JPH0746001A - マイクロ波半導体回路 - Google Patents

マイクロ波半導体回路

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JPH0746001A
JPH0746001A JP5190318A JP19031893A JPH0746001A JP H0746001 A JPH0746001 A JP H0746001A JP 5190318 A JP5190318 A JP 5190318A JP 19031893 A JP19031893 A JP 19031893A JP H0746001 A JPH0746001 A JP H0746001A
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義忠 伊山
Mitsuhiro Shimozawa
充弘 下沢
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明夫 飯田
Sunao Takagi
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 反射回路を構成するインピーダンス可変回路
のリアクタンスを高低切り替えたときの損失変動を小さ
くした半導体移相器、半導体変調器等のマイクロ波半導
体回路を得ることを目的とする。 【構成】 ハイブッリッド回路1の二つの分配端子2,
3にそれぞれ設ける反射回路を構成するインピーダンス
可変回路は、ドレイン・ソース間に共振用インダクタ1
9aを設けた電界効果トランジスタ13a,14aと、
上記のソースに一端を接続し他端を接地する抵抗とキャ
パシタの直列回路と、からなる2つの回路を並列接続し
て構成し、上記の並列接続の一方の回路の抵抗15の値
を他方の回路の抵抗17の値より小さな値とし、且つ上
記と同じ一方の回路のキャパシタ16aの値を他方の回
路のキャパシタ18aより大きな値としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は反射回路等のリアクタ
ンスを高低切り替えた場合の損失変動を小さくした半導
体移相器、半導体変調器等のマイクロ波半導体回路に関
する。
【0002】
【従来の技術】図25は、例えば、C.L.CHEN et.al:
“ A Low-Loss Ku-Band Monolithic Analog Phase Shif
ter ”,IEEE Trans.,Vol.MTT-35,No.3,pp.315-320(Ma
r.1987)に示された、従来のマイクロ波半導体回路の反
射形移相器の構成を示す等価回路図である。図におい
て、ハイブリッド回路1の2つの分配端子2,3にはそ
れぞれ一端を接地したバラクタダイオード4が接続され
ている。バラクタダイオード4には、外部よりバイアス
が印加されるが、ここではそのためのバイアス回路は図
示を省略している。
【0003】次に図25の反射形移相器の動作について
説明する。ハイブリッド回路1の入力端子5より入射し
た信号は等分配されて分配端子2と分配端子3に現れ、
上記各分配端子に設けられたバラクタダイオード4によ
り反射されて出力端子6に現れる。この際に、バラクタ
ダイオード4に印加するバイアスを変化させると、バラ
クタダイオード4の呈するインピーダンスが変化してイ
ンピーダンス可変回路として機能する。以上の結果、バ
ラクタダイオード4により反射されて出力端子6に現れ
る信号の位相が変化して移相器として動作する。
【0004】図26は、上記の動作についてさらに詳細
に説明するため、バラクタダイオード4が呈する反射係
数を示したものである。バラクタダイオード4には逆バ
イアスを印加して使用するが、ここで、例えば印加バイ
アス電圧を、−V1 ,−V2 (但し、V1 ,V2 >0,
|−V1 |<|−V2 |)とする。上記の逆バイアス電
圧の大きさを大きくしていくと、バラクタダイオード4
の容量、抵抗が小さくなり、反対に、上記の逆バイアス
電圧の大きさをを小さくしていくと、バラクタダイオー
ド4の容量、抵抗が大きくなる。従って、印加バイアス
電圧が−V1 の場合には、バラクタダイオード4は低リ
アクタンス、高抵抗となり、このときバラクタダイオー
ド4の呈する反射係数Γ1 を、図26に示す。ここで、
θ1 はΓ1 の位相である。一般に、リアクタンスと抵抗
の直列回路の場合、リアクタンス値が小さくなると抵抗
に加わる電圧が相対的に増加する結果、抵抗値が同一で
あってもリアクタンス値の減少にしたがい損失が増加し
て反射損失が増し、反射係数の絶対値が小さくなる。上
記のバラクタダイオード4では、リアクタンス値が低下
するとともに抵抗は増加する関係があるので、反射係数
の絶対値の減少は一層顕著である。
【0005】一方、印加バイアス電圧が−V2 の場合に
は、バラクタダイオード4は高リアクタンス、低抵抗と
なるため、反射係数Γ2 は、Γ1 より位相が進み、か
つ、絶対値が大きく、このときバラクタダイオード4の
呈する反射係数Γ2 を、図26に示す。ここで、θ2
Γ2 の位相である。従って、印加バイアスの変化によ
り、バラクタダイオード4が呈する反射係数の位相をθ
1 、θ2 と変えることができるので、印加バイアス電圧
を適切に選ぶことにより、上記Γ1 の位相θ1 とΓ2
位相θ2 との差Φを移相器1のもつ所要の移相量として
いる。
【0006】次に、他のマイクロ波半導体回路について
説明する。図27は、例えば、C.ANDRICOS et.al:“C-
Band 6-Bit GaAs Monolithic Phase Shifter”,IEEE Tr
ans.,Vol.MTT-33,No.12,pp.1591-1596(Dec.1985)に示
された、従来のマイクロ波半導体回路のローデッドライ
ン形移相器の構成を示す等価回路図である。主線路7の
上の概略1/4波長間隔の2点に分岐線路8が接続さ
れ、上記各分岐線路8の他の一端は電界効果トランジス
タ9を介して接地されている。
【0007】次に、図27に示すローデッドライン形移
相器の動作について説明する。図28は上記図27の2
つの電界効果トランジスタ9のゲートに接地電位に等し
い0Vのバイアス電圧を印加した場合の等価回路図であ
る。この場合、電界効果トランジスタ9のドレイン・ソ
ース間は抵抗性の低インピーダンスを呈し、分岐線路8
の先端には低インピーダンスの抵抗が装荷されたと見做
せる。一方、図29は上記電界効果トランジスタ9への
印加バイアス電圧を切り換えて、ピンチオフ電圧よりも
低い負のバイアス電圧を印加した場合の等価回路図であ
る。この場合、電界効果トランジスタ9のドレイン・ソ
ース間は容量性の高インピーダンスを呈し、分岐線路8
の先端には高インピーダンスの容量が装荷されたと見做
せる。ここで、分岐線路8の電気長が1/4波長より僅
かに長く選ばれていると、分岐線路8のインピーダンス
変換の働きによって、図28に示した場合は、主線路7
には抵抗分を含む容量性のインピーダンスが装荷される
ことになり、図29に示した場合は、主線路7には抵抗
分を含まない誘導性のインピーダンスが装荷されたこと
になる。以上のように、従来の構成のローデッドライン
形移相器は、電界効果トランジスタ9のゲートへ印加す
るバイアス電圧を変えることにより、ドレイン・ソース
間が呈するインピーダンスを変え、主線路7の分岐線路
8の接続点から電界効果トランジスタ9側を見たインピ
ーダンスを同時に、容量性から誘導性へ、またはその逆
へと変えることにより、主線路7を伝搬する電波の位相
を変える移相器として動作する。
【0008】次に、他のマイクロ波半導体回路について
説明する。図30は、例えば、高山,肥後:“3.8G
Hz帯4W4相位相変調器”,電子通信学会,マイクロ
波研究会資料MW73−108(1973)に示され
た、従来の位相変調器の構成を示す等価回路図である。
サーキュレータ10の一端子に無損失変換回路11を介
してPINダイオード12が接続されている。
【0009】次に、図30の位相変調器を2相位相変調
器として動作させる場合を例に挙げ説明する。PINダ
イオード12に順方向電流を印加した場合の等価回路と
逆方向電圧を印加した場合の等価回路を図31、図32
にそれぞれ示す。順方向電流を印加した場合、PINダ
イオード12は抵抗性の低インピーダンスを呈し、逆方
向電圧を印加した場合、PINダイオード12は容量性
の高インピーダンスを呈する。従って、無損失変換回路
11とPINダイオード12の接続点におけるPINダ
イオード12側からの反射波の位相差は180度より僅
かに小さくなる。ここで、無損失変換回路11として例
えばインダクタンスを用い、その値を適切に選ぶと、P
INダイオード12の低インピーダンス状態における位
相遅れが、PINダイオード12の高インピーダンス状
態における位相遅れより大きくなる結果、サーキュレー
タ10の反射回路の接続端子33における無損失変換回
路11側からの反射波の位相差を180度とすることが
でき、2相位相変調器として動作する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体移相器、
半導体変調器などのマイクロ波半導体回路は以上のよう
に構成されているので、反射回路もしくは分岐回路を構
成する半導体への印加バイアスを切り替えたときに、反
射係数の絶対値に差があるため、もしくはリアクタンス
の容量性と誘導性を切り替えたときの抵抗分に差がある
ため、損失変動が生ずる。この結果、例えば半導体移相
器を用いたフェーズドアレーアンテナにおいては、サイ
ドローブレベルが高くなりアンテナ性能の劣化を招き、
また、半導体変調器を用いた送信機においては、変調波
に歪みが生じて、信号誤り率の増加や不要波輻射の増加
をもたらすなどの課題がある。
【0011】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、反射回路もしくは分岐回路を構成
するインピーダンス可変回路のリアクタンスを高低切り
替えたときの損失変動を小さくした半導体移相器、半導
体変調器等のマイクロ波半導体回路を得ることを目的と
する。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1から請求項6に係る発明のマイクロ波半
導体回路は、ハイブッリッド回路の所定の二つの分配端
子にそれぞれ設ける反射回路を半導体素子を用いたイン
ピーダンス可変回路で構成し、上記分配端子から当該イ
ンピーダンス可変回路側を見て、低いリアクタンスを呈
するときには上記インピーダンス可変回路は低い抵抗分
を有し、上記のリアクタンスと比較して高いリアクタン
スを呈するときには上記インピーダンス可変回路は上記
の抵抗分と比較して高い抵抗分を有するようにしたもの
である。
【0013】また、請求項7に係る発明のマイクロ波半
導体回路は、主線路と、上記主線路上の概略1/4波長
間隔の2点に一端を接続する分岐線路と、上記分岐線路
の他端と接地間に半導体素子を用いたインピーダンス可
変回路と、を備え、上記分岐線路と上記インピーダンス
可変回路の接続点からインピーダンス可変回路側を見
て、低いリアクタンスを呈するときには上記インピーダ
ンス可変回路は低い抵抗分を有し、上記のリアクタンス
と比較して高いリアクタンスを呈するときには上記イン
ピーダンス可変回路は上記の抵抗分と比較して高い抵抗
分を有するようにしたものである。
【0014】また、請求項8に係る発明のマイクロ波半
導体回路は、サーキュレータの所定の端子に反射回路と
して半導体素子を用いたインピーダンス可変回路を備
え、上記所定の端子から、上記インピーダンス可変回路
側を見て、低いリアクタンスを呈するときには上記イン
ピーダンス可変回路は低い抵抗分を有し、上記のリアク
タンスと比較して高いリアクタンスを呈するときには上
記インピーダンス可変回路は上記の抵抗分と比較して高
い抵抗分を有するようにしたものである。
【0015】
【作用】以上のように構成された請求項1から請求項6
に係る発明のマイクロ波半導体回路では、ハイブッリッ
ド回路の所定の二つの分配端子にそれぞれ設けた反射回
路を半導体素子を用いたインピーダンス可変回路が、低
いリアクタンスを呈するときには上記インピーダンス可
変回路は低い抵抗分を有し、上記のリアクタンスと比較
して高いリアクタンスを呈するときには上記インピーダ
ンス可変回路は上記の抵抗分と比較して高い抵抗分を有
して、インピーダンス可変回路のリアクタンスの切り換
え時における反射係数の絶対値を等しくとることによ
り、損失の変動をなくすことができる。
【0016】また、請求項7に係る発明のマイクロ波半
導体回路では、主線路上の概略1/4波長間隔の2点に
それぞれ一端を接続する分岐線路の他端と接地間に設け
た半導体素子を用いたインピーダンス可変回路が、低い
リアクタンスを呈するときには上記インピーダンス可変
回路は低い抵抗分を有し、上記のリアクタンスと比較し
て高いリアクタンスを呈するときには上記インピーダン
ス可変回路は上記の抵抗分と比較して高い抵抗分を有し
て、インピーダンス可変回路のリアクタンスの切り換え
時における抵抗分での電力損失を等しくとることによ
り、損失の変動をなくすことができる。
【0017】また、請求項8に係る発明のマイクロ波半
導体回路では、サーキュレータの所定の端子に設けた反
射回路を構成する半導体素子を用いたインピーダンス可
変回路が、低いリアクタンスを呈するときには上記イン
ピーダンス可変回路は低い抵抗分を有し、上記のリアク
タンスと比較して高いリアクタンスを呈するときには上
記インピーダンス可変回路は上記の抵抗分と比較して高
い抵抗分を有して、インピーダンス可変回路のリアクタ
ンスの切り換え時における反射係数の絶対値を等しくと
ることにより、損失の変動をなくすことができる。
【0018】
【実施例】実施例1.図1は請求項2に係わる発明の実
施例1を示す反射形移相器の等価回路図である。図にお
いて、ハイブリッド回路1の2つの分配端子2,3に、
それぞれ設ける反射回路を構成するインピーダンス可変
回路は、ドレイン・ソース間に共振用インダクタ19a
を設けた電界効果トランジスタ13a、14aと、上記
電界効果トランジスタのソースに一端を接続し他端を接
地した抵抗とキャパシタの直列回路と、を有する回路を
2つ並列接続して構成し、上記の並列接続した回路の一
方の回路の抵抗の値(ここでは抵抗15とし抵抗値Ra
とする)を他方の回路の抵抗の値(ここでは抵抗17と
し抵抗値Rbとする)より小さく、上記と同じ一方の回
路のキャパシタ16aの値(ここではキャパシタ16a
とし容量値をCaとする)を他方の回路のキャパシタの
容量値(ここではキャパシタ18aとし容量値をCbと
する)より大きな値としている。
【0019】次に、図1の反射形移相器の動作について
説明する。以下の説明では、簡単のため、反射回路を構
成するインピーダンス可変回路の2つの電界効果トラン
ジスタ13a,14aは同一特性のものとする。先ず、
ハイブリッド回路1の2つの分配端子にそれぞれ設けた
インピーダンス可変回路の一方の電界効果トランジスタ
13aのゲートに接地電位に等しい0Vのバイアス電圧
を印加し、他方の電界効果トランジスタ14aのゲート
にピンチオフ電圧よりも低い負のバイアス電圧を印加し
た場合の等価回路を図2に示す。この場合、電界効果ト
ランジスタ13aのドレイン・ソース間は抵抗性の低イ
ンピーダンスを呈し(以下、この電界効果トランジスタ
の状態をON状態と呼ぶ)、電界効果トランジスタ14
aのドレイン・ソース間は容量性の高インピーダンスを
呈する(以下、この電界効果トランジスタの状態をOF
F状態と呼ぶ)。上記の電界効果トランジスタ13aの
ドレイン・ソース間インピーダンスは十分低いが、必ず
いくばくかの抵抗R1 をもつ。一方、上記の電界効果ト
ランジスタ14aのドレイン・ソース間に接続された共
振用インダクタ19aを、ドレイン・ソース間容量と並
列共振するように値を設定することにより、ドレイン・
ソース間は、ほぼ開放と見做せる。
【0020】図3は上記のように考えた場合の簡略化し
た等価回路を示す。分配端子2と分配端子3には、それ
ぞれ上記抵抗R1 (電界効果トランジスタがON状態の
ときの抵抗)と抵抗15とキャパシタ16aとの直列回
路からなる反射回路が構成される。図4は、この場合の
反射回路が呈する反射係数Γ1 を示す。ここで、ハイブ
リッド回路1の分配端子からハイブリッド回路側を見た
インピーダンスをZ0 、角周波数をω、ハイブリッド回
路1の分配端子から反射回路側を見たインピーダンスを
1 として、Γ1 は次式であらわせる。 Γ1 =(Z1 −Z0 )/(Z1 +Z0 ) Z1 =(R1 +Ra)−j/(ωCa) そして、この場合の反射回路のキャパシタ16aの呈す
るリアクタンスは他方のキャパシタ18aが呈するリア
クタンスと比べて低くしているため、この反射回路が呈
する反射位相の遅れθ1 は他方の反射回路が呈する反射
位相の遅れθより大きい。また、抵抗R、Raの
影響により、Γ1 の絶対値はキャパシタ16a単独の場
合に比べて若干減少しているが、R1 、Raが小さいた
めその減少は小さい。
【0021】次に、反射回路の一方の電界効果トランジ
スタ13aのゲートに印加するバイアスと、電界効果ト
ランジスタ14aのゲートに印加するバイアスとを、以
上に説明した場合と入れ替えると、分配端子2,3に
は、それぞれ抵抗R1 (電界効果トランジスタ14aが
ON状態のときの抵抗)と抵抗17とキャパシタ18a
との直列回路からなる反射回路が接続される。図4に、
この場合の反射回路が呈する反射係数Γ2 を前述のΓ1
と合わせて示す。Γ1 の場合と同様にして、ハイブリッ
ド回路1の分配端子からハイブリッド回路側を見たイン
ピーダンスをZ0 、角周波数をω、ハイブリッド回路1
分配端子から反射回路側を見たインピーダンスをZ2
して、Γ2 は次式であらわせる。 Γ2 =(Z2 −Z0 )/(Z2 +Z0 ) Z2 =(R1 +Rb)−j/(ωCb) ここで、Ca>Cb、Ra<Rbとし、|Γ1 |=|Γ
2 |となるように素子定数を決めている。これにより、
この場合の反射回路のキャパシタ18aの呈するリアク
タンスは他方のキャパシタ16aが呈するリアクタンス
と比べて大きいため、この反射回路が呈する反射位相の
遅れθ2 は他方の反射回路が呈する反射位相の遅れθ1
より小さい。また、抵抗Raより大きな抵抗Rbを直列
に接続しているので、Γ2 の絶対値をΓ1 の絶対値に等
しくなるよう小さくできる。
【0022】以上の結果、ハイブリッド回路1の2つの
分配端子2,3にそれぞれ接続する反射回路を構成する
電界効果トランジスタの13aのゲートに印加するバイ
アスと、電界効果トランジスタ14aのゲートに印加す
るバイアスとを切り替えることにより、損失変動がな
く、且つ反射位相θ1 とθ2 とを切り替えて所要の移相
量Φが得られる反射形移相器を得ることができる。
【0023】実施例2.図5は請求項3に係わる発明の
実施例2を示す反射形移相器の等価回路図である。ハイ
ブリッド回路1の2つの分配端子2,3にそれぞれ設け
る反射回路を構成するインピーダンス可変回路は、ドレ
イン・ソース間に共振用インダクタ19b,19cを設
けた電界効果トランジスタ13b,14bと、上記のソ
ースに一端を接続し他端を接地するキャパシタと、を有
する回路を2つ並列接続して構成し、上記の並列接続の
一方の回路の電界効果トランジスタ13bを低インピー
ダンス状態にしたとき呈する抵抗値を、他方の回路の電
界効果トランジスタ14bを低インピーダンス状態にし
たとき呈する抵抗値より小さな抵抗値に定め、上記と同
じ一方の回路のキャパシタ16bの値(Cc)を他方の
回路のキャパシタ18bより大きな値(Cd)に定めて
いる。
【0024】次に、図5の反射形移相器の動作について
説明する。前述の実施例1と異なり、ハイブリッド回路
1の2つの分配端子2,3に接続するそれぞれの反射回
路を構成するインピーダンス可変回路の2つの電界効果
トランジスタ13a,14aは同一特性でなく、異なる
特性のものを用いている。図6は図5の反射形移相器の
動作を説明するための等価回路図である。図5の反射回
路を構成するインピーダンス可変回路の電界効果トラン
ジスタ13bをON状態とし、電界効果トランジスタ1
4bをOFF状態とした場合について示している。前述
の実施例1と同様にして、等価回路はさらに図7のよう
に簡略化して表される。この実施例2では、電界効果ト
ランジスタ13bをON状態にしたとき呈する抵抗値を
実施例1におけるR1 とRaの和になるような電界効果
トランジスタ13bを選べば、このときの反射回路の反
射係数を、前述の実施例1のΓ1 と同一にすることがで
きる。
【0025】一方、反射回路の電界効果トランジスタ1
3bのゲートに印加するバイアスと、電界効果トランジ
スタ14bのゲートに印加するバイアスとを上記の場合
と入れ替えることにより、このときの反射回路の反射係
数を、前述の実施例1のΓ2と同一にすることができ
る。このようにして、電界効果トランジスタ13bの呈
する抵抗と、電界効果トランジスタ14bの呈する抵抗
とを反射係数を等しくするための抵抗として用いること
により、実施例1で説明した移相器と同等な機能を持つ
移相器を少ない素子数で実現できる利点がある。
【0026】実施例3.図8は請求項4に係わる発明の
実施例3を示す反射形移相器の等価回路図である。前記
の実施例1、実施例2では、電界効果トランジスタのド
レイン・ソース間にインダクタを接続し、ドレイン・ソ
ース間容量と並列共振するようにした場合について説明
した。しかし、共振用インダクタ素子を必要とし、並列
共振を利用するので動作帯域が狭くなるため、図8に示
すように、共振用インダクタを設けない構成とし、電界
効果トランジスタ13c、14cのドレイン・ソース間
容量を反射回路を構成する容量の一部として利用するこ
とにより、素子数の低減と広帯域化を図れる利点があ
る。
【0027】実施例4.図9は請求項5に係わる発明の
実施例4を示す反射形移相器の等価回路図である。上記
実施例3と同様な理由、即ち、並列共振を利用すること
による狭帯域化をさけるため、図9に示すように、反射
回路を構成するインピーダンス可変回路を、第一の電界
効果トランジスタ13d,14dと、上記第一の電界効
果トランジスタのソースに一端を接続し他端を接地する
キャパシタ16d,18dと、上記キャパシタに並列に
ドレインを上記第一の電界効果トランジスタのソースに
接続しソースを接地した第二の電界効果トランジスタ2
2a,23aと、を有する回路を2つ並列接続して構成
している。上記の並列接続の一方の回路の第一の電界効
果トランジスタを低インピーダンス状態にしたとき呈す
る抵抗値を、他方の回路の第一の電界効果トランジスタ
を低インピーダンス状態にしたとき呈する抵抗値より小
さな値を定め、上記と同じ一方の回路のキャパシタの値
を他方の回路のキャパシタより大きな値を定めている。
ここで、上記のキャパシタ16d,18dにそれぞれ並
列装荷した電界効果トランジスタ22a,23aに印加
するバイアスを交互に0Vとすることにより遮断特性を
良好に得るようにして、広帯域化を図れる利点がある。
【0028】実施例5.図10は請求項6に係わる発明
の実施例5を示す反射形移相器の等価回路図である。上
記実施例4において、図10に示すように分布定数線路
もしくは集中定数素子で構成した整合用インダクタ24
a,24bを設けて整合をよくとることにより、一層の
広帯域化を図れる利点がある。
【0029】実施例6.図11は請求項7に係わる発明
の実施例6を示すローデッドライン形移相器の等価回路
図を示す。主線路と、上記主線路上の概略1/4波長間
隔の2点に一端を接続する分岐線路8と、上記分岐線路
の他端と接地間に半導体素子を用いたインピーダンス可
変回路と、を備えて、上記分岐線路と上記インピーダン
ス可変回路の接続点からインピーダンス可変回路側を見
て、低いリアクタンスを呈するときには上記インピーダ
ンス可変回路は低い抵抗分を有し、上記のリアクタンス
と比較して高いリアクタンスを呈するときには上記イン
ピーダンス可変回路は上記の抵抗分と比較して高い抵抗
分を有するようにしている。
【0030】次に、図11のローデッドライン形移相器
の動作について説明する。図12に、図11に示す電界
効果トランジスタ25aをON状態とし、電界効果トラ
ンジスタ26aをOFF状態とした場合の等価回路を示
す。上記の電界効果トランジスタ25aのドレイン・ソ
ース間インピーダンスは十分低いが、必ずいくばくかの
抵抗R2 をもつ。また、上記の電界効果トランジスタ2
6aのドレイン・ソース間に接続するインダクタ19e
を、ドレイン・ソース間容量と並列共振するように値を
設定することにより、ドレイン・ソース間は、ほぼ開放
と見なせる。また、抵抗R2 が共振用インダクタ19d
の呈するリアクタンスより小さいとすると、共振用イン
ダクタ19dの影響は無視してよい。図13に、上記の
ように考えた場合の等価回路を示す。分岐線路8には、
抵抗R2 が接続されることになる。
【0031】一方、印加バイアスを切り換えて、電界効
果トランジスタ26aをON状態とし、電界効果トラン
ジスタ25aをOFF状態としたときの等価回路を図1
4に示す。上記の電界効果トランジスタ25aのドレイ
ン・ソース間に接続されたインダクタ19eを、ドレイ
ン・ソース間容量と並列共振するように値を設定するこ
とにより、ドレイン・ソース間は、ほぼ開放と見なせ
る。図15は上記のように考えた場合の等価回路を示す
図である。分岐線路8には、電界効果トランジスタ26
aが呈する抵抗R3 を介して第3のキャパシタ27aを
接続する。ここで、抵抗R2 、R3 の大きさ、即ち電界
効果トランジスタ25aと電界効果トランジスタ26a
とを適切に選ぶことにより、上記の図13及び図15に
おける抵抗R2 とR3 で消費する電力を等しくすること
ができる。従って、電界効果トランジスタ25aと電界
効果トランジスタ26aとに印加するバイアスを切り換
えて、主線路7への装荷インピーダンスを誘導性と容量
性とに変える際の損失変動をなくすことができる。
【0032】実施例7.図16は請求項7に係わる発明
の実施例7を示すローデッドライン形移相器の等価回路
図である。共振用インダクタを設けない構成として、電
界効果トランジスタ25b、26bのドレイン・ソース
間容量をインピーダンスを可変する回路素子の一部とし
て利用することにより、小形化と広帯域化を図れる利点
がある。
【0033】実施例8.図17は請求項8に係わる発明
の実施例8を示す位相変調器の等価回路図である。図1
7において、サーキュレータ10の所定の端子33に設
ける反射回路を構成するインピーダンス可変回路は、電
界効果トランジスタ28aと、上記電界効果トランジス
タ28aのソースに一端を接続し他端を接地する反射用
インダクタ30aとからなる回路と、電界効果トランジ
スタ29aと、上記電界効果トランジスタ29aのソー
スに一端を接続し他端を接地するキャパシタ31aとか
らなる回路と、を並列接続して構成している。
【0034】図18は、一方の電界効果トランジスタ2
8aをON状態とし、他方の電界効果トランジスタ29
aをOFF状態とした場合の等価回路図である。一方の
ON状態にある電界効果トランジスタ28aの呈する抵
抗R4 と反射用インダクタ30aの呈するリアクタンス
を、他方のOFF状態にある電界効果トランジスタ29
aとキャパシタ31aとが呈するリアクタンスより低く
とれば、等価回路は近似的に図19のようにあらわされ
る。
【0035】図20は、図18に示した状態から印加バ
イアスを切り換えて、電界効果トランジスタ28aをO
FF状態とし、電界効果トランジスタ29aをON状態
とした場合の等価回路図である。電界効果トランジスタ
29aの呈する抵抗R5 とキャパシタ31aとが呈する
リアクタンスが、電界効果トランジスタ28aと反射用
インダクタ30aの呈するリアクタンスより低くとすれ
ば、等価回路は近似的に図21のようにあらわされる。
【0036】次いで、以上の構成例を2相位相変調器と
して動作させる場合について、さらに詳しく説明する。
図22は図17の位相変調器のサーキュレータから電界
効果トランジスタ側を見た装荷回路の、上記の2つの状
態における反射係数Γ3 ,Γ4 を示す特性図である。図
19に示した状態においては、反射用インダクタ30a
の呈するリアクタンスの効果により、Γ3 の位相遅れθ
3 は180度より大きい。また、ON状態にある電界効
果トランジスタ28aの呈する抵抗R4 の影響により、
Γ3 の絶対値は反射用インダクタ30a単独の場合に比
べて若干減少しているが、R4 が小さいためその減少は
小さい。一方、図21に示した状態においては、キャパ
シタ31aの呈するリアクタンスが大きいため、Γ4
位相遅れθ4 はほとんどない。また、ON状態とした電
界効果トランジスタ29aの呈する抵抗R5 が抵抗R4
より大きくなるように、2つの電界効果トランジスタ2
8a,29aを選定することにより、キャパシタ31a
には比較的大きな抵抗が直列に接続されるので、Γ4
絶対値はΓ3 の絶対値と同程度に減少している。従っ
て、電界効果トランジスタ28aのゲートに印加するバ
イアスと、電界効果トランジスタ29aのゲートに印加
するバイアスとを切り替えることにより、損失を一定に
して、位相θ3 と位相θ4 とを切り替えて0−πの変調
動作を実現することができる。
【0037】実施例9.図23は請求項8に係わる発明
の実施例9を示す位相変調器の等価回路図である。前記
の実施例8では、電界効果トランジスタを直接にサーキ
ュレータ10に接続する場合について説明したが、これ
に限らず、図23に示すように反射位相変換用線路32
を介して接続する構成とすることにより、位相設定の自
由度を増して、より高精度な位相変調を行える利点があ
る。
【0038】実施例10.図24は請求項8に係わる発
明の実施例10を示す位相変調器の等価回路図である。
前記の実施例9では、反射位相を変換するための回路と
して線路を用いたが、図24に示すように上記回路を集
中定数素子で構成することにより、小形化できる利点が
ある。
【0039】
【発明の効果】以上のように請求項1から請求項5に係
わる発明によれば、反射回路を構成するインピーダンス
可変回路のリアクタンスを高低切り替えたときの反射係
数の絶対値を等しくすることにより損失変動を小さくし
た半導体移相器等のマイクロ波半導体回路を得ることが
できる。
【0040】また、請求項7に係わる発明によれば、分
岐回路を構成するインピーダンス可変回路のリアクタン
スを高低切り替えたときの抵抗分での電力損失を等しく
とることにより損失変動を小さくした半導体移相器等の
マイクロ波半導体回路を得ることができる。
【0041】また、請求項8に係わる発明によれば、反
射回路を構成するインピーダンス可変回路のリアクタン
スを高低切り替えたときの反射係数の絶対値を等しくす
ることにより損失変動を小さくした半導体移相器、半導
体変調器等のマイクロ波半導体回路を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項2に係わる発明の実施例1を示す反射形
移相器の等価回路図である。
【図2】図1の反射形移相器の動作を説明する等価回路
図である。
【図3】図1の反射形移相器の動作を説明する簡略化し
た等価回路図である。
【図4】図1の反射形移相器の反射回路の反射係数を示
す特性図である。
【図5】請求項3に係わる発明の実施例2を示す反射形
移相器の等価回路図である。
【図6】図5の反射形移相器の動作を説明する等価回路
図である。
【図7】図5の反射形移相器の動作を説明する簡略化し
た等価回路図である。
【図8】請求項4に係わる発明の実施例3を示す反射形
移相器の等価回路図である。
【図9】請求項5に係わる発明の実施例4を示す反射形
移相器の等価回路図である。
【図10】請求項6に係わる発明の実施例5を示す反射
形移相器の等価回路図である。
【図11】請求項7に係わる発明の実施例6を示すロー
デッドライン形移相器の等価回路図である。
【図12】図11のローデッドライン形移相器の動作を
説明する等価回路図である。
【図13】図11のローデッドライン形移相器の動作を
説明する簡略化した等価回路図である。
【図14】図11のローデッドライン形移相器の動作を
説明する等価回路図である。
【図15】図11のローデッドライン形移相器の動作を
説明する簡略化した等価回路図である。
【図16】請求項7に係わる発明の実施例7を示すロー
デッドライン形移相器の等価回路図である。
【図17】請求項8に係わる発明の実施例8を示す位相
変調器の等価回路図である。
【図18】図17の位相変調器の動作を説明する等価回
路図である。
【図19】図17の位相変調器の動作を説明する簡略化
した等価回路図である。
【図20】図17の位相変調器の動作を説明する等価回
路図である。
【図21】図17の位相変調器の動作を説明する簡略化
した等価回路図である。
【図22】図17の位相変調器の装荷回路の反射係数を
示す特性図である。
【図23】請求項8に係わる発明の実施例9を示す位相
変調器の等価回路図である。
【図24】請求項8に係わる発明の実施例10を示す位
相変調器の等価回路図である。
【図25】従来の反射形移相器の構成を示す等価回路図
である。
【図26】図25の反射形移相器の動作を説明する特性
図である。
【図27】従来のローデッドライン形移相器の構成を示
す等価回路図である。
【図28】図27のローデッドライン形移相器の動作を
説明する等価回路図である。
【図29】図27のローデッドライン形移相器の動作を
説明する等価回路図である。
【図30】従来の位相変調器の構成を示す等価回路図で
ある。
【図31】図30の位相変調器の動作を説明する等価回
路図である。
【図32】図30の位相変調器の動作を説明する等価回
路図である。
【符号の説明】
1 ハイブリッド回路 2 分配端子 3 分配端子 4 バラクタダイオード 5 入力端子 6 出力端子 7 主線路 8 分岐線路 9 電界効果トランジスタ 10 サーキュレータ 11 無損失変換回路 12 PINダイオード 13a,13b,13c 電界効果トランジスタ 13d,13e 電界効果トランジスタ 14a,14b,14c,14d,14e 電界効果ト
ランジスタ 15 抵抗 16a,16b,16c,16d,16e キャパシタ 17 抵抗 18a,18b,18c,18d,18e キャパシタ 19a,19b,19c,19d,19e 共振用イン
ダクタ 22a,22b 電界効果トランジスタ 23a,23b 電界効果トランジスタ 24a,24b 整合用インダクタ 25a,25b 電界効果トランジスタ 26a,26b 電界効果トランジスタ 27a,27b キャパシタ 28a,28b,28c 電界効果トランジスタ 29a,29b,29c 電界効果トランジスタ 30a,30b,30c 反射用インダクタ 31a,31b,31c キャパシタ 32 反射位相変換用線路 33 反射回路接続端子
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年2月2日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】実施例2.図5は請求項3に係わる発明の
実施例2を示す反射形移相器の等価回路図である。ハイ
ブリッド回路1の2つの分配端子2,3にそれぞれ設け
る反射回路を構成するインピーダンス可変回路は、ドレ
イン・ソース間に共振用インダクタ19b,19cを設
けた電界効果トランジスタ13b,14bと、上記のソ
ースに一端を接続し他端を接地するキャパシタ16b,
18bと、を有する回路を2つ並列接続して構成し、上
記の並列接続の一方の回路の電界効果トランジスタ13
bを低インピーダンス状態にしたとき呈する抵抗値を、
他方の回路の電界効果トランジスタ14bを低インピー
ダンス状態にしたとき呈する抵抗値より小さな抵抗値に
定め、上記と同じ一方の回路のキャパシタ16bの値
(Cc)を他方の回路のキャパシタ18bより大きな値
(Cd)に定めている。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0027
【補正方法】変更
【補正内容】
【0027】実施例4.図9は請求項5に係わる発明の
実施例4を示す反射形移相器の等価回路図である。上記
実施例3と同様な理由、即ち、並列共振を利用すること
による狭帯域化をさけるため、図9に示すように、反射
回路を構成するインピーダンス可変回路を、第一の電界
効果トランジスタ13d,14dと、上記第一の電界効
果トランジスタのソースに一端を接続し他端を接地する
キャパシタ16d,18dと、上記キャパシタに並列に
ドレインを上記第一の電界効果トランジスタのソースに
接続しソースを接地した第二の電界効果トランジスタ2
2a,23aと、を有する回路を2つ並列接続して構成
している。上記の並列接続の一方の回路の第一の電界効
果トランジスタを低インピーダンス状態にしたとき呈す
る抵抗値を、他方の回路の第一の電界効果トランジスタ
を低インピーダンス状態にしたとき呈する抵抗値より小
さな値定め、上記と同じ一方の回路のキャパシタの値
を他方の回路のキャパシタより大きな値定めている。
ここで、上記のキャパシタ16d,18dにそれぞれ並
列装荷した電界効果トランジスタ22a,23aに印加
するバイアスを交互に0Vとすることにより遮断特性を
良好に得るようにして、広帯域化を図れる利点がある。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03H 11/46 B 8628−5J H04L 27/36 (72)発明者 高木 直 鎌倉市大船五丁目1番1号 三菱電機株式 会社電子システム研究所内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハイブッリッド回路の所定の二つの分配
    端子にそれぞれ設ける反射回路を半導体素子を用いたイ
    ンピーダンス可変回路で構成し、 上記分配端子から当該インピーダンス可変回路側を見
    て、低いリアクタンスを呈するときには上記インピーダ
    ンス可変回路は低い抵抗分を有し、上記のリアクタンス
    と比較して高いリアクタンスを呈するときには上記イン
    ピーダンス可変回路は上記の抵抗分と比較して高い抵抗
    分を有することを特徴とするマイクロ波半導体回路。
  2. 【請求項2】 インピーダンス可変回路を、ドレイン・
    ソース間に共振用インダクタを設けた電界効果トランジ
    スタと、上記電界効果トランジスタのソースに一端を接
    続し他端を接地した抵抗とキャパシタの直列回路と、を
    有する回路を二つ並列接続して構成し、 上記並列接続回路の一方の回路の抵抗の値を他方の回路
    の抵抗の値より小さな値とし、且つ上記と同じ一方の回
    路のキャパシタの値を他方の回路のキャパシタより大き
    な値とすることを特徴とする請求項1記載のマイクロ波
    半導体回路。
  3. 【請求項3】 インピーダンス可変回路を、ドレイン・
    ソース間に共振用インダクタを設けた電界効果トランジ
    スタと、上記電界効果トランジスタのソースに一端を接
    続し他端を接地するキャパシタと、を有する回路を二つ
    並列接続して構成し、 上記並列接続回路の一方の回路の電界効果トランジスタ
    を低インピーダンス状態にしたとき呈する抵抗値を、他
    方の回路の電界効果トランジスタを低インピーダンス状
    態にしたとき呈する抵抗値より小さな値とし、且つ上記
    と同じ一方の回路のキャパシタの値を他方の回路のキャ
    パシタより大きな値とすることを特徴とする請求項1記
    載のマイクロ波半導体回路。
  4. 【請求項4】 インピーダンス可変回路を、電界効果ト
    ランジスタと、上記電界効果トランジスタのソースに一
    端を接続し他端を接地するキャパシタと、を有する回路
    を二つ並列接続して構成し、 上記並列接続回路の一方の回路の電界効果トランジスタ
    を低インピーダンス状態にしたとき呈する抵抗値を、他
    方の回路の電界効果トランジスタを低インピーダンス状
    態にしたとき呈する抵抗値より小さな値とし、且つ上記
    と同じ一方の回路のキャパシタの値を他方の回路のキャ
    パシタより大きな値とすることを特徴とする請求項1記
    載のマイクロ波半導体回路。
  5. 【請求項5】 インピーダンス可変回路を、第一の電界
    効果トランジスタと、上記第一の電界効果トランジスタ
    のソースに一端を接続し他端を接地するキャパシタと、
    上記キャパシタに並列に接続した第二の電界効果トラン
    ジスタと、を有する回路を二つ並列接続して構成し、 上記並列接続回路の一方の回路の第一の電界効果トラン
    ジスタを低インピーダンス状態にしたとき呈する抵抗値
    を、他方の回路の第一の電界効果トランジスタを低イン
    ピーダンス状態にしたとき呈する抵抗値より小さな値と
    し、且つ上記と同じ一方の回路のキャパシタの値を他方
    の回路のキャパシタより大きな値とすることを特徴とす
    る請求項1記載のマイクロ波半導体回路。
  6. 【請求項6】 インピーダンス可変回路を、第一の電界
    効果トランジスタと、上記第一の電界効果トランジスタ
    のソースに一端を接続し他端を接地する整合用インダク
    タとキャパシタの直列回路と、上記整合用インダクタと
    キャパシタの直列回路に並列に接続した第二の電界効果
    トランジスタと、を有する回路を二つ並列接続して構成
    し、 上記並列接続回路の一方の回路の第一の電界効果トラン
    ジスタを低インピーダンス状態にしたとき呈する抵抗値
    を、他方の回路の第一の電界効果トランジスタを低イン
    ピーダンス状態にしたとき呈する抵抗値より小さな値と
    し、且つ上記と同じ一方の回路のキャパシタの値を他方
    の回路のキャパシタより大きな値とすることを特徴とす
    る請求項1記載のマイクロ波半導体回路。
  7. 【請求項7】 主線路と、上記主線路上の概略1/4波
    長間隔の2点に一端を接続する分岐線路と、上記分岐線
    路の他端と接地間に半導体素子を用いたインピーダンス
    可変回路と、を備え、 上記分岐線路と上記インピーダンス可変回路の接続点か
    らインピーダンス可変回路側を見て、低いリアクタンス
    を呈するときには上記インピーダンス可変回路は低い抵
    抗分を有し、上記のリアクタンスと比較して高いリアク
    タンスを呈するときには上記インピーダンス可変回路は
    上記の抵抗分と比較して高い抵抗分を有することを特徴
    とするマイクロ波半導体回路。
  8. 【請求項8】 サーキュレータの所定の端子に反射回路
    として半導体素子を用いたインピーダンス可変回路を備
    え、 上記所定の端子から、上記インピーダンス可変回路側を
    見て、低いリアクタンスを呈するときには上記インピー
    ダンス可変回路は低い抵抗分を有し、上記のリアクタン
    スと比較して高いリアクタンスを呈するときには上記イ
    ンピーダンス可変回路は上記の抵抗分と比較して高い抵
    抗分を有することを特徴とするマイクロ波半導体回路。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007258763A (ja) * 2006-03-20 2007-10-04 Mitsubishi Electric Corp 移相器
JP2008085981A (ja) * 2006-08-31 2008-04-10 Ntt Docomo Inc 非可逆回路素子
CN102263542A (zh) * 2010-05-31 2011-11-30 Ge医疗系统环球技术有限公司 移相器及其功率放大器和核磁共振成像设备
JP2015089058A (ja) * 2013-11-01 2015-05-07 三菱電機特機システム株式会社 温度補償回路及び減衰器
CN105280991A (zh) * 2015-11-13 2016-01-27 南京米乐为微电子科技有限公司 超宽带数字移相器
CN109478878A (zh) * 2016-08-08 2019-03-15 追踪有限公司 可重新配置的微声学滤波器和包括可重新配置的微声学滤波器的双工器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960014704B1 (ko) * 1993-07-19 1996-10-19 엘지전자 주식회사 오존 살균 세탁기

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007258763A (ja) * 2006-03-20 2007-10-04 Mitsubishi Electric Corp 移相器
JP2008085981A (ja) * 2006-08-31 2008-04-10 Ntt Docomo Inc 非可逆回路素子
CN102263542A (zh) * 2010-05-31 2011-11-30 Ge医疗系统环球技术有限公司 移相器及其功率放大器和核磁共振成像设备
CN102263542B (zh) * 2010-05-31 2015-11-25 Ge医疗系统环球技术有限公司 移相器及其功率放大器和核磁共振成像设备
JP2015089058A (ja) * 2013-11-01 2015-05-07 三菱電機特機システム株式会社 温度補償回路及び減衰器
CN105280991A (zh) * 2015-11-13 2016-01-27 南京米乐为微电子科技有限公司 超宽带数字移相器
CN105280991B (zh) * 2015-11-13 2018-05-29 南京米乐为微电子科技有限公司 超宽带数字移相器
CN109478878A (zh) * 2016-08-08 2019-03-15 追踪有限公司 可重新配置的微声学滤波器和包括可重新配置的微声学滤波器的双工器

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