JP6684446B2 - Phase shifter and antenna device including the same - Google Patents
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Description
本発明は、信号の位相を変化させることが可能な移相器、及びこの移相器を備えたアンテナ装置に関する。 The present invention relates to a phase shifter capable of changing the phase of a signal, and an antenna device equipped with this phase shifter.
従来、一対の外導体の間に内導体を配置してなるトリプレート線路に設けられ、内導体を伝搬する信号の位相を変えることが可能な移相器が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, there is known a phase shifter which is provided in a triplate line in which an inner conductor is arranged between a pair of outer conductors and which can change the phase of a signal propagating in the inner conductor (for example, Patent Document 1). 1).
この種の移相器として、内導体と外導体との間に配置されている誘電体を内導体と交差する方向に移動させて、内導体と外導体との間隙を誘電体が占める割合を変化させることにより、トリプレート線路における実効誘電率を変化させるものが知られている。トリプレート線路における実効誘電率が変化すると、この変化に伴って電気線路長が変化するため、内導体を伝搬する信号の位相が変化する。誘電体の厚さは、組立公差を考慮して、内導体と外導体間の隙間よりもわずかに薄く形成されるのが一般的である。 As this type of phase shifter, the dielectric disposed between the inner conductor and the outer conductor is moved in the direction intersecting with the inner conductor, and the ratio of the dielectric occupying the gap between the inner conductor and the outer conductor is increased. It is known that the effective permittivity of the triplate line is changed by changing the effective permittivity. When the effective permittivity of the triplate line changes, the length of the electric line changes with this change, so that the phase of the signal propagating through the inner conductor changes. The thickness of the dielectric is generally slightly thinner than the gap between the inner conductor and the outer conductor in consideration of the assembly tolerance.
しかしながら、従来の移相器では、誘電体の厚さを内導体と外導体間の隙間よりもわずかに薄く形成しているため、誘電体の上下方向の位置(内導体と外導体の対向方向における位置)が安定しないという課題がある。誘電体の位置が安定しないと、振動等に起因して誘電体が内導体に接近又は離間することによって、信号の位相が変化してしまう。すなわち、移相量が不安定になってしまう。 However, in the conventional phase shifter, the thickness of the dielectric is slightly thinner than the gap between the inner conductor and the outer conductor. There is a problem that the position) is not stable. If the position of the dielectric is not stable, the phase of the signal changes due to the dielectric approaching or separating from the inner conductor due to vibration or the like. That is, the amount of phase shift becomes unstable.
そこで、本発明は、安定した移相量を得ることができる移相器及びこれを備えたアンテナ装置を提供することを目的とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a phase shifter capable of obtaining a stable amount of phase shift and an antenna device including the phase shifter.
本発明は、上記課題を解決することを目的として、表面に信号線路が形成されている基板と、前記基板に対して平行に配置されている導電体板との間に配置されており、前記基板の前記信号線路に対向する対向部を有し、前記対向部が誘電体からなる複数の誘電部材と、前記複数の誘電部材を支持すると共に、前記誘電部材を前記基板に対して平行かつ前記信号線路に対して交差する方向に移動させる移動力を受ける支持部材と、前記支持部材に前記移動力を付与する移動機構と、を備え、前記支持部材は、前記導電体板により前記基板側に押し付けられて弾性変形されており、弾性力により前記複数の誘電部材を前記基板側へと付勢している、移相器を提供する。 The present invention, for the purpose of solving the above problems, is arranged between a substrate on which a signal line is formed on the surface and a conductor plate arranged in parallel to the substrate, A plurality of dielectric members each having a facing portion facing the signal line of the substrate, the facing portions supporting the plurality of dielectric members, and the dielectric members being parallel to the substrate; A supporting member that receives a moving force that moves in a direction intersecting the signal line; and a moving mechanism that applies the moving force to the supporting member, and the supporting member is provided on the substrate side by the conductor plate. Provided is a phase shifter which is pressed and elastically deformed, and biases the plurality of dielectric members toward the substrate side by an elastic force.
また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、前記移相器と、前記移相器によって信号の位相差が調整される複数のアンテナ素子と、を備えた、アンテナ装置を提供する。 Further, the present invention, for the purpose of solving the above problems, provides an antenna device including the phase shifter and a plurality of antenna elements in which the phase difference of signals is adjusted by the phase shifter. .
本発明によれば、安定した移相量を得ることができる移相器及びこれを備えたアンテナ装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a phase shifter capable of obtaining a stable amount of phase shift and an antenna device including the phase shifter.
[実施の形態]
以下、本発明の移相器及びアンテナ装置の実施の形態について、図1乃至図10を参照して説明する。このアンテナ装置1は、携帯電話機用の基地局アンテナとして用いられる。なお、以下の説明では、本実施の形態に係るアンテナ装置1を高周波信号の送信のために用いる場合について説明するが、このアンテナ装置1を受信のために用いることも可能である。
[Embodiment]
Embodiments of a phase shifter and an antenna device of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 10. The
(アンテナ装置の機能構成)
図1は、本実施の形態に係るアンテナ装置1の機能構成を示す概略図である。このアンテナ装置1は、例えば1.5〜2GHz帯の水平偏波及び垂直偏波の高周波信号を送信することが可能である。
(Functional configuration of antenna device)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a functional configuration of an
アンテナ装置1は、複数(本実施の形態では8個)のアンテナ素子14と、図略の同軸ケーブルが接続される入力部10に入力された信号を複数のアンテナ素子14に伝送する伝送線路100とを有している。伝送線路100は、入力部10に入力された信号を分配する第1分配線路11と、第1分配線路11によって分配された信号をさらに分配する第2分配線路12と、第2分配線路12によって分配された信号をさらに分配する第3分配線路13とを備えている。
The
また、第1分配線路11と第2分配線路12との間、及び第2分配線路12と第3分配線路13との間には、後述する移相器2の誘電体アセンブリ20が配置されている。この誘電体アセンブリ20を含む移相器2によって信号の位相を変化させることにより、複数のアンテナ素子14から放射される電波信号の位相差が調整される。
Further, a
(アンテナ装置の構成)
次に、図2及び図3を参照して、アンテナ装置1の具体的な構成例について説明する。
(Structure of antenna device)
Next, a specific configuration example of the
図2は、アンテナ装置1の具体的な構成例を示す斜視図であり、(a)は外観を、(b)は複数のアンテナ素子14の配置状態を、それぞれ示す。図2(a)に示すように、アンテナ装置1は、円筒状のレドーム30内に伝送線路100及び複数のアンテナ素子14等を収容して構成されている。
2A and 2B are perspective views showing a specific configuration example of the
レドーム30は、その両端をアンテナキャップ301,302によって閉塞されており、その中心軸方向が鉛直方向となるように、取付金具303,304によってアンテナ塔等の高所に取り付けられる。鉛直方向の下方に配置されるアンテナキャップ302には、入力部10(図1参照)として機能する同軸ケーブルアダプタ305,306が取り付けられている。
Both ends of the radome 30 are closed by
図2(b)に示すように、複数のアンテナ素子14は、レドーム30の長手方向に沿って配列され、電気的に接地された第1のグランド板31に固定されている。それぞれのアンテナ素子14は、十字状に交差して配置された水平偏波アンテナ素子141と垂直偏波アンテナ素子142とを有している。第1のグランド板31は、水平偏波アンテナ素子141及び垂直偏波アンテナ素子142から放射される電磁波を反射する反射板としての機能を有している。第1のグランド板31及び後述する第2のグランド板32は、本発明の導電体板の一例である。
As shown in FIG. 2B, the plurality of antenna elements 14 are arranged along the longitudinal direction of the radome 30 and fixed to the
水平偏波アンテナ素子141及び垂直偏波アンテナ素子142は、放射素子として機能する図略の配線パターンが板状の誘電体に形成されたプリント基板からなるプリントダイポールアンテナである。水平偏波アンテナ素子141及び垂直偏波アンテナ素子142には、第1のグランド板31に形成された開口を挿通する図略の凸部が設けられ、この凸部を介して放射素子として機能する配線パターンが伝送線路100における第3分配線路13(図1参照)の端末部に電気的に接続されている。
The horizontal polarization antenna element 141 and the vertical polarization antenna element 142 are print dipole antennas each including a printed board on which a wiring pattern (not shown) that functions as a radiation element is formed on a plate-shaped dielectric. The horizontal polarization antenna element 141 and the vertical polarization antenna element 142 are provided with an unillustrated convex portion that penetrates an opening formed in the
複数のアンテナ素子14には、下方に配置されるアンテナ素子14ほど位相が遅れた信号が供給されるように、伝送線路100の各部における線路長が調整されている。これにより、アンテナ装置1から放射される電波の指向性(ビームチルト角)が水平方向よりも下側を向く。また、複数の移相器2によって各アンテナ素子14に供給される信号の位相差を調整することで、ビームチルト角を所望の値にすることができる。
The line lengths of the respective portions of the
図3は、レドーム30の内部において複数のアンテナ素子14側とは反対側に配置された移相器2の移動機構4の構成例を示す斜視図である。この移動機構4は、複数のアンテナ素子14が固定された第1のグランド板31と平行に配置された第2のグランド板32上に設けられている。第1のグランド板31及び第2のグランド板32は、ステンレス等の導電性金属からなり、電気的に接地されている。また、第1のグランド板31及び第2のグランド板32は、その長手方向がレドーム30の中心軸方向に沿った長板状である。
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration example of the moving mechanism 4 of the
移動機構4は、後述する移相器2の支持部材22(図5,図6参照)を第1のグランド板31及び第2のグランド板32の長手方向に沿って移動させるためのものであり、直動モータユニット41と、直動モータユニット41の駆動力によって第1のグランド板31及び第2のグランド板32の長手方向に移動する一対の駆動棒42と、一対の駆動棒42の移動を案内する一対のガイド部材43とを有している。また、第2のグランド板32上には、外部からの指示信号を受けて直動モータユニット41を制御する制御部としてのチルト設定基板40が配置されている。
The moving mechanism 4 is for moving a support member 22 (see FIGS. 5 and 6) of the
第2のグランド板32の短手方向における両端部には、切り欠き32aが形成され、この切り欠き32aに一端部が挿通された水平偏波用同軸ケーブル33及び垂直偏波用同軸ケーブル34介して伝送線路100における第1分配線路11(図1参照)に送信信号が供給される。水平偏波用同軸ケーブル33及び垂直偏波用同軸ケーブル34の他端部は、同軸ケーブルアダプタ305,306に接続されている。
A
図4は、第1のグランド板31と第2のグランド板32との間に配置された基板33、及び基板33の表面に形成された信号線路330を示す斜視図である。基板33は、ガラスエポキシ等の電気絶縁性を有する樹脂(誘電体)からなり、第1のグランド板31及び第2のグランド板32と平行に配置されている。また、基板33は、第1のグランド板31と第2のグランド板32の長手方向に長辺を有する長方形状である。図4では、基板33の長手方向の一部を図示している。
FIG. 4 is a perspective view showing a
信号線路330は、基板33の表面に配線パターンとして設けられた銅等の金属箔によって形成されている。また、信号線路330は、基板33の両面(第1の主面33a及び第2の主面33b)に対称に形成されている。つまり、例えば基板33を第1の主面33a側から見た場合に、第1の主面33aに形成された信号線路330の形状は、その裏側の面である第2の主面33bに形成された信号線路330の形状と一致する。伝送線路100における第1乃至第3分配線路11〜13(図1参照)は、この信号線路330によって構成されている。
The
第1のグランド板31及び第2のグランド板32ならびに信号線路330は、トリプレート線路を構成する。第1のグランド板31と第2のグランド板32との間隔は、例えば5.0mmである。また、基板33及びその両面における信号線路330の全体の厚みは、例えば0.8mmであり、一方の信号線路330の厚みは、例えば0.035mmである。
The
図示していないが、両グランド板31,32の間、第1のグランド板31と基板33との間、及び、第2のグランド板32と基板33との間には、スペーサが設けられており、このスペーサに両グランド板31,32及び基板33をボルト固定することにより、両グランド板31,32と基板33とが互いに固定されている。
Although not shown, spacers are provided between the
(移相器の構成及び動作)
次に、図5乃至図10を参照して、移相器2の構成とその動作について説明する。
(Structure and operation of phase shifter)
Next, the configuration and operation of the
図5は、誘電体アセンブリ20を示し、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は背面図、(d)は(b)のA部拡大図である。
図6は、誘電体アセンブリ20の支持部材22を示し、(a)は正面図、(b)は(a)のB−B線断面図、(c)は背面図、(d)は(b)の部分拡大図、(e)は(c)の部分拡大図である。
図7は、第1誘電部材211を示し、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は背面図、(d)は(c)のC−C線断面図、(e)は(c)の部分拡大図、(f)は(d)の部分拡大図である。
図8は、第2誘電部材212を示し、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は背面図、(d)は(c)の部分拡大図である。
図9(a)は、移相器2の誘電体アセンブリ20が配置される部位における信号線路330を示す基板33の平面図であり、図9(b)及び(c)は、基板33に対して誘電体アセンブリ20が前進端及び後退端まで移動した状態を示す動作説明図である。
図10(a)は、図9(b)における基板33及び誘電体アセンブリ20のD−D線断面を第1及び第2のグランド板31,32ならびに駆動棒42の断面と共に示す断面図である。図10(b)は、図10(a)のE部拡大図である。
5A and 5B show the
6A and 6B show the
7A and 7B show the
FIG. 8 shows the
FIG. 9A is a plan view of the
FIG. 10A is a cross-sectional view showing a cross section taken along line DD of the
図5に示すように、誘電体アセンブリ20は、基板33の第1の主面33a側に配置される第1サブアセンブリ20A、基板33の第2の主面33b側に配置される第2サブアセンブリ20B、及び第1サブアセンブリ20Aと第2サブアセンブリ20Bとを連結する一対の連結部材20Cによって構成されている。図10に示すように、第1サブアセンブリ20Aは、基板33と第2のグランド板32との間に配置され、第2サブアセンブリ20Bは、基板33と第1のグランド板31との間に配置される。
As shown in FIG. 5, the
第1サブアセンブリ20A及び第2サブアセンブリ20Bは、複数の第1誘電部材211及び第2誘電部材212と、これら複数の第1誘電部材211及び第2誘電部材212を支持する支持部材22とを有している。以下、第1誘電部材211及び第2誘電部材212を総称して、誘電部材21という場合がある。つまり、第1サブアセンブリ20A及び第2サブアセンブリ20Bは、それぞれが支持部材22に複数の誘電部材21を組み付けてなる組立体である。
The
本実施の形態では、第1サブアセンブリ20A及び第2サブアセンブリ20Bが、それぞれ4つの誘電部材21(2つの第1誘電部材211及び2つの第2誘電部材212)と、これら4つの誘電部材21を支持する支持部材22とによって構成されている。
In the present embodiment, each of the
(支持部材の構成)
支持部材22は、図6に示すように、その長手方向に沿って2つの第1誘電部材211及び2つの第2誘電部材212をそれぞれ支持する第1乃至第4支持枠221〜224が形成された平板状の枠体であり、第1乃至第4支持枠221〜224を長手方向に挟む両端部には、連結部材20Cが嵌合固定される一対の嵌合穴225が形成されている。
(Structure of support member)
As shown in FIG. 6, the
支持部材22は、誘電率が誘電部材21よりも低く、かつ誘電部材21よりも柔軟性に富む樹脂からなる。また、詳細は後述するが、本実施の形態では、グランド板31,32を基板33側に押し付けて支持部材22を弾性変形させるので、この際にグランド板31,32や基板33が変形してしまわないように、支持部材22としては、基板33及びグランド板31,32よりも曲げ剛性が小さいものが用いられる。このような条件を満たす樹脂としては、例えばPBT(ポリブチレンテレフタレート)が挙げられる。
The
支持部材22の基板33側の平面を基板対向面22aとし、第1のグランド板31又は第2のグランド板32側の平面をグランド板対向面22bとすると、第1乃至第4支持枠221〜224が形成された部分における基板対向面22aとグランド板対向面22bとの間の厚みは例えば1.2mmである。
If the plane of the
2つの第2誘電部材212は、支持部材22の長手方向の一方の端部及び他方の端部に形成された第1支持枠221及び第4支持枠224に支持される。2つの第1誘電部材211は、第1支持枠221と第4支持枠224との間に形成された第2支持枠222及び第3支持枠223に支持される。
The two second
誘電部材211,212を支持枠221〜224に支持させた状態において(つまり誘電部材21を支持部材22に組み付けた状態において)、誘電部材211,212は、支持部材22よりも基板33側に突出して設けられている。つまり、誘電部材21は、基板対向面22aよりも基板33側に突出している。
When the
また、誘電部材211,212を支持枠221〜224に支持させた状態において、支持部材22は、誘電部材211,212よりもグランド板31,32側に突出して設けられている。
Further, in a state where the
本実施の形態では、支持部材22のグランド板対向面22b側に、複数(10個)の突起22cを形成し、この突起22cの先端部を誘電部材211,212よりもグランド板31,32側に突出させるようにした。突起22cは、図10(b)に示すように、グランド板対向面22bから第1のグランド板31又は第2のグランド板32に向かって突出して形成されている。詳細は後述するが、本実施の形態では、この突起22cでグランド板31,32からの押圧力を受け、この押圧力により支持部材22が弾性変形することになる。
In the present embodiment, a plurality of (10)
本実施の形態では、支持部材22に、その長手方向の一方の端部において第2誘電部材212を支持可能な第1支持枠221が短手方向に並んで2つ形成され、このうち何れか一方の第1支持枠221に第2誘電部材212が支持される。同様に、支持部材22には、長手方向の他方の端部において第2誘電部材212を支持可能な第4支持枠224が短手方向に並んで2つ形成され、このうち何れか一方の第4支持枠224に第2誘電部材212が支持される。
In the present embodiment, two first support frames 221 capable of supporting the
これらの第1支持枠221及び第4支持枠224には、第1サブアセンブリ20Aにおける第2誘電部材212と第2サブアセンブリ20Bにおける第2誘電部材212とが基板33を挟むように、短手方向に並んだ一方の第1支持枠221及び第2支持枠224に第2誘電部材212が選択的に配置される。
The
支持部材22は、4つの誘電部材21を支持した状態で、その長手方向に沿って基板33と平行に進退移動する。
The
(信号線路の構成)
図9(a)に示すように、信号線路330は、第1サブアセンブリ20A及び第2サブアセンブリ20Bに挟まれる部分がミアンダ状に蛇行している。すなわち、信号線路330は、支持部材22の移動方向に対して直交する方向に延在する第1乃至第4の延在部331〜334を有している。また、基板33には、第1サブアセンブリ20Aと第2サブアセンブリ20Bとを連結する連結部材20Cを挿通させる挿通孔としての長穴335が、第1乃至第4の延在部331〜334を挟む2箇所に形成されている。
(Signal line configuration)
As shown in FIG. 9A, in the
この長穴335は、基板33の長手方向に延在し、第1サブアセンブリ20Aと第2サブアセンブリ20Bとは、この長穴335に挿通された連結部材20Cを介して互いに連結されている。
The
(第1誘電部材の構成)
第1誘電部材211は、図7に示すように、正面視において二等辺三角形状をなす平板状に形成され、その比誘電率が例えば10以上の強誘電体からなる。この強誘電体としては、例えばPPS(ポリフェニレンサルファイド)を用いることができる。
(Structure of the first dielectric member)
As shown in FIG. 7, the
第1誘電部材211は、基板33及び信号線路330(第2延在部332,第3延在部333)に対向する対向部としての本体部211aと、本体部211aの外縁に形成された鍔部211bと、本体部211aから基板33に向かって突出して形成された突起211cとを一体に有している。
The
第1誘電部材211の板状の本体部211aは、基板33に対して平行に配置される。鍔部211bは、本体部211aの側面から突出し、本体部211aの全周を囲うように形成されている。突起211cは、本体部211aの3つの角部のそれぞれに形成され、本体部211aにおける基板33及び信号線路330との対向面から突出して形成されている。
The plate-shaped
(第2誘電部材の構成)
第2誘電部材212は、図8に示すように、正面視において直角三角形状をなす平板状に形成され、第1誘電部材211と同様の強誘電体からなる。第2誘電部材212は、第1誘電部材211よりも基板33及び信号線路330との対向面積が小さく形成されている。
(Structure of second dielectric member)
As shown in FIG. 8, the
第2誘電部材212は、基板33及び信号線路330(第1延在部331,第4延在部334)に対向する対向部としての本体部212aと、本体部212aの外縁に形成された鍔部212bと、本体部212aから基板33に向かって突出して形成された突起212cとを一体に有している。
The
第2誘電部材212の板状の本体部212aは、基板33に対して平行に配置される。鍔部212bは、本体部212aの側面から突出し、本体部212aの全周を囲うように形成されている。突起212cは、本体部212aの3つの角部のそれぞれに形成され、本体部212aにおける基板33及び信号線路330との対向面から突出して形成されている。
The plate-shaped
(第1誘電部材及び第2誘電部材の支持構造)
図6に示すように、支持部材22には、第1誘電部材211及び第2誘電部材212のそれぞれの鍔部211b,212bを係止して、第1誘電部材211及び第2誘電部材212を支持するための係止部220を有している。この係止部220は、第1乃至第4支持枠221〜224のそれぞれの角部に設けられている。
(Support structure for the first dielectric member and the second dielectric member)
As shown in FIG. 6, the
この係止部220の構成について、第3支持枠223の一つの角部に設けられた係止部220を例にとって図6(d)及び(e)を参照して説明する。
The configuration of the locking
係止部220は、支持部材22の厚み方向の異なる位置に形成された第1係止突起220aと第2係止突起220bとによって構成されている。図6(d)及び(e)に示す例では、第1係止突起220aが支持部材22の基板対向面22aに連続して形成され、第2係止突起220bがグランド板対向面22bに連続して形成されている。第1係止突起220aと第2係止突起220bとは、第1誘電部材211の鍔部211bの厚みに対応する距離を支持部材22の厚み方向にあけて、第3支持枠223の内側に向かって突設されている。
The locking
なお、図6(d)及び(e)に示す例では、1つの係止部220に2つの第1係止突起220aと1つの第2係止突起220bとが設けられているが、第1係止突起220a及び第2係止突起220bの数に制限はなく、1つの係止部220に少なくとも1つの第1係止突起220aと少なくとも1つの第2係止突起220bとが設けられていればよい。
In the example shown in FIGS. 6D and 6E, one locking
第2支持枠222及び第3支持枠223に設けられた係止部220は、第1係止突起220aと第2係止突起220bとの間に第1誘電部材211の鍔部211bを挟持する。また、第1支持枠221及び第4支持枠224に設けられた係止部220は、第1係止突起220aと第2係止突起220bとの間に第2誘電部材212の鍔部212bを挟持する。第1誘電部材211及び第2誘電部材212を支持部材22に固定する際には、支持部材22を弾性変形させ、第1誘電部材211及び第2誘電部材212の各角部を係止部220に係止する。これにより、第1誘電部材211及び第2誘電部材212は、支持部材22と一体に移動する。
The locking
(移相器の動作)
図10に示すように、第1サブアセンブリ20Aと第2サブアセンブリ20Bとを連結する連結部材20Cは、第2のグランド板32に形成された長穴321、及び基板33に形成された長穴335を貫通し、駆動棒42に設けられた嵌合穴421に嵌合されている。これにより、移動機構4の直動モータユニット41によって駆動棒42がその長手方向に移動すると、この駆動棒42と共に誘電体アセンブリ20が移動する。この際、支持部材22は、誘電部材21を基板33に対して平行かつ信号線路330の第1乃至第4の延在部331〜334に対して交差する方向に移動する移動力を受ける。つまり、移動機構4は、連結部材20Cを介して支持部材22に移動力を付与する。
(Operation of phase shifter)
As shown in FIG. 10, the connecting
第1誘電部材211の板状の本体部211a、及び第2誘電部材212の板状の本体部212aは、基板33に対して平行に配置されているので、移動機構4から移動力を受けた支持部材22の移動により、図9(b)及び(c)に示すように、信号線路330の第1乃至第4の延在部331〜334と重なる面積が変化する。
Since the plate-shaped
より詳細には、基板33に対して支持部材22が図9(b)に示すように図面左側に移動すると、第1支持枠221及び第4支持枠224に支持された第2誘電部材212が第1及び第4の延在部331,334と重なる重複面積が減少すると共に、第2支持枠222及び第3支持枠223に支持された第1誘電部材211が第2及び第3の延在部332,333と重なる重複面積が減少する。一方、基板33に対して支持部材22が図9(c)に示すように図面右側に移動すると、第1支持枠221及び第4支持枠224に支持された第2誘電部材212が第1及び第4の延在部331,334と重なる重複面積が増大すると共に、第2支持枠222及び第3支持枠223に支持された第1誘電部材211が第2及び第3の延在部332,333と重なる重複面積が増大する。
More specifically, when the
なお、伝送線路100における複数の誘電体アセンブリ20の向きは、その配置位置によってそれぞれ異なっている。
The orientations of the plurality of
これにより、信号線路330と第1のグランド板31及び第2のグランド板32との間の空間を第1誘電部材211及び第2誘電部材212が占める体積の割合が変化することにより、信号線路330と第1及び第2のグランド板31,32からなるトリプレート線路における第1乃至第4の延在部331〜334における実効誘電率が変化し、これに伴って電気線路長が変化するため、信号線路330を伝搬する信号の位相が変化する。
As a result, the ratio of the volume occupied by the
(支持部材の弾性力による誘電部材の変位の抑制)
移相器2においては、信号線路330と第1誘電部材211及び第2誘電部材212の本体部211a,212aとの間の距離(基板33の厚さ方向における距離)が変動してしまうと、移動機構4が作動しなくても第1乃至第4の延在部331〜334における実効誘電率が変化し、これに伴って電気線路長が変化してしまう。
(Suppression of displacement of dielectric member due to elastic force of support member)
In the
そこで、本実施の形態では、図10(b)に示すように、グランド板31,32を基板33側に押し付けて支持部材22を弾性変形させ、支持部材22が復元しようとする力である弾性力によって、支持部材22が支持している誘電部材211,212を基板33側へと押し付けることで、基板33の厚さ方向における第1誘電部材211及び第2誘電部材212の移動(変位)を抑制している。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 10B, the
つまり、本実施の形態に係る移相器2では、支持部材22は、グランド板31,32により基板33側に押し付けられて弾性変形されており、弾性力により複数の誘電部材211,212を基板33側へと付勢している。
That is, in the
本実施の形態では、支持部材22には、誘電部材211,212よりもグランド板31,32側に突出するように突起22cが形成されており、グランド板31,32による押圧力は突起22cに付与される。また、誘電部材211,212は支持部材22の係止部220に係止されているため、支持部材22を基板33側に押し付けることによる反力は係止部220に付与される。そのため、グランド板31,32を基板33側に押し付けると、突起22cと係止部220間の支持部材22が弾性変形し撓んだ状態となる。
In the present embodiment, the
この撓んだ状態の支持部材22を図11に示す。なお、図11では、支持部材22の変形状態を理解し易くするために、実際よりも変形量を大きくしている。また、図11における矢印は基板33側への押圧力を付与する位置(つまり突起22cの位置)を表している。なお、図11では突起22c及び係止部220を省略している。
FIG. 11 shows the
本実施の形態では、突起22cを0.2mm基板33側に押し込むことで、支持部材22を弾性変形させた。なお、突起22cの押し込み量、すなわち支持部材22の変形量については、これに限定されるものではなく、支持部材22の材質や要求される振動等への耐性、移動機構4によって誘電体アセンブリ20を移動させる際の抵抗等を考慮して、適宜設定可能である。なお、図11では、突起22cを0.2mm基板33側に押し込んだ際の変形量の30倍の変形量とした場合を示している。
In the present embodiment, the
突起22cを形成する位置は特に限定するものではないが、係止部220との距離を考慮し、グランド板31,32を押し付けて支持部材22を変形させた際に、振動等による誘電部材211,212の変位を抑制できる程度の適切な弾性力が得られるように、適宜な位置に突起22cを形成するとよい。
The position where the
誘電部材211,212は、支持部材22の付勢により基板33に押し付けられている。本実施の形態では、誘電部材211,212に突起211c,212cを形成しているため、この突起211c,212cにより、誘電部材211,212の本体部211a,212aと信号線路330との間隔が一定の間隔に保たれることになる。
The
支持部材22を弾性変形させる押圧力は、グランド板31,32をスペーサにボルト固定することにより発生される。そのため、支持部材22を変形させていない状態(グランド板31,32と基板33間にサブアセンブリ20A,20Bを挟み込んでいない状態)においては、支持部材22の突起22cの先端から誘電部材211,212の突起211c,212cの先端までの距離(グランド板31,32を基板33の対向方向に沿った距離)は、グランド板31,32をスペーサにボルト固定した際におけるグランド板31,32と基板33間の距離(間隔)よりも若干(ここでは0.2mm)大きくされている。
The pressing force that elastically deforms the
(実施の形態の作用及び効果)
以上説明したように、本実施の形態に係る移相器2では、支持部材22は、グランド板31,32により基板33側に押し付けられて弾性変形されており、弾性力により複数の誘電部材211,212を基板33側へと付勢している。
(Operation and Effect of Embodiment)
As described above, in the
これにより、誘電部材211,212が基板33側へと押し付けられることになるため、振動等による誘電部材211,212の上下方向の位置(基板33とグランド板31,32の対向方向における位置)の変動を抑制することが可能になる。その結果、移相量の意図しない変動が抑制されて安定した移相量を得ることが可能となり、アンテナ装置1の指向性を高精度に調節することが可能となる。
This causes the
(実施の形態のまとめ)
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
(Summary of Embodiments)
Next, the technical idea grasped from the embodiment described above will be described with reference to the reference numerals and the like in the embodiment. However, the reference numerals and the like in the following description are not intended to limit the constituent elements in the claims to the members and the like specifically shown in the embodiments.
[1]表面に信号線路(330)が形成されている基板(33)と、前記基板(33)に対して平行に配置されている導電体板(31,32)との間に配置されており、前記基板(33)の前記信号線路(330)に対向する対向部(211a,212a)を有し、前記対向部(211a,212a)が誘電体からなる複数の誘電部材(21)と、前記複数の誘電部材(21)を支持すると共に、前記誘電部材(21)を前記基板(33)に対して平行かつ前記信号線路(330)に対して交差する方向に移動させる移動力を受ける支持部材(22)と、前記支持部材(22)に前記移動力を付与する移動機構(4)と、を備え、前記支持部材(22)は、前記導電体板(31,32)により前記基板(33)側に押し付けられて弾性変形されており、弾性力により前記複数の誘電部材(21)を前記基板(32)側へと付勢している、移相器(2)。 [1] is disposed between a substrate (33) having a signal line (330) formed on its surface and a conductor plate (31, 32) disposed in parallel to the substrate (33). A plurality of dielectric members (21) each having a facing portion (211a, 212a) facing the signal line (330) of the substrate (33), the facing portion (211a, 212a) being made of a dielectric material; Support for supporting the plurality of dielectric members (21) and receiving a moving force for moving the dielectric members (21) in a direction parallel to the substrate (33) and intersecting the signal line (330). A member (22) and a moving mechanism (4) for applying the moving force to the support member (22) are provided, and the support member (22) is provided with the conductor plate (31, 32) for the substrate (31). 33) It is pressed to the side and elastically deformed. And, said plurality of dielectric members (21) are biased to the substrate (32) side by the elastic force, the phase shifter (2).
[2]前記支持部材(22)は、前記導電体板(31,32)側に突出しており、前記導電体板(31,32)から押圧力を受ける複数の突起(22c)を有している、[1]に記載の移相器(2)。 [2] The support member (22) has a plurality of protrusions (22c) protruding toward the conductor plates (31, 32) and receiving a pressing force from the conductor plates (31, 32). The phase shifter (2) according to [1].
[3]前記支持部材(22)は、前記基板(33)及び前記導電体板(31,32)よりも曲げ剛性が小さい、[1]または[2]に記載の移相器(1)。 [3] The phase shifter (1) according to [1] or [2], wherein the supporting member (22) has a bending rigidity smaller than that of the substrate (33) and the conductor plates (31, 32).
[4][1]乃至[3]の何れか1項に記載の移相器(2)と、前記移相器(2)によって信号の位相差が調整される複数のアンテナ素子(14)と、を備えた、アンテナ装置(1)。 [4] The phase shifter (2) according to any one of [1] to [3], and a plurality of antenna elements (14) whose signal phase differences are adjusted by the phase shifter (2). An antenna device (1) comprising:
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments described above do not limit the invention according to the claims. Further, it should be noted that not all combinations of the features described in the embodiments are essential to the means for solving the problems of the invention.
本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。 The present invention can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施の形態では、支持部材22に突起22cを形成して突起22cでグランド板31,32の押圧力を受けるようにしたが、これに限らず、突起22cを省略し、グランド板31,32に支持部材22側に突出する突起を設け、当該突起で支持部材22を押圧して支持部材22を弾性変形させるようにしてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the
また、上記実施の形態では、誘電部材211,212に突起211c,212cを形成し、この突起211c,212cにより、誘電部材211,212の本体部211a,212aと信号線路330との間隔を一定の間隔に保ったが、これに限らず、突起211c,212cを省略し、誘電部材211,212と別体のスペーサを誘電部材211,212と基板33との間に介在させるようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
1…アンテナ装置
2…移相器
4…移動機構
14…アンテナ素子
20…誘電体アセンブリ
21…誘電部材
22…支持部材
22c…突起
31…第1のグランド板(導電体板)
32…第2のグランド板(導電体板)
33…基板
100…伝送線路
211…第1誘電部材(誘電部材)
212…第2誘電部材(誘電部材)
211a,212a…本体部(対向部)
211b,212b…鍔部
211c,212c…突起
330…信号線路
DESCRIPTION OF
32 ... Second ground plate (conductor plate)
33 ...
212 ... Second dielectric member (dielectric member)
211a, 212a ... Body part (opposing part)
211b, 212b ...
Claims (4)
前記複数の誘電部材を支持すると共に、前記誘電部材を前記基板に対して平行かつ前記信号線路に対して交差する方向に移動させる移動力を受ける支持部材と、
前記支持部材に前記移動力を付与する移動機構と、を備え、
前記支持部材は、前記導電体板により前記基板側に押し付けられて弾性変形されており、弾性力により前記複数の誘電部材を前記基板側へと付勢している、
移相器。 A substrate having a signal line formed on its surface and a conductor plate that is arranged in parallel to the substrate, and has a facing portion that faces the signal line of the substrate, A plurality of dielectric members in which the facing portion is made of a dielectric material,
A support member that supports the plurality of dielectric members and receives a moving force that moves the dielectric members in a direction parallel to the substrate and intersecting the signal line;
A moving mechanism that applies the moving force to the support member,
The support member is pressed against the substrate side by the conductor plate and elastically deformed, and elastically biases the plurality of dielectric members toward the substrate side.
Phase shifter.
請求項1に記載の移相器。 The support member has a plurality of protrusions protruding toward the conductor plate and receiving a pressing force from the conductor plate.
The phase shifter according to claim 1.
請求項1または2に記載の移相器。 The supporting member has a bending rigidity smaller than that of the substrate and the conductor plate,
The phase shifter according to claim 1 or 2.
前記移相器によって信号の位相差が調整される複数のアンテナ素子と、を備えた、
アンテナ装置。 A phase shifter according to any one of claims 1 to 3,
A plurality of antenna elements whose phase difference of the signal is adjusted by the phase shifter,
Antenna device.
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