JPH0378301A - 360 degrees phase detector used in micro wave band and phase shifter capable of direct interlocking - Google Patents

360 degrees phase detector used in micro wave band and phase shifter capable of direct interlocking

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JPH0378301A
JPH0378301A JP21451189A JP21451189A JPH0378301A JP H0378301 A JPH0378301 A JP H0378301A JP 21451189 A JP21451189 A JP 21451189A JP 21451189 A JP21451189 A JP 21451189A JP H0378301 A JPH0378301 A JP H0378301A
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micro wave
phase shifter
phase detector
degrees
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英一 北川
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Abstract

PURPOSE:To attain high speed control by operating a diode attenuator by means of two output signals of a 360 degrees phase detector used in a micro wave band, and modulating an amplitude so as to change the phase of a micro wave signal. CONSTITUTION:An input micro wave signal passes through a 3db directional coupler and is divided. When the outputs (x) and (y) of the 360 degrees phase detector are respectively connected to an amplitude modulators 1 and 2, an input micro wave comes to divided signals. Then, the divided signals are inputted from the branching end of an in-phase binary distributor and they are synthesized. Thus, a delay phase (-s) is generated and the whole phase change can be set to '0' at high speed by detecting an advance phase (s) in the 360 degrees phase detector when it is generated in a micro wave transmission system and negative-feeding back a phase shifter.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、マイクロ波の位相を電気 信号により変化させる移相器、及び、 位相制御装置に関するものである。[Detailed description of the invention] (b) Industrial application fields This invention changes the phase of microwaves electrically. a phase shifter that changes depending on the signal, and This invention relates to a phase control device.

(ロ)従来の技術 従来の移相器の入力信号形式は、第2 図に示すようになっている。 (すなわち、入力信号は
ひとつであり、この入 力直流信号電圧に比例して、マイクロ 波の位相が変化する。
(B) Prior Art The input signal format of a conventional phase shifter is as shown in FIG. (In other words, there is only one input signal, and the phase of the microwave changes in proportion to the input DC signal voltage.

また、マイクロ波帯において、0から 360度の全位相の識別のできる位相 検出器の出力形式は、第3図に示すよ うなものが、現在までに開発されてい る。しかしながら、第3図に示す出力 形式の位相検出器では、第2図のよう な従来型の移相器を直接動作させるこ とが出来ない。In addition, in the microwave band, from 0 to Distinguishable phase of all phases in 360 degrees The output format of the detector is shown in Figure 3. have been developed to date. Ru. However, the output shown in Figure 3 For phase detectors of this type, as shown in Figure 2, directly operating a conventional phase shifter. I can't do it.

(ハ)発明が解決しようとする課題 上記の位相検出器の出力信号形式に対 応する入力信号形式をもった移相器( 第1図に示す構成の移相器)を導入し 第3図の位相検出器と連動させるこ とにより、マイクロ波信号を全位相に (ニ) (ホ) わたり、超高速で、制御を可能ならし めようとするのが、本発明の解決しよ うとする課題である。この移相器を使 用した位相制御装置のブロック図を第 4図として示す。(c) Problems to be solved by the invention For the output signal format of the phase detector above, phase shifter with corresponding input signal format ( Introducing a phase shifter (configured as shown in Figure 1) It can be linked with the phase detector shown in Figure 3. , the microwave signal is in all phases. (d) (E) cross, super fast, and controllable. This is what the present invention aims to solve. This is an issue that we are trying to solve. Using this phase shifter The block diagram of the phase control device used is shown in It is shown as Figure 4.

課題を評決する手段 第1図に示すような入力信号形式の移 相器を、第5図で示す構成により実現 させる。 (3db方向方向性器、振幅変調器等により
構成)。この構成の移 相器(本明細書において三角関数三信 号型移相器とよぶ)により、 (ハ)に示した課題を解
決することが出来る。
Means for determining the problem A phase shifter having an input signal format as shown in FIG. 1 is realized by the configuration shown in FIG. (Constructed with 3db direction generator, amplitude modulator, etc.). A phase shifter having this configuration (referred to as a trigonometric function three-signal phase shifter in this specification) can solve the problem shown in (c).

作用 上記の、三角関数三信号型移相器(以後は、本発明によ
る移相器あるいは、本 移相器と称する)の作用の説明を第5 図により行なう。
Operation The operation of the above trigonometric function three-signal phase shifter (hereinafter referred to as the phase shifter according to the present invention or the present phase shifter) will be explained with reference to FIG.

入力マイクロ波信号 jxsin(w t)は3db方向方向性器を通過した 後、 kl  S i  n  (wt)  とkxc
os(wt)とに分割される。二のとき、 振幅変調器(1)および振幅変11簑(2)に、360
度位相検出器の出力( X)および(y)をそれぞれ接続すれ ば、入力のマイクロ波は、mx c o 5(−8)メ
 si  n  (wt)  と、 mxs i n 
 (−s)X cos  (wt)とに分割された信号
になる。
After the input microwave signal jxsin (wt) passes through a 3db direction generator, kl S in (wt) and kxc
os(wt). 2, the amplitude modulator (1) and the amplitude modulator 11 (2) have 360
If the outputs (X) and (y) of the degree phase detector are respectively connected, the input microwaves become
(-s)X cos (wt).

次に、これらの分割された信号を同相 2分配器の分岐端より入力して合成さ せると、下記のEとなる。Next, these divided signals are in-phase It is input from the branch end of the 2-way divider and synthesized. Then, the following E is obtained.

E:mxcos(−s  )  W  s  in  
(w  t  )  + mX5Ln (−s)x c
 o s (wt)このEは、三角関数加法定理により
、 E=m sin(wt−s) と表わすことができる。これは、入力 マイクロ波信号の位相が5(rad)遅れたことを表わ
している。
E:mxcos(-s)Ws in
(w t ) + mX5Ln (-s)x c
o s (wt) This E can be expressed as E=m sin (wt-s) using the trigonometric function addition theorem. This indicates that the phase of the input microwave signal is delayed by 5 (rad).

(Wは角周波数二 tは時間) すなわちこれは、360度位相検出器 の出力形式(x=ax c o s (−s)y==a
%5in(−s))と直接連 動して位相制御ができることを示して いる。
(W is the angular frequency and t is the time.) In other words, this is the output format of the 360 degree phase detector (x=ax cos (-s)y==a
%5in(-s)).

ここで、各記号の説明を行なう。Here, each symbol will be explained.

j:入力マイクロ波信号の振幅 W:入力マイクロ波信号の角周波数 t:待時 間: 360度位相検出器の検出した位相(符号が−で
あるのは、負帰還 として自動制御を行なうため) ^:360度位相検出器の出力部に取 りつける検波器の感度に比例する 比例定数 に: k=o、7o7xj m:m=o、  25メj なお、振幅変調器(1)および(2) は、第6図に示すブロック図により構 成される。また、pin減衰器は、 cos(−s)、あるいは5in(− 5)が負の値になるときは動作しない ので、360度位相検出器の出力部に 、整流用ダイオードを付−加する。
j: Amplitude of the input microwave signal W: Angular frequency of the input microwave signal t: Waiting time: Phase detected by the 360 degree phase detector (The sign is - because automatic control is performed as negative feedback) ^ : A proportional constant proportional to the sensitivity of the detector attached to the output part of the 360-degree phase detector: k=o, 7o7xj m: m=o, 25mej Note that the amplitude modulators (1) and (2) are: It is configured by the block diagram shown in FIG. Furthermore, since the pin attenuator does not operate when cos(-s) or 5in(-5) is a negative value, a rectifying diode is added to the output part of the 360-degree phase detector.

振幅変調器の作用の説明を、第6図に より行なう。An explanation of the operation of the amplitude modulator is shown in Figure 6. Do more.

cos(−s)が正のときは、振幅変 調器(1)において、pin減衰器( イ)が動作する  cos (−s)が負のときは、p
in減衰器(ロ)が動 作し、180度位相遅延器を通るため 、位相が反転し、kの値を負にする。
When cos (-s) is positive, the pin attenuator (a) operates in the amplitude modulator (1). When cos (-s) is negative, p
The in attenuator (b) operates and passes through the 180-degree phase delay device, so the phase is reversed and the value of k becomes negative.

これにより、cos(−s)が負であ りても振幅変調が継続する。This makes cos(-s) negative. Amplitude modulation continues even if the

5in(−s)が負のときは、振幅変 11!(2)において、上記と同様に作用する。When 5in(-s) is negative, the amplitude change 11! In (2), it works in the same way as above.

′(へ)各構成部の電気的性質の説明 法に示すものの、電気的な性質は、す でに知られているものであるが、ここ で、簡潔にその説明を行なう。´(f) Explanation of the electrical properties of each component Although the electrical properties shown in the law are This is already known, but here I will explain it briefly.

3db方向方向性器 第7図において、マイクロ波信号 jスsin(wt)を入力端に加 えると、出力1にはに%sin( wt)、出力2には kxcos( wt)の信号が現われる。出力3 に現われる信号は、極めてわずか であるので無視することができる ここで、 kは、 k=0. 707 Xjとなる。  また、その逆に、 出力1にはkXsin(wt)、 出力2にはkxcos (wt)の 信号を加えるとすると、入力端に jxsin(wt)が現われる。3db directional genitalia In Figure 7, the microwave signal Add jssin(wt) to the input terminal. Then, output 1 has %sin( wt), output 2 has kxcos( wt) signal appears. Output 3 The signal that appears on the can be ignored because Here, k is k=0. 707 It becomes Xj. Also, on the contrary, Output 1 has kXsin(wt), Output 2 has kxcos (wt) When adding a signal, at the input end jxsin(wt) appears.

同相2分配器 第8図において、マイクロ波信号 j%sin(wt)を入力端に加 えると、出力1及び出力2には、 同一の信号として、kXsin( wt)が現われる。又、逆に、出 力1及び出力2に同一の信号kx sin(wt)を加えると入力端 には合成された信号jxsin( wt)が現われる。In-phase 2 divider In Figure 8, the microwave signal Add j%sin(wt) to the input terminal In other words, output 1 and output 2 have As the same signal, kXsin( wt) appears. Or, conversely, Same signal kx for force 1 and output 2 When adding sin(wt), the input terminal is the synthesized signal jxsin( wt) appears.

ここで、k=0.707Xj この出力2に90度位相遅延器を 挿入すると、3db方向方向性器 と同じ性質をもつようになる。第 9図は第7図と電気的に等価とみ なせる。3db方向方向性器の出 力1に90度位相遅延器を、挿入 すると、同相2分配器と同じ性質 となる。すなわち、第10図と第 8図に示すブロック図は、実用上 電気的に等価とみなすことがで きる。 (入力端より出力1まで の電気長は、1波長とする) (l−)実施例 本移相器の実施例L〜3として、全体 のブ、ロック図を第11〜13図に示す又、同相4分配
器を使用した場合の実 施例(実施例4)を第14図に示す。
Here, k=0.707Xj If a 90 degree phase delay device is inserted into this output 2, it will have the same properties as a 3 db direction vector. FIG. 9 can be considered electrically equivalent to FIG. 7. If a 90 degree phase delayer is inserted into the output 1 of the 3db directional transformer, it will have the same properties as an in-phase 2-way divider. That is, the block diagrams shown in FIG. 10 and FIG. 8 can be considered to be practically electrically equivalent. (The electrical length from the input end to output 1 is one wavelength.) (l-) Examples As Examples L to 3 of this phase shifter, the overall block diagrams are shown in Figures 11 to 13. FIG. 14 shows an example (Embodiment 4) in which an in-phase four-way divider is used.

3db方向方向性器等の各構成部は、 すべてマイクロストリップ線路(50 オーム系)を用いて設計した。Each component such as 3db direction genitalia, All microstrip lines (50 It was designed using ohmic system).

コネクターは、sma型を使用した。An SMA type connector was used.

なお上記は、360度位相検出器の信 号により遅れ位相を生じさせる回路で あるが、第11図へ第14図において マイクロ波をDA端子より入力させれ ば、進み位相も取り出し可能である。Note that the above is based on the reliability of the 360 degree phase detector. A circuit that generates a delayed phase depending on the signal. However, in Figure 11 to Figure 14 Input microwave from DA terminal For example, leading phases can also be extracted.

(テ)を明の効果 (ホ)において示したごとく、360 度位相検出器と直接連動可能な位相器 を実現できるようになったため、下記 のような効果が期待できる。(te) light effect As shown in (e), 360 Phaser that can be directly linked to degree phase detector Now it is possible to realize the following The following effects can be expected.

マイクロ波伝送系に進み位相Sが生じ た場合、360度位相検出器でこれを 検出し、本発明に、よる移相器に負帰還をかけることに
より、遅れ位相(−S )を生じさせ、全体位相変化な0とす ことを高速度で実行可能となる事。
When a leading phase S occurs in the microwave transmission system, it is detected by a 360 degree phase detector, and a delayed phase (-S) is generated by applying negative feedback to the phase shifter according to the present invention, It is possible to make the overall phase change zero at high speed.

(す)用語の定義 一般に定着されていない用語について 、本明細書では、下記のような定義を あたえて使用している。(S) Definition of terms About terms that are not generally accepted , in this specification, the following definitions are used: I give it and use it.

360度位相検出器−一一宿号の位相 が、0度から360度の間のどの範 囲にあっても、これを検出できる装 置(第3図に示すような位相検出器) pin減衰器−−−pinダイオード を使った減衰器 参考文献   倉石三部著 詳解 例題演習マイクロ 波回路 東京電気大学出版局360 degree phase detector - phase of 11th sign is in any range between 0 degrees and 360 degrees equipment that can detect this even if (phase detector as shown in Figure 3) PIN attenuator --- PIN diode attenuator using References: Written by Sanbe Kuraishi Detailed explanation example exercise micro wave circuit Tokyo Electric University Press

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

第1図は、本発明による移相器の動作概念図 第2図は、従来からの移相器(ダイオードを用いた移相
器)の動作概念図 第3図は、360度位相検出器の動作概念図 第4図は、本発明による移相器を用いたマイクロ波信号
位相制御装置の動作概念図第5図は、本発明による移相
器の原理図第6図は、振幅変調器(1)および(2)の
説明図。但し、信号の大きさを示す式は、振幅変調器(
1)の場合のものを表わしている。 第7図は、3db方向方向性器の動作概念図 第8図は、同相2分配器の動作概念図 第9図は、第7図と同一の性質を持つ回路図の一例を示
す。 第10図は、第8図と同一の性質を持つ回路図の一例を
示す。 第11図は、本移相器の実施例1のブロック図 1は、3db方向方向性器 2.3.10.11.12は、同相2分配器 4.5.6.7は、pin減衰器 8.9は180度位相遅延器 第12図は、本移相器の実施例2のブロック図 1は、3db方向方向性器 2.3.12.13.14は、同相2 分配器 4.5.10.11は90度位相遅延器6.7.8.9
は、pin減衰器 第13図は、本移相器の実施例3のプロつり図 1.2.3.8.9は、3db方向方 向性器 10は、同相2分配器 4.5.6.7は、pin減衰器 第14図は、本移相器の実施例4のプロつり図 1.9は、同相4分配器 2は、180度位相遅延器 3は、90度位相遅延器 4は、270度位相遅延器 5.6.7.8は、pin減衰器
Figure 1 is a conceptual diagram of the operation of a phase shifter according to the present invention. Figure 2 is a conceptual diagram of the operation of a conventional phase shifter (phase shifter using diodes). Figure 3 is a diagram of a 360-degree phase detector. Fig. 4 is a conceptual diagram of the operation of a microwave signal phase control device using the phase shifter according to the present invention. Fig. 5 is a diagram of the principle of the phase shifter according to the present invention. Explanatory diagrams of 1) and (2). However, the formula indicating the signal magnitude is based on the amplitude modulator (
It shows the case of 1). FIG. 7 is a conceptual diagram of the operation of a 3db direction generator. FIG. 8 is a conceptual diagram of the operation of an in-phase two-way divider. FIG. 9 is an example of a circuit diagram having the same characteristics as that of FIG. FIG. 10 shows an example of a circuit diagram having the same characteristics as FIG. 8. FIG. 11 is a block diagram of the first embodiment of this phase shifter. 1 is a 3 db direction generator 2.3.10.11.12 is an in-phase 2 divider 4.5.6.7 is a pin attenuator 8.9 is a 180 degree phase delay device. FIG. 12 is a block diagram of the second embodiment of this phase shifter. .10.11 is a 90 degree phase delayer 6.7.8.9
1.2.3.8.9 is a pin attenuator 1.2.3.8.9 is a pin attenuator 10 is an in-phase 2-divider 4.5.6. 7 is a pin attenuator. FIG. 14 is a diagram of the 4th embodiment of this phase shifter. , 270 degree phase delayer 5.6.7.8, pin attenuator

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)マイクロ波帯で使用する360度位相検出器の2
つの出力信号により、pi n減衰器等のダイオード減衰器を動作 させ、振幅変調をかけることにより、 マイクロ波信号の位相を変化させるこ とのできる移相器
(1) 2 of 360 degree phase detector used in microwave band
A phase shifter that can change the phase of a microwave signal by operating a diode attenuator such as a PIN attenuator using two output signals and applying amplitude modulation.
(2)マイクロ波帯で使用する360度位相検出器と本
発明の移相器とを合体して 構成する位相制御装置
(2) Phase control device configured by combining a 360-degree phase detector used in the microwave band and the phase shifter of the present invention
JP21451189A 1989-08-21 1989-08-21 360 degrees phase detector used in micro wave band and phase shifter capable of direct interlocking Pending JPH0378301A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5379007A (en) * 1993-05-31 1995-01-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Reflection phase shifter and multiple bit phase shifter

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5379007A (en) * 1993-05-31 1995-01-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Reflection phase shifter and multiple bit phase shifter

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