JP4615485B2 - 誘電体導波路デバイス、これを備える移相器、高周波スイッチおよび減衰器、ならびに高周波送信器、高周波受信器、高周波送受信器、レーダ装置およびアレイアンテナ装置 - Google Patents

誘電体導波路デバイス、これを備える移相器、高周波スイッチおよび減衰器、ならびに高周波送信器、高周波受信器、高周波送受信器、レーダ装置およびアレイアンテナ装置 Download PDF

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本発明は、マイクロ波、準ミリ波帯およびミリ波帯などの高周波帯の高周波回路で用いられる誘電体導波路デバイス、これを備える移相器、高周波スイッチおよび減衰器、ならびに高周波送信器、高周波受信器、高周波送受信器、レーダ装置、アレイアンテナ装置に関する。
高周波信号の位相を制御する誘電体導波路デバイスとして、移相器が知られている。この移相器は、高周波回路において高周波信号の反射特性および透過特性を調整する用途に用いられたり、さらに変調器、高周波スイッチおよびアクティブフェーズドアレイアンテナ、フェーズドアレイアンテナなどの高機能デバイスへの応用が期待される基本的なデバイスである。
第１の従来の技術の移相器は、非放射性誘電体線路を含んで構成され、この非放射性誘電体線路の誘電体線路の端部で、この導電体ストリップに近接する位置に導電体または誘電体を含む回転体を、回転自在に配置し、前記回転体を回転させることによって位相を変化させている（たとえば特許文献１参照）。
第２の従来の技術の移相器は、非放射性誘電体線路の誘電体の一部の誘電率を制御することによって位相を制御している（たとえば特許文献２参照）。
特開２００２−３１４３０２号公報 特開平８−１０２６０４号公報
第１の従来の技術の誘電体導波路デバイスの１つである移相器では、たとえば±π（ｒａｄ）といった十分な位相変化量を得ようとすると、デバイスが大型化してしまいやすく、小型化が困難であるという問題がある。また、回転体を回転させることによって、伝送路の長さを機械的に変化させるので、デバイス自体が大きくなったり、機構が複雑化してしまったりして量産には適さないという問題もある。デバイスが大型化すると、表面実装化が進む他の電子部品に比べて著しく実装性が良くないという問題点がある。
また第２の従来の技術の誘電体導波路デバイスの１つである移相器では、デバイスを小型化しやすいが、プリント回路基板などの平面回路基板上に表面実装しにくく、移相器と平面回路基板に形成される伝送線路との接続が困難であるという問題がある。
したがって本発明の目的は、小型で、良好な位相制御が可能であって、かつ平面回路基板への表面実装に適した誘電体導波路デバイス、これを備える移相器、高周波スイッチおよび減衰器、ならびに高周波送信器、高周波受信器、高周波送受信器、レーダ装置およびアレイアンテナ装置を提供することにある。
本発明の誘電体導波路デバイスは、印加電界に応じて誘電率が変化する変化部を含み電磁波が伝播する誘電体線路、および前記誘電体線路を挟持する一対の平板導電体部を含む非放射性誘電体線路と、
前記誘電体線路および前記一対の平板導電体部が重なる第１方向に垂直な第２方向に、前記一対の平板導電体部間の間隔よりも狭い間隔をあけた状態で前記誘電体線路を挟み、前記誘電体線路に沿って設けられている、前記変化部に電界を印加する一対の電極と、
誘電体部、前記誘電体部に設けられている第１ストリップ部、および前記第２方向に前記第１ストリップ導体部と間隔をあけて設けられ、前記第１ストリップ導体部に沿って前記誘電体部に設けられる第１接地導体部を有し、前記非放射性誘電体線路の電磁波の伝播方向における端面を、前記誘電体部の電磁波の伝播方向における端面に突き合わせて、前記非放射性誘電体線路に結合される平面線路と、
前記第１接地導体部に連なり、前記第２方向における前記非放射性誘電体線路の端部に設けられる第２接地導体部と、
前記第１接地導体部の前記第１ストリップ導体部とは反対側の表面部および第２接地導体部の前記非放射性誘電体線路とは反対側の表面部に形成される第２誘電体部と、
前記２誘電体部の、前記非放射性誘電体線路および前記誘電体線路とは反対側の表面部に、前記第１ストリップ導体部に少なくとも一部が重なって設けられる第２ストリップ導体部と、
少なくとも一部が前記第２誘電体部の前記表面部に設けられ、一対の前記電極に個別に接続される第１および第２電極接続部とを含み、
前記第１接地導体部には、前記第１および第２ストリップ導体部の間に貫通孔が形成されることを特徴とする。
また本発明の誘電体導波路デバイスは、前記一対の電極が、前記誘電体線路を伝播する電磁波に対する表皮厚さよりも薄く形成されることが好ましい。
また本発明の誘電体導波路デバイスは、前記一対の平板導電体部の間に設けられ、前記第１方向に前記誘電体線路を挟み、前記誘電体線路の誘電率よりも誘電率が低い第３誘電体部を含むことが好ましい。
また本発明の移相器は、前記誘電体導波路デバイスを備え、
前記変化部に印加される電界に応じて、前記変化部の誘電率が変化することによって、伝送線路を伝播する電磁波の位相を変化させることが好ましい。
また本発明の高周波スイッチは、前記誘電体導波路デバイスを備え、
前記変化部に印加される電界に応じて、前記変化部の誘電率が変化することによって、前記伝送線路におけるカットオフ周波数が、前記伝送線路を伝播する電磁波の周波数より低くなる伝播状態と、高くなるカットオフ状態とを切り替え可能であることが好ましい。
また本発明の減衰器は、誘電体導波路デバイスを備え、
前記変化部に印加される電界に応じて、前記変化部の誘電率を変化させて、伝送線路を伝播する電磁波を減衰させることが好ましい。
また本発明の高周波送信器は、高周波信号を発生する高周波発振器と、
前記高周波発振器に接続され、前記高周波発振器からの高周波信号を伝送する伝送線路と、
前記伝送線路に接続され、高周波信号を放射するアンテナと、
高周波信号が前記誘電体線路を通過するように、前記伝送線路に挿入される前記移相器と、
高周波信号の伝送方向における前記移相器の上流側および下流側のうち少なくとも一方で前記伝送線路に設けられるスタブとを含むことが好ましい。
また本発明の高周波受信器は、高周波信号を捕捉するアンテナと、
前記アンテナに接続され、前記アンテナによって捕捉される高周波信号を伝送する伝送線路と、
前記伝送線路に接続され、前記伝送線路に伝送される高周波信号を検波する高周波検波器と、
高周波信号が前記誘電体線路を通過するように、前記伝送線路に挿入される前記移相器と、
高周波信号の伝送方向における前記移相器の上流側および下流側のうち少なくとも一方で前記伝送線路に設けられるスタブとを含むことが好ましい。
また本発明の高周波送受信器は、高周波信号を発生する高周波発振器と、
前記高周波発振器に接続され、高周波信号を伝送する第１伝送線路と
第１、第２および第３端子を有し、前記第１端子が前記第１伝送線路に接続され、前記第１端子に与えられる高周波信号を前記第２端子または前記第３端子に選択的に出力する分岐器と、
前記第２端子に接続され、前記第２端子から与えられる高周波信号を伝送する第２伝送線路と、
第４、第５および第６端子を有し、前記第２伝送線路を介して前記第４端子に与えられる高周波信号を前記第５端子に出力し、かつ前記第５端子に与えられる高周波信号を前記第６端子に出力する分波器と、
前記第５端子に接続され、前記第５端子から出力される高周波信号を伝送し、前記第５端子に高周波信号を伝送する第３伝送線路と、
前記第３伝送線路に接続され、高周波信号を放射および捕捉するアンテナと、
前記第３端子に接続され、前記第３端子から出力される高周波信号を伝送する第４伝送線路と、
前記第６端子に接続され、前記第６端子から出力される高周波信号を伝送する第５伝送線路と、
前記第４および第５伝送線路に接続され、前記第４および第５伝送線路から与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサと、
高周波信号が前記誘電体線路を通過するように、前記第１〜第５伝送線路のうち少なくともいずれかの１つに挿入される前記移相器を含むことが好ましい。
また本発明の高周波送信器は、高周波信号を発生する高周波発振器と、
前記高周波発振器に接続され、前記高周波発振器からの高周波信号を伝送する高周波伝送線路と、
前記高周波伝送線路に接続され、高周波信号を放射するアンテナと、
前記高周波伝送線路に挿入され、前記伝播状態とすることによって前記高周波伝送線路に伝送される高周波信号を透過し、前記カットオフ状態とすることによって前記高周波伝送線路に伝送される高周波信号を遮断する前記高周波スイッチとを含むことが好ましい。
また本発明の高周波送受信器は、高周波信号を発生する高周波発振器と、
前記高周波発振器に接続され、高周波信号を伝送する第１高周波伝送線路と
第１、第２および第３端子を有し、前記第１端子が前記第１高周波伝送線路に接続され、前記第１端子に与えられる高周波信号を前記第２端子または前記第３端子に選択的に出力する分岐器と、
前記第２端子に接続され、前記第２端子から与えられる高周波信号を伝送する第２高周波伝送線路と、
第４、第５および第６端子を有し、前記第２高周波伝送線路を介して前記第４端子に与えられる高周波信号を前記第５端子に出力し、かつ前記第５端子に与えられる高周波信号を前記第６端子に出力する分波器と、
前記第５端子に接続され、前記第５端子から出力される高周波信号を伝送し、前記第５端子に高周波信号を伝送する第３高周波伝送線路と、
前記第３高周波伝送線路に接続され、高周波信号を放射および捕捉するアンテナと、
前記第３端子に接続され、前記第３端子から出力される高周波信号を伝送する第４高周波伝送線路と、
前記第６端子に接続され、前記第６端子から出力される高周波信号を伝送する第５高周波伝送線路と、
前記第４および第５高周波伝送線路に接続され、前記第４および第５高周波伝送線路から与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサとを含み、
前記分岐器は、前記高周波スイッチを２つ備え、第１高周波スイッチは、前記伝播状態とすることによって前記第１端子および前記第２端子間で高周波信号を透過し、かつ前記カットオフ状態とすることによって前記第１端子および前記第２端子間で高周波信号を遮断し、第２高周波スイッチは、前記伝播状態とすることによって前記第１端子および前記第３端子間で高周波信号を透過し、かつ前記カットオフ状態とすることによって前記第１端子および前記第３端子間で高周波信号を遮断することが好ましい。
また本発明の高周波送受信器は、高周波信号を発生する高周波発振器と、
前記高周波発振器に接続され、高周波信号を伝送する第１高周波伝送線路と
第１、第２および第３端子を有し、前記第１端子が前記第１高周波伝送線路に接続され、前記第１端子に与えられる高周波信号を前記第２端子または前記第３端子に選択的に出力する分岐器と、
前記第２端子に接続され、前記第２端子から与えられる高周波信号を伝送する第２高周波伝送線路と、
第４、第５および第６端子を有し、前記第２高周波伝送線路を介して前記第４端子に与えられる高周波信号を前記第５端子に出力し、かつ前記第５端子に与えられる高周波信号を前記第６端子に出力する分波器と、
前記第５端子に接続され、前記第５端子から出力される高周波信号を伝送し、前記第５端子に高周波信号を伝送する第３高周波伝送線路と、
前記第３高周波伝送線路に接続され、高周波信号を放射および捕捉するアンテナと、
前記第３端子に接続され、前記第３端子から出力される高周波信号を伝送する第４高周波伝送線路と、
前記第６端子に接続され、前記第６端子から出力される高周波信号を伝送する第５高周波伝送線路と、
前記第４および第５高周波伝送線路に接続され、前記第４および第５高周波伝送線路から与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサとを含み、
前記分波器は、前記高周波スイッチを２つ備え、第３高周波スイッチは、前記伝播状態とすることによって前記第４端子および前記第５端子間で高周波信号を透過し、かつ前記カットオフ状態とすることによって前記第４端子および前記第５端子間で高周波信号を遮断し、第４高周波スイッチは、前記伝播状態とすることによって前記第５端子および前記第６端子間で高周波信号を透過し、かつ前記カットオフ状態とすることによって前記第５端子および前記第６端子間で高周波信号を遮断することが好ましい。
また本発明の高周波送受信器は、高周波信号を発生する高周波発振器と、
前記高周波発振器に接続され、高周波信号を伝送する第１高周波伝送線路と
第１、第２および第３端子を有し、前記第１端子が前記第１高周波伝送線路に接続され、前記第１端子に与えられる高周波信号を前記第２端子または前記第３端子に選択的に出力する分岐器と、
前記第２端子に接続され、前記第２端子から与えられる高周波信号を伝送する第２高周波伝送線路と、
第４、第５および第６端子を有し、前記第２高周波伝送線路を介して前記第４端子に与えられる高周波信号を前記第５端子に出力し、かつ前記第５端子に与えられる高周波信号を前記第６端子に出力する分波器と、
前記第５端子に接続され、前記第５端子から出力される高周波信号を伝送し、前記第５端子に高周波信号を伝送する第３高周波伝送線路と、
前記第３高周波伝送線路に接続され、高周波信号を放射および捕捉するアンテナと、
前記第３端子に接続され、前記第３端子から出力される高周波信号を伝送する第４高周波伝送線路と、
前記第６端子に接続され、前記第６端子から出力される高周波信号を伝送する第５高周波伝送線路と、
前記第４および第５高周波伝送線路に接続され、前記第４および第５高周波伝送線路から与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサと、
前記伝播状態としたときに高周波信号が前記誘電体線路を通過するように、前記第１〜第３伝送線路のうち少なくともいずれか１つに挿入される前記高周波スイッチとを含むことが好ましい。
また本発明の高周波送受信器は、前記分波器が、ハイブリッド回路またはサーキュレータによって形成されることが好ましい。
また本発明のレーダ装置は、前記高周波送受信器と、
前記高周波送受信器からの中間周波信号に基づいて、前記高周波送受信器から探知対象物までの距離を検出する距離検出器とを含むことが好ましい。
また本発明のアレイアンテナ装置は、アンテナ素子と、前記移相器とを有する移相器付アンテナを複数並べて構成されることが好ましい。
また本発明のレーダ装置は、前記アレイアンテナ装置と、
前記アレイアンテナ装置に接続され、前記アレイアンテナ装置に高周波信号を与え、かつ前記アレイアンテナ装置によって捕捉した高周波信号を受信する高周波送受信器とを含むことが好ましい。
本発明によれば、非放射性誘電体線路の誘電体線路が、印加電界に応じて誘電率が変化する変化部を含み、この変化部には、電極によって電界を印加することができる。非放射性誘電体線路は、ＮＲＤガイドである。変化部に電界を印加することによって、変化部の誘電率が変化し、誘電体線路を伝播する電磁波の位相を変化させたり、カットオフ周波数を変化させたり、誘電体線路を伝播する電磁波を減衰させたりすることができる。電極は、誘電体線路および一対の平板導電体部が重なる第１方向に垂直な第２方向に、一対の平板導電体部間の間隔よりも狭い間隔をあけた状態で、前記誘電体線路を挟み、前記誘電体線路に沿って設けられるので、一対の平板導電体部に電圧を印加して誘電体変化部に電界を印加するよりも、高い電界強度の電界を印加することができ、変化部の誘電率を安定に変化させることができる。変化部に電界を印加するために電極に与える電圧を小さくしても、変化部に大きな電界強度の電界が与えられ、また伝送線路の線路長が短くても、変化部に大きな電界強度の電界が与えられるので、小型で、かつ低電圧で動作させることができる、移相器、高周波スイッチおよび減衰器などの誘電体導波路デバイスを実現することができる。
また本発明では、非放射性誘電体線路の電磁波の伝播方向における端面と、平面線路の電磁波の伝播方向における端面とを突き合わせて、非放射性誘電体線路と前記平面線路とが結合される。第１ストリップ導体部の近傍の電磁界モードが、非放射性誘電体線路のＬＳＥモードに近似しているので、平面線路を非放射性誘電体線路のＬＳＥモードと結合させることができ、非放射性誘電体線路と平面線路との接続部において、電磁界が非放射性誘電体線路および平面線路のうちの一方から他方に円滑に移行させることができる。したがって、接続損失が低減し、すなわち伝送損失を低減することができる。またＬＳＥモードで結合するので、モード抑制回路が不必要となり、ＬＳＭモードを用いる場合と比較して、小型化することができる。平面線路は、たとえばストリップ線路またはマイクロストリップ線路、コプレーナ線路などによって実現される。
第１および第２接地導体部と、第２誘電体部と、第２ストリップ導体部とによって、第２の平面線路が形成される。第１ストリップ導体部に少なくとも一部が重なって第２ストリップ導体部が設けられており、前記平面線路からの高周波信号は、第１接地導体部に形成される貫通孔を介して、第２の平面線路に伝播する。第２誘電体部と、第２ストリップ導体部とが、表面実装部分として機能するので、この部分をプリント回路基板などの平面回路基板上に表面実装することによって、誘電体導波路デバイスと平面回路基板に形成される伝送線路との接続を好適に行うことができる。
また、一対の電極に個別に接続される第１および第２電極接続部のそれぞれについて、少なくとも一部が前記第２誘電体部の前記表面部に設けられるので、前記平面回路基板に形成される電圧印加のための配線との接続を良好に行うことができる。
また本発明において、一対の電極は、誘電体線路を伝播する電磁波に対する表皮厚さよりも薄く形成される場合がある。この場合、誘電体線路を伝播する電磁波が、電極を透過することができるので、カットオフになることなく電磁波を伝播することができ、電極を誘電体線路に近接させたときに生じる伝送損失を抑制した状態で、電極によって誘電体変化部に大きな電界強度の電界を印加することができる。
本発明の誘電体導波路デバイスにおいて、非放射性誘電体線路を伝播するＬＳＥモードのカットオフ近傍において、周波数に対する位相変化が大きいという特性を有する場合がある。この特性を利用すれば、誘電体線路を挟持する一対の電極によって、誘電体線路を伝播するＬＳＥモードの高周波信号の位相を大きく変化させることができる。したがって、誘電体導波路デバイスを移相器として用いるときに、線路長が短くても低い駆動電圧で十分な大きさの位相変化量が得られるので、小型で、かつ良好な位相制御が可能な移相器が実現される。
また本発明において、第３誘電体部が、平板導電体部を支える支持部材として働く場合がある。この場合、平板導電体部を薄膜形成技術、厚膜印刷技術またはシート状セラミック技術などを用いて製造することができるようになり、製造においても小型化に適した誘電体導波路デバイスを実現することができる。第３誘電体部は、変化部のうち最も誘電率が低い部分の誘電率よりも低い誘電率を有する。すなわち第３誘電体部は、変化部に電界が印加されている電界印加時、および変化部に電界が印加されていない電界無印加時において、変化部のうち最も誘電率が低い部分の誘電率よりも低い誘電率を有する。これによって、第３誘電体部において伝播する電磁波の波長を、この電磁波が空気を伝播するときの波長よりも小さくすることができ、これによって誘電体導波路デバイスを小型化することができる。
また本発明に係る誘電体導波路デバイスは、移送器を構成する誘電体導波路デバイスとして用いることができる。この移送器によれば、非放射性誘電体線路を伝播するＬＳＥモードのカットオフ近傍において、周波数に対する位相変化が大きいという特性を有するので、この特性を利用すれば、誘電体線路を挟持する一対の電極によって、誘電体線路を伝播するＬＳＥモードの高周波信号の位相を大きく変化させることができる。したがって、誘電体導波路デバイスを移相器として用いるときに、線路長が短くても低い駆動電圧で十分な大きさの位相変化量が得られるので、小型で、かつ低電圧で動作させることができ、良好な位相制御が可能な移相器が実現される。また、機械的な駆動部分がないため、耐久性に優れた信頼性の高い移相器を実現することができる。
また本発明に係る誘電体導波路デバイスは、高周波スイッチを構成する誘電体導波路デバイスとして用いることができる。この高周波スイッチによれば、変化部に印加される電界に応じて、伝送線路におけるカットオフ周波数が、誘電体部を伝播する電磁波の周波数より低くなる伝播状態と、前記電磁波の周波数より高くなるカットオフ状態とを切り替え可能であるので、電極に印加する電圧を変化させることによって、前記伝播状態と前記カットオフ状態とを容易に切り替えることができる。スイッチング態様がＯＦＦ状態の時は、カットオフ状態になるので、本質的に高いＯＮ／ＯＦＦ比を得ることができる。また、機械的な駆動部分がないため、耐久性に優れた信頼性の高い高周波スイッチを実現することができる。変化部に電界を印加するために電極に与える電圧を小さくしても、変化部に大きな電界強度の電界が与えられ、また伝送線路の線路長が短くても、変化部に大きな電界強度の電界が与えられるので、小型で、かつ低電圧で動作させることができる高周波スイッチを実現することができる。また、機械的な駆動部分がないため、耐久性に優れた信頼性の高い高周波スイッチを実現することができる。
また本発明に係る誘電体導波路デバイスは、減衰器を構成する誘電体導波路デバイスとして用いることができる。この減衰器によれば、変化部に電界を印加するために電極に与える電圧を小さくしても、変化部に大きな電界強度の電界が与えられ、また伝送線路の線路長が短くても、大きな減衰が得られるので、小型で、かつ低電圧で動作させることができる減衰器を実現することができる。また、機械的な駆動部分がないため、耐久性に優れた信頼性の高い減衰器を実現することができる。
また本発明に係る誘電体導波路デバイスは、高周波信号が誘電体線路を通過するように伝送線路に挿入される移相器を備える高周波送信器において、前記移送器を構成する誘電体導波路デバイスとして用いることができる。この高周波送信器によれば、高周波発振器とアンテナとの途中にはスタブが設けられ、高周波発振器の高周波伝送線路への接続部やアンテナの高周波伝送線路への接続部における不整合を整合できるようになっているので、接続部での反射を小さく抑えることができ、安定な発振特性が得られるとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い送信出力が得られる。ただし、たとえば高周波発振器を接続するためのワイヤーやバンプの形状ばらつきや高周波伝送線路の配線幅のばらつきなどによって一律に整合することができない。本発明では、高周波伝送線路には、この高周波伝送線路を伝送される高周波信号の電磁波が前記誘電体線路を通過するように、前記移相器が挿入されるので、たとえば高周波発振器を接続するためのワイヤーやバンプの形状ばらつきや高周波伝送線路の配線幅のばらつきなどによって高周波伝送線路に起因して発生する位相のずれを個々に調整して整合をとることができ、安定な発振特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い送信出力を持つ高周波送信器を実現することができる。また移相器を前述したように小型で、かつ低電圧で動作させることができるので、移相器を設けても高周波送信器を小型に形成することができ、また移相器に電圧を与えるための構成が複雑化してしまうことを抑制することができる。
また本発明に係る誘電体導波路デバイスは、高周波信号が誘電体線路を通過するように伝送線路に挿入される移相器を備える高周波受信器において、前記移送器を構成する誘電体導波路デバイスとして用いることができる。この高周波受信器によれば、アンテナによって捕捉した高周波信号は、伝送線路に伝送されて高周波検波器によって検波される。アンテナと高周波検波器との途中にはスタブが設けられ、高周波検波器の高周波伝送線路への接続部やアンテナの高周波伝送線路への接続部における不整合を整合できるようになっている。これによって接続部での反射を小さく抑えることができ、安定な検波特性が得られるとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い検波出力が得られる。ただし、たとえば高周波検波器を接続するためのワイヤーやバンプの形状ばらつきや高周波伝送線路の配線幅のばらつきなどによって一律に整合することができない。本発明では、高周波伝送線路には、この高周波伝送線路を伝送される高周波信号の電磁波が前記誘電体線路を通過するように、前記移相器が挿入されるので、たとえば高周波発振器を接続するためのワイヤーやバンプの形状ばらつきや高周波伝送線路の配線幅のばらつきなどによって高周波伝送線路に起因して発生する位相のずれを個々に調整して、整合をとることができ、安定な検波特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い検波出力を持つ高周波受信器を実現することができる。また移相器を前述したように小型で、かつ低電圧で動作させることができるので、移相器を設けても高周波受信器を小型に形成することができ、また移相器に電圧を与えるための構成が複雑化してしまうことを抑制することができる。
また本発明に係る誘電体導波路デバイスは、高周波信号が誘電体線路を通過するように第１〜第５伝送線路のうち少なくともいずれかの１つに挿入される移相器を備える高周波送受信器において、前記移送器を構成する誘電体導波路デバイスとして用いることができる。この高周波送受信器によれば、高周波発振器が発生した高周波信号は、第１伝送線路に伝送されて分岐器の第１端子に与えられ、分岐器の第２端子から第２伝送線路に与えられ、分波器の第４端子に与えられて、分波器の第５端子から第３伝送線路に与えられて、アンテナから放射される。またアンテナによって受信した高周波信号は、第３伝送線路に与えられて、分波器の第５端子に与えられ、分波器の第６端子から第５伝送線路に与えられて、ミキサに与えられる。またミキサには、分岐器の第３端子から第４伝送線路を介して、高周波発振器が発生した高周波信号がローカル信号として与えられる。ミキサは、高周波発振器が発生した高周波信号とアンテナによって受信した高周波信号とを混合して、中間周波信号を出力することによって、受信した高周波信号に含まれる情報が得られる。
高周波信号が前記誘電体線路を通過するように、前記第１〜第５伝送線路のうち少なくともいずれかの１つに、前記移相器が挿入されることによって、たとえば配線幅のばらつきなどによって伝送線路に起因して不所望に変化する高周波信号の位相を調整して、たとえば安定な発振特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い送信出力を持つ高周波送受信器を実現することができ、また、たとえば安定な発振特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い検波出力を持つ高周波送受信器を実現することができ受信した高周波信号の信頼性を向上させることができ、また、たとえばミキサによって生成される中間周波数信号の信頼性を向上させることができる。また移相器を前述したように小型で、かつ低電圧で動作させることができるので、移相器を設けても高周波送受信器を小型に形成することができ、また移相器に電圧を与えるための構成が複雑化してしまうことを抑制することができる。
また本発明に係る誘電体導波路デバイスは、高周波伝送線路に挿入され、伝播状態とすることによって高周波伝送線路に伝送される高周波信号を透過し、カットオフ状態とすることによって高周波伝送線路に伝送される高周波信号を遮断する高周波スイッチを備える高周波送信器において、前記高周波スイッチを構成する誘電体導波路デバイスとして用いることができる。この高周波送信器によれば、高周波スイッチが伝播状態のとき、高周波発振器が発生した高周波信号は高周波スイッチを透過するので、高周波伝送線路を伝送されてアンテナに与えられ、電波として放射される。また高周波スイッチがカットオフ状態のとき、高周波発振器が発生した高周波信号は高周波スイッチを透過しないので、遮断されて、アンテナからは放射されない。高周波スイッチの伝播状態とカットオフ状態とを切換えることによって、アンテナからパルス信号波を放射することができる。大きなＯＮ／ＯＦＦ比を得ることができるとともに、耐久性に優れた信頼性の高い高周波スイッチを用いることによって、信頼性の高い高周波送信器を実現することができる。
また本発明に係る誘電体導波路デバイスは、第１高周波スイッチと第２高周波スイッチとを備える高周波送受信器において、それぞれの高周波スイッチを構成する誘電体導波路デバイスとして用いることができる。この高周波送受信器によれば、高周波発振器が発生した高周波信号は、第１高周波伝送線路に伝送されて分岐器の第１端子に与えられ、分岐器の第２端子から第２高周波伝送線路に与えられ、分波器の第４端子に与えられて、分波器の第５端子から第３高周波伝送線路に与えられて、アンテナから放射される。またアンテナによって受信した高周波信号は、第３高周波伝送線路に与えられて、分波器の第５端子に与えられ、分波器の第６端子から第５高周波伝送線路に与えられて、ミキサに与えられる。またミキサには、分岐器の第３端子から第４高周波伝送線路を介して、高周波発振器が発生した高周波信号がローカル信号として与えられる。ミキサは、高周波発振器が発生した高周波信号とアンテナによって受信した高周波信号とを混合して、中間周波信号を出力することによって、受信した高周波信号に含まれる情報が得られる。
分岐器は、前記高周波スイッチを２つ備え、第１高周波スイッチは、前記伝播状態とすることによって前記第１端子および前記第２端子間で高周波信号を透過し、かつ前記カットオフ状態とすることによって前記第１端子および前記第２端子間で高周波信号を遮断し、第２高周波スイッチは、前記伝播状態とすることによって前記第１端子および前記第３端子間で高周波信号を透過し、かつ前記カットオフ状態とすることによって前記第１端子および前記第３端子間で高周波信号を遮断する。第１高周波スイッチが伝播状態のときに、第２高周波スイッチをカットオフ状態とし、第１高周波スイッチがカットオフ状態のときに、第２高周波スイッチを伝播状態とすることによって、第１端子から入力される高周波信号を、第２および第３端子から選択的に出力することができる。大きなＯＮ／ＯＦＦ比を得ることができるとともに、耐久性に優れた信頼性の高い高周波スイッチを用いて分岐器を構成することによって、信頼性の高い高周波送受信器を実現することができる。
また本発明に係る誘電体導波路デバイスは、第３高周波スイッチと第４高周波スイッチとを備える高周波送受信器において、それぞれの高周波スイッチを構成する誘電体導波路デバイスとして用いることができる。この高周波送受信器によれば、高周波発振器が発生した高周波信号は、第１高周波伝送線路に伝送されて分岐器の第１端子に与えられ、分岐器の第２端子から第２高周波伝送線路に与えられ、分波器の第４端子に与えられて、分波器の第５端子から第３高周波伝送線路に与えられて、アンテナから放射される。またアンテナによって受信した高周波信号は、第３高周波伝送線路に与えられて、分波器の第５端子に与えられ、分波器の第６端子から第５高周波伝送線路に与えられて、ミキサに与えられる。またミキサには、分岐器の第３端子から第４高周波伝送線路を介して、高周波発振器が発生した高周波信号がローカル信号として与えられる。ミキサは、高周波発振器が発生した高周波信号とアンテナによって受信した高周波信号とを混合して、中間周波信号を出力することによって、受信した高周波信号に含まれる情報が得られる。前記分波器は、前記高周波スイッチを２つ備え、第３高周波スイッチは、前記伝播状態とすることによって前記第４端子および前記第５端子間で高周波信号を透過し、かつ前記カットオフ状態とすることによって前記第４端子および前記第５端子間で高周波信号を遮断し、第４高周波スイッチは、前記伝播状態とすることによって前記第５端子および前記第６端子間で高周波信号を透過し、かつ前記カットオフ状態とすることによって前記第５端子および前記第６端子間で高周波信号を遮断する。第３高周波スイッチが伝播状態のときに、第４高周波スイッチをカットオフ状態とし、第３高周波スイッチがカットオフ状態のときに、第４高周波スイッチを伝播状態とすることによって、第４端子から入力される高周波信号を第５端子から出力し、第５端子から入力する高周波信号を第６端子に出力することができる。大きなＯＮ／ＯＦＦ比を得ることができるとともに、耐久性に優れた信頼性の高い高周波スイッチを用いて分岐器を構成することによって、信頼性の高い高周波送受信器を実現することができる。
また本発明に係る誘電体導波路デバイスは、伝播状態としたときに高周波信号が誘電体線路を通過するように第１〜第３伝送線路のうち少なくともいずれか１つに挿入される高周波スイッチを備える高周波送受信器において、前記高周波スイッチを構成する誘電体導波路デバイスとして用いることができる。この高周波送受信器によれば、第１〜第３高周波伝送線路のうち少なくともいずれか１つに挿入される高周波スイッチの全てを伝播状態とすることによって、高周波発振器が発生した高周波信号は、第１高周波伝送線路に伝送されて分岐器の第１端子に与えられ、分岐器の第２端子から第２高周波伝送線路に与えられ、分波器の第４端子に与えられて、分波器の第５端子から第３高周波伝送線路に与えられて、アンテナから放射される。また第１〜第３高周波伝送線路のうち少なくともいずれか１つに挿入される高周波スイッチが１つでもカットオフ状態となると、高周波発振器が発生した高周波信号は高周波スイッチを透過しないので、遮断されて、アンテナからは放射されない。高周波スイッチの伝播状態とカットオフ状態とを切換えることによって、アンテナからパルス信号波を放射することができる。大きなＯＮ／ＯＦＦ比を得ることができるとともに、耐久性に優れた信頼性の高い高周波スイッチを用いることによって、信頼性の高い高周波送受信器を実現することができる。またアンテナによって受信した高周波信号は、第３高周波伝送線路に与えられて、分波器の第５端子に与えられ、分波器の第６端子から第５高周波伝送線路に与えられて、ミキサに与えられる。またミキサには、分岐器の第３端子から第４高周波伝送線路を介して、高周波発振器が発生した高周波信号がローカル信号として与えられる。ミキサは、高周波発振器が発生した高周波信号とアンテナによって受信した高周波信号とを混合して、中間周波信号を出力することによって、受信した高周波信号に含まれる情報が得られる。
また本発明に係る誘電体導波路デバイスは、前記高周波送受信器であって、分波器がハイブリッド回路またはサーキュレータによって形成される高周波送受信器を構成する誘電体導波路デバイスとして、用いることができる。この高周波送受信器において、前記分波器は、ハイブリッド回路によって形成されてもよいし、サーキュレータによって形成されてもよい。ハイブリッド回路は、方向性結合器であって、マジックＴ、ハイブリッドリングまたはラットレースなどによって実現される。
また本発明に係る誘電体導波路デバイスは、前記高周波送受信器を備えるレーダ装置において、前記高周波送受信器を構成する誘電体導波路デバイスとして用いることができる。このレーダ装置によれば、高周波送受信器からの中間周波信号に基づいて、距離検出器が高周波送受信器から探知対象物までの距離を検出するので、検知対象物までの距離を正確に検出することができるレーダ装置となる。
また本発明に係る誘電体導波路デバイスは、アンテナ素子に前記移相器を付加して構成される移相器付のアンテナを複数並べて構成されるアレイアンテナ装置において、前記移送器を構成する誘電体導波路デバイスとして用いることができる。このアレイアンテナ装置によれば、各アンテナ素子に付加される移相器によって、アンテナ素子に供給される高周波信号の位相をずらすことによって、各アンテナ素子から放射される電波の位相を調整して、放射ビームをアレイアンテナの正面から所定の方向に傾けることができる。移相器は、小型でかつ低電圧で動作させることができるので、アレイアンテナ装置が大型化することがない。またアレイアンテナ装置は、移相器を備えることによって、前述したように放射ビームの方向を変更することができ、これによってアンテナ素子を機械的に動作させることなく、放射ビームの方向を変更することができ、利便性を向上させることができる。
また本発明に係る誘電体導波路デバイスは、前記アレイアンテナ装置と、前記アレイアンテナ装置に接続され、前記アレイアンテナ装置に高周波信号を与え、かつ前記アレイアンテナ装置によって捕捉した高周波信号を受信する高周波送受信器とを含んで構成されるレーダ装置において、前記アレイアンテナ装置を構成する誘電体導波路デバイスとして用いることができる。このレーダ装置によれば、レーダ装置が大型化することなく、また放射ビームの方向を容易に変更することができるので、利便性の高いレーダ装置を実現することができる。
図１〜図３は、本発明の実施の一形態の移相器１の構成を模式的に示す断面図であり、図１および図２は誘電体線路６の延在方向Ｘに垂直な断面図であり、図３は前記延在方向Ｘに平行であって、積層方向Ｚの中央の断面図である。図１は、図３に示す切断面線Ｉ−Ｉから見た断面図であり、図２は図３に示す切断面線ＩＩ−ＩＩから見た断面図である。図４は、図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た断面図である。図４では理解を容易にするために、平板間誘電体部９および第２誘電体部分１５を省略して示している。図５は、移相器１の平面図である。
移相器１は、非放射性誘電体線路（ＮＲＤガイド）２、平面線路３、第１および第２電極４ａ，４ｂと、実装部５とを含んで構成される。
非放射性誘電体線路２は、電磁波が伝播する誘電体線路６と、誘電体線路６を挟持し、すなわち誘電体線路６の両側に誘電体線路６に接触して設けられる一対の平板導電体部７ａ，７ｂとを含んで構成される。以下、一対の平板導電体部７ａ，７ｂをそれぞれ、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂという。
誘電体線路６は、所定の方向に延在する。誘電体線路６は、この誘電体線路６の延在方向Ｘに垂直な断面形状が矩形状に形成される。誘電体線路６の前記断面形状は、完全な矩形からややずれていても構わないが、少なくとも第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂと接する面は、できるだけ平坦でありかつ平行度が高いのが望ましい。本実施の形態では誘電体線路６は、直方体形状に形成される。
誘電体線路６は、誘電体から成り、印加電界に応じて誘電率が変化する変化部を含んで形成される。本実施の形態では、誘電体線路６は変化部から成り、たとえばＢａ（１−ｘ）ＳｒｘＴｉＯ３（チタン酸ストロンチウムバリウム、略称ＢＳＴ）、Ｍｇ（１−ｘ）ＣａｘＴｉＯ３、Ｚｎ（１−ｘ）ＳｎｘＴｉＯ３、ＢａＯ−ＰｂＯ−Ｎｄ２Ｏ３−ＴｉＯ３、ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９またはＢｉ１．５Ｚｎ１．０Ｎｂ１．５Ｏ７などによって形成される。誘電体線路６は、印加電界が大きくなるに連れて、すなわち印加される電界強度が高くなるに連れて、誘電率が低くなる。
第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂは、板状に形成され、予め定める間隔Ｌ１をあけて設けられる。本実施の形態では、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂは同じ大きさに形成され、厚さ方向を一致させ、相互に対向させて設けられる。第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂの相互に臨む表面は平面に形成される。第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂは、可及的に平行に配置して、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂの相互に臨む表面を誘電体線路６に密着させるのが好ましい。
予め定める間隔Ｌ１は、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂに挟まれる領域のうち誘電体線路６を除く部分において、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂ間から、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂに平行に偏波した電磁波が遮断されるように設定される。すなわち、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂに挟まれる領域のうち誘電体線路６を除く部分中、すなわち後述する平板間誘電体部９を伝播する電磁波の波長の２分の１以下に選ばれる。
また誘電体線路６の幅は、ＬＳＥモードのカットオフ周波数が、伝播させる電磁波の周波数、すなわち使用周波数未満になるように選ばれる。誘電体線路６は、前記延在方向Ｘに垂直な断面が、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂに接する辺が短辺となる矩形状に形成される。誘電体線路６の前記矩形状の断面における長辺の長さＬ２は、前記予め定める間隔Ｌ１に等しい。誘電体線路６の前記矩形状の断面における短辺の長さＬ３に対する長辺の長さＬ２の比を、短辺の長さＬ３を小さくしたり、長辺の長さＬ２を大きくしたりして、ＬＳＭモードがカットオフとなりＬＳＥモードのみが伝播する状態となるまで大きくする。誘電体線路６の前記矩形状の断面における短辺の長さＬ３に対する長辺の長さＬ２の比、すなわちＬ２／Ｌ３は、好ましくは、可及的に大きくしてＬＳＥモードがカットオフ付近で伝播するように設定することが望ましい。
第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂは、体積抵抗率が１０−４Ω・ｍ以下、好ましくは１０−５Ω・ｍ以下の良導体によって形成され、たとえば金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ）およびクロム（Ｃｒ）からなる群から選ばれるいずれか１つ、または前記郡から選ばれる少なくとも２つを含む合金またはこれらの積層体、あるいはＩＴＯ
（Indium Tin Oxide）、酸化錫、酸化イリジウム、ＳｒＲｕＯ３などの酸化物導電体によって形成される。
第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂは、前記延在方向Ｘと、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂならびに誘電体線路６とが積層される積層方向Ｚとに垂直な幅方向Ｙに、誘電体線路６の前記幅方向Ｙの端部から外方に予め定める距離Ｌ４の位置まで延びる。前記予め定める距離Ｌ４は、電磁波の減衰が１０分の１になる長さより大きく選ばれる。
第１および第２電極４ａ，４ｂは、変化部に電界を印加する、すなわち誘電体線路６に電界を印加するために設けられる。第１および第２電極４ａ，４ｂは、誘電体線路６に沿って設けられ、前記幅方向Ｙに、前記第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂ間の間隔Ｌ１よりも狭い間隔をあけた状態で、誘電体線路６を挟んで設けられる。第１および第２電極４ａ，４ｂは、誘電体線路６に接触して設けられ、誘電体線路６の前記幅方向Ｙの両端面上にそれぞれ積層して設けられる。第１および第２電極４ａ，４ｂは、幅方向Ｙに重なって設けられ、この第１および第２電極４ａ，４ｂの幅方向Ｙに重なる部分は、前記延在方向Ｘにおいて予め定める長さＬ６に形成される。予め定める長さＬ６は、必要な位相変化が得られる長さに選ばれる。
第１および第２電極４ａ，４ｂは、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂに離間して形成される。第１および第２電極４ａ，４ｂは、直方体形状であって板状に形成される。
第１および第２電極４ａ，４ｂは、前記積層方向Ｚにおいて、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂに、それぞれ予め定める距離Ｌ７離間して設けられる。予め定める距離Ｌ７は、第１および第２電極４ａ，４ｂと第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂとが接触しない程度であって、たとえば１μｍ〜１００μｍに選ばれる。
第１および第２電極４ａ，４ｂは、前述した第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂと同様な物質によって形成されるか、またはシリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）および砒化ガリウム（ＧａＡｓ）などの半導体材料、あるいは窒化タンタルおよびＮｉＣｒ合金などの高抵抗材料を用いて形成される。
第１および第２電極４ａ，４ｂは、その厚さＬ８が、誘電体線路６を伝播させるべき電磁波に対する表皮厚さ未満に選ばれる。表皮厚さを「δ」とし、透磁率を「μ」とし、導電率を「σ」とし、角周波数を「ω」としたとき、表皮厚さは、式（１）で表される。なお、ω＝２πｆ（ｆは、周波数）である。導体内に電磁波が進入すると、前記表皮厚さのところで振幅が１／ｅになる。
Figure 0004615485
これによって、第１および第２電極４ａ，４ｂを誘電体線路６に接触させて設けても、誘電体線路６を伝播する電磁波が、第１および第２電極４ａ，４ｂを透過することができるので、カットオフになることなく電磁波を伝播することができ、第１および第２電極４ａ，４ｂを誘電体線路６に近接させたときに生じる伝送損失を抑制した状態で、第１および第２電極４ａ，４ｂによって誘電体線路６に大きな電界強度の電界を印加することができ、電磁波の位相を安定に変化させることができる。移相器１は、非放射性誘電体線路２を伝播するＬＳＥモードのカットオフ近傍において、周波数に対する位相変化が大きいという特性を有するので、この特性を利用すれば、誘電体線路６の両側に設けられて誘電体線路６を挟持する第１および第２電極４ａ，４ｂによって、誘電体線路６を伝播するＬＳＥモードの高周波信号の位相を大きく変化させることができる。したがって、線路長が短くても低い駆動電圧で十分な大きさの位相変化量が得られるので、小型で、かつ良好な位相制御が可能な移相器が実現される。
本実施の形態における第１および第２電極４ａ，４ｂの体積抵抗率は、１０−５Ω・ｍ以上、好ましくは１０−４Ω・ｍ以上に選ばれる。ただし、第１および第２電極４ａ，４ｂを薄くし過ぎると、第１および第２電極４ａ，４ｂにおいて電荷が移動しにくくなり、第１および第２電極４ａ，４ｂ間の全体にわたって均一に電界がかかりにくくなるので、第１および第２電極４ａ，４ｂは、これら第１および第２電極４ａ，４ｂにおける電荷の移動を妨げとなることがなく、第１および第２電極４ａ，４ｂ間の全体にわたって均一に電界を印加することができるような予め定める厚さ以上に形成される。
第１および第２電極４ａ，４ｂの抵抗率は、１０−５Ω・ｍ以上かつ１０８Ω・ｍ以下に選ばれるのが好ましい。第１および第２電極４ａ，４ｂの抵抗率が１０−５Ω・ｍ未満になると、電極中の電磁波の減衰が大きくなり、損失が大きくなって好ましくない。第１および第２電極４ａ，４ｂの抵抗率が１０−５Ω・ｍよりもさらに小さくなると所望のモードがカットオフになって伝播しなくなってしまう。逆に第１および第２電極４ａ，４ｂの抵抗率が１０８Ω・ｍを超えて大きくなりすぎると、第１および第２電極４ａ，４ｂによって挟まれる誘電体との抵抗率の差が小さくなり、電圧降下のために所望の電圧が誘電体に印加できなくなってしまう。
第１および第２電極４ａ，４ｂの厚さは、第１および第２電極４ａ，４ｂに用いる材質の抵抗率によって決定され、厚すぎると損失が大きくなり、さらに厚くなると所望のモードがカットオフになって伝送しなくなってしまう。薄すぎると電圧降下のために所望の電圧が誘電体に印加できなくなってしまう。たとえば第１および第２電極４ａ，４ｂとして、抵抗率が１×１０−４（Ω・ｍ）のもの（材質としてＴａＮを用いる場合を想定）および抵抗率が１×１０−３（Ω・ｍ）のものを想定した場合において、電磁界解析をそれぞれ行ったときの、７７ＧＨｚの電磁波に対する１ｍｍあたりの電極による損失を、表１に示す。
Figure 0004615485
Figure 0004615485
表１および表２に示す電磁界解析の結果から、電極の抵抗率が１×１０−４（Ω・ｍ）の場合で実用上は、電極の厚さを３０ｎｍ以下とするのが好ましく、電極の抵抗率が１×１０−３（Ω・ｍ）の場合で実用上は、電極の３２０ｎｍ以下とするのが好ましい。ここでは、実用上好ましいという基準を損失３ｄＢとしている。
非放射性誘電体線路２は、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂの間に設けられ、誘電体線路６ならびに第１および第２電極４ａ，４ｂを挟持し、誘電体線路６ならびに第１および第２電極４ａ，４ｂを挟んで設けられる第３誘電体部である平板間誘電体部９を含んで構成される。平板間誘電体部９は、低誘電率の誘電体によって形成され、ガラス、単結晶、セラミックスまたは樹脂によって形成される。ガラスとしては、石英ガラス、結晶化ガラスなどが用いられる。単結晶としては、水晶、サファイア、ＭｇＯまたはＬａＡｌＯ３などが用いられる。セラミックスとしては、アルミナ、フォルステライトまたはコーディライトなどが用いられる。樹脂としては、エポキシ樹脂または含フッ素樹脂、液晶ポリマーなどが用いられる。
平板間誘電体部９は、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂ間で、誘電体線路６の前記幅方向Ｙの両側に設けられ、非放射性誘電体線路２において第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂに挟まれる領域のうち、誘電体線路６および第１および第２電極４ａ，４ｂが形成される領域を除く残余の領域を埋めて設けられる。
平板間誘電体部９は、誘電体線路６の誘電率よりも低い誘電率を有する。平板間誘電体部９は、誘電体線路６に電界が印加されている電界印加時、および誘電体線路６に電界が印加されていない電界無印加時において、誘電体線路６のうち最も誘電率が低い部分の誘電率よりも低い誘電率を有する。平板間誘電体部９は、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂ、誘電体線路６、ならびに第１および第２電極４ａ，４ｂに接触して設けられる。前記平板間誘電体部９を設けることによって、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂに挟まれる部分のうち誘電体線路６を除く部分中を伝播する電磁波の波長を、空気中における波長と比較して短縮することができ、これによって非放射性誘電体線路２を小型に形成することができる。また平板間誘電体部９によって第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂが機械的に支持されるので、機械的な強度を向上させることができる。幅方向Ｙにおいて、平板間誘電体部９のうち誘電体線路６の両側にそれぞれ設けられる各部分のＹ方向の厚さは等しく選ばれる。平板間誘電体部９のうち誘電体線路６を挟む各部分のうち一方が他方よりも厚くなって対称性が崩れると、ＬＳＥモードの伝搬特性に悪影響を及ぼすおそれがあるので、誘電体線路６を挟んで対称性を有する構造とすることが好ましい。
平面線路３は、第１ストリップ導体部１１と、第１ストリップ導体部１１が設けられるストリップ誘電体部１２と、第１接地導体部１３とを含んで構成される。非放射性誘電体線路３の、電磁波の伝播方向（線路の延在方向Ｘ）における端面と、平面線路３の電磁波の伝播方向における端面とが突き合わされて、非放射性誘電体線路２とマイクロストリップ線路４とが結合される。平面線路３は、非放射性誘電体線路２の前記延在方向Ｘの両側にそれぞれ設けられる。
第１ストリップ導体部１１と第１接地導体部１３とは、誘電体線路６および平板導電体部７ａ，７ｂが重なる方向に垂直な方向、すなわち幅方向Ｙに、所定の間隔Ｌ５をあけて設けられる。本実施の形態では、第１接地導体部１３は、第１ストリップ導体部１１の幅方向Ｙの両側にそれぞれ設けられる。第１接地導体部１３のうちの一方を、第１接地導体部１３ａと記載し、他方を第１接地導体部１３ｂと記載する場合がある。
第１接地導体部１３は、第１ストリップ導体部１１に沿って、第１ストリップ導体部１１に平行に設けられる。第１ストリップ導体部１１と第１接地導体部１３とは、前述した第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂと同様の物質によって形成される。
ストリップ誘電体部１２は、第１ストリップ導体部１１が埋め込まれて設けられる第１誘電体部分１４と、第１誘電体部分１４と第１接地導体部１３との間にそれぞれ設けられる第２誘電体部分１５とを含んで構成される。第１誘電体部分１４は、前記誘電体線路６に連なって設けられ、誘電体線路６と同様の物質によって形成される。第２誘電体部分１５は、前記平板間誘電体部９に連なって設けられ、平板間誘電体部９と同様の物質によって形成される。これによって、非放射性誘電体線路２と平面線路３の接続部において同じ物質から成る部位が接触するので、延在方向Ｘにおいて電磁波の反射の小さい接続構造とすることができる。ストリップ誘電体部１２は、前記幅方向Ｙの両面が平面に形成され、本発明の実施の形態では直方体形状を有する。
第１ストリップ導体部１１は、第１誘電体部分１４の幅方向Ｙおよび積層方向Ｚの中央部に設けられる。第１ストリップ導体部１１は、直方体形状を有し、前記延在方向Ｘに沿って延びる。ストリップ誘電体部１２の前記幅方向Ｙの表面部１６には、第１接地導体部１３が、前記表面部１６の全面にわたって形成される。
第１ストリップ導体部１１の前記延在方向Ｘにおける端面のうち、非放射性誘電体線路３に臨む端面１８と、誘電体線路６の延在方向Ｘの端面とを突き合わせて、非放射性誘電体線路２と平面線路３とが結合される。平面線路３は、非放射性誘電体線路２のＬＳＥモードに結合する。第１ストリップ導体部１１の前記端面１８の中央は、誘電体線路６の中央に連なる。ストリップ誘電体部１２の積層方向Ｚの寸法は、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂ間の長さに等しく選ばれる。
第１ストリップ導体部１１は、延在方向Ｘにおいて非放射性誘電体線路２側の第１導体部分１９と、非放射性誘電体線路２とは反対側の第２導体部分２１と、第１導体部分１９と第２導体部分２０とを接続する第３導体部分２１とを含んで構成される。第１導体部分１９の積層方向Ｚの長さＬ９は、第１および第２電極４ａ，４ｂの積層方向Ｚの長さＬ１０に等しく選ばれる。第２導体部分２０の積層方向Ｚの長さＬ１１は、前記長さＬ９よりも小さく選ばれる。第１および第２導体部分１９，２０の積層方向Ｚの中央は、延在方向Ｘに揃えて設けられる。第３導体部分２１は、第１導体部分１９から第２導体部分２０に向かうに連れて、徐々に積層方向Ｚの長さが小さくなるテーパ形状に形成される。この第３導体部分２１を設けることによって、積層方向Ｚの長さが異なる第１ストリップ導体部１１を含む平面線路３に電磁波を円滑に伝播させることができる。第１ストリップ導体部１１は、第１および第２電極４ａ，４ｂに挟まれる領域には形成されず、前記領域から延在方向Ｘにわずかに離間して設けられる。第１および第２電極４ａ，４ｂに挟まれる領域に第１ストリップ導体部１１があると、第１および第２電極４ａ、４ｂに電圧が印加されたときストリップ導体部１１に接する電界により比誘電率が変化する誘電体、すなわち第１誘電体部分１４の比誘電率が変化して特性インピーダンスが変化し、非放射性誘電体線路２および平面線路３が不整合状態となる。この結果、反射が生じ伝送の損失が発生する。第１ストリップ導体部１１を、前記領域から延在方向Ｘにわずかに離間して設けることによって、このような伝送損失を抑制される。
第１および第２電極４ａ，４ｂの前記長さＬ１０は、第２ストリップ導体部４２の前記長さＬ９以上必要であり、ストリップ誘電体部１２の積層方向Ｚの長さよりも短く選ばれ、伝播する高周波信号の波長λ以下に選ばれる。
第２電極４ｂは、平面線路３の前記第１および第２誘電体部分１４，１５の間に延在して形成される。第２電極４ｂは、非放射性誘電体線路２と、平面線路３の非放射性誘電体線路２とは反対側の端部とにわたって形成される。第２電極部４ｂを平面線路３にも形成することによって、平面線路３と非放射性誘電体線路２との接続部における界面において、同じ物質から成る部位を延在方向におけて連続させることができる。これによって非放射性誘電体線路２と平面線路３との間における電磁波の反射を低減することができる。また第２電極４ｂを平面線路３に形成しても、この第２電極４ｂの厚さが前述のように選ばれることによって、第２電極４ｂを設けることによる平面線路３の特性インピーダンスの変化を可及的に低減することができる。
第１ストリップ導体部１１の延在方向Ｘに垂直な断面における長手方向と、誘電体線路６の延在方向Ｘに垂直な断面における長手方向とが一致するように、ストリップ導体部１３と誘電体線路６とが接続される。これによって、第１ストリップ導体部１１と前述した第２電極４ｂとの接触を避けることができ、第１ストリップ導体部１１の設計の自由度を向上させることができる。前記長さＬ５，Ｌ９，Ｌ１１ならびに第１ストリップ導体部１１の幅方向Ｙの厚さＬ１２は、平面線路３の特性インピーダンスが、非放射性誘電体線路３の特性インピーダンスと整合するように選ばれる。
非放射性誘電体線路２の前記幅方向Ｙの表面部には、前記第１接地導体部１３に連なる第２接地導体部２３が設けられる。第２接地導体部２３は、平板間誘電体部９に接触して設けられる。第２接地導体部２３は、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂと同様の物質によって形成され、第１接地導体部１３と同様の厚みに形成される。第２接地導体部２３は、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂに連なって形成される。第１および第２接地導体部１３，２３は、延在方向Ｘに連なり、第１および第２接地導体部１３，２３から成る接地導体部は、板形状に形成される。
平面線路３の前記積層方向Ｚの表面部には、前記第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂに連なる平面線路平板導電体部２４が、ストリップ誘電体部１２に接触して設けられる。平面線路平板導体部２４は、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂと同様の物質によって形成され、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂと同様の厚みに形成される。平面線路平板導体部２４は、第１接地導体部１４に連なって形成される。第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂと、平面線路平板導体部２４とは、延在方向Ｘに連なり、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂと、平面線路平板導体部２４から成る導体部は、板形状に形成される。
延在方向において平面線路３の非放射性誘電体線路２とは反対側の端部には、端部導体部２５が、ストリップ誘電体部１２に接触して形成される。端部導体部２５は、第１接地導体部２５および平面線路平板導体部２４に連なって形成される。したがって、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂ、第１および第２接地導体部１３，２３と、平面線路平板導体部２４とは、一体に形成され、これらから成る線路導体部は、延在方向Ｚに垂直な断面が矩形となる筒形状を有する。前記端部導体部２５は、この筒形状を有する線路導体部の、前記延在方向Ｚの端部を塞ぐように設けられる。端部導体部２５によって平面線路３の非放射性誘電体線路２とは反対側の端部から延在方向Ｘに電磁波が漏れ出ることが防止される。
実装部５は、第２誘電体部である実装誘電体部４１と、第２ストリップ導体部４２と、実装接地導体部４３と、実装電極接続部４４とを含んで構成される。
実装誘電体部４１は、第１接地導体部１３のうち一方の第１接地導体部１３ａの、第１ストリップ導体部１１とは反対側の表面部４５、および第１接地導体部１３ａに連なる第２接地導体部２３の、非放射性誘電体線路２とは反対側の表面部４６に形成される。実装誘電体部４１は、前記表面部４５，４６に積層して設けられ、表面部４５，４６の全領域にわたって形成される。
実装誘電体部４１は、直方体形状に形成される。実装誘電体部４１の材質は、絶縁性が高く、高周波信号に対する誘電正接の小さいものが適している。実装誘電体部４１は、たとえば、二酸化珪素（ＳｉＯ２)、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミ（ＡｌＮ）また
は酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などによって形成される。実装誘電体部４１は、予め定める厚さＬ１３に形成される。
第２ストリップ導体部４２は、実装誘電体部４１の、第１平板導電体部７ａとは反対側の表面部５０に設けられる。第２ストリップ導体部４２は、前記表面部５０に積層して設けられ、表面部５０の全領域にわたって形成される。
第２ストリップ導体部４２は、直方体形状に形成される。第２ストリップ導体部４２は、前述した第１ストリップ導体部１１と同様の物質によって形成される。
第２ストリップ導体部４２は、積層方向Ｚにおいて第１ストリップ導体部１１に少なくとも一部が重なって設けられる。第２ストリップ導体部４２は、前記延在方向Ｘに平行に延びる。第２ストリップ導体部４２は、予め定める厚さＬ１４に形成される。第２ストリップ導体部４２の積層方向Ｚの長さＬ１５は、後述する貫通孔４９における高周波信号との整合状態が良好となるように選ばれる。整合状態が良好とは２ポート回路の場合、反射が小さく、伝送量も確保されている状態のことをいう。定量的には反射で−１０ｄＢ以下であれば、伝送される電磁波の約９０％が返ってこないので整合状態が良好であると言える。また前記長さＬ１５は、表面実装する際に用いられるバンプを実装することができ、すなわち第２ストリップ導体部４２にバンプを実装したときに、バンプが第２ストリップ導体部４２からはみ出さない程度に選ばれる。
第２ストリップ導体部４２は、延在方向Ｘの一端部側に設けられる第２ストリップ導体部４２ａと、延在方向Ｘの他端部側に設けられる第２ストリップ導体部４２ｂとを含む。第２ストリップ導体部４２ａ，４２ｂは、独立して設けられる。第２ストリップ導体部４２ａは、非放射性誘電体線路２の延在方向Ｘの一方に設けられる平面線路３ａの第１ストリップ導体部１１ａに、その一部が重なって設けられ、第２ストリップ導体部４２ｂは、非放射性誘電体線路２の延在方向Ｘの他方に設けられる平面線路３ｂの第１ストリップ導体部１１ｂに、その一部が重なって設けられる。
第２ストリップ導体部４２と、第１ストリップ導体部１１とは、それぞれ、前記延在方向Ｘにおいて予め定める長さＬ１６以上重なって形成される。予め定める長さＬ１６は、後述する貫通孔４９の延在方向Ｘの寸法以上に選ばれ、伝播する電磁波の波長をλとしたときにλ／４を超える長さ、すなわちＬ１６＝λ／４＋α［ｍｍ]に選ばれるのが好ましい。
第１接地導体部１３には、第１ストリップ導体部１１と第２ストリップ導体部４２とが重なる位置に貫通孔４９が形成される。貫通孔４９は、第１接地導体部１３を前記幅方向Ｙに貫通して形成される。貫通孔４９は、この貫通孔４９に臨む第１接地導体部１３の内周面５１の幅方向Ｙに垂直な断面が、矩形状となるように形成される。前記内周面５１は、積層方向Ｚと、幅方向Ｙまたは延在方向Ｘとに平行となる。
貫通孔４９は、延在方向Ｘにおいてこの貫通孔４９の中央を通り、かつ幅方向Ｙに積層方向Ｚに平行な軸線が、第１ストリップ導体部１１の延在方向Ｘにおける両端部間に存在し、かつ移相器１の積層方向Ｚの中央を通るように形成される。第２ストリップ導体部４２の延在方向Ｘの長さは、整合を取るために、貫通孔４９の延在方向Ｘの中央を通り、延在方向Ｘに垂直な仮想一平面から、延在方向Ｘにそれぞれ伝播する高周波信号の波長λの４分の１以上となるように選ばれる。
貫通孔４９は、延在方向Ｘの非放射性誘電体線路２とは反対側の端部３５に形成される。貫通孔４９を、前記端部３５に設け、延在方向Ｘにおいて第２ストリップ導体部４２の非放射性誘電体線路２側の端部３６にバンプ位置を設けることによって、延在方向Ｘにおいて第２ストリップ導体部４２の非放射性誘電体線路２とは反対側の端部３５にバンプ位置を設ける構成とするよりも、移相器１を小型化することができる。
また貫通孔４９は、平面線路３と第２ストリップ導体部４２を含むマイクロストリップ線路との間で高周波信号を結合する結合部を構成する。貫通孔４９は、平面線路３における導波モード（ＴＥＭモード）の定在波の電界が最大となる位置に形成される。平面線路３と第２ストリップ導体部４２を含むマイクロストリップ線路との接続部においては、第２ストリップ導体部４２を有するマイクロストリップ線路の高周波信号の入力ポートからみて、貫通孔４９から平面線路３への伝播特性において高周波信号との整合がよい構成が望ましく、反射特性においては−１０ｄＢ以下となり、接続損失を可及的に低く抑制することができる構造とすることが望ましい。本実施の形態では、前記貫通孔４９の前記幅方向Ｙに延びる中心軸線を含み、前記延在方向Ｘに垂直な仮想一平面と、第１ストリップ導体部１１の非放射性誘電体線路２とは反対側の端面までの距離Ｌ１７は、平面線路３を伝播させる電磁波の波長の（２ｎ−１）／４（ｎは自然数）に選ばれる。また、前記貫通孔４９の前記幅方向Ｙに延びる中心軸線を含み、前記延在方向Ｘに垂直な仮想一平面と、第２ストリップ導体部４２の開放端である非放射性誘電体線路２とは反対側の端面との間の距離Ｌ１８は、第２ストリップ導体部４２および第１および第２接地導体部１３，２３間を伝播させる電磁波の波長の（２ｍ−１）／４（ｍは自然数）に選ばれる。これによって接続損失を抑制することができる。
貫通孔４９に臨む内周面２１の前記延在方向Ｘの内寸法Ｌ１９と、前記幅方向Ｙの内寸法Ｌ２０とは、ストリップ導体からみた入力インピーダンスが整合の取れた状態になるように決定される。
以上のような構成によって、入力側の第２ストリップ導体部４２から位相制御すべき高周波信号を、非放射性誘電体線路２の誘電体線路６に結合させ、この誘電体線路６を伝播させる間に、前記高周波信号の位相を制御した後、出力側の第２ストリップ導体部４２に、位相制御された高周波信号を結合させ、出力側の第２ストリップ導体部４２から位相制御された高周波信号が取り出される。
実装接地導体部４３および実装電極接続部４４は、実装誘電体部４１の前記表面部５０に設けられる。実装接地導体部４３は、第２ストリップ導体部４２に非接触で、かつ第２ストリップ導体部４２を囲んで設けられ、幅方向Ｙにおいて第２ストリップ導体部４２と予め定める距離Ｌ２１離間して設けられ、また延在方向において第２ストリップ導体部４２と予め定める距離Ｌ２２離間して形成される。
実装電極接続部４４は、第２ストリップ導体部４２および実装接地導体部４３に非接触に設けられる。実装電極接続部４４と第２ストリップ導体部４２との間には、実装接地導体部４３が設けられる。これによって、実装電極接続部４４に電圧を印加したときに、第２ストリップ導体部４２への電界の印加を防止して、第２ストリップ導体部４２を含む平面線路におけるインピーダンスの変化を防止することができ、第２ストリップ導体部４４と実装電極接続部４４とを同じ表面部５０に設けることができる。
実装電極接続部４４は、実装誘電体部４１の前記延在方向Ｘの中央部に設けられ、表面実装の際にバンプが接続されるバンプ接続部４４ａと、バンプ接続部４４ａに接続されて実装誘電体部４１の周縁部に設けられ、延在方向Ｘに延びる延在部４４ｂとを有する。実装電極接続部４４は、移相器１の幅方向Ｙに垂直で、幅方向Ｙの中央を通る仮想一平面に関して面対称となるように一対設けられる。各実装電極接続部４４は、幅方向Ｙに離間して設けられ、各実装電極接続部４４の間には、実装接地導体部４３が設けられる。
実装部５は、第２ストリップ導体部４２と第１および第２接地導体部１３，２３との間が高周波信号の伝送線路として機能するものである。このため実装誘電体部４１の厚さＬ１３、第２ストリップ導体部４２の厚さＬ１４、予め定める距離Ｌ２１，Ｌ２２および実装誘電体部４１の誘電率が、平面線路３の特定インピーダンスと整合するように、予め設定される特性インピーダンスになるように調整される。
第１電極４ａには、電極接続線５２が接続される。電極接続線５２は、第１電極４ａの前記延在方向Ｘの一端部に電気的に接続され、延在方向Ｘの一方に延びて、その延在方向Ｘの一端部で積層方向Ｙに分岐し、積層方向Ｙの両端部間にわたって形成され、Ｔ字形状に形成される。電極接続線５２は、第１誘電体部分１４および第２誘電体部分１５の間に形成される。電極接続線５２は、第１電極４ａと同じ成膜プロセスにおいて形成することができる。電極接続線５２は、第１電極４ａと同じ物質によって形成され、かつ同じ厚みに形成される。電極接続線５２の線幅、すなわち延在方向Ｘに延びる部分５２ａでは積層方向Ｚの長さであって、積層方向Ｚに延びる部分５２ｂでは延在方向Ｘの長さＬ２３は、第１ストリップ導体部１１のうち、最も積層方向Ｚの長さが小さくなる部分における積層方向Ｚの長さ以下に選ばれる。また電極接続線５２ａの延在方向Ｘに延びる部分５２ａは、第１ストリップ導体部１１に重なり、幅方向Ｙの中央を、この幅方向に垂直な仮想一平面上に揃えて設けられる。これによって、第２電極４ｂと電極接続部５２との間で、電界が形成されて、平面線路３の特性インピーダンスが変化してしまうことを可及的に抑制することができる。
電極接続部５２の前記積層方向Ｚに延びる部分５２ｂの積層方向Ｚの両端部５３には、それぞれ第１貫通導体部５４が設けられる。第１貫通導体部５４は、第２誘電体部分１５、第１接地導体部１３および実装誘電体部４１に形成されるビアホール内に設けられる。第１貫通導体部５４は、電極接続部５２ｂと、実装電極接続部４４の延在部４４ｂとに電気的に接続される。第１貫通導体部５４は、実装電極接続部４４と同様の物質によって形成される。第１貫通導体部５４は、第１接地導体部１３には非接触に設けられる。
平面線路３の非放射性誘電体線路２とは反対側の端部には、実装接地導体部４３と第２接地導体部２３と第２電極４ｂとに接触して、これらを電気的に接続する第２貫通導体部５５が設けられる。第２貫通導体部５５は、第１誘電体部分１４、第２誘電体部分１５、第１接地導体部１３および実装誘電体部４１に形成されるビアホール内に設けられる。第２貫通導体部５５は、実装接地導体部４３と同様の物質によって形成される。第２貫通孔導体部５５は、積層方向Ｚの両端部にそれぞれ設けられる。第２貫通導体部５５は、平面線路３の特性インピーダンスに与える影響が少なくなるように、貫通孔４９よりも非放射性誘電体線路２とは反対側の端部寄りに形成される。第１貫通導体部５４は延在方向Ｘにおいて非放射性誘電体線路２の一方側の平面線路３ａに設けられ、第２貫通導体部５５は延在方向Ｘにおいて非放射性誘電体線路２の他方側の平面線路３ｂに設けられる。
第１貫通導体部５４によって、実装電極接続部４４と第１電極４ａとを電気的に接続することができ、第２貫通導体部５４によって、実装接地導体部４３と第２電極４ｂとを電気的に接続することができるので、移相器１をプリント回路基板などの平面回路基板に実装したときに、実装電極接続部４４を介して第１電極２３ａに電位を与えることができ、実装接地導体部４３を介して第２電極４ｂに電位を与えることができ、実装性を向上させることができる。実装電極接続部４４と第１貫通導体部５４とは、第１電極接続部を構成し、実装接地導体部４３と第２貫通導体部５４とは、第２電極接続部を構成する。
図６は、移相器１が実装される平面回路基板５６の平面図である。移相器１は、第２ストリップ導体部４２、実装接地導体部４３および実装電極接続部４４を、平面回路基板５６の一表面５６ａに対向させて、バンプなどを介して平面回路基板５６に実装される。実装接地導体部４３および第２貫通導体部５４は、第１および第２接地導体部１３，２３に対する接地導体として機能する他、第１および第２電極４ａ，４ｂに電圧を印加するための端子としても機能する。実装接地導体部４３および実装電極接続部４４を設けることによって、表面実装する平面回路基板５６に形成される基板配線５７にバンプなどを介して簡単に接続することができる。
平面回路基板５６には、第２ストリップ導体部４２の非放射性誘電体線路２側の端部に対向する位置に第１パッド５８ａが形成され、バンプ接続部４４ａに対向する位置に第２パッド５８ｂが設けられる。第１および第２パッド５８ａ，５８ｂには、個別に基板配線５７と接続される。第１パッド５８ａに接続される基板配線５７には、その延在方向の両側に実装接地導体部４３に対向する位置に第３パッド５８ｃが設けられる。第３パッド５９は、接地される。
移相器１は、さらに電圧印加手段２３を含んで構成される。電圧印加手段２３は、一対の第１および第２電極４ａ，４ｂ間に予め定める範囲の電圧を印加する電気回路によって実現される。電圧印加手段２３は、実装接地導体部４３および実装電極接続部４４に電気に接続されて、これら実装接地導体部４３および実装電極接続部４４に所定の電位を与えることによって、第１および第２電極４ａ，４ｂ間に電圧を与える。接地導体部４３に与える電位は、接地電位である。これによって、第１および第２電極４ａ，４ｂに挟まれる誘電体線路６に電界が印加される。電圧印加手段２３は、たとえば分圧器を含んで構成され、分圧器によって分圧された電圧を第１および第２電極４ａ，４ｂに与える。電圧印加手段２３は、複数段階の電圧を実装接地導体部４３および実装電極接続部４４に印加することができる。電圧印加手段２３は、伝播する電磁波の周波数よりも低い周波数の交流電圧、または直流電圧を実装接地導体部４３および実装電極接続部４４に印加する。電圧印加手段２３は、シフトすべき位相量に応じた電圧を実装接地導体部４３および実装電極接続部４４に印加する。
電圧印加手段２３によって、第１および第２電極４ａ，４ｂ間に電圧を印加し、また印加する電圧の大きさを予め定める範囲で変化させることによって、誘電体線路６を導波する電磁波の位相を、印加する電圧の大きさ、すなわち印加電界の大きさに応じて変化させることができる。誘電体線路６を形成する誘電体は、印加電界が大きくなると誘電率が小さくなり、これによって誘電体線路６を導波する電磁波の位相を変化させることができる。
移相器１における、非放射性誘電体線路２のカットオフ周波数ｆｃは、誘電体線路６を形成する誘電体の誘電率および誘電体線路６のサイズ（延在方向Ｘに垂直な断面の寸法）、第１および第２電極４ａ，４ｂの間隔（Ｌ３）、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂの間隔Ｌ１、および平板間誘電体部９を形成する誘電体の誘電率で決まる。カットオフ周波数が、伝播させるべき電磁波の周波数（使用周波数）未満になるように、誘電体線路６のサイズは選ばれる。第１および第２電極４ａ，４ｂに所定の電圧を印加して誘電体線路６の誘電率が小さくなったときのカットオフ周波数をｆｃとし、使用周波数、すなわち誘電体線路６を伝播させる電磁波の周波数をｆとしたとき、１．０３＜ｆ／ｆｃ＜１．５となるように、好ましくは、１．０３＜ｆ／ｆｃ＜１．２となるように誘電体線路６のサイズ、第１および第２電極４ａ，４ｂの間隔（Ｌ３）、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂの間隔Ｌ１および平板間誘電体部９を形成する誘電体を設定する。移相器１を作製するとき、まず誘電体線路６および平板間誘電体部９を形成する誘電体を決定し、次に誘電体線路６のサイズを決定した後、これに伴って第１および第２電極４ａ，４ｂの間隔Ｌ４が決定され、最後に第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂの間隔Ｌ１を決定する。
以上のように移相器１は、小型に形成することができ、位相制御を良好に行うことができ、かつ実装部５を平面回路基板上に表面実装することによって、移相器１と平面回路基板５６に形成される伝送線路との接続を好適に行うことができる。また平板間誘電体部９が、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂを支える支持部材として働くので、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂを薄膜形成技術、厚膜印刷技術またはシート状セラミック技術などを用いて製造することができるようになり、製造においても小型化に適した移相器１を実現することができる。
また第１ストリップ導体部１１の近傍の電磁界モードが、非放射性誘電体線路２のＬＳＥモードに近似しているので、平面線路３を非放射性誘電体線路２のＬＳＥモードと結合させることができ、非放射性誘電体線路２と平面線路３との接続部において、電磁界が非放射性誘電体線路２および平面線路３のうちの一方から他方に円滑に移行させることができる。したがって、接続損失が低減し、すなわち伝送損失を低減することができる。またＬＳＥモードで結合するので、モード抑制回路が不必要となり、ＬＳＭモードを用いる場合と比較して、小型化することができる。
第１ストリップ導体部１１に少なくとも一部が重なって第２ストリップ導体部４２が設けられており、平面線路３からの高周波信号は、第１接地導体部１３に形成される貫通孔４９を介して、実装部５を含んで構成される平面線路に伝播する。実装部５を平面回路基板５６上に表面実装することによって、移相器１と平面回路基板５６に形成される伝送線路との接続を好適に行うことができる。
非放射性誘電体線路２は、積層方向Ｚの大きさよりも幅方向Ｙの大きさを小さく構成することができるので、移相器１では、非放射性誘電体線路２の積層方向Ｚに実装部５が設けられることによって、非放射性誘電体線路２の幅方向Ｙに実装部５を設ける構成と比較して、移相器１を平面回路基板５６に実装したときの実装高さを低くすることができ、移相器１を用いて構成される電子機器の薄型化を実現することができる。
また移相器１は、基板上に、真空蒸着、スパッタリングまたはＣＶＤなどの周知の薄膜形成方法およびフォトリソグラフィを用いて、誘電体膜、導電体膜を積層することによって形成することができる。移相器１は、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂおよび平面線路平板導体部２４を除く各部分については、幅方向Ｙに誘電体膜および導電体膜を積層するプロセスによって形成することができるので、製造工程が複雑化せず、製造しやすい。
また本発明の他の実施の形態では、前述した移相器１において、第１および第２電極４ａ，４ｂを誘電体線路６に埋め込んで形成してもよい。第１および第２電極４ａ，４ｂは、誘電体線路６に電界を印加可能に設けられる。また第１および第２電極４ａ，４ｂの厚さは、誘電体線路６を伝播する電磁波に対する表皮厚さ未満に選ばれる。これによって、第１および第２電極４ａ，４ｂを誘電体線路６に埋め込んだときに、第１および第２電極４ａ，４ｂによる損失を低減することができる。このような構成であっても、移相器１と同様の効果を達成することができ、さらに前述の移相器１よりも第１および第２電極４ａ，４ｂの間隔をより近づけて設けることができるので、より低電圧でスイッチを駆動することができる。本実施の形態における第１および第２電極４ａ，４ｂの体積抵抗率は、１０−５Ω・ｍ以上、好ましくは１０−４Ω・ｍ以上に選ばれる。
また誘電体線路６に第１および第２電極４ａ，４ｂを埋め込んで設ける場合、複数の第１および第２電極４ａ，４ｂを、幅方向Ｙに所定の間隔をあけて、第１電極４ａと第２電極４ｂとが幅方向Ｙに交互に積層されるように形成してもよい。この場合、各第１電極４ａを、第１平板導電体部７ａに接続し、各第２電極４ｂを、第２平板導電体部７ｂに接続して、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂは、電気的に接続されないように形成し、第１および第２平板導電体部７ａ，７ｂを介して第１および第２電極４ａ，４ｂ間に電圧を印加する。
第１電極４ａおよび第２電極４ｂの数は、多くしたほうが、印加できる電界強度が大きくなるので、より低電圧でスイッチを動作させることができて好ましいが、第１電極４ａおよび第２電極４ｂの数を多くすると損失が大きくなる。電極を積層した場合では、電極の厚さの総和によって損失が決定される。電極の抵抗率が１×１０−４（Ω・ｍ）の場合で実用上は、電極の厚さの総和が３０ｎｍ以下とするのが好ましく、電極の抵抗率が１×１０−３（Ω・ｍ）の場合で実用上は、電極の厚さの総和が３２０ｎｍ以下とするのが好ましい。
また前述した実施の形態の移相器１では、誘電体線路６は、誘電率が変化する物質から成るが、本発明の実施のさらに他の形態において、誘電体線路６は、誘電率が変化する物質から成る変化部を含む構成であればよい。前記変化部は、電界強度が高くなる部分に形成されるのが好ましく、たとえば幅方向Ｙおよび厚さ方向Ｚの中央部に形成される。このような構成すると、誘電体線路６のうち変化部が占める割合と、誘電体線路６のうち変化部が形成される領域とに応じて、同じ大きさで移相器を作製したときに得られる位相変化量が決定され、誘電体線路６全体が誘電率が変化する物質から成る場合よりも、位相変化量は小さくなるが、前述の実施の形態と同様に、小型な移相器を提供することができる。
図７は、本発明の実施の一形態の高周波送信器６０の構成を示す模式図である。高周波送信器６０は、前述した図１に示す実施の形態の移相器１と、高周波発振器６１と、伝送線路６２と、送信用アンテナ６３と、スタブ６４とを含んで構成される。高周波発振器６１は、ガンダイオードを利用したガン発振器、またはインパットダイオードを利用したインパット発振器またはＦＥＴ（Field Effect Transistor）などを利用したＭＭＩＣ（
Microwave Monolithic Integrated Circuit）発振器などを含んで構成され高周波信号を
発生する。伝送線路６２は、マイクロストリップ線路またはストリップ線路、コプレーナ線路によって構成される。伝送線路６２の高周波信号の伝送方向の第１端部６２ａは高周波発振器６１に接続され、伝送線路６２の高周波信号の伝送方向の第２端部６２ｂは送信用アンテナ６３に接続される。送信用アンテナ６３は、パッチアンテナまたはホーンアンテナによって実現される。高周波信号の伝送方向は、電磁波の伝播方向である。
移相器１は、高周波信号が誘電体線路６を通過するように、伝送線路６２に挿入される。スタブ６４は、たとえばオープンスタブによって実現され、高周波発振器６１の特性調整回路として機能する。スタブ６４は、高周波信号の伝送方向における移相器１の上流側および下流側のうち少なくとも一方で、前記伝送線路６２に設けられる。
さらに具体的に述べると、伝送線路６２は、第１および第２伝送線路６８，６９を含んで構成される。第１伝送線路６８の高周波信号の伝送方向における第１端部６８ａは、高周波発振器６１に接続され、第１伝送線路６８の高周波信号の伝送方向における第２端部６８ｂは、移相器１の第１入出力端２ａに接続される。第２伝送線路６９の高周波信号の伝送方向における第１端部６９ａは、移相器１の第２入出力端２ｂに接続され、第２伝送線路６９の高周波信号の伝送方向における第２端部６９ｂは、送信用アンテナ６３に接続される。
高周波発振器６１で発生した高周波信号は、第１伝送線路６８、移相器１の誘電体線路６、第２伝送線路６９を通過して、送信用アンテナ６３に与えられ、送信用アンテナ６３から電波として放射される。
高周波送信器６０では、高周波発振器６１と送信用アンテナ６３の途中にはスタブ６４が設けられ、高周波発振器６１の伝送線路６２への接続部や送信用アンテナ６３の伝送線路６２への接続部における不整合を整合できるようになっている。これによって接続部での反射を小さく抑えることができ、安定な発振特性が得られるとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い送信出力が得られる。ただし、スタブ６４を設けても、たとえば高周波発振器を接続するためのワイヤーおよび／またはバンプの形状ばらつき、および伝送線路６２の配線幅のばらつきなどによって一律に整合することができない。高周波送信器６０では、伝送線路６２に、伝送線路６２を伝送される高周波信号の電磁波が誘電体線路６を通過するように、前記移相器１が挿入されるので、たとえば高周波発振器６１を接続するためのワイヤーおよび／またはバンプの形状ばらつき、および伝送線路の配線幅のばらつきなどによって伝送線路６２に起因して発生する位相のずれを個々に調整して整合をとることができ、安定な発振特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い送信出力を持つ高周波送信器６０を実現することができる。また移相器１を前述したように小型で、かつ低電圧で動作させることができるので、移相器１を設けても高周波送信器６０を小型に形成することができ、また移相器１に電圧を与えるための構成が複雑化してしまうことを抑制することができる。
高周波送信器６０では、移相器１を用いているが、前述した各実施の形態の移相器のうちのいずれか１つを用いてもよい。このように構成しても、同様の効果を達成することができる。また高周波送信器６０において、前記伝送線路６２は、マイクロストリップ線路およびストリップ線路の他に、コプレーナ線路、グランド付きコプレーナ線路、スロット線路、導波管または誘電体導波管などによって実現されてもよい。
図８は、本発明の実施の一形態の高周波受信器７０の構成を示す模式図である。図７に示す前述した実施の形態の高周波送信器６０と同様の構成には、同一の参照符号を付して、その説明を省略する場合がある。
高周波受信器７０は、前述した実施の形態の移相器１と、高周波検波器７１と、伝送線路６２と、スタブ６４と、受信用アンテナ７３とを含んで構成される。高周波検波器７１は、たとえば、ショットキーバリアダイオード検波器、ビデオ検波器またはミキサＭＭＩＣなどによって実現される。
伝送線路６２の高周波信号の伝送方向の第１端部６２ａは、高周波検波器７１に接続され、伝送線路６２の高周波信号の伝送方向の第２端部６２ｂは、受信用アンテナ７３に接続される。受信用アンテナ７３は、パッチアンテナまたはホーンアンテナによって実現される。
移相器１は、高周波信号が誘電体線路６を通過するように、伝送線路６２に挿入される。スタブ６４は、高周波信号の伝送方向における移相器１の上流側および下流側のうち少なくとも一方で、前記伝送線路６２に設けられる。
受信用アンテナ７３によって外部から到来する電波を捕捉すると、受信用アンテナ７３は電波に基づく高周波信号を伝送線路６２に与え、移相器１の誘電体線路６を通過して、高周波検波器７１に受信した高周波信号が与えられる。高周波検波器７１は、高周波信号を検波して、高周波信号に含まれる情報を検出する。
高周波受信器７０では、受信用アンテナ７３によって捕捉した高周波信号は、伝送線路６２に伝送されて高周波検波器７１によって検波される。受信用アンテナ７３と高周波検波器７１の途中にはスタブ６４が設けられ、高周波検波器７１の伝送線路６２への接続部や受信用アンテナ７３の伝送線路６２への接続部における不整合を整合できるようになっている。これによって接続部での反射を小さく抑えることができ、安定な検波特性が得られるとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い検波出力が得られる。スタブを設けても、たとえば高周波発振器を接続するためのワイヤーおよび／またはバンプの形状ばらつき、および伝送線路６２の配線幅のばらつきなどによって一律に整合することができない。高周波受信器７０では、伝送線路６２には、伝送線路６２を伝送される高周波信号の電磁波が前記誘電体線路６を通過するように、前記移相器１が挿入されるので、たとえば高周波検波器７１を接続するためのワイヤーおよび／またはバンプの形状ばらつき、および伝送線路の配線幅のばらつきなどによって伝送線路６２に起因して発生する位相のずれを個々に調整して、整合をとることができ、安定な検波特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い検波出力を持つ高周波受信器７０を実現することができる。また移相器１を前述したように小型で、かつ低電圧で動作させることができるので、移相器１を設けても高周波受信器７０を小型に形成することができ、また移相器１に電圧を与えるための構成が複雑化してしまうことを抑制することができる。
高周波受信器７０では、移相器１を用いているが、前記移相器に変えて、前述した実施の形態の移相器のうちのいずれか１つを用いてもよい。このように構成しても、同様の効果を達成することができる。また高周波受信器７０において、前記伝送線路６２は、マイクロストリップ線路およびストリップ線路の他に、コプレーナ線路、グランド付きコプレーナ線路、スロット線路、導波管または誘電体導波管などによって実現されてもよい。
図９は、本発明の実施の一形態の高周波送受信器８０を備えるレーダ装置９０の構成を示す模式図である。レーダ装置９０において、図７および図８に示す前述した実施の形態の高周波送信器６０および高周波受信器７０と同様の構成には、同一の参照符号を付して、その説明を省略する場合がある。レーダ装置９０は、高周波送受信器８０と、距離検出器９１を含んで構成される。
高周波送受信器８０は、前述した実施の形態の移相器１と、高周波発振器６１と、第１〜第５伝送線路８１，８２，８３，８４，８５と、分岐器８６と、分波器８７と、送受信用アンテナ８８と、ミキサ８９と、スタブ６４とを含んで構成される。送受信用アンテナ８８は、パッチアンテナまたはホーンアンテナによって実現される。第１〜第５伝送線路８１，８２，８３，８４，８５は、前述した伝送線路６２と同様の構成を有する。
第１伝送線路８１の高周波信号の伝送方向の第１端部８１ａは、高周波発振器６１に接続され、第１伝送線路８１の高周波信号の伝送方向の第２端部８１ｂは、分岐器８６に接続される。移相器１は、高周波信号が誘電体線路６を通過するように、第１伝送線路８１に挿入される。スタブ６４は、高周波信号の伝送方向における移相器１の上流側および下流側のうち少なくとも一方で、前記第１伝送線路８１に設けられる。
分岐器（切替器）８６は、第１、第２および第３端子８６ａ，８６ｂ，８６ｃを有し、第１端子８６ａに与えられる高周波信号を、第２端子８６ｂおよび第３端子８６ｃに選択的に出力する。分岐器８６は、たとえば高周波スイッチ素子によって実現される。分岐器８６には、図示しない制御部から制御信号が与えられ、制御信号に基づいて第１端子８６ａおよび第２端子８６ｂ、または第１端子８６ａおよび第３端子８６ｃを選択的に接続する。レーダ装置９０は、パルスレーダによって実現される。前記制御部は、第１端子８６ａおよび第２端子８６ｂを接続して、パルス状の高周波信号を第２端子８６ｂから出力させた後、第１端子８６ａおよび第３端子８６ｃを接続して、高周波信号を第３端子８６ｃから出力させる。第２端子８６ｂには、第２伝送線路８２の高周波信号の伝送方向の第１端部８２ａが接続される。前記第３端子８６ｃには、第４伝送線路８４の高周波信号の伝送方向の第１端部８４ａが接続される。
分波器８７は、第４、第５および第６端子８７ａ，８７ｂ，８７ｃを有し、第４端子８７ａに与えられる高周波信号を第５端子８７ｂに出力し、第５端子８７ｂに与えられる高周波信号を第６端子８７ｃに出力する。第２伝送線路８２の高周波信号の伝送方向の第２端部８２ｂは、前記第４端子８７ａに接続される。前記第５端子８７ｂには、第３伝送線路８３の高周波信号の伝送方向の第１端部８３ａが接続される。第３伝送線路８３の高周波信号の伝送方向の第２端部８３ｂは、送受信用アンテナ８８に接続される。
前記第６端子８７ｃには、第５伝送線路８５の高周波信号の伝送方向の第１端部８５ａが接続される。第４伝送線路８４の高周波信号の伝送方向の第２端部８４ｂと、第５伝送線路８５の高周波信号の伝送方向の第２端部８５ｂとは、ミキサ８９に接続される。分波器８７は、ハイブリッド回路によって実現される。ハイブリッド回路は、方向性結合器であって、マジックＴ、ハイブリッドリングまたはラットレースなどによって実現される。
高周波発振器６１で発生した高周波信号は、第１伝送線路８１および移相器１の誘電体線路６を通過して、分岐器８６、第２伝送線路８２、分波器８７、および第３伝送線路８２を介して送受信用アンテナ８８に与えられ、送受信用アンテナ８８から電波として放射される。また、高周波発振器６１で発生した高周波信号は、第１伝送線路８１および移相器１の誘電体線路６を通過して、分岐器８６および第４伝送線路８４を介してミキサ８９にローカル信号として与えられる。
送受信用アンテナ８８によって外部から到来する電波を受信すると、送受信用アンテナ８８は電波に基づく高周波信号を第３伝送線路８３に与え、分波器８７、第５伝送線路８５を介してミキサ８９に与えられる。
ミキサ８９は、第４および第５伝送線路８４，８５から与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力する。ミキサ８９から出力される中間周波信号は、距離検出器９１に与えられる。
距離検出器９１は、前述した高周波検波器７１を含んで構成され、高周波送受信器８０から放射され、測定対象物によって反射された電波（エコー）を受信して得られる前記中間周波信号に基づいて、測定対象物までの距離を算出する。距離検出器９１は、たとえばマイクロコンピュータによって実現される。
高周波送受信器８０では、高周波信号が前記誘電体線路６を通過するように、前記第１伝送線路８１に、前記移相器１が挿入されることによって、たとえば配線幅のばらつきなどによって伝送線路６２に起因して不所望に変化する高周波信号の位相を調整して、たとえば安定な発振特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い送信出力を持つ高周波送受信器８０を実現することができ、また、たとえば安定な検波特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い検波出力を持つ高周波送受信器８０を実現することができ、また、たとえばミキサ８９によって生成される中間周波数信号の信頼性を向上させることができる。また移相器１を前述したように小型で、かつ低電圧で動作させることができるので、移相器１を設けても高周波送受信器８０を小型に形成することができ、また移相器１に電圧を与えるための構成が複雑化してしまうことを抑制することができる。
レーダ装置９０では、前記高周波送受信器８０からの中間周波信号に基づいて、距離検出器が高周波送受信器８０から探知対象物までの距離、たとえば送受信用アンテナ８８と探知対象物までの距離を検出するので、検知対象物までの距離を正確に検出することができる。
前記分岐器８６は、方向性結合器によって実現されてもよく、この場合第１端子８６ａに与えられる高周波信号は、第２端子８６ｂおよび第３端子８６ｃに分岐して出力される。この場合には、前述した構成と比較して、送受信用アンテナ８８から出力される電波の電力が低くなるが、分岐器８６を制御する必要がないので装置の制御が簡単になる。
本実施の形態では、第１伝送線路８１に移相器１が挿入されるが、本発明のさらに他の実施では、移相器１は、第１〜第５伝送線路８１〜８５の少なくともいずれか１つに、高周波信号が前記誘電体線路６を通過するように挿入されてもよい。このような構成であっても、同様の効果を達成することができる。
また高周波送受信器８０では、移相器１を用いているが、前述した各実施の形態の移相器のうちのいずれか１つを用いてもよい。このように構成しても、同様の効果を達成することができる。
また本発明の実施のさらに他の形態では、前記分波器８７は、サーキュレータによって実現されてもよく、この様な構成であっても、同様の効果を達成することができる。
図１０は、本発明の実施の形態の移相器１を備えるアレイアンテナ装置９９を含むレーダ装置１００の構成を示す模式図である。本発明の形態において、前述実施の形態と同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する。レーダ装置１００は、アレイアンテナ装置９９と、高周波送受信器１０９と距離検出器９１を含んで構成される。
アレイアンテナ装置９９は、アンテナ素子１０１とこのアンテナ素子１０１に付加される移相器１とによって構成される移相器付アンテナ素子１０５が配列されて設けられるアンテナアレー体１０２と、各移相器付アンテナ素子１０５に接続される伝送線路１０７とを含んで構成される。本発明の実施の形態では、複数のアンテナ素子１０１は、放射方向を揃えて、一列に並べられる。アンテナ素子１０１は、配列方向Ｒに沿って、相互に等しい間隔をあけて設けられる。
アンテナ素子１０１は、たとえばスロットアンテナ、マイクロストリップアンテナ、ホーンアンテナ、ロットアンテナまたは反射鏡アンテナによって実現される。本発明の実施の形態では、アレイアンテナ装置９９は、８つのアンテナ素子１０１と、８つの移相器１とを有する。
伝送線路１０７は、分岐器１０３を含んで構成され、入力部１０４から入力される高周波信号を分岐器１０３によって複数に分岐して、各移相器付アンテナ素子１０５に与える。伝送線路１０７は、マイクロストリップ線路、ストリップ線路、コプレーナ線路、グランド付きコプレーナ線路、スロット線路、導波管または誘電体導波管などによって実現される。
高周波送受信器１０９は、前述した各実施の形態の高周波送受信器８０によって構成されてもよく、また高周波送受信器８０において移相器を備えないものであってもよく、アレイアンテナ装置９９に高周波信号を与え、かつアレイアンテナ装置９９によって捕捉した高周波信号を受信する従来からの高周波送受信器によって構成されてもよい。
伝送線路１０７と、各移相器付アンテナ素子１０５のアンテナ素子１０１との間には、それぞれ移相器１が設けられる。伝送線路１０７を伝播する高周波信号は、移相器１の誘電体線路６を通過してアンテナ素子１０１に与えられる。各移相器１によって、高周波信号の位相をずらすことによって、各アンテナ素子から放射される電波の位相を調整して、図１０に示すように等位相面を配列方向Ｒの第１方向Ｒ１から第２方向Ｒ２に向かうにつれて、隣接するアンテナ素子１０１から放射される電波の位相を、Δφずつずらすことによって、放射ビーム１０６の方向を正面からアンテナ素子１０１の配列方向Ｒの第１方向Ｒ１または第２方向Ｒ２に角度θだけ傾けることができる。
移相器１は、小型でかつ低電圧で動作させることができるので、アレイアンテナ装置９９が大型化することない。アレイアンテナ装置９９は、移相器１を備えることによって、放射ビームの方向を変更することができ、これによってアンテナ素子１０１を機械的に動作させることなく、放射ビームの方向を変更することができ、利便性を向上させることができる。
またレーダ装置１００が大型化することなく、また放射ビームの方向を容易に変更することができるので、利便性の高いレーダ装置を実現することができる。
前記レーダ装置１００では移相器１を用いているが、前記移相器１に変えて、前述した実施の形態の移相器のうちのいずれか１つを用いてもよい。このように構成しても、同様の効果を達成することができる。
前記レーダ装置１００において移相器１を、前述した各実施の形態の移相器のうちのいずれか１つに代えて構成してもよい。
本発明の実施の一形態の高周波スイッチは、前述した各実施の形態の移相器のうちいずれかと同じ構成を有する。以下、「高周波スイッチ」を、単に「スイッチ」という。このようなスイッチでは、第１および第２電極４ａ，４ｂに電圧を印加することによって、非放射性誘電体線路２におけるカットオフ周波数を変更することができる。
電圧印加手段２３は、伝播する電磁波の周波数よりも低い周波数の交流電圧、または直流電圧を第１および第２電極４ａ，４ｂに印加する。電圧印加手段２３が、第１および第２電極４ａ，４ｂに電圧を印加することによって、誘電体線路６の誘電率が小さくなり、これによってスイッチのカットオフ周波数が高くなる。電圧印加手段２３が、第１および第２電極４ａ，４ｂに電圧を印加しないときは、伝播させる電磁波の周波数（使用周波数）よりもスイッチのカットオフ周波数が低くなるようにスイッチが構成される。電圧印加手段２３は、スイッチのカットオフ周波数が、前記使用周波数以上になるように第１および第２電極４ａ，４ｂに電圧を印加することができる。したがってスイッチは、電圧印加手段２３によって、カットオフ周波数が、誘電体線路６を伝播する電磁波の周波数より低くなる伝播状態と、カットオフ周波数が、誘電体線路６を伝播する電磁波の周波数より高くなるカットオフ状態とを切り替え可能である。本発明の実施の形態では、使用周波数は、一定であり、したがって上記の切り替えによってＯＮ／ＯＦＦ動作が可能である。
前記構成のスイッチでは、誘電体線路６に印加される電界に応じて、非放射性誘電体線路２におけるカットオフ周波数が、誘電体線路６を伝播する電磁波の周波数より低くなる伝播状態と、前記電磁波の周波数より高くなるカットオフ状態とを切り替え可能であるので、第１および第２電極２４ａ，２４ｂに印加する電圧を変化させることによって、前記伝播状態と前記カットオフ状態とを容易に切り替えることができる。スイッチング態様がＯＦＦ状態の時は、カットオフ状態になるので、本質的に高いＯＮ／ＯＦＦ比を得ることができる。また、機械的な駆動部分がないため、耐久性に優れた信頼性の高い高周波スイッチを実現することができる。また前記構成によって、低い電圧でカットオフ周波数を変化させることができるスイッチを実現することができる。また前記接続構造によって、ＬＳＥモードの高周波信号を、平面線路に良好に取り出すことができるので、平面回路基板上への実装性が良好である高周波スイッチを実現することができる。
また誘電体線路６に電界を印加するために第１および第２電極２４ａ，２４ｂに与える電圧を小さくしても、変化部に大きな電界強度の電界が与えられ、また誘電体線路６の線路長が短くても、変化部に大きな電界強度の電界が与えられるので、小型で、かつ低電圧で動作させることができるスイッチを実現することができる。また、機械的な駆動部分がないため、耐久性に優れた信頼性の高い高周波スイッチを実現することができる。
本発明の実施の一形態の減衰器は、前述した各実施の形態の移相器のいずれかと同じ構成を有する。このような減衰器では、第１および第２電極４ａ，４ｂに電圧を印加することによって、非放射性誘電体線路２におけるカットオフ周波数を変更して、伝播特性を変化させることができる。誘電体線路６に印加される電界に応じて、非放射性誘電体線路２における伝播特性を変化させることによって、高周波信号を減衰することができ、また前記接続構造によって、ＬＳＥモードの高周波信号を、平面線路に良好に取り出すことができるので、平面回路基板上への実装性が良好である減衰器を実現することができる。減衰器は、前述した移相器と同様にカットオフ周波数をｆｃとし、使用周波数をｆとしたとき、１．０３＜ｆ／ｆｃ＜１．５となるように、好ましくは、１．０３＜ｆ／ｆｃ＜１．２となるように形成される。また第１および第２電極４ａ，４ｂに与える電圧を小さくしても、変化部に大きな電界強度の電界が与えられ、またカットオフ周波数近傍の減衰特性を用いることから、また伝送線路の線路長が短くても、伝送線路の線路長が短くても電磁波を十分に減衰させることができるので、変化部に大きな電界強度の電界が与えられるので、小型で、かつ低電圧で動作させることができる減衰器を実現することができる。また、機械的な駆動部分がないため、耐久性に優れた信頼性の高い減衰器を実現することができる。
図１１は、本発明の実施の他の形態の高周波送信器１６０の構成を示す模式図である。高周波送信器１６０は、前述した図７の高周波送信器６０の移相器１に代えて、高周波スイッチ１６１を設け、スタブ６４を除いた構成であるので、同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する。スイッチ１６１は、前述した各実施の形態の移相器のいずれかと同じ構成を有する。
スイッチ１６１は、伝送線路６２に挿入され、伝播状態とすることによって伝送線路６２に伝送される高周波信号を透過し、カットオフ状態とすることによって伝送線路６２に伝送される高周波信号を遮断する。
スイッチ１６１が伝播状態のとき、高周波発振器６１が発生した高周波信号は、伝送線路６２に伝送されて、スイッチ１６１の誘電体線路６を通過して送信用アンテナ６３に与えられ、電波として放射される。またスイッチ１６１がカットオフ状態のとき、高周波発振器６１が発生した高周波信号は、スイッチ１６１を透過しないので送信用アンテナ６３には伝送されない。スイッチ１６１の伝播状態とカットオフ状態とを切換えることによって、送信用アンテナ６３からパルス信号波を放射することができる。大きなＯＮ／ＯＦＦ比を得ることができるとともに、耐久性に優れた信頼性の高い高周波スイッチを用いることによって、信頼性の高い高周波送信器１６０を実現することができる。電圧印加手段２３が、所定の情報に基づいて、スイッチ１６１に電圧を印加して、スイッチ１６１をＯＮ／ＯＦＦすることによって、所定の情報に対応した電波を送信用アンテナ６３から放射させることができる。
高周波送信器１６０において、前記伝送線路６２は、マイクロストリップ線路およびストリップ線路の他に、コプレーナ線路、グランド付きコプレーナ線路、スロット線路、導波管または誘電体導波管などによって実現されてもよい。
図１２は、本発明の実施の他の形態の高周波送受信器１８０を備えるレーダ装置１９０の構成を示す模式図である。高周波送受信器１８０は、前述した図９の高周波送受信器８０の移相器１に代えて、高周波スイッチ１６１を設けた構成であるので、同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する。
第１伝送線路８１に挿入されるスイッチ１６１を伝播状態とすることによって、高周波発振器６１が発生した高周波信号は、第１伝送線路８１に伝送されて分岐器８６の第１端子８６ａに与えられ、分岐器８６の第２端子８６ｂから第２伝送線路８２に与えられ、分波器８７の第４端子８７ａに与えられて、分波器８７の第５端子８７ｂから第３伝送線路８３に与えられて、送受信用アンテナ８８から放射される。また第１伝送線路８１に挿入されるスイッチ１６１がカットオフ状態となると、高周波発振器６１が発生した高周波信号はスイッチ１６１を透過しないので、遮断されて、送受信用アンテナ８８からは放射されない。スイッチ１６１の伝播状態とカットオフ状態とを切換えることによって、送受信用アンテナ８８からパルス信号波を放射することができる。大きなＯＮ／ＯＦＦ比を得ることができるとともに、耐久性に優れた信頼性の高いスイッチ１６１を用いることによって、信頼性の高い高周波送受信器を実現することができる。本実施の形態では、第１伝送線路８１にスイッチ１６１が挿入されるが、本発明のさらに他の実施では、スイッチ１６１は、第１〜第３伝送線路８１〜８３の少なくともいずれか１つに、挿入されてもよい。このような構成であっても、第１〜第３伝送線路８１〜８３の少なくともいずれか１つに挿入されるスイッチ１６１を全て伝播状態とし、また第１〜第３伝送線路８１〜８３の少なくともいずれか１つに挿入されるスイッチ１６１のうち１つでもカットオフ状態とすることによって、送受信用アンテナ８８からパルス信号波を放射することができ、前述のレーダ装置と同様の効果を達成することができる。
本発明の実施のさらに他の形態のレーダ装置は、前記各実施の形態のレーダ装置において、高周波送受信器８０を構成する分岐器８６を、２つのスイッチ１６１によって構成してもよい。
図１３は、スイッチ１６１によって構成される分岐器８６の構成を示す模式図である。２つのスイッチ１６１を、第１スイッチ１６１Ａおよび第２スイッチ１６１Ｂという。第１スイッチ１６１Ａは、伝播状態とすることによって第１端子８６ａおよび第２端子８６ｂ間で高周波信号を透過し、かつカットオフ状態とすることによって第１端子８６ａおよび第２端子８６ｂ間で高周波信号を遮断する。第２スイッチ１６１Ｂは、伝播状態とすることによって第１端子８６ａおよび第３端子８６ｃ間で高周波信号を透過し、かつカットオフ状態とすることによって第１端子８６ａおよび第３端子８６ｃ間で高周波信号を遮断する。第１および第２スイッチ１６１Ａ，１６１Ｂの、電磁波の伝播方向における第１端部同士を接続して第１端子８６ａとする。また第１スイッチ１６１Ａの電磁波の導波方向Ｘにおける第２端部を第２端子８６ｂとする。また第２スイッチ１６１Ｂの電磁波の導波方向Ｘにおける第２端部を第３端子８６ｃとする。
第１および第２スイッチ１６１Ａ，１６１Ｂには、図示しない制御部から制御信号が与えられ、制御信号に基づいて第１スイッチ１６１Ａが伝播状態のときに、第２スイッチ１６１Ｂをカットオフ状態とし、第１スイッチ１６１Ａがカットオフ状態のときに、第２スイッチ１６１Ｂを伝播状態とすることによって、第１端子８６ａから入力される高周波信号を、第２および第３端子８６ｂ，８６ｃから選択的に出力することができる。レーダ装置は、パルスレーダによって実現される。前記制御部は、第１および第２スイッチ１６１Ａ，１６１Ｂを制御して、第１端子８６ａおよび第２端子８６ｂを接続して、パルス状の高周波信号を第２端子８６ｂから出力させた後、第１および第２スイッチ１６１Ａ，１６１Ｂを制御して、第１端子８６ａおよび第３端子８６ｃを接続して、高周波信号を第３端子８６ｃから出力させる。大きなＯＮ／ＯＦＦ比を得ることができるとともに、耐久性に優れた信頼性の高いスイッチ１６１を用いて分岐器８６を構成することによって、信頼性の高い高周波送受信器を実現することができる。
本発明の実施のさらに他の形態のレーダ装置は、前記各実施の形態のレーダ装置において、高周波送受信器８０を構成する分波器８７を、２つのスイッチ１６１によって構成してもよい。
図１４は、スイッチ１６１によって構成される分波器８７の構成を示す模式図である。分波器８７は、２つのスイッチ１６１を含んで構成される。２つのスイッチ１６１を、第３スイッチ１６１Ｃおよび第４スイッチ１６１Ｄという。第３スイッチ１６１Ｃは、伝播状態とすることによって第４端子８７ａおよび第５端子８７ｂ間で高周波信号を透過し、かつカットオフ状態とすることによって第４端子８７ａおよび第５端子８７ｂ間で高周波信号を遮断する。第４スイッチ１６１Ｄは、伝播状態とすることによって第５端子８７ｂおよび第６端子８７ｃ間で高周波信号を透過し、かつカットオフ状態とすることによって第５端子８７ｂおよび第６端子８７ｃ間で高周波信号を遮断する。第３スイッチ１６１Ｃの、電磁波の伝播方向における第１端部を、第４端子８７ａとする。また第３および第４スイッチ１６１Ｃ，１６１Ｄの、電磁波の伝播方向の第２端部同士を共通に接続して、第５端子８７ｂとする。第４スイッチ１６１Ｄの電磁波の伝播方向の第１端部を、第６端子８７ｃとする。
第３および第４スイッチ１６１Ｃ，１６１Ｄには、図示しない制御部から制御信号が与えられ、制御信号に基づいて第３スイッチ１６１Ｃが伝播状態のときに、第４スイッチ１６１Ｄをカットオフ状態とし、第３スイッチ１６１Ｃがカットオフ状態のときに、第４スイッチ１６１Ｄを伝播状態とすることによって、第４端子８７ａから入力される高周波信号を、第５端子８７ｂから出力し、第５端子８７ｂから入力される高周波信号を、第６端子８７ｃから出力することができる。前記制御部は、第３および第４スイッチ１６１Ｃ，１６１Ｄを制御して、第４端子８７ａおよび第５端子８７ｂを接続して、パルス状の高周波信号を送受信用アンテナに伝送した後、第３および第４スイッチ１６１Ｃ，１６１Ｄを制御して、第５端子８７ｂおよび第６端子８７ｃを接続して、送受信用アンテナによって捕捉した高周波信号を第６端子８７ｃから出力させる。制御部は、第１および第３スイッチ１６１Ａ，１６１Ｃが伝播状態となり、かつ第２および第４スイッチ１６１Ｂ，１６１Ｄがカットオフ状態となるように、または、第１および第３スイッチ１６１Ａ，１６１Ｃがカットオフ状態となり、第２および第４スイッチ１６１Ｂ，１６１Ｄが伝播状態となるように、第１〜第４スイッチ１６１Ａ〜１６１Ｄを制御する。大きなＯＮ／ＯＦＦ比を得ることができるとともに、耐久性に優れた信頼性の高いスイッチ１６１を用いて分波器８７を構成することによって、信頼性の高い高周波送受信器を実現することができる。
前述した各実施の形態において、前記変化部は、印加電界に応じて寸法が変化する圧電素子によってされてもよい。印加電圧に応じて、電磁波の伝播方向において圧電素子の寸法が変化する、すなわち圧電素子の前記伝播方向における厚さが変化することによって、変化部を含む誘電体部を伝播する電磁波の位相を変化させることができ、前述した実施の形態と同様の効果を達成することができる。圧電素子は、たとえば水晶、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３、ＢａＴｉＯ３、ＬｉＮｂＯ３またはＳｂＳＩなどによって形成される。以上の各実施の形態の移相器、スイッチおよび減衰器は、誘電体導波路デバイスである。
なお、本発明は以上の実施の形態の例および実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行なうことは何等差し支えない。
本発明の実施の一形態の移相器１の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の一形態の移相器１の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の一形態の移相器１の構成を模式的に示す断面図である。 図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た断面図である。 移相器１の平面図である。 移相器１が実装される平面回路基板５６の平面図である。 本発明の実施の一形態の高周波送信器６０の構成を示す模式図である。 本発明の実施の一形態の高周波受信器７０の構成を示す模式図である。 本発明の実施の一形態の高周波送受信器８０を備えるレーダ装置９０の構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態の移相器１を備えるアレイアンテナ装置９９を含むレーダ装置１００の構成を示す模式図である。 本発明の実施の他の形態の高周波送信器１６０の構成を示す模式図である。 本発明の実施の他の形態の高周波送受信器１８０を備えるレーダ装置１９０の構成を示す模式図である。 スイッチ１６１によって構成される分岐器８６の構成を示す模式図である。 スイッチ１６１によって構成される分波器８７の構成を示す模式図である。
符号の説明
１ 移相器
２ 非放射性誘電体線路
３ 平面線路
４ａ，４ｂ 電極
５ 実装部
６ 誘電体線路
７ａ，７ｂ 平板導電体部
９ 平板間誘電体部（第３誘電体部）
１１ 第１ストリップ導体部
１２ ストリップ誘電体部（誘電体部）
１３ 第１接地導体部
４１ 実装誘電体部（第２誘電体部）
４２ 第２ストリップ導体部
４９ 貫通孔
６０，１６０ 高周波送信器
６１ 高周波発振器
６２，８１，８２，８３，８４，８５ 伝送線路
６３ 送信用アンテナ
６４ スタブ
７０ 高周波受信器
７１ 高周波検波器
７３ 受信用アンテナ
８０，１８０ 高周波送受信器
８６ 分岐器
８７ 分波器
８８ 送受信用アンテナ
８９ ミキサ
８６ａ 第１端子
８６ｂ 第２端子
８６ｃ 第３端子
８７ａ 第４端子
８７ｂ 第５端子
８７ｃ 第６端子
９０，１９０ レーダ装置
９１ 距離検出器
１００ アレイアンテナ装置
１０１ アンテナ素子
１６１ スイッチ

Claims (17)

  1. 印加電界に応じて誘電率が変化する変化部を含み電磁波が伝播する誘電体線路、および前記誘電体線路を挟持する一対の平板導電体部を含む非放射性誘電体線路と、
    前記誘電体線路および前記一対の平板導電体部が重なる第１方向に垂直な第２方向に、前記一対の平板導電体部間の間隔よりも狭い間隔をあけた状態で前記誘電体線路を挟み、前記誘電体線路に沿って設けられている、前記変化部に電界を印加する一対の電極と、
    誘電体部、前記誘電体部に設けられている第１ストリップ部、および前記第２方向に前記第１ストリップ導体部と間隔をあけて設けられ、前記第１ストリップ導体部に沿って前記誘電体部に設けられる第１接地導体部を有し、前記非放射性誘電体線路の電磁波の伝播方向における端面を、前記誘電体部の電磁波の伝播方向における端面に突き合わせて、前記非放射性誘電体線路に結合される平面線路と、
    前記第１接地導体部に連なり、前記第２方向における前記非放射性誘電体線路の端部に設けられる第２接地導体部と、
    前記第１接地導体部の前記第１ストリップ導体部とは反対側の表面部および第２接地導体部の前記非放射性誘電体線路とは反対側の表面部に形成される第２誘電体部と、
    前記２誘電体部の、前記非放射性誘電体線路および前記誘電体線路とは反対側の表面部に、前記第１ストリップ導体部に少なくとも一部が重なって設けられる第２ストリップ導体部と、
    少なくとも一部が前記第２誘電体部の前記表面部に設けられ、一対の前記電極に個別に接続される第１および第２電極接続部とを含み、
    前記第１接地導体部には、前記第１および第２ストリップ導体部の間に貫通孔が形成されることを特徴とする誘電体導波路デバイス。
  2. 前記一対の電極は、前記誘電体線路を伝播する電磁波に対する表皮厚さよりも薄く形成されたことを特徴とする請求項１記載の誘電体導波路デバイス。
  3. 前記一対の平板導電体部の間に設けられ、前記第１方向に前記誘電体線路を挟み、前記誘電体線路の誘電率よりも誘電率が低い第３誘電体部を含むことを特徴とする請求項２記載の誘電体導波路デバイス。
  4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の誘電体導波路デバイスを備え、
    前記変化部に印加される電界に応じて、前記変化部の誘電率が変化することによって、伝送線路を伝播する電磁波の位相を変化させることを特徴とする移相器。
  5. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の誘電体導波路デバイスを備え、
    前記変化部に印加される電界に応じて、前記変化部の誘電率が変化することによって、前記伝送線路におけるカットオフ周波数が、前記伝送線路を伝播する電磁波の周波数より低くなる伝播状態と、高くなるカットオフ状態とを切り替え可能であることを特徴とする高周波スイッチ。
  6. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の誘電体導波路デバイスを備え、
    前記変化部に印加される電界に応じて、前記変化部の誘電率を変化させて、伝送線路を伝播する電磁波を減衰させることを特徴とする減衰器。
  7. 高周波信号を発生する高周波発振器と、
    前記高周波発振器に接続され、前記高周波発振器からの高周波信号を伝送する伝送線路と、
    前記伝送線路に接続され、高周波信号を放射するアンテナと、
    高周波信号が前記誘電体線路を通過するように、前記伝送線路に挿入される請求項５記載の移相器と、
    高周波信号の伝送方向における前記移相器の上流側および下流側のうち少なくとも一方で前記伝送線路に設けられるスタブとを含むことを特徴とする高周波送信器。
  8. 高周波信号を捕捉するアンテナと、
    前記アンテナに接続され、前記アンテナによって捕捉される高周波信号を伝送する伝送線路と、
    前記伝送線路に接続され、前記伝送線路に伝送される高周波信号を検波する高周波検波器と、
    高周波信号が前記誘電体線路を通過するように、前記伝送線路に挿入される請求項５記載の移相器と、
    高周波信号の伝送方向における前記移相器の上流側および下流側のうち少なくとも一方で前記伝送線路に設けられるスタブとを含むことを特徴とする高周波受信器。
  9. 高周波信号を発生する高周波発振器と、
    前記高周波発振器に接続され、高周波信号を伝送する第１伝送線路と
    第１、第２および第３端子を有し、前記第１端子が前記第１伝送線路に接続され、前記第１端子に与えられる高周波信号を前記第２端子または前記第３端子に選択的に出力する分岐器と、
    前記第２端子に接続され、前記第２端子から与えられる高周波信号を伝送する第２伝送線路と、
    第４、第５および第６端子を有し、前記第２伝送線路を介して前記第４端子に与えられる高周波信号を前記第５端子に出力し、かつ前記第５端子に与えられる高周波信号を前記第６端子に出力する分波器と、
    前記第５端子に接続され、前記第５端子から出力される高周波信号を伝送し、前記第５端子に高周波信号を伝送する第３伝送線路と、
    前記第３伝送線路に接続され、高周波信号を放射および捕捉するアンテナと、
    前記第３端子に接続され、前記第３端子から出力される高周波信号を伝送する第４伝送線路と、
    前記第６端子に接続され、前記第６端子から出力される高周波信号を伝送する第５伝送線路と、
    前記第４および第５伝送線路に接続され、前記第４および第５伝送線路から与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサと、
    高周波信号が前記誘電体線路を通過するように、前記第１〜第５伝送線路のうち少なくともいずれかの１つに挿入される請求項４記載の移相器とを含むことを特徴とする高周波送受信器。
  10. 高周波信号を発生する高周波発振器と、
    前記高周波発振器に接続され、前記高周波発振器からの高周波信号を伝送する高周波伝送線路と、
    前記高周波伝送線路に接続され、高周波信号を放射するアンテナと、
    前記高周波伝送線路に挿入され、前記伝播状態とすることによって前記高周波伝送線路に伝送される高周波信号を透過し、前記カットオフ状態とすることによって前記高周波伝送線路に伝送される高周波信号を遮断する請求項５記載の高周波スイッチとを含むことを特徴とする高周波送信器。
  11. 高周波信号を発生する高周波発振器と、
    前記高周波発振器に接続され、高周波信号を伝送する第１高周波伝送線路と
    第１、第２および第３端子を有し、前記第１端子が前記第１高周波伝送線路に接続され、前記第１端子に与えられる高周波信号を前記第２端子または前記第３端子に選択的に出力する分岐器と、
    前記第２端子に接続され、前記第２端子から与えられる高周波信号を伝送する第２高周波伝送線路と、
    第４、第５および第６端子を有し、前記第２高周波伝送線路を介して前記第４端子に与えられる高周波信号を前記第５端子に出力し、かつ前記第５端子に与えられる高周波信号を前記第６端子に出力する分波器と、
    前記第５端子に接続され、前記第５端子から出力される高周波信号を伝送し、前記第５端子に高周波信号を伝送する第３高周波伝送線路と、
    前記第３高周波伝送線路に接続され、高周波信号を放射および捕捉するアンテナと、
    前記第３端子に接続され、前記第３端子から出力される高周波信号を伝送する第４高周波伝送線路と、
    前記第６端子に接続され、前記第６端子から出力される高周波信号を伝送する第５高周波伝送線路と、
    前記第４および第５高周波伝送線路に接続され、前記第４および第５高周波伝送線路から与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサとを含み、
    前記分岐器は、請求項５記載の高周波スイッチを２つ備え、第１高周波スイッチは、前記伝播状態とすることによって前記第１端子および前記第２端子間で高周波信号を透過し、かつ前記カットオフ状態とすることによって前記第１端子および前記第２端子間で高周波信号を遮断し、第２高周波スイッチは、前記伝播状態とすることによって前記第１端子および前記第３端子間で高周波信号を透過し、かつ前記カットオフ状態とすることによって前記第１端子および前記第３端子間で高周波信号を遮断することを特徴とする高周波送受信器。
  12. 高周波信号を発生する高周波発振器と、
    前記高周波発振器に接続され、高周波信号を伝送する第１高周波伝送線路と
    第１、第２および第３端子を有し、前記第１端子が前記第１高周波伝送線路に接続され、前記第１端子に与えられる高周波信号を前記第２端子または前記第３端子に選択的に出力する分岐器と、
    前記第２端子に接続され、前記第２端子から与えられる高周波信号を伝送する第２高周波伝送線路と、
    第４、第５および第６端子を有し、前記第２高周波伝送線路を介して前記第４端子に与えられる高周波信号を前記第５端子に出力し、かつ前記第５端子に与えられる高周波信号を前記第６端子に出力する分波器と、
    前記第５端子に接続され、前記第５端子から出力される高周波信号を伝送し、前記第５端子に高周波信号を伝送する第３高周波伝送線路と、
    前記第３高周波伝送線路に接続され、高周波信号を放射および捕捉するアンテナと、
    前記第３端子に接続され、前記第３端子から出力される高周波信号を伝送する第４高周波伝送線路と、
    前記第６端子に接続され、前記第６端子から出力される高周波信号を伝送する第５高周波伝送線路と、
    前記第４および第５高周波伝送線路に接続され、前記第４および第５高周波伝送線路から与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサとを含み、
    前記分波器は、請求項５記載の高周波スイッチを２つ備え、第３高周波スイッチは、前記伝播状態とすることによって前記第４端子および前記第５端子間で高周波信号を透過し、かつ前記カットオフ状態とすることによって前記第４端子および前記第５端子間で高周波信号を遮断し、第４高周波スイッチは、前記伝播状態とすることによって前記第５端子および前記第６端子間で高周波信号を透過し、かつ前記カットオフ状態とすることによって前記第５端子および前記第６端子間で高周波信号を遮断することを特徴とする高周波送受信器。
  13. 高周波信号を発生する高周波発振器と、
    前記高周波発振器に接続され、高周波信号を伝送する第１高周波伝送線路と
    第１、第２および第３端子を有し、前記第１端子が前記第１高周波伝送線路に接続され、前記第１端子に与えられる高周波信号を前記第２端子または前記第３端子に選択的に出力する分岐器と、
    前記第２端子に接続され、前記第２端子から与えられる高周波信号を伝送する第２高周波伝送線路と、
    第４、第５および第６端子を有し、前記第２高周波伝送線路を介して前記第４端子に与えられる高周波信号を前記第５端子に出力し、かつ前記第５端子に与えられる高周波信号を前記第６端子に出力する分波器と、
    前記第５端子に接続され、前記第５端子から出力される高周波信号を伝送し、前記第５端子に高周波信号を伝送する第３高周波伝送線路と、
    前記第３高周波伝送線路に接続され、高周波信号を放射および捕捉するアンテナと、
    前記第３端子に接続され、前記第３端子から出力される高周波信号を伝送する第４高周波伝送線路と、
    前記第６端子に接続され、前記第６端子から出力される高周波信号を伝送する第５高周波伝送線路と、
    前記第４および第５高周波伝送線路に接続され、前記第４および第５高周波伝送線路から与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサと、
    前記伝播状態としたときに高周波信号が前記誘電体線路を通過するように、前記第１〜第３伝送線路のうち少なくともいずれか１つに挿入される請求項５記載の高周波スイッチとを含むことを特徴とする高周波送受信器。
  14. 前記分波器は、ハイブリッド回路またはサーキュレータによって形成されることを特徴とする請求項９、１１または１３記載の高周波送受信器。
  15. 請求項９、１１〜１４のいずれか１つに記載の高周波送受信器と、
    前記高周波送受信器からの中間周波信号に基づいて、前記高周波送受信器から探知対象物までの距離を検出する距離検出器とを含むことを特徴とするレーダ装置。
  16. アンテナ素子と、請求項４記載の移相器とを有する移相器付アンテナを複数並べて構成されることを特徴とするアレイアンテナ装置。
  17. 請求項１６記載のアレイアンテナ装置と、
    前記アレイアンテナ装置に接続され、前記アレイアンテナ装置に高周波信号を与え、かつ前記アレイアンテナ装置によって捕捉した高周波信号を受信する高周波送受信機とを含むことを特徴とするレーダ装置。
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