JPS63123202A - 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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- JPS63123202A JPS63123202A JP27032986A JP27032986A JPS63123202A JP S63123202 A JPS63123202 A JP S63123202A JP 27032986 A JP27032986 A JP 27032986A JP 27032986 A JP27032986 A JP 27032986A JP S63123202 A JPS63123202 A JP S63123202A
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- 230000005540 biological transmission 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 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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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
つの線路をスイッチ、等によって切換え。
つの線路をスイッチ、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５ＳＤ８４−１１９に示された従来のスイッチドラ
イン形移相器を示す斜視図である。
究会５ＳＤ８４−１１９に示された従来のスイッチドラ
イン形移相器を示す斜視図である。
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ＶｉＦＥＴ
を用いているが、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り、ｍは誘電体基板、（２）
はマイクロストリップの地導体、（３１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、
（６，）は基準側線路のオン、オフを切換えるスイ
ッチ素子であるＰＩＮダイオード、 （ｓｂ）は遅れ
側線路のオン、オフｔ−切換えるスイッチ素子であるＰ
ＩＮ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。
クＭＩＣとなっておシ、スイッチング素子にＶｉＦＥＴ
を用いているが、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り、ｍは誘電体基板、（２）
はマイクロストリップの地導体、（３１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、
（６，）は基準側線路のオン、オフを切換えるスイ
ッチ素子であるＰＩＮダイオード、 （ｓｂ）は遅れ
側線路のオン、オフｔ−切換えるスイッチ素子であるＰ
ＩＮ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。
なお、実際にはＰＩＮダイオードに直流バイアス金印加
するた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。
するた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
態を切換えることに１つ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）
ｉｄ逆方向に電圧が印加されオフ状態となる。このため
、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（ｓｂ）へは流れず
、オン状態のＰＩＮダイオード（６ａ）の方へ流れ基準
側線路（４）ヲ通シ他方の入出力線路（３１へ出てゆく
。次に遅れの位相状態で［、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）全通過することになる。
は、基準の位相状態と遅れの位相状態との２つの位相状
態を切換えることに１つ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）
ｉｄ逆方向に電圧が印加されオフ状態となる。このため
、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（ｓｂ）へは流れず
、オン状態のＰＩＮダイオード（６ａ）の方へ流れ基準
側線路（４）ヲ通シ他方の入出力線路（３１へ出てゆく
。次に遅れの位相状態で［、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）全通過することになる。
従来のスイッチドライン形移相器は以上のように、線路
の物理長の差を利用して移相器としている几め、中心周
波数ｆＱ では精度良く移相量が得られるが、帯域が
広い場合に中心周波数ｆＱ から離れたところでは移
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１８０度ビット移相器の移相量特性で
ある。中心周波数ｆＱ±１０チで±１８度 の誤差が発
生すること２示している。
の物理長の差を利用して移相器としている几め、中心周
波数ｆＱ では精度良く移相量が得られるが、帯域が
広い場合に中心周波数ｆＱ から離れたところでは移
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１８０度ビット移相器の移相量特性で
ある。中心周波数ｆＱ±１０チで±１８度 の誤差が発
生すること２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
たもので、広帯域での移相量誤差を小さくできるスイッ
チドライン形移相器を得ることを目的とする。
たもので、広帯域での移相量誤差を小さくできるスイッ
チドライン形移相器を得ることを目的とする。
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２分の１波長の電気長を持つ先端開放の
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２分の１波長の先端開
放スタブは、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υ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２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。このため、透過
位相はスタブがな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は２
分の１波長ニジ短かくなシ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。このよ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り、基準側線路の周波数特
性は急峻となり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。
放スタブは、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υ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２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。このため、透過
位相はスタブがな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は２
分の１波長ニジ短かくなシ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。このよ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り、基準側線路の周波数特
性は急峻となり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開
放スタブである。この例でｔ’ｉ基準側線路の一部に並
列に２本の開放スタブが付加されており、スタブの電気
長は中心周波数の約２分の１波長となっている。
図において、（８）は基準側線路に並列に付加された開
放スタブである。この例でｔ’ｉ基準側線路の一部に並
列に２本の開放スタブが付加されており、スタブの電気
長は中心周波数の約２分の１波長となっている。
また、２本の開放スタブの間隔は中心周波数の約４分の
１波長となっている。その他の構成は第４図に示した従
来技術の例と同一である。
１波長となっている。その他の構成は第４図に示した従
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（３（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ニジ、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ニジ、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（
５１’ｔ−通過し、他方の入出力線路（３）へ出てゆく
。
入出力線路（３）から入ったマイクロ波は遅れ側線路（
５１’ｔ−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
１から入ったマイクロ波は基準側線路（４）全通過し。
ド（６ｂ）がオフ状態の時には、一方の入出力線路（３
１から入ったマイクロ波は基準側線路（４）全通過し。
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２分の１波長の開放スタブ（８）が
付加されている交め、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開放スタ
ブ（８）が並列アドミタンスとして奇与し、基準側線路
（４）の透過位相に影響を与える。例えば周波数が高い
場合には開放スタブ（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２分の１波長の開放スタブ（８）が
付加されている交め、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開放スタ
ブ（８）が並列アドミタンスとして奇与し、基準側線路
（４）の透過位相に影響を与える。例えば周波数が高い
場合には開放スタブ（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９周波数が低い場合には、開放スタブ（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。
この友め基準側線路（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
となる度合いは開放スタブ（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
ことに工り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
となる度合いは開放スタブ（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
ことに工り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ＺＱを５０Ωと
した時に、開放スタブ（８）の線路インピーダンスによ
って１８０度ビット移相器の移相量の周波数特性がどう
変化するかを示したグラフである。
した時に、開放スタブ（８）の線路インピーダンスによ
って１８０度ビット移相器の移相量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。この実施例では開放ス
タブ（８）を２本付加しているが、これに工す透過位相
の周波数特性を急峻にする効果を大きくするとともに、
並列アドミタンス全打消し合って移相器の反射特性を良
くしている。
が改善されることを示している。この実施例では開放ス
タブ（８）を２本付加しているが、これに工す透過位相
の周波数特性を急峻にする効果を大きくするとともに、
並列アドミタンス全打消し合って移相器の反射特性を良
くしている。
なお、上記実施例では開放スタブｆ８１’ｉ２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２分の１波長に限らず。
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２分の１波長に限らず。
その整数倍でも構成できる。ま几、ＰＩＮダイオード（
６ａ）（６ｂ）は分岐部に直列に装着されているが。
６ａ）（６ｂ）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
（６ａ）（６ｂ）を装着してマイクロ波の経路を切換え
てもよい。図中、（９）は線路に並列に装着されたＰＩ
Ｎダイオード（６ａ）（６ｂ）の片側の電＠全接地する
ためのパッドである。さらに、ＰＩＮダイオード（６ａ
）（６ｂ）全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ＶｉＰＩＮ
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
。
４分の１波長のところに線路に並列にＰＩＮダイオード
（６ａ）（６ｂ）を装着してマイクロ波の経路を切換え
てもよい。図中、（９）は線路に並列に装着されたＰＩ
Ｎダイオード（６ａ）（６ｂ）の片側の電＠全接地する
ためのパッドである。さらに、ＰＩＮダイオード（６ａ
）（６ｂ）全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ＶｉＰＩＮ
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、この発明に工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２分の１波長
の開放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、広帯域に渡り移相量
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２分の１波長
の開放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、広帯域に渡り移相量
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）
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）（ｓｂ）はＰＩＮダイオード、
（７１Ｖｉ金リボン。 （８）ハ開放スタブ、（９）は接地パッドである。 なお９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）
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）（ｓｂ）はＰＩＮダイオード、
（７１Ｖｉ金リボン。 （８）ハ開放スタブ、（９）は接地パッドである。 なお９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１０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開放し中心周波数の約２分の
１波長もしくはその整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 |
|---|---|---|---|
| JP27032986A JPS63123202A (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 |
|---|---|---|---|
| JP27032986A JPS63123202A (ja) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | スイツチドライン形移相器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63123202A true JPS63123202A (ja) | 1988-05-27 |
| JPH0453441B2 JPH0453441B2 (ja) | 1992-08-26 |
Family
ID=17484745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27032986A Granted JPS63123202A (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) | JPS63123202A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5128639A (en) * | 1990-05-16 | 1992-07-07 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Phase shifter utilizing hybrid element |
| US5392010A (en) * | 1993-04-21 | 1995-02-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 90 degree phase shifter |
| US6275120B1 (en) * | 1998-04-09 | 2001-08-14 | Harris Corporation | Microstrip phase shifter having phase shift filter device |
| US6525627B2 (en) | 1999-04-02 | 2003-02-25 | Nec Corporation | Variable phase shifter with reduced frequency-department phase deviations |
| CN111122610A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-05-08 | 上海大学 | 一种基于半整数阶谐振模式的有源传感器 |
-
1986
- 1986-11-13 JP JP27032986A patent/JPS63123202A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5128639A (en) * | 1990-05-16 | 1992-07-07 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Phase shifter utilizing hybrid element |
| US5392010A (en) * | 1993-04-21 | 1995-02-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 90 degree phase shifter |
| US6275120B1 (en) * | 1998-04-09 | 2001-08-14 | Harris Corporation | Microstrip phase shifter having phase shift filter device |
| US6525627B2 (en) | 1999-04-02 | 2003-02-25 | Nec Corporation | Variable phase shifter with reduced frequency-department phase deviations |
| CN111122610A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-05-08 | 上海大学 | 一种基于半整数阶谐振模式的有源传感器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0453441B2 (ja) | 1992-08-26 |
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