is a T-type composed of an inductor having one end grounded and two capacitors each having one end connected to the other end of the inductor. In the case of a circuit, in a phase shifter using the circuit, the input impedance of the input terminal and the output impedance of the output terminal are Z 0 , the reactance of the first high-frequency impedance element is X 1 , the capacitance of the capacitor is C, and the inductance of the inductor is C. When the inductance is L and the reactance of the second high-frequency impedance element is X 3 , the capacitance C and the reactance X 3 are C = 1 / [(2πf 0 ) 2 L] X 3 = (2πf 0 L) 2 X 1 / (4Z 0 2 ) is set.

【0027】第1および第2の高周波移相素子の第3構
成例が、キャパシタと、キャパシタの両端にそれぞれの
一端が接続されると共にそれぞれの他端が接地された2
つのインダクタとから構成されるπ型回路である場合、
これを用いた移相器では、入力端子の入力インピーダン
スおよび出力端子の出力インピーダンスがそれぞれ
0 、第1の高周波インピーダンス素子のリアクタンス
がX1 、キャパシタの容量がC、インダクタのインダク
タンスがL、第2の高周波インピーダンス素子のリアク
タンスがX3 であるとき、容量CおよびリアクタンスX
3 は、 C = 1/[(2πf0)2L] X3 = (2πf0L)21/(4Z0 2) の関係式により設定されている。
The third structure of the first and second high-frequency phase shift elements
An example is a capacitor and both ends of the capacitor.
One end is connected and the other end is grounded.
In the case of a π-type circuit composed of two inductors,
In a phase shifter using this, the input impedance of the input terminal is
Output impedance of the
Z 0, The reactance of the first high-frequency impedance element
Is X1, The capacitance of the capacitor is C, the inductance of the inductor
L is the reactance of the second high-frequency impedance element.
Close is XThree, The capacitance C and the reactance X
ThreeIs C = 1 / [(2πf0)TwoL] XThree = (2πf0L)TwoX1/ (4Z0 Two) Is set by the relational expression.

【0028】第1および第2の高周波インピーダンス素
子のそれぞれの一構成例は、可変キャパシタである。ま
た、第1および第2の高周波インピーダンス素子のそれ
ぞれ他の構成例は、共振回路である。共振回路の第1構
成例は、インダクタとキャパシタとが直列接続された直
列共振回路である。また、共振回路の第2構成例は、イ
ンダクタとキャパシタとが並列接続された並列共振回路
である。また、共振回路の第3構成例は、インダクタと
第1のキャパシタとが直列接続された直列共振回路に対
して第2のキャパシタが並列接続された複合共振回路で
ある。また、共振回路の第4構成例は、インダクタとキ
ャパシタとが直列接続された2つの直列共振回路が並列
接続された複合共振回路である。
One configuration example of each of the first and second high-frequency impedance elements is a variable capacitor. Another configuration example of each of the first and second high-frequency impedance elements is a resonance circuit. The first configuration example of the resonance circuit is a series resonance circuit in which an inductor and a capacitor are connected in series. The second configuration example of the resonance circuit is a parallel resonance circuit in which an inductor and a capacitor are connected in parallel. The third configuration example of the resonance circuit is a composite resonance circuit in which a second capacitor is connected in parallel to a series resonance circuit in which an inductor and a first capacitor are connected in series. A fourth configuration example of the resonance circuit is a composite resonance circuit in which two series resonance circuits in which an inductor and a capacitor are connected in series are connected in parallel.

【0029】[0029]

【0030】[0030]

【0031】[0031]

【0032】また、上記の目的を達成するために、本発
明の減衰器は、入力端子と出力端子との間に接続されか
つ実質的に抵抗から構成されたインピーダンスを有する
第1の高周波インピーダンス素子と、入力端子に一端が
接続されかつ周波数f 0 での位相変化量が90度であり
インピーダンス変換機能を有する第1の高周波移相素子
と、出力端子と第1の高周波移相素子の他端との間に接
続されかつ周波数f 0 での位相変化量が90度でありイ
ンピーダンス変換機能を有する第2の高周波移相素子
と、第1の高周波移相素子と第2の高周波移相素子との
共通接続点に一端が接続されると共に他端が接地されか
つ実質的に抵抗から構成されたインピーダンスを有する
第2の高周波インピーダンス素子とを備え、第1および
第2の高周波移相素子のそれぞれは、周波数f 0 での電
気長が90度より小さい高周波伝送線路と、高周波伝送
線路の両端にそれぞれの一端が接続されると共にそれぞ
れの他端が接地された2つのキャパシタとから構成され
るπ型回路であり、入力端子の入力インピーダンスおよ
び出力端子の出力インピーダンスがそれぞれZ0 、第1
の高周波インピーダンス素子の抵抗がR1 、第1および
第2の高周波移相素子に含まれる高周波伝送線路の電気
長および特性インピーダンスがそれぞれθおよびZ、第
1および第2の高周波移相素子に含まれるキャパシタの
容量がC、第2の高周波インピーダンス素子の抵抗がR
3 であるとき、容量Cおよび抵抗R3 は、 C = 1/(2πf0Ztanθ) R3 = (Zsinθ)21/(4Z0 2) の関係式により設定されている。
In order to achieve the above object, the present invention
Is the light attenuator connected between the input and output terminals?
Have an impedance composed substantially of resistors
One end is connected to the first high-frequency impedance element and the input terminal.
Connected and the phase change at frequency f 0 is 90 degrees
First high-frequency phase shift element having impedance conversion function
Between the output terminal and the other end of the first high-frequency phase shifter.
And the phase change at frequency f 0 is 90 degrees,
Second high-frequency phase shifter having impedance conversion function
Between the first high-frequency phase shift element and the second high-frequency phase shift element
Whether one end is connected to the common connection point and the other end is grounded
Have an impedance composed substantially of resistors
A second high-frequency impedance element;
Each of the second high-frequency phase-shifting elements has a voltage at the frequency f 0.
High-frequency transmission line with airiness less than 90 degrees and high-frequency transmission
Each end is connected to both ends of the line and each
And two other capacitors grounded at the other end.
That a π-type circuit, each output impedance of the input impedance and the output terminal of the input terminal Z 0, first
Resistance of the high-frequency impedance element R 1, included in the first and second electrical length and a characteristic impedance of each θ and Z of the high-frequency transmission line included in the high-frequency phase shifting elements, the first and second high-frequency phase shifting elements of the The capacitance of the capacitor to be used is C, and the resistance of the second
When it is 3 , the capacitance C and the resistance R 3 are set by the relational expression of C = 1 / (2πf 0 Ztan θ) R 3 = (Z sin θ) 2 R 1 / (4Z 0 2 ).

【0033】また、本発明の減衰器は、入力端子と出力
端子との間に接続されかつ実質的に抵抗から構成された
インピーダンスを有する第1の高周波インピーダンス素
子と、入力端子に一端が接続されかつ周波数f 0 での位
相変化量が90度でありインピーダンス変換機能を有す
る第1の高周波移相素子と、出力端子と第1の高周波移
相素子の他端との間に接続されかつ周波数f 0 での位相
変化量が90度でありインピーダンス変換機能を有する
第2の高周波移相素子と、第1の高周波移相素子と第2
の高周波移相素子との共通接続点に一端が接続されると
共に他端が接地されかつ実質的に抵抗から構成されたイ
ンピーダンスを有する第2の高周波インピーダンス素子
とを備え、第1および第2の高周波移相素子のそれぞれ
、一端が接地されたキャパシタと、キャパシタの他端
にそれぞれの一端が接続された2つのインダクタとから
構成されるT型回路であ、入力端子の入力インピーダ
ンスおよび出力端子の出力インピーダンスがそれぞれZ
0 、第1の高周波インピーダンス素子の抵抗がR1 、キ
ャパシタの容量がC、インダクタのインダクタンスが
L、第2の高周波インピーダンス素子の抵抗がR3 であ
るとき、容量Cおよび抵抗R3 は、 C = 1/[(2πf0)2L] R3 = (2πf0L)21/(4Z0 2) の関係式により設定されている。
Also, the attenuator of the present invention has an input terminal and an output terminal.
Connected between the terminals and consisting essentially of a resistor
First high frequency impedance element having impedance
Child and one end connected to the input terminal and position of the frequency f 0
Phase change is 90 degrees and has impedance conversion function
A first high-frequency phase shifter, an output terminal and a first high-frequency shifter.
It is connected between the other end of the phase element and the phase at the frequency f 0
The amount of change is 90 degrees and has an impedance conversion function
A second high-frequency phase shift element, a first high-frequency phase shift element, and a second
When one end is connected to the common connection point with the high-frequency phase shift element
The other end is grounded at its other end and substantially comprises a resistor.
Second high-frequency impedance element having impedance
And each of the first and second high-frequency phase shift elements
Includes a capacitor whose one end is grounded, Ri T-type circuit der composed of two inductors each one end connected to the other end of the capacitor, the output impedance of the input impedance and the output terminal of the input terminals, respectively Z
0 , when the resistance of the first high-frequency impedance element is R 1 , the capacitance of the capacitor is C, the inductance of the inductor is L, and the resistance of the second high-frequency impedance element is R 3 , the capacitance C and the resistance R 3 are C = 1 / [(2πf 0 ) 2 L] R 3 = (2πf 0 L) 2 R 1 / (4Z 0 2 )

【0034】また、本発明の減衰器は、入力端子と出力
端子との間に接続されかつ実質的に抵抗から構成された
インピーダンスを有する第1の高周波インピーダンス素
子と、入力端子に一端が接続されかつ周波数f 0 での位
相変化量が90度でありインピーダンス変換機能を有す
る第1の高周波移相素子と、出力端子と第1の高周波移
相素子の他端との間に接続されかつ周波数f 0 での位相
変化量が90度でありインピーダンス変換機能を有する
第2の高周波移相素子と、第1の高周波移相素子と第2
の高周波移相素子との共通接続点に一端が接続されると
共に他端が接地されかつ実質的に抵抗から構成されたイ
ンピーダンスを有する第2の高周波インピーダンス素子
とを備え、第1および第2の高周波移相素子のそれぞれ
、インダクタと、インダクタの両端にそれぞれの一端
が接続されると共にそれぞれの他端が接地された2つの
キャパシタとから構成されるπ型回路であ、入力端子
の入力インピーダンスおよび出力端子の出力インピーダ
ンスがそれぞれZ0 、第1の高周波インピーダンス素子
の抵抗がR1 、キャパシタの容量をC、インダクタのイ
ンダクタンスをL、第2の高周波インピーダンス素子の
抵抗がR3 であるとき、容量Cおよび抵抗R3 は、 C = 1/[(2πf0)2L] R3 = (2πf0L)21/(4Z0 2) の関係式により設定されている。
The attenuator of the present invention has an input terminal and an output terminal.
Connected between the terminals and consisting essentially of a resistor
First high frequency impedance element having impedance
Child and one end connected to the input terminal and position of the frequency f 0
Phase change is 90 degrees and has impedance conversion function
A first high-frequency phase shifter, an output terminal and a first high-frequency shifter.
It is connected between the other end of the phase element and the phase at the frequency f 0
The amount of change is 90 degrees and has an impedance conversion function
A second high-frequency phase shift element, a first high-frequency phase shift element, and a second
When one end is connected to the common connection point with the high-frequency phase shift element
The other end is grounded at its other end and substantially comprises a resistor.
Second high-frequency impedance element having impedance
And each of the first and second high-frequency phase shift elements
The inductor and, Ri π type circuit der consists respective other end with two capacitors which are grounded with each one at both ends of the inductor is connected, the output of the input impedance and the output terminal of the input terminal When the impedance is Z 0 , the resistance of the first high-frequency impedance element is R 1 , the capacitance of the capacitor is C, the inductance of the inductor is L, and the resistance of the second high-frequency impedance element is R 3 , the capacitance C and the resistance R 3 is set by the relational expression of C = 1 / [(2πf 0 ) 2 L] R 3 = (2πf 0 L) 2 R 1 / (4Z 0 2 ).

【0035】また、本発明の減衰器は、入力端子と出力
端子との間に接続されかつ実質的に抵抗から構成された
インピーダンスを有する第1の高周波インピーダンス素
子と、入力端子に一端が接続されかつ周波数f 0 での位
相変化量が90度でありインピーダンス変換機能を有す
る第1の高周波移相素子と、出力端子と第1の高周波移
相素子の他端との間に接続されかつ周波数f 0 での位相
変化量が90度でありインピーダンス変換機能を有する
第2の高周波移相素子と、第1の高周波移相素子と第2
の高周波移相素子との共通接続点に一端が接続されると
共に他端が接地されかつ実質的に抵抗から構成されたイ
ンピーダンスを有する第2の高周波インピーダンス素子
とを備え、第1および第2の高周波移相素子のそれぞれ
、一端が接地されたインダクタと、インダクタの他端
にそれぞれの一端が接続された2つのキャパシタとから
構成されるT型回路であ、入力端子の入力インピーダ
ンスおよび出力端子の出力インピーダンスがそれぞれZ
0 、第1の高周波インピーダンス素子の抵抗がR1 、キ
ャパシタの容量がC、インダクタのインダクタンスが
L、第2の高周波インピーダンス素子の抵抗がR3 であ
るとき、容量Cおよび抵抗R3 は、 C = 1/[(2πf0)2L] R3 = (2πf0L)21/(4Z0 2) の関係式により設定されている。
The attenuator of the present invention has an input terminal and an output terminal.
Connected between the terminals and consisting essentially of a resistor
First high frequency impedance element having impedance
Child and one end connected to the input terminal and position of the frequency f 0
Phase change is 90 degrees and has impedance conversion function
A first high-frequency phase shifter, an output terminal and a first high-frequency shifter.
It is connected between the other end of the phase element and the phase at the frequency f 0
The amount of change is 90 degrees and has an impedance conversion function
A second high-frequency phase shift element, a first high-frequency phase shift element, and a second
When one end is connected to the common connection point with the high-frequency phase shift element
The other end is grounded at its other end and substantially comprises a resistor.
Second high-frequency impedance element having impedance
And each of the first and second high-frequency phase shift elements
Includes an inductor whose one end is grounded, one end of each of the T-type circuit der composed of two capacitors connected to the other end of the inductor is, the output impedance of the input impedance and the output terminal of the input terminals, respectively Z
0 , when the resistance of the first high-frequency impedance element is R 1 , the capacitance of the capacitor is C, the inductance of the inductor is L, and the resistance of the second high-frequency impedance element is R 3 , the capacitance C and the resistance R 3 are C = 1 / [(2πf 0 ) 2 L] R 3 = (2πf 0 L) 2 R 1 / (4Z 0 2 )

【0036】また、本発明の減衰器は、入力端子と出力
端子との間に接続されかつ実質的に抵抗から構成された
インピーダンスを有する第1の高周波インピーダンス素
子と、入力端子に一端が接続されかつ周波数f 0 での位
相変化量が90度でありインピーダンス変換機能を有す
る第1の高周波移相素子と、出力端子と第1の高周波移
相素子の他端との間に接続されかつ周波数f 0 での位相
変化量が90度でありインピーダンス変換機能を有する
第2の高周波移相素子と、第1の高周波移相素子と第2
の高周波移相素子との共通接続点に一端が接続されると
共に他端が接地されかつ実質的に抵抗から構成されたイ
ンピーダンスを有する第2の高周波インピーダンス素子
とを備え、第1および第2の高周波移相素子のそれぞれ
、キャパシタと、キャパシタの両端にそれぞれの一端
が接続されると共にそれぞれの他端が接地された2つの
インダクタとから構成されるπ型回路であ、入力端子
の入力インピーダンスおよび出力端子の出力インピーダ
ンスがそれぞれZ0 、第1の高周波インピーダンス素子
の抵抗がR1 、キャパシタの容量がC、インダクタのイ
ンダクタンスがL、第2の高周波インピーダンス素子の
抵抗がR3 であるとき、容量Cおよび抵抗R3 は、 C = 1/[(2πf0)2L] R3 = (2πf0L)21/(4Z0 2) の関係式により設定されている。また、上述した減衰器
において、第1および第2の高周波インピーダンス素子
のそれぞれの抵抗は、可変であってもよい。
The attenuator of the present invention has an input terminal and an output terminal.
Connected between the terminals and consisting essentially of a resistor
First high frequency impedance element having impedance
Child and one end connected to the input terminal and position of the frequency f 0
Phase change is 90 degrees and has impedance conversion function
A first high-frequency phase shifter, an output terminal and a first high-frequency shifter.
It is connected between the other end of the phase element and the phase at the frequency f 0
The amount of change is 90 degrees and has an impedance conversion function
A second high-frequency phase shift element, a first high-frequency phase shift element, and a second
When one end is connected to the common connection point with the high-frequency phase shift element
The other end is grounded at its other end and substantially comprises a resistor.
Second high-frequency impedance element having impedance
And each of the first and second high-frequency phase shift elements
A capacitor and, Ri π type circuit der consists respective other end with two inductors is grounded with each one at both ends of the capacitor is connected, the output of the input impedance and the output terminal of the input terminal When the impedance is Z 0 , the resistance of the first high-frequency impedance element is R 1 , the capacitance of the capacitor is C, the inductance of the inductor is L, and the resistance of the second high-frequency impedance element is R 3 , the capacitance C and the resistance R 3 is set by the relational expression of C = 1 / [(2πf 0 ) 2 L] R 3 = (2πf 0 L) 2 R 1 / (4Z 0 2 ). Also, the attenuator described above
, The first and second high-frequency impedance elements
May be variable.

【0037】また、上記の目的を達成するために、本発
明の非線形信号発生器は、入力端子と出力端子との間に
接続されかつ抵抗成分を含むインピーダンスを有しかつ
入力された信号電力に応じて非線形信号を発生する第1
の非線形素子と、入力端子に一端が接続されかつ周波数
0 での位相変化量が90度でありインピーダンス変換
機能を有する第1の高周波移相素子と、出力端子と第1
の高周波移相素子の他端との間に接続されかつ周波数f
0 での位相変化量が90度でありインピーダンス変換機
能を有する第2の高周波移相素子と、第1の高周波移相
素子と第2の高周波移相素子との共通接続点に一端が接
続されると共に他端が接地されかつ抵抗成分を含むイン
ピーダンスを有しかつ入力された信号電力に応じて第1
の非線形素子と同様の非線形信号を発生する第2の非線
形素子とを備え、第1の非線形素子のインピーダンスの
抵抗成分と第2の非線形素子のインピーダンスの抵抗成
分は、周波数f0 での入出力反射係数が概ね零となるよ
うに設定されている。
In order to achieve the above object, a non-linear signal generator according to the present invention is connected between an input terminal and an output terminal and has an impedance including a resistance component. Generating a nonlinear signal in response to the first
A first high-frequency phase-shift element having one end connected to the input terminal, a phase change amount at a frequency f 0 of 90 degrees, and an impedance conversion function,
And the other end of the high-frequency phase-shifting element of
One end is connected to a second high-frequency phase shift element having a phase change amount of 90 degrees at 0 and having an impedance conversion function, and a common connection point between the first high-frequency phase shift element and the second high-frequency phase shift element. The other end is grounded, has an impedance including a resistance component, and has a first
And a second non-linear element that generates a non-linear signal similar to the non-linear element described above. The resistance component of the impedance of the first non-linear element and the resistance component of the impedance of the second non-linear element are input and output at the frequency f 0. The reflection coefficient is set to be approximately zero.

【0038】第1および第2の高周波移相素子のそれぞ
れの第1構成例は、周波数f0 での電気長が90度の高
周波伝送線路である。第1および第2の高周波移相素子
のそれぞれの第2構成例は、周波数f0 での電気長が9
0度より小さい高周波伝送線路と、高周波伝送線路の両
端にそれぞれの一端が接続されると共にそれぞれの他端
が接地された2つのキャパシタとから構成されるπ型回
路である。第1および第2の高周波移相素子のそれぞれ
の第3構成例は、インダクタとキャパシタとから構成さ
れる集中定数回路である。
A first configuration example of each of the first and second high-frequency phase shift elements is a high-frequency transmission line having an electrical length of 90 degrees at the frequency f 0 . Each of the second configuration example of the first and second high-frequency phase shifting elements, the electrical length at the frequency f 0 9
This is a π-type circuit composed of a high-frequency transmission line smaller than 0 degrees and two capacitors each having one end connected to both ends of the high-frequency transmission line and the other end grounded. A third configuration example of each of the first and second high-frequency phase shift elements is a lumped constant circuit including an inductor and a capacitor.

【0039】第1および第2の高周波移相素子の第1構
成例を用いた非線形信号発生器では、入力端子の入力イ
ンピーダンスおよび出力端子の出力インピーダンスがそ
れぞれZ0 、第1の非線形素子の抵抗成分がR1 、第1
および第2の高周波移相素子として用いられた高周波伝
送線路の特性インピーダンスがZ2 、第2の非線形素子
の抵抗成分がR3 であるとき、抵抗成分R1 ,R3 は、 R1 = 2Z03 = Z2 21/(4Z0 2) の関係式により設定されている。
In the nonlinear signal generator using the first configuration example of the first and second high-frequency phase shift elements, the input impedance of the input terminal and the output impedance of the output terminal are Z 0 , respectively, and the resistance of the first nonlinear element is The component is R 1 , the first
When the characteristic impedance of the high-frequency transmission line used as the second high-frequency phase shift element is Z 2 , and the resistance component of the second nonlinear element is R 3 , the resistance components R 1 and R 3 are R 1 = 2Z 0 R 3 = Z 2 2 R 1 / (4Z 0 2 )

【0040】第1および第2の高周波移相素子の第2構
成例を用いた非線形信号発生器では、入力端子の入力イ
ンピーダンスおよび出力端子の出力インピーダンスがそ
れぞれZ0 、第1の非線形素子の抵抗成分がR1 、第1
および第2の高周波移相素子に含まれる高周波伝送線路
の電気長および特性インピーダンスがそれぞれθおよび
Z、第1および第2の高周波移相素子に含まれるキャパ
シタの容量がC、第2の非線形素子の抵抗成分がR3
あるとき、容量Cおよび抵抗成分R1 ,R3 は、 C = 1/(2πf0Ztanθ) R1 = 2Z03 = (Zsinθ)21/(4Z0 2) の関係式により設定されている。
In the nonlinear signal generator using the second configuration example of the first and second high-frequency phase shifting elements, the input impedance of the input terminal and the output impedance of the output terminal are Z 0 , respectively, and the resistance of the first nonlinear element is The component is R 1 , the first
The electrical length and characteristic impedance of the high-frequency transmission line included in the first and second high-frequency phase shift elements are θ and Z, the capacitance of the capacitor included in the first and second high-frequency phase shift elements is C, and the second nonlinear element. Is R 3 , the capacitance C and the resistance components R 1 and R 3 are C = 1 / (2πf 0 Ztan θ) R 1 = 2Z 0 R 3 = (Z sin θ) 2 R 1 / (4Z 0 2 ).

【0041】第1および第2の高周波移相素子の第3構
成例が、一端が接地されたキャパシタと、キャパシタの
他端にそれぞれの一端が接続された2つのインダクタと
から構成されるT型回路である場合、これを用いた非線
形信号発生器では、入力端子の入力インピーダンスおよ
び出力端子の出力インピーダンスがそれぞれZ0 、第1
の非線形素子の抵抗成分がR1 、キャパシタの容量が
C、インダクタのインダクタンスがL、第2の非線形素
子の抵抗成分がR3 であるとき、容量Cおよび抵抗成分
1 ,R3 は、 C = 1/[(2πf0)2L] R1 = 2Z03 = (2πf0L)21/(4Z0 2) の関係式により設定されている。
A third configuration example of the first and second high-frequency phase shift elements is a T-type composed of a capacitor having one end grounded and two inductors each having one end connected to the other end of the capacitor. In the case of a circuit, in a nonlinear signal generator using this, the input impedance of the input terminal and the output impedance of the output terminal are Z 0 and the first impedance, respectively.
When the resistance component of the non-linear element is R 1 , the capacitance of the capacitor is C, the inductance of the inductor is L, and the resistance component of the second non-linear element is R 3 , the capacitance C and the resistance components R 1 and R 3 are C = 1 / [(2πf 0 ) 2 L] R 1 = 2Z 0 R 3 = (2πf 0 L) 2 R 1 / (4Z 0 2 )

【0042】第1および第2の高周波移相素子の第3構
成例が、インダクタと、インダクタの両端にそれぞれの
一端が接続されると共にそれぞれの他端が接地された2
つのキャパシタとから構成されるπ型回路である場合、
これを用いた非線形信号発生器では、入力端子の入力イ
ンピーダンスおよび出力端子の出力インピーダンスがそ
れぞれZ0 、第1の非線形素子の抵抗成分がR1 、キャ
パシタの容量をC、インダクタのインダクタンスをL、
第2の非線形素子の抵抗成分がR3 であるとき、容量C
および抵抗成分R1 ,R3 は、 C = 1/[(2πf0)2L] R1 = 2Z03 = (2πf0L)21/(4Z0 2) の関係式により設定されている。
A third configuration example of the first and second high-frequency phase-shifting elements comprises an inductor and one end connected to both ends of the inductor and the other end grounded.
In the case of a π-type circuit composed of two capacitors,
In the nonlinear signal generator using this, the input impedance of the input terminal and the output impedance of the output terminal are Z 0 , the resistance component of the first nonlinear element is R 1 , the capacitance of the capacitor is C, the inductance of the inductor is L,
When the resistance component of the second nonlinear element is R 3 , the capacitance C
And the resistance components R 1 and R 3 are set by the relational expression of C = 1 / [(2πf 0 ) 2 L] R 1 = 2Z 0 R 3 = (2πf 0 L) 2 R 1 / (4Z 0 2 ) ing.

【0043】第1および第2の高周波移相素子の第3構
成例が、一端が接地されたインダクタと、インダクタの
他端にそれぞれの一端が接続された2つのキャパシタと
から構成されるT型回路である場合、これを用いた非線
形信号発生器では、入力端子の入力インピーダンスおよ
び出力端子の出力インピーダンスがそれぞれZ0 、第1
の非線形素子の抵抗成分がR1 、キャパシタの容量が
C、インダクタのインダクタンスがL、第2の非線形素
子の抵抗成分がR3 であるとき、容量Cおよび抵抗成分
1 ,R3 は、 C = 1/[(2πf0)2L] R1 = 2Z03 = (2πf0L)21/(4Z0 2) の関係式により設定されている。
A third configuration example of the first and second high-frequency phase shift elements is a T-type composed of an inductor having one end grounded and two capacitors each having one end connected to the other end of the inductor. In the case of a circuit, in a nonlinear signal generator using this, the input impedance of the input terminal and the output impedance of the output terminal are Z 0 and the first impedance, respectively.
When the resistance component of the non-linear element is R 1 , the capacitance of the capacitor is C, the inductance of the inductor is L, and the resistance component of the second non-linear element is R 3 , the capacitance C and the resistance components R 1 and R 3 are C = 1 / [(2πf 0 ) 2 L] R 1 = 2Z 0 R 3 = (2πf 0 L) 2 R 1 / (4Z 0 2 )

【0044】第1および第2の高周波移相素子の第3構
成例が、キャパシタと、キャパシタの両端にそれぞれの
一端が接続されると共にそれぞれの他端が接地された2
つのインダクタとから構成されるπ型回路である場合、
これを用いた非線形信号発生器では、入力端子の入力イ
ンピーダンスおよび出力端子の出力インピーダンスがそ
れぞれZ0 、第1の非線形素子の抵抗成分がR1 、キャ
パシタの容量がC、インダクタのインダクタンスがL、
第2の非線形素子の抵抗成分がR3 であるとき、容量C
および抵抗成分R1 ,R3 は、 C = 1/[(2πf0)2L] R1 = 2Z03 = (2πf0L)21/(4Z0 2) の関係式により設定されている。
A third configuration example of the first and second high-frequency phase shift elements is a capacitor having a capacitor and one end connected to both ends of the capacitor and the other end grounded.
In the case of a π-type circuit composed of two inductors,
In the nonlinear signal generator using this, the input impedance of the input terminal and the output impedance of the output terminal are Z 0 , the resistance component of the first nonlinear element is R 1 , the capacitance of the capacitor is C, the inductance of the inductor is L,
When the resistance component of the second nonlinear element is R 3 , the capacitance C
And the resistance components R 1 and R 3 are set by the relational expression of C = 1 / [(2πf 0 ) 2 L] R 1 = 2Z 0 R 3 = (2πf 0 L) 2 R 1 / (4Z 0 2 ) ing.

【0045】第1および第2の非線形素子のそれぞれの
一構成例は、逆極性に並列接続された2つのダイオード
と、これらのダイオードに並列接続された抵抗とを有
し、ダイオードのそれぞれにバイアス電流が流れるよう
に構成される。
One configuration example of each of the first and second nonlinear elements has two diodes connected in parallel with opposite polarities and a resistor connected in parallel with these diodes, and each of the diodes has a bias. It is configured to allow a current to flow.

【0046】[0046]

【発明の実施の形態】本発明は、周波数f0 での位相変
化量が90度でありインピーダンス変換機能を有する高
周波移相素子を2個使用して、入出力インピーダンスの
整合を図った高周波回路を実現することを最も主要な特
徴とする。例えば高周波移相素子として周波数f0 での
電気長が90度の高周波伝送線路を用いた場合には、同
様の高周波伝送線路が4本必要な従来の90度ブランチ
ラインハイブリッドを使用して高周波回路を構成する場
合と比較すると、必要な高周波伝送線路の本数が半分と
なる。このため、本発明を用いることにより、移相器、
減衰器および非線形信号発生器を小型化できる。以下、
図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention uses two high-frequency phase-shifting element having an impedance conversion function is a phase change amount 90 degrees at the frequency f 0, the high-frequency circuit which attained matching of input and output impedance Is the most important feature. For example, when a high-frequency transmission line having an electrical length of 90 degrees at the frequency f 0 is used as the high-frequency phase shift element, a high-frequency circuit using a conventional 90-degree branch line hybrid requiring four similar high-frequency transmission lines is used. , The number of required high-frequency transmission lines is halved. Therefore, by using the present invention, a phase shifter,
The attenuator and the nonlinear signal generator can be downsized. Less than,
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0047】[実施形態1:移相器] 1.高周波インピーダンス素子として可変リアクタンス
素子を用いる形態:図1は、本発明による移相器の構成
を示す回路図である。入力端子101と出力端子102
との間に可変リアクタンス素子(第1の高周波インピー
ダンス素子)170aが接続されている。可変リアクタ
ンス素子170aのインピーダンスは、実質的にリアク
タンスから構成されている。このリアクタンスをX1
する。リアクタンスX1 は可変である。なお、入出端子
101の入力インピーダンスおよび出力端子102の出
力インピーダンスをZ0 とする。
[First Embodiment: Phase Shifter] Embodiment using a variable reactance element as a high-frequency impedance element: FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a phase shifter according to the present invention. Input terminal 101 and output terminal 102
Is connected to a variable reactance element (first high-frequency impedance element) 170a. The impedance of the variable reactance element 170a is substantially constituted by reactance. This reactance and X 1. Reactance X 1 is variable. The input impedance of the input / output terminal 101 and the output impedance of the output terminal 102 are denoted by Z0.

【0048】入力端子101には第1の高周波移相素子
103aの一端(高周波移相素子の入出力端子104
a)が接続されている。出力端子102には第2の高周
波移相素子103bの一端(高周波移相素子の入出力端
子104b)が接続されている。高周波移相素子103
a,103bのそれぞれの他端(高周波移相素子の入出
力端子104c)は共通に接続されている。高周波移相
素子103a,103bは共に、周波数f0 での位相変
化量が90度であり、インピーダンス変換機能を有して
いる。高周波移相素子103a,103bを高周波伝送
線路で置き換えた場合の等価的な特性インピーダンスを
2 とする。
The input terminal 101 has one end of the first high-frequency phase shift element 103a (the input / output terminal 104 of the high-frequency phase shift element).
a) is connected. One end of a second high-frequency phase shift element 103b (input / output terminal 104b of the high-frequency phase shift element) is connected to the output terminal 102. High frequency phase shift element 103
The other end of each of a and 103b (input / output terminal 104c of the high-frequency phase shift element) is commonly connected. Both the high-frequency phase shift elements 103a and 103b have a phase change amount of 90 degrees at the frequency f 0 and have an impedance conversion function. Frequency phase shifting elements 103a, an equivalent characteristic impedance when replacing the 103b in the high-frequency transmission line and Z 2.

【0049】高周波移相素子の入出力端子104cには
可変リアクタンス素子(第2の高周波インピーダンス素
子)170bの一端が接続されている。可変リアクタン
ス素子170bの他端は接地されている。可変リアクタ
ンス素子170bのインピーダンスは、実質的にリアク
タンスから構成されている。このリアクタンスをX3
する。リアクタンスX3 は可変である。上述した高周波
移相素子103a,103bのインピーダンス変換機能
とは、可変リアクタンス素子170bのインピーダンス
を変換し、変換した可変リアクタンス素子170bのイ
ンピーダンスと可変リアクタンス素子170aのインピ
ーダンスとを組み合わせたときに、高周波移相素子の入
出力端子104a,104bから見た入出力反射係数が
概ね零となり整合がとれるようにする機能のこという。
One end of a variable reactance element (second high-frequency impedance element) 170b is connected to the input / output terminal 104c of the high-frequency phase shift element. The other end of variable reactance element 170b is grounded. The impedance of the variable reactance element 170b is substantially constituted by reactance. This reactance and X 3. Reactance X 3 is variable. The above-described impedance conversion function of the high-frequency phase shift elements 103a and 103b means that when the impedance of the variable reactance element 170b is converted and the converted impedance of the variable reactance element 170b is combined with the impedance of the variable reactance element 170a, This is a function to make the input / output reflection coefficient viewed from the input / output terminals 104a and 104b of the phase element substantially zero to achieve matching.

【0050】次に、図1に示された移相器の動作を説明
する。入力端子101から入力された信号は、可変リア
クタンス素子170aを通過する第1の道程と、高周波
移相素子103a,可変リアクタンス素子170b,高
周波移相素子103bを通過する第2の道程とに分配さ
れる。第1の道程を通過する信号は、可変リアクタンス
素子170aのリアクタンスX1 によって、所定の位相
変化が与えられる。また、第2の道程を通過する信号
は、その信号の周波数がf0 である場合、高周波移相素
子103a,103bによってそれぞれ90度の位相変
化が与えられ、可変リアクタンス素子170bのリアク
タンスX3によって所定の位相変化が与えられる。
Next, the operation of the phase shifter shown in FIG. 1 will be described. The signal input from the input terminal 101 is divided into a first path passing through the variable reactance element 170a and a second path passing through the high-frequency phase shift element 103a, the variable reactance element 170b, and the high-frequency phase shift element 103b. You. Signal passing through the first journey, depending reactance X 1 of the variable reactance elements 170a, predetermined phase variation is given. When the frequency of the signal passing through the second path is f 0 , a phase change of 90 degrees is given to each of the signals by the high-frequency phase shift elements 103a and 103b, and the reactance X 3 of the variable reactance element 170b causes A predetermined phase change is provided.

【0051】このとき、各道程を通過した信号が高周波
移相素子の入出力端子104bで合成されて、等振幅を
保ちつつ出力端子102から出力されるように、可変リ
アクタンス素子170a,170bのリアクタンス
1 ,X3 は設定される。このように設定された可変リ
アクタンス素子170a,170bのリアクタンス
1 ,X3 を同時にかつ連続的に変化させることによっ
て、図1に示された移相器の位相変化量を連続的に変化
させることができる。ここで、図1に示された移相器の
入力反射係数S11および出力反射係数S22は、
At this time, the reactances of the variable reactance elements 170a and 170b are combined so that the signals passing through the respective paths are combined at the input / output terminal 104b of the high-frequency phase shift element and output from the output terminal 102 while maintaining the same amplitude. X 1 and X 3 are set. By changing the reactances X 1 and X 3 of the variable reactance elements 170a and 170b set in this way simultaneously and continuously, the phase change amount of the phase shifter shown in FIG. 1 is continuously changed. Can be. Here, the input reflection coefficient S 11 and the output reflection coefficient S 22 of the phase shifter shown in Figure 1,

【0052】[0052]

【数1】 (Equation 1)

【0053】で表現できる。このため、リアクタンスX
3 を X3 = Z2 21/(4Z0 2) ・・・(4) の関係式により設定することで、周波数f0 での入出力
反射係数S11,S22が零となるので、周波数f0 での入
出力インピーダンスの整合を図ることができる。なお、
現実に移相器を作成する場合には、周波数f0 での入出
力反射係数S11,S22が厳密に零である必要はなく、概
ね零であれば十分な効果を得られる。
Can be expressed by Therefore, the reactance X
3 X 3 = Z 2 2 X 1 / (4Z 0 2) By setting the relation of (4), since the input and output reflection coefficients S 11, S 22 at the frequency f 0 becomes zero , The input / output impedance at the frequency f 0 can be matched. In addition,
When actually producing a phase shifter, the input / output reflection coefficients S 11 and S 22 at the frequency f 0 need not be strictly zero, but a sufficient effect can be obtained if they are substantially zero.

【0054】このとき、この図1に示された移相器の順
方向伝達係数S21および逆方向伝達係数S12は、 S21=S12= (2Z0−X1)/(2Z0+X1) ・・・(5) で表現できる。また、可変リアクタンス素子170a,
170bのリアクタンスX1 ,X3 を式(4)の関係を
保ちながら、X1 から(X1 +ΔX1 )まで変化させた
場合の移相器の位相変化量θは、次式で与えられる。 θ=−2tan-1[(X1+ΔX1)/(2Z0)]+2tan-1[X1/(2Z0)][rad] ・・・(6)
[0054] At this time, the forward transmission coefficient S 21 and the reverse transmission coefficient S 12 of the phase shifter shown in FIG. 1, S 21 = S 12 = ( 2Z 0 -X 1) / (2Z 0 + X 1 ) ... (5) Also, the variable reactance element 170a,
The phase shift amount θ of the phase shifter when the reactances X 1 and X 3 of 170b are changed from X 1 to (X 1 + ΔX 1 ) while maintaining the relationship of Expression (4) is given by the following expression. θ = −2 tan −1 [(X 1 + ΔX 1 ) / (2Z 0 )] + 2 tan −1 [X 1 / (2Z 0 )] [rad] (6)

【0055】周波数f0 での位相変化量が90度であり
インピーダンス変換機能を有する高周波移相素子103
a,103bは、(a)周波数f0 での電気長が90度
の高周波伝送線路(図2参照)、(b)周波数f0 での
電気長が90度より小さい高周波伝送線路とその両端に
一端が接続され他端が接地された2つのキャパシタとか
ら構成されるπ型回路(図3参照)、(c)インダクタ
とキャパシタとから構成される集中定数回路(図4〜図
7参照)などを用いて構成される。以上の構成例では、
(a)>(b)>(c)の順で移相器を小型化できる。
以下、種々の高周波移相素子103a,103bを用い
た移相器の構成例を説明する。
High-frequency phase shift element 103 having a phase change amount of 90 degrees at frequency f 0 and having an impedance conversion function
a, 103b is, (a) the electrical length at the frequency f 0 is 90 degrees of the high-frequency transmission line (see FIG. 2), a small high-frequency transmission line and its ends than the electrical length of 90 degrees at (b) frequency f 0 A π-type circuit composed of two capacitors having one end connected and the other end grounded (see FIG. 3), (c) a lumped constant circuit composed of an inductor and a capacitor (see FIGS. 4 to 7), etc. It is configured using In the above configuration example,
The phase shifter can be miniaturized in the order of (a)>(b)> (c).
Hereinafter, a configuration example of a phase shifter using various high-frequency phase shift elements 103a and 103b will be described.

【0056】(第1構成例)図2は、図1に示された移
相器の第1構成例を示す回路図である。この図におい
て、図1と同一部分を同一符号をもって示し、適宜その
説明を省略する。この第1構成例は、インピーダンス変
換機能を有する高周波移相素子103a,103bとし
て、それぞれ、周波数f0 での電気長が90度の高周波
伝送線路113a,113bを用いたものである。な
お、高周波伝送線路の入出力端子114a,114b,
114cは、高周波移相素子の入出力端子104a〜1
04cに対応している。
(First Configuration Example) FIG. 2 is a circuit diagram showing a first configuration example of the phase shifter shown in FIG. In this figure, the same parts as those in FIG. In the first configuration example, high-frequency transmission lines 113a and 113b whose electric length at a frequency f 0 is 90 degrees are used as high-frequency phase shift elements 103a and 103b having an impedance conversion function, respectively. Note that the input / output terminals 114a, 114b,
Reference numeral 114c denotes input / output terminals 104a to 104a of the high-frequency phase shift element.
04c.

【0057】高周波伝送線路113a,113bの特性
インピーダンスをZ2 とすると、この移相器の入力反射
係数S11および出力反射係数S22は、式(3)と同様に
表現できる。このため、可変リアクタンス素子170
a,170bのリアクタンスX 1 ,X3 を式(4)に示
されるような関係に設定することで、周波数f0 での入
出力反射係数が零となるので、周波数f0 での入出力イ
BR>ンピーダンスの整合を図ることができる。このと
き、この移相器の順方向伝達係数S21および逆方向伝達
係数S12は、式(5)と同様に表現できる。
Characteristics of high-frequency transmission lines 113a and 113b
Impedance is ZTwoThen, the input reflection of this phase shifter
Coefficient S11And output reflection coefficient Stwenty twoIs similar to equation (3)
Can be expressed. Therefore, the variable reactance element 170
a, the reactance X of 170b 1, XThreeIs shown in equation (4).
The frequency f0Enter at
Since the output reflection coefficient becomes zero, the frequency f0Input / output
BR> Impedance can be matched. This and
And the forward transfer coefficient S of this phase shiftertwenty oneAnd reverse transmission
Coefficient S12Can be expressed in the same way as Expression (5).

【0058】(第2構成例)図3は、図1に示された移
相器の第2構成例を示す回路図である。この図におい
て、図1と同一部分を同一符号をもって示し、適宜その
説明を省略する。この第2構成例は、インピーダンス変
換機能を有する高周波移相素子103a,103bとし
て、それぞれ、高周波伝送線路の両端がキャパシタを介
して接地されたπ型回路を用いたものである。
(Second Configuration Example) FIG. 3 is a circuit diagram showing a second configuration example of the phase shifter shown in FIG. In this figure, the same parts as those in FIG. In the second configuration example, π-type circuits in which both ends of a high-frequency transmission line are grounded via capacitors are used as high-frequency phase shift elements 103a and 103b having an impedance conversion function.

【0059】高周波伝送線路123a,123bは、周
波数f0 での電気長θが90度より小さい。高周波伝送
線路123aの一端にはキャパシタ126aの一端が接
続され、高周波伝送線路123aの他端にはキャパシタ
126bの一端が接続されている。同様に、高周波伝送
線路123bの一端にはキャパシタ126dの一端が接
続され、高周波伝送線路123bの他端にはキャパシタ
126cの一端が接続されている。キャパシタ126a
〜126dのそれぞれの他端は接地されている。以上の
高周波伝送線路123aとキャパシタ126a,126
bとから一方のπ型回路が構成され、高周波伝送線路1
23bとキャパシタ126c,126dとから他方のπ
型回路が構成される。なお、π型回路の入出力端子12
4a,124b,124cは、高周波移相素子の入出力
端子104a〜104cに対応している。
The high-frequency transmission lines 123a and 123b have an electrical length θ at a frequency f 0 of less than 90 degrees. One end of a high-frequency transmission line 123a is connected to one end of a capacitor 126a, and the other end of the high-frequency transmission line 123a is connected to one end of a capacitor 126b. Similarly, one end of a capacitor 126d is connected to one end of the high-frequency transmission line 123b, and one end of a capacitor 126c is connected to the other end of the high-frequency transmission line 123b. Capacitor 126a
To 126d are grounded. The above high-frequency transmission line 123a and capacitors 126a, 126
b constitutes one π-type circuit, and the high-frequency transmission line 1
23b and the capacitors 126c and 126d from the other π
A pattern circuit is configured. The input / output terminal 12 of the π-type circuit
Reference numerals 4a, 124b, and 124c correspond to the input / output terminals 104a to 104c of the high-frequency phase shift element.

【0060】高周波伝送線路123a,123bの特性
インピーダンスをZ、キャパシタ126a〜126dの
容量をCとする。この容量Cを C = 1/(2πf0Ztanθ) ・・・(7) に設定すると、この移相器の入力反射係数S11および出
力反射係数S22
The characteristic impedance of the high-frequency transmission lines 123a and 123b is Z, and the capacitance of the capacitors 126a to 126d is C. When this capacitance C is set to C = 1 / (2πf 0 Ztanθ) (7), the input reflection coefficient S 11 and the output reflection coefficient S 22 of this phase shifter are

【0061】[0061]

【数2】 (Equation 2)

【0062】で表現できる。このため、可変リアクタン
ス素子170bのリアクタンスX3 を X3 = (Zsinθ)21/(4Z0 2) ・・・(9) の関係式により設定することで、周波数f0 での入出力
反射係数が零となるので、周波数f0 での入出力インピ
ーダンスの整合を図ることができる。このとき、この移
相器の順方向伝達係数S21および逆方向伝達係数S
12は、式(5)と同様に表現できる。なお、この第2構
成例は、キャパシタ126bおよびキャパシタ126c
を個別に備えている。しかし、キャパシタ126b,1
26cはいずれも入出力端子124cに接続されている
ため、容量が2Cの1つのキャパシタにまとめて置き換
えることも可能である。
Can be expressed by Therefore, by setting the reactance X 3 of the variable reactance element 170b by the relational expression of X 3 = (Z sin θ) 2 X 1 / (4Z 0 2 ) (9), the input / output reflection at the frequency f 0 is obtained. Since the coefficient becomes zero, it is possible to match the input / output impedance at the frequency f 0 . At this time, the forward transfer coefficient S 21 and the backward transfer coefficient S
12 can be expressed in the same way as Expression (5). It should be noted that this second configuration example includes a capacitor 126b and a capacitor 126c.
Are provided individually. However, the capacitors 126b, 1
26c is connected to the input / output terminal 124c, so that it is possible to collectively replace the capacitors 26c with one capacitor having a capacity of 2C.

【0063】(第3構成例)図4は、図1に示された移
相器の第3構成例を示す回路図である。この図におい
て、図1と同一部分を同一符号をもって示し、適宜その
説明を省略する。この第3構成例は、インピーダンス変
換機能を有する高周波移相素子103a,103bとし
て、それぞれ、2つのインダクタの接続点がキャパシタ
を介して接地されたT型回路を用いたものである。キャ
パシタ136aは、一端が接地され、他端がインダクタ
133a,133bの接続点に接続されている。また、
キャパシタ136bは、一端が接地され、他端がインダ
クタ133c,133dの接続点に接続されている。以
上のキャパシタ136aとインダクタ133a,133
bとから一方のT型回路が構成され、キャパシタ136
bとインダクタ133c,133dとから他方のT型回
路が構成される。なお、T型回路の入出力端子134
a,134b,134cは、高周波移相素子の入出力端
子104a〜104cに対応している。
(Third Configuration Example) FIG. 4 is a circuit diagram showing a third configuration example of the phase shifter shown in FIG. In this figure, the same parts as those in FIG. In the third configuration example, a T-type circuit in which a connection point between two inductors is grounded via a capacitor is used as each of the high-frequency phase shift elements 103a and 103b having an impedance conversion function. One end of the capacitor 136a is grounded, and the other end is connected to a connection point between the inductors 133a and 133b. Also,
One end of the capacitor 136b is grounded, and the other end is connected to a connection point between the inductors 133c and 133d. The above capacitor 136a and inductors 133a, 133
b to form one T-type circuit, and the capacitor 136
The other T-type circuit is constituted by b and the inductors 133c and 133d. The input / output terminal 134 of the T-type circuit
a, 134b and 134c correspond to the input / output terminals 104a to 104c of the high-frequency phase shift element.

【0064】インダクタ133a〜133dのインダク
タンスをL、キャパシタ136a,136bの容量をC
とする。この容量Cを C = 1/[(2πf0)2L] ・・・(10) に設定すると、この移相器の入力反射係数S11および出
力反射係数S22
The inductance of the inductors 133a to 133d is L, and the capacitance of the capacitors 136a and 136b is C.
And When this capacitance C is set to C = 1 / [(2πf 0 ) 2 L] (10), the input reflection coefficient S 11 and the output reflection coefficient S 22 of this phase shifter are

【0065】[0065]

【数3】 (Equation 3)

【0066】で表現できる。このため、可変リアクタン
ス素子170bのリアクタンスX3 を X3 = (2πf0L)21/(4Z0 2) ・・・(12) の関係式により設定することで、周波数f0 での入出力
反射係数が零となるので、周波数f0 での入出力インピ
ーダンスの整合を図ることができる。このとき、この移
相器の順方向伝達係数S21および逆方向伝達係数S
12は、式(5)と同様に表現できる。
Can be expressed by Therefore, by setting the reactance X 3 of the variable reactance element 170b by the relational expression of X 3 = (2πf 0 L) 2 X 1 / (4Z 0 2 ) (12), the input at the frequency f 0 is obtained. Since the output reflection coefficient becomes zero, the input / output impedance at the frequency f 0 can be matched. At this time, the forward transfer coefficient S 21 and the backward transfer coefficient S
12 can be expressed in the same way as Expression (5).

【0067】(第4構成例)図5は、図1に示された移
相器の第4構成例を示す回路図である。この図におい
て、図1と同一部分を同一符号をもって示し、適宜その
説明を省略する。この第4構成例は、インピーダンス変
換機能を有する高周波移相素子103a,103bとし
て、それぞれ、インダクタの両端がキャパシタを介して
接地されたπ型回路を用いたものである。
(Fourth Configuration Example) FIG. 5 is a circuit diagram showing a fourth configuration example of the phase shifter shown in FIG. In this figure, the same parts as those in FIG. In the fourth configuration example, π-type circuits in which both ends of an inductor are grounded via capacitors are used as the high-frequency phase shift elements 103a and 103b having an impedance conversion function.

【0068】インダクタ143aの一端にはキャパシタ
146aの一端が接続され、インダクタ143aの他端
にはキャパシタ146bの一端が接続されている。同様
に、インダクタ143bの一端にはキャパシタ146d
の一端が接続され、インダクタ143bの他端にはキャ
パシタ146cの一端が接続されている。キャパシタ1
46a〜146dのそれぞれの他端は接地されている。
以上のインダクタ143aとキャパシタ146a,14
6bとから一方のπ型回路が構成され、インダクタ14
3bとキャパシタ146c,146dとから他方のπ型
回路が構成される。なお、π型回路の入出力端子144
a,144b,144cは、高周波移相素子の入出力端
子104a〜104cに対応している。
One end of inductor 143a is connected to one end of capacitor 146a, and the other end of inductor 143a is connected to one end of capacitor 146b. Similarly, a capacitor 146d is connected to one end of the inductor 143b.
Is connected to one end of the inductor 143b, and one end of the capacitor 146c is connected to the other end of the inductor 143b. Capacitor 1
The other ends of the respective 46a to 146d are grounded.
The above inductor 143a and capacitors 146a, 14
6b constitutes one π-type circuit, and the inductor 14
3b and the capacitors 146c and 146d form the other π-type circuit. The input / output terminal 144 of the π-type circuit
a, 144b, and 144c correspond to the input / output terminals 104a to 104c of the high-frequency phase shift element.

【0069】インダクタ143a,143bのインダク
タンスをL、キャパシタ146a〜146dの容量をC
とする。この容量Cを式(10)のように設定すると、
この移相器の入力反射係数S11および出力反射係数S22
は式(11)と同様に表現できる。このため、可変リア
クタンス素子170a,170bのリアクタンスX1
3 を式(12)に示されるような関係に設定すること
で、周波数f0 での入出力反射係数が零となるので、周
波数f0 での入出力インピーダンスの整合を図ることが
できる。このとき、この移相器の順方向伝達係数S21
よび逆方向伝達係数S12は、式(5)と同様に表現でき
る。なお、この第4構成例は、キャパシタ146bおよ
びキャパシタ146cを個別に備えている。しかし、キ
ャパシタ146b,146cはいずれも入出力端子14
4cに接続されているため、容量が2Cの1つのキャパ
シタにまとめて置き換えることも可能である。
The inductance of inductors 143a and 143b is L, and the capacitance of capacitors 146a to 146d is C.
And When this capacitance C is set as in equation (10),
Input reflection coefficient of the phase shifter S 11 and the output reflection coefficient S 22
Can be expressed in the same manner as Expression (11). For this reason, the reactance X 1 of the variable reactance elements 170a and 170b,
The X 3 by setting the relationship as shown in equation (12), since the input and output reflection coefficient at the frequency f 0 becomes zero, it can be matched input and output impedances at a frequency f 0. At this time, the forward transmission coefficient S 21 and the reverse transmission coefficient S 12 of the phase shifter may be as for formula (5) representation. Note that the fourth configuration example includes the capacitors 146b and 146c individually. However, both the capacitors 146b and 146c
4C, it is possible to collectively replace the capacitors with one capacitor having a capacity of 2C.

【0070】(第5構成例)図6は、図1に示された移
相器の第5構成例を示す回路図である。この図におい
て、図1と同一部分を同一符号をもって示し、適宜その
説明を省略する。この第5構成例は、インピーダンス変
換機能を有する高周波移相素子103a,103bとし
て、それぞれ、2つのキャパシタの接続点がインダクタ
を介して接地されたT型回路を用いたものである。イン
ダクタ153aは、一端が接地され、他端がキャパシタ
156a,156bの接続点に接続されている。また、
インダクタ153bは、一端が接地され、他端がキャパ
シタ156c,156dの接続点に接続されている。以
上のインダクタ153aとキャパシタ156a、156
bとから一方のT型回路が構成され、インダクタ153
bとキャパシタ156c,156dとから他方のT型回
路が構成される。なお、T型回路の入出力端子154
a,154b,154cは、高周波移相素子の入出力端
子104a〜104cに対応している。
(Fifth Configuration Example) FIG. 6 is a circuit diagram showing a fifth configuration example of the phase shifter shown in FIG. In this figure, the same parts as those in FIG. The fifth configuration example uses a T-type circuit in which a connection point between two capacitors is grounded via an inductor as the high-frequency phase shift elements 103a and 103b having an impedance conversion function. One end of the inductor 153a is grounded, and the other end is connected to a connection point between the capacitors 156a and 156b. Also,
One end of the inductor 153b is grounded, and the other end is connected to a connection point between the capacitors 156c and 156d. The above inductor 153a and capacitors 156a, 156
b to form one T-type circuit, and the inductor 153
b and capacitors 156c and 156d form the other T-type circuit. The input / output terminal 154 of the T-type circuit
a, 154b, and 154c correspond to the input / output terminals 104a to 104c of the high-frequency phase shift element.

【0071】インダクタ153a,153bのインダク
タンスをL、キャパシタ156a〜156dの容量をC
とする。この容量Cを式(10)のように設定すると、
この移相器の入力反射係数S11および出力反射係数S22
は式(11)と同様に表現できる。このため、可変リア
クタンス素子170a,170bのリアクタンスX1
3 を式(12)に示されるような関係に設定すること
で、周波数f0 での入出力反射係数が零となるので、周
波数f0 での入出力インピーダンスの整合を図ることが
できる。このとき、この移相器の順方向伝達係数S21
よび逆方向伝達係数S12は、式(5)と同様に表現でき
る。
The inductance of inductors 153a and 153b is L, and the capacitance of capacitors 156a to 156d is C.
And When this capacitance C is set as in equation (10),
Input reflection coefficient of the phase shifter S 11 and the output reflection coefficient S 22
Can be expressed in the same manner as Expression (11). For this reason, the reactance X 1 of the variable reactance elements 170a and 170b,
The X 3 by setting the relationship as shown in equation (12), since the input and output reflection coefficient at the frequency f 0 becomes zero, it can be matched input and output impedances at a frequency f 0. At this time, the forward transmission coefficient S 21 and the reverse transmission coefficient S 12 of the phase shifter may be as for formula (5) representation.

【0072】(第6構成例)図7は、図1に示された移
相器の第6構成例を示す回路図である。この図におい
て、図1と同一部分を同一符号をもって示し、適宜その
説明を省略する。この第6構成例は、インピーダンス変
換機能を有する高周波移相素子103a,103bとし
て、それぞれ、キャパシタの両端がインダクタを介して
接地されたπ型回路を用いたものである。
(Sixth Configuration Example) FIG. 7 is a circuit diagram showing a sixth configuration example of the phase shifter shown in FIG. In this figure, the same parts as those in FIG. In the sixth configuration example, π-type circuits in which both ends of a capacitor are grounded via an inductor are used as the high-frequency phase shift elements 103a and 103b having an impedance conversion function.

【0073】キャパシタ166aの一端にはインダクタ
163aの一端が接続され、キャパシタ166aの他端
にはインダクタ163bの一端が接続されている。同様
に、キャパシタ166bの一端にはインダクタ163d
の一端が接続され、キャパシタ166bの他端にはイン
ダクタ163cの一端が接続されている。インダクタ1
63a〜163dのそれぞれの他端は接地されている。
以上のインダクタ163a,163bとキャパシタ16
6aとから一方のπ型回路が構成され、インダクタ16
3c,163dとキャパシタ166bとから他方のπ型
回路が構成される。なお、π型回路の入出力端子164
a,164b,164cは、高周波移相素子の入出力端
子104a〜104cに対応している。
One end of the capacitor 166a is connected to one end of the inductor 163a, and the other end of the capacitor 166a is connected to one end of the inductor 163b. Similarly, one end of the capacitor 166b is connected to the inductor 163d.
Is connected to one end of the capacitor 166b, and one end of the inductor 163c is connected to the other end of the capacitor 166b. Inductor 1
The other end of each of 63a to 163d is grounded.
The above inductors 163a, 163b and capacitor 16
6a constitutes one π-type circuit, and the inductor 16
The other π-type circuit is composed of 3c and 163d and the capacitor 166b. The input / output terminal 164 of the π-type circuit
a, 164b and 164c correspond to the input / output terminals 104a to 104c of the high-frequency phase shift element.

【0074】インダクタ163a〜163dのインダク
タンスをL、キャパシタ166a,166bの容量をC
とする。この容量Cを式(10)のように設定すると、
この移相器の入力反射係数S11および出力反射係数S22
は式(11)と同様に表現できる。このため、可変リア
クタンス素子170a,170bのリアクタンスX1
3 を式(12)に示されるような関係に設定すること
で、周波数f0 での入出力反射係数が零となるので、周
波数f0 での入出力インピーダンスの整合を図ることが
できる。このとき、この移相器の順方向伝達係数S21
よび逆方向伝達係数S12は、式(5)と同様に表現でき
る。なお、この第6構成例は、インダクタ163bおよ
びインダクタ163cを個別に備えている。しかし、イ
ンダクタ163b,163cはいずれも入出力端子16
4cに接続されているため、インダクタンスがL/2の
1つのインダクタにまとめて置き換えることも可能であ
る。
The inductance of the inductors 163a to 163d is L, and the capacitance of the capacitors 166a and 166b is C.
And When this capacitance C is set as in equation (10),
Input reflection coefficient of the phase shifter S 11 and the output reflection coefficient S 22
Can be expressed in the same manner as Expression (11). For this reason, the reactance X 1 of the variable reactance elements 170a and 170b,
The X 3 by setting the relationship as shown in equation (12), since the input and output reflection coefficient at the frequency f 0 becomes zero, it can be matched input and output impedances at a frequency f 0. At this time, the forward transmission coefficient S 21 and the reverse transmission coefficient S 12 of the phase shifter may be as for formula (5) representation. The sixth configuration example includes the inductor 163b and the inductor 163c individually. However, both the inductors 163b and 163c
4c, it is possible to collectively replace the inductor with one inductor having an inductance of L / 2.

【0075】(移相器の具体例とその特性)次に、図1
に示された移相器の具体例を示して、その具体例の振幅
特性および位相特性のシミュレーション結果を示す。図
8は、図2に示された移相器の第1構成例を実際の回路
に適用した図である。この図において、図1,図2と同
一部分を同一符号をもって示し、適宜その説明を省略す
る。図8に示された移相器では、可変リアクタンス素子
170a,170bとして可変キャパシタ171a,1
71bがそれぞれ用いられている。高周波伝送線路11
3a,113bの周波数f0 =5GHzでの電気長を9
0度とする。また、高周波伝送線路113a,113b
は無損失であると仮定し、入出力インピーダンスZ0
50Ωとする。
(Specific Example of Phase Shifter and Its Characteristics) Next, FIG.
2 shows a specific example of the phase shifter shown in FIG. 1, and shows a simulation result of amplitude characteristics and phase characteristics of the specific example. FIG. 8 is a diagram in which the first configuration example of the phase shifter shown in FIG. 2 is applied to an actual circuit. In this figure, the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be appropriately omitted. In the phase shifter shown in FIG. 8, variable capacitors 171a, 171 are used as variable reactance elements 170a, 170b.
71b are each used. High frequency transmission line 11
The electrical length at frequency f 0 = 5 GHz of 3a, 113b is 9
0 degrees. Further, the high-frequency transmission lines 113a and 113b
Is assumed to be lossless, and the input / output impedance Z 0 =
It is assumed to be 50Ω.

【0076】図9は、高周波伝送線路113a,113
bの特性インピーダンスZ2 =70.7Ωの場合の振幅
特性(順方向伝達係数S21と入力反射係数S11)のシミ
ュレーション結果を示す図である。横軸は周波数[GH
z]、左側の縦軸は順方向伝達係数S21[dB]、右側
の縦軸は入力反射係数S11[dB]である。なお、後掲
する図11,14,17,20,23,26,30,3
2,35,37,40,42,45,47も振幅特性図
であり、横軸および縦軸は図9と同じである。また、図
10は、同じく高周波伝送線路113a,113bの特
性インピーダンスZ2 =70.7Ωの場合の位相特性
(順方向伝達係数S21)のシミュレーション結果を示す
図である。横軸は周波数[GHz]、縦軸は順方向伝達
係数S21[deg.]である。なお、後掲する図12,
15,18,21,24,27,31,33,36,3
8,41,43,46,48も位相特性図であり、横軸
および縦軸は図10と同じである。
FIG. 9 shows high-frequency transmission lines 113a and 113
b is a diagram showing simulation results of the amplitude characteristic in the case of the characteristic impedance Z 2 = 70.7Ω the (forward transfer coefficient S 21 and input reflection coefficient S 11). The horizontal axis is frequency [GH
z], the left vertical axis represents the forward transfer coefficient S 21 [dB], and the right vertical axis represents the input reflection coefficient S 11 [dB]. In addition, FIGS. 11, 14, 17, 20, 23, 26, 30, 3 to be described later.
2, 35, 37, 40, 42, 45, and 47 are also amplitude characteristic diagrams, and the horizontal axis and the vertical axis are the same as those in FIG. FIG. 10 is a diagram showing a simulation result of a phase characteristic (forward transfer coefficient S 21 ) when the characteristic impedance Z 2 of the high-frequency transmission lines 113a and 113b is 70.7Ω. The horizontal axis is frequency [GHz], and the vertical axis is forward transfer coefficient S 21 [deg. ]. In addition, FIG.
15, 18, 21, 24, 27, 31, 33, 36, 3
8, 41, 43, 46, and 48 are also phase characteristic diagrams, and the horizontal axis and the vertical axis are the same as those in FIG.

【0077】図9,図10では、式(4)から、可変キ
ャパシタ171bの容量C3 を可変キャパシタ171a
の容量C1 の2倍に設定し、可変キャパシタ171aの
容量C1 を0.05pF、0.1pF、0.15pF、
0.2pF、0.3pF、0.4pF、0.5pFと変
化させている。同図から分かるように、周波数f=4.
0GHz〜6.0GHzにおいて、振幅変動として0.
5dB以内、入力反射量として−12dB以下(図
9)、位相変化量として80度以上(図10)の特性が
得られている。
[0077] Figure 9, 10, equation (4), the variable capacitance C 3 of the variable capacitor 171b capacitor 171a
Of to twice the volume C 1, 0.05 pF capacitance C 1 of the variable capacitor 171a, 0.1pF, 0.15pF,
The values were changed to 0.2 pF, 0.3 pF, 0.4 pF, and 0.5 pF. As can be seen from the figure, the frequency f = 4.
In the range of 0 GHz to 6.0 GHz, the amplitude fluctuation is set to 0.1 GHz.
The characteristics are obtained within 5 dB, the input reflection amount is -12 dB or less (FIG. 9), and the phase change amount is 80 degrees or more (FIG. 10).

【0078】同様に、図11,図12は、高周波伝送線
路113a,113bの特性インピーダンスZ2 =50
Ωの場合の振幅特性(順方向伝達係数S21と入力反射係
数S 11)および位相特性(順方向伝達係数S21)のシミ
ュレーション結果を示す図である。図11,図12で
は、式(4)から、可変キャパシタ171bの容量C3
を可変キャパシタ171aの容量C1 の4倍に設定し、
可変キャパシタ171aの容量C1 を0.05pF、
0.1pF、0.15pF、0.2pF、0.3pF、
0.4pF、0.5pFと変化させている。同図から分
かるように、周波数f=2.4GHz〜5.7GHzに
おいて、振幅変動として0.5dB以内、入力反射量と
して−15dB以下(図11)、位相変化量として60
度以上(図12)の特性が得られている。
Similarly, FIGS. 11 and 12 show high-frequency transmission lines.
Characteristic impedance Z of roads 113a and 113bTwo= 50
Ω amplitude characteristics (forward transmission coefficient Stwenty oneAnd input reflector
Number S 11) And phase characteristics (forward transmission coefficient S)twenty one) Stain
FIG. 9 is a diagram showing a simulation result. In FIG. 11 and FIG.
From the equation (4), the capacitance C of the variable capacitor 171b isThree
Is the capacitance C of the variable capacitor 171a.1Set to 4 times
The capacitance C of the variable capacitor 171a1Is 0.05 pF,
0.1 pF, 0.15 pF, 0.2 pF, 0.3 pF,
The values are changed to 0.4 pF and 0.5 pF. Minute from the figure
Thus, the frequency f = 2.4 GHz to 5.7 GHz
Here, the amplitude fluctuation is within 0.5 dB, and the input reflection amount
-15 dB or less (FIG. 11), and the phase change amount is 60
A characteristic higher than that (FIG. 12) is obtained.

【0079】図13は、図3に示された移相器の第2構
成例を実際の回路に適用した図である。この図におい
て、図1,図3と同一部分を同一符号をもって示し、適
宜その説明を省略する。図13に示された移相器では、
可変リアクタンス素子170a,170bとして可変キ
ャパシタ171a,171bがそれぞれ用いられてい
る。高周波伝送線路123a,123bの周波数f0
5GHzでの電気長θを45度、特性インピーダンスZ
=70.7Ωとする。高周波伝送線路123a,123
bは無損失であると仮定する。このとき、式(7)か
ら、キャパシタ126a〜126dの容量Cが0.45
pFに設定される。また、高周波伝送線路123a,1
23bとキャパシタ126a〜126dとから構成され
る各π型回路のそれぞれの等価的な特性インピーダンス
2 をZ2 =50Ωと仮定する。さらに、入出力インピ
ーダンスZ0 =50Ωとする。
FIG. 13 is a diagram in which the second configuration example of the phase shifter shown in FIG. 3 is applied to an actual circuit. In this figure, the same parts as those in FIGS. 1 and 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be appropriately omitted. In the phase shifter shown in FIG.
Variable capacitors 171a and 171b are used as variable reactance elements 170a and 170b, respectively. The frequency f 0 of the high-frequency transmission lines 123a, 123b =
45 degree electrical length θ at 5 GHz, characteristic impedance Z
= 70.7Ω. High-frequency transmission lines 123a, 123
Assume b is lossless. At this time, from the equation (7), the capacitance C of the capacitors 126a to 126d is 0.45
Set to pF. Further, the high-frequency transmission lines 123a, 1
Assume each of the equivalent characteristic impedance Z 2 and Z 2 = 50 [Omega each π-type circuit composed of a 23b and a capacitor 126a-126d. Further, it is assumed that the input / output impedance Z 0 = 50Ω.

【0080】図14は、図13に示されたπ型回路の特
性インピーダンスZ2 =50Ωの場合の振幅特性(順方
向伝達係数S21と入力反射係数S11)のシミュレーショ
ン結果を示す図である。また、図15は、同じくπ型回
路の特性インピーダンスZ2=50Ωの場合の位相特性
(順方向伝達係数S21)のシミュレーション結果を示す
図である。図14,図15では、式(4)から、可変キ
ャパシタ171bの容量C3 を可変キャパシタ171a
の容量C1 の4倍に設定し、可変キャパシタ171aの
容量C1 を0.05pF、0.1pF、0.15pF、
0.2pF、0.3pF、0.4pF、0.5pFと変
化させている。同図から分かるように、周波数f=2.
9GHz〜5.6GHzにおいて、振幅変動として0.
5dB以内、入力反射量として−11dB以下(図1
4)、位相変化量として60度以上(図15)の特性が
得られている。
FIG. 14 shows a simulation result of amplitude characteristics (forward transfer coefficient S 21 and input reflection coefficient S 11 ) of the π-type circuit shown in FIG. 13 when characteristic impedance Z 2 = 50Ω. . FIG. 15 is a diagram showing a simulation result of the phase characteristic (forward transfer coefficient S 21 ) when the characteristic impedance of the π-type circuit is Z 2 = 50Ω. 14, 15, equation (4), the variable capacitance C 3 of the variable capacitor 171b capacitor 171a
The set to four times the capacity C 1, 0.05 pF capacitance C 1 of the variable capacitor 171a, 0.1pF, 0.15pF,
The values were changed to 0.2 pF, 0.3 pF, 0.4 pF, and 0.5 pF. As can be seen from the figure, the frequency f = 2.
In the range of 9 GHz to 5.6 GHz, an amplitude variation of 0.1 GHz is used.
Within 5 dB, the input reflection amount is -11 dB or less (FIG. 1
4) A characteristic of a phase change amount of 60 degrees or more (FIG. 15) is obtained.

【0081】なお、図13に示された移相器は、キャパ
シタ126bおよびキャパシタ126cを個別に備えて
いる。しかし、キャパシタ126b,126cはいずれ
も入出力端子124cに接続されているため、容量が2
Cの1つのキャパシタにまとめて置き換えることも可能
である。
The phase shifter shown in FIG. 13 includes capacitors 126b and 126c separately. However, since the capacitors 126b and 126c are both connected to the input / output terminal 124c, the capacitance is 2
It is also possible to collectively replace with one capacitor C.

【0082】図16は、図4に示された移相器の第3構
成例を実際の回路に適用した図である。この図におい
て、図1,図4と同一部分を同一符号をもって示し、適
宜その説明を省略する。図16に示された移相器では、
可変リアクタンス素子170a,170bとして可変キ
ャパシタ171a,171bがそれぞれ用いられてい
る。インダクタ133a〜133dのインダクタンスL
をL=1.6nHとする。また、インダクタ133a〜
133dとキャパシタ136a,136bとから構成さ
れる各T型回路のそれぞれの周波数f0 =5GHzでの
等価的な特性インピーダンスZ2 をZ2 =50Ωと仮定
する。このとき、式(10)から、キャパシタ136
a,136bの容量Cが0.64pFに設定される。さ
らに、入出力インピーダンスZ 0 =50Ωとする。
FIG. 16 shows the third structure of the phase shifter shown in FIG.
It is the figure which applied the example of a composition to an actual circuit. Smell this figure
Therefore, the same parts as those in FIGS.
The description will be omitted. In the phase shifter shown in FIG.
Variable keys are used as variable reactance elements 170a and 170b.
The capacitors 171a and 171b are used respectively.
You. Inductance L of inductors 133a to 133d
Is set to L = 1.6 nH. In addition, inductors 133a to
133d and capacitors 136a and 136b.
Frequency f of each T-type circuit0At 5 GHz
Equivalent characteristic impedance ZTwoTo ZTwo= 50Ω assumed
I do. At this time, from the equation (10), the capacitor 136 is obtained.
The capacitance C of a, 136b is set to 0.64 pF. Sa
In addition, the input / output impedance Z 0= 50Ω.

【0083】図17は、図16に示されたT型回路の特
性インピーダンスZ2 =50Ωの場合の振幅特性(順方
向伝達係数S21と入力反射係数S11)のシミュレーショ
ン結果を示す図である。また、図18は、同じくT型回
路の特性インピーダンスZ2=50Ωの場合の位相特性
(順方向伝達係数S21)のシミュレーション結果を示す
図である。図17,図18では、式(4)から、可変キ
ャパシタ171bの容量C3 を可変キャパシタ171a
の容量C1 の4倍に設定し、可変キャパシタ171aの
容量C1 を0.05pF、0.1pF、0.15pF、
0.2pF、0.3pF、0.4pF、0.5pF、
0.6pF、0.7pF、0.8pFと変化させてい
る。同図から分かるように、周波数f=1.5GHz〜
5.8GHzにおいて、振幅変動として0.5dB以
内、入力反射量として−12dB以下(図17)、位相
変化量として60度以上(図18)の特性が得られてい
る。
FIG. 17 is a diagram showing a simulation result of amplitude characteristics (forward transfer coefficient S 21 and input reflection coefficient S 11 ) of the T-type circuit shown in FIG. 16 when characteristic impedance Z 2 = 50Ω. . FIG. 18 is a diagram showing a simulation result of a phase characteristic (forward transfer coefficient S 21 ) of the T-type circuit when the characteristic impedance is Z 2 = 50Ω. 17, 18, equation (4), the variable capacitance C 3 of the variable capacitor 171b capacitor 171a
The set to four times the capacity C 1, 0.05 pF capacitance C 1 of the variable capacitor 171a, 0.1pF, 0.15pF,
0.2 pF, 0.3 pF, 0.4 pF, 0.5 pF,
It is changed to 0.6 pF, 0.7 pF, and 0.8 pF. As can be seen from the figure, the frequency f = 1.5 GHz-
At 5.8 GHz, the characteristics are obtained in which the amplitude fluctuation is within 0.5 dB, the input reflection amount is -12 dB or less (FIG. 17), and the phase change amount is 60 degrees or more (FIG. 18).

【0084】図19は、図5に示された移相器の第4構
成例を実際の回路に適用した図である。この図におい
て、図1,図5と同一部分を同一符号をもって示し、適
宜その説明を省略する。図19に示された移相器では、
可変リアクタンス素子170a,170bとして可変キ
ャパシタ171a,171bがそれぞれ用いられてい
る。インダクタ143a,143bのインダクタンスL
をL=1.6nHとする。また、インダクタ143a,
143bとキャパシタ146a〜146dとから構成さ
れる各π型回路のそれぞれの周波数f0 =5GHzでの
等価的な特性インピーダンスZ2 をZ2 =50Ωと仮定
する。このとき、式(10)から、キャパシタ146a
〜146dの容量Cが0.64pFに設定される。さら
に、入出力インピーダンスZ 0 =50Ωとする。
FIG. 19 shows the fourth structure of the phase shifter shown in FIG.
It is the figure which applied the example of a composition to an actual circuit. Smell this figure
1 and 5 are denoted by the same reference numerals, and
The description will be omitted. In the phase shifter shown in FIG.
Variable keys are used as variable reactance elements 170a and 170b.
The capacitors 171a and 171b are used respectively.
You. Inductance L of inductors 143a and 143b
Is set to L = 1.6 nH. Also, the inductors 143a,
143b and capacitors 146a to 146d.
Frequency f of each π-type circuit0At 5 GHz
Equivalent characteristic impedance ZTwoTo ZTwo= 50Ω assumed
I do. At this time, from equation (10), the capacitor 146a
The capacitance C of 14146d is set to 0.64 pF. Further
And the input / output impedance Z 0= 50Ω.

【0085】図20は、図19に示されたπ型回路の特
性インピーダンスZ2 =50Ωの場合の振幅特性(順方
向伝達係数S21と入力反射係数S11)のシミュレーショ
ン結果を示す図である。また、図21は、同じくπ型回
路の特性インピーダンスZ2=50Ωの場合の位相特性
(順方向伝達係数S21)のシミュレーション結果を示す
図である。図20,図21では、式(4)から、可変キ
ャパシタ171bの容量C3 を可変キャパシタ171a
の容量C1 の4倍に設定し、可変キャパシタ171aの
容量C1 を0.05pF、0.1pF、0.15pF、
0.2pF、0.3pF、0.4pF、0.5pFと変
化させている。同図から分かるように、周波数f=3.
0GHz〜5.5GHzにおいて、振幅変動として0.
5dB以内、入力反射量として−11dB以下(図2
0)、位相変化量として60度以上(図18)の特性が
得られている。
FIG. 20 is a diagram showing a simulation result of amplitude characteristics (forward transmission coefficient S 21 and input reflection coefficient S 11 ) of the π-type circuit shown in FIG. 19 when the characteristic impedance Z 2 = 50Ω. . FIG. 21 is a diagram showing a simulation result of a phase characteristic (forward transfer coefficient S 21 ) when the characteristic impedance Z 2 of the π-type circuit is 50Ω. 20, 21, equation (4), the variable capacitance C 3 of the variable capacitor 171b capacitor 171a
The set to four times the capacity C 1, 0.05 pF capacitance C 1 of the variable capacitor 171a, 0.1pF, 0.15pF,
The values were changed to 0.2 pF, 0.3 pF, 0.4 pF, and 0.5 pF. As can be seen from FIG.
In the range of 0 GHz to 5.5 GHz, the amplitude fluctuation is set to 0.1 GHz.
Within 5 dB, the input reflection amount is -11 dB or less (FIG. 2).
0), a characteristic having a phase change amount of 60 degrees or more (FIG. 18) is obtained.

【0086】なお、図19に示された移相器は、キャパ
シタ146bおよびキャパシタ146cを個別に備えて
いる。しかし、キャパシタ146b,146cはいずれ
も入出力端子144cに接続されているため、容量が2
Cの1つのキャパシタにまとめて置き換えることも可能
である。
The phase shifter shown in FIG. 19 includes capacitors 146b and 146c separately. However, since the capacitors 146b and 146c are both connected to the input / output terminal 144c, the capacitance is 2
It is also possible to collectively replace with one capacitor C.

【0087】図22は、図6に示された移相器の第5構
成例を実際の回路に適用した図である。この図におい
て、図1,図6と同一部分を同一符号をもって示し、適
宜その説明を省略する。図22に示された移相器では、
可変リアクタンス素子170a,170bとして可変キ
ャパシタ171a,171bがそれぞれ用いられてい
る。インダクタ153a,153bのインダクタンスL
をL=1.6nHとする。また、インダクタ153a,
153bとキャパシタ156a〜156dとから構成さ
れる各T型回路のそれぞれの周波数f0 =5GHzでの
等価的な特性インピーダンスZ2 をZ2 =50Ωと仮定
する。このとき、式(10)から、キャパシタ156a
〜156dの容量Cが0.64pFに設定される。さら
に、入出力インピーダンスZ 0 =50Ωとする。
FIG. 22 shows the fifth structure of the phase shifter shown in FIG.
It is the figure which applied the example of a composition to an actual circuit. Smell this figure
Therefore, the same parts as those in FIGS.
The description will be omitted. In the phase shifter shown in FIG.
Variable keys are used as variable reactance elements 170a and 170b.
The capacitors 171a and 171b are used respectively.
You. Inductance L of inductors 153a and 153b
Is set to L = 1.6 nH. In addition, inductors 153a,
153b and capacitors 156a to 156d.
Frequency f of each T-type circuit0At 5 GHz
Equivalent characteristic impedance ZTwoTo ZTwo= 50Ω assumed
I do. At this time, from equation (10), the capacitor 156a
The capacitance C of 15156d is set to 0.64 pF. Further
And the input / output impedance Z 0= 50Ω.

【0088】図23は、図22に示されたT型回路の特
性インピーダンスZ2 =50Ωの場合の振幅特性(順方
向伝達係数S21と入力反射係数S11)のシミュレーショ
ン結果を示す図である。また、図24は、同じくT型回
路の特性インピーダンスZ2=50Ωの場合の位相特性
(順方向伝達係数S21)のシミュレーション結果を示す
図である。図23,図24では、式(4)から、可変キ
ャパシタ171bの容量C3 を可変キャパシタ171a
の容量C1 の4倍に設定し、可変キャパシタ171aの
容量C1 を0.05pF、0.1pF、0.15pF、
0.2pF、0.3pF、0.4pF、0.5pFと変
化させている。同図から分かるように、周波数f=4.
8GHz〜5.2GHzにおいて、振幅変動として0.
5dB以内、入力反射量として−20dB以下(図2
3)、位相変化量として90度以上(図24)の特性が
得られている。
FIG. 23 is a diagram showing a simulation result of amplitude characteristics (forward transmission coefficient S 21 and input reflection coefficient S 11 ) of the T-type circuit shown in FIG. 22 when the characteristic impedance Z 2 = 50Ω. . FIG. 24 is a diagram showing a simulation result of a phase characteristic (forward transfer coefficient S 21 ) of the T-type circuit when the characteristic impedance Z 2 = 50Ω. 23, FIG. 24, the formula (4), the variable capacitance C 3 of the variable capacitor 171b capacitor 171a
The set to four times the capacity C 1, 0.05 pF capacitance C 1 of the variable capacitor 171a, 0.1pF, 0.15pF,
The values were changed to 0.2 pF, 0.3 pF, 0.4 pF, and 0.5 pF. As can be seen from the figure, the frequency f = 4.
In the range of 8 GHz to 5.2 GHz, the amplitude variation is set to 0.1 GHz.
Within 5 dB, the input reflection amount is -20 dB or less (FIG. 2).
3) A characteristic having a phase change amount of 90 degrees or more (FIG. 24) is obtained.

【0089】図25は、図7に示された移相器の第6構
成例を実際の回路に適用した図である。この図におい
て、図1,図7と同一部分を同一符号をもって示し、適
宜その説明を省略する。図25に示された移相器では、
可変リアクタンス素子170a,170bとして可変キ
ャパシタ171a,171bがそれぞれ用いられてい
る。インダクタ163a〜163dのインダクタンスL
をL=1.6nHとする。また、インダクタ163a〜
163dとキャパシタ166a,166bとから構成さ
れる各π型回路のそれぞれの周波数f0 =5GHzでの
等価的な特性インピーダンスZ2 をZ2 =50Ωと仮定
する。このとき、式(10)から、キャパシタ166
a,166bの容量Cが0.64pFに設定される。さ
らに、入出力インピーダンスZ 0 =50Ωとする。
FIG. 25 shows the sixth structure of the phase shifter shown in FIG.
It is the figure which applied the example of a composition to an actual circuit. Smell this figure
1 and 7 are denoted by the same reference numerals, and
The description will be omitted. In the phase shifter shown in FIG.
Variable keys are used as variable reactance elements 170a and 170b.
The capacitors 171a and 171b are used respectively.
You. Inductance L of inductors 163a to 163d
Is set to L = 1.6 nH. In addition, the inductors 163a to
163d and capacitors 166a and 166b.
Frequency f of each π-type circuit0At 5 GHz
Equivalent characteristic impedance ZTwoTo ZTwo= 50Ω assumed
I do. At this time, from the equation (10), the capacitor 166 is obtained.
The capacitance C of a, 166b is set to 0.64 pF. Sa
In addition, the input / output impedance Z 0= 50Ω.

【0090】図26は、図25に示されたπ型回路の特
性インピーダンスZ2 =50Ωの場合の振幅特性(順方
向伝達係数S21と入力反射係数S11)のシミュレーショ
ン結果を示す図である。また、図27は、同じくπ型回
路の特性インピーダンスZ2=50Ωの場合の位相特性
(順方向伝達係数S21)のシミュレーション結果を示す
図である。図26,図27では、式(4)から、可変キ
ャパシタ171bの容量C3 を可変キャパシタ171a
の容量C1 の4倍に設定し、可変キャパシタ171aの
容量C1 を0.05pF、0.1pF、0.15pF、
0.2pF、0.3pF、0.4pF、0.5pFと変
化させている。同図から分かるように、周波数f=4.
3GHz〜5.7GHzにおいて、振幅変動として0.
5dB以内、入力反射量として−20dB以下(図2
6)、位相変化量として80度以上(図27)の特性が
得られている。
FIG. 26 is a diagram showing a simulation result of amplitude characteristics (forward transfer coefficient S 21 and input reflection coefficient S 11 ) of the π-type circuit shown in FIG. 25 when the characteristic impedance Z 2 = 50Ω. . FIG. 27 is a diagram showing a simulation result of a phase characteristic (forward transfer coefficient S 21 ) when the characteristic impedance Z 2 of the π-type circuit is 50Ω. 26, 27, equation (4), the variable capacitance C 3 of the variable capacitor 171b capacitor 171a
The set to four times the capacity C 1, 0.05 pF capacitance C 1 of the variable capacitor 171a, 0.1pF, 0.15pF,
The values were changed to 0.2 pF, 0.3 pF, 0.4 pF, and 0.5 pF. As can be seen from the figure, the frequency f = 4.
In the range of 3 GHz to 5.7 GHz, an amplitude variation of 0.
Within 5 dB, the input reflection amount is -20 dB or less (FIG. 2).
6) A characteristic of a phase change amount of 80 degrees or more (FIG. 27) is obtained.

【0091】なお、図25に示された移相器は、インダ
クタ163bおよびインダクタ163cを個別に備えて
いる。しかし、インダクタ163b,163cはいずれ
も入出力端子164cに接続されているため、インダク
タンスがL/2の1つのインダクタにまとめて置き換え
ることも可能である。
The phase shifter shown in FIG. 25 includes an inductor 163b and an inductor 163c individually. However, since both of the inductors 163b and 163c are connected to the input / output terminal 164c, it is possible to replace the inductors with one inductor having an inductance of L / 2.

【0092】2.高周波インピーダンス素子として共振
回路を用いる形態:図28は、本発明による移相器の他
の構成を示す回路図である。図1に示された移相器は第
1および第2の高周波インピーダンス素子としてそれぞ
れ可変リアクタンス素子170a,170bを用いたも
のであるが、図28に示されるように第1および第2の
高周波インピーダンス素子としてそれぞれ共振回路17
2a,172bを用いて移相器を構成することもでき
る。共振回路172a,172bは、インダクタ、キャ
パシタ、伝送線路で実現されたインダクタンス成分、伝
送線路で実現されたキャパシタンス成分等を利用して構
成される。共振回路172a,172bのインピーダン
スは、実質的にリアクタンスから構成されている。図2
8に示された移相器は第1および第2の高周波インピー
ダンス素子の構成のみが図1に示された移相器と異なっ
ており、図28に示された移相器は図1に示された移相
器と同様に動作する。
[0092] 2. Embodiment using resonance circuit as high-frequency impedance element: FIG. 28 is a circuit diagram showing another configuration of the phase shifter according to the present invention. The phase shifter shown in FIG. 1 uses variable reactance elements 170a and 170b as the first and second high-frequency impedance elements, respectively. As shown in FIG. Resonant circuit 17 as an element
A phase shifter can also be configured using 2a and 172b. The resonance circuits 172a and 172b are configured using an inductor, a capacitor, an inductance component realized by a transmission line, a capacitance component realized by a transmission line, and the like. The impedance of the resonance circuits 172a and 172b is substantially constituted by reactance. FIG.
8 differs from the phase shifter shown in FIG. 1 only in the configuration of the first and second high-frequency impedance elements, and the phase shifter shown in FIG. The same operation as the phase shifter is performed.

【0093】ここで、入力端子101の入力インピーダ
ンスおよび出力端子102の出力インピーダンスを
0 、高周波移相素子103a,103bの周波数f0
での位相変化量を90度、高周波移相素子103a,1
03bを高周波伝送線路で置き換えた場合の等価的な特
性インピーダンスをZ2 、共振回路172aのリアクタ
ンスをX1 、共振回路172bのリアクタンスをX3
する。この場合、図28に示された移相器の入力反射係
数S11および出力反射係数S 22は、
Here, the input impedance of the input terminal 101
And the output impedance of the output terminal 102.
Z0, Frequency f of high-frequency phase shift elements 103a and 103b0
Is 90 degrees, and the high-frequency phase shifting elements 103a, 103a
03b is replaced by a high-frequency transmission line.
ZTwoOf the resonance circuit 172a
X1, The reactance of the resonance circuit 172b is XThreeWhen
I do. In this case, the input reflection coefficient of the phase shifter shown in FIG.
Number S11And output reflection coefficient S twenty twoIs

【0094】[0094]

【数4】 (Equation 4)

【0095】で表現できる。このため、リアクタンスX
3 を X3 = Z2 21/(4Z0 2) ・・・(14) の関係式により設定することで、周波数f0 での入出力
反射係数S11,S22が零となるので、周波数f0 での入
出力インピーダンスの整合を図ることができる。なお、
現実に移相器を作成する場合には、周波数f0 での入出
力反射係数S11,S22が厳密に零である必要はなく、概
ね零であれば十分な効果を得られる。
Can be expressed by Therefore, the reactance X
3 X 3 = Z 2 2 X 1 / (4Z 0 2) By setting the relation of (14), since the input and output reflection coefficients S 11, S 22 at the frequency f 0 becomes zero , The input / output impedance at the frequency f 0 can be matched. In addition,
When actually producing a phase shifter, the input / output reflection coefficients S 11 and S 22 at the frequency f 0 need not be strictly zero, but a sufficient effect can be obtained if they are substantially zero.

【0096】このとき、この図28に示された移相器の
順方向伝達係数S21および逆方向伝達係数S12は、 S21=S12= (2Z0−X1)/(2Z0+X1) ・・・(15) で表現できる。移相器として動作させるには、共振回路
172a,172bのリアクタンスX 1 ,X3 を同時に
かつ連続的に変化させれば良い。X1 から(X1 +ΔX
1 )まで変化させた場合の移相器の位相変化量θは、次
式で与えられる。 θ=−2tan-1[(X1+ΔX1)/(2Z0)]+2tan-1[X1/(2Z0)][rad] ・・・(16)
At this time, the phase shifter shown in FIG.
Forward transfer coefficient Stwenty oneAnd reverse transfer coefficient S12Is Stwenty one= S12= (2Z0-X1) / (2Z0+ X1) (15) To operate as a phase shifter, a resonant circuit
Reactance X of 172a and 172b 1, XThreeAt the same time
It may be changed continuously. X1From (X1+ ΔX
1), The phase change amount θ of the phase shifter is
Given by the formula. θ = -2tan-1[(X1+ ΔX1) / (2Z0)] + 2 tan-1[X1/ (2Z0)] [Rad] (16)

【0097】第1および第2の高周波インピーダンス素
子として共振回路172a,172bを用いることによ
って、位相変化量の増大を図ることができる。また、図
1に示された移相器と同様に、高周波移相素子103
a,103bは、(a)周波数f0 での電気長が90度
の高周波伝送線路(図2参照)、(b)周波数f0 での
電気長が90度より小さい高周波伝送線路とその両端に
一端が接続され他端が接地された2つのキャパシタとか
ら構成されるπ型回路(図3参照)、(c)インダクタ
とキャパシタとから構成される集中定数回路(図4〜図
7参照)などを用いて構成される。以上の構成例では、
(a)>(b)>(c)の順で移相器を小型化すること
ができる。
By using the resonance circuits 172a and 172b as the first and second high-frequency impedance elements, the amount of phase change can be increased. Further, similarly to the phase shifter shown in FIG.
a, 103b is, (a) the electrical length at the frequency f 0 is 90 degrees of the high-frequency transmission line (see FIG. 2), a small high-frequency transmission line and its ends than the electrical length of 90 degrees at (b) frequency f 0 A π-type circuit composed of two capacitors having one end connected and the other end grounded (see FIG. 3), (c) a lumped constant circuit composed of an inductor and a capacitor (see FIGS. 4 to 7), etc. It is configured using In the above configuration example,
The phase shifter can be downsized in the order of (a)>(b)> (c).

【0098】(移相器の具体例および特性)次に、図2
8に示された移相器の具体例を示して、その具体例の振
幅特性および位相特性のシミュレーション結果を示す。
図29は、図28に示された移相器の一具体例を示す回
路図である。この図において、図2,図28と同一部分
を同一符号をもって示し、適宜その説明を省略する。図
29に示された移相器は、図28に示された共振回路1
72a,172bとして、インダクタとキャパシタとが
直列接続された直列共振回路を用いたものである。具体
的には、共振回路172aは、インダクタ191aと可
変キャパシタ181aとが直列接続された直列共振回路
から構成され、共振回路172bは、インダクタ191
bと可変キャパシタ181bとが直列接続された直列共
振回路から構成される。
(Specific Example and Characteristics of Phase Shifter) Next, FIG.
8 shows a specific example of the phase shifter shown in FIG. 8, and shows a simulation result of amplitude characteristics and phase characteristics of the specific example.
FIG. 29 is a circuit diagram showing a specific example of the phase shifter shown in FIG. 28, the same parts as those in FIGS. 2 and 28 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be appropriately omitted. The phase shifter shown in FIG. 29 corresponds to the resonance circuit 1 shown in FIG.
As 72a and 172b, a series resonance circuit in which an inductor and a capacitor are connected in series is used. Specifically, the resonance circuit 172a includes a series resonance circuit in which an inductor 191a and a variable capacitor 181a are connected in series, and the resonance circuit 172b includes an inductor 191a.
b and a variable capacitor 181b are connected in series to form a series resonance circuit.

【0099】この移相器では、インピーダンス変換機能
を有する高周波移相素子103a,103bとして、周
波数f0 =5GHzでの電気長が90度の高周波伝送線
路113a,113bがそれぞれ用いられている。高周
波伝送線路113a,113bは無損失であると仮定
し、入出力インピーダンスZ0 =50Ωとする。図30
は、高周波伝送線路113a,113bの特性インピー
ダンスZ2 =70.7Ωの場合の振幅特性(順方向伝達
係数S21と入力反射係数S11)のシミュレーション結果
を示す図である。また、図31は、同じく高周波伝送線
路113a,113bの特性インピーダンスZ2 =7
0.7Ωの場合の位相特性(順方向伝達係数S21)のシ
ミュレーション結果を示す図である。
In this phase shifter, high-frequency transmission lines 113a and 113b having an electrical length of 90 degrees at a frequency f 0 = 5 GHz are used as high-frequency phase shift elements 103a and 103b having an impedance conversion function, respectively. Assuming that the high-frequency transmission lines 113a and 113b are lossless, the input / output impedance Z 0 = 50Ω. FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a simulation result of amplitude characteristics (forward transmission coefficient S 21 and input reflection coefficient S 11 ) when the characteristic impedance Z 2 = 70.7Ω of the high-frequency transmission lines 113a and 113b. FIG. 31 also shows the characteristic impedance Z 2 = 7 of the high-frequency transmission lines 113a and 113b.
FIG. 14 is a diagram illustrating a simulation result of a phase characteristic (forward transfer coefficient S 21 ) in the case of 0.7Ω.

【0100】図30,図31では、インダクタ191a
のインダクタンスL1 =4nHとする。このとき、式
(14)から、インダクタ191bのインダクタンスL
3 をインダクタ191aのインダクタンスL1 の1/2
倍に設定する。同じく、式(14)から、可変キャパシ
タ181bの容量C3 を可変キャパシタ181aの容量
1 の2倍に設定し、可変キャパシタ181aの容量C
1 を0.05pF、0.1pF、0.15pF、0.2
pF、0.3pF、0.4pF、0.5pFと変化させ
ている。同図から分かるように、周波数f=4.0GH
z〜6.0GHzにおいて、振幅変動として0.5dB
以内、入力反射量として−12dB以下(図30)、位
相変化量として210度以上(図31)の特性が得られ
ている。
In FIGS. 30 and 31, the inductor 191a
Let L 1 = 4 nH. At this time, from the equation (14), the inductance L of the inductor 191b is obtained.
3 is / of the inductance L 1 of the inductor 191a.
Set to double. Similarly, from the expression (14), the capacitance C 3 of the variable capacitor 181b is set to twice the capacitance C 1 of the variable capacitor 181a, and the capacitance C 3 of the variable capacitor 181a is set.
1 is 0.05 pF, 0.1 pF, 0.15 pF, 0.2
pF, 0.3 pF, 0.4 pF, and 0.5 pF. As can be seen from the figure, the frequency f = 4.0 GH
0.5 dB as amplitude fluctuation at z to 6.0 GHz
Within this range, characteristics of an input reflection amount of −12 dB or less (FIG. 30) and a phase change amount of 210 degrees or more (FIG. 31) are obtained.

【0101】同様に、図32は、高周波伝送線路113
a,113bの特性インピーダンスZ2 =50Ωの場合
の振幅特性(順方向伝達係数S21と入力反射係数S11
のシミュレーション結果を示す図である。また、図33
は、高周波伝送線路113a,113bの特性インピー
ダンスZ2 =50Ωの場合の位相特性(順方向伝達係数
21)のシミュレーション結果を示す図である。
Similarly, FIG.
Amplitude characteristics when the characteristic impedance Z 2 = 50Ω of the a and 113b (forward transmission coefficient S 21 and input reflection coefficient S 11 )
It is a figure showing the simulation result of. FIG. 33
FIG. 9 is a diagram showing a simulation result of a phase characteristic (forward transfer coefficient S 21 ) in the case where the characteristic impedance Z 2 = 50Ω of the high-frequency transmission lines 113a and 113b.

【0102】図32,図33では、インダクタ191a
のインダクタンスL1 =4nHとする。このとき、式
(14)から、インダクタ191bのインダクタンスL
3 をインダクタ191aのインダクタンスL1 の1/4
倍に設定する。同じく、式(14)から、可変キャパシ
タ181bの容量C3 を可変キャパシタ181aの容量
1 の4倍に設定し、可変キャパシタ181aの容量C
1 を0.05pF、0.1pF、0.15pF、0.2
pF、0.3pF、0.4pF、0.5pFと変化させ
ている。同図から分かるように、周波数f=4.0GH
z〜6.0GHzにおいて、振幅変動として0.5dB
以内、入力反射量として−10dB以下(図32)、位
相変化量として200度以上(図33)の特性が得られ
ている。
32 and 33, the inductor 191a
Let L 1 = 4 nH. At this time, from the equation (14), the inductance L of the inductor 191b is obtained.
3 1/4 of the inductor 191a of the inductance L 1
Set to double. Similarly, from the equation (14), the capacity C 3 of the variable capacitor 181b is set to be four times the capacity C 1 of the variable capacitor 181a, and the capacity C 3 of the variable capacitor 181a is set.
1 is 0.05 pF, 0.1 pF, 0.15 pF, 0.2
pF, 0.3 pF, 0.4 pF, and 0.5 pF. As can be seen from the figure, the frequency f = 4.0 GH
0.5 dB as amplitude fluctuation at z to 6.0 GHz
Within this range, the input reflection amount is -10 dB or less (FIG. 32), and the phase change amount is 200 degrees or more (FIG. 33).

【0103】図34は、図28に示された移相器の他の
具体例を示す回路図である。この図において、図2,図
28と同一部分を同一符号をもって示し、適宜その説明
を省略する。図34に示された移相器は、図28に示さ
れた共振回路172a,172bとして、インダクタと
キャパシタとが並列接続された並列共振回路を用いたも
のである。具体的には、共振回路172aは、インダク
タ192aと可変キャパシタ182aとが並列接続され
た並列共振回路から構成され、共振回路172bは、イ
ンダクタ192bと可変キャパシタ182bとが並列接
続された並列共振回路から構成される。
FIG. 34 is a circuit diagram showing another specific example of the phase shifter shown in FIG. 28, the same parts as those in FIGS. 2 and 28 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be appropriately omitted. The phase shifter shown in FIG. 34 uses a parallel resonance circuit in which an inductor and a capacitor are connected in parallel as the resonance circuits 172a and 172b shown in FIG. Specifically, the resonance circuit 172a includes a parallel resonance circuit in which an inductor 192a and a variable capacitor 182a are connected in parallel, and the resonance circuit 172b includes a parallel resonance circuit in which an inductor 192b and a variable capacitor 182b are connected in parallel. Be composed.

【0104】この移相器では、インピーダンス変換機能
を有する高周波移相素子103a,103bとして、周
波数f0 =5GHzでの電気長が90度の高周波伝送線
路113a,113bがそれぞれ用いられている。高周
波伝送線路113a,113bは無損失であると仮定
し、入出力インピーダンスZ0 =50Ωとする。図35
は、高周波伝送線路113a,113bの特性インピー
ダンスZ2 =70.7Ωの場合の振幅特性(順方向伝達
係数S21と入力反射係数S11)のシミュレーション結果
を示す図である。また、図36は、同じく高周波伝送線
路113a,113bの特性インピーダンスZ2 =7
0.7Ωの場合の位相特性(順方向伝達係数S21)のシ
ミュレーション結果を示す図である。
In this phase shifter, high-frequency transmission lines 113a and 113b having an electrical length of 90 degrees at a frequency f 0 = 5 GHz are used as high-frequency phase shift elements 103a and 103b having an impedance conversion function, respectively. Assuming that the high-frequency transmission lines 113a and 113b are lossless, the input / output impedance Z 0 = 50Ω. FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a simulation result of amplitude characteristics (forward transmission coefficient S 21 and input reflection coefficient S 11 ) when the characteristic impedance Z 2 = 70.7Ω of the high-frequency transmission lines 113a and 113b. FIG. 36 also shows the characteristic impedance Z 2 = 7 of the high-frequency transmission lines 113a and 113b.
FIG. 14 is a diagram illustrating a simulation result of a phase characteristic (forward transfer coefficient S 21 ) in the case of 0.7Ω.

【0105】図35,図36では、インダクタ192a
のインダクタンスL1 =4nHとする。このとき、式
(14)から、インダクタ192bのインダクタンスL
3 をインダクタ192aのインダクタンスL1 の1/2
倍に設定する。同じく、式(14)から、可変キャパシ
タ182bの容量C3 を可変キャパシタ182aの容量
1 の2倍に設定し、可変キャパシタ182aの容量C
1 を0.05pF、0.1pF、0.15pF、0.2
pF、0.3pF、0.4pF、0.5pFと変化させ
ている。同図から分かるように、周波数f=4.0GH
z〜6.0GHzにおいて、振幅変動として0.5dB
以内、入力反射量として−12dB以下(図35)、位
相変化量として90度以上(図36)の特性が得られて
いる。
In FIGS. 35 and 36, the inductor 192a
Let L 1 = 4 nH. At this time, from the equation (14), the inductance L of the inductor 192b is obtained.
3 is の of the inductance L 1 of the inductor 192a.
Set to double. Similarly, from the equation (14), the capacitance C 3 of the variable capacitor 182b is set to twice the capacitance C 1 of the variable capacitor 182a, and the capacitance C 3 of the variable capacitor 182a is set.
1 is 0.05 pF, 0.1 pF, 0.15 pF, 0.2
pF, 0.3 pF, 0.4 pF, and 0.5 pF. As can be seen from the figure, the frequency f = 4.0 GH
0.5 dB as amplitude fluctuation at z to 6.0 GHz
Within this range, a characteristic having an input reflection amount of −12 dB or less (FIG. 35) and a phase change amount of 90 degrees or more (FIG. 36) are obtained.

【0106】同様に、図37は、高周波伝送線路113
a,113bの特性インピーダンスZ2 =50Ωの場合
の振幅特性(順方向伝達係数S21と入力反射係数S11
のシミュレーション結果を示す図である。また、図38
は、高周波伝送線路113a,113bの特性インピー
ダンスZ2 =50Ωの場合の位相特性(順方向伝達係数
21)のシミュレーション結果を示す図である。
Similarly, FIG. 37 shows the high-frequency transmission line 113.
Amplitude characteristics when the characteristic impedance Z 2 = 50Ω of the a and 113b (forward transmission coefficient S 21 and input reflection coefficient S 11 )
It is a figure showing the simulation result of. FIG. 38
FIG. 9 is a diagram showing a simulation result of a phase characteristic (forward transfer coefficient S 21 ) in the case where the characteristic impedance Z 2 = 50Ω of the high-frequency transmission lines 113a and 113b.

【0107】図37,図38では、インダクタ192a
のインダクタンスL1 =4nHとする。このとき、式
(14)から、インダクタ192bのインダクタンスL
3 をインダクタ192aのインダクタンスL1 の1/4
倍に設定する。同じく、式(14)から、可変キャパシ
タ182bの容量C3 を可変キャパシタ182aの容量
1 の4倍に設定し、可変キャパシタ182aの容量C
1 を0.05pF、0.1pF、0.15pF、0.2
pF、0.3pF、0.4pF、0.5pFと変化させ
ている。同図から分かるように、周波数f=4.0GH
z〜6.0GHzにおいて振幅変動として0.5dB以
内、入力反射量として−13dB以下(図37)、位相
変化量として100度以上(図38)の特性が得られて
いる。
In FIGS. 37 and 38, the inductor 192a
Let L 1 = 4 nH. At this time, from the equation (14), the inductance L of the inductor 192b is obtained.
3 1/4 of the inductor 192a of the inductance L 1
Set to double. Similarly, from the equation (14), the capacity C 3 of the variable capacitor 182b is set to be four times the capacity C 1 of the variable capacitor 182a, and the capacity C 3 of the variable capacitor 182a is set.
1 is 0.05 pF, 0.1 pF, 0.15 pF, 0.2
pF, 0.3 pF, 0.4 pF, and 0.5 pF. As can be seen from the figure, the frequency f = 4.0 GH
In the range of z to 6.0 GHz, the amplitude variation is within 0.5 dB, the input reflection amount is -13 dB or less (FIG. 37), and the phase change amount is 100 degrees or more (FIG. 38).

【0108】図39は、図28に示された移相器の他の
具体例を示す回路図である。この図において、図2,図
28と同一部分を同一符号をもって示し、適宜その説明
を省略する。図39に示された移相器は、図28に示さ
れた共振回路172a,172bとして、インダクタと
第1のキャパシタとが直列接続された直列共振回路に対
して第2のキャパシタが並列接続された複合共振回路を
用いたものである。具体的には、インダクタ193aと
第1の可変キャパシタ183aとが直列接続されて直列
共振回路が構成され、この直列共振回路と第2の可変キ
ャパシタ183bとが並列接続されて複合共振回路が構
成される。この複合共振回路が共振回路172aとして
用いられる。また、インダクタ193bと第1の可変キ
ャパシタ183cとが直列接続されて直列共振回路が構
成され、この直列共振回路と第2の可変キャパシタ18
3dとが並列接続されて複合共振回路が構成される。こ
の複合共振回路が共振回路172bとして用いられる。
FIG. 39 is a circuit diagram showing another specific example of the phase shifter shown in FIG. 28, the same parts as those in FIGS. 2 and 28 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be appropriately omitted. In the phase shifter shown in FIG. 39, as the resonance circuits 172a and 172b shown in FIG. 28, a second capacitor is connected in parallel to a series resonance circuit in which an inductor and a first capacitor are connected in series. This uses a complex resonance circuit. Specifically, the inductor 193a and the first variable capacitor 183a are connected in series to form a series resonance circuit, and the series resonance circuit and the second variable capacitor 183b are connected in parallel to form a composite resonance circuit. You. This composite resonance circuit is used as the resonance circuit 172a. Further, the inductor 193b and the first variable capacitor 183c are connected in series to form a series resonance circuit, and this series resonance circuit and the second variable capacitor
3d are connected in parallel to form a composite resonance circuit. This composite resonance circuit is used as the resonance circuit 172b.

【0109】この移相器では、インピーダンス変換機能
を有する高周波移相素子103a,103bとして、周
波数f0 =5GHzでの電気長が90度の高周波伝送線
路113a,113bがそれぞれ用いられている。高周
波伝送線路113a,113bは無損失であると仮定
し、入出力インピーダンスZ0 =50Ωとする。図40
は、高周波伝送線路113a,113bの特性インピー
ダンスZ2 =70.7Ωの場合の振幅特性(順方向伝達
係数S21と入力反射係数S11)のシミュレーション結果
を示す図である。また、図41は、同じく高周波伝送線
路113a,113bの特性インピーダンスZ2 =7
0.7Ωの場合の位相特性(順方向伝達係数S21)のシ
ミュレーション結果を示す図である。
In this phase shifter, high-frequency transmission lines 113a and 113b having a 90-degree electrical length at a frequency f 0 = 5 GHz are used as high-frequency phase shift elements 103a and 103b having an impedance conversion function, respectively. Assuming that the high-frequency transmission lines 113a and 113b are lossless, the input / output impedance Z 0 = 50Ω. FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a simulation result of amplitude characteristics (forward transmission coefficient S 21 and input reflection coefficient S 11 ) when the characteristic impedance Z 2 = 70.7Ω of the high-frequency transmission lines 113a and 113b. FIG. 41 also shows the characteristic impedance Z 2 = 7 of the high-frequency transmission lines 113a and 113b.
FIG. 14 is a diagram illustrating a simulation result of a phase characteristic (forward transfer coefficient S 21 ) in the case of 0.7Ω.

【0110】図40,図41では、インダクタ193a
のインダクタンスL1 =4nHとし、可変キャパシタ1
83a,183bの容量を等しくC1 とし、可変キャパ
シタ183c,183dの容量を等しくC3 とする。こ
のとき、式(14)から、インダクタ193bのインダ
クタンスL3 をインダクタ193aのインダクタンスL
1 の1/2倍に設定する。同じく、式(14)から、可
変キャパシタ183c,183dの容量C3 を可変キャ
パシタ183a,183bの容量C1 の2倍に設定し、
可変キャパシタ183a,183bの容量C1 を0.0
5pF、0.1pF、0.15pF、0.2pF、0.
3pF、0.4pFと変化させている。同図より、周波
数f=4.0GHz〜6.0GHzにおいて、振幅変動
として0.5dB以内、入力反射量として−12dB以
下(図40)、位相変化量として170度以上(図4
1)の特性が得られている。
In FIGS. 40 and 41, the inductor 193a
And the variable capacitor 1 has an inductance L 1 = 4 nH.
83a, and equally C 1 capacity 183b, variable capacitor 183c, and equally C 3 capacity 183d. At this time, from the equation (14), the inductance L 3 of the inductor 193b is changed to the inductance L of the inductor 193a.
Set to 1/2 of 1 . Similarly, from equation (14), the capacitance C 3 of the variable capacitors 183c and 183d is set to twice the capacitance C 1 of the variable capacitors 183a and 183b,
Variable capacitors 183a, the capacitance C 1 of 183b 0.0
5 pF, 0.1 pF, 0.15 pF, 0.2 pF, 0.
The values are changed to 3 pF and 0.4 pF. As shown in the figure, at a frequency f = 4.0 GHz to 6.0 GHz, the amplitude fluctuation is within 0.5 dB, the input reflection amount is -12 dB or less (FIG. 40), and the phase change amount is 170 degrees or more (FIG. 4).
The characteristic of 1) is obtained.

【0111】同様に、図42は、高周波伝送線路113
a,113bの特性インピーダンスZ2 =50Ωの場合
の振幅特性(順方向伝達係数S21と入力反射係数S11
のシミュレーション結果を示す図である。また、図43
は、高周波伝送線路113a,113bの特性インピー
ダンスZ2 =50Ωの場合の位相特性(順方向伝達係数
21)のシミュレーション結果を示す図である。
Similarly, FIG.
Amplitude characteristics when the characteristic impedance Z 2 = 50Ω of the a and 113b (forward transmission coefficient S 21 and input reflection coefficient S 11 )
It is a figure showing the simulation result of. FIG.
FIG. 9 is a diagram showing a simulation result of a phase characteristic (forward transfer coefficient S 21 ) in the case where the characteristic impedance Z 2 = 50Ω of the high-frequency transmission lines 113a and 113b.

【0112】図42,図43では、インダクタ193a
のインダクタンスL1 =4nHとし、可変キャパシタ1
83a,183bの容量を等しくC1 とし、可変キャパ
シタ183c,183dの容量を等しくC3 とする。こ
のとき、式(14)から、インダクタ193bのインダ
クタンスL3 をインダクタ193aのインダクタンスL
1 の1/4倍に設定する。同じく、式(14)から、可
変キャパシタ183c,183dの容量C3 を可変キャ
パシタ183a,183bの容量C1 の4倍に設定し、
可変キャパシタ183a,183bの容量C1 を0.0
5pF、0.1pF、0.15pF、0.2pF、0.
3pF、0.4pFと変化させている。同図から分かる
ように、周波数f=4.0GHz〜6.0GHzにおい
て、振幅変動として0.5dB以内、入力反射量として
−10dB以下(図42)、位相変化量として160度
以上(図43)の特性が得られている。
42 and 43, the inductor 193a
And the variable capacitor 1 has an inductance L 1 = 4 nH.
83a, and equally C 1 capacity 183b, variable capacitor 183c, and equally C 3 capacity 183d. At this time, from the equation (14), the inductance L 3 of the inductor 193b is changed to the inductance L of the inductor 193a.
Set to 1/4 times 1 . Similarly, from equation (14), the capacitance C 3 of the variable capacitors 183c and 183d is set to be four times the capacitance C 1 of the variable capacitors 183a and 183b,
Variable capacitors 183a, the capacitance C 1 of 183b 0.0
5 pF, 0.1 pF, 0.15 pF, 0.2 pF, 0.
The values are changed to 3 pF and 0.4 pF. As can be seen from the figure, at a frequency f = 4.0 GHz to 6.0 GHz, the amplitude fluctuation is within 0.5 dB, the input reflection amount is -10 dB or less (FIG. 42), and the phase change amount is 160 degrees or more (FIG. 43). Characteristics are obtained.

【0113】図44は、図28に示された移相器の他の
具体例を示す回路図である。この図において、図2,図
28と同一部分を同一符号をもって示し、適宜その説明
を省略する。図44に示された移相器は、図28に示さ
れた共振回路172a,172bとして、インダクタと
キャパシタとが直列接続された2つの直列共振回路が並
列接続された複合共振回路を用いたものである。具体的
には、インダクタ194aと可変キャパシタ184aと
が直列接続されて一方の直列共振回路が構成され、イン
ダクタ194bと可変キャパシタ184bとが直列接続
されて他方の直列共振回路が構成される。これら2つの
直列共振回路が並列接続された複合共振回路が共振回路
172aとして用いられる。また、インダクタ194c
と可変キャパシタ184cとが直列接続されて一方の直
列共振回路が構成され、インダクタ194dと可変キャ
パシタ184dとが直列接続されて他方の直列共振回路
が構成される。これら2つの直列共振回路が並列接続さ
れた複合共振回路が共振回路172bとして用いられ
る。
FIG. 44 is a circuit diagram showing another specific example of the phase shifter shown in FIG. 28, the same parts as those in FIGS. 2 and 28 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be appropriately omitted. The phase shifter shown in FIG. 44 uses, as the resonance circuits 172a and 172b shown in FIG. 28, a composite resonance circuit in which two series resonance circuits in which an inductor and a capacitor are connected in series are connected in parallel. It is. Specifically, one series resonance circuit is formed by connecting inductor 194a and variable capacitor 184a in series, and the other series resonance circuit is formed by connecting inductor 194b and variable capacitor 184b in series. A composite resonance circuit in which these two series resonance circuits are connected in parallel is used as the resonance circuit 172a. In addition, the inductor 194c
And the variable capacitor 184c are connected in series to form one series resonance circuit, and the inductor 194d and the variable capacitor 184d are connected in series to form the other series resonance circuit. A composite resonance circuit in which these two series resonance circuits are connected in parallel is used as the resonance circuit 172b.

【0114】この移相器では、インピーダンス変換機能
を有する高周波移相素子103a,103bとして、周
波数f0 =5GHzでの電気長が90度の高周波伝送線
路113a,113bがそれぞれ用いられている。高周
波伝送線路113a,113bは無損失であると仮定
し、入出力インピーダンスZ0 =50Ωとする。図45
は、高周波伝送線路113a,113bの特性インピー
ダンスZ2 =70.7Ωの場合の振幅特性(順方向伝達
係数S21と入力反射係数S11)のシミュレーション結果
を示す図である。また、図46は、同じく高周波伝送線
路113a,113bの特性インピーダンスZ2 =7
0.7Ωの場合の位相特性(順方向伝達係数S21)のシ
ミュレーション結果を示す図である。
In this phase shifter, high-frequency transmission lines 113a and 113b having an electrical length of 90 degrees at a frequency f 0 = 5 GHz are used as high-frequency phase shift elements 103a and 103b having an impedance conversion function, respectively. Assuming that the high-frequency transmission lines 113a and 113b are lossless, the input / output impedance Z 0 = 50Ω. FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a simulation result of amplitude characteristics (forward transmission coefficient S 21 and input reflection coefficient S 11 ) when the characteristic impedance Z 2 = 70.7Ω of the high-frequency transmission lines 113a and 113b. FIG. 46 also shows the characteristic impedance Z 2 = 7 of the high-frequency transmission lines 113a and 113b.
FIG. 14 is a diagram illustrating a simulation result of a phase characteristic (forward transfer coefficient S 21 ) in the case of 0.7Ω.

【0115】図45,図46では、インダクタ194a
のインダクタンスL1 =4nHとし、インダクタ194
bのインダクタンスL2 をインダクタ194aのインダ
クタンスL1 の1/2倍に設定する。また、可変キャパ
シタ184a,184bの容量を等しくC1 とし、可変
キャパシタ184c,184dの容量を等しくC3 とす
る。このとき、式(14)から、インダクタ194cの
インダクタンスL3 をインダクタ194aのインダクタ
ンスL1 の1/2倍に設定し、インダクタ194dのイ
ンダクタンスL4をインダクタ194bのインダクタン
スL2 の1/2倍に設定する。同じく、式(14)か
ら、可変キャパシタ184c,184dの容量C3 を可
変キャパシタ184a,184bの容量C1 の2倍に設
定し、可変キャパシタ184a,184bの容量C1
0.3pF、0.35pF、0.4pFと変化させてい
る。同図から分かるように、周波数f=4.6GHz〜
5.4GHzにおいて、振幅変動として0.5dB以
内、入力反射量として−20dB以下(図45)、位相
変化量として100度以上(図46)の特性が得られて
いる。
45 and 46, the inductor 194a
, The inductance L 1 = 4 nH, and the inductor 194
set b of the inductance L 2 to 1/2 of the inductance L 1 of the inductor 194a. The variable capacitor 184a, and equal C 1 capacity 184b, variable capacitor 184 c, and equally C 3 capacity 184d. In this case, setting the equation (14), the inductance L 3 of the inductor 194c is set to 1/2 of the inductance L 1 of the inductor 194a, the inductance L4 of the inductor 194d to 1/2 of the inductance L 2 of the inductor 194b I do. Similarly, from equation (14), variable capacitor 184 c, capacitor C 3 to the variable capacitor 184a of 184d, is set to 2 times the capacity C 1 of 184b, variable capacitors 184a, 184b 0.3 pF capacitance C 1 of 0. The values were changed to 35 pF and 0.4 pF. As can be seen from the figure, the frequency f = 4.6 GHz-
At 5.4 GHz, a characteristic having an amplitude fluctuation of 0.5 dB or less, an input reflection amount of −20 dB or less (FIG. 45), and a phase change amount of 100 degrees or more (FIG. 46) are obtained.

【0116】同様に、図47は、高周波伝送線路113
a,113bの特性インピーダンスZ2 =50Ωの場合
の振幅特性(順方向伝達係数S21と入力反射係数S11
のシミュレーション結果を示す図である。また、図48
は、高周波伝送線路113a,113bの特性インピー
ダンスZ2 =50Ωの場合の位相特性(順方向伝達係数
21)のシミュレーション結果を示す図である。
Similarly, FIG. 47 shows the high-frequency transmission line 113.
Amplitude characteristics when the characteristic impedance Z 2 = 50Ω of the a and 113b (forward transmission coefficient S 21 and input reflection coefficient S 11 )
It is a figure showing the simulation result of. FIG.
FIG. 9 is a diagram showing a simulation result of a phase characteristic (forward transfer coefficient S 21 ) in the case where the characteristic impedance Z 2 = 50Ω of the high-frequency transmission lines 113a and 113b.

【0117】図47,図48では、インダクタ194a
のインダクタンスL1 =4nHとし、インダクタ194
bのインダクタンスL2 をインダクタ194aのインダ
クタンスL1 の1/2倍に設定する。また、可変キャパ
シタ184a,184bの容量を等しくC1 とし、可変
キャパシタ184c,184dの容量を等しくC3 とす
る。このとき、式(14)から、インダクタ194cの
インダクタンスL3 をインダクタ194aのインダクタ
ンスL1 の1/4倍に設定し、インダクタ194dのイ
ンダクタンスL4をインダクタ194bのインダクタン
スL2 の1/4倍に設定する。同じく、式(14)か
ら、可変キャパシタ184c,184dの容量C3 を可
変キャパシタ184a,184bの容量C1 の4倍に設
定し、可変キャパシタ184a,184bの容量C1
0.3pF、0.35pF、0.4pFと変化させてい
る。同図から分かるように、周波数f=4.7GHz〜
5.3GHzにおいて、振幅変動として0.5dB以
内、入力反射量として−20dB以下(図47)、位相
変化量として160度以上(図48)の特性が得られて
いる。
47 and 48, the inductor 194a
, The inductance L 1 = 4 nH, and the inductor 194
set b of the inductance L 2 to 1/2 of the inductance L 1 of the inductor 194a. The variable capacitor 184a, and equal C 1 capacity 184b, variable capacitor 184 c, and equally C 3 capacity 184d. In this case, setting the equation (14), the inductance L 3 of the inductor 194c is set to 1/4 of the inductance L 1 of the inductor 194a, the inductance L4 of the inductor 194d to 1/4 of the inductance L 2 of the inductor 194b I do. Similarly, from equation (14), variable capacitor 184 c, capacitor C 3 to the variable capacitor 184a of 184d, is set to 4 times the capacity C 1 of 184b, variable capacitors 184a, 184b 0.3 pF capacitance C 1 of 0. The values were changed to 35 pF and 0.4 pF. As can be seen from the figure, the frequency f = 4.7 GHz-
At 5.3 GHz, characteristics of amplitude fluctuation within 0.5 dB, input reflection amount of -20 dB or less (FIG. 47), and phase change amount of 160 degrees or more (FIG. 48) are obtained.

【0118】(MMIC移相器の試作および実験結果)
以上説明した本発明による移相器は、MMICで形成さ
れるに適している。図49は、図29に示された移相器
の具体的な試作例を示す回路図である。この図には、コ
プレーナ線路を用いたMMIC移相器の回路構成が示さ
れている。この図において、図29と同一部分を同一符
号をもって示し、適宜その説明を省略する。このMMI
Cプロセスでは、厚さが600μmのGaAs基板上
に、厚さが2μmのAu導体のコプレーナ線路(特性イ
ンピーダンスZ2 =50Ω)113aa,113bb、
インダクタ191a1,191a2,191b1,19
1b2、抵抗185、キャパシタ186、GaAsME
SFET181a1,181a2,181b1,181
b2が形成される。GaAsMESFET181a1,
181a2,181b1,181b2のゲート長は0.
3μm、トランスコンダクタンスはgm =200mS/
mm以上、遮断周波数はfT =20GHz以上である。
(Prototype Production and Experimental Results of MMIC Phase Shifter)
The phase shifter according to the present invention described above is suitable for being formed by an MMIC. FIG. 49 is a circuit diagram showing a specific prototype example of the phase shifter shown in FIG. FIG. 1 shows a circuit configuration of an MMIC phase shifter using a coplanar line. 29, the same parts as those of FIG. 29 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be appropriately omitted. This MMI
In the C process, an Au conductor coplanar line (characteristic impedance Z 2 = 50Ω) 113aa, 113bb,
Inductors 191a1, 191a2, 191b1, 19
1b2, resistor 185, capacitor 186, GaAsME
SFETs 181a1, 181a2, 181b1, 181
b2 is formed. GaAs MESFET 181a1,
The gate lengths of 181a2, 181b1, and 181b2 are 0.
3 μm, transconductance is g m = 200 mS /
mm or more, and the cutoff frequency is f T = 20 GHz or more.

【0119】この移相器では、GaAsMESFET1
81a1,181a2,181b1,181b2のそれ
ぞれのドレイン端子とソース端子とを接続して、GaA
sMESFET181a1,181a2,181b1,
181b2のショットキーゲート容量をバラクタダイオ
ードFETcの容量として利用している。GaAsME
SFET181a1,181a2,181b1,181
b2(すなわち、バラクタダイオードFETc)のゲー
ト幅は80μmである。
In this phase shifter, the GaAs MESFET 1
81a1, 181a2, 181b1, and 181b2 are connected to their respective drain terminals and source terminals to form GaAs.
sMESFETs 181a1, 181a2, 181b1,
The Schottky gate capacitance of 181b2 is used as the capacitance of the varactor diode FETc. GaAsME
SFETs 181a1, 181a2, 181b1, 181
The gate width of b2 (ie, varactor diode FETc) is 80 μm.

【0120】また、パターンレイアウトの対称性を確保
して電気的な特性ばらつきを抑えるために、同一の大き
さのインダクタおよびGaAsMESFET(すなわ
ち、バラクタダイオードFETc)の直列回路をそれぞ
れ直列および並列に配置している。具体的には、インダ
クタ191a1,191a2のインダクタンス、GaA
sMESFET181a1,181a2の容量はそれぞ
れ同一であり、インダクタ191a1およびGaAsM
ESFET181a1の直列回路とインダクタ191a
2およびGaAsMESFET181a2の直列回路と
が直列に接続されている。また、インダクタ191b
1,191b2のインダクタンス、GaAsMESFE
T181b1,181b2の容量はそれぞれ同一であ
り、インダクタ191b1およびGaAsMESFET
181b1の直列回路とインダクタ191b2およびG
aAsMESFET181b2の直列回路とが並列に接
続されている。
Further, in order to secure the symmetry of the pattern layout and suppress variations in electrical characteristics, a series circuit of an inductor and a GaAs MESFET (ie, varactor diode FETc) having the same size is arranged in series and parallel, respectively. ing. Specifically, the inductance of the inductors 191a1 and 191a2, GaAs
The capacities of the sMESFETs 181a1 and 181a2 are the same, and the inductor 191a1 and the GaAsM
ESFET 181a1 series circuit and inductor 191a
2 and a series circuit of GaAs MESFET 181a2 are connected in series. In addition, the inductor 191b
1,191b2 inductance, GaAsMESFE
The capacitances of T181b1 and 181b2 are the same, and the inductor 191b1 and the GaAs MESFET
181b1 and the inductor 191b2 and G
The series circuit of aAsMESFET 181b2 is connected in parallel.

【0121】GaAsMESFET181a1,181
a2のそれぞれのゲート端子は抵抗185を介して電圧
端子181a3に共通に接続されており、電圧端子18
1a3から印加される電圧Vg1に応じてGaAsME
SFET(すなわち、バラクタダイオードFETc)1
81a1,181a2の容量が変化する。同じく、Ga
AsMESFET181b1,181b2のそれぞれの
ゲート端子は電圧端子181b3に共通に接続されてお
り、電圧端子181b3から印加される電圧Vg2に応
じてGaAsMESFET(すなわち、バラクタダイオ
ードFETc)181b1,181b2の容量が変化す
る。また、GaAsMESFET181b1,181b
2のそれぞれのゲート端子は、キャパシタ186を介し
て高周波的に接地されている。
GaAs MESFETs 181a1, 181
a2 is connected in common to a voltage terminal 181a3 via a resistor 185,
GaAsME according to the voltage Vg1 applied from 1a3
SFET (ie, varactor diode FETc) 1
The capacitances of 81a1 and 181a2 change. Similarly, Ga
The gate terminals of the AsMESFETs 181b1 and 181b2 are commonly connected to the voltage terminal 181b3, and the capacitance of the GaAs MESFETs (that is, the varactor diode FETc) 181b1 and 181b2 changes according to the voltage Vg2 applied from the voltage terminal 181b3. In addition, GaAs MESFETs 181b1 and 181b
Each of the gate terminals 2 is grounded at a high frequency via a capacitor 186.

【0122】図50は、図49に示された試作例の平面
図である。この試作例のチップサイズは0.91mm×
0.78mm(=0.71mm2 )と小型である。図5
1は、コプレーナ線路113aa,113bbの特性イ
ンピーダンスZ2=50Ωの場合の振幅特性(入力反射
係数S11)の測定結果を示す図である。横軸は周波数
[GHz]、縦軸は入力反射係数S11[dB]である。
また、図52は、同じくコプレーナ線路113aa,1
13bbの特性インピーダンスZ2 =50Ωの場合の振
幅特性(順方向伝達係数S21)の測定結果を示す図であ
る。横軸は周波数[GHz]、縦軸は順方向伝達係数S
21[dB]である。また、図53は、同じくコプレーナ
線路113aa,113bbの特性インピーダンスZ2
=50Ωの場合の位相特性(順方向伝達係数S21)の測
定結果を示す図である。横軸は周波数[GHz]、縦軸
は順方向伝達係数S21[deg.]である。
FIG. 50 is a plan view of the prototype example shown in FIG. The chip size of this prototype is 0.91mm ×
It is as small as 0.78 mm (= 0.71 mm 2 ). FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a measurement result of an amplitude characteristic (input reflection coefficient S 11 ) when the characteristic impedance Z 2 = 50Ω of the coplanar lines 113aa and 113bb. The horizontal axis represents the frequency [GHz], and the vertical axis represents the input reflection coefficient S 11 [dB].
FIG. 52 also shows a coplanar line 113aa, 1
If the characteristic impedance Z 2 = 50 [Omega of 13bb is a diagram showing a measurement result of the amplitude characteristics of (forward transfer factor S 21). The horizontal axis is frequency [GHz], and the vertical axis is forward transmission coefficient S.
21 [dB]. FIG. 53 also shows the characteristic impedance Z 2 of the coplanar lines 113aa and 113bb.
FIG. 9 is a diagram showing a measurement result of a phase characteristic (forward transfer coefficient S 21 ) when = 50Ω. The horizontal axis is frequency [GHz], and the vertical axis is forward transfer coefficient S 21 [deg. ].

【0123】図51〜図53では、ネットワークアナラ
イザのバイアス端子より0Vを入力端子101および出
力端子102へ印加した状態で、電圧Vg1,Vg2を
−5.0Vから+0.4Vまで変化させている。同図か
ら分かるように、周波数f=19GHz〜24GHzに
おいて、入力反射量として−10dB以下(図51)、
振幅変動として0.8dB以内(図52)、位相変化量
として100度以上(図53)という良好な特性が得ら
れている。なお、この試作例ではGaAs基板を用いた
が、SiやInPなどの半導体基板を用いたMMICプ
ロセスでも同様に良好な特性が得られることは言うまで
もない。さらに、伝送線路としてコプレーナ線路を用い
たが、マイクロストリップ線路などを用いても同様に良
好な特性が得られることは言うまでもない。
In FIG. 51 to FIG. 53, the voltages Vg1 and Vg2 are changed from −5.0 V to +0.4 V while 0 V is applied to the input terminal 101 and the output terminal 102 from the bias terminal of the network analyzer. As can be seen from the figure, at a frequency f = 19 GHz to 24 GHz, the input reflection amount is -10 dB or less (FIG. 51).
Good characteristics are obtained in which the amplitude fluctuation is within 0.8 dB (FIG. 52) and the phase change amount is 100 degrees or more (FIG. 53). Although a GaAs substrate was used in this prototype, it goes without saying that good characteristics can also be obtained by an MMIC process using a semiconductor substrate such as Si or InP. Furthermore, although a coplanar line is used as the transmission line, it goes without saying that good characteristics can be obtained similarly by using a microstrip line or the like.

【0124】以上のように、本発明による移相器はMM
ICで形成されるに適している。移相器をMMICで形
成することによって、小型の移相器を作成できる。ま
た、半導体プロセスにより無調整で均一性の高いチップ
を製造できるので、量産性の向上を図れる。さらに、高
集積化および高精度な再現性により実装コストの削減お
よび信頼性の向上が可能になる。
As described above, the phase shifter according to the present invention has the MM
Suitable for being formed in an IC. By forming the phase shifter with the MMIC, a small phase shifter can be created. In addition, since a highly uniform chip can be manufactured without adjustment by a semiconductor process, mass productivity can be improved. Furthermore, high integration and high reproducibility make it possible to reduce mounting cost and improve reliability.

【0125】(従来技術と本発明との対比)次に、本発
明による移相器と従来の移相器とを対比する。図62に
示された従来の移相器と、図2に示された本発明の移相
器の第1構成例とは、周波数f0 での電気長が90度の
高周波伝送線路を用いて構成されている点で共通する。
よって、ここでは、図62に示された移相器と図2に示
された移相器とを対比する。図62に示された従来の移
相器では、90度ブランチラインハイブリッドを構成す
るために、高周波伝送線路3a〜3dが4本も必要であ
った。これに対して、図2に示された本発明による移相
器は、同様の高周波伝送線路113a,113bが2本
で構成できる。従って、必要な高周波伝送線路の本数が
半分で済むので、従来比1/4の小型の移相器を実現で
きる。また、高周波移相素子103a,103bとして
図3〜図7に示された諸形態を採用することで、移相器
を更に小型化できる。
(Comparison between the prior art and the present invention) Next, the phase shifter according to the present invention and the conventional phase shifter will be compared. The conventional phase shifter shown in FIG. 62, a first configuration example of a phase shifter of the present invention shown in FIG. 2, the electrical length at the frequency f 0 by using a 90-degree frequency transmission lines It is common in that it is configured.
Therefore, here, the phase shifter shown in FIG. 62 and the phase shifter shown in FIG. 2 are compared. In the conventional phase shifter shown in FIG. 62, as many as four high-frequency transmission lines 3a to 3d were required to form a 90-degree branch line hybrid. On the other hand, the phase shifter according to the present invention shown in FIG. 2 can be composed of two similar high-frequency transmission lines 113a and 113b. Therefore, the number of required high-frequency transmission lines can be reduced to half, so that a compact phase shifter having a quarter of the conventional size can be realized. In addition, by adopting various forms shown in FIGS. 3 to 7 as the high-frequency phase shift elements 103a and 103b, the phase shifter can be further reduced in size.

【0126】また、本発明により広帯域化を図れる。移
相器の場合、入力反射量の許容範囲は−10dB以下で
ある。高利得が要求される用途では、入力反射量は−2
0dB以下であることが望ましい。図62に示された従
来の移相器の場合、図64に示されるように、入力反射
量が−10dB以下の帯域は周波数f=4.5GHz〜
5.4GHzであり、入力反射量が−20dB以下の帯
域は周波数f=4.9GHz〜5.1GHzである。こ
れに対して、図2に示された本発明による移相器の場
合、図11に示されるように、入力反射量が−10dB
以下の帯域は周波数f=1.6GHz〜6.0GHz以
上であり、入力反射量が−20dB以下の帯域は周波数
f=4.6GHz〜5.4GHzである。このように、
図2に示された移相器の方が広帯域となっている。高周
波移相素子103a,103bとして図3〜図7に示さ
れた諸形態を採用しても、同様に広帯域化を実現でき
る。
Further, a wider band can be achieved by the present invention. In the case of a phase shifter, the allowable range of the input reflection amount is -10 dB or less. For applications requiring high gain, the input reflection amount is -2.
Desirably, it is 0 dB or less. In the case of the conventional phase shifter shown in FIG. 62, as shown in FIG.
The frequency f is 4.9 GHz to 5.1 GHz in a band where the input reflection amount is −20 dB or less. On the other hand, in the case of the phase shifter according to the present invention shown in FIG. 2, the input reflection amount is -10 dB as shown in FIG.
The following band has a frequency f = 1.6 GHz to 6.0 GHz or more, and the band having an input reflection amount of −20 dB or less has a frequency f = 4.6 GHz to 5.4 GHz. in this way,
The phase shifter shown in FIG. 2 has a wider band. Even if the various forms shown in FIGS. 3 to 7 are adopted as the high-frequency phase shift elements 103a and 103b, a wide band can be realized similarly.

【0127】[実施形態2:減衰器]図54は、本発明
による減衰器の構成を示す回路図である。入力端子20
1と出力端子202との間に可変抵抗素子(第1の高周
波インピーダンス素子)270aが接続されている。可
変抵抗素子270aのインピーダンスは、実質的に抵抗
成分から構成されている。この抵抗をR1 とする。抵抗
1は可変である。なお、入力端子201の入力インピ
ーダンスおよび出力端子202の出力インピーダンスを
0 とする。
[Embodiment 2: Attenuator] FIG. 54 is a circuit diagram showing a configuration of an attenuator according to the present invention. Input terminal 20
A variable resistance element (first high-frequency impedance element) 270a is connected between the output terminal 1 and the output terminal 202. The impedance of the variable resistance element 270a is substantially composed of a resistance component. This resistance to R 1. Resistor R 1 is variable. Incidentally, the output impedance of the input impedance and the output terminal 202 of the input terminal 201 and Z 0.

【0128】入力端子201には第1の高周波移相素子
203aの一端(高周波移相素子の入出力端子204
a)が接続されている。出力端子202には第2の高周
波移相素子203bの一端(高周波移相素子の入出力端
子204b)が接続されている。高周波移相素子203
a,203bのそれぞれの他端(高周波移相素子の入出
力端子204c)は共通に接続されている。高周波移相
素子203a,203bは共に、周波数f0 での位相変
化量が90度であり、インピーダンス変換機能を有して
いる。高周波移相素子203a,203bを高周波伝送
線路で置き換えた場合の等価的な特性インピーダンスを
2 とする。
The input terminal 201 is connected to one end of the first high-frequency phase shift element 203a (the input / output terminal 204 of the high-frequency phase shift element).
a) is connected. One end of a second high-frequency phase shift element 203b (input / output terminal 204b of the high-frequency phase shift element) is connected to the output terminal 202. High frequency phase shift element 203
The other end of each of a and 203b (input / output terminal 204c of the high-frequency phase shift element) is commonly connected. Frequency phase shifting elements 203a, 203b are both phase change amount of the frequency f 0 is 90 degrees, and has an impedance conversion function. Frequency phase shifting elements 203a, an equivalent characteristic impedance when replacing the 203b in the high-frequency transmission line and Z 2.

【0129】高周波移相素子の入出力端子204cには
可変抵抗素子(第2の高周波インピーダンス素子)27
0bの一端が接続されている。可変抵抗素子270bの
他端は接地されている。可変抵抗素子270bのインピ
ーダンスは、実質的に抵抗成分から構成されている。こ
の抵抗をR3 とする。抵抗R3 は可変である。上述した
高周波移相素子203a,203bのインピーダンス変
換機能とは、可変抵抗素子270bのインピーダンスを
変換し、変換した可変抵抗素子270bのインピーダン
スと可変抵抗素子270aのインピーダンスとを組み合
わせたときに、高周波移相素子の入出力端子204a,
204bから見た入出力反射係数が概ね零となり整合が
とれるようにする機能のこという。
A variable resistance element (second high-frequency impedance element) 27 is connected to the input / output terminal 204c of the high-frequency phase shift element.
0b is connected to one end. The other end of the variable resistance element 270b is grounded. The impedance of the variable resistance element 270b is substantially composed of a resistance component. This resistance to R 3. Resistor R 3 is variable. The above-described impedance conversion function of the high-frequency phase shift elements 203a and 203b means that the impedance of the variable resistance element 270b is converted, and when the converted impedance of the variable resistance element 270b and the impedance of the Phase element input / output terminals 204a,
This is a function to make the input / output reflection coefficient viewed from the point 204b substantially zero and to achieve matching.

【0130】次に、図54に示された減衰器の動作を説
明する。入力端子201から入力された信号は、可変抵
抗素子270aを通過する第1の道程と、高周波移相素
子203a,可変抵抗素子270b,高周波移相素子2
03bを通過する第2の道程とに分配される。入力信号
の周波数がf0 である場合、第2の道程に分配された信
号は、高周波移相素子203a,203bによってそれ
ぞれ90度の位相変化が与えられる。
Next, the operation of the attenuator shown in FIG. 54 will be described. The signal input from the input terminal 201 is transmitted through the first path through the variable resistance element 270a, the high-frequency phase shift element 203a, the variable resistance element 270b, and the high-frequency phase shift element 2a.
It is distributed to the second journey passing through 03b. When the frequency of the input signal is f 0 , the signals distributed in the second path are given a phase change of 90 degrees by the high-frequency phase shift elements 203a and 203b.

【0131】また、各道程では、可変抵抗素子270
a,270bの抵抗R1 ,R3 によって、信号電力の一
部が吸収される。各道程で吸収されなかった信号は、高
周波移相素子の入出力端子204bで合成されて、出力
端子202から出力される。そして、可変抵抗素子27
0a,270bの抵抗R1 ,R3 を同時にかつ連続的に
変化させることによって、図54に示された減衰器の減
衰量を連続的に変化させることができる。ここで、図5
4に示された減衰器の入力反射係数S11および出力反射
係数S22は、
In each process, the variable resistance element 270
a, a part of the signal power is absorbed by the resistors R 1 and R 3 of the 270b. Signals that have not been absorbed in each process are combined at the input / output terminal 204b of the high-frequency phase shifter and output from the output terminal 202. And the variable resistance element 27
By simultaneously and continuously changing the resistances R 1 and R 3 of Oa and 270b, the attenuation of the attenuator shown in FIG. 54 can be changed continuously. Here, FIG.
The input reflection coefficient S 11 and output reflection coefficient S 22 of the attenuator shown in FIG.

【0132】[0132]

【数5】 (Equation 5)

【0133】で表現できる。このため、抵抗R3 を R3 = Z2 21/(4Z0 2) ・・・(18) の関係式により設定することで、周波数f0 での入出力
反射係数S11,S22が零となるので、周波数f0 での入
出力インピーダンスの整合を図ることができる。なお、
現実に減衰器を作成する場合には、周波数f0 での入出
力反射係数S11,S22が厳密に零である必要はなく、概
ね零であれば十分な効果を得られる。
Can be expressed by Therefore, by setting the resistance R 3 by the relational expression of R 3 = Z 2 2 R 1 / (4Z 0 2 ) (18), the input / output reflection coefficients S 11 and S 22 at the frequency f 0 are obtained. Becomes zero, so that the input / output impedance at the frequency f 0 can be matched. In addition,
When an attenuator is actually created, the input / output reflection coefficients S 11 and S 22 at the frequency f 0 do not need to be strictly zero.

【0134】このとき、この図54に示された減衰器の
順方向伝達係数S21および逆方向伝達係数S12は、 S21=S12= (2Z0−R1)/(2Z0+R1) ・・・(19) で表現できる。また、可変抵抗素子270a,270b
の抵抗R1 ,R3 を式(18)の関係を保ちながら変化
させた場合、減衰器の減衰量Lは次式で与えられる。 L=20log10|(2Z0+R1)/(2Z0−R1)|[dB] ・・・(20)
At this time, the forward transfer coefficient S 21 and the backward transfer coefficient S 12 of the attenuator shown in FIG. 54 are as follows: S 21 = S 12 = (2Z 0 −R 1 ) / (2Z 0 + R 1 ) (19) Also, the variable resistance elements 270a, 270b
When the resistances R 1 and R 3 are changed while maintaining the relationship of Expression (18), the attenuation L of the attenuator is given by the following expression. L = 20 log 10 | (2Z 0 + R 1 ) / (2Z 0 −R 1 ) | [dB] (20)

【0135】周波数f0 での位相変化量が90度であり
インピーダンス変換機能を有する高周波移相素子203
a,203bは、(a)周波数f0 での電気長が90度
の高周波伝送線路、(b)周波数f0 での電気長が90
度より小さい高周波伝送線路とその両端に一端が接続さ
れ他端が接地された2つのキャパシタとから構成される
π型回路、(c)インダクタとキャパシタとから構成さ
れる集中定数回路などを用いて構成される。以上の構成
例では、(a)>(b)>(c)の順で減衰器を小型化
できる。このような構成の高周波移相素子を用いた減衰
器の整合条件等は、図2〜図7に示された移相器の整合
条件等におけるリアクタンスX1 ,X3 をそれぞれ抵抗
1 ,R3 に置き換えることで、容易に導き出せる。
High frequency phase shift element 203 having a phase change amount of 90 degrees at frequency f 0 and having an impedance conversion function
a, 203b is, (a) the electrical length at the frequency f 0 is 90 degrees of the high-frequency transmission line, the electrical length at the (b) frequency f 0 90
Using a π-type circuit composed of a high-frequency transmission line having a smaller frequency and two capacitors having one end connected to both ends and the other end grounded, and (c) a lumped constant circuit composed of an inductor and a capacitor. Be composed. In the above configuration example, the size of the attenuator can be reduced in the order of (a)>(b)> (c). Matching conditions of attenuator using a high-frequency phase shifting elements having such a structure, Figures 2-7 reactance X 1 in the matching conditions of the phase shifter shown in, X 3 each resistor R 1, R By replacing with 3 , it can be easily derived.

【0136】(a) インピーダンス変換機能を有する
高周波移相素子203a,203bとして、周波数f0
での電気長が90度の高周波伝送線路213a,213
bを用いた場合(図55参照):この高周波伝送線路2
13a,213bの特性インピーダンスをZ2 とする
と、可変抵抗素子271a,271bの抵抗R1 ,R3
を式(18)に示されるような関係に設定することで、
周波数f0 での入出力インピーダンスの整合を図ること
ができる。
(A) As the high frequency phase shift elements 203a and 203b having the impedance conversion function, the frequency f 0
-Frequency transmission lines 213a and 213 having an electrical length of 90 degrees
b (see FIG. 55): this high-frequency transmission line 2
Assuming that the characteristic impedance of the variable resistors 13a and 213b is Z 2 , the resistances R 1 and R 3 of the variable resistance elements 271a and 271b are
Is set to a relationship as shown in Expression (18),
The input / output impedance at the frequency f 0 can be matched.

【0137】(b) インピーダンス変換機能を有する
高周波移相素子203a,203bとして、周波数f0
での電気長θが90度より小さい高周波伝送線路123
aおよび123bと、この高周波伝送線路123aおよ
び123bの両端と接地との間にそれぞれ接続された2
つのキャパシタ126a,126bおよび126c,1
26dとから構成されたπ型回路を用いた場合(図3お
よび図54参照):高周波伝送線路123a,123b
の特性インピーダンスをZ、キャパシタ126a〜12
6dの容量をCとする。この容量Cを C = 1/(2πf0Ztanθ) ・・・(21) に設定する。この場合、可変抵抗素子270bの抵抗R
3 を R3 = (Zsinθ)21/(4Z0 2) ・・・(22) の関係式により設定することで、周波数f0 での入出力
インピーダンスの整合を図ることができる。
(B) As the high-frequency phase shift elements 203a and 203b having the impedance conversion function, the frequency f 0
-Frequency transmission line 123 whose electrical length θ is smaller than 90 degrees
a and 123b, and 2 connected between both ends of the high-frequency transmission lines 123a and 123b and the ground, respectively.
Capacitors 126a, 126b and 126c, 1
26d (see FIGS. 3 and 54): high-frequency transmission lines 123a and 123b
Is the characteristic impedance of Z, and capacitors 126a-12
Let C be the capacity of 6d. This capacitance C is set to C = 1 / (2πf 0 Ztanθ) (21). In this case, the resistance R of the variable resistance element 270b is
3 by setting the relationship of R 3 = (Zsinθ) 2 R 1 / (4Z 0 2) ··· (22), can be matched input and output impedances at a frequency f 0.

【0138】(c−1) インピーダンス変換機能を有
する高周波移相素子203a,203bとして、一端が
接地されたキャパシタ136aおよび136bと、この
キャパシタ136aおよび136bの他端にそれぞれの
一端が接続された2つのインダクタ133a,133b
および133c,133dとから構成されるT型回路を
用いた場合(図4および図54参照):インダクタ13
3a〜133dのインダクタンスをL、キャパシタ13
6a,136bの容量をCとする。この容量Cを C = 1/[(2πf0)2L] ・・・(23) に設定する。この場合、可変抵抗素子270bの抵抗R
3 を R3 = (2πf0L)21/(4Z0 2) ・・・(24) の関係式により設定することで、周波数f0 での入出力
インピーダンスの整合を図ることができる。
(C-1) As high-frequency phase shift elements 203a and 203b having an impedance conversion function, capacitors 136a and 136b each having one end grounded, and two terminals each having one end connected to the other end of each of the capacitors 136a and 136b. Inductors 133a, 133b
In the case of using a T-type circuit composed of the inductors 133c and 133d (see FIGS. 4 and 54):
The inductance of 3a to 133d is L, the capacitor 13
Let C be the capacity of 6a, 136b. This capacitance C is set to C = 1 / [(2πf 0 ) 2 L] (23). In this case, the resistance R of the variable resistance element 270b is
By setting 3 as R 3 = (2πf 0 L) 2 R 1 / (4Z 0 2 ) (24), the input / output impedance at the frequency f 0 can be matched.

【0139】(c−2) インピーダンス変換機能を有
する高周波移相素子203a,203bとして、インダ
クタ143aおよび143bと、このインダクタ143
aおよび143bの両端と接地との間にそれぞれ接続さ
れた2つのキャパシタ146a,146bおよび146
c,146dとから構成されたπ型回路を用いた場合
(図5および図54参照):インダクタ143a,14
3bのインダクタンスをL、キャパシタ146a〜14
6dの容量をCとする。この容量Cを式(23)のよう
に設定する。この場合、可変抵抗素子270a,270
bの抵抗R1 ,R3 を式(24)に示されるような関係
に設定することで、周波数f0 での入出力インピーダン
スの整合を図ることができる。
(C-2) Inductors 143a and 143b and high-frequency phase shifting elements 203a and 203b having an impedance conversion function
a and 146b and two capacitors 146a, 146b and 146 respectively connected between both ends of the capacitors 146a and 143b and the ground.
In the case of using a π-type circuit composed of c and 146d (see FIGS. 5 and 54): inductors 143a and 143d
3b is L, capacitors 146a-14
Let C be the capacity of 6d. This capacity C is set as in equation (23). In this case, the variable resistance elements 270a, 270
By setting the resistances R 1 and R 3 of b in such a relationship as shown in Expression (24), it is possible to match the input / output impedance at the frequency f 0 .

【0140】(c−3) インピーダンス変換機能を有
する高周波移相素子203a,203bとして、一端が
接地されたインダクタ153aおよび153bと、この
インダクタ153aおよび153bの他端にそれぞれの
一端が接続された2つのキャパシタ156a,156b
および156c,156dとから構成されるT型回路を
用いた場合(図6および図54参照):インダクタ15
3a,153bのインダクタンスをL、キャパシタ15
6a〜156dの容量をCとする。この容量Cを式(2
3)のように設定する。この場合、可変抵抗素子270
a,270bの抵抗R1 ,R3 を式(24)に示される
ような関係に設定することで、周波数f0 での入出力イ
ンピーダンスの整合を図ることができる。
(C-3) As high-frequency phase shift elements 203a and 203b having an impedance conversion function, inductors 153a and 153b having one end grounded, and two ends each having one end connected to the other end of each of inductors 153a and 153b. Capacitors 156a, 156b
Using a T-type circuit composed of the inductors 156c and 156d (see FIGS. 6 and 54):
3a and 153b have an inductance of L and a capacitor 15 has
Let C be the capacity of 6a to 156d. This capacitance C is calculated by the equation (2)
Set as in 3). In this case, the variable resistance element 270
By setting the resistances R 1 and R 3 of a and 270b to have the relationship shown in Expression (24), the input / output impedance at the frequency f 0 can be matched.

【0141】(c−4) インピーダンス変換機能を有
する高周波移相素子203a,203bとして、キャパ
シタ166aおよび166bと、このキャパシタ166
aおよび166bの両端と接地との間にそれぞれ接続さ
れた2つのインダクタ163a,163bおよび163
c,163dとから構成されたπ型回路を用いた場合
(図7および図54参照):インダクタ163a〜16
3dのインダクタンスをL、キャパシタ166a,16
6bの容量をCとする。この容量Cを式(23)のよう
に設定する。この場合、可変抵抗素子270a,270
bの抵抗R1 ,R3 を式(24)に示されるような関係
に設定することで、周波数f0 での入出力インピーダン
スの整合を図ることができる。
(C-4) Capacitors 166a and 166b as high-frequency phase shift elements 203a and 203b having an impedance conversion function
a and 163b and two inductors 163a, 163b and 163 respectively connected between ground and ground.
In the case of using a π-type circuit composed of c and 163d (see FIGS. 7 and 54): inductors 163a to 163d
The inductance of the 3d is L, and the capacitors 166a, 16
Let C be the capacity of 6b. This capacity C is set as in equation (23). In this case, the variable resistance elements 270a, 270
By setting the resistances R 1 and R 3 of b in such a relationship as shown in Expression (24), it is possible to match the input / output impedance at the frequency f 0 .

【0142】(減衰器の具体例とその特性)次に、図5
4に示された減衰器の具体例を示して、その具体例の振
幅特性および位相特性のシミュレーション結果を示す。
図55は、図54に示された減衰器の具体例を示す回路
図である。この図において、図54と同一部分を同一符
号をもって示し、適宜その説明を省略する。図55に示
された減衰器では、可変抵抗素子270a,270bと
して可変抵抗271a,271bがそれぞれ用いられて
いる。また、インピーダンス変換機能を有する高周波移
相素子203a,203bとして、周波数f0 =5GH
zでの電気長が90度の高周波伝送線路213a,21
3bがそれぞれ用いられている。高周波伝送線路213
a,213bは無損失であると仮定し、入出力インピー
ダンスZ0 =50Ωとする。なお、高周波伝送線路の入
出力端子214a,214b,214cは、高周波移相
素子の入出力端子204a〜204cに対応している。
(Specific Example of Attenuator and Its Characteristics) Next, FIG.
4 shows a specific example of the attenuator shown in FIG. 4, and shows a simulation result of amplitude characteristics and phase characteristics of the specific example.
FIG. 55 is a circuit diagram showing a specific example of the attenuator shown in FIG. In this figure, the same parts as those of FIG. 54 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be appropriately omitted. In the attenuator shown in FIG. 55, variable resistances 271a and 271b are used as variable resistance elements 270a and 270b, respectively. Further, as the high-frequency phase shift elements 203a and 203b having the impedance conversion function, the frequency f 0 = 5GH.
high-frequency transmission lines 213a, 213 having an electrical length of 90 degrees at z.
3b are used. High frequency transmission line 213
a, 213b are assumed to be lossless and the input / output impedance Z 0 = 50Ω. The input / output terminals 214a, 214b, 214c of the high-frequency transmission line correspond to the input / output terminals 204a to 204c of the high-frequency phase shift element.

【0143】図56は、高周波伝送線路213a,21
3bの特性インピーダンスZ2 =70.7Ωの場合の順
方向伝達係数S21のシミュレーション結果を示す図であ
る。横軸は周波数[GHz]、縦軸は順方向伝達係数S
21[dB]である。また、図57は、同じく高周波伝送
線路213a,213bの特性インピーダンスZ2 =7
0.7Ωの場合の入力反射係数S11のシミュレーション
結果を示す図である。横軸は周波数[GHz]、縦軸は
入力反射係数S11[dB]である。図56,図57で
は、式(18)から、可変抵抗271bの抵抗R3 を可
変抵抗271aの抵抗R1 の1/2倍に設定し、可変抵
抗271aの抵抗R1 を0Ω、60Ω、85Ω、95
Ω、100Ωと変化させている。同図から分かるよう
に、周波数f=4.5GHz〜5.5GHzにおいて、
減衰量として24dB以上(図56)、入力反射量とし
て−18dB以下(図57)の特性が得られている。
FIG. 56 shows high-frequency transmission lines 213a and 213a.
3b is a diagram showing a simulation result of the forward transmission coefficient S 21 when the characteristic impedance Z 2 = 70.7Ω the. The horizontal axis is frequency [GHz], and the vertical axis is forward transmission coefficient S.
21 [dB]. FIG. 57 also shows the characteristic impedance Z 2 = 7 of the high-frequency transmission lines 213a and 213b.
Is a diagram illustrating a simulation result of the input reflection coefficient S 11 when the 0.7Omu. The horizontal axis represents the frequency [GHz], and the vertical axis represents the input reflection coefficient S 11 [dB]. Figure 56, in Figure 57, from the equation (18), the resistance R 3 of the variable resistor 271b is set to 1/2 of the resistance R 1 of the variable resistor 271a, 0 .OMEGA the resistance R 1 of the variable resistor 271a, 60Ω, 85Ω , 95
Ω and 100Ω. As can be seen from the figure, at a frequency f = 4.5 GHz to 5.5 GHz,
The characteristics of attenuation of 24 dB or more (FIG. 56) and input reflection of -18 dB or less (FIG. 57) are obtained.

【0144】同様に、図58は、高周波伝送線路213
a,213bの特性インピーダンスZ2 =50Ωの場合
の順方向伝達係数S21のシミュレーション結果を示す図
である。横軸は周波数[GHz]、縦軸は順方向伝達係
数S21[dB]である。また、図59は、高周波伝送線
路213a,213bの特性インピーダンスZ2 =50
Ωの場合の入力反射係数S11のシミュレーション結果を
示す図である。横軸は周波数[GHz]、縦軸は入力反
射係数S11[dB]である。図58,図59では、式
(18)から、可変抵抗271bの抵抗R3 を可変抵抗
271aの抵抗R1 の1/4倍に設定し、可変抵抗27
1aの抵抗R1 を0Ω、60Ω、85Ω、95Ω、10
0Ωと変化させている。同図から分かるように、周波数
f=4.5GHz〜5.5GHzにおいて、減衰量とし
て28dB以上(図58)、入力反射量として−16d
B以下(図59)の特性が得られている。なお、以上説
明した本発明による減衰器は、移相器と同様に、MMI
Cでの形成に適している。
Similarly, FIG. 58 shows the high-frequency transmission line 213
FIG. 14A is a diagram showing a simulation result of the forward transfer coefficient S 21 when the characteristic impedance Z 2 = 50Ω of a and 213b. The horizontal axis represents frequency [GHz], and the vertical axis represents forward transfer coefficient S 21 [dB]. FIG. 59 shows the characteristic impedance Z 2 = 50 of the high-frequency transmission lines 213a and 213b.
Is a diagram illustrating a simulation result of the input reflection coefficient S 11 when the Omega. The horizontal axis represents the frequency [GHz], and the vertical axis represents the input reflection coefficient S 11 [dB]. 58 and 59, from equation (18), the resistance R 3 of the variable resistor 271b is set to / times the resistance R 1 of the variable resistor 271a,
The resistance R 1 of 1a 0Ω, 60Ω, 85Ω, 95Ω , 10
It is changed to 0Ω. As can be seen from the figure, at the frequency f = 4.5 GHz to 5.5 GHz, the attenuation is 28 dB or more (FIG. 58), and the input reflection is −16 dB.
B and below (FIG. 59) are obtained. It should be noted that the attenuator according to the present invention described above has an MMI like the phase shifter.
Suitable for forming with C.

【0145】[実施形態3:非線形信号発生器]図60
は、本発明による非線形信号発生器の構成を示す回路図
である。入力端子301と出力端子302との間に第1
の非線形素子370aが接続されている。非線形素子3
70aは入力された信号電力に応じて非線形信号を発生
する。非線形素子370aの小信号動作時のインピーダ
ンスをZ1 とし、インピーダンスZ1 の抵抗成分をR1
とする。なお、入出端子301の入力インピーダンスお
よび出力端子302の出力インピーダンスをZ0 とす
る。
[Embodiment 3: Non-linear signal generator] FIG. 60
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a nonlinear signal generator according to the present invention. The first between the input terminal 301 and the output terminal 302
Are connected. Non-linear element 3
70a generates a non-linear signal according to the input signal power. The impedance of the nonlinear element 370a at the time of the small signal operation is Z 1, and the resistance component of the impedance Z 1 is R 1
And Incidentally, the output impedance of the input impedance and the output terminal 302 of the input and terminal 301 and Z 0.

【0146】入力端子301には第1の高周波移相素子
303aの一端(高周波移相素子の入出力端子304
a)が接続されている。出力端子302には第2の高周
波移相素子303bの一端(高周波移相素子の入出力端
子304b)が接続されている。高周波移相素子303
a,303bのそれぞれの他端(高周波移相素子の入出
力端子304c)は共通に接続されている。高周波移相
素子303a,303bは共に、周波数f0 での位相変
化量が90度であり、インピーダンス変換機能を有して
いる。高周波移相素子303a,303bを高周波伝送
線路で置き換えた場合の等価的な特性インピーダンスを
2 とする。
The input terminal 301 is connected to one end of the first high-frequency phase shift element 303a (the input / output terminal 304 of the high-frequency phase shift element).
a) is connected. One end of a second high-frequency phase shift element 303b (input / output terminal 304b of the high-frequency phase shift element) is connected to the output terminal 302. High frequency phase shift element 303
The other end of each of a and 303b (input / output terminal 304c of the high-frequency phase shift element) is commonly connected. Both the high-frequency phase shift elements 303a and 303b have a phase change amount of 90 degrees at the frequency f 0 and have an impedance conversion function. Frequency phase shifting elements 303a, an equivalent characteristic impedance when replaced by the high-frequency transmission line 303b and Z 2.

【0147】高周波移相素子の入出力端子304cには
第2の非線形素子370bの一端が接続されている。非
線形素子370bの他端は接地されている。非線形素子
370bは、入力された信号電力に応じて、非線形素子
370aと同様の非線形信号を発生する。非線形素子3
70bの小信号動作時のインピーダンスをZ3 とし、イ
ンピーダンスZ3 の抵抗成分をR3 とする。上述した高
周波移相素子303a,303bのインピーダンス変換
機能とは、非線形素子370bのインピーダンスを変換
し、変換した非線形素子370bのインピーダンスと非
線形素子370aのインピーダンスとを組み合わせたと
きに、高周波移相素子の入出力端子304a,304b
から見た入出力反射係数が概ね零となり整合がとれるよ
うにする機能のこという。ここで、図60に示された非
線形信号発生器の入力反射係数S11および出力反射係数
22は、
One end of a second nonlinear element 370b is connected to the input / output terminal 304c of the high-frequency phase shift element. The other end of the nonlinear element 370b is grounded. The nonlinear element 370b generates the same nonlinear signal as the nonlinear element 370a according to the input signal power. Non-linear element 3
The impedance at the time of the small signal operation of 70b is Z 3, and the resistance component of the impedance Z 3 is R 3 . The above-described impedance conversion function of the high-frequency phase shift elements 303a and 303b means that the impedance of the nonlinear element 370b is converted, and when the converted impedance of the nonlinear element 370b is combined with the impedance of the nonlinear element 370a, I / O terminals 304a, 304b
This is a function that makes the input / output reflection coefficient substantially zero when viewed from the point of view to achieve matching. Here, the input reflection coefficient S 11 and the output reflection coefficient S 22 of the nonlinear signal generator illustrated in FIG. 60,

【0148】[0148]

【数6】 (Equation 6)

【0149】で表現できる。このため、抵抗R3 を R3 = Z2 21/(4Z0 2) ・・・(26) の関係式により設定することで、周波数f0 での入出力
反射係数S11,S22が零となるので、周波数f0 での入
出力インピーダンスの整合を図ることができる。
Can be expressed by Therefore, by setting the resistance R 3 by the relational expression of R 3 = Z 2 2 R 1 / (4Z 0 2 ) (26), the input / output reflection coefficients S 11 and S 22 at the frequency f 0 are obtained. Becomes zero, so that the input / output impedance at the frequency f 0 can be matched.

【0150】このとき、この図60に示された非線形信
号発生器の順方向伝達係数S21および逆方向伝達係数S
12は、 S21=S12= (2Z0−R1)/(2Z0+R1) ・・・(27) で表現できる。このため、抵抗R1 を R1 = 2Z0 ・・・(28) の関係式により設定することで、周波数f0 での順方向
伝達係数S21および逆方向伝達係数S12が零となる。入
出力反射係数S11,S22=0および順逆方向伝達係数S
21,S12=0は、入力信号の線形信号成分が完全に吸収
されることを意味する。従って、非線形信号発生器から
線形信号成分は出力されない。なお、現実に非線形信号
発生器を作成する場合には、周波数f0 での入出力反射
係数S11,S22および順逆方向伝達係数S21,S12が厳
密に零である必要はなく、概ね零であれば十分な効果を
得られる。
At this time, the forward transfer coefficient S 21 and the backward transfer coefficient S 21 of the nonlinear signal generator shown in FIG.
12, S 21 = S 12 = ( 2Z 0 -R 1) / (2Z 0 + R 1) can be expressed by ... (27). Therefore, by setting the resistance R 1 by the relational expression of R 1 = 2Z 0 (28), the forward transfer coefficient S 21 and the backward transfer coefficient S 12 at the frequency f 0 become zero. Input / output reflection coefficients S 11 , S 22 = 0 and forward / backward transfer coefficient S
21 , S 12 = 0 means that the linear signal component of the input signal is completely absorbed. Therefore, no linear signal component is output from the nonlinear signal generator. When a nonlinear signal generator is actually created, the input / output reflection coefficients S 11 and S 22 and the forward / backward transmission coefficients S 21 and S 12 at the frequency f 0 need not be exactly strictly zero. If it is zero, a sufficient effect can be obtained.

【0151】次に、図60に示された非線形信号発生器
の動作を説明する。入力端子301から入力された信号
は、非線形素子370aを通過する第1の道程と、高周
波移相素子303a,非線形素子370b,高周波移相
素子303bを通過する第2の道程とに分配される。各
道程では、非線形素子370a,370bのインピーダ
ンスZ1 ,Z3 の抵抗成分R1 ,R3 によって、入力信
号の線形信号成分が吸収される。その一方で、入力信号
の電力に応じて、非線形素子370a,370bで同一
の非線形信号が発生する。このとき、抵抗R1 ,R3
式(26)および式(28)の関係に設定することで、
入力信号の線形信号成分が完全に吸収される。このた
め、非線形素子370a,370bで発生した非線形信
号のみが高周波移相素子の入出力端子304bで合成さ
れて、出力端子302から出力される。
Next, the operation of the nonlinear signal generator shown in FIG. 60 will be described. The signal input from the input terminal 301 is distributed to a first path that passes through the nonlinear element 370a and a second path that passes through the high-frequency phase shift element 303a, the nonlinear element 370b, and the high-frequency phase shift element 303b. In each process, the linear signal components of the input signal are absorbed by the resistance components R 1 and R 3 of the impedances Z 1 and Z 3 of the nonlinear elements 370a and 370b. On the other hand, the same nonlinear signal is generated in the nonlinear elements 370a and 370b according to the power of the input signal. At this time, by setting the resistances R 1 and R 3 according to the relations of the equations (26) and (28),
The linear signal component of the input signal is completely absorbed. Therefore, only the nonlinear signals generated in the nonlinear elements 370a and 370b are combined at the input / output terminal 304b of the high-frequency phase shift element and output from the output terminal 302.

【0152】周波数f0 での位相変化量が90度であり
インピーダンス変換機能を有する高周波移相素子303
a,303bは、(a)周波数f0 での電気長が90度
の高周波伝送線路、(b)周波数f0 での電気長が90
度より小さい高周波伝送線路とその両端に一端が接続さ
れ他端が接地された2つのキャパシタとから構成される
π型回路、(c)インダクタとキャパシタとから構成さ
れる集中定数回路などを用いて構成される。以上の構成
例では、(a)>(b)>(c)の順で非線形信号発生
器を小型化できる。このような構成の高周波移相素子を
用いた非線形信号発生器の整合条件等は、図2〜図7に
示された移相器の整合条件等におけるリアクタンス
1 ,X3 をそれぞれ抵抗R1 ,R3 に置き換えること
で、容易に導き出せる。こうして導き出された非線形信
号発生器の整合条件等は、上記減衰器の整合条件等とま
ったく同じになる。
High frequency phase shift element 303 having a phase change amount of 90 degrees at frequency f 0 and having an impedance conversion function
a, 303b is, (a) the electrical length at the frequency f 0 is 90 degrees of the high-frequency transmission line, the electrical length at the (b) frequency f 0 90
Using a π-type circuit composed of a high-frequency transmission line having a smaller frequency and two capacitors having one end connected to both ends and the other end grounded, and (c) a lumped constant circuit composed of an inductor and a capacitor. Be composed. In the above configuration example, the nonlinear signal generator can be miniaturized in the order of (a)>(b)> (c). Matching conditions of the nonlinear signal generator using a high-frequency phase shifting elements having such a structure, Figures 2-7 reactance X 1 in the matching conditions of the phase shifter shown in, resistance X 3 each R 1 , by replacing the R 3, easily derivable. The matching conditions and the like of the nonlinear signal generator thus derived are exactly the same as the matching conditions and the like of the attenuator.

【0153】図61は、図60に示された非線形信号発
生器の一構成例を示す回路図である。この図において、
図60と同一部分を同一符号をもって示し、適宜その説
明を省略する。図61に示された非線形信号発生器で
は、インピーダンス変換機能を有する高周波移相素子3
03a,303bとして、高周波伝送線路313a,3
13bがそれぞれ用いられている。高周波伝送線路の入
出力端子314a,314b,314cは、高周波移相
素子の入出力端子304a〜304cに対応している。
FIG. 61 is a circuit diagram showing a configuration example of the nonlinear signal generator shown in FIG. In this figure,
The same parts as those in FIG. 60 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. In the nonlinear signal generator shown in FIG. 61, the high-frequency phase shifter 3 having an impedance conversion function
03a and 303b, the high-frequency transmission lines 313a and 313
13b are used. The input / output terminals 314a, 314b, 314c of the high-frequency transmission line correspond to the input / output terminals 304a to 304c of the high-frequency phase shift element.

【0154】高周波伝送線路の入出力端子314a,3
14b間には、第1の非線形素子370aとして、ダイ
オード371a,372aと終端抵抗373aと直流阻
止用キャパシタ374a,375a,376a,376
bと高周波阻止用インダクタ377とバイアス端子37
8とから構成される非線形素子が接続されている。具体
的には、2つのダイオード371a,372aが逆極性
に並列接続され、さらにダイオード371a,372a
に対して終端抵抗373aが並列接続されている。ま
た、バイアス電流を供給するバイアス端子378がダイ
オード372aのアノードに接続され、高周波阻止用イ
ンダクタ377がダイオード371aのカソードと接地
との間に接続されている。そして、ダイオード371
a,372aおよび高周波阻止用インダクタ377にバ
イアス電流が流れるように、直流阻止用キャパシタ37
4a,375a,376a,376bが接続されてい
る。このとき、ダイオード371a,372aおよび終
端抵抗373aは、直流阻止用キャパシタ374a,3
75a,376a,376bにより、高周波伝送線路の
入出力端子314a,314bに高周波的に接続されて
いる。
The input / output terminals 314a, 314 of the high-frequency transmission line
Between the terminals 14b, diodes 371a and 372a, terminating resistors 373a, and DC blocking capacitors 374a, 375a, 376a, and 376 serve as first nonlinear elements 370a.
b, high frequency blocking inductor 377 and bias terminal 37
8 are connected. Specifically, the two diodes 371a and 372a are connected in parallel with opposite polarities, and the diodes 371a and 372a are further connected.
, A terminating resistor 373a is connected in parallel. A bias terminal 378 for supplying a bias current is connected to the anode of the diode 372a, and the high-frequency blocking inductor 377 is connected between the cathode of the diode 371a and the ground. And the diode 371
a, 372a and the DC blocking capacitor 37 such that a bias current flows through the inductor 377 for blocking high frequency.
4a, 375a, 376a, and 376b are connected. At this time, the diodes 371a and 372a and the terminating resistor 373a are connected to the DC blocking capacitors 374a and 374a.
75a, 376a and 376b are connected to input / output terminals 314a and 314b of the high-frequency transmission line in a high-frequency manner.

【0155】また、高周波伝送線路の入出力端子314
cには、第2の非線形素子370bとして、ダイオード
371b,372bと終端抵抗373bと直流阻止用キ
ャパシタ374b,375bとから構成される非線形素
子が接続されている。具体的には、2つのダイオード3
71b,372bが逆極性に並列接続され、さらにダイ
オード371b,372bに対して終端抵抗373bが
並列接続されている。ダイオード371bのアノード、
ダイオード372bのカソードおよび終端抵抗373b
の一端は入出力端子314cに接続されている。また、
ダイオード372bのアノードおよび終端抵抗373b
の他端はそれぞれ直流阻止用キャパシタ375b,37
4bにより高周波的に接地され、ダイオード371bの
カソードは直接接地されている。そして、ダイオード3
72bおよびキャパシタ375bの接続部にバイアス端
子378が接続されている。このように、バイアス端子
378からのバイアス電流がダイオード371b,37
2bを流れるように構成されている。
Also, the input / output terminal 314 of the high-frequency transmission line
A non-linear element composed of diodes 371b and 372b, a terminating resistor 373b, and DC blocking capacitors 374b and 375b is connected to c as the second non-linear element 370b. Specifically, two diodes 3
71b and 372b are connected in parallel with opposite polarities, and a terminating resistor 373b is connected in parallel with the diodes 371b and 372b. The anode of the diode 371b,
Cathode of diode 372b and termination resistor 373b
Is connected to the input / output terminal 314c. Also,
Anode of diode 372b and termination resistor 373b
Are the DC blocking capacitors 375b and 37, respectively.
4b is grounded at a high frequency, and the cathode of the diode 371b is directly grounded. And diode 3
A bias terminal 378 is connected to a connection between the capacitor 72b and the capacitor 375b. As described above, the bias current from the bias terminal 378 is applied to the diodes 371b and 37b.
2b.

【0156】ここで、入力端子301の入力インピーダ
ンスおよび出力端子302の出力インビーダンスを
0 、高周波伝送線路313a,313bの周波数f0
での電気長を90度、高周波伝送線路313a,313
bの特性インビーダンスZ2 をZ 0 とする。また、ダイ
オード371a,372aおよび終端抵抗373aの合
成インビーダンスをZ1 、この合成インビーダンスZ1
の抵抗成分をR1 とし、ダイオード371b,372b
および終端抵抗373bの合成インビーダンスをZ 3
この合成インビーダンスZ3 の抵抗成分をR3 とする。
Here, the input impedance of the input terminal 301
Output and output impedance of output terminal 302.
Z0, The frequency f of the high-frequency transmission lines 313a and 313b0
The electrical length at 90 °, the high-frequency transmission lines 313a, 313
b characteristic impedance ZTwoTo Z 0And Also die
Of the resistors 371a and 372a and the terminating resistor 373a.
Sei inbee dance Z1, This synthetic imbi dance Z1
The resistance component of R1And diodes 371b, 372b
And the combined impedance of the terminating resistor 373b to Z Three ,
This synthetic imbi dance ZThree The resistance component of RThreeAnd

【0157】次に、図61に示された非線形信号発生器
の動作を説明する。入力端子301から入力された信号
は、ダイオード371a,372aおよび終端抵抗37
3aを有する非線形素子と、ダイオード371b,37
2bおよび終端抵抗373bを有する非線形素子とに分
配される。このとき、R1 =2Z0 ,R3 =Z0 /2に
なるようにバイアス端子378からのバイアス電流を適
切に設定する。これにより、式(26)および式(2
8)の関係が満たされるので、入力信号の線形信号成分
(すなわち、基本波)は完全に吸収される。
Next, the operation of the nonlinear signal generator shown in FIG. 61 will be described. The signal input from the input terminal 301 is composed of diodes 371 a and 372 a and a terminating resistor 37.
3a, and diodes 371b and 37
2b and a nonlinear element having a terminating resistor 373b. In this case, R 1 = 2Z 0, R 3 = properly setting the bias current from the bias terminal 378 so that the Z 0/2. Accordingly, Expression (26) and Expression (2)
Since the relationship of 8) is satisfied, the linear signal component (that is, the fundamental wave) of the input signal is completely absorbed.

【0158】その一方で、ダイオード371a,371
b,372a,372bで、入力信号の高調波である非
線形信号が発生する。ダイオード371a,372aで
発生した非線形信号とダイオード371b,372bで
発生した非線形信号とは、高周波伝送線路の入出力端子
314bで合成されて、出力端子302から出力され
る。従って、入力信号の線形信号成分は抑圧され、非線
形信号のみが出力端子302から出力される。なお、以
上説明した本発明による非線形信号発生器は、移相器と
同様に、MMICでの形成に適している。
On the other hand, diodes 371a, 371
At b, 372a, and 372b, a nonlinear signal that is a harmonic of the input signal is generated. The nonlinear signal generated by the diodes 371a and 372a and the nonlinear signal generated by the diodes 371b and 372b are combined at the input / output terminal 314b of the high-frequency transmission line and output from the output terminal 302. Therefore, the linear signal component of the input signal is suppressed, and only the nonlinear signal is output from the output terminal 302. It should be noted that the nonlinear signal generator according to the present invention described above is suitable for being formed by an MMIC, like a phase shifter.

【0159】[その他の実施形態]以上述べたすべての
実施形態は本発明の実施形態を例示的に示すものであっ
て限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形
態様および変更態様で実施することができる。従って、
本発明の範囲は特許請求の範囲およびその均等範囲によ
ってのみ規定されるものである。また、本発明による移
相器、減衰器および非線形信号発生器は、無線通信用ア
レーアンテナの指向性制御回路および電力増幅器の歪補
償回路などに広く適用可能である。さらにまた、移相器
については光通信用CDR(Clock and Data Recovery
Circuit )内で使用されている可変クロック遅延回路と
しても使用可能である。
[Other Embodiments] All the embodiments described above are illustrative of the embodiments of the present invention and are not intended to limit the present invention. The present invention is not limited to the above-described various modifications and changes. It can be implemented in embodiments. Therefore,
The scope of the present invention is defined only by the claims and the equivalents thereof. Further, the phase shifter, the attenuator, and the nonlinear signal generator according to the present invention can be widely applied to a directivity control circuit of a wireless communication array antenna, a distortion compensation circuit of a power amplifier, and the like. Furthermore, for the phase shifter, a CDR (Clock and Data Recovery) for optical communication is used.
Circuit) can also be used as a variable clock delay circuit used in the circuit.

【0160】[0160]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による移相
器および減衰器では、位相変化量が90度の2本の高周
波移相素子と、2個の高周波インピーダンス素子とを有
し、入出力反射係数が概ね零となるように各高周波イン
ピーダンス素子のインピーダンスが設定されるようにし
た。また、本発明による非線形信号発生器では、2本の
高周波移相素子と2個の非線形素子とを有し、入出力反
射係数が概ね零となるように各非線形素子のインピーダ
ンスの抵抗成分が設定されるようにした。このように構
成した結果、例えば高周波移相素子として周波数f0
の電気長が90度の高周波伝送線路を用いた場合には、
周波数f0 での電気長が90度の高周波伝送線路を4本
使用する従来の90度ブランチラインハイブリッドを使
用する場合と比較して、必要な高周波伝送線路の本数が
半分で移相器、減衰器および非線形信号発生器を構成で
きる。このため、本発明を使用することにより、従来比
1/4以下の小型の移相器、減衰器および非線形信号発
生器を実現できる。
As described above, the phase shifter and the attenuator according to the present invention include two high-frequency phase shift elements having a phase change of 90 degrees and two high-frequency impedance elements. The impedance of each high-frequency impedance element is set so that the output reflection coefficient becomes substantially zero. Also, the nonlinear signal generator according to the present invention has two high-frequency phase shift elements and two nonlinear elements, and the resistance component of the impedance of each nonlinear element is set so that the input / output reflection coefficient becomes substantially zero. I was doing it. As a result of this configuration, for example, when a high-frequency transmission line having an electrical length of 90 degrees at the frequency f 0 is used as the high-frequency phase shift element,
Compared to the case of using a conventional 90-degree branch line hybrid using four high-frequency transmission lines having an electric length of 90 degrees at the frequency f 0 , the number of required high-frequency transmission lines is half, and a phase shifter and an attenuation are required. And a non-linear signal generator. Therefore, by using the present invention, a compact phase shifter, attenuator and non-linear signal generator with a quarter or less of the conventional one can be realized.

【0161】また、本発明による移相器、減衰器および
非線形信号発生器では、高周波移相素子として、(a)
周波数f0 での電気長が90度の高周波伝送線路、
(b)周波数f0 での電気長が90度より小さい高周波
伝送線路とその両端に一端が接続され他端が接地された
2つのキャパシタとから構成されるπ型回路、(c)イ
ンダクタとキャパシタとから構成される集中定数回路を
用いるようにした。この場合、(a)>(b)>(c)
の順で移相器、減衰器および非線形信号発生器を小型化
できる。また、本発明による移相器では、高周波インピ
ーダンス素子として共振回路を用いるようにした。これ
により、位相変化量の増大を図ることができる。
In the phase shifter, attenuator and nonlinear signal generator according to the present invention, (a)
A high-frequency transmission line having an electrical length of 90 degrees at a frequency f 0 ,
(B) a π-type circuit composed of a high-frequency transmission line having an electrical length of less than 90 degrees at a frequency f 0 and two capacitors having one end connected to both ends and the other end grounded, and (c) an inductor and a capacitor. And a lumped constant circuit composed of In this case, (a)>(b)> (c)
The phase shifter, the attenuator, and the non-linear signal generator can be miniaturized in this order. In the phase shifter according to the present invention, a resonance circuit is used as the high-frequency impedance element. Thereby, the amount of phase change can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明による移相器の構成を示す回路図であ
る。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a phase shifter according to the present invention.

【図2】 図1に示された移相器の第1構成例を示す回
路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a first configuration example of the phase shifter shown in FIG.

【図3】 図1に示された移相器の第2構成例を示す回
路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a second configuration example of the phase shifter shown in FIG.

【図4】 図1に示された移相器の第3構成例を示す回
路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a third configuration example of the phase shifter shown in FIG. 1;

【図5】 図1に示された移相器の第4構成例を示す回
路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a fourth configuration example of the phase shifter shown in FIG. 1;

【図6】 図1に示された移相器の第5構成例を示す回
路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a fifth configuration example of the phase shifter shown in FIG. 1;

【図7】 図1に示された移相器の第6構成例を示す回
路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a sixth configuration example of the phase shifter shown in FIG. 1;

【図8】 図2に示された移相器の第1構成例を実際の
回路に適用した図である。
8 is a diagram in which the first configuration example of the phase shifter shown in FIG. 2 is applied to an actual circuit.

【図9】 図8に示された移相器の振幅特性の一例を示
す図である。
9 is a diagram illustrating an example of an amplitude characteristic of the phase shifter illustrated in FIG.

【図10】 図8に示された移相器の位相特性の一例を
示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a phase characteristic of the phase shifter illustrated in FIG. 8;

【図11】 図8に示された移相器の振幅特性の他の例
を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating another example of the amplitude characteristic of the phase shifter illustrated in FIG. 8;

【図12】 図8に示された移相器の位相特性の他の例
を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating another example of the phase characteristics of the phase shifter illustrated in FIG. 8;

【図13】 図3に示された移相器の第2構成例を実際
の回路に適用した図である。
13 is a diagram in which the second configuration example of the phase shifter shown in FIG. 3 is applied to an actual circuit.

【図14】 図13に示された移相器の振幅特性を示す
図である。
FIG. 14 is a diagram showing amplitude characteristics of the phase shifter shown in FIG.

【図15】 図13に示された移相器の位相特性を示す
図である。
FIG. 15 is a diagram showing phase characteristics of the phase shifter shown in FIG.

【図16】 図4に示された移相器の第3構成例を実際
の回路に適用した図である。
16 is a diagram in which the third configuration example of the phase shifter shown in FIG. 4 is applied to an actual circuit.

【図17】 図16に示された移相器の振幅特性を示す
図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating amplitude characteristics of the phase shifter illustrated in FIG. 16;

【図18】 図17に示された移相器の位相特性を示す
図である。
FIG. 18 is a diagram showing phase characteristics of the phase shifter shown in FIG.

【図19】 図5に示された移相器の第4構成例を実際
の回路に適用した図である。
19 is a diagram in which the fourth configuration example of the phase shifter shown in FIG. 5 is applied to an actual circuit.

【図20】 図19に示された移相器の振幅特性を示す
図である。
FIG. 20 is a diagram illustrating amplitude characteristics of the phase shifter illustrated in FIG. 19;

【図21】 図19に示された移相器の位相特性を示す
図である。
FIG. 21 is a diagram showing phase characteristics of the phase shifter shown in FIG.

【図22】 図6に示された移相器の第5構成例を実際
の回路に適用した図である。
FIG. 22 is a diagram in which the fifth configuration example of the phase shifter shown in FIG. 6 is applied to an actual circuit.

【図23】 図22に示された移相器の振幅特性を示す
図である。
FIG. 23 is a diagram illustrating amplitude characteristics of the phase shifter illustrated in FIG. 22;

【図24】 図22に示された移相器の位相特性を示す
図である。
FIG. 24 is a diagram showing phase characteristics of the phase shifter shown in FIG.

【図25】 図7に示された移相器の第6構成例を実際
の回路に適用した図である。
FIG. 25 is a diagram in which the sixth configuration example of the phase shifter shown in FIG. 7 is applied to an actual circuit.

【図26】 図25に示された移相器の振幅特性を示す
図である。
FIG. 26 is a diagram showing amplitude characteristics of the phase shifter shown in FIG.

【図27】 図25に示された移相器の位相特性を示す
図である。
FIG. 27 is a diagram showing phase characteristics of the phase shifter shown in FIG.

【図28】 本発明による移相器の他の構成を示す回路
図である。
FIG. 28 is a circuit diagram showing another configuration of the phase shifter according to the present invention.

【図29】 図28に示された移相器の一具体例を示す
回路図である。
FIG. 29 is a circuit diagram showing a specific example of the phase shifter shown in FIG.

【図30】 図29に示された移相器の振幅特性の一例
を示す図である。
FIG. 30 is a diagram illustrating an example of an amplitude characteristic of the phase shifter illustrated in FIG. 29;

【図31】 図29に示された移相器の位相特性の一例
を示す図である。
FIG. 31 is a diagram illustrating an example of a phase characteristic of the phase shifter illustrated in FIG. 29;

【図32】 図29に示された移相器の振幅特性の他の
例を示す図である。
32 is a diagram illustrating another example of the amplitude characteristic of the phase shifter illustrated in FIG. 29.

【図33】 図29に示された移相器の位相特性の他の
例を示す図である。
FIG. 33 is a diagram illustrating another example of the phase characteristics of the phase shifter illustrated in FIG. 29.

【図34】 図28に示された移相器の他の具体例を示
す回路図である。
FIG. 34 is a circuit diagram showing another specific example of the phase shifter shown in FIG. 28.

【図35】 図34に示された移相器の振幅特性の一例
を示す図である。
FIG. 35 is a diagram illustrating an example of amplitude characteristics of the phase shifter illustrated in FIG. 34;

【図36】 図34に示された移相器の位相特性の一例
を示す図である。
FIG. 36 is a diagram illustrating an example of a phase characteristic of the phase shifter illustrated in FIG. 34;

【図37】 図34に示された移相器の振幅特性の他の
例を示す図である。
FIG. 37 is a diagram illustrating another example of the amplitude characteristic of the phase shifter illustrated in FIG. 34;

【図38】 図34に示された移相器の位相特性の他の
例を示す図である。
FIG. 38 is a diagram illustrating another example of the phase characteristics of the phase shifter illustrated in FIG. 34.

【図39】 図28に示された移相器の他の具体例を示
す回路図である。
FIG. 39 is a circuit diagram showing another specific example of the phase shifter shown in FIG. 28.

【図40】 図39に示された移相器の振幅特性の一例
を示す図である。
40 is a diagram illustrating an example of an amplitude characteristic of the phase shifter illustrated in FIG. 39.

【図41】 図39に示された移相器の位相特性の一例
を示す図である。
FIG. 41 is a diagram illustrating an example of a phase characteristic of the phase shifter illustrated in FIG. 39;

【図42】 図39に示された移相器の振幅特性の他の
例を示す図である。
42 is a diagram illustrating another example of the amplitude characteristic of the phase shifter illustrated in FIG. 39.

【図43】 図39に示された移相器の位相特性の他の
例を示す図である。
FIG. 43 is a view illustrating another example of the phase characteristics of the phase shifter illustrated in FIG. 39;

【図44】 図28に示された移相器の他の具体例を示
す回路図である。
FIG. 44 is a circuit diagram showing another specific example of the phase shifter shown in FIG. 28.

【図45】 図44に示された移相器の振幅特性の一例
を示す図である。
FIG. 45 is a diagram illustrating an example of amplitude characteristics of the phase shifter illustrated in FIG. 44;

【図46】 図44に示された移相器の位相特性の一例
を示す図である。
FIG. 46 is a diagram illustrating an example of a phase characteristic of the phase shifter illustrated in FIG. 44;

【図47】 図44に示された移相器の振幅特性の他の
例を示す図である。
FIG. 47 is a diagram illustrating another example of the amplitude characteristic of the phase shifter illustrated in FIG. 44.

【図48】 図44に示された移相器の位相特性の他の
例を示す図である。
FIG. 48 is a diagram illustrating another example of the phase characteristics of the phase shifter illustrated in FIG. 44.

【図49】 図29に示された移相器の具体的な試作例
を示す回路図である。
FIG. 49 is a circuit diagram showing a specific prototype example of the phase shifter shown in FIG. 29;

【図50】 図49に示された試作例の平面図である。50 is a plan view of the prototype example shown in FIG. 49.

【図51】 図49に示された試作例の入力反射特性を
示す図である。
FIG. 51 is a diagram showing the input reflection characteristics of the prototype example shown in FIG.

【図52】 図49に示された試作例の順方向伝達特性
を示す図である。
FIG. 52 is a diagram showing forward transfer characteristics of the prototype example shown in FIG. 49;

【図53】 図49に示された試作例の位相特性を示す
図である。
FIG. 53 is a diagram showing phase characteristics of the prototype example shown in FIG. 49;

【図54】 本発明による減衰器の構成を示す回路図で
ある。
FIG. 54 is a circuit diagram showing a configuration of an attenuator according to the present invention.

【図55】 図54に示された減衰器の具体例を示す回
路図である。
FIG. 55 is a circuit diagram showing a specific example of the attenuator shown in FIG. 54.

【図56】 図55に示された減衰器の順方向伝達特性
の一例を示す図である。
FIG. 56 is a diagram illustrating an example of a forward transfer characteristic of the attenuator illustrated in FIG. 55.

【図57】 図55に示された減衰器の入力反射特性の
一例を示す図である。
FIG. 57 is a diagram illustrating an example of an input reflection characteristic of the attenuator illustrated in FIG. 55;

【図58】 図55に示された減衰器の順方向伝達特性
の他の例を示す図である。
58 is a diagram illustrating another example of the forward transfer characteristic of the attenuator illustrated in FIG. 55.

【図59】 図55に示された減衰器の入力反射特性の
他の例を示す図である。
FIG. 59 is a diagram illustrating another example of the input reflection characteristics of the attenuator illustrated in FIG. 55;

【図60】 本発明による非線形信号発生器の構成を示
す回路図である。
FIG. 60 is a circuit diagram showing a configuration of a nonlinear signal generator according to the present invention.

【図61】 図60に示された非線形信号発生器の一構
成例を示す回路図である。
FIG. 61 is a circuit diagram showing one configuration example of the nonlinear signal generator shown in FIG. 60.

【図62】 従来の移相器および減衰器の回路図であ
る。
FIG. 62 is a circuit diagram of a conventional phase shifter and attenuator.

【図63】 図62に示された従来の移相器の具体例を
示す回路図である。
FIG. 63 is a circuit diagram showing a specific example of the conventional phase shifter shown in FIG.

【図64】 図63に示された従来の移相器の振幅特性
を示す図である。
FIG. 64 is a diagram showing amplitude characteristics of the conventional phase shifter shown in FIG. 63;

【図65】 図63に示された従来の移相器の位相特性
を示す図である。
FIG. 65 is a diagram showing phase characteristics of the conventional phase shifter shown in FIG. 63.

【図66】 図62に示された従来の減衰器の具体例を
示す回路図を示す。
FIG. 66 is a circuit diagram showing a specific example of the conventional attenuator shown in FIG. 62.

【図67】 図66に示された従来の減衰器の順方向伝
達特性の一例を示す図である。
67 is a diagram illustrating an example of a forward transfer characteristic of the conventional attenuator illustrated in FIG. 66.

【図68】 図66に示された従来の減衰器の入力反射
特性の一例を示す図である。
FIG. 68 is a diagram showing an example of the input reflection characteristics of the conventional attenuator shown in FIG. 66.

【図69】 従来の非線形信号発生器の回路図である。FIG. 69 is a circuit diagram of a conventional nonlinear signal generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,201,301…入力端子、102,202,
302…出力端子、103a,103b,203a,2
03b,303a,303b…高周波移相素子、104
a〜104c,204a〜204c,304a〜304
c…高周波移相素子の入出力端子、113a,113
b,123a,123b,213a,213b,313
a,313b…高周波伝送線路、114a〜114c,
214a〜214c,314a〜314c…高周波伝送
線路の入出力端子、124a〜124c,144a〜1
44c,164a〜164c…π型回路の入出力端子、
126a〜126d,136a,136b,146a〜
146d,156a〜156d,166a,166b…
キャパシタ、133a〜133d,143a,143
b,153a,153b,163a〜163d,191
a,191b,192a,192b,193a,193
b,194a〜194d…インダクタ、134a〜13
4c,154a〜154c…T型回路の入出力端子、1
70a,170b…可変リアクタンス素子、171a,
171b,181a,181b,182a,182b,
183a〜183d,184a〜184d…可変キャパ
シタ、172a,172b…共振回路、270a,27
0b…可変抵抗素子、271a,271b…可変抵抗、
370a,370b…非線形素子、371a,371
b,372a,372b…ダイオード、373a,37
3b…終端抵抗、374a,374b,375a,37
5b…直流阻止用キャパシタ、377…高周波阻止用イ
ンダクタ、378…バイアス端子。
101, 201, 301 ... input terminals, 102, 202,
302 output terminal, 103a, 103b, 203a, 2
03b, 303a, 303b ... high-frequency phase shifter, 104
a to 104c, 204a to 204c, 304a to 304
c: input / output terminals of the high-frequency phase shift element, 113a, 113
b, 123a, 123b, 213a, 213b, 313
a, 313b ... high-frequency transmission lines, 114a to 114c,
214a to 214c, 314a to 314c: input / output terminals of high-frequency transmission lines, 124a to 124c, 144a to 1
44c, 164a to 164c... Π-type circuit input / output terminals,
126a-126d, 136a, 136b, 146a-
146d, 156a to 156d, 166a, 166b ...
Capacitors 133a to 133d, 143a, 143
b, 153a, 153b, 163a to 163d, 191
a, 191b, 192a, 192b, 193a, 193
b, 194a to 194d ... inductor, 134a to 13
4c, 154a to 154c: input / output terminals of T-type circuit, 1
70a, 170b ... variable reactance elements, 171a,
171b, 181a, 181b, 182a, 182b,
183a to 183d, 184a to 184d: variable capacitors, 172a, 172b: resonance circuits, 270a, 27
0b: variable resistance element, 271a, 271b: variable resistance,
370a, 370b: Non-linear element, 371a, 371
b, 372a, 372b ... diode, 373a, 37
3b: Terminating resistor, 374a, 374b, 375a, 37
5b: DC blocking capacitor, 377: High frequency blocking inductor, 378: Bias terminal.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H03H 7/25 H03H 7/25 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01P 1/18 H01P 1/22 H03F 1/32 H03H 7/18 H03H 7/20 H03H 7/25 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI H03H 7/25 H03H 7/25 (58) Investigated field (Int.Cl. 7 , DB name) H01P 1/18 H01P 1/22 H03F 1/32 H03H 7/18 H03H 7/20 H03H 7/25

Claims (34)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 入力端子と出力端子との間に接続されか
つ実質的にリアクタンスから構成されたインピーダンス
を有する第1の高周波インピーダンス素子と、 前記入力端子に一端が接続されかつ周波数f0 での位相
変化量が90度でありインピーダンス変換機能を有する
第1の高周波移相素子と、 前記出力端子と前記第1の高周波移相素子の他端との間
に接続されかつ周波数f0 での位相変化量が90度であ
りインピーダンス変換機能を有する第2の高周波移相素
子と、 前記第1の高周波移相素子と前記第2の高周波移相素子
との共通接続点に一端が接続されると共に他端が接地さ
れかつ実質的にリアクタンスから構成されたインピーダ
ンスを有する第2の高周波インピーダンス素子とを備
え、 前記第1の高周波インピーダンス素子のインピーダンス
と前記第2の高周波インピーダンス素子のインピーダン
スは、周波数f0 での入出力反射係数が概ね零となるよ
うに設定されていることを特徴とする移相器。
1. A a first high-frequency impedance element having an impedance which is constituted from a connected and substantially reactance between the input terminal and the output terminal, one end connected to said input terminal and at the frequency f 0 A first high-frequency phase shift element having a phase change of 90 degrees and having an impedance conversion function, and a phase at a frequency f 0 connected between the output terminal and the other end of the first high-frequency phase shift element. A second high-frequency phase shift element having a change amount of 90 degrees and having an impedance conversion function, one end of which is connected to a common connection point of the first high-frequency phase shift element and the second high-frequency phase shift element; A second high-frequency impedance element having the other end grounded and having an impedance substantially constituted by reactance; and an impedance of the first high-frequency impedance element. Dance with the impedance of the second high-frequency impedance element, a phase shifter, characterized in that input and output reflection coefficient at the frequency f 0 is set to approximately zero.
【請求項2】 請求項1記載の移相器において、 前記第1および第2の高周波インピーダンス素子のそれ
ぞれのリアクタンスは、可変であることを特徴とする移
相器。
2. The phase shifter according to claim 1, wherein reactances of the first and second high-frequency impedance elements are variable.
【請求項3】 請求項1または2記載の移相器におい
て、 前記第1および第2の高周波移相素子のそれぞれは、周
波数f0 での電気長が90度の高周波伝送線路であるこ
とを特徴とする移相器。
3. The phase shifter according to claim 1, wherein each of the first and second high-frequency phase shift elements is a high-frequency transmission line having an electrical length of 90 degrees at a frequency f 0. Characterized phase shifter.
【請求項4】 請求項1または2記載の移相器におい
て、 前記第1および第2の高周波移相素子のそれぞれは、周
波数f0 での電気長が90度より小さい高周波伝送線路
と、前記高周波伝送線路の両端にそれぞれの一端が接続
されると共にそれぞれの他端が接地された2つのキャパ
シタとから構成されるπ型回路であることを特徴とする
移相器。
4. The phase shifter according to claim 1, wherein each of said first and second high-frequency phase shift elements has a high-frequency transmission line having an electrical length at frequency f 0 of less than 90 degrees, and A phase shifter comprising a π-type circuit including two capacitors each having one end connected to both ends of a high-frequency transmission line and the other end grounded.
【請求項5】 請求項1または2記載の移相器におい
て、 前記第1および第2の高周波移相素子のそれぞれは、イ
ンダクタとキャパシタとから構成される集中定数回路で
あることを特徴とする移相器。
5. The phase shifter according to claim 1, wherein each of the first and second high-frequency phase shift elements is a lumped constant circuit including an inductor and a capacitor. Phase shifter.
【請求項6】 請求項3記載の移相器において、 前記入力端子の入力インピーダンスおよび前記出力端子
の出力インピーダンスがそれぞれZ0 、前記第1の高周
波インピーダンス素子のリアクタンスがX1 、前記第1
および第2の高周波移相素子として用いられた前記高周
波伝送線路の特性インピーダンスがZ2 、前記第2の高
周波インピーダンス素子のリアクタンスがX3 であると
き、前記リアクタンスX3 は、 X3 = Z2 21/(4Z0 2) の関係式により設定されていることを特徴とする移相
器。
6. The phase shifter according to claim 3, wherein the input impedance of the input terminal and the output impedance of the output terminal are respectively Z 0 , the reactance of the first high-frequency impedance element is X 1 , and the first high-frequency impedance element is X 1 .
When the characteristic impedance of the high-frequency transmission line used as the second high-frequency phase shift element is Z 2 , and the reactance of the second high-frequency impedance element is X 3 , the reactance X 3 becomes X 3 = Z 2 A phase shifter characterized by being set by a relational expression of 2 X 1 / (4Z 0 2 ).
【請求項7】 請求項4記載の移相器において、 前記入力端子の入力インピーダンスおよび前記出力端子
の出力インピーダンスがそれぞれZ0 、前記第1の高周
波インピーダンス素子のリアクタンスがX1 、前記第1
および第2の高周波移相素子に含まれる前記高周波伝送
線路の電気長および特性インピーダンスがそれぞれθお
よびZ、前記第1および第2の高周波移相素子に含まれ
るキャパシタの容量がC、前記第2の高周波インピーダ
ンス素子のリアクタンスがX3 であるとき、前記容量C
および前記リアクタンスX3 は、 C = 1/(2πf0Ztanθ) X3 = (Zsinθ)21/(4Z0 2) の関係式により設定されていることを特徴とする移相
器。
7. The phase shifter according to claim 4, wherein the input impedance of the input terminal and the output impedance of the output terminal are Z 0 , the reactance of the first high-frequency impedance element is X 1 , and the first high-frequency impedance element is X 1 , respectively.
The electrical length and characteristic impedance of the high-frequency transmission line included in the first and second high-frequency phase shift elements are θ and Z, respectively, the capacitance of the capacitor included in the first and second high-frequency phase shift elements is C, When the reactance of the high-frequency impedance element is X 3 , the capacitance C
And the reactance X 3 is, C = 1 / (2πf 0 Ztanθ) X 3 = (Zsinθ) 2 X 1 / (4Z 0 2) phase shifter, characterized in that it is set by the relational expression.
【請求項8】 請求項5記載の移相器において、 前記第1および第2の高周波移相素子のそれぞれは、一
端が接地されたキャパシタと、前記キャパシタの他端に
それぞれの一端が接続された2つのインダクタとから構
成されるT型回路であり、 前記入力端子の入力インピーダンスおよび前記出力端子
の出力インピーダンスがそれぞれZ0 、前記第1の高周
波インピーダンス素子のリアクタンスがX1 、前記キャ
パシタの容量がC、前記インダクタのインダクタンスが
L、前記第2の高周波インピーダンス素子のリアクタン
スがX3 であるとき、前記容量Cおよび前記リアクタン
スX3 は、 C = 1/[(2πf0)2L] X3 = (2πf0L)21/(4Z0 2) の関係式により設定されていることを特徴とする移相
器。
8. The phase shifter according to claim 5, wherein each of the first and second high-frequency phase shift elements has a capacitor grounded at one end and one end connected to the other end of the capacitor. A T-type circuit composed of two inductors, wherein the input impedance of the input terminal and the output impedance of the output terminal are Z 0 , the reactance of the first high-frequency impedance element is X 1 , and the capacitance of the capacitor, respectively. Is C, the inductance of the inductor is L, and the reactance of the second high-frequency impedance element is X 3 , the capacitance C and the reactance X 3 are C = 1 / [(2πf 0 ) 2 L] X 3 = (2πf 0 L) 2 X 1 / (4Z 0 2 ).
【請求項9】 請求項5記載の移相器において、 前記第1および第2の高周波移相素子のそれぞれは、イ
ンダクタと、前記インダクタの両端にそれぞれの一端が
接続されると共にそれぞれの他端が接地された2つのキ
ャパシタとから構成されるπ型回路であり、 前記入力端子の入力インピーダンスおよび前記出力端子
の出力インピーダンスがそれぞれZ0 、前記第1の高周
波インピーダンス素子のリアクタンスがX1 、前記キャ
パシタの容量をC、前記インダクタのインダクタンスを
L、前記第2の高周波インピーダンス素子のリアクタン
スがX3 であるとき、前記容量Cおよび前記リアクタン
スX3 は、 C = 1/[(2πf0)2L] X3 = (2πf0L)21/(4Z0 2) の関係式により設定されていることを特徴とする移相
器。
9. The phase shifter according to claim 5, wherein each of the first and second high-frequency phase shift elements has an inductor connected to one end of the inductor and one end connected to both ends of the inductor. Is a π-type circuit composed of two capacitors grounded, wherein the input impedance of the input terminal and the output impedance of the output terminal are Z 0 , the reactance of the first high-frequency impedance element is X 1 , When the capacitance of the capacitor is C, the inductance of the inductor is L, and the reactance of the second high-frequency impedance element is X 3 , the capacitance C and the reactance X 3 are C = 1 / [(2πf 0 ) 2 L ] A phase shifter characterized by being set by a relational expression of X 3 = (2πf 0 L) 2 X 1 / (4Z 0 2 ).
【請求項10】 請求項5記載の移相器において、 前記第1および第2の高周波移相素子のそれぞれは、一
端が接地されたインダクタと、前記インダクタの他端に
それぞれの一端が接続された2つのキャパシタとから構
成されるT型回路であり、 前記入力端子の入力インピーダンスおよび前記出力端子
の出力インピーダンスがそれぞれZ0 、前記第1の高周
波インピーダンス素子のリアクタンスがX1 、前記キャ
パシタの容量がC、前記インダクタのインダクタンスが
L、前記第2の高周波インピーダンス素子のリアクタン
スがX3 であるとき、前記容量Cおよび前記リアクタン
スX3 は、 C = 1/[(2πf0)2L] X3 = (2πf0L)21/(4Z0 2) の関係式により設定されていることを特徴とする移相
器。
10. The phase shifter according to claim 5, wherein each of the first and second high-frequency phase shift elements has an inductor grounded at one end and one end connected to the other end of the inductor. A T-type circuit comprising two capacitors, wherein the input impedance of the input terminal and the output impedance of the output terminal are Z 0 , the reactance of the first high-frequency impedance element is X 1 , and the capacitance of the capacitor Is C, the inductance of the inductor is L, and the reactance of the second high-frequency impedance element is X 3 , the capacitance C and the reactance X 3 are C = 1 / [(2πf 0 ) 2 L] X 3 = (2πf 0 L) 2 X 1 / (4Z 0 2 ).
【請求項11】 請求項5記載の移相器において、 前記第1および第2の高周波移相素子のそれぞれは、キ
ャパシタと、前記キャパシタの両端にそれぞれの一端が
接続されると共にそれぞれの他端が接地された2つのイ
ンダクタとから構成されるπ型回路であり、 前記入力端子の入力インピーダンスおよび前記出力端子
の出力インピーダンスがそれぞれZ0 、前記第1の高周
波インピーダンス素子のリアクタンスがX1 、前記キャ
パシタの容量がC、前記インダクタのインダクタンスが
L、前記第2の高周波インピーダンス素子のリアクタン
スがX3 であるとき、前記容量Cおよび前記リアクタン
スX3 は、 C = 1/[(2πf0)2L] X3 = (2πf0L)21/(4Z0 2) の関係式により設定されていることを特徴とする移相
器。
11. The phase shifter according to claim 5, wherein each of the first and second high-frequency phase shift elements has a capacitor and one end connected to both ends of the capacitor and the other end. Is a π-type circuit composed of two grounded inductors, wherein the input impedance of the input terminal and the output impedance of the output terminal are Z 0 , the reactance of the first high-frequency impedance element is X 1 , When the capacitance of the capacitor is C, the inductance of the inductor is L, and the reactance of the second high-frequency impedance element is X 3 , the capacitance C and the reactance X 3 are C = 1 / [(2πf 0 ) 2 L ] A phase shifter characterized by being set by a relational expression of X 3 = (2πf 0 L) 2 X 1 / (4Z 0 2 ).
【請求項12】 請求項1〜11いずれか1項記載の移
相器において、 前記第1および第2の高周波インピーダンス素子のそれ
ぞれは、可変キャパシタであることを特徴とする移相
器。
12. The phase shifter according to claim 1, wherein each of said first and second high-frequency impedance elements is a variable capacitor.
【請求項13】 請求項1〜11いずれか1項記載の移
相器において、 前記第1および第2の高周波インピーダンス素子のそれ
ぞれは、共振回路であることを特徴とする移相器。
13. The phase shifter according to claim 1, wherein each of the first and second high-frequency impedance elements is a resonance circuit.
【請求項14】 請求項13記載の移相器において、 前記共振回路は、インダクタとキャパシタとが直列接続
された直列共振回路であることを特徴とする移相器。
14. The phase shifter according to claim 13, wherein the resonance circuit is a series resonance circuit in which an inductor and a capacitor are connected in series.
【請求項15】 請求項13記載の移相器において、 前記共振回路は、インダクタとキャパシタとが並列接続
された並列共振回路であることを特徴とする移相器。
15. The phase shifter according to claim 13, wherein the resonance circuit is a parallel resonance circuit in which an inductor and a capacitor are connected in parallel.
【請求項16】 請求項13記載の移相器において、 前記共振回路は、インダクタと第1のキャパシタとが直
列接続された直列共振回路に対して第2のキャパシタが
並列接続された複合共振回路であることを特徴とする移
相器。
16. The phase shifter according to claim 13, wherein the resonance circuit is a composite resonance circuit in which a second capacitor is connected in parallel to a series resonance circuit in which an inductor and a first capacitor are connected in series. A phase shifter, characterized in that:
【請求項17】 請求項13記載の移相器において、 前記共振回路は、インダクタとキャパシタとが直列接続
された2つの直列共振回路が並列接続された複合共振回
路であることを特徴とする移相器。
17. The phase shifter according to claim 13, wherein the resonance circuit is a composite resonance circuit in which two series resonance circuits in which an inductor and a capacitor are connected in series are connected in parallel. Phaser.
【請求項18】 入力端子と出力端子との間に接続され
かつ実質的に抵抗から構成されたインピーダンスを有す
る第1の高周波インピーダンス素子と、 前記入力端子に一端が接続されかつ周波数f0 での位相
変化量が90度でありインピーダンス変換機能を有する
第1の高周波移相素子と、 前記出力端子と前記第1の高周波移相素子の他端との間
に接続されかつ周波数f0 での位相変化量が90度であ
りインピーダンス変換機能を有する第2の高周波移相素
子と、 前記第1の高周波移相素子と前記第2の高周波移相素子
との共通接続点に一端が接続されると共に他端が接地さ
れかつ実質的に抵抗から構成されたインピーダンスを有
する第2の高周波インピーダンス素子とを備え、前記第1および第2の高周波移相素子のそれぞれは、周
波数f 0 での電気長が90度より小さい高周波伝送線路
と、前記高周波伝送線路の両端にそれぞれの一端が接続
されると共にそれぞれの他端が接地された2つのキャパ
シタとから構成されるπ型回路であり、 前記入力端子の入力インピーダンスおよび前記出力端子
の出力インピーダンスがそれぞれZ 0 、前記第1の高周
波インピーダンス素子の抵抗がR 1 、前記第1および第
2の高周波移相素子に含まれる前記高周波伝送線路の電
気長および特性インピーダンスがそれぞれθおよびZ、
前記第1および第2の高周波移相素子に含まれるキャパ
シタの容量がC、前記第2の高周波インピーダンス素子
の抵抗がR 3 であるとき、前記容量Cおよび前記抵抗R
3 は、 C = 1/(2πf 0 Ztanθ) 3 = (Zsinθ) 2 1 /(4Z 0 2 ) の関係式により 設定されていることを特徴とする減衰
器。
18. A first high-frequency impedance element connected between an input terminal and an output terminal and having an impedance substantially constituted by a resistor, one end connected to the input terminal and having a frequency f 0 . A first high-frequency phase shift element having a phase change of 90 degrees and having an impedance conversion function, and a phase at a frequency f 0 connected between the output terminal and the other end of the first high-frequency phase shift element. A second high-frequency phase shift element having a change amount of 90 degrees and having an impedance conversion function, one end of which is connected to a common connection point of the first high-frequency phase shift element and the second high-frequency phase shift element; A second high-frequency impedance element having the other end grounded and having an impedance substantially constituted by a resistor, wherein each of the first and second high-frequency phase shift elements has a
High-frequency transmission line whose electric length at wave number f 0 is smaller than 90 degrees
And one end is connected to both ends of the high-frequency transmission line.
And two other ends grounded.
And a π-type circuit comprising an input terminal and an output impedance of the input terminal.
Has an output impedance of Z 0 , and the first high frequency
The resistance of the wave impedance element is R 1 ,
2 of the high-frequency transmission line included in the second high-frequency phase shift element.
The steepness and characteristic impedance are θ and Z, respectively.
Capacities included in the first and second high-frequency phase shift elements
A capacitor having a capacitance of C, the second high-frequency impedance element;
Is R 3 , the capacitance C and the resistance R
3, C = 1 / (2πf 0 Ztanθ) R 3 = (Zsinθ) attenuator, characterized in that it is set by the relational expression 2 R 1 / (4Z 0 2 ).
【請求項19】 入力端子と出力端子との間に接続され
かつ実質的に抵抗から構成されたインピーダンスを有す
る第1の高周波インピーダンス素子と、 前記入力端子に一端が接続されかつ周波数f 0 での位相
変化量が90度でありインピーダンス変換機能を有する
第1の高周波移相素子と、 前記出力端子と前記第1の高周波移相素子の他端との間
に接続されかつ周波数f 0 での位相変化量が90度であ
りインピーダンス変換機能を有する第2の高周波移相素
子と、 前記第1の高周波移相素子と前記第2の高周波移相素子
との共通接続点に一端 が接続されると共に他端が接地さ
れかつ実質的に抵抗から構成されたインピーダンスを有
する第2の高周波インピーダンス素子とを備え、 前記第1および第2の高周波移相素子のそれぞれは、一
端が接地されたキャパシタと、前記キャパシタの他端に
それぞれの一端が接続された2つのインダクタとから構
成されるT型回路であり、 前記入力端子の入力インピーダンスおよび前記出力端子
の出力インピーダンスがそれぞれZ 0 、前記第1の高周
波インピーダンス素子の抵抗がR 1 、前記キャパシタの
容量がC、前記インダクタのインダクタンスがL、前記
第2の高周波インピーダンス素子の抵抗がR 3 であると
き、前記容量Cおよび前記抵抗R 3 は、 C = 1/[(2πf 0 ) 2 L] 3 = (2πf 0 L) 2 1 /(4Z 0 2 ) の関係式により設定されている ことを特徴とする減衰
器。
19. A terminal connected between an input terminal and an output terminal.
And has an impedance substantially composed of resistors
A first high-frequency impedance element having one end connected to the input terminal and a phase at a frequency f 0.
The amount of change is 90 degrees and has an impedance conversion function
A first high-frequency phase shift element, between the output terminal and the other end of the first high-frequency phase shift element;
And the phase change at frequency f 0 is 90 degrees.
High frequency phase shifter having impedance conversion function
, The first high-frequency phase shift element, and the second high-frequency phase shift element
One end is connected to the common connection point with
And has an impedance substantially composed of resistors.
And a second high-frequency impedance element, wherein each of the first and second high-frequency phase shift elements
A capacitor having one end grounded and the other end of the capacitor
It consists of two inductors, one end of which is connected.
A T-type circuit is made, the input impedance and the output terminal of the input terminal
Has an output impedance of Z 0 , and the first high frequency
The impedance of the wave impedance element is R 1 ,
The capacitance is C, the inductance of the inductor is L,
If the resistance of the second high-frequency impedance element is a R 3
In this case, the capacitance C and the resistance R 3 are set by a relational expression of C = 1 / [(2πf 0 ) 2 L] R 3 = (2πf 0 L) 2 R 1 / (4Z 0 2 ) An attenuator.
【請求項20】 入力端子と出力端子との間に接続され
かつ実質的に抵抗から構成されたインピーダンスを有す
る第1の高周波インピーダンス素子と、 前記入力端子に一端が接続されかつ周波数f 0 での位相
変化量が90度でありインピーダンス変換機能を有する
第1の高周波移相素子と、 前記出力端子と前記第1の高周波移相素子の他端との間
に接続されかつ周波数f 0 での位相変化量が90度であ
りインピーダンス変換機能を有する第2の高周波移相素
子と、 前記第1の高周波移相素子と前記第2の高周波移相素子
との共通接続点に一端が接続されると共に他端が接地さ
れかつ実質的に抵抗から構成されたインピーダンスを有
する第2の高周波インピーダンス素子とを備え、 前記第1および第2の高周波移相素子のそれぞれは、イ
ンダクタと、前記インダクタの両端にそれぞれの一端が
接続されると共にそれぞれの他端が接地された2つのキ
ャパシタとから構成されるπ型回路であり、 前記入力端子の入力インピーダンスおよび前記出力端子
の出力インピーダンスがそれぞれZ 0 、前記第1の高周
波インピーダンス素子の抵抗がR 1 、前記キャパシタの
容量をC、前記インダクタのインダクタンスをL、前記
第2の高周波インピーダンス素子の抵抗がR 3 であると
き、前記容量Cおよび前記抵抗R 3 は、 C = 1/[(2πf 0 ) 2 L] 3 = (2πf 0 L) 2 1 /(4Z 0 2 ) の関係式により設定されている ことを特徴とする減衰
器。
20. A power supply connected between an input terminal and an output terminal.
And has an impedance substantially composed of resistors
A first high-frequency impedance element having one end connected to the input terminal and a phase at a frequency f 0.
The amount of change is 90 degrees and has an impedance conversion function
A first high-frequency phase shift element, between the output terminal and the other end of the first high-frequency phase shift element;
And the phase change at frequency f 0 is 90 degrees.
High frequency phase shifter having impedance conversion function
, The first high-frequency phase shift element, and the second high-frequency phase shift element
One end is connected to the common connection point with
And has an impedance substantially composed of resistors.
And a second high-frequency impedance element, wherein each of the first and second high-frequency phase shift elements
One end of each of the inductor and both ends of the inductor
Two keys that are connected and the other ends of which are grounded
A π-type circuit composed of a capacitor and an input impedance of the input terminal and the output terminal.
Has an output impedance of Z 0 , and the first high frequency
The impedance of the wave impedance element is R 1 ,
The capacitance is C, the inductance of the inductor is L,
If the resistance of the second high-frequency impedance element is a R 3
In this case, the capacitance C and the resistance R 3 are set by a relational expression of C = 1 / [(2πf 0 ) 2 L] R 3 = (2πf 0 L) 2 R 1 / (4Z 0 2 ) An attenuator.
【請求項21】 入力端子と出力端子との間に接続され
かつ実質的に抵抗から構成されたインピーダンスを有す
る第1の高周波インピーダンス素子と、 前記入力端子に一端が接続されかつ周波数f 0 での位相
変化量が90度でありインピーダンス変換機能を有する
第1の高周波移相素子と、 前記出力端子と前記第1の高周波移相素子の他端との間
に接続されかつ周波数f 0 での位相変化量が90度であ
りインピーダンス変換機能を有する第2の高周波移相素
子と、 前記第1の高周波移相素子と前記第2の高周波移相素子
との共通接続点に一端が接続されると共に他端が接地さ
れかつ実質的に抵抗から構成されたインピーダンスを有
する第2の高周波インピーダンス素子とを備え、 前記第1および第2の高周波移相素子のそれぞれは、一
端が接地されたインダクタと、前記インダクタの他端に
それぞれの一端が接続された2つのキャパシタとから構
成されるT型回路であり、 前記入力端子の入力インピーダンスおよび前記出力端子
の出力インピーダンスがそれぞれZ 0 、前記第1の高周
波インピーダンス素子の抵抗がR 1 、前記キャパシタの
容量がC、前記インダクタのインダクタンスがL、前記
第2の高周波インピーダンス素子の抵抗がR 3 であると
き、前記容量Cおよび前記抵抗R 3 は、 C = 1/[(2πf 0 ) 2 L] 3 = (2πf 0 L) 2 1 /(4Z 0 2 ) の関係式により設定されている ことを特徴とする減衰
器。
21. A power supply connected between an input terminal and an output terminal.
And has an impedance substantially composed of resistors
A first high-frequency impedance element having one end connected to the input terminal and a phase at a frequency f 0.
The amount of change is 90 degrees and has an impedance conversion function
A first high-frequency phase shift element, between the output terminal and the other end of the first high-frequency phase shift element;
And the phase change at frequency f 0 is 90 degrees.
High frequency phase shifter having impedance conversion function
, The first high-frequency phase shift element, and the second high-frequency phase shift element
One end is connected to the common connection point with
And has an impedance substantially composed of resistors.
And a second high-frequency impedance element, wherein each of the first and second high-frequency phase shift elements
An inductor whose end is grounded, and the other end of the inductor
It consists of two capacitors, one end of each of which is connected.
A T-type circuit is made, the input impedance and the output terminal of the input terminal
Has an output impedance of Z 0 , and the first high frequency
The impedance of the wave impedance element is R 1 ,
The capacitance is C, the inductance of the inductor is L,
If the resistance of the second high-frequency impedance element is a R 3
In this case, the capacitance C and the resistance R 3 are set by a relational expression of C = 1 / [(2πf 0 ) 2 L] R 3 = (2πf 0 L) 2 R 1 / (4Z 0 2 ) An attenuator.
【請求項22】 入力端子と出力端子との間に接続され
かつ実質的に抵抗から構成されたインピーダンスを有す
る第1の高周波インピーダンス素子と、 前記入力端子に一端が接続されかつ周波数f 0 での位相
変化量が90度でありインピーダンス変換機能を有する
第1の高周波移相素子と、 前記出力端子と前記第1の高周波移相素子の他端との間
に接続されかつ周波数f 0 での位相変化量が90度であ
りインピーダンス変換機能を有する第2の高周 波移相素
子と、 前記第1の高周波移相素子と前記第2の高周波移相素子
との共通接続点に一端が接続されると共に他端が接地さ
れかつ実質的に抵抗から構成されたインピーダンスを有
する第2の高周波インピーダンス素子とを備え、 前記第1および第2の高周波移相素子のそれぞれは、キ
ャパシタと、前記キャパシタの両端にそれぞれの一端が
接続されると共にそれぞれの他端が接地された2つのイ
ンダクタとから構成されるπ型回路であり、 前記入力端子の入力インピーダンスおよび前記出力端子
の出力インピーダンスがそれぞれZ 0 、前記第1の高周
波インピーダンス素子の抵抗がR 1 、前記キャパシタの
容量がC、前記インダクタのインダクタンスがL、前記
第2の高周波インピーダンス素子の抵抗がR 3 であると
き、前記容量Cおよび前記抵抗R 3 は、 C = 1/[(2πf 0 ) 2 L] 3 = (2πf 0 L) 2 1 /(4Z 0 2 ) の関係式により設定されている ことを特徴とする減衰
器。
22. A power supply connected between an input terminal and an output terminal.
And has an impedance substantially composed of resistors
A first high-frequency impedance element having one end connected to the input terminal and a phase at a frequency f 0.
The amount of change is 90 degrees and has an impedance conversion function
A first high-frequency phase shift element, between the output terminal and the other end of the first high-frequency phase shift element;
And the phase change at frequency f 0 is 90 degrees.
The second high-frequency NamiUtsuri Aimoto with Ri impedance conversion function
, The first high-frequency phase shift element, and the second high-frequency phase shift element
One end is connected to the common connection point with
And has an impedance substantially composed of resistors.
And a second high-frequency impedance element, wherein each of the first and second high-frequency phase shift elements
One end of each of the capacitors and both ends of the capacitor
Connected and the other end is grounded.
A π-type circuit comprising an input terminal and an input terminal;
Has an output impedance of Z 0 , and the first high frequency
The impedance of the wave impedance element is R 1 ,
The capacitance is C, the inductance of the inductor is L,
If the resistance of the second high-frequency impedance element is a R 3
In this case, the capacitance C and the resistance R 3 are set by a relational expression of C = 1 / [(2πf 0 ) 2 L] R 3 = (2πf 0 L) 2 R 1 / (4Z 0 2 ) An attenuator.
【請求項23】 請求項18〜22いずれか1項記載の
減衰器において、前記第1および第2の高周波インピーダンス素子のそれ
ぞれの抵抗は、可変である ことを特徴とする減衰器。
23. The attenuator according to claim 18 , wherein said first and second high-frequency impedance elements are provided.
An attenuator characterized in that each resistance is variable .
【請求項24】 入力端子と出力端子との間に接続され
かつ抵抗成分を含むインピーダンスを有しかつ入力され
た信号電力に応じて非線形信号を発生する第1の非線形
素子と、 前記入力端子に一端が接続されかつ周波数f 0 での位相
変化量が90度でありインピーダンス変換機能を有する
第1の高周波移相素子と、 前記出力端子と前記第1の高周波移相素子の他端との間
に接続されかつ周波数f 0 での位相変化量が90度であ
りインピーダンス変換機能を有する第2の高周波移相素
子と、 前記第1の高周波移相素子と前記第2の高周波移相素子
との共通接続点に一端が接続されると共に他端が接地さ
れかつ抵抗成分を含むインピーダンスを有しかつ入力さ
れた信号電力に応じて前記第1の非線形素子と同様の非
線形信号を発生する第2の非線形素子とを備え、 前記第1の非線形素子のインピーダンスの抵抗成分と前
記第2の非線形素子のインピーダンスの抵抗成分は、周
波数f 0 での入出力反射係数が概ね零となるように設定
されていることを特徴とする非線形信号発生器。
24. A power supply connected between an input terminal and an output terminal.
Having an impedance including a resistance component and being input
A first non-linear signal for generating a non-linear signal in accordance with the applied signal power
Element and one end connected to the input terminal and the phase at frequency f 0
The amount of change is 90 degrees and has an impedance conversion function
A first high-frequency phase shift element, between the output terminal and the other end of the first high-frequency phase shift element;
And the phase change at frequency f 0 is 90 degrees.
High frequency phase shifter having impedance conversion function
, The first high-frequency phase shift element, and the second high-frequency phase shift element
One end is connected to the common connection point with
Having an impedance including a resistance component and input
The same non-linear element as that of the first nonlinear element according to the signal power obtained.
A second nonlinear element for generating a linear signal, wherein a resistance component of an impedance of the first nonlinear element and
The resistance component of the impedance of the second nonlinear element is
Set so that the input / output reflection coefficient at wave number f 0 is almost zero
A non-linear signal generator characterized in that:
【請求項25】 請求項24記載の非線形信号発生器に
おいて、 前記第1および第2の高周波移相素子のそれぞれは、周
波数f 0 での電気長が90度の高周波伝送線路であるこ
とを特徴とする非線形信号発生器。
25. The nonlinear signal generator according to claim 24,
Oite, wherein each of the first and second high-frequency phase shifting elements, the circumferential
This electrical length at the wavenumber f 0 is 90 degrees of the high-frequency transmission line
And a non-linear signal generator.
【請求項26】 請求項24記載の非線形信号発生器に
おいて、 前記第1および第2の高周波移相素子のそれぞれは、周
波数f 0 での電気長が90度より小さい高周波伝送線路
と、前記高周波伝送線路の両端にそれぞれの一端が接続
されると共にそれぞれの他端が接地された2つのキャパ
シタとから構成されるπ型回路であることを特徴とする
非線形信号発生器。
26. The nonlinear signal generator according to claim 24, wherein
Oite, wherein each of the first and second high-frequency phase shifting elements, the circumferential
High-frequency transmission line whose electric length at wave number f 0 is smaller than 90 degrees
And one end is connected to both ends of the high-frequency transmission line.
And two other ends grounded.
It is characterized by being a π-type circuit composed of
Non-linear signal generator.
【請求項27】 請求項24記載の非線形信号発生器に
おいて、 前記第1および第2の高周波移相素子のそれぞれは、イ
ンダクタとキャパシタとから構成される集中定数回路で
あることを特徴とする非線形信号発生器。
27. The nonlinear signal generator according to claim 24,
Here, each of the first and second high-frequency phase shift elements is
Lumped constant circuit composed of inductor and capacitor
A non-linear signal generator, characterized in that:
【請求項28】 請求項25記載の非線形信号発生器に28. The nonlinear signal generator according to claim 25,
おいて、And 前記入力端子の入力インピーダンスおよび前記出力端子Input impedance of the input terminal and the output terminal
の出力インピーダンスがそれぞれZOutput impedance is Z 0 0 、前記第1の非線, The first non-linear
形素子の抵抗成分がRThe resistance component of the element is R 1 1 、前記第1および第2の高周波The first and second high frequencies
移相素子として用いられた前記高周波伝送線路の特性イCharacteristics of the high-frequency transmission line used as a phase shift element
ンピーダンスがZImpedance is Z 2 Two 、前記第2の非線形素子の抵抗成分, The resistance component of the second nonlinear element
がRIs R 3 Three であるとき、前記抵抗成分R, The resistance component R 1 1 ,R, R 3 Three は、Is R 11 = 2Z = 2Z 00 R 3Three = Z = Z 2Two 2Two R 11 /(4Z/ (4Z 00 2Two )) の関係式により設定されていることを特徴とする非線形Characterized by being set by the relational expression
信号発生器。Signal generator.
【請求項29】 請求項26記載の非線形信号発生器に
おいて、 前記入力端子の入力インピーダンスおよび前記出力端子
の出力インピーダンスがそれぞれZ 0 、前記第1の非線
形素子の抵抗成分がR 1 、前記第1および第2の高周波
移相素子に含まれる前記高周波伝送線路の電気長および
特性インピーダンスがそれぞれθおよびZ、前記第1お
よび第2の高周波移相素子に含まれるキャパシタの容量
がC、前記第2の非線形素子の抵抗成分がR 3 であると
き、前記 容量Cおよび前記抵抗成分R 1 ,R 3 は、 C = 1/(2πf 0 Ztanθ) 1 = 2Z 0 3 = (Zsinθ) 2 1 /(4Z 0 2 ) の関係式により 設定されていることを特徴とする非線形
信号発生器。
29. The nonlinear signal generator according to claim 26,
Oite, input impedance and the output terminal of the input terminal
Has an output impedance of Z 0 , and the first nonlinear
The resistance component of the element is R 1 , and the first and second high-frequency components are
Electrical length of the high-frequency transmission line included in the phase shift element and
The characteristic impedances are θ and Z, respectively,
And the capacitance of the capacitor included in the second high-frequency phase shift element
But C, the resistance component of the second nonlinear element when is R 3
In this case, the capacitance C and the resistance components R 1 and R 3 are set by a relational expression of C = 1 / (2πf 0 Ztan θ) R 1 = 2Z 0 R 3 = ( Z sin θ) 2 R 1 / (4Z 0 2 ) A non-linear signal generator characterized in that:
【請求項30】 請求項27記載の非線形信号発生器に
おいて、 前記第1および第2の高周波移相素子のそれぞれは、
端が接地されたキャパシタと、前記キャパシタの他端に
それぞれの一端が接続された2つのインダクタとから構
成されるT型回路であり、 前記入力端子の入力インピーダンスおよび前記出力端子
の出力インピーダンスがそれぞれZ 0 、前記第1の非線
形素子の抵抗成分がR 1 、前記キャパシタの容量がC、
前記インダクタのインダクタンスがL、前記第2の非線
形素子の抵抗成分がR 3 であるとき、前記容量Cおよび
前記抵抗成分R 1 ,R 3 は、 C = 1/[(2πf 0 ) 2 L] 1 = 2Z 0 3 = (2πf 0 L) 2 1 /(4Z 0 2 ) の関係式により設定されている ことを特徴とする非線形
信号発生器。
30. A non-linear signal generator of claim 27, wherein each of the first and second high-frequency phase shifting elements, one
A capacitor having one end grounded and the other end of the capacitor
It consists of two inductors, one end of which is connected.
A T-type circuit is made, the input impedance and the output terminal of the input terminal
Has an output impedance of Z 0 , and the first nonlinear
The resistance component of the element is R 1 , the capacitance of the capacitor is C,
The inductance of the inductor is L, the second nonlinearity;
When the resistance component of the element is R 3 ,
The resistance components R 1 and R 3 are set by a relational expression of C = 1 / [(2πf 0 ) 2 L] R 1 = 2Z 0 R 3 = (2πf 0 L) 2 R 1 / (4Z 0 2 ) nonlinear signal generator, characterized by that.
【請求項31】 請求項27記載の非線形信号発生器に
おいて、 前記第1および第2の高周波移相素子のそれぞれは、
ンダクタと、前記インダクタの両端にそれぞれの一端が
接続されると共にそれぞれの他端が接地された2つのキ
ャパシタとから構成されるπ型回路であり、 前記入力端子の入力インピーダンスおよび前記出力端子
の出力インピーダンスがそれぞれZ 0 、前記第1の非線
形素子の抵抗成分がR 1 、前記キャパシタの容量をC、
前記インダクタのインダクタンスをL、前記第2の非線
形素子の抵抗成分がR 3 であるとき、前記容量Cおよび
前記抵抗成分R 1 ,R 3 は、 C = 1/[(2πf 0 ) 2 L] 1 = 2Z 0 3 = (2πf 0 L) 2 1 /(4Z 0 2 ) の関係式により設定されている ことを特徴とする非線形
信号発生器。
31. A non-linear signal generator of claim 27, wherein each of the first and second high-frequency phase shifting elements, Lee
And inductor, Ri π type circuit der composed of two capacitors, each of the other end of which is grounded with each one at both ends of the inductor is connected, the input impedance and the output terminal of the input terminal
Has an output impedance of Z 0 , and the first nonlinear
The resistance component of the element is R 1 , the capacitance of the capacitor is C,
The inductance of the inductor is L, the second non-linear
When the resistance component of the element is R 3 ,
The resistance components R 1 and R 3 are set by a relational expression of C = 1 / [(2πf 0 ) 2 L] R 1 = 2Z 0 R 3 = (2πf 0 L) 2 R 1 / (4Z 0 2 ) nonlinear signal generator, characterized by that.
【請求項32】 請求項27記載の非線形信号発生器に
おいて、 前記第1および第2の高周波移相素子のそれぞれは、
端が接地されたインダクタと、前記インダクタの他端に
それぞれの一端が接続された2つのキャパシタとから構
成されるT型回路であり、 前記入力端子の入力インピーダンスおよび前記出力端子
の出力インピーダンスがそれぞれZ 0 、前記第1の非線
形素子の抵抗成分がR 1 、前記キャパシタの容量がC、
前記インダクタのインダクタンスがL、前記第2の非線
形素子の抵抗成分がR 3 であるとき、前記容量Cおよび
前記抵抗成分R 1 ,R 3 は、 C = 1/[(2πf 0 ) 2 L] 1 = 2Z 0 3 = (2πf 0 L) 2 1 /(4Z 0 2 ) の関係式により設定されている ことを特徴とする非線形
信号発生器。
32. A non-linear signal generator of claim 27, wherein each of the first and second high-frequency phase shifting elements, one
An inductor whose end is grounded, and the other end of the inductor
It consists of two capacitors, one end of each of which is connected.
A T-type circuit is made, the input impedance and the output terminal of the input terminal
Has an output impedance of Z 0 , and the first nonlinear
The resistance component of the element is R 1 , the capacitance of the capacitor is C,
The inductance of the inductor is L, the second nonlinearity;
When the resistance component of the element is R 3 ,
The resistance components R 1 and R 3 are set by a relational expression of C = 1 / [(2πf 0 ) 2 L] R 1 = 2Z 0 R 3 = (2πf 0 L) 2 R 1 / (4Z 0 2 ) nonlinear signal generator, characterized by that.
【請求項33】 請求項27記載の非線形信号発生器に
おいて、前記第1および第2の高周波移相素子のそれぞれは、キ
ャパシタと、前記キャパシタの両端にそれぞれの一端が
接続されると共にそれぞれの他端が接地された2つのイ
ンダクタとから構成されるπ型回路であり、 前記入力端子の入力インピーダンスおよび前記出力端子
の出力インピーダンスがそれぞれZ0 、前記第1の非線
形素子の抵抗成分がR1 前記キャパシタの容量がC、
前記インダクタのインダクタンスがL、前記第2の非線
形素子の抵抗成分がR3 であるとき、前記容量Cおよび
前記抵抗成分R1 ,R3 は、C = 1/[(2πf 0 ) 2 L]1 = 2Z0 3 = (2πf 0 L) 2 1 /(4Z 0 2 ) の関係式により設定されていることを特徴とする非線形
信号発生器。
33. The nonlinear signal generator according to claim 27 , wherein each of said first and second high-frequency phase shift elements comprises a key.
One end of each of the capacitors and both ends of the capacitor
Connected and the other end is grounded.
A π-type circuit composed of the inductor, the output impedance of the input impedance and the output terminal of said input terminals, respectively Z 0, the capacitance of the resistive component of the first nonlinear element is R 1, the capacitor C,
When the inductance of the inductor is L 1 and the resistance component of the second nonlinear element is R 3 , the capacitance C and the resistance components R 1 and R 3 are represented by C = 1 / [(2πf 0 ) 2 L] R 1 = 2Z 0 R 3 = (2πf 0 L) 2 R 1 / (4Z 0 2 ) A nonlinear signal generator characterized by the following equation:
【請求項34】 請求項24記載の非線形信号発生器に
おいて、前記第1および第2の非線形素子のそれぞれは、逆極性
に並列接続された2つのダイオードと、これらのダイオ
ードに並列接続された抵抗とを有し、前記ダイオードの
それぞれにバイアス電流が流れるように構成される こと
を特徴とする非線形信号発生器。
34. The nonlinear signal generator according to claim 24 , wherein each of said first and second nonlinear elements has opposite polarity.
And two diodes connected in parallel to
And a resistor connected in parallel with the diode.
A non-linear signal generator characterized in that a bias current flows in each of them.
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