JP3951488B2 - 分配可変移相器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波信号の分配が行えるとともに、分配された信号の位相差を連続的に変えることのできる分配可変移相器に関するものである。この分配可変移相器を用いてアレイアンテナのビームチルト角を連続的に変えることのできる給電移相器を構成することができる。
【０００２】
【従来の技術】
アレイアンテナのビームチルト角を変えるためには、電力分配器で分配された高周波信号を各アンテナ素子に給電する位相を変える必要がある。
このためには、各アンテナ素子に給電するストリップラインの長さを任意に変えることのできる分配可変移相器が提案されている（特開平５−１２１９１５号公報、特開平９−２１４２１１号公報参照）。この分配可変移相器によれば、時計の針のような回転結合導体を回転させて、円弧状出力側ストリップラインの任意の位置に信号を供給することにより分配位相を変えることができる。
【０００３】
図７は、特開平９−２１４２１１号公報から引用する分配可変移相器の概略図である。図７によると、誘電体基板１０４の上に入力側ストリップ線路１０１と、円弧状の出力側ストリップ線路１０３を形成し、回転結合導体１０２を両者の間に渡している。そして回転結合導体１０２の回転角θに応じた分配位相差を実現している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記公報に記載された分配可変移相器では、回動角θの大きさに応じて、回転結合導体１０２と入力側ストリップ線路１０１との結合部の位置関係が変化する。このため、回転結合導体１０２と入力側ストリップ線路１０１との結合部の電気的特性が変化するという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、回動角θがかわっても入力側ストリップラインと回転結合導体との位置関係が不変で、電気的特性の変化しない分配可変移相器を実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
本発明の分配可変移相器は、固定地板と、固定地板の一点を中心点として固定地板の上に円弧状又は円環状に設けられたストリップ導体と、前記円弧又は円環と同心に回転可能に設置される回転結合導体と、前記固定地板の中心点に固定地板を貫通して設置され、固定地板の裏側において電極端子を形成する断面円形の導体棒と、前記導体棒と前記固定地板との間の絶縁を保つための絶縁体とを備え、前記導体棒の先端面の前記中心点には、突起が形成され、前記回転結合導体の回転中心には、前記突起よりも大きな穴が設けられ、前記回転結合導体と前記ストリップ導体との接触面及び前記回転結合導体と前記導体棒の先端面との接触面には、絶縁膜が介在し、前記穴は、前記絶縁膜及び前記突起と前記穴との間に介在される絶縁筒を介して、前記突起に嵌合することにより、前記回転結合導体の回転が可能であるものである（請求項１）。
【０００７】
この構成の分配可変移相器によれば、高周波電気信号は導体棒より入力され、回転結合導体を伝搬して、ストリップ導体に結合され、両方向に分配される。このとき回転結合導体の回転角を設定することにより、両方向に分配された信号の位相差を変化させることができる。
この発明の特徴は、回転結合導体が、その回転軸に対して、回転対称形の導体（例えば円柱導体棒）を中心にして回転することである。したがって、回転結合導体の回動角θがかわっても中心導体と回転結合導体との位置関係が不変で、これらの結合部の高周波電気的特性が変化しないという効果を奏する。
【０００８】
本発明の他の構成の分配可変移相器は、固定地板と、固定地板の一点を中心点として固定地板の上に円弧状又は円環状に設けられたストリップ導体と、前記円弧又は円環と同心に回転可能に設置される回転結合導体と、前記固定地板の中心点に固定地板を貫通して設置され、固定地板の裏側において電極端子を形成する断面円形の導体棒と、前記導体棒と前記固定地板との間の絶縁を保つための絶縁体とを備え、前記回転結合導体の回転中心には、ピンが突出し、前記導体棒の先端面の前記中心点には、前記ピンよりも大きな直径を持つ穴が形成され、前記回転結合導体と前記ストリップ導体との接触面及び前記回転結合導体と前記導体棒の先端面との接触面には、絶縁膜が介在し、前記ピンは、前記絶縁膜及び前記突起と前記穴との間に介在される絶縁筒を介して、前記穴に嵌合することにより、前記回転結合導体の回転が可能であるものである（請求項２）。
請求項１又は請求項２記載の構成において、前記回転結合導体とストリップ導体との接触面及び前記回転結合導体と導体棒との接触面には、絶縁膜が介在しているため、回転結合導体とストリップ導体、回転結合導体と導体棒との摺動性をよくし、静電結合を確保することができる。また、可動部の導体同士の接触は雑音特性、相互変調歪みの原因となるが、これを避けることもできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、分配可変移相器の斜視図であり、図２は平面図である。
分配可変移相器は、金属製の固定地板１の上に絶縁基板５を設け、その上に円弧状又は円環状のストリップ導体２を形成している。また、前記円弧又は円環の中心Ｐと同心に回転可能な回転結合導体３を設置し、さらに、回転結合導体３の回転軸となる断面円形の導体棒４を、固定地板１を貫いて設置している。
【００１０】
また、回転結合導体３とストリップ導体２との絶縁を保ち、回転結合導体３と導体棒４との絶縁を保つため、回転結合導体３の裏面に薄い絶縁フィルム６をコーティングしている。絶縁フィルム６をコーティングする代わりに絶縁シートを挿入してもよい。絶縁フィルム６又は絶縁シートは、静電結合の静電容量Ｃができるだけ大きく、高周波信号の周波数ｆにおけるインピーダンス（1/2πｆＣ）がストリップ導体２の特性インピーダンスに比べてできるだけ小さくなるように、誘電率の高く薄いものを選ぶことが広帯域特性確保のために望ましい。例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やポリテトラフルオロエチレンの厚さ0.05mm程度のフィルム又はシートを使用する。
【００１１】
図３は分配可変移相器の側断面図と底面図を表す。
絶縁基板５は、固定地板１の上面に一部埋め込まれており、この絶縁基板５の上にストリップ導体２が形成されている。導体棒４は、回転結合導体３を回転自在に載せるための平らな円い頭部４ａと突起４ｂを有する円柱体であり、頭部４ａの直径の方が円柱体自体の直径よりも大きくなっている。さらに、導体棒４は固定地板１との絶縁を保つための円筒状の絶縁体７にはめ込まれており、この状態で、導体棒４及び絶縁体７が固定地板１の孔に挿入されている。
【００１２】
また、絶縁フィルム６又は絶縁シートには前記突起４ｂよりも十分に大きな直径を持つ孔をあけ、回転結合導体３に穴を設けて絶縁筒４ｃを介してこの突起４ｂに嵌合させることにより、回転結合導体３の回転を可能にする。
【００１３】
固定地板１の裏側には、固定地板１と電気的に接続される金属円筒８が前記絶縁体７を囲んでいる。この金属円筒８と前記導体棒４とで短い同軸伝送路を構成しており、かつ同軸ケーブルの電極端子となる。
電極端子から、導体棒４を通して回転結合導体３に入った信号は、ストリップ導体２において２分配され、分配後はストリップ導体２の両端の出力部（図示せず）に達する。回転結合導体３の回転角に応じて決まるストリップ導体２の長さの差が、分配された両信号の位相差を決定する。
【００１４】
以上の構成のとおりであるから、回転結合導体３が回転しても、回転結合導体３は導体棒４の平らな円い頭部４ａの上を回転するだけであり、両者の電気的結合状態は変わらない。したがって、分配移相量の如何にかかわらず、電気的特性は変化しない。
図４は、分配可変移相器の他の具体例を示す側断面図である。
【００１５】
この例によれば、固定地板１の裏側にストリップ導体１０を形成した絶縁基板９を設け、固定地板１の孔に挿入されている導体棒４の先端が、分配可変移相器の入力部として機能するストリップ導体１０に接続されている。
この場合の回転結合導体３の回転機構は、図３の構造とは異なり、回転結合導体３にピン３ａを通し、絶縁フィルム６又は絶縁シートにはこのピン３ａよりも十分に大きな直径を持つ孔をあけ、導体棒４の頭部４ａに穴４ｄを設けて絶縁筒を介してこのピン３ａに嵌合させている。
【００１６】
図５は、４方向に分配する分配可変移相器を示す平面図、図６は側断面図である。回転結合導体２１の回転軸は、回転結合導体２１の端部ではない途中部のａ：ｂの内分点に設定されている。ａ，ｂの数値は限定されないが、例えば３：１にとられる。回転軸の構造は、図４を用いて説明したのとほぼ同じであるが、地板２０の裏面の基板２９と地板２０との間に空気が介在していることのみ異なっている。基板２９のストリップ導体３０から導体棒２７を通して回転結合導体２１に入力された信号は２分され、それぞれ扇形に形成されたストリップ導体２２，２６に供給され、それぞれ２分され、出力端に伝搬される。
【００１７】
以上のように、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は前記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、回転結合導体３の回転機構は、図示したものに限られず、任意の回転機構を採用してもよい。その他本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分配可変移相器の実施の形態を説明するための斜視図である。
【図２】図１の分配可変移相器の平面図である。
【図３】図１の分配可変移相器の側断面図である。
【図４】本発明の分配可変移相器の他の実施の形態を説明するための側断面図である。
【図５】本発明の４分配型の分配可変移相器の実施の形態を説明するための平面図である。
【図６】図５の分配可変移相器の側断面図である。
【図７】従来の分配可変移相器を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，２０ 固定地板
２，２２，２６ ストリップ導体
３，２１ 回転結合導体
４，２７ 導体棒
６，２４ 絶縁フィルム
７ 絶縁体
８ 金属円筒
９，２９ 絶縁基板
１０，３０ ストリップ導体
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波信号の分配が行えるとともに、分配された信号の位相差を連続的に変えることのできる分配可変移相器に関するものである。この分配可変移相器を用いてアレイアンテナのビームチルト角を連続的に変えることのできる給電移相器を構成することができる。
【０００２】
【従来の技術】
アレイアンテナのビームチルト角を変えるためには、電力分配器で分配された高周波信号を各アンテナ素子に給電する位相を変える必要がある。
このためには、各アンテナ素子に給電するストリップラインの長さを任意に変えることのできる分配可変移相器が提案されている（特開平５−１２１９１５号公報、特開平９−２１４２１１号公報参照）。この分配可変移相器によれば、時計の針のような回転結合導体を回転させて、円弧状出力側ストリップラインの任意の位置に信号を供給することにより分配位相を変えることができる。
【０００３】
図７は、特開平９−２１４２１１号公報から引用する分配可変移相器の概略図である。図７によると、誘電体基板１０４の上に入力側ストリップ線路１０１と、円弧状の出力側ストリップ線路１０３を形成し、回転結合導体１０２を両者の間に渡している。そして回転結合導体１０２の回転角θに応じた分配位相差を実現している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記公報に記載された分配可変移相器では、回動角θの大きさに応じて、回転結合導体１０２と入力側ストリップ線路１０１との結合部の位置関係が変化する。このため、回転結合導体１０２と入力側ストリップ線路１０１との結合部の電気的特性が変化するという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、回動角θがかわっても入力側ストリップラインと回転結合導体との位置関係が不変で、電気的特性の変化しない分配可変移相器を実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
本発明の分配可変移相器は、固定地板と、固定地板の一点を中心点として固定地板の上に円弧状又は円環状に設けられたストリップ導体と、前記円弧又は円環と同心に回転可能に設置される回転結合導体と、前記固定地板の中心点に固定地板を貫通して設置され、固定地板の裏側において電極端子を形成する断面円形の導体棒と、前記導体棒と前記固定地板との間の絶縁を保つための絶縁体とを備え、前記導体棒の先端面の前記中心点には、突起が形成され、前記回転結合導体の回転中心には、前記突起よりも大きな穴が設けられ、前記回転結合導体と前記ストリップ導体との接触面及び前記回転結合導体と前記導体棒の先端面との接触面には、絶縁膜が介在し、前記穴は、前記絶縁膜及び前記突起と前記穴との間に介在される絶縁筒を介して、前記突起に嵌合することにより、前記回転結合導体の回転が可能であるものである（請求項１）。
【０００７】
この構成の分配可変移相器によれば、高周波電気信号は導体棒より入力され、回転結合導体を伝搬して、ストリップ導体に結合され、両方向に分配される。このとき回転結合導体の回転角を設定することにより、両方向に分配された信号の位相差を変化させることができる。
この発明の特徴は、回転結合導体が、その回転軸に対して、回転対称形の導体（例えば円柱導体棒）を中心にして回転することである。したがって、回転結合導体の回動角θがかわっても中心導体と回転結合導体との位置関係が不変で、これらの結合部の高周波電気的特性が変化しないという効果を奏する。
【０００８】
本発明の他の構成の分配可変移相器は、固定地板と、固定地板の一点を中心点として固定地板の上に円弧状又は円環状に設けられたストリップ導体と、前記円弧又は円環と同心に回転可能に設置される回転結合導体と、前記固定地板の中心点に固定地板を貫通して設置され、固定地板の裏側において電極端子を形成する断面円形の導体棒と、前記導体棒と前記固定地板との間の絶縁を保つための絶縁体とを備え、前記回転結合導体の回転中心には、ピンが突出し、前記導体棒の先端面の前記中心点には、前記ピンよりも大きな直径を持つ穴が形成され、前記回転結合導体と前記ストリップ導体との接触面及び前記回転結合導体と前記導体棒の先端面との接触面には、絶縁膜が介在し、前記ピンは、前記絶縁膜及び前記突起と前記穴との間に介在される絶縁筒を介して、前記穴に嵌合することにより、前記回転結合導体の回転が可能であるものである（請求項２）。
請求項１又は請求項２記載の構成において、前記回転結合導体とストリップ導体との接触面及び前記回転結合導体と導体棒との接触面には、絶縁膜が介在しているため、回転結合導体とストリップ導体、回転結合導体と導体棒との摺動性をよくし、静電結合を確保することができる。また、可動部の導体同士の接触は雑音特性、相互変調歪みの原因となるが、これを避けることもできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、分配可変移相器の斜視図であり、図２は平面図である。
分配可変移相器は、金属製の固定地板１の上に絶縁基板５を設け、その上に円弧状又は円環状のストリップ導体２を形成している。また、前記円弧又は円環の中心Ｐと同心に回転可能な回転結合導体３を設置し、さらに、回転結合導体３の回転軸となる断面円形の導体棒４を、固定地板１を貫いて設置している。
【００１０】
また、回転結合導体３とストリップ導体２との絶縁を保ち、回転結合導体３と導体棒４との絶縁を保つため、回転結合導体３の裏面に薄い絶縁フィルム６をコーティングしている。絶縁フィルム６をコーティングする代わりに絶縁シートを挿入してもよい。絶縁フィルム６又は絶縁シートは、静電結合の静電容量Ｃができるだけ大きく、高周波信号の周波数ｆにおけるインピーダンス（1/2πｆＣ）がストリップ導体２の特性インピーダンスに比べてできるだけ小さくなるように、誘電率の高く薄いものを選ぶことが広帯域特性確保のために望ましい。例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やポリテトラフルオロエチレンの厚さ0.05mm程度のフィルム又はシートを使用する。
【００１１】
図３は分配可変移相器の側断面図と底面図を表す。
絶縁基板５は、固定地板１の上面に一部埋め込まれており、この絶縁基板５の上にストリップ導体２が形成されている。導体棒４は、回転結合導体３を回転自在に載せるための平らな円い頭部４ａと突起４ｂを有する円柱体であり、頭部４ａの直径の方が円柱体自体の直径よりも大きくなっている。さらに、導体棒４は固定地板１との絶縁を保つための円筒状の絶縁体７にはめ込まれており、この状態で、導体棒４及び絶縁体７が固定地板１の孔に挿入されている。
【００１２】
また、絶縁フィルム６又は絶縁シートには前記突起４ｂよりも十分に大きな直径を持つ孔をあけ、回転結合導体３に穴を設けて絶縁筒４ｃを介してこの突起４ｂに嵌合させることにより、回転結合導体３の回転を可能にする。
【００１３】
固定地板１の裏側には、固定地板１と電気的に接続される金属円筒８が前記絶縁体７を囲んでいる。この金属円筒８と前記導体棒４とで短い同軸伝送路を構成しており、かつ同軸ケーブルの電極端子となる。
電極端子から、導体棒４を通して回転結合導体３に入った信号は、ストリップ導体２において２分配され、分配後はストリップ導体２の両端の出力部（図示せず）に達する。回転結合導体３の回転角に応じて決まるストリップ導体２の長さの差が、分配された両信号の位相差を決定する。
【００１４】
以上の構成のとおりであるから、回転結合導体３が回転しても、回転結合導体３は導体棒４の平らな円い頭部４ａの上を回転するだけであり、両者の電気的結合状態は変わらない。したがって、分配移相量の如何にかかわらず、電気的特性は変化しない。
図４は、分配可変移相器の他の具体例を示す側断面図である。
【００１５】
この例によれば、固定地板１の裏側にストリップ導体１０を形成した絶縁基板９を設け、固定地板１の孔に挿入されている導体棒４の先端が、分配可変移相器の入力部として機能するストリップ導体１０に接続されている。
この場合の回転結合導体３の回転機構は、図３の構造とは異なり、回転結合導体３にピン３ａを通し、絶縁フィルム６又は絶縁シートにはこのピン３ａよりも十分に大きな直径を持つ孔をあけ、導体棒４の頭部４ａに穴４ｄを設けて絶縁筒を介してこのピン３ａに嵌合させている。
【００１６】
図５は、４方向に分配する分配可変移相器を示す平面図、図６は側断面図である。回転結合導体２１の回転軸は、回転結合導体２１の端部ではない途中部のａ：ｂの内分点に設定されている。ａ，ｂの数値は限定されないが、例えば３：１にとられる。回転軸の構造は、図４を用いて説明したのとほぼ同じであるが、地板２０の裏面の基板２９と地板２０との間に空気が介在していることのみ異なっている。基板２９のストリップ導体３０から導体棒２７を通して回転結合導体２１に入力された信号は２分され、それぞれ扇形に形成されたストリップ導体２２，２６に供給され、それぞれ２分され、出力端に伝搬される。
【００１７】
以上のように、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は前記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、回転結合導体３の回転機構は、図示したものに限られず、任意の回転機構を採用してもよい。その他本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分配可変移相器の実施の形態を説明するための斜視図である。
【図２】図１の分配可変移相器の平面図である。
【図３】図１の分配可変移相器の側断面図である。
【図４】本発明の分配可変移相器の他の実施の形態を説明するための側断面図である。
【図５】本発明の４分配型の分配可変移相器の実施の形態を説明するための平面図である。
【図６】図５の分配可変移相器の側断面図である。
【図７】従来の分配可変移相器を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，２０ 固定地板
２，２２，２６ ストリップ導体
３，２１ 回転結合導体
４，２７ 導体棒
６，２４ 絶縁フィルム
７ 絶縁体
８ 金属円筒
９，２９ 絶縁基板
１０，３０ ストリップ導体
Claims (4)
- 固定地板と、
固定地板の一点を中心点として固定地板の上に円弧状又は円環状に設けられたストリップ導体と、
前記円弧又は円環と同心に回転可能に設置される回転結合導体と、
前記固定地板の中心点に固定地板を貫通して設置され、固定地板の裏側において電極端子を形成する断面円形の導体棒と、
前記導体棒と前記固定地板との間の絶縁を保つための絶縁体とを備え、
前記導体棒の先端面の前記中心点には、突起が形成され、
前記回転結合導体と前記ストリップ導体との接触面及び前記回転結合導体と前記導体棒の先端面との接触面には、絶縁膜が介在し、
前記回転結合導体の回転中心には、前記突起よりも大きな穴が設けられ、前記穴は、前記絶縁膜及び前記突起と前記穴との間に介在される絶縁筒を介して、前記突起に嵌合することにより、前記回転結合導体の回転が可能であることを特徴とする分配可変移相器。 - 固定地板と、
固定地板の一点を中心点として固定地板の上に円弧状又は円環状に設けられたストリップ導体と、
前記円弧又は円環と同心に回転可能に設置される回転結合導体と、
前記固定地板の中心点に固定地板を貫通して設置され、固定地板の裏側において電極端子を形成する断面円形の導体棒と、
前記導体棒と前記固定地板との間の絶縁を保つため絶縁体とを備え、
前記回転結合導体の回転中心には、ピンが突出し、
前記導体棒の先端面の前記中心点には、前記ピンよりも大きな直径を持つ穴が形成され、
前記回転結合導体と前記ストリップ導体との接触面及び前記回転結合導体と前記導体棒の先端面との接触面には、絶縁膜が介在し、
前記ピンは、前記絶縁膜及び前記突起と前記穴との間に介在される絶縁筒を介して、前記穴に嵌合することにより、前記回転結合導体の回転が可能であることを特徴とする分配可変移相器。 - 前記固定地板の裏側には、前記絶縁体を被覆する金属円筒が設けられている請求項１又は請求項２記載の分配可変移相器。
- 固定地板の裏側には、ストリップ導体を形成した絶縁基板が設けられ、固定地板の裏側の前記導体棒の先端は、当該ストリップ導体に接続されている請求項１又は請求項２記載の分配可変移相器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37087798A JP3951488B2 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 分配可変移相器 |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000196302A JP2000196302A (ja) | 2000-07-14 |
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ID=18497755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37087798A Expired - Fee Related JP3951488B2 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 分配可変移相器 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3951488B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102132453B (zh) * | 2008-02-21 | 2014-06-04 | 日本电业工作株式会社 | 分配移相器 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7221239B2 (en) | 2002-11-08 | 2007-05-22 | Andrew Corporation | Variable power divider |
| WO2004045017A1 (en) | 2002-11-08 | 2004-05-27 | Ems Technologies, Inc. | Variable power divider |
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| KR101047321B1 (ko) | 2008-04-24 | 2011-07-07 | 주식회사 에이스테크놀로지 | 회전 부재와 가이드 부재가 결합되는 구조를 가지는 페이즈쉬프터 |
| KR101017672B1 (ko) | 2008-06-26 | 2011-02-25 | 주식회사 에이스테크놀로지 | 페이즈 쉬프터 |
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