JPS61172401A - Semiconductor phase shifter - Google Patents

Semiconductor phase shifter

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JPS61172401A
JPS61172401A JP1236185A JP1236185A JPS61172401A JP S61172401 A JPS61172401 A JP S61172401A JP 1236185 A JP1236185 A JP 1236185A JP 1236185 A JP1236185 A JP 1236185A JP S61172401 A JPS61172401 A JP S61172401A
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JP
Japan
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line
slot
conductor
ground conductor
balanced
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Pending
Application number
JP1236185A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideki Asao
英喜 浅尾
Makoto Matsunaga
誠 松永
Fumio Takeda
武田 文雄
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS61172401A publication Critical patent/JPS61172401A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/18Phase-shifters
    • H01P1/185Phase-shifters using a diode or a gas filled discharge tube

Landscapes

  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a broad band semiconductor phase shifter by constituting a 3dB hybrid coupler with a triplate type strip line using a 3-layer dielectric board and a 3dB power distributor and a balanced modulator with a slot line constituted on both faces of the ground conductor of the triplate type strip line. CONSTITUTION:After a radio wave incident from the 2nd input/output terminal 22 is distributed by the 3dB power distributor 44 into equal power, the radio wave propagates the 1st and 2nd slot lines 46, 47 provided to both faces of the 1st ground conductor 32 and the 2nd ground conductor 33 and subjected to amplitude modulation proportional respectively to sinomega1t, cosomega1t by the 1st balanced modulator 36 and the 2nd balanced modulator 38. Then the propagation mode is converted again into the triplate type strip line, the waves are combined in terms of vectors by a phase difference of 90 deg. at a broad band wide coupling line type 3dB hybrid coupler 34, an output with equal amplitude whose phase is changed continuously for 360 deg. appears at the 1st input/output terminal 5.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はマイクロ波の位相を連続的に変える移相器に
係り、%忙広帯域化した半導体移相器に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a phase shifter that continuously changes the phase of microwaves, and more particularly, to a semiconductor phase shifter that has a wider bandwidth.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第3図は例えば電子通信学会技術研究報告(MW80−
102)K示された従来の二重平衡変調器を示す構造図
であり、ダイオードへのバイアス電圧の印加方法を変更
するのみで、アナログ形の半導体移相器として用いるこ
とができる。
Figure 3 shows, for example, the Institute of Electronics and Communication Engineers technical research report (MW80-
102) A structural diagram showing the conventional double-balanced modulator shown in FIG. 102, which can be used as an analog type semiconductor phase shifter by simply changing the method of applying a bias voltage to the diode.

図において、1は誘電体基板、2はマイクロストリップ
線路のストリップ導体、3は上記のマイクロストリップ
線路の地導体、4はブランチライン形の3dBハイブリ
ッド結合器、5は第1の入出力端子、6は整合終端端子
、Tは上記の整合終端端子6に接続される終端抵抗器で
、その一端は上記の地導体3に接続される。8.9はそ
れぞれ上記の第1の入出力端子5から入射した電波が位
相差90’で等電力分配されて現われる第1の結合端子
ならびに第2の結合端子、10.11はそれぞれ上記の
地導体3に設けた細隙よりなる第1の環状スロット線路
ならびに第2の環状スロット線路、12.13はそれぞ
れ上記の第1および第2の環状スロット線路IQ、11
に設けた3分岐に接続される先端短絡の第1ならびに第
2の分岐スロット線路、14,15.16.17は上記
の第1および第2の環状スロット線路10.11が取り
囲む第1の導体面18.第2の導体面19に一方の電極
が接続されるダイオードであり、該ダイオード14.1
5および16.17のダイオードが一組のペアを構成し
、各ペアは逆極性で接続されている。上記のダイオード
14.15およびダイオード16.17の他方の電極は
、それぞれ上記の第1および第2の環状スロット線路1
0.11の細隙を橋渡しするよ5&C,かつ上記の第1
および第2の分岐スロット線路12.13をはさむよう
に上記の地導体3Ki続される。なお、ダイオード14
 、15に印加するバイアスは上記の第1の導体面18
と地導体3を介して、またダイオード16.17に印加
するバイアスは上記の第2の導体面19と地導体3を介
して印加するが、第3図ではその図示を省略している。
In the figure, 1 is a dielectric substrate, 2 is a strip conductor of the microstrip line, 3 is the ground conductor of the microstrip line, 4 is a branch line type 3dB hybrid coupler, 5 is a first input/output terminal, 6 is a matching termination terminal, and T is a termination resistor connected to the above-mentioned matching termination terminal 6, one end of which is connected to the above-mentioned ground conductor 3. 8.9 are the first coupling terminal and second coupling terminal, respectively, where the radio waves incident from the first input/output terminal 5 appear with equal power distribution with a phase difference of 90', and 10.11 are the ground terminals, respectively. A first annular slot line and a second annular slot line made of a gap provided in the conductor 3, 12. 13 are the above-mentioned first and second annular slot lines IQ, 11, respectively.
14, 15, 16, 17 are the first conductors surrounded by the first and second annular slot lines 10.11. Surface 18. A diode having one electrode connected to the second conductor surface 19, the diode 14.1
5 and 16.17 diodes form a pair, each pair being connected with opposite polarity. The other electrodes of the diode 14.15 and the diode 16.17 are connected to the first and second annular slot lines 1, respectively.
5&C to bridge the gap of 0.11, and the first one above.
The above-mentioned ground conductor 3Ki is connected to sandwich the second branch slot line 12, 13. Note that the diode 14
, 15 is applied to the first conductor surface 18.
The bias applied to the diodes 16 and 17 is applied via the second conductor surface 19 and the ground conductor 3, but is not shown in FIG.

20はウィルキンソン形の3dB電力分配器、21は抵
抗器、22は第2の入出力端子である。なお、上記した
ブランチライン形の3dBハイブリッド結合器4の第1
および第2の結合端子8,9のストリップ導体2は、そ
れぞれ上記した第1および第2の環状スロット線路10
.11と直交して配置することKより、また第2の入出
力端子22から3dB電力分配器20に入射した電波が
同位相、同振幅で現われる第1および第2の分配端子2
3.24のストリップ導体2は、それぞれ上記した第1
および第2の分岐スロット線路12.13と直交して配
置するととにより、マイクロストリップ線路な伝搬゛す
る波とスロット線路を伝搬する波とのスムーズな変換が
行なわれる。
20 is a Wilkinson type 3 dB power divider, 21 is a resistor, and 22 is a second input/output terminal. Note that the first branch line type 3 dB hybrid coupler 4 described above
The strip conductors 2 of the second coupling terminals 8 and 9 are connected to the first and second annular slot lines 10 described above, respectively.
.. 11, the first and second distribution terminals 2 are arranged orthogonally to the second input/output terminal 22, and the radio waves incident on the 3dB power divider 20 from the second input/output terminal 22 appear with the same phase and amplitude.
3.24 strip conductors 2 each have the above-mentioned first
By arranging it perpendicularly to the second branch slot line 12, 13, a smooth conversion between waves propagating on the microstrip line and waves propagating on the slot line is achieved.

従来の二重平衡変調器は上記のよ5に構成され、以下に
述べるダイオードへのバイアス印加方法忙より、位相可
変範囲360°のアナ筒グ形の半導体移相器となる。
A conventional double-balanced modulator is constructed as described in 5 above, and becomes an analog-shaped semiconductor phase shifter with a phase variable range of 360° due to the bias application method to the diode described below.

第4図は、二重平衡変調器のうち平衡変調器を取り出し
てその動作を説明するための図であり、第3図の地導体
3側から見た状態を示している。
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of a balanced modulator out of the double balanced modulator, and shows the state seen from the ground conductor 3 side of FIG. 3.

導体ワイヤからなるバイアス回路25のバイアス端子2
6に印加するバイアス電圧Vを正の電圧+v0とすると
、ダイオード14は順方向バイアスに印加され低インピ
ーダンスとなり、ダイオード15は逆方向バイアスに印
加され高インピーダンスとなり、第1の分岐スロット線
路12から入射した波は、第1の環状スロット線路10
を右廻りに伝搬し、マイクロストリップ線路に変換され
第1の結合端子8へ現われる。一方、バイアス電圧Vを
負の電圧−■。とすると、ダイオード14.15はそれ
ぞれ上記とは逆のバイアス印加状態となり、第1の分岐
スロット線路12から入射した波は、第1の環状スロッ
ト線路10を左廻りに伝搬し、マイクロス) IJツブ
線路に変換され第1の結合端子8へ現われる。上記のよ
うに、バイアス端子26に印加するバイアス電圧の極性
により、環状スロット線路を伝搬する電波の伝搬方向が
異なり、マイクロストリップ線路との変換部において両
者は逆位相となる。このため、第1の結合端子8へ現わ
れる電波は、上記のバイアス電圧を+voから−Voに
変えることKより、位相が180°反転する。
Bias terminal 2 of bias circuit 25 made of conductor wire
6 is a positive voltage +v0, the diode 14 is forward biased and has low impedance, and the diode 15 is reverse biased and has high impedance. The wave generated by the first annular slot line 10
propagates clockwise, is converted into a microstrip line, and appears at the first coupling terminal 8. On the other hand, the bias voltage V is set to a negative voltage -■. Then, the diodes 14 and 15 are each in a biased state opposite to the above, and the wave incident from the first branch slot line 12 propagates counterclockwise through the first annular slot line 10, resulting in micros) IJ It is converted into a tube line and appears at the first coupling terminal 8. As described above, the propagation direction of the radio waves propagating through the annular slot line differs depending on the polarity of the bias voltage applied to the bias terminal 26, and the two have opposite phases at the conversion section with the microstrip line. Therefore, the phase of the radio wave appearing at the first coupling terminal 8 is reversed by 180 degrees by changing the bias voltage from +vo to -Vo.

第5図は、バイアス端子と第1の結合端子8へ現われる
電波の振幅1位相の関係の概要を示したベクトル図であ
る。このように1平衡変調器はバイアス電圧を+■。か
ら−voK連続的に変えることにより、出力電波の位相
を00と180°に保持したまま、任意の振幅に制御す
ることができる。
FIG. 5 is a vector diagram showing an outline of the relationship between the amplitude and one phase of the radio waves appearing at the bias terminal and the first coupling terminal 8. In this way, the 1-balanced modulator has a bias voltage of +■. By continuously changing from -voK to -voK, it is possible to control the amplitude to an arbitrary value while maintaining the phase of the output radio wave at 00 and 180 degrees.

第6図は、二重平衡変調器を用いた位相変化範囲360
°のアナログ移相器の動作を説明するための図である。
FIG. 6 shows a phase change range 360 using a double-balanced modulator.
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of an analog phase shifter of 20°.

第1の平衡変調器26のバイアス端子を25、第2の平
衡変調器2Tのバイアス端子を28とする。ここで、第
1の平衡変調器26のバイアス端子25に印加する電圧
は、第4図に示した平衡変調器の出力電圧の振幅の時間
変化がω1を角速度、tを時間としてsinω1tK比
例するよ5に駆動する。一方、第2の平衡変調器27の
バイアス端子28に印加する電圧は、出力電圧の振幅の
時間変化が、上記の出力電圧に対し90°の位相差をも
つcosω1t K比例するようK”J[動する。
The bias terminal of the first balanced modulator 26 is assumed to be 25, and the bias terminal of the second balanced modulator 2T is assumed to be 28. Here, the voltage applied to the bias terminal 25 of the first balanced modulator 26 is set so that the time change in the amplitude of the output voltage of the balanced modulator shown in FIG. 4 is proportional to sinω1tK, where ω1 is the angular velocity and t is the time. Drive to 5. On the other hand, the voltage applied to the bias terminal 28 of the second balanced modulator 27 is set so that the time change in the amplitude of the output voltage is proportional to cosω1tK with a phase difference of 90° with respect to the above output voltage. move.

このような時間変化でダイオード印加電圧を駆動すると
、第2の入出力端子22から3dB電力分配器20に入
射した電波は、電力は2等分配されたあとそれぞれ第1
および第2の平衡変調器26゜27を伝搬し、90°の
位相差をもって3dBハイブリッド結合器4で電力合成
され、第1の入出力端子5へ現われる。この第1の入出
力端子5へ現われる電波は、第7図に示すようK、第1
の平衡変調器26を通った電波(点線ベクトル)および
第2の平衡変調器27を通った電波(点線ベクトル)の
合成ベクトルとして実線で表わすことができる。
When the voltage applied to the diode is driven with such a time change, the power of the radio waves incident on the 3 dB power divider 20 from the second input/output terminal 22 is divided into two equal parts, and then the power is divided into two equal parts.
The signals are propagated through the second balanced modulator 26 and 27, power-combined by the 3 dB hybrid coupler 4 with a phase difference of 90 degrees, and appear at the first input/output terminal 5. As shown in FIG. 7, the radio waves appearing at the first input/output terminal 5 are
It can be represented by a solid line as a composite vector of the radio wave passing through the second balanced modulator 26 (dotted line vector) and the radio wave passing through the second balanced modulator 27 (dotted line vector).

すなわち、第1および第2の平衡変調器26.27の出
力の合成ベクトルは、各出力電圧の振幅の変化に応じて
、振幅一定で角速度ω1で連続的に位相変化するベクト
ルとなり、位相変化範囲360゜の半導体移相器が実現
できる◇ 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記のような従来の半導体移相器では、マイクロストリ
ップ線路の地導体を利用してスロット線路が構成される
。そのため、3dBハイブリッド結合器としては、マイ
クロストリップ線路で構成するブランチライン形3dB
ハイブリッド結合器、イレタデイジタル形3dBハイブ
リッド結合器が用いられるが、前者は使用可能帯域が1
01程度と狭帯域であり、また後者は不均一な媒質に構
成されるため、結合線路の偶モードと奇モードの伝搬定
数が異なり、使用可能帯域が狭くなり1オクタ一ブ以上
の帯域を得ることはむずかしい。平衡変調器の出力は、
バイアス電圧の駆動に、読み出し専用メモリ(ROM)
、ディジタル・アナログ変換器(D/Aコンバータ)を
用いるととKより、広帯域にわたり所要の出力電圧を得
ることが可能となるが、3dBハイブリッド結合器の帯
域によりこの種マイクロ波半導体移相器の使用帯域が制
限されるという問題点があった。
In other words, the combined vector of the outputs of the first and second balanced modulators 26 and 27 becomes a vector whose amplitude is constant and whose phase changes continuously at an angular velocity ω1 according to changes in the amplitude of each output voltage, and the phase change range is A 360° semiconductor phase shifter can be realized ◇ [Problems to be solved by the invention] In the conventional semiconductor phase shifter as described above, a slot line is constructed using a ground conductor of a microstrip line. Therefore, as a 3dB hybrid coupler, a branch line type 3dB coupler made of microstrip lines is recommended.
A hybrid coupler and an iterated digital type 3dB hybrid coupler are used, but the former has a usable band of 1.
Since the latter is composed of a non-uniform medium, the propagation constants of the even mode and odd mode of the coupled line are different, resulting in a narrow usable band, resulting in a band of one octave or more. That's difficult. The output of the balanced modulator is
Read-only memory (ROM) is used to drive the bias voltage.
, it is possible to obtain the required output voltage over a wide band by using a digital-to-analog converter (D/A converter), but the bandwidth of the 3 dB hybrid coupler makes it difficult to There was a problem in that the bandwidth used was limited.

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、lオクターブ以上のような広帯域 ′な位相可変
範囲360″′の半導体移相器を得ることを目的とする
The present invention has been made to solve this problem, and aims to provide a semiconductor phase shifter having a phase variable range of 360'' over a wide band of 1 octave or more.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係る半導体移相器は、3層の誘電体基板を用
いたトリプレート形ストリップ線路で結合線路形3dB
ハイブリッド結合器を構成し、平衡変調器および3dB
電力分配器は、トリプレート形ストリップ線路の地導体
両面に設けた対向する細隙でなるスロット線路で構成し
、3層の誘電体基板に一体構成したものである。
The semiconductor phase shifter according to the present invention is a coupled line type 3 dB triple plate strip line using a three-layer dielectric substrate.
Configure a hybrid combiner, balance modulator and 3dB
The power divider is composed of a slot line consisting of opposing slits provided on both sides of a ground conductor of a triplate strip line, and is integrated with a three-layer dielectric substrate.

〔作用〕[Effect]

この発FIAにおいては、トリプレート形ストリツプ線
路で構成した結合線路形3dBハイブリッド結合器が広
帯域な性能を有し、かつトリプレート形ストリップ線路
とトリプレート形ストリップ線路の地導体両面に設けた
スロット線路の変換も円滑に行なわれるため広帯域性能
が得られる。
In this FIA, a coupled line type 3 dB hybrid coupler composed of triplate strip lines has broadband performance, and slot lines provided on both sides of the triplate strip line and the ground conductor of the triplate strip line are used. Since the conversion is also performed smoothly, wideband performance can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

第1図(Nはこの発明の一実施例を示す斜視図であり、
第1図(E)は第1図(A)のA−A断面図である。
FIG. 1 (N is a perspective view showing an embodiment of the present invention,
FIG. 1(E) is a sectional view taken along line AA in FIG. 1(A).

第2図は、第1図(Alに示した3層の誘電体基板で構
成される半導体移相器の構造説明を容易にするためK、
3層の誘電体基板を分離して示した斜視図である。
In order to facilitate the explanation of the structure of a semiconductor phase shifter consisting of a three-layer dielectric substrate shown in FIG. 1 (Al, K, and
FIG. 3 is a perspective view showing a three-layer dielectric substrate separated.

第2図において、29は誘電体上層基板、30は誘電体
中層基板、31は誘電体下層基板、32は゛トリプレー
ト形ストリップ線路の第1の地導体、33はトリプレー
ト形ストリップ線路の第2の地導体、34は上記の誘電
体中層基板30の両面にストリップ導体35を設けて構
成した幅広面結合線路形3 dBハイブリッド結合器、
36は上記の第1の地導体32および第2の地導体33
に設けた対向する細隙からなるスロット線路37で構成
した第1の平衡変調器、38は同じくスロット線路37
で構成した第2の平衡変調器である。上記の第1および
第2の平衡変調器36.38はそれぞれ、第1の地導体
32.第2の地導体33面に各2個のダイオード39を
逆極性で接続して用い、これらのダイオード39には環
状のスロット線路37が取り囲む導体と地導体を介して
バイアス端子40.41,42.43からバイアスが印
加される。44は上記の第1および第2の地導体32□
33に設けた対向する細隙からなるスロット線路45と
、抵抗器21に″より構成したウィルキンソン形の3d
B電力分配器である。上記のスロット線路45は、第1
および第2の平衡変調器36.38の3分岐部からそれ
ぞれ伸びる2本の対の細隙でなる第1および第2のスロ
ット線路46.47と、これら2本のスロット線路46
.47を接続した位置に他の1本のスロット線路48を
接続してなる3分岐により構成される。また、抵抗器2
1は上記の3分岐部より4分の1波長の位置におい【、
一方のスロット線路46の細隙と他方のスロット線路4
7の細隙とを結ぶ細隙49を橋渡しするように導体面3
2.33に接続される。
In FIG. 2, 29 is a dielectric upper layer substrate, 30 is a dielectric middle layer substrate, 31 is a dielectric lower layer substrate, 32 is the first ground conductor of the triplate strip line, and 33 is the second ground conductor of the triplate strip line. 34 is a wide surface coupled line type 3 dB hybrid coupler constructed by providing strip conductors 35 on both sides of the above-mentioned dielectric intermediate substrate 30;
36 is the above-mentioned first ground conductor 32 and second ground conductor 33
A first balanced modulator consisting of a slot line 37 consisting of opposing slots provided in the slot line 37;
This is a second balanced modulator composed of The first and second balanced modulators 36.38 described above are connected to the first ground conductor 32.38, respectively. Two diodes 39 are connected to each surface of the second ground conductor 33 with opposite polarities, and bias terminals 40, 41, 42 are connected to these diodes 39 via the conductor surrounded by the annular slot line 37 and the ground conductor. A bias is applied from .43. 44 is the above-mentioned first and second ground conductor 32□
A slot line 45 consisting of opposing slits provided in 33, and a Wilkinson type 3D formed by '' in the resistor 21.
B is a power divider. The slot line 45 described above is the first
and first and second slot lines 46,47 each consisting of two pairs of slots extending from the three branches of the second balanced modulator 36,38, and these two slot lines 46.
.. 47 is connected to another slot line 48, thereby forming three branches. Also, resistor 2
1 is at a position 1/4 wavelength from the above 3-branch part [,
The gap between one slot line 46 and the other slot line 4
The conductor surface 3 bridges the slit 49 connecting the slit 7.
2.33 is connected.

上記のように構成された半導体移相器においては、第2
の入出力端子22から入射した電波は、3dB電力分配
器44で等電力分配された後、第1の地導体32.第2
の地導体33の両面に設けられた第1および第2のスロ
ット線路46.47を伝搬し、第1の平衡変調器36お
よび第2の平衡変調器38でそれぞれ5in(alll
 、Cog(aj1tK比例する振幅変調を受けた後、
再度トリプレート形ストリップ線路に伝搬モードが変換
され、広帯域な幅広面結合線路形3dBハイブリッド結
合器34で位相差90°でベクトル的に合成され、第1
の入出力端子5には等振幅で位相が360°連続して変
化する出力が現われる。第1および第2の平衡変調器3
6.38の出力電圧の振幅は、読み取り専用メモリ(R
OM)を利用したダイオードバイアス電圧駆動方法を用
いれば、所要の 5tnQ+1t I cosω1tに
比例した値とすることが可能である。従っ【、原理的忙
アイソレーション忙周波数特性をもたない広帯域な幅広
面結合線路形3dBハイブリッド結合器を用いることk
より、かつトリプレート形ストリップ線路、スロット線
路を一体化した3層誘電体基板を用い【構成するため、
不連続部による反射が少なく、広帯域な半導体移相器を
得ることができる。
In the semiconductor phase shifter configured as described above, the second
The radio waves incident from the input/output terminal 22 of the first ground conductor 32. Second
It propagates through the first and second slot lines 46 and 47 provided on both sides of the ground conductor 33, and the first balanced modulator 36 and the second balanced modulator 38 each transmit 5 inches (all
, Cog (after undergoing amplitude modulation proportional to aj1tK,
The propagation mode is converted to the triplate strip line again, and vectorially synthesized with a phase difference of 90° by the wide-band wide surface coupled line type 3 dB hybrid coupler 34.
At the input/output terminal 5 of , an output whose phase changes continuously over 360 degrees with equal amplitude appears. First and second balanced modulator 3
The output voltage amplitude of 6.38 is read-only memory (R
If a diode bias voltage driving method using OM) is used, it is possible to obtain a value proportional to the required 5tnQ+1t I cosω1t. Therefore, it is necessary to use a wide-band, wide-plane coupled line type 3 dB hybrid coupler that does not have the fundamental isolation and frequency characteristics.
[In order to configure] using a three-layer dielectric substrate that integrates a triplate strip line and a slot line,
It is possible to obtain a broadband semiconductor phase shifter with less reflection due to discontinuities.

なお、上記実施例では位相変化範囲360’の移相器と
して用いる場合について説明したが、ダイオードをパル
ス電圧で駆動し4相位相変調器として利用できることは
いうまでもない。
In the above embodiment, a case has been described in which the diode is used as a phase shifter with a phase change range 360', but it goes without saying that the diode can be driven with a pulse voltage and used as a four-phase phase modulator.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明は以上説明したとおり、3ffifJj電体基
板を用いたトリプレート形ストリップ線路で3dBハイ
ブリッド結合器を、そしてトリプレート形ストリップ線
路の地導体両面に構成したスロット線路で3dB電力分
配器、平衡変調器を構成することKより、広帯域な半導
体移相器が得られる効果がある。
As explained above, this invention has a 3dB hybrid coupler using a triplate strip line using a 3ffifJj electrical board, and a 3dB power divider and balanced modulation using a slot line configured on both sides of the ground conductor of the triplate stripline. By configuring the phase shifter, a broadband semiconductor phase shifter can be obtained.

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

第1図(A)はこの発明の一実施例の構造を示す斜視図
、第1図(Blは第1図((転)のA−A断面図、第2
図はこの発明の3層の誘電体基板で構成される半導体移
相器の構造を説明するための斜視図、第3図は従来の二
重平衡変調器の構造を示す斜視図、第4図は平衡変調器
の動作を説明するための図、第5図はバイアス電圧と第
1の結合端子へ現われる電波の振幅1位相の関係を示す
ベクトル図、第6図は二重平衡変調器を用いた位相変化
範囲360゜のアナログ移相器の動作を説明するための
図、第7図は第1および第2の平衡変調器を通った電波
の合成ベクトル図である。 図において、29は誘電体上層基板、30は誘電体中層
基板、31は誘電体下層基板、32は第1の地導体、3
3は第2の地導体、34は幅広面結合線路形3dBハイ
ブリッド結合器、36は第1の平衡変調器、37.45
.48はスロット線路、38は第2の平衡変調器、39
はダイオード、40〜43はバイアス端子、44は3d
B電力分配器、46は第1のスロット線路、47は第2
0スロツト線路、49は細隙である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 特許出願人   三菱電機株式会社 *1  回 (A) 第4図 第6図
FIG. 1 (A) is a perspective view showing the structure of one embodiment of the present invention, FIG.
The figure is a perspective view for explaining the structure of a semiconductor phase shifter composed of a three-layer dielectric substrate according to the present invention, FIG. 3 is a perspective view showing the structure of a conventional double-balanced modulator, and FIG. is a diagram for explaining the operation of a balanced modulator, Figure 5 is a vector diagram showing the relationship between the bias voltage and the amplitude 1 phase of the radio wave appearing at the first coupling terminal, and Figure 6 is a diagram for explaining the operation of a double balanced modulator. FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of an analog phase shifter having a phase change range of 360 degrees. FIG. 7 is a composite vector diagram of radio waves passing through the first and second balanced modulators. In the figure, 29 is a dielectric upper layer substrate, 30 is a dielectric middle layer substrate, 31 is a dielectric lower layer substrate, 32 is a first ground conductor, 3
3 is a second ground conductor, 34 is a wide surface coupled line type 3 dB hybrid coupler, 36 is a first balanced modulator, 37.45
.. 48 is a slot line, 38 is a second balanced modulator, 39
is a diode, 40 to 43 are bias terminals, 44 is 3d
B power divider, 46 is the first slot line, 47 is the second
0 slot line, 49 is a slit. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts. Patent applicant Mitsubishi Electric Corporation *1 time (A) Figure 4 Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 3dBハイブリッド結合器の位相差90°で等電力分配
される2つの端子に同一構成の第1および第2の平衡変
調器を接続し、この2個の平衡変調器の出力を3dB電
力分配器に接続した構成を有し、かつ上記第1および第
2の平衡変調器出力の振幅の時間変化がそれぞれ正弦関
数および余弦関数に比例するように駆動されるアナログ
形の移相器において、上記3dBハイブリッド結合器は
3層の誘電体基板でなるトリプレート形ストリップ線路
を用いた幅広面結合線路形3dBハイブリッド結合器で
構成され、上記第1および第2の平衡変調器は共に上記
トリプレート形ストリップ線路の地導体両面の対向する
位置に設けた対の細隙でなるスロット線路を環状に配置
し、該環状のスロット線路が取り囲む対向する第1およ
び第2の導体面の対向する位置にそれぞれ2個のダイオ
ードが互いに逆極性になるように該ダイオードの一方の
電極を近接して接続し、上記第1および第2の導体面の
対向する位置に接続された計4個のダイオードの他方の
電極は上記スロット線路の対の細隙を橋渡しするよう導
体面にそれぞれ接続し、さらに上記2個のダイオードの
間から環状のスロット線路の外側へ向けて伝送路を伸ば
すように対の細隙でなるスロット線路を接続する3分岐
部を設けて構成され、上記3dB電力分配器は上記第1
および第2の平衡変調器の3分岐部からそれぞれ伸びる
2本の対の細隙でなるスロット線路を接続し、この接続
位置に他の1本のスロット線路を接続して3分岐部を構
成し、この3分岐部より上記第1および第2の平衡変調
器に向けて4分の1波長の位置において、一方のスロッ
ト線路の細隙と他方のスロット線路の細隙とを上記第1
および第2の導体面に対の細隙を設けて接続し、該細隙
を橋渡しするように抵抗器を導体面に接続して構成され
、上記3dBハイブリッド結合器と第1および第2の平
衡変調器、および上記3dB電力分配器と入出力用トリ
プレート形ストリップ線路の接続部は、共にトリプレー
ト形ストリップ線路と該トリプレート形ストリップ線路
の地導体両面に設けた対の細隙でなるスロット線路との
変換で構成され、上記第1および第2の平衡変調器を構
成する環状のスロット線路で取り囲む計4つの導体面を
介し、上記ダイオードにバイアスを印加する手段を備え
たことを特徴とする半導体移相器。
The first and second balanced modulators of the same configuration are connected to the two terminals of the 3dB hybrid coupler that distribute equal power with a phase difference of 90°, and the outputs of these two balanced modulators are connected to the 3dB power divider. In an analog phase shifter having a connected configuration and driven such that temporal changes in amplitude of the outputs of the first and second balanced modulators are proportional to a sine function and a cosine function, respectively, the 3 dB hybrid The coupler is composed of a wide surface coupled line type 3dB hybrid coupler using a triplate strip line made of a three-layer dielectric substrate, and the first and second balanced modulators are both connected to the triplate strip line. A slot line consisting of a pair of slits provided at opposite positions on both sides of the ground conductor is arranged in a ring shape, and two slot lines each are arranged at opposite positions on the opposite first and second conductor faces surrounded by the ring-shaped slot line. One electrode of the diodes is connected closely so that the diodes have opposite polarities, and the other electrode of the four diodes connected to opposite positions of the first and second conductor surfaces is A slot formed by the pair of slot lines is connected to the conductor surface so as to bridge the gap between the pair of slot lines, and further extends the transmission line from between the two diodes to the outside of the annular slot line. The 3 dB power divider is configured by providing three branch parts for connecting the lines, and the 3 dB power divider is connected to the first branch part.
and two pairs of slot lines each extending from the three-branch section of the second balanced modulator are connected, and another slot line is connected to this connection position to form a three-branch section. , at a position a quarter wavelength away from the three-branch section toward the first and second balanced modulators, the gap of one slot line and the gap of the other slot line are connected to the first slot line.
and a second conductor surface with a pair of gaps, and a resistor is connected to the conductor surface to bridge the gap, and the 3dB hybrid coupler and the first and second balanced The connection between the modulator, the 3 dB power divider, and the input/output triplate stripline is formed by a triplate stripline and a pair of slots formed on both sides of the ground conductor of the triplate stripline. The device is characterized by comprising means for applying a bias to the diode through a total of four conductor surfaces surrounded by the annular slot line constituting the first and second balanced modulators. semiconductor phase shifter.
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