JPS63123201A - スイツチドライン形移相器 - Google Patents
スイツチドライン形移相器Info
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- JPS63123201A JPS63123201A JP27032886A JP27032886A JPS63123201A JP S63123201 A JPS63123201 A JP S63123201A JP 27032886 A JP27032886 A JP 27032886A JP 27032886 A JP27032886 A JP 27032886A JP S63123201 A JPS63123201 A JP S63123201A
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- phase
- side line
- phase shifter
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Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 11
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 abstract description 13
- 238000013459 approach Methods 0.000 abstract description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
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- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
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Landscapes
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、マイクロ波帯において、線路長の異なる２
つの経路をスイッチ、等によって切換え。
つの経路をスイッチ、等によって切換え。
所望の位相差を得るスイッチドライン形移相器の高性能
化に関するものである。
化に関するものである。
第４図は例えば電子通信学会 半導体・トランジスタ研
究会５ＳＤ８４−１１８に示された従来のスイッチドラ
イン形移相器金示す斜視図である。
究会５ＳＤ８４−１１８に示された従来のスイッチドラ
イン形移相器金示す斜視図である。
前述の文献では、ガリウムひ素基板を用いたモノリシッ
クＭＩＣとなっておシ、スイッチング素子にはＦＥＴ
ｉ用いているが、第４図ではハイブリッドＭＩＣのダイ
オード移相器として説明している。第４図はマイクロス
トリップの構成となってお’）Ａｎは誘電体基板、（２
Ｉはマイクロス） リップの地導体、（３：はマイクロ
波の入出力線路、（４）はマイクロ波の２つの経路のう
ちの基準側線路、（５）はもうひとつの経路の遅れ側線
路、 （６ａ）は基準側線路のオン、オフ′ｔ−切換
えるスイッチ素子であるＰＩＮダイオード、 （６ｂ
）は遅れ側線路のオン、オフを切換えるスイッチ素子で
あるＰＩＮダイオード。
クＭＩＣとなっておシ、スイッチング素子にはＦＥＴ
ｉ用いているが、第４図ではハイブリッドＭＩＣのダイ
オード移相器として説明している。第４図はマイクロス
トリップの構成となってお’）Ａｎは誘電体基板、（２
Ｉはマイクロス） リップの地導体、（３：はマイクロ
波の入出力線路、（４）はマイクロ波の２つの経路のう
ちの基準側線路、（５）はもうひとつの経路の遅れ側線
路、 （６ａ）は基準側線路のオン、オフ′ｔ−切換
えるスイッチ素子であるＰＩＮダイオード、 （６ｂ
）は遅れ側線路のオン、オフを切換えるスイッチ素子で
あるＰＩＮダイオード。
（７）はＰＩＮダイオードと線路を接続する金リボンで
ある。
ある。
なお、実際にはＰＩＮダイオードに直流バイアス金印加
する友めのバイアス回路がつくが、ここでは省略するこ
とにする。
する友めのバイアス回路がつくが、ここでは省略するこ
とにする。
次に動作について説明する。スイッチドライン形移相器
は、基準の位相状態と遅れの位相状態との２つの位相状
態？切換えることによって移相器として働く。まず基準
の位相状態では、２個のＰＩＮダイオード（６ａ）は順
方向に電流が流れるように直流バイアスが印加されオン
状態となる。また２個のＰＩＮダイオード（６ｂ）は逆
方向に電圧が印加されオフ状態となる。この几め、一方
の入出力線路（３）に入ったマイクロ波は、オフ状態と
なっているＰＩＮダイオード（６ｂ）へｔｒｌＲれす、
オン状態のＰＩＮダイオード（６ａ）の方へ流れ基準側
線路（４）を通シ他方の入出力線路（３）へ出てゆく。
は、基準の位相状態と遅れの位相状態との２つの位相状
態？切換えることによって移相器として働く。まず基準
の位相状態では、２個のＰＩＮダイオード（６ａ）は順
方向に電流が流れるように直流バイアスが印加されオン
状態となる。また２個のＰＩＮダイオード（６ｂ）は逆
方向に電圧が印加されオフ状態となる。この几め、一方
の入出力線路（３）に入ったマイクロ波は、オフ状態と
なっているＰＩＮダイオード（６ｂ）へｔｒｌＲれす、
オン状態のＰＩＮダイオード（６ａ）の方へ流れ基準側
線路（４）を通シ他方の入出力線路（３）へ出てゆく。
次に遅れの位相状態では、ＰＩＮダイオード（６ａ）と
ＰＩＮダイオード（６ｂ）の順、逆が逆転し、マイクロ
波は遅れ側線路（５）を通過することになる。
ＰＩＮダイオード（６ｂ）の順、逆が逆転し、マイクロ
波は遅れ側線路（５）を通過することになる。
従来のスイッチドライン形移相０は以上のように、線路
の物理長の差を利用して移相器としでいるため、中心周
波数ｆＱ では精度良ぐ移相量が得られるが、帯域が
広い場合に中心周波数ｆｏ から離れ九ところでは移
相量の誤差が大きくなるという問題点があった。第５図
は従来の構成での９０度ビット移相器の移相量特性であ
る。中心周波数角±１０％ で±９度の誤差が発生する
ことを示している。
の物理長の差を利用して移相器としでいるため、中心周
波数ｆＱ では精度良ぐ移相量が得られるが、帯域が
広い場合に中心周波数ｆｏ から離れ九ところでは移
相量の誤差が大きくなるという問題点があった。第５図
は従来の構成での９０度ビット移相器の移相量特性であ
る。中心周波数角±１０％ で±９度の誤差が発生する
ことを示している。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
友もので、広帯域での移相量誤差を小さくテキるスイッ
チドライン形移相器を得ること上目的とする。
友もので、広帯域での移相量誤差を小さくテキるスイッ
チドライン形移相器を得ること上目的とする。
この発明に係るスイッチドライン形移相器は。
中心周波数の約４分の１波長の電気長を持つ先端短絡の
スタブを基準側線路の一部に並列に付加したものである
。
スタブを基準側線路の一部に並列に付加したものである
。
この発明における中心周波数で約４分の１波長の先端短
絡スタブは、並列に付加された点から見た場合、中心周
波数では並列アドミタンスが０となシマイクロ波的にス
タブが無い場合と等価である。しかし、中心周波数より
高い周波数ではスタブの電気長は４分の１波長よシ長く
なり並列アドミタンスは容量性となる。この几め、透過
位相はスタブが無い場合に比べて遅れることになる。ま
た、中心周波数より低い周波数ではスタブの電気長Ｖｉ
４分の１波長ニジ短かくなり並列アドミタンスは誘導性
となる。このため、逆に透過位相はスタブがない場合に
比べて進むことになる。この工うな特性を持つスタブを
基準側線路に付加することによシ、基準側線路の周波数
特性は急峻となシ遅れ側線路の周波数特性に近づくこと
になる。これにニジ基準側線路と遅れ側線路の位相差で
ある移相量の周波数特性は良くなる。
絡スタブは、並列に付加された点から見た場合、中心周
波数では並列アドミタンスが０となシマイクロ波的にス
タブが無い場合と等価である。しかし、中心周波数より
高い周波数ではスタブの電気長は４分の１波長よシ長く
なり並列アドミタンスは容量性となる。この几め、透過
位相はスタブが無い場合に比べて遅れることになる。ま
た、中心周波数より低い周波数ではスタブの電気長Ｖｉ
４分の１波長ニジ短かくなり並列アドミタンスは誘導性
となる。このため、逆に透過位相はスタブがない場合に
比べて進むことになる。この工うな特性を持つスタブを
基準側線路に付加することによシ、基準側線路の周波数
特性は急峻となシ遅れ側線路の周波数特性に近づくこと
になる。これにニジ基準側線路と遅れ側線路の位相差で
ある移相量の周波数特性は良くなる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（８）は基準側線路に並列に付加された短
絡スタブ、（９）は短絡状態全作るためのスルーホール
である。この例では基準側線路の一部に並列に２本の短
絡スタブが付加されておシ。
図において、（８）は基準側線路に並列に付加された短
絡スタブ、（９）は短絡状態全作るためのスルーホール
である。この例では基準側線路の一部に並列に２本の短
絡スタブが付加されておシ。
スタブの電気長は中心周波数の約４分の１波長となって
いる。ま几、２本の短絡スタブの間隔も中心周波数の約
４分の１波長となっている。その他の構成は第４図に示
し九従来技術の例と同一である。
いる。ま几、２本の短絡スタブの間隔も中心周波数の約
４分の１波長となっている。その他の構成は第４図に示
し九従来技術の例と同一である。
次に、動作について説明する。入出力線路（３１から入
ったマイクロ波が、基準側線路（４）との接続全制御す
るＰＩＮダイオード（６ａ）と遅れ側線路（５）との接
続全制御するＰＩＮダイオード（６ｂ）の順、逆バイア
スを切換えることによシ、２つの経路の一方を通過する
のは第４図で説明し几場合と同じである。まず、ＰＩＮ
ダイオード（６ｂ）がオン状態。
ったマイクロ波が、基準側線路（４）との接続全制御す
るＰＩＮダイオード（６ａ）と遅れ側線路（５）との接
続全制御するＰＩＮダイオード（６ｂ）の順、逆バイア
スを切換えることによシ、２つの経路の一方を通過する
のは第４図で説明し几場合と同じである。まず、ＰＩＮ
ダイオード（６ｂ）がオン状態。
ＰＩＮダイオード（６ａ）がオフ状態の時には、一方、
の入出力線路（３）から入ったマイクロ波は遅れ側線路
（５）を通過し、他方の入出力線路（３）へ出てゆく。
の入出力線路（３）から入ったマイクロ波は遅れ側線路
（５）を通過し、他方の入出力線路（３）へ出てゆく。
この場合の透過位相は、遅れ側線路（５）の物理長に対
応する周波数特性を持つことになる。次に。
応する周波数特性を持つことになる。次に。
ＰＩＮダイオード（６ａ）がオン状態、ＰＩＮダイオー
ド（６ｂ）がオフ状態の時には、一方の入出力線路（３
）から入つ九マイクロ波は基準側線路（４）を通過し。
ド（６ｂ）がオフ状態の時には、一方の入出力線路（３
）から入つ九マイクロ波は基準側線路（４）を通過し。
他方の入出力線路（３）へ出てゆく。基準側線路（４）
には中心周波数で約４分の１波長の短絡スタブ（８）が
付加されている之め、中心周波数ではスタブがない場合
と同じ透過位相となるが、中心周波数以外では短絡スタ
ブ（８）が並列アドミタンスとして寄与し、基準側線路
（４）の透過位相に影＃を与える。例えば周波数が高い
場合には短絡スタブ（８）の並列アドミタンスは容量性
となシ基準側線路（４）の透過位相はスタブがない場合
に比べ遅れることになる。
には中心周波数で約４分の１波長の短絡スタブ（８）が
付加されている之め、中心周波数ではスタブがない場合
と同じ透過位相となるが、中心周波数以外では短絡スタ
ブ（８）が並列アドミタンスとして寄与し、基準側線路
（４）の透過位相に影＃を与える。例えば周波数が高い
場合には短絡スタブ（８）の並列アドミタンスは容量性
となシ基準側線路（４）の透過位相はスタブがない場合
に比べ遅れることになる。
また２周波数が低い場合には、短絡スタブ（８）の並列
アドミタンスは誘導性となシ基準側線路（４）の透過位
相はスタブのない場合に比べ進むことになる。
アドミタンスは誘導性となシ基準側線路（４）の透過位
相はスタブのない場合に比べ進むことになる。
このため基準側線路（４）の透過位相の周波数特性は急
峻となシ、遅れ側線路（５）の透過位相の周波数特性に
近づき移相量の周波数特性が良くなる。周波数特性が急
峻となる度合は短絡スタブ（８）の線路インピーダンス
に依存するため、適当な線路インピーダンスを選択する
ことにニジ移相量の周波数特性による誤差を０に近づけ
ることが可能である。
峻となシ、遅れ側線路（５）の透過位相の周波数特性に
近づき移相量の周波数特性が良くなる。周波数特性が急
峻となる度合は短絡スタブ（８）の線路インピーダンス
に依存するため、適当な線路インピーダンスを選択する
ことにニジ移相量の周波数特性による誤差を０に近づけ
ることが可能である。
第２図は、移相器の特性インピーダンスｚｏｉ５０Ωと
した時に、短絡スタブ（８）の線路インピーダンスによ
って９０度ビット移相器の移相器の周波数特性がどう変
化するかを示したグラフである。従来の構成での特性で
ある第５図に比べると大幅に特性が改善されることを示
している。この実施例では短絡スタブ（８）と２本付加
しているが、これにニジ透過位相の周波数特性を急峻に
する効果を大きくするとともに、並列アドミタンスを打
消し合って移相器の反射特性を良くしている。
した時に、短絡スタブ（８）の線路インピーダンスによ
って９０度ビット移相器の移相器の周波数特性がどう変
化するかを示したグラフである。従来の構成での特性で
ある第５図に比べると大幅に特性が改善されることを示
している。この実施例では短絡スタブ（８）と２本付加
しているが、これにニジ透過位相の周波数特性を急峻に
する効果を大きくするとともに、並列アドミタンスを打
消し合って移相器の反射特性を良くしている。
なお、上記実施例では短絡スタブ（８１ｉ２本としてい
るが、１本あるいは３本以上でも構成は可能であシ、ス
タブの電気長も４分の１波長に限らず。
るが、１本あるいは３本以上でも構成は可能であシ、ス
タブの電気長も４分の１波長に限らず。
その奇数倍でも構成できる。ま几、短絡スタブ（８）の
短絡部をスルーホール（９）としているが、スルーホー
ルでなくても接地できる構成であれば良い。
短絡部をスルーホール（９）としているが、スルーホー
ルでなくても接地できる構成であれば良い。
例えば基板の端部で金リボン、等で接地するのも一方法
である。また、ＰＩＮダイオード（６ａ）（ｓｂ）は分
岐部に直列に装着されているが、第３図に示す実施例の
ように分岐部から中心周波数の約４分の１波長のところ
に線路に並列にＰＩＮダイオード（６，）（６ｂ） ｋ
装着してマイクロ波の経路を切換えてもよい。図中、α
Ｑは線路に並列に装着されたＰＩＮダイオード（６ａ）
（Ｓｂ）の片側の電極を接地するためのパッドである。
である。また、ＰＩＮダイオード（６ａ）（ｓｂ）は分
岐部に直列に装着されているが、第３図に示す実施例の
ように分岐部から中心周波数の約４分の１波長のところ
に線路に並列にＰＩＮダイオード（６，）（６ｂ） ｋ
装着してマイクロ波の経路を切換えてもよい。図中、α
Ｑは線路に並列に装着されたＰＩＮダイオード（６ａ）
（Ｓｂ）の片側の電極を接地するためのパッドである。
さらに、ＰＩＮダイオード（６ａ）（６ｂ）を直列に装
着する方法と並列に装着する方法を併用してもかまわな
い。スイッチング素子はＰＩＮダイオードに限らず例え
ばＦＥＴを用いてもよい。また、線路形式はマイクロス
トリップ線路で説明したが、トリプレート線路などの他
の方式や同軸線路でも構成が可能である。さらにガリウ
ムひ素などの半導体基板を用いたモノリシックＭＩＣに
よる構成にも適用可能である。
着する方法と並列に装着する方法を併用してもかまわな
い。スイッチング素子はＰＩＮダイオードに限らず例え
ばＦＥＴを用いてもよい。また、線路形式はマイクロス
トリップ線路で説明したが、トリプレート線路などの他
の方式や同軸線路でも構成が可能である。さらにガリウ
ムひ素などの半導体基板を用いたモノリシックＭＩＣに
よる構成にも適用可能である。
以上のように、この発明によればスイッチドライン形移
相器の基準側線路に並列に中心周波数で約４分の１波長
の短絡スタブを付加する構成としたので、移相器の移相
量の周波数特性が大幅に改善でき、広帯域に渡シ移相量
誤差を小さくできる効果がある。
相器の基準側線路に並列に中心周波数で約４分の１波長
の短絡スタブを付加する構成としたので、移相器の移相
量の周波数特性が大幅に改善でき、広帯域に渡シ移相量
誤差を小さくできる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるスイッチドライン形
移相器を示す斜視図、第２図は第１図の実施例による移
相量の周波数特性を示すグラフ。 第３図はこの発明の他の実施例によるスイッチドライン
形移相器を示す斜視図、第４図は従来のスイッチドライ
ン形移相器を示す斜視図、第５図は第４図・の従来の構
成による移相量の周波数特性を示す図である。図中（１
１は誘電体基板、（２）は地導体。 （３）は入出力線路、（４）は基準側線路、（５）は遅
れ側線路、 （６ａ）（６ｂ）はＰＩＮダイオード、
（７）は金リボン。 （８）は短絡スタブ、（９）はスルーホール、ａｕｎｔ
接地パッドである。 なお２図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示しである。
移相器を示す斜視図、第２図は第１図の実施例による移
相量の周波数特性を示すグラフ。 第３図はこの発明の他の実施例によるスイッチドライン
形移相器を示す斜視図、第４図は従来のスイッチドライ
ン形移相器を示す斜視図、第５図は第４図・の従来の構
成による移相量の周波数特性を示す図である。図中（１
１は誘電体基板、（２）は地導体。 （３）は入出力線路、（４）は基準側線路、（５）は遅
れ側線路、 （６ａ）（６ｂ）はＰＩＮダイオード、
（７）は金リボン。 （８）は短絡スタブ、（９）はスルーホール、ａｕｎｔ
接地パッドである。 なお２図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示しである。
Claims (1)
- マイクロ波の通過する経路を交互に第１の、経路と第
２の経路に切換えて、第１の経路と第２の経路の透過位
相の差を利用して移相器として働くスイツチドライン形
移相器において、第１の経路、もしくは第２の経路の一
部に、先端をマイクロ波的に短絡し中心周波数の約４分
の１波長もしくはその奇数倍の電気長を持つ線路を並列
に付加したことを特徴とするスイツチドライン形移相器
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27032886A JPS63123201A (ja) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | スイツチドライン形移相器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27032886A JPS63123201A (ja) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | スイツチドライン形移相器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63123201A true JPS63123201A (ja) | 1988-05-27 |
Family
ID=17484732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27032886A Pending JPS63123201A (ja) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | スイツチドライン形移相器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63123201A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5392010A (en) * | 1993-04-21 | 1995-02-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 90 degree phase shifter |
| JP2008187661A (ja) * | 2007-01-31 | 2008-08-14 | Nec Electronics Corp | 移相器、ビット移相器 |
-
1986
- 1986-11-13 JP JP27032886A patent/JPS63123201A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5392010A (en) * | 1993-04-21 | 1995-02-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 90 degree phase shifter |
| JP2008187661A (ja) * | 2007-01-31 | 2008-08-14 | Nec Electronics Corp | 移相器、ビット移相器 |
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