WO2007114391A1

WO2007114391A1 - 誘電体導波路デバイス、これを備える移相器、高周波スイッチおよび減衰器、ならびに高周波送信器、高周波受信器、高周波送受信器およびレーダ装置、アレイアンテナ装置、誘電体導波路デバイスの製造方法

Info

Publication number: WO2007114391A1
Application number: PCT/JP2007/057287
Authority: WO
Inventors: Nobuki Hiramatsu; Djuniadi A. Sagala; Tetsuya Kishino
Original assignee: Kyocera Corporation
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2007-10-11
Also published as: KR20080103595A; EP2009731A4; US20090174499A1; EP2009731B1; US8013694B2; KR101168608B1; EP2009731A1

Abstract

　本発明は、小型かつ低電圧で動作する誘電体導波路デバイスに関する。第１および第２電極は、誘電体部に埋設されて設けられ、かつ誘電体部に含まれる第１誘電体部を伝播する電磁波の周波数に対する表皮厚さよりも薄く形成される。これによって、第１および第２電極を第１誘電体部に接触して設けても、伝播する電磁波が、第１および第２電極を透過することができるので、カットオフになることなく電磁波を伝播することができ、導波モードに影響を与えることがない。また第１および第２電極を埋設することによる伝送損失を抑制した状態で、第１および第２電極によって第１誘電体部に大きな電界強度の電界を印加することができ、小型でかつ低電圧で動作させることができる誘電体導波路デバイスを実現することができる。

Description

誘電体導波路デバイス、これを備える移相器、高周波スィッチおよび減衰器、ならびに高周波送信器、高周波受信器、高周波送受信器およびレーダ装置、アレイアンテナ装置、誘電体導波路デバイスの製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、マイクロ波、準ミリ波帯およびミリ波帯などの高周波帯で用いられる誘電体導波路デバイス、前記高周波数帯で電磁波の位相を制御する移相器、高周波スイッチおよび減衰器、ならびに高周波送信器、高周波受信器、高周波送受信器レーダ装置、アレイアンテナ装置、および誘電体導波路デバイスの製造方法に関する。背景技術

[0002] 第 1の従来の技術の誘電体導波路デバイスの 1つである移相器では、強誘電体薄膜上にコプレーナウェーブガイドを形成し、強誘電体薄膜に電圧を印加することによつて、電磁波の位相を変化させている（たとえば特表 2003— 508942号公報参照）第 2の従来の技術の誘電体導波路デバイスの 1つである移相器では、強誘電体を装荷した平行平板構造を有している（たとえば M. Cohn and A. F. Eikenberg, "Ferro electric Phase Shifters for VHF and UHF,"IRE Trans, on Microwave Theory and Te chniques, Vol. MTT- 10, pp. 536-548 (1962)参照）。

また第 3の従来の技術の移相器では、非放射性誘電体線路の誘電体の一部の誘電率を制御することによって位相を制御している（たとえば特開平 8— 102604号公報参照)。

第 1の従来の技術では、単位長さあたりの位相変化量が十分ではないので、必要な位相変化を得るために長、線路長が必要となり、移相器が大型化すると!、う問題がある。

第 2および第 3の従来の技術では、誘電体導波路に誘電率が可変である誘電体を用いることによって、位相変化を得ることが試みられている力誘電体導波路の厚さが大きくなつてしまうので、たとえば 4000Vもの高い電圧を印加しなければならないという問題がある。

このように従来の技術では、印加電界の大きさによって誘電率が変化する誘電体を用いて、小形で、かつ低電圧で動作する誘電体導波路デバイスを実現することが難しいという問題がある。

発明の開示

したがって本発明の目的は、小形で、かつ低電圧で動作する誘電体導波路デバィス、これを備える移相器、高周波スィッチおよび減衰器、ならびに高周波送信器、高周波受信器、高周波送受信器、レーダ装置、アレイアンテナ装置および誘電体導波路デバイスの製造方法を提供することである。

本発明の誘電体導波路デバイスは、印加電界に応じて誘電率および寸法の少なくとも!/ヽずれか一方が変化する変化部を含む誘電体部を有し、電磁波を伝播する伝送線路と、

前記伝送線路を伝播する電磁波の周波数に対する表皮厚さよりも薄く形成され、前記誘電体部に埋設されて前記変化部に電界を印加するための電極とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、電極によって、変化部に電界を印加することによって、変化部の誘電率および寸法の少なくともいずれか一方を変化させることができ、これによつて、たとえば伝送線路を伝播する電磁波の位相を変化させたり、カットオフ特性を有する伝送線路であればカットオフ周波数を変化させたり、伝送線路を伝播する電磁波を減衰させたりすることができる。変化部の寸法が変化する場合には、主に電圧印加方向における寸法が変化し、すなわち電圧印加方向における厚さが変化する。電極は、誘電体部に埋設されて設けられ、かつ伝送線路を伝播する電磁波の周波数に対する表皮厚さよりも薄く形成される。これによつて、電極を変化部に近接して設ける、あるいは変化部に埋設して設けても、伝送路を伝播する電磁波が、電極を透過することができるので、カットオフになることなく電磁波を伝播することができ、電極を埋設することによる伝送損失を抑制した状態で、電極によって変化部に大きな電界強度の電界を印加することができ、変化部の誘電率および寸法の少なくとも、ずれか一方を大きく変化させることができる。変化部に電界を印加するために電極に与える電圧を小さくしても、変化部に大きな電界強度の電界が与えられ、また伝送線路の線路長が短くても、変化部に大きな電界強度の電界が与えられるので、小型で、かつ低電圧で動作させることができる、移相器、高周波スィッチおよび減衰器などの誘電体導波路デバイスを実現することができる。

本発明の誘電体導波路デバイスは、前記誘電体部が、前記変化部を挟持して設けられ、前記変化部よりも誘電率が低!、第 2誘電体部を含み、

前記伝送線路は、前記変化部および前記第 2誘電体部の積層方向、ならびに前記伝送線路を伝播する電磁波の伝播方向に相互に垂直な方向で、前記誘電体部を挟持する一対の平板導電体部を有し、

前記電極は、前記変化部と前記第 2誘電体部との間に設けられることを特徴とするまた本発明によれば、前記伝送線路には、 Hガイドおよび NRDガイドが含まれる。電極は、変化部と第 2誘電体部との間に設けられるので、変化部に効果的に電界を印加することができ、これらの伝送線路に適用しても、電磁波の導波モードに影響を与えることがない。

また第 2誘電体部が、平板導電体部を支える支持部材として働くので、平板導電体部を薄膜形成技術、厚膜印刷技術またはシート状セラミック技術などを用いて製造することができるようになり、製造においても小型化に適した誘電体導波路デバイスを実現することができる。

また第 2誘電体部は、変化部に電界が印加されている電界印加時、および変化部に電界が印加されて!、な!/、電界無印加時にお!、て、変化部のうち最も誘電率が低、部分の誘電率よりも低!ヽ誘電率を有し、空気よりも誘電率の高!ヽ誘電率を有する誘電体で構成されるので、伝播する電磁波の波長をより小さくすることができ、これによつて誘電体導波路デバイスを小型化することができる。

また本発明の誘電体導波路デバイスは、前記変化部に埋設され、前記変化部および前記平板導電体部の積層方向、ならびに前記伝送線路を伝播する電磁波の伝播方向に相互に垂直な方向に、相互に所定の間隔をあけて設けられる複数の前記電極を有し、前記伝送線路は、前記誘電体部を挟持する一対の平板導電体部を有し、相互に隣接する前記電極は、前記一対の平板導電体部のうち異なる平板導電体部に接続されることを特徴とすることを特徴とする。

また本発明によれば、前記伝送線路には、 Hガイドおよび NRDガイドが含まれる。電極は、変化部に埋設されるので、変化部に効果的に電界を印加することができ、また電極の間隔をより近づけることによって、より大きな電界強度を変化部に与えることができ、より小型かつ低電圧で動作する誘電体導波路デバイスを実現することができる。

相互に隣接する電極は、一対の平板導電体部のうち異なる平板導電体部に接続されるので、一対の平板導電体部に電圧を印加することによって、隣接する電極に電位差が生じ、変化部に電界を印加することができる。電極を多数形成しても、平板導電体部に電圧を印加するだけで、相互に隣接する電極に電圧を印加することができ、各電極に電圧を印加するための配線を個別に形成する必要がない。

また本発明の誘電体導波路デバイスは、前記誘電体部が、前記変化部の誘電率よりも低い誘電率を有し、前記変化部および前記平板導電体部の積層方向、ならびに前記伝送線路を伝播する電磁波の伝播方向に相互に垂直な方向で、前記変化部を挟持する第 2誘電体部を備えることを特徴とする。

また本発明によれば、第 2誘電体部が、平板導電体部を支える支持部材として働くので、平板導電体部を薄膜形成技術、厚膜印刷技術またはシート状セラミック技術などを用いて製造することができるようになり、製造においても小型化に適した誘電体導波路デバイスを実現することができる。第 2誘電体部は、変化部に電界が印加されて、る電界印加時、および変化部に電界が印加されて、な、電界無印加時にぉ、て、変化部のうち最も誘電率が低い部分の誘電率よりも低い誘電率を有し、空気よりも誘電率の高い誘電率を有する誘電体で構成されるので、、伝播する電磁波の波長をより小さくすることができ、これによつて誘電体導波路デバイスを小型化することができる。

また本発明の誘電体導波路デバイスは、前記一対の平板導電体部の間隔が、前記第 2誘電体部中を伝播する電磁波の波長の 2分の 1以下に選ばれることを特徴とする。

また本発明によれば、伝送線路が非放射性誘電体線路 (NRDガイド)を構成するので、一対の平板導電体部に挟まれる領域から、外方への電磁波の放射を抑制し、伝送線路に移相器を挿入したときの挿入損失を低減することができる。また誘電体部に伝播する LSEモードの高周波信号に対しては、損失をほとんど与えずに、誘電体部に効果的に電界を印加することができる誘電体導波路デバイスが実現される。本発明の誘電体導波管デバイスは、印加電界に応じて誘電率および寸法の少なくともいずれか 1つが変化する変化部を含み、電磁波が伝播する誘電体部と、前記変化部に電界を印加するための一対の電極を含み、前記誘電体部を外囲して導波管を形成する導電体部とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、一対の電極に印加される電圧に応じて、誘電体部を伝播する電磁波の位相を変化させることができる。寸法が変化する場合には、主に電圧印加方向における寸法が変化し、すなわち電圧印加方向における厚さが変化する。一対の電極を含む導電体部が誘電体部を外囲し、導波管を形成して、導電体部および誘電体部によってカットオフ特性を有する、すなわちカットオフ周波数を有する伝送線路が形成される。導電体部は、導波管を形成する際、軸線まわりに所定の距離離間して導波管を形成してもよヽ。導波管を形成する導電体部が一対の電極を含むので

、導波管とは別に電極を形成する必要がなぐ作製が容易である。導波管に前記電極が含まれることによって、誘電体部を伝播する電磁波の周波数を、前記カットオフ周波数付近となるように選んでも、誘電率変化部に印加される電界を安定して制御することができ、したがってカットオフ周波数付近で安定して動作させることができる。これによつて誘電体部を伝播する電磁波の周波数を、前記カットオフ周波数付近となるように選ぶことができるようになり、前記カットオフ周波数付近では短い線路長でも大きな位相変化が得られるので、移相器として用いれば、移相器を小形に形成することができる。また誘電体部を伝播する電磁波の周波数を、前記カットオフ周波数付近となるように選ぶことによって、誘電体部の電磁波の伝搬方向に垂直な断面の寸法も小さくなり、一対の電極の間隔が近づくので低電圧で大きな電界を、誘電体部に印加することができるようになり、小形で、かつ低電圧で大きな位相変化を安定して得ることができる誘電体導波管デバイスを実現することができる。

また本発明の誘電体導波路デバイスは、印加電界に応じて誘電率および寸法の少なくともいずれ力 1つが変化する変化部を含む第 1誘電体部、および誘電率が前記第 1誘電体部の誘電率よりも小さぐ前記第 1誘電体部を挟持して設けられる第 2誘電体部によって形成される誘電体部と、

前記誘電体部を伝播する電磁波の伝播方向および前記第 1および第 2誘電体部の積層方向に互いに垂直な方向にぉ、て前記誘電体部を挟持する一対の平板導電体部と、

前記積層方向にお!、て前記誘電体部を挟み、かつ前記一対の平板導電体部の間隔より小さい間隔をあけて設けられ、前記変化部に電界を印加するための一対の電極とを含むことを特徴とする。

また本発明によれば、第 1誘電体部および一対の平板導電体部によって、カットォフ特性を有する、すなわちカットオフ周波数を有する伝送線路が形成される。第 1誘電体部に含まれる変化部は、印加電界の大きさに応じて、誘電率および寸法の少なくともいずれか 1つが変化するので、すなわち一対の電極に印加される電圧に応じて、誘電体部を伝播する電磁波の位相を変化させることができる。寸法が変化する場合には、主に電圧印加方向における寸法が変化し、すなわち電圧印加方向における厚さが変化する。電磁波は、一対の平板導電体部および第 2誘電体部に挟まれる第 1誘電体部を主に伝播する。第 1誘電体部に変化部が含まれるので、変化部の誘電率の変化が、電磁波の位相の変化に与える影響を大きくして、必要な位相変化を得るための線路長を短くすることができ、移相器を小形に形成することができる。また一対の電極は、前記積層方向において誘電体部を挟むので、一対の電極に電圧を印加することによって、変化部に電界を印加することができる。一対の電極の間隔は、一対の平板導電体部の間隔より小さいので、一対の平板導電体部によって変化部に電界を印加するよりも大きな電界を変化部に電界を印加することができ、低い電圧で大きな電界を変化部に与えることができる。

また第 1誘電体部の誘電率よりも小さな誘電率の第 2誘電体部が第 1誘電体部と電極との間に介在するので、電極部における電磁波は十分減衰され、カットオフ状態にならないようにすることができる。第 2誘電体部は、第 1誘電体部のうち最も誘電率が低ヽ部分の誘電率よりも低!ヽ誘電率を有する。

前述したように電極を設けて変化部に電界を印加するので、カットオフ周波数付近で移相器を安定して動作させることができ、これによつて誘電体部を伝播する電磁波の周波数を、前記カットオフ周波数付近となるように選ぶことができるようになる。前記カットオフ周波数付近では短、線路長でも大きな位相変化が得られるので、移相器を小形に形成することができる。また誘電体部を伝播する電磁波の周波数を、前記力ットオフ周波数付近となるように選ぶことによって、誘電体部の電磁波の伝搬方向に垂直な断面の寸法も小さくなり、一対の電極の間隔が近づくので低電圧で大きな電界を、誘電体部に印加することができるようになり、小形で、かつ低電圧で大きな位相変化を安定して得ることができる移相器を実現することができる。

また本発明の誘電体導波管デバイスは、前記一対の平板導電体部の間隔は、前記第 2誘電体部中を伝播する電磁波の波長の 2分の 1以下に選ばれることを特徴とする。

また本発明によれば、誘電体部および平板導電体部によって非放射性誘電体線路が形成される。これによつて一対の平板導電体部に挟まれる領域から、電磁波の前記積層方向への放射を抑制し、伝送線路に移相器を挿入したときの挿入損失を低減することができる。

また本発明の移相器は、前記誘電体導波路デバイスまたは前記誘電体導波管デバイスを備え、

前記変化部に印加される電界に応じて、前記変化部の誘電率および寸法の少なくとも一方が変化することによって、前記伝送線路を伝播する電磁波の位相を変化させることを特徴とする。

また本発明によれば、変化部に電界を印加するために電極に与える電圧を小さくしても、変化部に大きな電界強度の電界が与えられ、また伝送線路の線路長が短くても、大きな位相変化が得られるので、小型で、かつ低電圧で動作させることができる移相器を実現することができる。また、機械的な駆動部分がないため、耐久性に優れた信頼性の高、移相器を実現することができる。また本発明の移相器は、前記一対の電極に予め定める電圧を印加したときのカットオフ周波数を fcとし、前記誘電体導波路を伝播する電磁波の周波数を fとしたとき、 f cと fとは、 1. 03<f/fc< l. 5を満たすように選ばれることを特徴とする。

また本発明によれば、位相変化の大きいカットオフ周波数近傍で用いるので、短い線路長でも大きな位相変化が得られ、移相器を小型にすることができる。また同時に、電磁波の伝播方向に垂直な方向における誘電体部の断面寸法も小さくなることから、一対の電極を相互に近接させることができ、小さい電圧で大きな電界強度が得られることによって、低電圧で移相器を動作させることができる。

また本発明の高周波スィッチは、前記誘電体導波路デバイスを備え、

前記伝送線路は、カットオフ特性を有し、

前記変化部に印加される電界に応じて、前記変化部の誘電率および寸法の少なくとも一方が変化することによって、前記伝送線路におけるカットオフ周波数力前記伝送線路を伝播する電磁波の周波数より低くなる伝播状態と、高くなるカットオフ状態とを切り替え可能であることを特徴とする。

また本発明によれば、電極に印加する電圧を変化させることによって、前記伝播状態と前記カットオフ状態とを容易に切り替えることができる。スイッチング態様が OFF 状態の時は、カットオフ状態になるので、本質的に高い ONZOFF比を得ることができる。また、機械的な駆動部分がないため、耐久性に優れた信頼性の高い高周波スイッチを実現することができる。変化部に電界を印加するために電極に与える電圧を小さくしても、変化部に大きな電界強度の電界が与えられ、また伝送線路の線路長が短くても、カットオフ状態が OFF状態を実現するため高い ONZOFF比を得ることができるので、小型で、かつ低電圧で動作させることができる高周波スィッチを実現することができる。また、機械的な駆動部分がないため、耐久性に優れた信頼性の高 V、高周波スィッチを実現することができる。

また本発明の減衰器は、誘電体導波路デバイスを備え、

前記変化部に印加される電界に応じて、前記変化部の誘電率および寸法の少なくとも一方を変化させて、前記伝送線路を伝播する電磁波を減衰させることを特徴とする。また本発明によれば、変化部に電界を印加するために電極に与える電圧を小さくしても、変化部に大きな電界強度の電界が与えられ、またカットオフ周波数近傍の減衰を用いることから、伝送線路の線路長が短くても十分な減衰を得ることができるので、小型で、かつ低電圧で動作させることができる減衰器を実現することができる。また、機械的な駆動部分がないため、耐久性に優れた信頼性の高い減衰器を実現することがでさる。

また本発明の高周波送信器は、高周波信号を発生する高周波発振器と、前記高周波発振器に接続され、前記高周波発信器からの高周波信号を伝送する高周波伝送線路と、

前記高周波伝送線路に接続され、高周波信号を放射するアンテナと、

高周波信号が前記誘電体部を通過するように、前記高周波伝送線路に挿入される前記移相器と、

高周波信号の伝送方向における前記移相器の上流側および下流側のうち少なくとも一方で前記高周波伝送線路に設けられるスタブとを含むことを特徴とする。

また本発明によれば、高周波伝送線路を伝送される高周波信号の電磁波が前記誘電体部を通過するように、前記移相器が挿入されるので、たとえば高周波発振器を接続するためのワイヤーやバンプの形状ばらつきや高周波伝送線路の配線幅のばらつきなどによって高周波伝送線路に起因して発生する位相のずれを個々に調整して整合をとることができ、安定な発振特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い送信出力を持つ高周波送信器を実現することができる。また移相器を前述したように小型で、かつ低電圧で動作させることができるので、移相器を設けても高周波送信器を小型に形成することができ、また移相器に電圧を与えるための構成が複雑ィ匕してしまうことを抑制することができる。

また本発明の高周波受信器は、高周波信号を捕捉するアンテナと、

前記アンテナに接続され、前記アンテナによって捕捉される高周波信号を伝送する高周波伝送線路と、

前記高周波伝送線路に接続され、前記高周波伝送線路に伝送される高周波信号を検波する高周波検波器と、高周波信号が前記誘電体部を通過するように、前記高周波伝送線路に挿入される前記移相器と、

また本発明によれば、高周波伝送線路を伝送される高周波信号の電磁波が前記誘電体部を通過するように、前記移相器が挿入されるので、たとえば高周波発振器を接続するためのワイヤーやバンプの形状ばらつきや高周波伝送線路の配線幅のばらつきなどによって高周波伝送線路に起因して発生する位相のずれを個々に調整して、整合をとることができ、安定な検波特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い検波出力を持つ高周波受信器を実現することができる。また移相器を前述したように小型で、かつ低電圧で動作させることができるので、移相器を設けても高周波受信器を小型に形成することができ、また移相器に電圧を与えるための構成が複雑ィ匕してしまうことを抑制することができる。

また本発明の高周波送受信器は、高周波信号を発生する高周波発振器と、前記高周波発振器に接続され、高周波信号を伝送する第 1高周波伝送線路と第 1、第 2および第 3端子を有し、前記第 1端子が前記第 1高周波伝送線路に接続され、前記第 1端子に与えられる高周波信号を前記第 2端子または前記第 3端子に選択的に出力する分岐器と、

前記第 2端子に接続され、前記第 2端子から与えられる高周波信号を伝送する第 2 高周波伝送線路と、

第 4、第 5および第 6端子を有し、前記第 2高周波伝送線路を介して前記第 4端子に与えられる高周波信号を前記第 5端子に出力し、かつ前記第 5端子に与えられる高周波信号を前記第 6端子に出力する分波器と、

前記第 5端子に接続され、前記第 5端子から出力される高周波信号を伝送し、前記第 5端子に高周波信号を伝送する第 3高周波伝送線路と、

前記第 3高周波伝送線路に接続され、高周波信号を放射および捕捉するアンテナと、

前記第 3端子に接続され、前記第 3端子から出力される高周波信号を伝送する第 4 高周波伝送線路と、

前記第 6端子に接続され、前記第 6端子から出力される高周波信号を伝送する第 5 高周波伝送線路と、

前記第 4および第 5高周波伝送線路に接続され、前記第 4および第 5高周波伝送線路力与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサと、高周波信号が前記誘電体部を通過するように、前記第 1〜第 5高周波伝送線路のうち少なくともヽずれかの 1つに挿入される前記移相器とを含むことを特徴とする。高周波信号が前記誘電体部を通過するように、前記第 1〜第 5高周波伝送線路のうち少なくともいずれかの 1つに、前記移相器が挿入されることによって、たとえば配線幅のばらつきなどによって高周波伝送線路に起因して不所望に変化する高周波信号の位相を調整して、たとえば安定な発振特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い送信出力を持つ高周波送受信器を実現することができ、また、たとえば安定な検波特性を持つとともに、挿入損失力、さく抑えられるために高ヽ検波出力を持つ高周波送受信器を実現することができ、また、たとえばミキサによって生成される中間周波数信号の信頼性を向上させることができる。また移相器を前述したように小型で、かつ低電圧で動作させることができるので、移相器を設けても高周波送受信器を小型に形成することができ、また移相器に電圧を与えるための構成が複雑ィ匕してしまうことを抑制することができる。

また本発明の高周波送信器は、高周波信号を発生する高周波発振器と、前記高周波発振器に接続され、前記高周波発振器からの高周波信号を伝送する高周波伝送線路と、

前記高周波伝送線路に挿入され、前記伝播状態とすることによって前記高周波伝送線路に伝送される高周波信号を透過し、前記カットオフ状態とすることによって前記高周波伝送線路に伝送される高周波信号を遮断する前記高周波スィッチとを含むことを特徴とする。

また本発明によれば、高周波スィッチが伝播状態のとき、高周波発振器が発生した高周波信号は高周波スィッチを透過するので、高周波伝送線路を伝送されてアンテナに与えられ、電波として放射される。また高周波スィッチがカットオフ状態のとき、高周波発振器が発生した高周波信号は高周波スィッチを透過しな、ので、遮断されて、アンテナ力は放射されない。高周波スィッチの伝播状態とカットオフ状態とを切換えること〖こよって、アンテナからパルス信号波を放射することができる。大きな ONZO FF比を得ることができるとともに、耐久性に優れた信頼性の高い高周波スィッチを用 V、ることによって、信頼性の高!、高周波送信器を実現することができる。

前記第 4および第 5高周波伝送線路に接続され、前記第 4および第 5高周波伝送線路力与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサとを含み前記分波器は、前記高周波スィッチを 2つ備え、第 3高周波スィッチは、前記伝播状態とすることによって前記第 4端子および前記第 5端子間で高周波信号を透過し、かつ前記カットオフ状態とすることによって前記第 4端子および前記第 5端子間で高周波信号を遮断し、第 4高周波スィッチは、前記伝播状態とすることによって前記第 5 端子および前記第 6端子間で高周波信号を透過し、かつ前記カットオフ状態とすることによって前記第 5端子および前記第 6端子間で高周波信号を遮断することを特徴とする。

分岐器は、前記高周波スィッチを 2つ備え、第 1高周波スィッチは、前記伝播状態とすることによって前記第 1端子および前記第 2端子間で高周波信号を透過し、かつ前記カットオフ状態とすることによって前記第 1端子および前記第 2端子間で高周波信号を遮断し、第 2高周波スィッチは、前記伝播状態とすることによって前記第 1端子および前記第 3端子間で高周波信号を透過し、かつ前記カットオフ状態とすることによつて前記第 1端子および前記第 3端子間で高周波信号を遮断する。第 1高周波スィツチが伝播状態のときに、第 2高周波スィッチをカットオフ状態とし、第 1高周波スイツチがカットオフ状態のときに、第 2高周波スィッチを伝播状態とすることによって、第 1 端子から入力される高周波信号を、第 2および第 3端子力選択的に出力することができる。大きな ONZOFF比を得ることができるとともに、耐久性に優れた信頼性の高 Vヽ高周波スィッチを用いて分岐器を構成することによって、信頼性の高!、高周波送受信器を実現することができる。

第 4、第 5および第 6端子を有し、前記第 2高周波伝送線路を介して前記第 4端子に与えられる高周波信号を前記第 5端子に出力し、かつ前記第 5端子に与えられる高周波信号を前記第 6端子に出力する分波器と、前記第 5端子に接続され、前記第 5端子から出力される高周波信号を伝送し、前記第 5端子に高周波信号を伝送する第 3高周波伝送線路と、

また本発明によれば、前記分波器は、前記高周波スィッチを 2つ備え、第 3高周波スィッチは、前記伝播状態とすることによって前記第 4端子および前記第 5端子間で高周波信号を透過し、かつ前記カットオフ状態とすることによって前記第 4端子および前記第 5端子間で高周波信号を遮断し、第 4高周波スィッチは、前記伝播状態とすることによって前記第 5端子および前記第 6端子間で高周波信号を透過し、かつ前記カットオフ状態とすることによって前記第 5端子および前記第 6端子間で高周波信号を遮断する。第 3高周波スィッチが伝播状態のときに、第 4高周波スィッチをカットオフ状態とし、第 3高周波スィッチ力 Sカットオフ状態のときに、第 4高周波スィッチを伝播状態とすることによって、第 4端子から入力される高周波信号を第 5端子から出力し、第 5端子力入力する高周波信号を第 6端子に出力することができる。大きな ONZ OFF比を得ることができるとともに、耐久性に優れた信頼性の高い高周波スィッチを用いて分岐器を構成することによって、信頼性の高い高周波送受信器を実現することがでさる。

前記第 4および第 5高周波伝送線路に接続され、前記第 4および第 5高周波伝送線路力与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサと、前記伝播状態としたときに高周波信号が前記誘電体部を通過するように、前記第 1 〜第 3伝送線路のうち少なくともいずれか 1つに挿入される前記高周波スィッチとを含むことを特徴とする。

また本発明によれば、第 1〜第 3高周波伝送線路のうち少なくともいずれか 1つに挿入される高周波スィッチの全てを伝播状態とすることによって、高周波発振器が発生した高周波信号は、第 1高周波伝送線路に伝送されて分岐器の第 1端子に与えられ、分岐器の第 2端子力第 2高周波伝送線路に与えられ、分波器の第 4端子に与えられて、分波器の第 5端子力第 3高周波伝送線路に与えられて、アンテナ力放射される。また第 1〜第 3高周波伝送線路のうち少なくともいずれ力 1つに挿入される高周波スィッチが 1つでもカットオフ状態となると、高周波発振器が発生した高周波信号は高周波スィッチを透過しないので、遮断されて、アンテナからは放射されない。高周波スィッチの伝播状態とカットオフ状態とを切換えることによって、アンテナからパルス信号波を放射することができる。大きな ONZOFF比を得ることができるとともに、耐久性に優れた信頼性の高い高周波スィッチを用いることによって、信頼性の高い高周波送受信器を実現することができる。またアンテナによって受信した高周波信号は、第 3高周波伝送線路に与えられて、分波器の第 5端子に与えられ、分波器の第 6 端子から第 5高周波伝送線路に与えられて、ミキサに与えられる。またミキサには、分岐器の第 3端子から第 4高周波伝送線路を介して、高周波発振器が発生した高周波信号がローカル信号として与えられる。ミキサは、高周波発振器が発生した高周波信号とアンテナによって受信した高周波信号とを混合して、中間周波信号を出力することによって、受信した高周波信号に含まれる情報が得られる。

前記第 5端子に接続され、前記第 5端子から出力される高周波信号を伝送し、前記第 5端子に高周波信号を伝送する第 3高周波伝送線路と、前記第 3高周波伝送線路に接続され、高周波信号を放射および捕捉するアンテナと、

前記第 4および第 5高周波伝送線路に接続され、前記第 4および第 5高周波伝送線路力与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサと、高周波信号が前記誘電体部を通過するように、前記第 1〜第 5高周波伝送線路のうち少なくともヽずれかの 1つに挿入される前記減衰器とを含むことを特徴とする。また本発明によれば、高周波信号が前記誘電体部を通過するように、前記第 1〜第 5高周波伝送線路のうち少なくともいずれかの 1つに、前記減衰器が挿入されることによって、たとえば高周波信号の振幅を変化させて、振幅変調を行うことができ、たとえば高周波信号の周波数の変動および温度の変動によって発生する送信出力および中間周波信号の変動を調整して、変動の小さい安定な高周波送受信器を実現することができる。また減衰器を前述したように小型で、かつ低電圧で動作させることができるので、減衰器を設けても高周波送受信器を小型に形成することができ、また減衰器に電圧を与えるための構成が複雑ィ匕してしまうことを抑制することができる。また本発明の高周波送受信器は、前記分波器が、ハイブリッド回路またはサーキュレータによって形成されることを特徴とする。

また本発明によれば、前記分波器は、ハイブリッド回路によって形成されてもよいし、サーキユレータによって形成されてもよい。ノ、イブリツド回路は、方向性結合器であつて、マジック T、ハイブリッドリングまたはラットレースなどによって実現される。

また本発明のレーダ装置は、前記高周波送受信器と、

前記高周波送受信器からの前記中間周波信号に基づいて前記高周波送受信器から探知対象物までの距離を検出する距離検出器とを含むことを特徴とする。

また本発明によれば、前記高周波送受信器からの前記中間周波信号に基づいて、距離検出器が高周波送受信器カゝら探知対象物までの距離を検出するので、検知対象物までの距離を正確に検出することができるレーダ装置となる。

また本発明のアレイアンテナ装置は、アンテナ素子と、前記移相器とを有する移相器付アンテナを複数並べて構成されることを特徴とする。

また本発明によれば、各アンテナ素子に付加される移相器によって、アンテナ素子に供給される高周波信号の位相をずらすことによって、各アンテナ素子力放射される電波の位相を調整して、放射ビームをアレイアンテナの正面カゝら所定の方向に傾けることができる。移相器は、小形でかつ低電圧で動作させることができるので、ァレイアンテナ装置が大型化することない。またアレイアンテナ装置は、移相器を備えることによって、前述したように放射ビームの方向を変更することができ、これによつてァンテナ素子を機械的に動作させることなぐ放射ビームの方向を変更することができ、利便性を向上させることができる。

また本発明のレーダ装置は、前記アレイアンテナ装置と、

前記アレイアンテナ装置に接続され、前記アレイアンテナ装置に高周波信号を与え、かつ前記アレイアンテナ装置によって捕捉した高周波信号を受信する高周波送受信器とを含むことを特徴とする。

また本発明によれば、レーダ装置が大型化することなぐまた放射ビームの方向を容易に変更することができるので、利便性の高、レーダ装置を実現することができるまた本発明の誘電体導波路デバイスの製造方法は、基板に積層して、所定の誘電率を有する誘電体から成る第 1誘電体膜を形成する工程と、

前記第 1誘電体膜に積層して、予め定める電磁波の周波数に対する表皮厚さよりも薄い電極膜、および前記第 1誘電体膜よりも誘電率が高ぐかつ印加電圧の大きさに応じて、誘電率が変化する第 2誘電体膜を交互に積層して成る積層体を、相互に隣接する前記電極膜を、その一部が重なるように、前記電極膜および第 2誘電体膜の積層方向に垂直な所定の方向において第 1方向寄りおよび第 2方向寄りに形成する工程と、

前記積層体に積層して、前記第 2誘電体膜よりも誘電率が低い第 3の誘電体膜を形成する工程と、前記第 1誘電体膜、前記積層体および前記第 3誘電体膜をエッチングして、前記積層方向に垂直な方向にぉ、て相互に対向する一対の端面のうちの第 1端面から、前記所定の方向の第 1方向寄りに形成された前記電極膜が露出し、かつ相互に対向する一対の端面のうち第 2端面から、前記所定の方向の第 2方向寄りに形成された前記電極膜が露出する凸部を形成する工程と、

前記凸部の、前記第 1および第 2端面に、平板導電体部をそれぞれ形成する工程とを含むことを特徴とする。

また本発明によれば、電極膜のうち、前記積層方向のおいて偶数番目の電極膜と、奇数番目の電極膜とが、異なる平板導電体部に接続された、前述した移相器を実現することができる。また積層された電極膜を第 1端面および第 2端面に精度良く確実に引き出すことができ、従来力も用いられている半導体プロセスに適した製造方法となるので、小型で、かつ精度が良ぐ特性の安定した誘電体導波路デバイスを量産性良く製造することができる。誘電体導波路デバイスは、移相器、高周波スィッチおよび減衰器などである。

図面の簡単な説明

本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。

図 1は、本発明の実施の一形態の移相器 20を模式的に示す斜視図である。

図 2は、本発明の実施の他の形態の移相器 30を模式的に示す断面図である。図 3は、移相器 30の製造工程を示すフローチャートである。

図 4A〜図 4Cは、移相器 30の製造工程を示す模式図である。

図 5は、ステップ s3において電極膜 33および第 2誘電体膜 34を複数積層するときの様子を示す平面図である。

図 6は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 40を模式的に示す斜視図である図 7は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 50を模式的に示す斜視図である図 8は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 60を模式的に示す斜視図である図 9は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 70を模式的に示す斜視図である図 10は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 80を模式的に示す斜視図である。

図 11は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 90を模式的に示す斜視図である。

図 12は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 100を模式的に示す斜視図である。

図 13は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 110を模式的に示す斜視図である。

図 14は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 120を模式的に示す斜視図である。

図 15は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 130を模式的に示す断面図である。

図 16は、 fZfcと Δ βとの関係を示すグラフである。

図 17は、 fZfcと Δ jS Z amaxZVとの関係を示した図である。

図 18は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 140を模式的に示す断面図である。

図 19は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 150を模式的に示す斜視図である。

図 20は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 160を模式的に示す斜視図である。

図 21は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 170を模式的に示す断面図である。

図 22は、移相器 20とマイクロストリップ線路 231との接続構造 230を模式的に示す斜視図である。

図 23は、移相器 20の伝播方向 Xに沿う軸線 A2を含み、厚さ方向 Zに垂直な仮想一平面における接続構造 230の断面図である。

図 24は、移相器 20の伝播方向 Xに沿う軸線 A2を含み、幅方向 Yに垂直な仮想一平面における接続構造 230の断面図である。

図 25は、移相器 20とストリップ線路 251との接続構造 250を模式的に示す斜視図である。

図 26は、移相器 20の伝播方向 Xに沿う軸線 A2を含み、厚さ方向 Zに垂直な仮想一平面における接続構造 250の断面図である。

図 27は、移相器 20の伝播方向 Xに沿う軸線 A2を含み、幅方向 Yに垂直な仮想一平面における接続構造 250の断面図である。

図 28は、図 26の切断面線 ΧΧΠΙ— ΧΧΠΙから見た断面図である。

図 29は、移相器 170とマイクロストリップ線路 231との接続構造 330を模式的に示す斜視図である。

図 30は、移相器 170の伝播方向 Xに沿う軸線 A2を含み、厚さ方向 Zに垂直な仮想一平面における接続構造 330の断面図である。

図 31は、移相器 170の伝播方向 Xに沿う軸線 A2を含み、幅方向 Yに垂直な仮想一平面における接続構造 330の断面図である。

図 32は、移相器 170とストリップ線路 251との接続構造 350を模式的に示す斜視図である。

図 33は、移相器 170の伝播方向 Xに沿う軸線 A2を含み、厚さ方向 Zに垂直な仮想一平面における接続構造 350の断面図である。

図 34は、移相器 170の伝播方向 Xに沿う軸線 A2を含み、幅方向 Yに垂直な仮想一平面における接続構造 350の断面図である。

図 35は、図 33および図 34の切断面線 XII— XIIから見た断面図である。

図 36は、本発明の実施の一形態の高周波送信器 260の構成を示す模式図である図 37は、本発明の実施の一形態の高周波受信器 270の構成を示す模式図である図 38は、本発明の実施の一形態の高周波送受信器 280を備えるレーダ装置 290 の構成を示す模式図である。

図 39は、本発明の実施の形態の移相器 20を備えるアレイアンテナ装置 399を含むレーダ装置 400の構成を示す模式図である。

図 40は、本発明の実施の他の形態の高周波送信器 360の構成を示す模式図である。

図 41は、本発明の実施の他の形態の高周波送受信器 380を備えるレーダ装置 39 0の構成を示す模式図である。

図 42は、スィッチ 361によって構成される分岐器 286の構成を示す模式図である。図 43は、スィッチ 361によって構成される分波器 287の構成を示す模式図である。発明を実施するための最良の形態

以下図面を参考にして本発明の好適な実施例を詳細に説明する。

図 1は、本発明の実施の一形態の移相器 20を模式的に示す斜視図である。移相器 20は、誘電体部 22と、一対の第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bと、一対の第 1および第 2電極 24a, 24bと、電圧印加手段 19とを含んで構成される。本発明の実施の形態の移相器 20は、略直方体形状に形成される。移相器 20における電磁波の伝播方向 Xに垂直な断面は、移相器 20の前記伝播方向 Xの端面と同形状である誘電体部 22は、誘電体から成り、印加電界に応じて、誘電率が変化する変化部を含む第 1誘電体部 25と、第 2誘電体部 26とを含んで構成される。誘電体部 22は、電磁波が入力する第 1入出力端 22aおよび電磁波が出力する第 2入出力端 22bを有する。第 1入出力端 22aおよび第 2入出力端 22bは、電磁波が伝播する伝播方向（線路の延在方向） Xに沿って、伝播方向 Xの上流側および下流側にそれぞれ形成される。本発明の実施の形態では、誘電体部 22は、直方体形状に形成され、第 1入出力端 22aおよび第 2入出力端 22bは、伝播方向 Xに垂直な平面によって形成され、相互に対向して設けられる。誘電体部 22の、伝播方向 Xに垂直な断面は、矩形状となる。前記伝播方向 Xにそれぞれ垂直であって、かつ互いに垂直な方向を、それぞれ「幅方向 Y」および「厚さ方向 Z」という。本発明の実施の形態では、幅方向 Yが、誘電体部 22に含まれる第 1誘電体部 25の、伝播方向 Xに垂直な断面における長手方向であり、厚さ方向 Zが、誘電体部 22に含まれる第 1誘電体部 25の、伝播方向 Xに垂直な断面における短手方向である。

本発明の実施の形態では、第 1誘電体部 25は変化部力も成り、たとえば Ba Sr

(l -x)

TiO (略称 BST)、 Mg Ca TiO 、 Zn Sn TiO 、 BaO— PbO— Nd O— T x 3 (l -x) x 3 (l -x) x 3 2 3 iO、または Bi Zn Nb Oなどによって形成される。第 1誘電体部 25は、印加

3 1. 5 1. 0 1. 5 7

電界が大きくなるに連れて、すなわち印加される電界強度が高くなるに連れて、誘電率が小さくなる。第 1誘電体部 25は、直方体形状に形成され、誘電体部 22の伝播方向 Xの両端部間および幅方向 Yの両端部間にわたって形成される。

第 2誘電体部 26は、第 1誘電体部 25を挟んで第 1誘電体部 25の両側にそれぞれ積層される。第 2誘電体部 26は、第 1誘電体部 25を挟んで対称に形成される。第 2 誘電体部 26は、第 1誘電体部 25の厚さ方向 Zの両側に設けられる。第 2誘電体部 2 6は、略直方体形状を有する。第 2誘電体部 26は、その誘電率が第 1誘電体部 25の誘電率よりも低い物質によって形成される。第 2誘電体部 26の誘電率は、第 1誘電体部 25の誘電率が変化し、最も誘電率が小さくなつたときの第 1誘電体部 25の誘電率未満に選ばれる。

第 2誘電体部 26は、ガラス、単結晶、セラミックスまたは榭脂などによって形成される。ガラスとしては、石英ガラス、結晶化ガラスなどが用いられる。単結晶としては、水晶、サファイア、 MgOまたは LaAlOなどが用いられる。セラミックスとしては、アルミ

3

ナ、フォルステライトまたはコーディライトなどが用いられる。榭脂としては、エポキシ榭脂または含フッ素榭脂、液晶ポリマーなどが用いられる。第 2誘電体部 26は空気によつて形成されてもよいが、第 1誘電体部 25を機械的に保持することができ、また空気よりも誘電率が高い前述した固体物質によって形成されるのが好ましい。

また前記固体物質によって形成される第 2誘電体部 26を設けることによって、第 1 誘電体部 22を伝播する電磁波の、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bに挟まれる部分のうち第 1誘電体部 25を除く部分における波長を、空気中における波長と比較して短縮することができ、これによつて移相器 20を小形に形成することができる。また第 2誘電体部 26によって第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bが機械的に支持されるので、機械的な強度を向上させることができ、また第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bを薄膜形成技術、厚膜印刷技術またはシート状セラミック技術などを用いて製造することができるようになり、製造においても小型化に適した移相器を実現することがでさる。

第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bは、誘電体部 22における電磁波の伝播方向 Xならびに第 1および第 2誘電体部 25, 26の積層方向である厚さ方向 Zに、互いに垂直な方向である幅方向 Yにおいて、誘電体部 22に密着して誘電体部 22を挟持して設けられ、すなわち第 1および第 2誘電体部 25, 26の両側に設けられる。第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bは、導電性を有し、板状に形成されて、誘電体部 2 2に臨む面が相互に平行に設けられる。第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bは、誘電体部 22の幅方向 Yの端面にそれぞれ積層され、この幅方向 Yの端面の全面にわたって形成される。

第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bは、低い抵抗率の金属、誘電体部 22と高温での同時焼成が可能な金属、半田、または導電性ペーストによって形成される。低 Vヽ抵抗率の金属としては、金 (Au)、銅（Cu)、アルミニウム (A1)、白金（Pt)、チタン（ Ti)、銀 (Ag)、パラジウム (Pd)、亜鉛 (Zn)およびクロム (Cr)力もなる群力も選ばれる。第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bは、金 (Au)、銅 (Cu)、アルミニウム (A1)、白金 (Pt)、チタン (Ti)、銀 (Ag)、パラジウム (Pd)、亜鉛 (Zn)およびクロム (Cr)からなる群力も選ばれるいずれか 1つ、もしくは少なくとも 2つを含む合金またはこれらの積層体によって形成されてもよい。誘電体部 22と高温での同時焼成が可能な金属としては、タングステン (W)などが用いられる。導電性ペーストとしては、金属フィラーとこの金属フィラーを結合するバインダ榭脂を含むものが用いられる。第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bは、 ITO (Indium Tin Oxide)、酸化錫、酸化イリジウム、 SrRu Oなどの酸化物導電体によって形成されてもよい。第 1および第 2平板導電体部 23

3

a, 23bは、低い抵抗率の金属によって形成されるのが好ましい。第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bの厚さ、すなわち幅方向 Yの厚さは、誘電体部 22を伝播する電磁波の周波数に対する表皮厚さよりも大きく選ばれる。

第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bの間隔 L1は、誘電体部 22を伝播させるベき電磁波の波長によって選ばれ、かつ第 2誘電体部 26中を伝播する電磁波の波長の 2分の 1以下に選ばれる。このように前記間隔 L1を選ぶことによって、誘電体部 22 および第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bとによって、伝送線路である非放射性誘電体線路 (NRDガイド）が構成され、第 1誘電体部 25を伝播する電磁波が、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bの間から漏れることがなぐ非放射となるので損失を低減することができる。

第 1および第 2電極 24a, 24bは、前記誘電体部 22に埋設されて設けられる。第 1 および第 2電極 24a, 24bは、第 1誘電体部 25と第 2誘電体部 26との間に設けられる。第 1および第 2電極 24a, 24bは、厚さ方向 Zに垂直な仮想一平面に関して面対称に設けられる。第 1および第 2電極 24a, 24bは、第 1誘電体部 25を挟持し、第 1誘電体部 25の厚さ方向 Zの両端面上にそれぞれ積層して設けられる。第 1および第 2電極 24a, 24bは、伝播方向 Xにおいて第 1誘電体部 25の両端部間にわたって設けられ、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bにそれぞれ離間して設けられる。第 1および第 2電極 24a, 24bは、直方体形状に形成され、誘電体部 22のうち幅方向 Yの両端部を除いて、第 1誘電体部 25に積層される。

第 1および第 2電極 24a, 24bは、第 1誘電体部 25に電界を印加するための電極である。第 1および第 2電極 24a, 24bは、前述した第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bと同様な物質によって形成される力、またはシリコン（Si)、ゲルマニウム（Ge)おょび砒ィ匕ガリウム（GaAs)などの半導体材料、ある、は窒化タンタルおよび NiCr合金などの高抵抗材料を用いて形成される。

第 1および第 2電極 24a, 24bは、その厚さ L3が、第 1誘電体部 25を伝播させるベき電磁波の周波数に対する表皮厚さ未満に選ばれる。表皮厚さを「 δ」とし、透磁率を」とし、導電率を「 σ」とし、角周波数を「 ω」としたとき、表皮厚さは、式 1で表される。なお、 ω = 2 π ίは、周波数)である。導体内に電磁波が進入すると、前記表皮厚さのところで振幅が lZeになる。

[数 1]

これによつて、第 1および第 2電極 24a, 24bを誘電体部 22に埋設したときに、第 1 および第 2電極 24a, 24bによる損失を低減することができる。また第 1および第 2電極 24a, 24bの間隔を近づけて設けることができるので、低電圧で移相器 20を駆動することができる。本実施の形態における第 1および第 2電極 24a, 24bの体積抵抗率は、 10^_5 Ω ·πι以上、好ましくは 10^_4 Ω ·πι以上に選ばれる。ただし、第 1および第 2電極 24a, 24bを薄くし過ぎると、第 1および第 2電極 24a, 24bにおいて電荷が移動し〖こくくなり、第 1および第 2電極 24a, 24bの全体にわたって均一に電界がかかりに《なるので、第 1および第 2電極 24a, 24bにおける電荷の移動を妨げとなることがなぐ第 1および第 2電極 24a, 24bの全体にわたって均一に電界を印加することができるような予め定める厚さ以上に形成される。

第 2誘電体部 22に埋設される第 1および第 2電極 24a, 24bの抵抗率は、 10"⁵ Ω · m以上かつ 10⁸ Ω ·πι以下に選ばれるのが好ましい。第 1および第 2電極 24a, 24bの抵抗率が 10^_5 Ω ·πι未満になると、電極中の電磁波の減衰が大きくなり、損失が大きくなつて好ましくない。第 1および第 2電極 24a, 24bの抵抗率が 10^_5 Ω ·πιよりもさらに小さくなると所望のモードがカットオフになって伝播しなくなってしまう。逆に第 1および第 2電極 24a, 24bの抵抗率が 10⁸ Ω 'mを超えて大きくなりすぎると、第 1および第 2電極 24a, 24bによって挟まれる誘電体との抵抗率の差が小さくなり、電圧降下のために所望の電圧が誘電体に印加できなくなってしまう。

第 1および第 2電極 24a, 24bの厚さは、第 1および第 2電極 24a, 24bに用いる材質の抵抗率によって決定され、厚すぎると損失が大きくなり、さらに厚くなると所望のモードがカットオフになって伝送しなくなってしまう。薄すぎると電圧降下のために所望の電圧が誘電体に印加できなくなってしまう。たとえば第 1および第 2電極 24a, 24 bとして、抵抗率が 1 Χ 10^_4 ( Ω ·πι)のもの（材質として TaNを用いる場合を想定)および抵抗率が 1 X 10^_3 ( Ω ·πι)のものを想定した場合において、電磁界解析をそれぞれ行ったときの、 77GHzの電磁波に対する lmmあたりの電極による損失を、表 1 に示す。

[表 1] 抵抗率 = 1 X 1 0 - ⁴ (Ω · m)

電極の厚さ（nm) 損失（d B)

1 0 0. 9

3 0 2. 5

1 0 0 8. 2

3 2 0 2 1

[表 2]

抵抗率 = 1 X 1 0 (Ω · m)

電極の厚さ（nm) 損失（d B)

1 0 0. 1

3 0 0. 3

1 0 0 1 . 0

3 2 0 3. 0 表 1および表 2に示す電磁界解析の結果から、電極の抵抗率が 1 X 10"⁴(Q-m) の場合で実用上は、電極の厚さを 30nm以下とするのが好ましぐ電極の抵抗率が 1 X 10^_3(Ω ·πι)の場合で実用上は、電極の 320nm以下とするのが好ましい。ここでは、実用上好ましいという基準を損失 3dBとしている。

移相器 20は、さらに電圧印加手段 19を含んで構成される。電圧印加手段 19は、一対の第 1および第 2電極 24a, 24b間に予め定める範囲の電圧を印加する電気回路によって実現される。電圧印加手段 19は、第 1および第 2電極 24a, 24bに接続されて、それぞれの電極に所定の電位を与えて、第 1および第 2電極 24a, 24b間に電圧を与える。これによつて、第 1および第 2電極 24a, 24bに挟まれる第 1誘電体部 25 に電界が印加される。電圧印加手段 19は、たとえば分圧器を含んで構成され、分圧器によって分圧された電圧を第 1および第 2電極 24a, 24bに与える。電圧印加手段 19は、複数段階の電圧を前記第 1および第 2電極 24a, 24bに印加することができる。電圧印加手段 19は、伝播する電磁波の周波数よりも低い周波数の交流電圧、または直流電圧を第 1および第 2電極 24a, 24bに印加する。電圧印加手段 19は、シフトすべき位相量に応じた電圧を第 1および第 2電極 24a, 24bに印加する。電圧印加手段 19によって、第 1および第 2電極 24a, 24b間に電圧を印加し、また印加する電圧の大きさを予め定める範囲で変化させることによって、誘電体部 22を導波する電磁波の位相を、印加する電圧の大きさ、すなわち印加電界の大きさに応じて変化させることができる。第 1誘電体部 25を形成する誘電体は、印加電界が大きくなると誘電率が小さくなり、これによつて誘電体部 22を導波する電磁波の位相を変ィ匕させることができる。

移相器 20における、誘電体部 22および第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bによって形成される非放射性誘電体線路のカットオフ周波数 fcは、第 1誘電体部 25を形成する誘電体の誘電率および第 1誘電体部 25のサイズ (伝播方向 Xに垂直な断面の寸法）、第 1および第 2電極 24a, 24bの間隔 L4、平板導電体部 23a, 23bの間隔 Ll、および第 2誘電体部 26を形成する誘電体の誘電率で決まる。カットオフ周波数が、伝播させるべき電磁波の周波数 (使用周波数)未満になるように、第 1誘電体部 25のサイズのサイズは選ばれる。第 1および第 2電極 24a, 24bに所定の電圧を印加して第 1誘電体部 25の誘電率が小さくなつたときのカットオフ周波数を fcとし、使用周波数、すなわち誘電体部 22を伝播させる電磁波の周波数を fとしたとき、 1. 03< f /fcく 1. 5となるように、好ましくは、 1. 03< f/fc< l . 2となるように第 1誘電体部 2 5のサイズ、第 1および第 2電極 24a, 24bの間隔 L4、第 1および第 2平板導電体部 2 3a, 23bの間隔 L1および第 2誘電体部 26を形成する誘電体を設定する。移相器 20 を作製するとき、まず第 1誘電体部 25を形成する誘電体材料および第 2誘電体部 26 を形成する誘電体材料を決定し、次に第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bの間隔 L1を決定した後、第 1誘電体部 25のサイズを決定し、これに伴って第 1および第 2 電極 24a, 24bの間隔 L4が決定する。

第 1および第 2電極 24a, 24bによって電界が印加される第 1誘電体部 25の伝播方向 Xの長さ L5は、必要な位相変化が得られる長さに選ばれ、たとえば誘電体部 22を伝播する電磁波の波長の（2m— 1) /4 (mは自然数）に選ばれる。これによつて、伝播方向 Xに沿って他の伝送線路から移相器 20へ入射する接続界面で反射する反射波と移相器 20を通過して移相器 20から他の伝送線路へ出力する接続界面で反射して他の伝送線路へ戻っていく反射波との位相差を、 π (rad)として、反射波を打ち消すことができ、移相器 20と他の伝送線路との界面における反射が低減され、挿入損失を低減することができる。

以上のように移相器 20によれば、電磁波は、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23 bおよび第 2誘電体部 26に挟まれる第 1誘電体部 25を主に伝播する。第 1誘電体部 25の誘電率が変化することによって、電磁波の位相の変化に与える影響を大きくして、必要な位相変化を得るための線路長を短くすることができ、移相器 20を小形に形成することができる。また、機械的な駆動部分がないため、耐久性に優れた信頼性の高、移相器を実現することができる。

また第 1および第 2電極 24a, 24bは、誘電体部 22に埋設されて設けられ、かつ第 1誘電体部 25を伝播する電磁波の周波数に対する表皮厚さよりも薄く形成される。これによって、第 1および第 2電極 24a, 24bを第 1誘電体部 25に接触して設けても、伝播する電磁波が、第 1および第 2電極 24a, 24bを透過することができるので、カツトオフになることなく電磁波を伝播することができ、導波モードに影響を与えることがない。また第 1および第 2電極 24a, 24bを埋設することによる伝送損失を抑制した状態で、第 1および第 2電極 24a, 24bによって第 1誘電体部 25に大きな電界強度の電界を印加することができ、電磁波の位相を安定に変化させることができる。したがって、第 1誘電体部 25に電界を印加するために第 1および第 2電極 24a, 24bに与える電圧を小さくしても、第 1誘電体部 25に大きな電界強度の電界が与えられ、また伝送線路の線路長が短くても、第 1誘電体部 25に大きな電界強度の電界が与えられるので、伝送線路の線路長の単位長さあたりの位相変化量を大きくして、小型で、かつ低電圧で動作させることができる移相器 20を実現することができる。

また移相器 20では、誘電体部 22を伝播する電磁波の周波数を、カットオフ周波数付近に選ぶことによって、カットオフ周波数付近では短い線路長でも大きな位相変化が得られるので、移相器 20を小形に形成することができる。

本実施の形態では、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bの間隔は、第 2誘電体部 26中を伝播する電磁波の波長の 2分の 1以下としたが、本発明のさらに他の実施の形態では、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bの間隔は、第 2誘電体部 26中を伝播する電磁波の波長の 2分の 1よりも大きくしてもよい。この場合には、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bおよび誘電体部 22によって Hガイドが構成され、図 1〖こ示す実施の形態の移相器 20よりも伝送損失は大きくなるが、同様の効果を達成することができる。

また本実施の形態では、第 1および第 2電極 24a, 24bは伝播方向 Xにおいて第 1 入出力端 22aから第 2入出力端 22bにわたつて形成されるが、第 1および第 2電極 24 a, 24bは、伝播方向 Xにおいて、不連続に形成されてもよい。

また前述した実施の形態の移相器 20では、第 1誘電体部 25は、誘電率が変化する物質から成るが、本発明の実施のさらに他の形態において、第 1誘電体部 25は、誘電率が変化する物質から成る変化部を含む構成であればよい。前記変化部は、電界強度が高くなる部分に形成されるのが好ましぐたとえば幅方向 Yおよび厚さ方向 Zの中央部に形成される。このような構成にすると、第 1誘電体部 25のうち変化部が占める割合と、第 1誘電体部 25のうち変化部が形成される領域とに応じて、同じ大きさで移相器を作製したときに得られる位相変化量が決定され、第 1誘電体部 25全体が誘電率が変化する物質から成る場合よりも、位相変化量は小さくなるが、前述の実施の形態と同様に、小型な移相器を提供することができる。

図 2は、本発明の実施の他の形態の移相器 30を模式的に示す断面図である。移相器 30は、誘電体部 22と、一対の第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bと、一対の第 1および第 2電極 24a, 24bと、電圧印加手段 19とを含んで構成される。本発明の実施の形態の移相器 30は、略直方体形状に形成される。移相器 30における電磁波の伝播方向 Xに垂直な断面は、移相器 30の前記伝播方向 Xの両端部にわたって同形状である。

本実施の形態の移相器 30は、前述した図 1に示す移相器 20と類似し、電極の構成および電極が設けられる位置が異なるのみであるので、前述の実施の形態と同様の構成には、同様の参照符号を付して、その説明を省略する。

移相器 30は、誘電体部 22と、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bと、複数の電極 Tl, T2, · ··, Tn- 1, Τηと、電圧印加手段 19とを含んで構成される。前述した実施の移相器 20では、第 1および第 2誘電体部 25, 26の間に、第 1および第 2電極 24 a, 24bが設けられる力本実施の形態の移相器 30では、第 1誘電体部 25に複数の電極 Tl, T2, · ··, Tn - 1, Τη (記号 ηは 2以上の自然数）が埋設されて設けられる。以下、各電極 Tl, Τ2, · ··, Tn - 1, Tnを総称する場合、および各電極 Tl, T2, · ··, Tn - 1, Tnのうち不特定のものをさす場合、「電極 T」という。第 2誘電体部 26 は、第 1誘電体部 25を挟持し、すなわち厚さ方向 Ζにおいて第 1誘電体部 25の両側に設けられる。

電極 Τは、前記厚さ方向 Ζに相互に間隔をあけて設けられる。また電極 Τの厚さ L7 は、第 1および第 2電極 24a, 24bと同様に選ばれる。電極 Tは、前述した第 1および第 2電極 24a, 24bと同様な形状および同様な物質によって形成される。電極 Tは、その厚さ方向が前記厚さ方向 Zに平行となるように設けられる。

厚さ方向 Zに相互に隣接する電極 Tは、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bのうち異なる平板導電体部に接続される。すなわち電極 Tのうち、厚さ方向 Zの第 1方向に向かって奇数番目の電極 Tl, T3, · ··, Tm- 2, Tm (記号 mは正の奇数）は、第 1 平板導電体部 23aに接続され、厚さ方向 Zの第 1方向に向力つて偶数番目の電極 T 2, T4, · ··, Tk- 2, Tk (記号 kは正の偶数）は、第 2平板導電体部 23bに接続されるこのように電極 Tを、第 1または第 2平板導電体部 23a, 23bに接続することによって、第 1または第 2平板導電体部 23a, 23bに電圧を印加すると、隣接する電極 Tに電位差が生じ、第 1誘電体部 25に電界を印加することができる。電極 Tを多数形成しても、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bに電圧を印加するだけで、相互に隣接する電極 Tによって電圧を印加することができ、各電極 Tに電圧を印加するための配線を個別に形成する必要がない。

電極 Tの数は、多くしたほうが、第 1誘電体部 25に印加することができる電界強度が高くなり、位相変化を大きくすることができるので好ましいが、多過ぎると損失が増加する。損失は、電極 Tの厚さ L7の総和によって決定される。電極 Tの抵抗率が 1 X 10 ^_4 ( Ω ·πι)の場合で実用上は、電極 Τの厚さ L7の総和が 30nm以下とするのが好ましぐ電極 Tの抵抗率が 1 X 10^_3 ( Ω ·πι)の場合で実用上は、電極 Τの厚さ L7の総和が 320nm以下とするのが好ましい。

また電極 Tは、この電極 Tが接続されない第 1または第 2平板導電体部 23a, 23bに離間して設けられる。

移相器 30によれば、電極 Tは、第 1誘電体部 25に埋設されるので、第 1誘電体部 2 5に効果的に電界を印加することができ、また電極 Tの間隔をより近づけることによつて、より大きな電界強度を第 1誘電体部 25に与えることができ、より小型かつ低電圧で動作させることができる。

また第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bに電圧を印加するだけで、相互に隣接する電極 Tによって電圧を印加することができ、各電極 Tに電圧を印加するための配線を個別に形成する必要がなぐ回路基板に簡単に実施することができる。

図 3は、移相器 30の製造工程を示すフローチャートであり、図 4A〜図 4Cは、移相器 30の製造工程を示す模式図である。移相器 30の製造工程を開始すると、ステップ siからステップ s2に移る。ステップ s2では、基板 31の第 1表面 31aに積層して、所定の誘電率を有する誘電体から成る第 1誘電体膜 32を形成し、ステップ s3に移る。基板 31は、たとえば MgO単結晶によって形成される。

ステップ s3では、第 1誘電体膜 32に積層して、予め定める電磁波の周波数 (使用周波数）に対する表皮厚さよりも薄い電極膜 33、および前記第 1誘電体膜 32よりも誘電率が高ぐかつ印加電圧の大きさに応じて、誘電率が変化する第 2誘電体膜 34を交互に積層して成る積層体 35を形成する。ステップ s3では、各電極膜 33が積層される方向に相互に隣接する電極膜 33を、その一部が重なるように形成する。電極膜 33は、シリコン（Si)、ゲルマニウム（Ge)および砒化ガリウム（GaAs)などの半導体材料、あるいは窒化タンタルおよび NiCr合金などの高抵抗材料を用いて形成される。また第 2誘電体膜 34は、たとえば Ba Sr TiO (略称 BST)、 Mg Ca TiO、 Z

(l -x) x 3 (1 -x) x 3 n Sn TiO、 BaO— PbO— Nd O—TiO、または Bi Zn Nb Oなどによ

(l -x) x 3 2 3 3 1. 5 1. 0 1. 5 7 つて形成される。

図 5は、ステップ s3において電極膜 33および第 2誘電体膜 34を複数積層するときの様子を示す平面図である。電極膜 33を形成する際には、矩形状の貫通孔を有するメタルマスクを用い、その貫通孔に対応する部位にのみ電極膜 33が付着するように成膜する。これによつて電極膜 33の成膜と同時に、ノターン形成を行うことができる。電極膜 33を形成した後、この電極膜 33を覆って積層部分の全面にわたって第 2 誘電体膜 34が形成され、第 2誘電体膜 34に積層して再び電極膜 33が形成される。電極膜 33を形成する際、各電極膜 33が積層される方向に相互に隣接する電極膜 3 3を、その一部が重なるように、電極膜 33および第 2誘電体膜 34が積層される方向に垂直な所定の方向 Fにおいて第 1方向 F1寄りおよび第 2方向 F2寄りに形成位置を変える。各電極膜 33の大きさは等しいので、隣接する電極膜 33を形成する際に、メタルマスクを所定の方向 Fの第 1方向 F1または第 2方向 F2にずらして電極膜 33を形成することによって、積層される方向に一部が重なった複数の電極膜 33を形成することができる。図 5に、相互に隣接する電極膜 33が重なる部分を斜線で示している次にステップ s4に移り、ステップ s4では、積層体 35に第 2誘電体膜 34よりも誘電率が低い第 3の誘電体膜 36を形成する。第 3の誘電体膜 36は、第 1の誘電体膜 32と同じ物質によって形成され、ガラス、単結晶、セラミックスまたは榭脂によって形成される。また第 1誘電体膜 32と第 3誘電体膜 36とは、同じ膜厚に形成される。ステップ s 4が終了すると、図 4Aに示される積層体を得ることができる。

次にステップ s5に移り、ステップ s5では、第 1誘電体膜 32、積層体 35および第 3誘電体膜 36をエッチングして、図 4Bに示される凸部 37を形成する。凸部 37は、第 1誘電体膜 32、積層体 35および第 3誘電体膜 36の一部分をそれぞれ含んで形成される。凸部 37は、電極膜 33および第 2誘電体膜 32が積層される方向において相互に対向する一対の端面 38a, 38bのうちの第 1端面 38aから、所定の方向 Fの第 1方向 F1 寄りに形成された電極膜 33が露出し、かつ相互に対向する一対の端面 38a, 38bのうち第 2端面 39bから、所定の方向 Fの第 2方向 F2寄りに形成された電極膜 33が露出するように形成される。エッチングにはケミカルドライエッチング、リアクティブイオンエッチングまたはウエットエッチングなどの周知のエッチング方法を用いることができる。電極膜 33よりも第 2誘電体膜 34のエッチングレートが高くなるように、電極膜 33の材質および第 2誘電体膜 34の材質を予め選択しておく。これによつて、前記凸部 37 第 1および第 2端面 38a, 38bに電極膜 33の端部を露出させることができる。たとえば、図 4A〜図 4Cの仮想線 39で示す領域外をエッチングによって除去する。これによつて、第 1方向 F1の端面に露出し、かつ第 2方向 F2の端面には露出しない電極 Ta と、第 1方向 Flの端面に露出せず、かつ第 2方向 F2の端面には露出する電極 Tbとが形成される。

次にステップ s6に移り、ステップ s6では、前記凸部の、前記第 1および第 2端面 38a , 38bに、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bを形成して、図 4Cに示すように移相器 30を形成する。第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bは、前記凸部 37を覆つて導電性膜を形成し、フォトリソグラフィによって前記導電性膜のうち、前記第 1および第 2端面 38a, 38bを除く部分を除去することによって形成される。ステップ s6が終了すると、ステップ s7に移り、製造工程を終了する。第 1〜第 3誘電体膜 32, 34, 36 は、電極膜 33の作製には、真空蒸着、スパッタリングまたは CVD (Chemical Vapor D eposition)などの周知の薄膜形成方法を使用することができる。

以上のような工程を経て、電極膜 33の積層方向において、偶数番目の電極 Tと、奇数番目の電極 Tとが、異なる平板導電体部に接続された移相器 30を実現することができる。このような製造工程によって、積層された電極膜 33を第 1端面 38aおよび第 2端面 38bに精度良く確実に引き出すことができ、従来力も用いられている半導体プロセスに適した製造方法で移相器 30を形成することができるので、小型で、かつ精度が良ぐ特性の安定した移相器を量産性良く製造することができる。

また複数の貫通孔が形成されたフォトマスクを用いて電極膜 33を形成することによつて、基板 31上に複数の移相器 30を形成することができる。隣接する移相器 30の間の基板 31の境界部をダイシングして、個別に切り出してもよ!、。

図 6は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 40を模式的に示す斜視図である。本実施の形態において、前述した各実施の形態の構成と同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する。移相器 40における電磁波の伝播方向 Xに垂直な断面は、移相器 40の前記伝播方向 Xの端面と同形状である。

移相器 40は、非放射性誘電体線路 (NRDガイド)を形成する。誘電体部 42と、第 1 および第 2平板導電体部 23a, 23bと、第 1および第 2電極 24a, 24bと、電圧印加手段 19とを含んで構成される。誘電体部 42は直方体形状に形成される。

誘電体部 42は、第 1誘電体部 44および第 2誘電体部 45を含んで構成され、第 1および第 2電極 24a, 24bが埋設されて形成される。第 1誘電体部 44は、前述した実施の形態の第 1誘電体部 25と同様の物質によって形成され、第 2誘電体部 45は、前述した実施の形態の第 2誘電体部 26と同様の物質によって形成される。

誘電体部 42は、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bに挟持されて設けられる。誘電体部 42と第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bとの積層方向 Zおよび電磁波の伝播方向 Xに垂直な幅方向 Yにおいて、誘電体部 42は、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bの端部力も離間して設けられる。

前記積層方向 Zの中央部に第 1誘電体部 44が設けられる。第 1誘電体部 44の前記積層方向 Zの両側には、第 2誘電体部 45が設けられる。第 1および第 2電極 24a, 24bは、第 1誘電体部 44の厚さ方向 Zの両端面上に積層して設けられ、第 1誘電体部 44を挟持して、第 1および第 2誘電体部 44, 45の間に埋設されて設けられる。第 1 および第 2電極 24a, 24bは、第 1誘電体部 44の厚さ方向 Zの両端面上にわたって形成される。

第 2誘電体部 46は、第 1誘電体部 45を挟んで対象に形成され、第 1および第 2電極 24a, 24bは、第 1誘電体部 45を挟んで対象に形成される。

第 1および第 2電極 24a, 24bには、電圧印加手段 19が接続され、移相器 40を伝播する電磁波の位相を変化させることができ、前述の実施の形態の各移相器と同様の効果を達成することができる。

図 7は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 50を模式的に示す斜視図である。本実施の形態において、前述した各実施の形態の構成と同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する。移相器 50における電磁波の伝播方向 Xに垂直な断面は、移相器 50の前記伝播方向 Xの端面と同形状である。

移相器 50は、イメージ線路を形成する。移相器 50は、接地導体板 51と、誘電体部 52と、電極 53とを含んで構成される。接地導体板 51は、直方体形状に形成され、厚さ方向 Zの第 1表面 51aが平面に形成される。第 1表面 51aには、誘電体部 52が積層して設けられる。

誘電体部 52は、第 1誘電体部 54および第 2誘電体部 55を含んで構成され、電極 5 3が埋設されて形成される。第 1表面 51aに第 1誘電体部 54が積層され、第 1誘電体部 25に電極 53が積層され、電極 53に第 2誘電体部 26が積層される。第 1誘電体部 54、電極 53および第 2誘電体部 55の積層体 56は、直方体形状に形成され、伝播方向 Xにおいて接地導体板 51の両端部間にわたって形成される。前記積層体 56は、接地導体板 51の幅方向 Yの端部力も離間して設けられる。

第 1誘電体部 54は、前述した実施の形態の第 1誘電体部 25と同様の物質によって形成され、第 2誘電体部 55は、前述した実施の形態の第 1誘電体部 25と同様の物質または第 2誘電体部 26と同様の物質によって形成され、電極 53は、前述した実施の形態の第 1および第 2電極 24a, 24bと同様の物質で、かつ同様の厚さに形成され、接地導体板 51は、前述した実施の形態の平板導電体部 23a, 23bと同様の物質によって形成される。

第 2誘電体部 55の厚さ方向の寸法 L11は、電極 53と接地導体板 51の間に所定の電圧を印加して第 1誘電体部 54の誘電率が小さくなつたときのカットオフ周波数を fc とし、使用周波数、すなわち誘電体部 52を伝播させる電磁波の周波数を fとしたとき、 1. 03<f/fc< l. 5となるように、好ましくは、 1. 03<f/fc< l. 2となるように選ば、れる。

電極 53および接地導体板 51には、電圧印加手段 19が接続され、移相器 40を伝播する電磁波の位相を変化させることができ、前述の実施の形態の各移相器と同様の効果を達成することができる。

図 8は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 60を模式的に示す斜視図である。本実施の形態において、前述した各実施の形態の構成と同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する。移相器 60における電磁波の伝播方向 Xに垂直な断面は、移相器 60の前記伝播方向 Xの端面と同形状である。

移相器 60は、イメージ線路を形成する。移相器 60は、接地導体板 51と、誘電体部 61と、電極 63とを含んで構成される。

誘電体部 61は、前述した実施の形態の第 1誘電体部 25と同様の物質によって形成され、直方体形状に形成され、伝播方向 Xにおいて接地導体板 51の両端部間にわたって形成される。前記誘電体部 61は、接地導体板 51の幅方向 Yの端部力も離間して設けられる。

誘電体部 61には、電極 63が埋設されて形成される。電極 63は、前記厚さ方向 Zに予め定める間隔 L32をあけて形成される第 1電極 63aと第 2電極 63bから構成される。予め定める間隔 L32は、たとえば 0. 1 μ m〜50 μ mのように選ばれる。 L32を小さくしたほうが、誘電体部 61に印加することができる電界強度が高くなり、位相変化を大きくすることができるので好ましいが、小さくし過ぎると損失が増加する。 L32を大きくし過ぎると誘電体部 61に印加できる電界強度が小さくなつて所望の位相変化を得るのに必要な線路長が長くなり、移相器が大きくなつてしまう。

誘電体部 61は、直方体形状でかつ板状に形成され、誘電体部 61の伝播方向 Xの両端部間にわたって形成される。第 1電極 63aおよび第 2電極 63bのそれぞれの厚さは、前述した第 1および第 2電極 24a, 24bと同様に選ばれる。また第 1電極 63aの幅方向 Yの長さは、第 2電極 63bに接触しない範囲で、可及的に大きくなるように選ばれる。

誘電体部 61は、伝播方向 Xに垂直な断面において、幅方向 Yに蛇行しながら厚さ方向 Zに延びるように形成される。

第 2電極 63bの厚さ方向 Zにおける接地導体板 51側の端部は、接地導体板 51に接続される。

第 1および第 2電極 63a, 63bには、電圧印加手段 19が接続され、移相器 60では、前述した各移相器と同様に、伝播する電磁波の位相を変化させることができ、前述の実施の形態の各移相器と同様の効果を達成することができる。

図 9は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 70を模式的に示す斜視図である。本実施の形態において、前述した各実施の形態の構成と同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する。移相器 70における電磁波の伝播方向 Xに垂直な断面は、移相器 70の前記伝播方向 Xの端面と同形状である。移相器 70は、直方体形状に形成される。

移相器 70は、ストリップ線路を形成する。移相器 70は、ストリップ導体部 71と、誘電体部 72と、第 1および第 2電極 24a, 24bと、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23b とを含んで構成される。

ストリップ導体部 71は、導電体によって形成され、直方体形状に形成される。ストリップ導体部 71は、前述した第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bと同様の物質によつて形成される。ストリップ導体部 71は、誘電体部 72に埋設されて形成される。

誘電体部 72は、直方体形状に形成される。誘電体部 72には、前記ストリップ導体部 71が、誘電体部 72の端面からストリップ導体部 71の延在方向の両端部を露出させた状態で埋設される。すなわちストリップ導体部 71の延在方向は、電磁波の伝播方向 Xである。ストリップ導体部 71は、誘電体部 72の中央部に形成される。

誘電体部 72の前記厚さ方向 Zの両端面には、第 1および第 2平板導電体部 23a, 2 3bがそれぞれ設けられ、誘電体部 72は第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bに挟まれて挟持される。ストリップ導体部 71は、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bに平行に形成される。ストリップ導体部 71の前記厚さ方向 Zの寸法は、前記幅方向 Yの寸法よりも小さく形成される。

誘電体部 72は、第 1および第 2誘電体部 74, 75を含んで構成される。第 1誘電体部 74は、前述した実施の形態の第 1誘電体部 25と同様の物質によって形成され、第 2誘電体部 75は、前述した実施の形態の第 2誘電体部 26と同様の物質および同様の厚さに形成される。

第 1誘電体部 74は、ストリップ導体部 71の厚さ方向 Zの両側にそれぞれ設けられ、ストリップ導体部 71を挟持して設けられる。第 1誘電体部 74は、ストリップ導体部 71 の厚さ方向 Zの両端面上の全面にわたって形成され、第 1誘電体部 74とストリップ導体部 71との積層体 76は直方体形状に形成される。

第 2誘電体部 75は、前記積層体 76を外囲して設けられる。第 1および第 2誘電体部 74, 75の間に第 1および第 2電極 24a, 24bがそれぞれ埋設されて形成される。第 1および第 2電極 24a, 24bは、前記積層体 76の厚さ方向 Zの両側にそれぞれ設けられ、積層体 76を挟持して設けられる。第 1および第 2電極 24a, 24bは、積層体 76の前記厚さ方向 Zの端面上の全面にわたって形成される。

ストリップ導体部 71と第 1および第 2電極 24a, 24bとには、電圧印加手段 19が接続され、ストリップ導体部 71と第 2電極 24aとの間に電圧を印加し、またストリップ導体部 71と第 2電極 24bとの間に電圧を印加することによって、移相器 70を伝播する電磁波の位相を変化させることができ、前述の実施の形態の各移相器と同様の効果を達成することができる。図 10は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 80を模式的に示す斜視図である。本実施の形態において、前述した各実施の形態の構成と同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する。移相器 80は、直方体形状に形成される。移相器 80における電磁波の伝播方向 Xに垂直な断面は、移相器 80の前記伝播方向 Xの端面と同形状である。移相器 80は、直方体形状に形成される。

移相器 80は、ストリップ線路を形成する。移相器 80は、ストリップ導体部 71と、誘電体部 82と、第 1および第 2電極 24a, 24bと、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23b とを含んで構成される。

誘電体部 82は、直方体形状に形成される。誘電体部 82には、前記ストリップ導体部 71が、誘電体部 82の端面からストリップ導体部 71の延在方向の両端部を露出させた状態で埋設される。すなわちストリップ導体部 71の延在方向は、電磁波の伝播方向 Xである。ストリップ導体部 71は、誘電体部 82の中央部に形成される。

誘電体部 82の前記厚さ方向 Zの両端面には、第 1および第 2平板導電体部 23a, 2 3bがそれぞれ設けられ、誘電体部 82は第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bに挟まれて挟持される。ストリップ導体部 71は、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bに平行に形成される。ストリップ導体部 71の前記厚さ方向 Zの寸法は、前記幅方向 Yの寸法よりも小さく形成される。

誘電体部 82は、第 1および第 2誘電体部 84, 85を含んで構成される。第 1誘電体部 84は、前述した実施の形態の第 1誘電体部 25と同様の物質によって形成され、第 2誘電体部 85は、前述した実施の形態の第 2誘電体部 26と同様の物質によって形成される。

第 1誘電体部 84は、ストリップ導体部 71の厚さ方向 Zの両側にそれぞれ、ストリップ導体部 71から離間して設けられる。第 1誘電体部 84は、誘電体部 82の幅方向 Yおよび厚さ方向 Zの両端部間にわたって形成される。第 1誘電体部 84は、ストリップ導体部 71に関して厚さ方向 Zにおいて等しい距離に設けられ、すなわちストリップ導体部 71の軸線を含み厚さ方向 Zに垂直な仮想一平面に関して面対称に形成される。各第 1誘電体部 84は、第 2誘電体部 85に挟まれて設けられる。

第 1および第 2電極 24a, 24bは、各第 1誘電体部 84の厚さ方向 Zの両側にそれぞれ設けられ、第 1誘電体部 84を挟持して、すなわち第 1誘電体部 84の両側に設けられ、第 1および第 2誘電体部 84, 85の間に埋設されて設けられる。第 1および第 2電極 24a, 24bは、第 1誘電体部 84の前記厚さ方向 Zの端面上の全面にわたってそれぞれが形成される。

また各誘電体部 84, 85は、厚さ方向 Zにおいて、ストリップ導体部 71と第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bとの間で、伝播電磁波の電界強度の大きなストリップ導体部 71寄りの位置に設けられる。

各第 1および第 2電極 24a, 24bには、それぞれ電圧印加手段 19が接続され、移相器 80を伝播する電磁波の位相を変化させることができ、前述の実施の形態の各移相器と同様の効果を達成することができる。

図 11は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 90を模式的に示す斜視図である。本実施の形態において、前述した各実施の形態の構成と同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する。移相器 90における電磁波の伝播方向 X に垂直な断面は、移相器 90の前記伝播方向 Xの端面と同形状である。

移相器 90は、マイクロストリップ線路を形成する。移相器 90は、ストリップ導体部 71 と、接地導体板 51と、誘電体部 92と、電極 93とを含んで構成される。誘電体部 92は、直方体形状に形成される。

誘電体部 92の厚さ方向 Zの第 1表面 92a上には、ストリップ導体部 71が積層されて設けられる。ストリップ導体部 71は、伝播方向 Xにおいて誘電体部 92の両端部間にわたって、誘電体部 92の幅方向 Yの中央に形成され、誘電体部 92の幅方向 Yの端部から離間して設けられる。誘電体部 92の厚さ方向 Zの第 2表面 92b上には、全面にわたつて接地導体板 51が積層して形成される。

誘電体部 92は、第 1誘電体部 94および第 2誘電体部 95を含んで構成され、電極 9 3が埋設されて形成される。第 1誘電体部 94は、前述した実施の形態の第 1誘電体部 25と同様の物質によって形成され、第 2誘電体部 95は、前述した実施の形態の第 2誘電体部 26と同様の物質によって形成され、電極 93は、前述した実施の形態の第 1および第 2電極 24a, 24bと同様の物質で、かつ同様の厚さに形成される。

電極 93は、厚さ方向 Zにおいて第 1誘電体部 94のストリップ導体部 71が積層される第 1端面 94aとは反対側の第 2端面 94bに積層され、第 1および第 2誘電体部 94, 95との間に埋設されて設けられる。電極 93は、第 1誘電体部 94の第 2端面 94bの全面にわたつて積層して形成される。

電極 93およびストリップ導体部 71には、電圧印加手段 19が接続され、移相器 90を伝播する電磁波の位相を変化させることができ、前述の実施の形態の各移相器と同様の効果を達成することができる。

図 12は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 100を模式的に示す斜視図である。本実施の形態において、前述した各実施の形態の構成と同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する。移相器 100は、直方体形状に形成される。移相器 100における電磁波の伝播方向 Xに垂直な断面は、移相器 100の前記伝播方向 Xの端面と同形状である。

移相器 100は、マイクロストリップ線路を形成する。移相器 100は、ストリップ導体部 71と、接地導体板 51と、誘電体部 102と、第 1および第 2電極 24a, 24bを含んで構成される。

誘電体部 102の厚さ方向 Zの第 1表面 102a上には、ストリップ導体部 71が積層されて設けられる。ストリップ導体部 71は、伝播方向 Xにおいて誘電体部 102の両端部間にわたって、誘電体部 102の幅方向 Yの中央に形成され、誘電体部 102の幅方向 Yの端部力所定の距離離間して設けられる。誘電体部 102の厚さ方向 Zの第 2表面 102b上には、全面にわたつて接地導体板 51が積層して形成される。

誘電体部 102は、第 1誘電体部 104および第 2誘電体部 105を含んで構成され、第 1および第 2電極 24a, 24bが埋設されて形成される。第 1誘電体部 104は、前述した実施の形態の第 1誘電体部 25と同様の物質によって形成され、第 2誘電体部 105 は、前述した実施の形態の第 2誘電体部 26と同様の物質によって形成される。

第 1誘電体部 104は、ストリップ導体部 71と、接地導体板 51との間で、ストリップ導体部 71から離間して設けられる。第 1誘電体部 104は、誘電体部 102の幅方向 Yおよび厚さ方向 Zの両端部間にわたって形成される。第 1誘電体部 104は、第 2誘電体部 105に挟まれて設けられる。

第 1および第 2電極 24a, 24bは、第 1誘電体部 104の厚さ方向 Zの両側にそれぞれ設けられ、第 1誘電体部 104を挟持して設けられ、第 1および第 2誘電体部 104, 1 05の間に埋設されて設けられる。第 1および第 2電極 24a, 24bは、第 1誘電体部 10 5の前記厚さ方向 Zの端面上の全面にわたってそれぞれが形成される。

また第 1誘電体部 104は、厚さ方向 Zにおいて、ストリップ導体部 71と接地導体板 5 1との間で、伝播電磁波の電界強度の大きなストリップ導体部 71寄りの位置に設けられる。

第 1および第 2電極 24a, 24bには、それぞれ電圧印加手段 19が接続され、移相器 100を伝播する電磁波の位相を変化させることができ、前述の実施の形態の各移相器と同様の効果を達成することができる。

図 13は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 110を模式的に示す斜視図である。本実施の形態において、前述した各実施の形態の構成と同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する。移相器 110における電磁波の伝播方向 Xに垂直な断面は、移相器 110の前記伝播方向 Xの端面と同形状である。

移相器 110は、コプレーナ線路を形成する。移相器 110は、ストリップ導体部 71と、グランド導体部 111と、誘電体部 112と、第 1および第 2電極 24a, 24bとを含んで構成される。誘電体部 112は、直方体形状に形成される。

誘電体部 112の厚さ方向 Zの第 1表面 112a上には、ストリップ導体部 71が積層されて設けられる。ストリップ導体部 71は、伝播方向 Xにおいて誘電体部 112の両端部間にわたって、誘電体部 112の幅方向 Yの中央に形成される。第 1表面 112a上には、ストリップ導体部 71の幅方向 Yの両側に、ストリップ導体部 71から離間して、グランド導体部 111がそれぞれ形成される。グランド導体部 111は、ストリップ導体部 71に沿って形成される。グランド導体部 111は、ストリップ導体部 71と同様な厚さに形成され、誘電体部 112の幅方向 Yの端部にわたつて形成される。

誘電体部 112は、第 1誘電体部 114および第 2誘電体部 115を含んで構成され、第 1および第 2電極 24a, 24bが埋設されて形成される。第 1誘電体部 114は、前述した実施の形態の第 1誘電体部 25と同様の物質によって形成され、第 2誘電体部 115 は、前述した実施の形態の第 2誘電体部 26と同様の物質によって形成される。

第 1誘電体部 114は、ストリップ導体部 71およびグランド導体部 111から厚さ方向 Z に離間して設けられる。第 1誘電体部 114は、誘電体部 102の幅方向 Yおよび厚さ方向 Zの両端部間にわたって形成される。第 1誘電体部 114は、第 2誘電体部 115に挟まれて設けられる。

第 1および第 2電極 24a, 24bは、第 1誘電体部 114の厚さ方向 Zの両側にそれぞれ設けられ、第 1誘電体部 114を挟持して設けられ、第 1および第 2誘電体部 114, 1 15の間に埋設されて設けられる。第 1および第 2電極 24a, 24bは、第 1誘電体部 11 4の前記厚さ方向 Zの端面上の全面にわたってそれぞれが形成される。

また第 1誘電体部 114は、厚さ方向 Zにおいて、伝播電磁波の電界強度の大きなストリップ導体部 71およびグランド導体部 111からできるだけ近、位置に設けられる。第 1および第 2電極 24a, 24bには、それぞれ電圧印加手段 19が接続され、移相器 110を伝播する電磁波の位相を変化させることができ、前述の実施の形態の各移相器と同様の効果を達成することができる。

前述した第 1誘電体部 45, 54, 74, 84, 94, 104, 114の厚さ方向 Zの寸法 L9, L 10, L12, L13, L14, L15,： L17は、たとえば 0. 1 m〜 50 mのように選ばれる。寸法 L9, L10, L12, L13, L14, L15,： L17力^). 1 mよりも/ J、さいと誘電率の変化する部分が小さくなるため所望の位相変化を得るのに必要な線路長が長くなり、移ネ目器力 S大さくなつてしまう。寸法 9, L10, L12, L13, L14, L15, 17力 50 /ζ πιよりも大きいと印加できる電界強度が小さくなつて所望の位相変化を得るのに必要な線路長が長くなり、移相器が大きくなつてしまう。また寸法 L9, L10, L12, L13, L14, L15, L17を大きくして、前述したように電極を積層構造にすると、電極による損失が大きくなつてしまう。

図 14は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 120を模式的に示す斜視図である。本実施の形態において、前述した各実施の形態の構成と同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する。移相器 120における電磁波の伝播方向 Xに垂直な断面は、移相器 120の前記伝播方向 Xの端面と同形状である。

移相器 120は、スロット線路を形成する。移相器 20は、スロット導体部 121と、誘電体部 112と、第 1および第 2電極 24a, 24bとを含んで構成される。

誘電体部 112の厚さ方向 Zの第 1表面 112a上には、スロット導体部 121が積層されて設けられる。スロット導体部 121は、前述したストリップ導体部 71と同様な物質によつて形成され、同様の厚さに形成される。スロット導体部 121は、誘電体部 112の幅方向 Yの中央部を除いて誘電体部 112に積層される。スロット導体部 121は、第 1スロット導体部 121a、および第 2スロット導体部 121bを有する。第 1スロット導体部 121 aおよび第 2スロット導体部 121bは、前記幅方向 Yに離間して設けられる。

第 1および第 2電極 24a, 24bには、それぞれ電圧印加手段 19が接続され、移相器 20を伝播する電磁波の位相を変化させることができ、前述の実施の形態の各移相器と同様の効果を達成することができる。

図 1は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 130を模式的に示す断面図である。移相器 130は、電磁波が伝搬する誘電体部 2と、誘電体部 2を外囲して導波管を形成する導電体部 3とを含んで構成される。本発明の実施の形態の移相器 130は、直方体形状に形成される。移相器 130における電磁波の伝播方向 Xに垂直な断面は、移相器 130の前記伝播方向 Xの端面と同形状である。

誘電体部 2は、誘電体から成り、印加電界に応じて、誘電率が変化する変化部を含んで形成される。本発明の実施の形態では、誘電体部 2は変化部から成り、第 1誘電体部 25と同様の材料によって形成される。

誘電体部 2は、電磁波が入出力する第 1および第 2入出力端 2a, 2bを有する。第 1 および第 2入出力端 2a, 2bは、電磁波が伝播する伝播方向 Xに沿って、伝播方向 X の端部にそれぞれ形成される。本発明の実施の形態では、誘電体部 2は、直方体形状に形成され、第 1および第 2入出力端 2a, 2bは、伝播方向 Xに垂直な平面によつて形成され、相互に対向して設けられる。誘電体部 2の、伝播方向 Xに垂直な断面は、矩形状となる。前記伝播方向 Xにそれぞれ垂直であって、かつ互いに垂直な方向を、「幅方向 Y」および「厚さ方向 Z」とそれぞれいう。本実施の形態では、幅方向 Yが、誘電体部 2の、伝播方向 Xに垂直な断面における短手方向であり、厚さ方向 Zが、誘電体部 2の、伝播方向 Xに垂直な断面における長手方向である。

導電体部 3は、導電体から成り、誘電体部 2に電界を印加するための一対の第 1および第 2電極 4a, 4bを含んで構成される。第 1および第 2電極 4a, 4bは、誘電体部 2 の外表面に積層して設けられる。本発明の実施の形態では、導電体部 3は、第 1および第 2電極 4a, 4b力ら成り、これら第 1および第 2電極 4a, 4bは、誘電体部 2の前記伝播方向 Xに沿う軸線 A1まわりに、誘電体部 2に密接して、誘電体部 2の前記伝播方向 Xの両端面を露出させた状態で、前記軸線 A1まわりに離間して誘電体部 2を外囲して導波管を形成する。第 1および第 2電極 4a, 4bは、独立して設けられ、すなわち非接触に設けられる。

第 1および第 2電極 4a, 4bは、誘電体部 2の前記伝播方向 Xにおける両端部間にわたって形成される。第 1および第 2電極 4a, 4bは、前記軸線 A1に関して回転対称に形成される。本発明の実施の形態では、第 1および第 2電極 4a, 4bは、伝播方向 Xに垂直な断面が略 U字形状に形成される。第 1電極 4aは、誘電体部 2の厚さ方向 Z における第 1端部 2c側力誘電体部 2を覆い、厚さ方向 Zにおける中間部まで延びる o第 2電極 4bは、誘電体部 2の厚さ方向 Zにおける第 2端部 2d側から誘電体部 2を覆い、厚さ方向に Zにおける中間部まで延びる。第 1および第 2電極 4a, 4bは、相互に接触しな！ヽように独立して形成され、誘電体部 2の外表面に沿って前記軸線 A1まわりに、予め定める距離 L18離間して形成される。前記予め定める距離 L18は、第 1および第 2電極 4a, 4bの間力誘電体部 2を伝播する電磁波の漏れないように選ばれ、第 1および第 2電極 4a, 4bによって形成される導波管の内寸法の長辺 (厚さ方向 Z の大きさ）の長さ aの 1Z2以下に選ばれる。

第 1および第 2電極 4a, 4bは、低い抵抗率の金属、誘電体部 2と高温での同時焼成が可能な金属、半田または導電性ペーストによって形成される。低い抵抗率の金属としては、金 (Au)、銅（Cu)、アルミニウム (A1)、白金（Pt)、チタン (Ti)、銀 (Ag) 、ノ《ラジウム (Pd)、亜鉛 (Zn)およびクロム (Cr)力なる群力選ばれる。第 1および第 2電極 4a, 4bは、金 (Au)、銅（Cu)、アルミニウム（A1)、白金（Pt)、チタン (Ti)、銀 (Ag)、パラジウム (Pd)、亜鉛 (Zn)およびクロム（Cr)力なる群力も選ばれる！/、ずれカ 1つ、もしくは少なくとも 2つを含む合金またはこれらの積層体によって形成されてもよい。誘電体部 2と高温での同時焼成が可能な金属としては、タングステン (W) などが用いられる。導電性ペーストとしては、金属フィラーとこの金属フィラーを結合するバインダ榭脂を含むものが用いられる。また第 1および第 2電極 4a, 4bは、 ITO ( Indium Tin Oxide)などの透明電極体によって形成されてもよい。第 1および第 2電極 4a, 4bは、低い抵抗率の金属によって形成されるのが好ましい。

第 1および第 2電極 4a, 4bの厚さは、誘電体部 2を伝播する電磁波に対する表皮厚さよりも大きく選ばれ、たとえば 1 μ mに選ばれる。

誘電体部 2には、この誘電体部 2と一体に形成される絶縁部 5a, 5bが設けられる。絶縁部 5a, 5bは、前記誘電体部 2と同じ物質によって形成される。絶縁部 5a, 5bは、前記軸線 Alまわりに第 1および第 2電極 4a, 4bの間に設けられ、隣接する第 1および第 2電極 4a, 4bが接触してしまうことを防止する。絶縁部 5a, 5bは、誘電体部 2の前記伝播方向 Xの両端部間にわたって設けられ、それぞれ第 1および第 2電極 4a, 4 bに接触して設けられる。

前記絶縁部 5a, 5bは、誘電体部 2の表面から幅方向 Yに、予め定める距離 L19突出する。予め定める距離 L19は、誘電体部 2に積層される第 1および第 2電極 4a, 4b の幅方向 Yにおける厚さに等しく選ばれる。前記予め定める距離 L19は、誘電体部 2 中を伝播する平面波の波長の（2η - 1) /4 (ηは自然数）に選ばれる。前述したよう

2 2

に予め定める距離 L18, L19を前述のように選ぶことによって、軸線 A1まわりに第 1 および第 2電極 4a, 4bが離間していても、この第 1および第 2電極 4a, 4bが離間する部分、すなわち絶縁部 5a, 5bから、誘電体部 2を伝播させる電磁波の漏洩を防止することがでさる。

移相器 130は、さらに電圧印加手段 19を含んで構成される。電圧印加手段 19は、一対の第 1および第 2電極 4a, 4b間に予め定める範囲の電圧を印加する電気回路によって実現される。電圧印加手段 19は、第 1および第 2電極 4a, 4bに接続されて、それぞれの電極に所定の電位を与えて、第 1および第 2電極 4a, 4b間に電圧を与える。これによつて、第 1および第 2電極 4a, 4bに挟まれる誘電体部 2に電界が印加される。電圧印加手段 19は、伝播する電磁波の周波数よりも低い周波数の交流電圧、または直流電圧を第 1および第 2電極 4a, 4bに印加する。電圧印加手段 19は、シフトすべき位相量に応じた電圧を第 1および第 2電極 4a, 4bに印加する。

電圧印加手段 19によって、一対の電極 4a, 4b間に電圧を印加し、また印加する電圧の大きさを予め定める範囲で変化させることによって、誘電体部 2を導波する電磁波の位相を、印加する電圧の大きさ、すなわち印加電界の大きさに応じて変化させることができる。誘電体部 2を形成する誘電体は、印加電界が大きくなると誘電率が小さくなり、これによつて誘電体部 2を導波する電磁波の位相を変化させることができる本発明の実施の形態では、導波管の TE モードで電磁波を伝播させるように、移

10

相器 130が形成される。

移相器 130は、誘電体導波管とみなすことができる。したがって移相器 130を、誘電体が導波管の導波路に充填された誘電体導波管とみなして説明する。ここでは印加電界に応じて、誘電体部 2を形成する誘電体の比誘電率 ε rが 800から 760の間で変化する場合にっヽて説明する。誘電体部 2を形成する誘電体の誘電損失を tan δとし、第 1および第 2電極 4a, 4bによって形成される導波管の内寸法の長辺 (厚さ方向 Zの大きさ）の長さを aとし、短辺（幅方向 Yの大きさ）の長さを b = aZ2とし、前記導波管を形成する導電体の電気伝導度を σとし、前記導波管のカットオフ周波数を f cとすると、 fcは式 2で表される。本発明においてカットオフ周波数とは、伝播する高周波信号が 3dB減衰する周波数のことである。

[数 2] —— … （2 ) 式 2において、は真空の透磁率であり、 ε は真空の誘電率である。したがって、

0 0

長さ aによって、カットオフ周波数が決定される。ここでは短辺の長さ bを b = aZ2としているが、短辺の長さ bは長辺の長さ aより小さければよい。短辺の長さ bが長辺の長さ aより大きくなると所望の TE モードに直交する TE モードが遮断モードでなくなり

10 01

、不要モードの発生があり得るため好ましくない。また、短辺の長さ bが小さくなりすぎると、導電体による導体損失が大きくなるため、短辺の長さ bは、 b = aZ2付近が望ましい。減衰定数を αとし、位相定数を βとすると、 αは式 3および式 4で表され、 βは式 5で表される。

[数 3] 4π f μ₀ε₀ε_Γ tan<J R, , ₂ ^ _{3 2} z-2 、

2β 2π b/¥ ,

β=π 4/²μ₀ε₀ε_Γ ( 5) 単位長さあたりの位相変化は、前記位相定数 j8の変化量 Δ βであり、この値が大きいほど移相器を小型にすることができることを示す。

図 16は、 fZfcと Δ βとの関係を示すグラフである。グラフの横軸は、使用周波数、すなわち誘電体部 2を導波させる電磁波の周波数 fを、カットオフ周波数 fcで除算した値 (fZfc)を表し、グラフの縦軸は位相定数 j8の変化量 Δ βを表す。ここでは、使用周波数 fが 77GHzのとき、導波管の内寸法の長辺 aを変化させて、カットオフ周波数 fcおよび位相定数 |8の変化量 Δ βを計算して、 fZfcと Δ βとの関係を示している図 16に示されるように、 fZfcが小さいほど Δ βが大きくなるので、 fZfcを小さくするほど小型化することができることがわかる。また誘電体部 2を導波する電磁波に、 36 0° の位相変化を与えるために必要な長さは、 fZfc = 2のときは 4. 7mmであるが、 f /fcく 1. 2のときは 3. 1mm以下にできる。

また図 17は、 fZfcと Δ iS/amaxZVとの関係を示した図である。グラフの横軸は fZfcを表し、グラフの縦軸は、位相定数 j8の変化量 Δ βを動作電圧で最大の減衰定数 aで除算して得られる一定の損失のもとで得られる位相変化量（ Δ |8 Z a max )を、動作電圧 Vで除算した値 (A β α max/V)を表す。 A β a maxZVは、移相器の性能指標とする。ここでは、 tanS =0. 05、 σ =9. 52X10⁶SZmの条件で Δ jSZamaxを計算し、比誘電率 ε rが 800から 760に変化するのに必要な電界強度が 17kVZcm、長辺方向（厚さ方向 Z)に電圧を印加するという条件で印加電圧 Vを計算し、 fZfcに対する Δ jSZamaxZVの関係を示している。図 17のグラフに示されるように、 Δ jSZamaxZVの値は、所定の fZfcで極大値を持つことがわかる。

fZfcが、 1. 03以下では、短い線路長で電磁波に大きな位相変化を与えることができるが、カットオフ状態に近づくために損失が大きくなる。また fZfc力 1. 5以上では、線路長を長くする必要があるとともに、第 1および第 2電極 4a, 4bに高い電圧を与える必要がある。 f/fcを、 1. 03< f/fc< l . 5に選ぶことによって、短い線路長で電磁波に大きな位相変化を与えることができるとともに、第 1および第 2電極 4a, 4b に与えるべき電圧を低く抑えることができるので、小型で、かつ低電圧で動作する移相器を実現することができる。 fZfcは、好ましくは、 1. 03<f/fc< l . 2に選ばれる。このような範囲に選ぶことによって、 Δ j8 Z a maxZV>0. 03にすることができるので、さらに低電圧で動作する移相器を実現することができる。

移相器 130は、第 1および第 2電極 4a, 4bが方形導波管を形成するので、カットォフ周波数 fcは、誘電体部 2を形成する誘電体の誘電率と、導波管の内寸法の長辺の長さ aとによって決定される。本実施の形態では、前記長さ a, bを、 a = 0. 08mm, b =0. 04mmとすることによって、比誘電率が 760のときのカットオフ周波数 fcを 68G Hzとしている。すなわち使用周波数 f= 77GHzのとき、 f/fc= l . 13である。また、誘電体部 2を形成する誘電体の比誘電率 ε rを 800から 760に変化させるために必要な電界強度は、 17kVZcmである。この 17kVZcmの電界強度を得るためには、第 1および第 2電極 4a, 4b間に、 136Vの電圧を印加すればよい。第 1および第 2電極 4a, 4b間に電圧を印加して、誘電体部 2の誘電率が 800から 760に変化したときの位相変化量は、 154° Zmmとなる。したがって、 360° の位相変化量を得るのに必要な長さ、すなわち第 1および第 2電極 4a, 4bによって電界が印加される誘電体部 2の伝播方向 Xの長さ cは 2. 3mmである。

比較例として、コプレーナウエーブガイド型の移相器の例を挙げる。比誘電率 9. 5 の MgO単結晶の基板上に厚さ 0. 5 mの BSTを成膜し、その上に中心導体幅 50 μ mの、ギャップ 25 μ mの電極を形成した。この場合、 136Vの電圧を印加することによって、 BSTの比誘電率力 00力ら 680に変ィ匕し、 77GHzでの位相変化量は 18 ° Zmmとなる。したがって、 360° の位相変化量を得るのに必要な長さは 20mmである。

第 1および第 2電極 4a, 4bによって電界が印加される誘電体部 2の伝播方向 Xの長さ cは、必要な位相変化が得られる長さに選ばれる。以上のように移相器 130によれば、導波管を形成する導電体部 3が第 1および第 2 電極 4a, 4bによって形成されるので、導波管とは別に電極を形成する必要がなぐ作製が容易である。導波管に前記第 1および第 2電極 4a, 4bが含まれることによって、誘電体部 2を伝播する電磁波の周波数を、前記カットオフ周波数付近となるように選んでも、誘電体部 2に印加される電界を安定して制御することができ、したがって力ットオフ周波数付近で移相器 130を安定して動作させることができる。これによつて誘電体部 2を伝播する電磁波の周波数を、前記カットオフ周波数付近となるように選ぶことができるようになり、前記カットオフ周波数付近では短い線路長でも大きな位相変化が得られるので、移相器 130を小形に形成することができる。また誘電体部 2を伝播する電磁波の周波数を、前記カットオフ周波数付近となるように選ぶことによって、誘電体部 2の電磁波の伝搬方向に垂直な断面の寸法も小さくなり、第 1および第 2電極 4a, 4bの間隔が近づくので低電圧で大きな電界を、誘電体部 2に印加することができるようになり、小形で、かつ低電圧で大きな位相変化を安定して得ることができる移相器 130を実現することができる。

また第 1および第 2電極 4a, 4bに電圧を印加したときのカットオフ周波数を fcとし、誘電体部を伝播する電磁波の周波数を fとしたとき、 fcと fとは、 1. 03< f/fc< l . 5 を満たすように選ばれ、位相変化の大きいカットオフ周波数近傍で用いるので、短い線路長でも大きな位相変化が得られ、移相器 130を小型にすることができる。また同時に、電磁波の伝播方向に垂直な方向における誘電体部 2の断面寸法も小さくなることから、第 1および第 2電極 4a, 4bを相互に近接させることができ、小さい電圧で大きな電界強度が得られることによって、低電圧で移相器 130を動作させることができる。カットオフ周波数付近の電磁波、すなわち 1. 03< f/fc< l . 5を満たす周波数の電磁波を誘電体部 2に導波させると、カットオフ周波数から離反した周波数の電磁波、すなわち fZfc?l. 5を満たす電磁波を誘電体部 2に導波させる場合と比較して、単位長さあたりの伝送損失は大きくなるが、単位長さあたりの位相変化が大きいので、所定の位相変化を得るために必要な線路長を短くすることができ、これによつて移相器 130による伝送損失を結果的に小さくすることができる。

本発明の実施の形態の移相器 130では、誘電体部 2が直方体形状に形成されるが、直方体形状に限らず、たとえば誘電体部 2の伝播方向 Xに垂直な誘電体部 2の断面の形状は、円形、楕円形、多角形またはその他異型であってもよい。このような形状であっても、同様の効果を達成することができる。

また図 15に示す実施の形態の移相器 130では、誘電体部 2は、誘電率が変化する物質力も成るが、本発明の実施のさらに他の形態において、誘電体部 2は、誘電率が変化する物質力成る変化部を含む構成であればよい。前記変化部は、伝播電磁波の電界強度が高くなる部分に形成されるのが好ましぐたとえば厚さ方向 Zの中央部に形成される。このような構成すると、誘電体部 2のうち変化部が占める割合と、誘電体部 2のうち変化部が形成される領域とに応じて、同じ大きさで移相器を作製したときに得られる位相変化量が決定され、誘電体部 2全体が誘電率が変化する物質から成る場合よりも、位相変化量は小さくなるが、前述の実施の形態と同様に、小型な移相器を提供することができる。

また図 15に示す実施の形態の移相器 130では、第 1および第 2電極 4a, 4bを軸線 A1まわりに回転対称に形成している力電極は、誘電体部 2に電界を印加することができる構成であればよぐたとえば電極の数は一対に限らず、複数対形成されてもよい。電極は、誘電体部 2に電界を印加することができるように配置されていれば、同様の効果を達成することができる。

また図 15に示す実施の形態の移相器 130では、第 1および第 2電極 4a, 4bのみによって導波管が形成されるが、第 1および第 2電極 4a, 4bと、導電体から成る導波管形成部とによって、導波管が形成されてもよい。この場合第 1および第 2電極 4a, 4b と、導波管形成部とは、前記軸線 A1まわりに予め定める距離 L1をあけて形成される。このように形成しても、同様の効果を達成することができる。

また図 15に示す実施の形態の移相器 130では、 TE モードを伝播させる場合が

10

最も伝送効率が高いが、 TE モードを除く他のモードを伝播させてもよい。 TE モー

10 10 ドを除く他のモードを伝播する場合には、高次モードおよび低次モードなどの他のモードに変換されてしまい、 TE モードを伝播させる場合と比較して伝送効率が低下

10

するが、 TE モードを伝播させる場合と同様の効果を達成することができる。

10

図 18は、本発明の他の実施の形態の移相器 140を模式的に示す断面図である。本実施の形態の移相器 140は、前述の図 15に示す移相器 130と類似しており、移相器 130と同様の構成には同一の参照符号を付し、異なる構成についてだけ説明し、同様の構成については説明を省略する。移相器 140における電磁波の伝播方向 X に垂直な断面は、移相器 130の前記伝播方向 Xの端面と同形状である。

移相器 140は、誘電体部 2と第 1および第 2電極 4a, 4bとを含んで構成される。絶縁部 5a, 5bは、第 1部分 12と、厚さ方向 Zの寸法が第 1部分 12よりも小さい第 2部分 13とが幅方向 Yに繰り返し連なって形成される。第 1および第 2電極 4a, 4bは、前記第 1および第 2部分 12, 13にそれぞれ接触して設けられ、チョーク構造を構成する。絶縁部 5a, 5bの幅方向 Yの両端部には、第 2部分 13が設けられる。

第 1部分 12の厚さ方向 Zの寸法 L24および第 2部分 13の厚さ方向 Zの寸法 L25は、できるだけその差分の絶対値が大きくなることが好ましい。前記寸法 L24は、たとえば前記長さ aに等しく選ばれる。また前記寸法 L25は、前述した予め定める距離 L8 に選ばれる。

また第 1および第 2部分 12, 13の幅方向 Yの寸法 L26, L27は、それぞれ誘電体部 2中を伝播する平面波の波長の（2n - l) /4 (nは自然数）に選ばれる。このよう

3 3

に絶縁部 5a, 5bならびに第 1および第 2電極 4a, 4bを形成することによって、前述した移相器 1と同様の効果に加えて、さらに誘電体部 2を伝播させる高周波の漏洩をより抑えることができる。

図 19は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 150を模式的に示す斜視図である。本実施の形態において、前述した各実施の形態の構成と同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する。移相器 150における電磁波の伝播方向 Xに垂直な断面は、移相器 150の前記伝播方向 Xの端面と同形状である。

移相器 150は、前述した実施の形態の移相器 130類似し、基本的には移相器 130 の構成に、電極 Tを付加した構成である

電極 Tは、幅方向 Yに相互に間隔をあけて、誘電体部 2に埋設されて形成される。電極 Tは、誘電体部 2の電磁波の伝播方向 Xの両端部間にわたって形成される。電極 Tは、伝播方向 Xに沿って相互に平行に形成される。幅方向 Yに相互に隣接する電極 Tは、第 1および第 2導波管形成部である電極 4a, 4bのうち異なる電極に接続される。

第 1および第 2電極 4a, 4bには、それぞれ電圧印加手段 19が接続され、移相器 1 30を伝播する電磁波の位相を変化させることができ、前述の実施の形態の各移相器と同様の効果を達成することができる。

図 20は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 160を模式的に示す斜視図である。本実施の形態において、前述した各実施の形態の構成と同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する。移相器 160における電磁波の伝播方向 Xに垂直な断面は、移相器 160の前記伝播方向 Xの端面と同形状である。

移相器 160は、誘電体導波管を形成する。移相器 160は、導波管 141と、誘電体部 142と、第 1および第 2電極 24a, 24bとを含んで構成される。

導波管 141は、前記第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bと同様の物質によって形成され、筒状に形成される。誘電体部 142は、伝播方向 Xの両端面を露出させた状態で導波管 141によって外囲される。誘電体部 142と導波管 141の内周面とは、密着する。

誘電体部 142は、第 1誘電体部 145および第 2誘電体部 146を含んで構成され、第 1および第 2電極 24a, 24bが埋設されて形成される。第 1誘電体部 145は、前述した実施の形態の第 1誘電体部 25と同様の物質によって形成され、第 2誘電体部 146 は、前述した実施の形態の第 2誘電体部 26と同様の物質によって形成される。

第 1誘電体部 145は、誘電体部 142の厚さ方向 Zの中央部に形成され、厚さ方向 Z において第 2誘電体 146に挟まれて設けられる。第 1誘電体部 145は、導波管 141 の伝播方向 Xに垂直な断面における短手方向 Yに沿って、誘電体部 22の前記短手方向 Yの両端部間にわたって形成される。第 1および第 2電極 24a, 24bは、第 1誘電体部 145の厚さ方向 Zの両端面に積層して設けられ、第 1誘電体部 145を挟持して、第 1誘電体部 145と第 2誘電体部 146との間に設けられる。第 1および第 2電極 2 4a, 24bは、電磁波の伝播方向 Xに沿って、誘電体部 142の両端部間にわたって形成される。第 1および第 2電極 24a, 24bは、幅方向 Yにおいて導波管 141から離間して設けられる。第 1誘電体部 94の厚さ方向 Zの寸法 L20は、前述した実施の形態の第 1誘電体咅 54, 74, 84, 94, 104, 114と同様な理由力ら、たとえば 0. 1 μ m〜50 μ mのように選ばれる。

第 1および第 2電極 24a, 24bには、電圧印加手段 19が接続され、移相器 160を伝播する電磁波の位相を変化させることができ、前述の実施の形態の各移相器と同様の効果を達成することができる。

前述した各実施の形態の移相器のうち、カットオフ周波数を有する移相器 30, 40, 50, 60, 130, 150, 160で ίま、第 1および第 2電極 24a, 24bある!/ヽ ίま電極 T【こ電圧を印加したときのカットオフ周波数を fcとし、各移相器 30, 40, 50, 60, 130, 140を、伝播する電磁波の周波数を fとしたとき、 fcと fとは、 1. 03<f/fc< l. 5、好ましくは 1. 03<f/fc< l . 2となるように形成される。

図 21は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器 170を模式的に示す断面図である。移相器 170は、誘電体部 22と、一対の第 1および第 2平板導電体部 23a, 23b と、一対の第 1および第 2電極 24a, 24bと、電圧印加手段 19とを含んで構成される。本発明の実施の形態の移相器 170は、略直方体形状に形成される。移相器 170〖こおける電磁波の伝播方向 Xに垂直な断面は、移相器 21の前記伝播方向 Xの端面と同形状である。本発明の実施の形態において、前述の図 1に示す移相器 20と同様の構成には同一の参照符号を付し、異なる構成についてだけ説明し、同様の構成については説明を省略する場合がある。

誘電体部 22は、誘電体から成り、印加電界に応じて、誘電率が変化する変化部を含む第 1誘電体部 25と、第 2誘電体部 26とを含んで構成される。誘電体部 22は、電磁波が入力する第 1入出力端 22aおよび電磁波が出力する第 2入出力端 22bを有する。第 1入出力端 22aおよび第 2入出力端 22bは、電磁波が伝播する伝播方向 Xに沿って、伝播方向 Xの上流側および下流側にそれぞれ形成される。本発明の実施の形態では、誘電体部 22は、直方体形状に形成され、第 1入出力端 22aおよび第 2入出力端 22bは、伝播方向 Xに垂直な平面によって形成され、相互に対向して設けられる。誘電体部 22の、伝播方向 Xに垂直な断面は、矩形状となる。前記伝播方向 X にそれぞれ垂直であって、かつ互いに垂直な方向を、「幅方向 Y」および「厚さ方向 Z 」とそれぞれいう。本発明の実施の形態では、幅方向 Υが、誘電体部 22の、伝播方向 Xに垂直な断面における長手方向であり、厚さ方向 Ζが、誘電体部 22の、伝播方向 Xに垂直な断面における短手方向である。

本発明の実施の形態では、第 1誘電体部 25は、直方体形状に形成され、誘電体部 22の伝播方向 Xの両端部間および幅方向 Yの両端部間にわたつて形成される。第 2誘電体部 26は、第 1誘電体部 25を挟んで第 1誘電体部 25の両側にそれぞれ積層される。第 2誘電体部 26は、第 1誘電体部 25の厚さ方向 Zの両側に、第 1誘電体部 25にそれぞれ積層して設けられる。第 2誘電体部 26は、直方体形状を有する。第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bは、誘電体部 22における電磁波の伝播方向 Xならびに第 1および第 2誘電体部 25, 26の積層方向である厚さ方向 Zに、互いに垂直な方向である幅方向 Yにおいて、誘電体部 22を挟持して設けられ、すなわち第 1および第 2誘電体部 25, 26の両側に設けられる。第 1および第 2平板導電体部 2 3a, 23bは、導電性を有し、板状に形成されて、誘電体部 22に臨む面が相互に平行に設けられる。第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bは、誘電体部 22の幅方向 Yの端面にそれぞれ積層され、この幅方向 Yの端面の全面にわたつて形成される。

第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bの厚さ、すなわち幅方向 Yの厚さは、誘電体部 22を伝播する電磁波に対する表皮厚さよりも大きく選ばれる。

第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bの間隔 L1は、第 2誘電体部 26中を伝播する電磁波の波長の 2分の 1以下に選ばれる。

第 1および第 2電極 24a, 24bは、前記厚さ方向 Zにおいて誘電体部 22を挟持して設けられ、すなわち誘電体部 22の両側に設けられる。第 1および第 2電極 24a, 24b は、厚さ方向 Zに垂直な仮想一平面に関して面対称に設けられる。第 1および第 2電極 24a, 24bは、誘電体部 22の厚さ方向 Zの両端面上にそれぞれ積層して設けられる。第 1および第 2電極 24a, 24bは、伝播方向 Xにおいて誘電体部 22の両端部間にわたつて設けられ、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bにそれぞれ離間して設けられる。第 1および第 2電極 24a, 24bは、直方体形状に形成され、誘電体部 22のうち幅方向 Yの両端部を除き、第 2誘電体部 26の幅方向 Yの両端面から、たとえば 1 μ πι〜50 /ζ mの範囲を除いて、第 2誘電体部 26に積層される。

第 1および第 2電極 24a, 24bは、誘電体部 22に臨む面力相互に平行に形成され、間隔 L4は、間隔 L1未満に形成される。間隔 L1よりも、第 1および第 2電極 24a, 24bが近いので、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bに電圧を印加して第 1誘電体部 25の誘電率を変化させる場合と比較して、低い電圧で第 1誘電体部 25の誘電率を変化させることができる。間隔 L4は、好ましくは、間隔 L1の 10分の 1以上かつ L 1より小さい値に選ばれる。電界強度が大きいほど、変化量が大きいので、間隔 L4は小さくした方力電圧印加手段 19によって第 1および第 2電極 24a, 24bの間に印加する電圧を小さくすることができる。し力しながら前記間隔 L4を、小さくしすぎるとカツトオフになってしまい、伝播しなくなるので、前記間隔 L4は、間隔 L1の 10分の 1以上とするのが好ましい。また前記間隔 L4を前記間隔 L1より小さい値に選ぶことによって、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23b間に電界を印加するよりも効果的に前記変化部に電界を印加することができる。

第 1および第 2電極 24a, 24bには、電圧印加手段 19が接続される。

移相器 170における、誘電体部 22および第 1および第 2平板導電体部 23a, 23b によって形成される伝送線路のカットオフ周波数 fcは、第 1誘電体部 25を形成する誘電体の誘電率および第 1誘電体部 25のサイズ、間隔 L4、間隔 Ll、および第 2誘電体部 26を形成する誘電体の誘電率で決まる。第 1および第 2電極 24a, 24bに所定の電圧を印加して第 1誘電体部 25の誘電率が小さくなつたときのカットオフ周波数を fcとし、使用周波数、すなわち誘電体部 22を伝播させる電磁波の周波数を fとしたとき、 1. 03<f/fc< l. 5となるように、好ましくは、 1. 03<f/fc< l. 2となるように第 1誘電体部 25のサイズ、間隔 L4、間隔 L1および第 2誘電体部 26を形成する誘電体を設定する。移相器 170を作製するとき、まず第 1誘電体部 25, 26を形成する誘電体を決定し、次に間隔 L1を決定する。その後、第 1誘電体部 25のサイズを決定した後、間隔 L4を決定する。

第 1および第 2電極 24a, 24bによって電界が印加される第 1誘電体部 25の伝播方向 Xの長さ L5は、必要な位相変化が得られる長さに選ばれる。

以上のように移相器 170によれば、電磁波は、第 1および第 2平板導電体部 24a, 2 4bおよび第 2誘電体部 26に挟まれる第 1誘電体部 25を主に伝播する。第 1誘電体部 25の誘電率が変化することによって、電磁波の位相の変化に与える影響を大きくして、必要な位相変化を得るための線路長を短くすることができ、移相器 170を小形に形成することができる。また間隔 L4は、間隔 L1より小さいので、低い電圧で大きな電界を第 1誘電体部 25に与えることができる。

また第 1誘電体部 25を第 1および第 2電極 24a, 24bによって挟持させると、すなわち第 1誘電体部 25の両側に第 1および第 2電極 24a, 24bを接触させて設けるとカツトオフ状態となり電磁波が伝播することができなくなってしまうが、第 1誘電体部 25の誘電率よりも小さな誘電率の第 2誘電体部 26が第 1誘電体部 25と電極との間に介在するので、電極部での電磁波は減衰され、カットオフ状態にならないようにすることができる。

移相器 170では、前述したように第 1および第 2電極 24a, 24bを設けて第 1誘電体部 25に電界を印加するので、カットオフ周波数付近で安定して動作させることができ、これによつて誘電体部 22を伝播する電磁波の周波数を、前記カットオフ周波数付近となるように選ぶことができるようになる。前記カットオフ周波数付近では短い線路長でも大きな位相変化が得られるので、移相器 170を小形に形成することができる。また誘電体部 22を伝播する電磁波の周波数を、前記カットオフ周波数付近となるように選ぶことによって、誘電体部 2の電磁波の伝搬方向に垂直な断面の寸法も小さくなり、第 1および第 2電極 24a, 24bの間隔が近づくので低電圧で大きな電界を、誘電体部 2に印加することができるようになり、小形で、かつ低電圧で大きな位相変化を安定して得ることができる移相器 170を実現することができる。

本実施の形態では、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bの間隔は、第 2誘電体部 26中を伝播する電磁波の波長の 2分の 1以下としたが、本発明のさらに他の実施の形態では、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bの間隔は、第 2誘電体部 26における波長の 2分の 1よりも大きくしてもよい。この場合には、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bおよび誘電体部 22によって Hガイドが構成され、図 21に示す実施の形態の移相器 170よりも伝送損失は大きくなるが、同様の効果を達成することができる。

また本実施の形態では、第 1および第 2電極 24a, 24bは伝播方向 Xにおいて第 1 入出力端 22aから第 2入出力端 22bにわたつて形成されるが、第 1および第 2電極 24 a, 24bは、伝播方向 Xにおいて、連続的に形成されてもよい。また図 21に示す実施の形態の移相器 170では、第 1誘電体部 25は、誘電率が変化する物質から成るが、本発明の実施のさらに他の形態において、第 1誘電体部 25 は、誘電率が変化する物質から成る変化部を含む構成であればよい。前記変化部は、伝播電磁波の電界強度が高くなる部分に形成されるのが好ましぐたとえば幅方向 Yおよび厚さ方向 Zの中央部に形成される。このような構成にすると、誘電体部 2のうち変化部が占める割合と、誘電体部 2のうち変化部が形成される領域とに応じて、同じ大きさで移相器を作製したときに得られる位相変化量が決定され、第 1誘電体部 2 5全体が誘電率が変化する物質から成る場合よりも、位相変化量は小さくなるが、前述の実施の形態と同様に、小型な移相器を提供することができる。ただし、第 1誘電体部 25における変化部の形成領域は、幅方向 Yおよび厚さ方向 Zにおいて、対称に形成されることが望ましい。

図 22は、移相器 20とマイクロストリップ線路 231との接続構造 230を模式的に示す斜視図である。以下、移相器 20とマイクロストリップ線路 231との接続構造 230を、単に「接続構造 230」という。図 23は、移相器 20の伝播方向 Xに沿う軸線 A2を含み、厚さ方向 Zに垂直な仮想一平面における接続構造 230の断面図であり、図 24は、移相器 20の伝播方向 Xに沿う軸線 A2を含み、幅方向 Yに垂直な仮想一平面における接続構造 230の断面図である。

接続構造 230では、第 1誘電体部 25の幅方向 Yおよび厚さ方向 Zの寸法は、伝播方向 Xに垂直な断面において、短辺の長さに対する長辺の比を、 LSMモードがカツトオフとなり、 LSEモードのみが伝播する状態となるまで大きくし、 LSEモードがカットオフ付近で伝播するように選ばれる。また LSEモードのカットオフ周波数が、第 1誘電体部 25を伝播させる電磁波の周波数未満になるように選ばれる。

LSEモードでは、 LSMモードに比べて第 1誘電体部 25の厚さ方向 Zの長さを小さくすることができるので、第 1および第 2電極 24a, 24bをより近接して設けることができ、所定の位相変化を得るために必要な電圧をより低減することができる。

移相器 20の第 1入出力端 22aまたは第 2入出力端 22bの少なくともいずれか一方に、平面線路であるマイクロストリップ線路 231が接続される。ここでは、移相器 20の第 1入出力端 22aにマイクロストリップ線路 231が接続される場合について示すが、移相器 20の第 2入出力端 22bにマイクロストリップ線路 231が接続される場合についても、同様である。接続構造 230では、移相器 20における電磁波の伝播方向の第 1 端面と、マイクロストリップ線路 231における電磁波の伝播方向の第 1端面とが突き合わされて接続される。

マイクロストリップ線路 231は、マイクロストリップ誘電体部 232と、マイクロストリップ誘電体部 232に設けられるストリップ導体部 233と、接地導体部 234とを含んで構成される。ストリップ導体部 233と接地導体部 234とは、間隔をあけて設けられる。ストリップ導体部 233と接地導体部 234とは、前述した第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bと同様の物質によって形成される。

マイクロストリップ誘電体部 232は、前述した第 2誘電体部 26と同様の物質によって形成され、第 2誘電体部 26の誘電率に等ヽ誘電率を有する誘電体によって形成される。マイクロストリップ誘電体部 232を第 2誘電体部 26の誘電率に等ヽ誘電率を有する誘電体によって形成することによって、反射の小さヽ接続構造とすることができる。マイクロストリップ誘電体部 232は、厚さ方向 Zの両面が平面に形成され、本発明の実施の形態では直方体形状を有する。マイクロストリップ誘電体部 232の厚さ方向 Zの第 1表面部 235には、幅方向 Yの中央部 236にストリップ導体部 233が積層して形成される。ストリップ導体部 233は、直方体形状を有する。ストリップ導体部 233 は、前記伝播方向 Xに沿って延びる。ストリップ導体部 233の幅方向 Yの長さは、間隔 L1未満に選ばれる。

マイクロストリップ誘電体部 232の厚さ方向 Zの第 2表面部 238には、接地導体部 2 34が形成される。接地導体部 234は、第 2表面部 238の全面にわたって形成されるストリップ導体部 233の電磁波の伝播方向 Xにおける端面のうち、移相器 20に臨む端面 241と、前記第 1入出力端 22aの第 1誘電体部 25の端面 242とを突き合わせて、誘電体部 22と第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bとによって形成される非放射性誘電体線路、およびストリップ導体部 233とが結合される。マイクロストリップ線路 2 31は、誘電体部 22と第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bとによって形成される非放射性誘電体線路の LSEモードに結合する。ストリップ導体部 233の移相器 20に臨む端面 241の中央は、第 1誘電体部 25の端面 242の中央に連なる。マイクロストリツプ誘電体部 232の幅方向 Yの寸法は、移相器 20の幅方向 Yにおける第 1および第 2 平板導電体部 23a, 23bの外表面間の長さに等しく選ばれる。

ストリップ導体部 233の伝播方向 Xに垂直な断面における長手方向と、第 1誘電体部 25の伝播方向 Xに垂直な断面における長手方向とがー致するように、ストリップ導体部 233、マイクロストリップ誘電体部 232および接地導体部 234の積層方向と、第 1 および第 2誘電体部 25, 26の積層方向とを揃えて、ストリップ導体部 233と第 1誘電体部 25とが接続される。これによつて、ストリップ導体部 233の設計の自由度を向上させることがでさる。

マイクロストリップ誘電体部 232は、前記第 1入出力端 22aに接触して設けられる。接地導体部 234は、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bに接触して設けられる。接地導体部 234は、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bに非接触となるように設けられる。ストリップ導体部 233は、第 1および第 2電極 24a, 24bには接触しない。ストリップ導体部 233の幅方向 Yおよび厚さ方向 Zの長さは、マイクロストリップ線路 231の特性インピーダンス力誘電体部 22と第 1および第 2平板導電体部 23a, 23b とによって形成される非放射性誘電体線路の特性インピーダンスと整合するように選ばれる。

以上のような構成とすれば、マイクロストリップ線路 231の高周波の電磁界分布が、誘電体部 22と第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bとによって形成される非放射性誘電体線路の LSEモードの電磁界分布に近似するので、マイクロストリップ線路 231 と移相器 20との接続部において、電磁界が円滑に移行する。したがって、マイクロストリップ線路 231と移相器 20との接続損失を低減することができる。また LSEモードの高周波信号をマイクロストリップ線路 231に良好に取り出すことができるので、移相器 20と、基板に実装されて、移相器 20を通過する高周波信号を利用する電子回路との電気的な接続の信頼性を向上させることができる。

前記接続構造 230において、前記移相器 20および前記マイクロストリップ線路 231 を一体に形成して、マイクロストリップ線路付の移相器を構成してもよ、。

また前述した移相器 30, 40についても移相器 20の場合と同様に、マイクロストリツプ線路 231と接続して用、てもよ、。

図 25は、移相器 20とストリップ線路 251との接続構造 250を模式的に示す斜視図である。以下、移相器 20とストリップ線路 251との接続構造 250を、単に「接続構造 2 50」という。図 26は、移相器 20の伝播方向 Xに沿う軸線 A2を含み、厚さ方向 Zに垂直な仮想一平面における接続構造 250の断面図であり、図 27は、移相器 20の伝播方向 Xに沿う軸線 A2を含み、幅方向 Yに垂直な仮想一平面における接続構造 250 の断面図である。図 28は、図 26の切断面線 ΧΧΙΠ— ΧΧΙΠから見た断面図である。接続構造 250は、図 22に示す接続構造 230に類似し、同様の構成を有するので、同様の部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

移相器 20の第 1入出力端 22aおよび第 2入出力端 22bの少なくともいずれか一方に、ストリップ線路 251が接続される。ここでは、移相器 20の第 1入出力端 22aにストリップ線路 251が接続される場合について示すが、移相器 20の第 2入出力端 22bにストリップ線路 251が接続される場合についても、同様である。接続構造 250では、移相器 20における電磁波の伝播方向の第 1端面と、ストリップ線路 251における電磁波の伝播方向の第 1端面とが突き合わされて接続される。

ストリップ線路 251は、ストリップ誘電体部 252と、ストリップ誘電体部 252に設けられるストリップ導体部 233と、接地導体部 254とを含んで構成される。ストリップ導体部 2 33と接地導体部 234とは、間隔をあけて設けられる。

ストリップ誘電体部 252は、前述したマイクロストリップ誘電体部 232と同様の物質によって形成され、接地導体部 254は、前述した接地導体部 234と同様の物質によつて形成される。ストリップ誘電体部 252は、直方体形状を有する。ストリップ誘電体部 2 52の厚さ方向 Zおよび幅方向 Yの表面部には、接地導体部 254が形成される。接地導体部 254は、伝播方向 Xに延びる軸線まわりにストリップ誘電体部 252を外囲するストリップ導体部 233は、ストリップ誘電体部 252の中央部に埋設されて設けられ、伝播方向 Xにおいてストリップ誘電体部 252の両端部間にわたって形成される。ストリップ導体部 233は、ストリップ誘電体部 252の移相器 20に接触する端面 255 よりも、移相器 20側に突出する突出部 256を有する。第 1誘電体部 25のストリップ線路 251に臨む端部 257には、前記突出部 256が挿入される挿入孔 258が形成される。挿入孔 258は、突出部 256と同じ大きさに形成される。突出部 256および挿入孔 2 58の伝播方向 Xに沿う方向の長さ L22は、伝播する電磁波の、突出部 256における波長の約（2n - l) /4 (nは自然数）に選ばれる。これによつて、第 1入出力端 22a

5 5

とストリップ線路 251との界面で反射した電磁波と、突出部 256の先端と第 1誘電体部 25との界面で反射した電磁波との位相差を、 π (rad)として、反射波を打ち消すことができ、移相器 20とストリップ線路 251との界面における反射が低減され、損失を低減することができる。

ストリップ誘電体部 252と第 1および第 2誘電体部 25, 26とは接触して接続される。接地導体部 254は、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bに接触して設けられる。また接地導体部 254は、第 1および第 2電極 24a, 24bと非接触に設けられる。

ストリップ線路 251は、誘電体部 22と第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bとによつて形成される非放射性誘電体線路の LSEモードに結合する。ストリップ導体部 233 と、第 1誘電体部 25とは、同軸に設けられる。ストリップ線路 251の幅方向 Yの寸法は、移相器 20の幅方向 Yにおける第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bの外表面間の長さに等しく選ばれ、ストリップ線路 251の厚さ方向 Yの寸法は、移相器 20の厚さ方向 Zにおける外表面間の長さに等しく選ばれる。

ストリップ導体部 233の伝播方向 Xに垂直な断面における長手方向と、第 1誘電体部 25の伝播方向 Xに垂直な断面における長手方向とがー致するように、ストリップ導体部 233と第 1誘電体部 25とが接続される。これによつて、ストリップ導体部 233の設計の自由度を向上させることができる。

ストリップ導体部 233の幅方向 Yおよび厚さ方向 Zの長さは、ストリップ線路 251の特性インピーダンスが、誘電体部 22と第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bとによつて形成される非放射性誘電体線路の特性インピーダンスと整合するように選ばれる以上のような構成とすれば、ストリップ線路 251の高周波の電磁界分布が、誘電体部 22と第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bとによって形成される非放射性誘電体線路の LSEモードの電磁界分布に近似するので、ストリップ線路 251と移相器 20との接続部において、電磁界が円滑に移行するので接続損失を低減することができる。また LSEモードの高周波信号をストリップ線路 251に良好に取り出すことができるので、移相器 20と、基板に実装されて、移相器 20を通過する高周波信号を利用する電子回路との電気的な接続の信頼性を向上させることができる。

本発明のさらに他の実施の形態において、前記移相器 20と前記ストリップ線路 251 とを一体形成して、ストリップ線路付の移相器を構成してもよ、。

また前述した移相器 30, 40についても移相器 20の場合と同様に、前記ストリップ線路 251と接続して用いてもよ!、。

前述した図 22に示す接続構造において、ストリップ導体部 233に前記突出部 256 を設けて、前記突出部 256を第 1誘電体部 25に設けられる挿入孔 258に挿入して構成してちょい。

図 29は、移相器 170とマイクロストリップ線路 31との接続構造 330を模式的に示す斜視図である。以下、移相器 170とマイクロストリップ線路 231との接続構造 330を、単に「接続構造 330」という。図 30は、移相器 170の伝播方向 Xに沿う軸線 A3を含み、厚さ方向 Zに垂直な仮想一平面における接続構造 330の断面図であり、図 31は、移相器 170の伝播方向 Xに沿う軸線 A3を含み、幅方向 Yに垂直な仮想一平面における接続構造 330の断面図である。

接続構造 330では、第 1誘電体部 25の幅方向 Yおよび厚さ方向 Zの寸法は、伝播方向 Xに垂直な断面において、短辺の長さに対する長辺の比を、 LSMモードがカツトオフとなり、 LSEモードのみが伝搬する状態となるまで大きくし、 LSEモードがカットオフ付近で伝搬するように選ばれる。また LSEモードのカットオフ周波数が、第 1誘電体部 25を伝播させる電磁波の周波数未満になるように選ばれる。

移相器 170の第 1入出力端 22aまたは第 2入出力端 22bの少なくともいずれか一方に、平面線路であるマイクロストリップ線路 231が接続される。ここでは、移相器 170 の第 1入出力端 22aにマイクロストリップ線路 231が接続される場合について示すが、移相器 170の第 2入出力端 22bにマイクロストリップ線路 231が接続される場合についても、同様である。接続構造 330では、移相器 170における電磁波の伝播方向の第 1端面と、マイクロストリップ線路 231における電磁波の伝播方向の第 1端面とが突き合わされて接続される。

第 1誘電体部 25は、第 1および第 2電極 24a, 24bに接触しないように選ばれる。ストリップ導体部 233の電磁波の伝播方向 Xにおける端面のうち、移相器 170に臨む端面 241と、前記第 1入出力端 22aの第 1誘電体部 25の端面 242とを突き合わせて、誘電体部 22と第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bとによって形成される非放射性誘電体線路、およびストリップ導体部 233とが結合される。マイクロストリップ線路 231は、誘電体部 22と第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bとによって形成される非放射性誘電体線路の LSEモードに結合する。ストリップ導体部 233の移相器 170 に臨む端面 241の中央は、第 1誘電体部 25の端面 242の中央に連なる。マイクロストリップ誘電体部 232の幅方向 Yの寸法は、移相器 170の幅方向 Yにおける第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bの外表面間の長さに等しく選ばれる。

マイクロストリップ誘電体部 235は、前記第 1入出力端 22aに接触して設けられる。接地導体部 234は、第 2電極部 24bに連なって設けられる。接地導体部 234は、第 1 および第 2平板導電体部 23a, 23bに非接触となるように設けられる。

ストリップ導体部 233の幅方向 Yおよび厚さ方向 Zの長さは、マイクロストリップ線路 231の特性インピーダンス力誘電体部 22と第 1および第 2平板導電体部 23a, 23b とによって形成される非放射性誘電体線路の特性インピーダンスと整合するように選ばれる。

以上のような構成とすれば、マイクロストリップ線路 231の高周波の電磁界分布が、誘電体部 22と第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bとによって形成される非放射性誘電体線路の LSEモードの電磁界分布に近似するので、マイクロストリップ線路 231 と移相器 170との接続部において、電磁界が円滑に移行する。したがって、マイクロストリップ線路 231と移相器 170との接続損失を低減することができる。また LSEモードの高周波信号をマイクロストリップ線路 231に良好に取り出すことができるので、移相器 170と、基板に実装されて、移相器 170を通過する高周波信号を利用する電子回路との電気的な接続の信頼性を向上させることができる。

本発明のさらに他の実施の形態において、前記移相器 170および前記マイクロストリップ線路 231を一体に形成して、マイクロストリップ線路付の移相器を構成してもよい。

図 32は、移相器 170とストリップ線路 251との接続構造 350を模式的に示す斜視図である。以下、移相器 170とストリップ線路 251との接続構造 350を、単に「接続構造 350」という。図 33は、移相器 170の伝播方向 Xに沿う軸線 A3を含み、厚さ方向 Z に垂直な仮想一平面における接続構造 350の断面図であり、図 34は、移相器 170 の伝播方向 Xに沿う軸線 A3を含み、幅方向 Yに垂直な仮想一平面における接続構造 350の断面図である。図 35は、図 33および図 34の切断面線 XII— ΧΠから見た断面図である。

接続構造 350は、図 29に示す接続構造 330に類似し、同様の構成を有するので、同様の部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

移相器 170の第 1入出力端 22aおよび第 2入出力端 22bの少なくともいずれか一方に、ストリップ線路 251が接続される。ここでは、移相器 170の第 1入出力端 22aにストリップ線路 251が接続される場合について示す力移相器 170の第 2入出力端 22b にストリップ線路 251が接続される場合についても、同様である。接続構造 350では、移相器 170における電磁波の伝播方向の第 1端面と、ストリップ線路 251における電磁波の伝播方向の第 1端面とが突き合わされて接続される。

ストリップ導体部 233は、ストリップ誘電体部 252の移相器 170に接触する端面 255 よりも、移相器 170側に突出する突出部 256を有する。第 1誘電体部 25のストリップ線路 251に臨む端部 257には、前記突出部 256が挿入される挿入孔 258が形成される。挿入孔 258は、突出部 256と同じ大きさに形成される。突出部 256は、前記挿入孔 258に挿入して設けられる。突出部 256および挿入孔 258の伝播方向 Xに沿う方向の長さは、前述した長さ L22と同様に選ばれ、これによつて損失を低減することができる。

ストリップ誘電体部 252と第 1および第 2誘電体部 25, 26とは接触して接続される。接地導体部 254は、第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bに接触して設けられる。また接地導体部 254は、第 1および第 2電極 24a, 24bと非接触に設けられる。接地導体部 254と、第 1および第 2電極 24a, 24bとは、たとえば 1 μ m〜50 μ m離間して設けられる。

ストリップ線路 251は、誘電体部 22と第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bとによつて形成される非放射性誘電体線路の LSEモードに結合する。ストリップ導体部 233 と、第 1誘電体部 25とは、同軸に設けられる。ストリップ線路 251の幅方向 Yの寸法は、移相器 170の幅方向 Yにおける第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bの外表面間の長さに等しく選ばれ、ストリップ線路 251の厚さ方向 Yの寸法は、移相器 170の厚さ方向 Zにおける第 1および第 2電極 24a, 24bの外表面間の長さに等しく選ばれる。

ストリップ導体部 233の幅方向 Yおよび厚さ方向 Zの長さは、ストリップ線路 251の特性インピーダンスが、誘電体部 22と第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bとによつて形成される非放射性誘電体線路の特性インピーダンスと整合するように選ばれる以上のような構成とすれば、ストリップ線路 251の高周波の電磁界分布が、誘電体部 22と第 1および第 2平板導電体部 23a, 23bとによって形成される非放射性誘電体線路の LSEモードの電磁界分布に近似するので、ストリップ線路 251と移相器 170との接続部において、電磁界が円滑に移行するので接続損失を低減することができる。また LSEモードの高周波信号をストリップ線路 251に良好に取り出すことができるので、移相器 170と、基板に実装されて、移相器 170を通過する高周波信号を利用する電子回路との電気的な接続の信頼性を向上させることができる。本発明のさらに他の実施の形態において、前記移相器 170と前記ストリップ線路 25 1とを一体形成して、ストリップ線路付の移相器を構成してもよ、。

前述した図 29に示す接続構造において、ストリップ導体部 233に前記突出部 256 を設けて、前記突出部 256を第 1誘電体部 25に設けられる挿入孔 258に挿入して構成してちょい。

図 36は、本発明の実施の一形態の高周波送信器 260の構成を示す模式図である。高周波送信器 260は、前述した図 1に示す実施の形態の移相器 20と、高周波発振器 261と、伝送線路 262と、送信用アンテナ 263と、スタブ 264とを含んで構成される。以下、高周波伝送線路を、単に伝送線路という。高周波発振器 261は、ガンダイォードを利用したガン発振器、またはインパットダイオードを利用したインパット発振器または FET (Field Effect Transistor)などを利用した MMIC (Microwave Monolithic I ntegrated Circuit)発振器などを含んで構成され高周波信号を発生する。伝送線路 2 62は、マイクロストリップ線路またはストリップ線路によって構成される。伝送線路 262 の高周波信号の伝送方向の第 1端部 262aは高周波発振器 261に接続され、伝送線路 262の高周波信号の伝送方向の第 2端部 262bは送信用アンテナ 263に接続される。送信用アンテナ 263は、ノツチアンテナまたはホーンアンテナによって実現される。高周波信号の伝送方向は、電磁波の伝播方向である。

移相器 20は、前述したマイクロストリップ線路 231、または前述したストリップ線路 2 51を介して高周波信号が誘電体部 22を通過するように、伝送線路 262に挿入される。スタブ 264は、たとえばオープンスタブによって実現され、高周波発振器 261の特性調整回路として機能する。スタブ 264は、高周波信号の伝送方向における移相器 20の上流側および下流側のうち少なくとも一方で、前記伝送線路 262に設けられる。

さらに具体的に述べると、伝送線路 262は、第 1および第 2伝送線路 268, 269を含んで構成される。第 1伝送線路 268の高周波信号の伝送方向における第 1端部 2 68aは、高周波発振器 261に接続され、第 1伝送線路 268の高周波信号の伝送方向における第 2端部 268bは、移相器 20の第 1入出力端 22aに接続される。第 2伝送線路 269の高周波信号の伝送方向における第 1端部 269aは、移相器 20の第 2入出力端 22bに接続され、第 2伝送線路 269の高周波信号の伝送方向における第 2端部 269bは、送信用アンテナ 263に接続される。

高周波発振器 261で発生した高周波信号は、第 1伝送線路 268、移相器 20の誘電体部 22、第 2伝送線路 268を通過して、送信用アンテナ 263に与えられ、送信用アンテナ 263から電波として放射される。

高周波送信器 260では、高周波発振器 261と送信用アンテナ 263の途中にはスタブ 264が設けられ、高周波発振器 261の伝送線路 262への接続部や送信用アンテナ 263の伝送線路 262への接続部における不整合を整合できるようになつている。これによって接続部での反射を小さく抑えることができ、安定な発振特性が得られるとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い送信出力が得られる。さらに高周波送信器 260では、伝送線路 262に、伝送線路 262を伝送される高周波信号の電磁波が誘電体部 22を通過するように、前記移相器 20が挿入されるので、たとえば高周波発振器 261を接続するためのワイヤーおよび Zまたはバンプの形状ばらつき、および伝送線路の配線幅のばらつきなどによって伝送線路 262に起因して発生する位相のずれを個々に調整して整合をとることができ、安定な発振特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い送信出力を持つ高周波送信器 260を実現することができる。また移相器 20を前述したように小型で、かつ低電圧で動作させることができるので、移相器 20を設けても高周波送信器 260を小型に形成することができ、また移相器 20に電圧を与えるための構成が複雑ィ匕してしまうことを抑制することができる。

高周波送信器 260では、移相器 20を用いている力前記移相器 20に変えて、前述した実施の形態の移相器 30など、前述した各実施の形態の移相器のうちの!/、ずれカ 1つを用いてもよい。このように構成しても、同様の効果を達成することができる。また高周波送信器 260において、前記伝送線路 262は、マイクロストリップ線路およびストリップ線路の他に、コプレーナ線路、グランド付きコプレーナ線路、スロット線路、導波管または誘電体導波管などによって実現されてもよい。

図 37は、本発明の実施の一形態の高周波受信器 270の構成を示す模式図である。図 36に示す前述した実施の形態の高周波送信器 260と同様の構成には、同一の参照符号を付して、その説明を省略する場合がある。

高周波受信器 270は、前述した実施の形態の移相器 20と、高周波検波器 271と、伝送線路 262と、スタブ 264と、受信用アンテナ 273とを含んで構成される。高周波検波器 271は、たとえば、ショットキーノリアダイオード検波器、ビデオ検波器またはミキサ MMICなどによって実現される。

伝送線路 262の高周波信号の伝送方向の第 1端部 262aは、高周波検波器 271に接続され、伝送線路 262の高周波信号の伝送方向の第 2端部 262bは、受信用アンテナ 273に接続される。受信用アンテナ 273は、パッチアンテナまたはホーンアンテナによって実現される。

移相器 20は、高周波信号が誘電体部 22を通過するように、伝送線路 262に挿入される。スタブ 264は、高周波信号の伝送方向における移相器 20の上流側および下流側のうち少なくとも一方で、前記伝送線路 262に設けられる。

受信用アンテナ 273によって外部力到来する電波を捕捉すると、受信用アンテナ 273は電波に基づく高周波信号を伝送線路 262に与え、移相器 20の誘電体部 22を通過して、高周波検波器 271に受信した高周波信号が与えられる。高周波検波器 2 71は、高周波信号を検波して、高周波信号に含まれる情報を検出する。

高周波受信器 270では、受信用アンテナ 273によって捕捉した高周波信号は、伝送線路 262に伝送されて高周波検波器 271によって検波される。受信用アンテナ 27 3と高周波検波器 271の途中にはスタブ 264が設けられ、高周波検波器 271の伝送線路 262への接続部や受信用アンテナ 273の伝送線路 262への接続部における不整合を整合できるようになって、る。これによつて接続部での反射を小さく抑えることができ、安定な検波特性が得られるとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い検波出力が得られる。さらに高周波受信器 270では、伝送線路 262には、伝送線路 262を伝送される高周波信号の電磁波が前記誘電体部 22を通過するように、前記移相器 20が挿入されるので、たとえば高周波検波器 271を接続するためのワイヤ一および Zまたはバンプの形状ばらつき、および伝送線路の配線幅のばらつきなどによって伝送線路 262に起因して発生する位相のずれを個々に調整して、整合をとることができ、安定な検波特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い検波出力を持つ高周波受信器 270を実現することができる。また移相器 20を前述したように小型で、かつ低電圧で動作させることができるので、移相器 20を設けても高周波受信器 270を小型に形成することができ、また移相器 20に電圧を与えるための構成が複雑ィ匕してしまうことを抑制することができる。

高周波受信器 270では、移相器 20を用いている力前記移相器 20に変えて、前述した実施の形態の移相器 30など、前述した各実施の形態の移相器のうちの!/、ずれカ 1つを用いてもよい。このように構成しても、同様の効果を達成することができる。図 38は、本発明の実施の一形態の高周波送受信器 280を備えるレーダ装置 290 の構成を示す模式図である。レーダ装置 290において、図 36および図 37に示す前述した実施の形態の高周波送信器 260および高周波受信器 270と同様の構成には、同一の参照符号を付して、その説明を省略する場合がある。レーダ装置 290は、高周波送受信器 280と、距離検出器 291を含んで構成される。

高周波送受信器 280は、前述した実施の形態の移相器 20と、高周波発振器 261と、第 1〜第 5伝送線路 281, 282, 283, 284, 285と、分岐器 286と、分波器 287と、送受信用アンテナ 288と、ミキサ 289と、スタブ 264とを含んで構成される。送受信用アンテナ 288は、ノツチアンテナまたはホーンアンテナによって実現される。第 1〜第 5伝送線路 281, 282, 283, 284, 285は、前述した伝送線路 262と同様の構成を有する。

第 1伝送線路 281の高周波信号の伝送方向の第 1端部 281aは、高周波発振器 26 1に接続され、第 1伝送線路 281の高周波信号の伝送方向の第 2端部 281bは、分岐器 286に接続される。移相器 20は、高周波信号が誘電体部 22を通過するように、第 1伝送線路 281に挿入される。スタブ 264は、高周波信号の伝送方向における移相器 20の上流側および下流側のうち少なくとも一方で、前記第 1伝送線路 281に設けられる。

分岐器 (切替器） 286は、第 1、第 2および第 3端子 286a, 286b, 286cを有し、第 1 端子 286aに与えられる高周波信号を、第 2端子 286bおよび第 3端子 286cに選択的に出力する。分岐器 286は、たとえば高周波スィッチ素子によって実現される。分岐器 286には、図示しない制御部から制御信号が与えられ、制御信号に基づいて第 1端子 286aおよび第 2端子 286b、または第 1端子 286aおよび第 3端子 286cを選択的に接続する。また分岐器 286は、たとえば方向性結合器によって実現される。レーダ装置 290は、パルスレーダによって実現される。前記制御部は、第 1端子 286aおよび第 2端子 286bを接続して、パルス状の高周波信号を第 2端子 286bから出力させた後、第 1端子 286aおよび第 3端子 286cを接続して、高周波信号を第 3端子 286 cから出力させる。第 2端子 286bには、第 2伝送線路 282の高周波信号の伝送方向の第 1端部 282aが接続される。前記第 3端子 286cには、第 4伝送線路 284の高周波信号の伝送方向の第 1端部 284aが接続される。

分波器 287は、第 4、第 5および第 6端子 287a, 287b, 287cを有し、第 4端子 287 aに与えられる高周波信号を第 5端子 287bに出力し、第 5端子 287bに与えられる高周波信号を第 6端子 287cに出力する。第 2伝送線路 282の高周波信号の伝送方向の第 2端部 282bは、前記第 4端子 287aに接続される。前記第 5端子 287bには、第 3伝送線路 283の高周波信号の伝送方向の第 1端部 283aが接続される。第 3伝送線路 283の高周波信号の伝送方向の第 2端部 283bは、送受信用アンテナ 288に接続される。

前記第 6端子 288cには、第 5伝送線路 285の高周波信号の伝送方向の第 1端部 2 85aが接続される。第 4伝送線路 284の高周波信号の伝送方向の第 2端部 284bと、第 5伝送線路 285の高周波信号の伝送方向の第 2端部 285bとは、ミキサ 289に接続される。分波器 287は、ハイブリッド回路によって実現される。ノ、イブリツド回路は、方向性結合器であって、マジック T、ノ、イブリツドリングまたはラットレースなどによって実現される。

高周波発振器 261で発生した高周波信号は、第 1伝送線路 281および移相器 20 の誘電体部 22を通過して、分岐器 286、第 2伝送線路 282、分波器 287ならびに第 3伝送線路 282を介して送受信用アンテナ 288に与えられ、送受信用アンテナ 288 から電波として放射される。また、高周波発振器 261で発生した高周波信号は、第 1 伝送線路 281および移相器 20の誘電体部 22を通過して、分岐器 286ならびに第 4 伝送線路 284を介してミキサ 289にローカル信号として与えられる。

送受信用アンテナ 288によって外部力到来する電波を受信すると、送受信用アンテナ 288は電波に基づく高周波信号を第 3伝送線路 283に与え、分波器 287、第 5 伝送線路 285を介してミキサ 289に与えられる。

ミキサ 289は、第 4および第 5伝送線路 284, 285から与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力する。ミキサ 289から出力される中間周波信号は、距離検出器 291に与えられる。

距離検出器 291は、前述した高周波検波器 271を含んで構成され、高周波送受信器 280から放射され、測定対象物によって反射された電波（エコー）を受信して得られる前記中間周波信号に基づいて、高周波送受信器 280から測定対象物までの距離、たとえば送受信用アンテナ 288と測定対象物との間の距離を算出する。距離検出器 291は、たとえばマイクロコンピュータによって実現される。

高周波送受信器 280では、高周波信号が前記誘電体部 22を通過するように、前記第 1伝送線路 281に、前記移相器 20が挿入されることによって、たとえば配線幅のばらつきなどによって伝送線路 262に起因して不所望に変化する高周波信号の位相を調整して、たとえば安定な発振特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い送信出力を持つ高周波送受信器 280を実現することができ、また、たとえば安定な検波特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い検波出力を持つ高周波送受信器 280を実現することができ、また、たとえばミキサ 289によって生成される中間周波数信号の信頼性を向上させることができる。また移相器 20を前述したように小型で、かつ低電圧で動作させることができるので、移相器 20を設けても高周波送受信器 280を小型に形成することができ、また移相器 20に電圧を与えるための構成が複雑ィ匕してしまうことを抑制することができる。

レーダ装置 290では、前記高周波送受信器 280からの中間周波信号に基づいて、距離検出器が探知対象物までの距離を検出するので、検知対象物までの距離を正確に検出することができる。

前記分岐器 286は、本実施の形態では方向性結合器によって実現されるので、この場合第 1端子 286aに与えられる高周波信号は、第 2端子 286bおよび第 3端子 28 6cに分岐して出力される。この場合には、後述するスィッチを用いた分岐器と比較して、送受信用アンテナ 288から出力される電波の電力が低くなる力分岐器 286を制御する必要がないので装置の制御が簡単になる。

本実施の形態では、第 1伝送線路 281に移相器 20が挿入されるが、本発明のさらに他の実施では、移相器 20は、第 1〜第 5伝送線路 281〜285の少なくともいずれか 1つに、高周波信号が前記誘電体部 22を通過するように挿入されてもよい。このような構成であっても、同様の効果を達成することができる。

また高周波送受信器 280では、移相器 20を用いている力前記移相器 20に変えて、移相器 30など、前述した各実施の形態の移相器のうちのいずれか 1つを用いてもよい。このように構成しても、同様の効果を達成することができる。

また本発明の実施のさらに他の形態では、前記分波器 287は、サーキユレータによつて実現されてもよぐこの様な構成であっても、同様の効果を達成することができる図 39は、本発明の実施の形態の移相器 20を備えるアレイアンテナ装置 399を含むレーダ装置 400の構成を示す模式図である。本発明の形態において、前述実施の形態と同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する。レーダ装置 400は、アレイアンテナ装置 399と、高周波送受信器 409と距離検出器 291を含んで構成される。

アレイアンテナ装置 399は、アンテナ素子 401とこのアンテナ素子 401に付加される移相器 20とによって構成される移相器付アンテナ 405が配列されて設けられるァンテナアレー体 407と、各移相器付アンテナ 405に接続される伝送線路 402とを含んで構成される。本発明の実施の形態では、複数のアンテナ素子 401は、放射方向を揃えて、一列に並べられる。アンテナ素子 401は、配列方向 Rに沿って、相互に等しい間隔をあけて設けられる。

アンテナ素子 401は、たとえばスロットアンテナ、マイクロストリップアンテナ、ホーンアンテナまたは反射鏡アンテナによって実現される。本発明の実施の形態では、アンテナ装置 400は、 8つのアンテナ素子 401と、 8つの移相器 20とを有する。

伝送線路 402は、分岐器 403を含んで構成され、入力部 404から入力される高周波信号を分岐器 403によって複数に分岐して、移相器付アンテナ 405に与える。伝送線路 402は、前記伝送線路 262と同様に実現される。高周波送受信器 409は、前述した各実施の形態の高周波送受信器 280によって構成されてもよぐまた高周波送受信器 280において移相器を備えないものであってもよぐアレイアンテナ装置 399に高周波信号を与え、かつアレイアンテナ装置 399 によって捕捉した高周波信号を受信する従来力の高周波送受信器によって構成されてもよい。

伝送線路 402と、各移相器付アンテナ素子 405のアンテナ素子 401との間には、それぞれ移相器 20が設けられる。伝送線路 402を伝播する高周波信号は、移相器 2 0の誘電体部 22を通過してアンテナ素子 401に与えられる。各移相器 20によって、高周波信号の位相をずらすことによって、各アンテナ素子力放射される電波の位相を調整して、図 39に示すように等位相面を配列方向 Rの第 1方向 R1から第 2方向 R2に向かうにつれて、隣接するアンテナ素子 401から放射される電波の位相を、 Δ φずつずらすことによって、放射ビーム 406の方向を正面からアンテナ素子 401の配列方向 Rの第 1方向 R1または第 2方向 R2に角度 Θだけ傾けることができる。

移相器 20は、小形でかつ低電圧で動作させることができるので、アンテナ装置 400 が大型化することない。アレイアンテナ装置 399は、移相器 20を備えることによって、放射ビームの方向を変更することができ、これによつてアンテナ素子 401を機械的に動作させることなぐ放射ビームの方向を変更することができ、利便性を向上させることがでさる。

またレーダ装置 400が大型化することなぐまた放射ビームの方向を容易に変更することができるので、利便性の高!、レーダ装置を実現することができる。

前記レーダ装置 400にお、て移相器 20を、前述した移相器 30または前述した各実施の形態の移相器のうちのいずれか 1つに変えて構成してもよい。

本発明の実施の一形態の高周波スィッチは、前述した各実施の形態の移相器のうち、カットオフ特性を有する移相器、すなわち移相器 20, 30, 40, 50, 60, 130, 14 0, 150, 160, 170などのうちのいずれかと同じ構成を有する。以下、「高周波スイツチ」を、単に「スィッチ」という。このようなスィッチでは、第 1および第 2電極 24a, 24b に電圧を印加することによって、誘電体部 22におけるカットオフ周波数を変更することがでさる。電圧印加手段 19は、伝播する電磁波の周波数よりも低い周波数の交流電圧、または直流電圧を第 1および第 2電極 24a, 24bに印加する。電圧印加手段 19が、第 1 および第 2電極 24a, 24bに電圧を印加することによって、誘電体部 22の誘電率が小さくなり、これによつてスィッチのカットオフ周波数が高くなる。電圧印加手段 19が、第 1および第 2電極 24a, 24bに電圧を印加しないときは、伝播させる電磁波の周波数 (使用周波数)よりもスィッチのカットオフ周波数が低くなるようにスィッチが構成される。電圧印加手段 19は、スィッチのカットオフ周波数が、前記使用周波数以上になるように第 1および第 2電極 24a, 24bに電圧を印加することができる。したがってスイッチは、電圧印加手段 19によって、カットオフ周波数力誘電体部 22を伝播する電磁波の周波数より低くなる伝播状態と、カットオフ周波数が、誘電体部 22を伝播する電磁波の周波数より高くなるカットオフ状態とを切り替え可能である。本発明の実施の形態では、使用周波数は、一定であり、したがって上記の切り替えによって ONZ OFF動作が可能である。

前記構成のスィッチでは、誘電体部 22に印加される電界に応じて、誘電体部 22におけるカットオフ周波数が、誘電体部 22を伝播する電磁波の周波数より低くなる伝播状態と、前記電磁波の周波数より高くなるカットオフ状態とを切り替え可能であるので、第 1および第 2電極 24a, 24bに印加する電圧を変化させることによって、前記伝播状態と前記カットオフ状態とを容易に切り替えることができる。スイッチング態様が OF F状態の時は、カットオフ状態になるので、本質的に高い ONZOFF比を得ることができる。また、機械的な駆動部分がないため、耐久性に優れた信頼性の高い高周波スィッチを実現することができる。また前記構成によって、低い電圧でカットオフ周波数を変化させることができるスィッチを実現することができる。また前記接続構造によつて、 LSEモードの高周波信号を、平面線路に良好に取り出すことができるので、平面回路基板上への実装性が良好である高周波スィッチを実現することができる。また誘電体部 22に電界を印加するために第 1および第 2電極 24a, 24bに与える電圧を小さくしても、変化部に大きな電界強度の電界が与えられ、また誘電体部 22の線路長が短くても、カットオフ状態が OFF状態を実現するため高い ONZOFF比を得ることができるので、小型で、かつ低電圧で動作させることができるスィッチを実現することができる。また、機械的な駆動部分がないため、耐久性に優れた信頼性の高 V、スィッチを実現することができる。

本発明の実施の一形態の減衰器は、前述した各実施の形態の移相器 20, 30, 40 , 50, 60, 130, 140, 150, 160, 170などのうちの!/ヽずれ力と同じ構成を有する。このような減衰器では、第 1および第 2電極 24a, 24bに電圧を印加することによって、誘電体部 22におけるカットオフ周波数を変更して、伝播特性を変化させることができる。誘電体部 22に印加される電界に応じて、誘電体部 22における伝播特性を変化させることによって、高周波信号を減衰することができ、また前記接続構造によって、 LSEモードの高周波信号を、平面線路に良好に取り出すことができるので、平面回路基板上への実装性が良好である減衰器を実現することができる。減衰器は、前述した移相器と同様にカットオフ周波数を fcとし、使用周波数を周波数を fとしたとき、 1 . 03< f/fc< l . 5となるように、好ましくは、 1. 03< f/fc< l . 2となるように形成される。このような減衰器は、第 1および第 2電極 24a, 24bに与える電圧を小さくしても、変化部に大きな電界強度の電界が与えられ、またカットオフ周波数近傍の減衰特性を用いることから、伝送線路の線路長が短くても電磁波を十分に減衰させることができるので、小型で、かつ低電圧で動作させることができる減衰器を実現することができる。また、機械的な駆動部分がないため、耐久性に優れた信頼性の高い減衰器を実現することができる。

図 40は、本発明の実施の他の形態の高周波送信器 360の構成を示す模式図である。高周波送信器 360は、前述した図 36の高周波送信器 260の移相器 20に代えて、高周波スィッチ 361を設け、スタブ 264を除いた構成であるので、同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する。スィッチ 361は、前述した各実施の形態の移相器の、ずれかと同じ構成を有する。

スィッチ 361は、前述したマイクロストリップ線路 231、または前述したストリップ線路 71を介して伝送線路 262に挿入され、伝播状態とすることによって伝送線路 262に伝送される高周波信号を透過し、カットオフ状態とすることによって伝送線路 262に伝送される高周波信号を遮断する。

スィッチ 361が伝播状態のとき、高周波発振器 261が発生した高周波信号は、伝送線路 262に伝送されて、スィッチ 361の誘電体部 22を通過して送信用アンテナ 26 3に与えられ、電波として放射される。またスィッチ 361がカットオフ状態のとき、高周波発振器 261が発生した高周波信号は、スィッチ 361を透過しないので送信用アンテナ 263には伝送されない。スィッチ 361の伝播状態とカットオフ状態とを切換えることによって、送信用アンテナ 263からパルス信号波を放射することができる。大きな O NZOFF比を得ることができるとともに、耐久性に優れた信頼性の高い高周波スイツチを用いることによって、信頼性の高い高周波送信器 360を実現することができる。電圧印加手段 19が、所定の情報に基づいて、スィッチ 361に電圧を印加して、スイツチ 361を ON/OFFすることによって、所定の情報に対応した電波を送信用アンテナ 263から放射させることができる。

高周波送信器 360において、前記伝送線路 262は、マイクロストリップ線路およびストリップ線路の他に、コプレーナ線路、グランド付きコプレーナ線路、スロット線路、導波管または誘電体導波管などによって実現されてもよい。

図 41は、本発明の実施の他の形態の高周波送受信器 380を備えるレーダ装置 39 0の構成を示す模式図である。高周波送受信器 380は、前述した図 38の高周波送受信器 280の移相器 20に代えて、高周波スィッチ 361を設けた構成であるので、同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する。

第 1伝送線路 281に挿入されるスィッチ 361を伝播状態とすることによって、高周波発振器 261が発生した高周波信号は、第 1伝送線路 281に伝送されて分岐器 286 の第 1端子 286aに与えられ、分岐器 286の第 2端子 286bから第 2伝送線路 282に与えられ、分波器 287の第 4端子 287aに与えられて、分波器 287の第 5端子 287b 力ゝら第 3伝送線路 283に与えられて、送受信用アンテナ 288から放射される。また第 1伝送線路 281に挿入されるスィッチ 361がカットオフ状態となると、高周波発振器 2 61が発生した高周波信号はスィッチ 361を透過しないので、遮断されて、送受信用アンテナ 288からは放射されない。スィッチ 361の伝播状態とカットオフ状態とを切換えることによって、送受信用アンテナ 288からパルス信号波を放射することができる。大きな ONZOFF比を得ることができるとともに、耐久性に優れた信頼性の高いスィツチ 361を用いることによって、信頼性の高い高周波送受信器を実現することができる。本実施の形態では、第 1伝送線路 281にスィッチ 361が挿入される力本発明のさらに他の実施では、スィッチ 361は、第 1〜第 3伝送線路 281〜283の少なくともいずれか 1つに、挿入されてもよい。このような構成であっても、第 1〜第 3伝送線路 28 1〜283の少なくともいずれか 1つに挿入されるスィッチ 361を全て伝播状態とし、また第 1〜第 3伝送線路 281〜283の少なくともいずれか 1つに挿入されるスィッチ 36 1のうち 1つでもカットオフ状態とすることによって、送受信用アンテナ 288からパルス信号波を放射することができ、前述のレーダ装置と同様の効果を達成することができる。

本発明の実施のさらに他の形態のレーダ装置は、前記各実施の形態のレーダ装置において、高周波送受信器 280を構成する分岐器 286を、 2つのスィッチ 361によつて構成してもよい。

図 42は、スィッチ 361によって構成される分岐器 286の構成を示す模式図である。 2つのスィッチ 361を、第 1スィッチ 361Aおよび第 2スィッチ 361Bという。第 1スイツチ 361Aは、伝播状態とすることによって第 1端子 286aおよび第 2端子 286b間で高周波信号を透過し、かつカットオフ状態とすることによって第 1端子 286aおよび第 2 端子 286b間で高周波信号を遮断する。第 2スィッチ 361Bは、伝播状態とすること〖こよって第 1端子 286aおよび第 3端子 286c間で高周波信号を透過し、かつカットオフ状態とすることによって第 1端子 286aおよび第 3端子 286c間で高周波信号を遮断する。第 1および第 2スィッチ 361A, 361Bの、電磁波の伝播方向 Xにおける第 1端部同士を接続して第 1端子 286aとする。また第 1スィッチ 361Aの電磁波の伝播方向 Xにおける第 2端部を第 2端子 386とする。また第 2スィッチ 361Bの電磁波の伝播方向 Xにおける第 2端部を第 3端子 386とする。

第 1および第 2スィッチ 361A, 361Bには、図示しない制御部力も制御信号が与えられ、制御信号に基づいて第 1スィッチ 361Aが伝播状態のときに、第 2スィッチ 361 Bをカットオフ状態とし、第 1スィッチ 361Aがカットオフ状態のときに、第 2スィッチ 36 1Bを伝播状態とすることによって、第 1端子 286aから入力される高周波信号を、第 2 および第 3端子 286b, 286cから選択的に出力することができる。レーダ装置 390は、ノルスレーダによって実現される。前記制御部は、第 1および第 2スィッチ 361A, 3 61Bを制御して、第 1端子 286aおよび第 2端子 286bを接続して、パルス状の高周波信号を第 2端子 286bから出力させた後、第 1および第 2スィッチ 361A, 361Bを制御して、第 1端子 286aおよび第 3端子 286cを接続して、高周波信号を第 3端子 286 cから出力させる。大きな ONZOFF比を得ることができるとともに、耐久性に優れた信頼性の高いスィッチ 361を用いて分岐器 286を構成することによって、信頼性の高 V、高周波送受信器を実現することができる。

本発明の実施のさらに他の形態のレーダ装置は、前記各実施の形態のレーダ装置において、高周波送受信器 380を構成する分波器 287を、 2つのスィッチ 361によつて構成してもよい。

図 43は、スィッチ 361によって構成される分波器 287の構成を示す模式図である。分波器 287は、 2つのスィッチ 361を含んで構成される。 2つのスィッチ 361を、第 3スイッチ 361Cおよび第 4スィッチ 361Dという。第 3スィッチ 361Cは、伝播状態とすることによって第 4端子 287aおよび第 5端子 287b間で高周波信号を透過し、かつカットオフ状態とすることによって第 4端子 287aおよび第 5端子 287b間で高周波信号を遮断する。第 4スィッチ 361Dは、伝播状態とすることによって第 5端子 287bおよび第 6 端子 287c間で高周波信号を透過し、かつカットオフ状態とすることによって第 5端子 287bおよび第 6端子 287c間で高周波信号を遮断する。第 3スィッチ 361Cの、電磁波の伝播方向 Xにおける第 1端部を、第 4端子 287aとする。また第 3および第 4スイツチ 361C, 361Dの、電磁波の伝播方向 Xの第 2端部同士を共通に接続して、第 5端子 287bとする。第 4スィッチ 361Dの電磁波の伝播方向 Xの第 1端部を、第 6端子 28 7cとする。

第 3および第 4スィッチ 361C, 361Dには、図示しない制御部力も制御信号が与えられ、制御信号に基づいて第 3スィッチ 361Cが伝播状態のときに、第 4スィッチ 361 Dをカットオフ状態とし、第 3スィッチ 361Cがカットオフ状態のときに、第 4スィッチ 36 1Dを伝播状態とすることによって、第 1端子 287aから入力される高周波信号を、第 2 端子 287bから出力し、第 2端子 287bから入力される高周波信号を、第 3端子 287c 力出力することができる。前記制御部は、第 3および第 4スィッチ 361C, 361Dを制御して、第 1端子 287aおよび第 2端子 287bを接続して、パルス状の高周波信号を送受信用アンテナ 288に伝送した後、第 3および第 4スィッチ 361C, 361Dを制御して、第 2端子 287bおよび第 3端子 287cを接続して、送受信用アンテナ 288によって捕捉した高周波信号を第 3端子 286cから出力させる。制御部は、第 1および第 3スィツチ 361A, 361Cが伝播状態となり、かつ第 2および第 4スィッチ 361B, 361Dが力ットオフ状態となるように、または、第 1および第 3スィッチ 361A, 361Cがカットオフ状態となり、第 2および第 4スィッチ 361B, 361Dが伝播状態となるように、第 1〜第 4 スィッチ 361A〜361Dを制御する。大きな ONZOFF比を得ることができるとともに、耐久性に優れた信頼性の高いスィッチ 361を用いて分波器 287を構成することによつて、信頼性の高!、高周波送受信器を実現することができる。

本発明の実施のさらに他の形態の高周波送受信器は、前述した図 38に示す実施の形態の高周波送受信器 280において、移相器 20を前述した減衰器に変えて高周波送受信器が実現される。第 1伝送線路 281に、前記減衰器が挿入されることによつて、高周波信号の振幅を変化させて、振幅変調を行うことができ、高周波信号の周波数の変動および温度の変動によって発生する送信出力（送信される高周波信号)および中間周波信号の変動を調整して、信号変動の小さい安定な高周波送受信器を実現することができる。また減衰器を前述したように小型で、かつ低電圧で動作させることができるので、減衰器を設けても高周波送受信器を小型に形成することができ、また減衰器に電圧を与えるための構成が複雑ィ匕してしまうことを抑制することができる。また前記第 1〜第 5伝送線路 281, 282, 283, 284, 285の少なくとも! /、ずれ力 1 つに減衰器を同様に挿入して、高周波送受信器を構成してもよぐ同様な効果を達成することができる。

本発明の実施のさらに他の形態の高周波送受信器は、前述した各実施の形態の高周波送受信器を組み合わせて構成されてもよぐたとえば伝送線路に移相器、スィツチおよび減衰器のうちのいずれか 2つ以上が挿入される構成としてもよぐまたたとえば第 1〜第 5伝送線路 281〜285の少なくともいずれ力 1つに移相器が設けられ、第 1〜第 5伝送線路 281〜285の少なくともいずれ力 1つにスィッチが設けられ、第 1 〜第 5伝送線路 281〜285の少なくともいずれカゝ 1つに減衰器が設けられる構成としてもよい。前述した各実施の形態において、前記変化部は、印加電界に応じて寸法が変化する圧電素子によってされてもよい。印加電圧に応じて、電磁波の伝播方向において圧電素子の寸法が変化する、すなわち圧電素子の前記伝播方向における厚さが変化することによって、変化部を含む誘電体部を伝播する電磁波の位相を変化させることができ、前述した実施の形態と同様の効果を達成することができる。圧電素子は、たとえば水晶、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、 Pb (Zr, Ti) 0、 BaTiO、 LiNbO

3 3 3 または SbSIなどによって形成される。

以上の各実施の形態の移相器、スィッチおよび減衰器は、誘電体導波路デバイスまたは誘電体導波管デバイスである。

なお、本発明は以上の各実施の形態に限定されるものではなぐ本発明の要旨を逸脱しなヽ範囲内で種々の変更を行なうことは何等差し支えなヽ。

本発明は、その精神または主要な特徴力逸脱することなぐ他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は特許請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。

Claims

請求の範囲

[1] 印加電界に応じて誘電率および寸法の少なくともいずれか一方が変化する変化部を含む誘電体部を有し、電磁波を伝播する伝送線路と、

前記伝送線路を伝播する電磁波の周波数に対する表皮厚さよりも薄く形成され、前記誘電体部に埋設されて前記変化部に電界を印加するための電極とを含むことを特徴とする誘電体導波路デバイス。

[2] 前記誘電体部は、前記変化部を挟持して設けられ、前記変化部よりも誘電率が低い第 2誘電体部を含み、

前記電極は、前記変化部と前記第 2誘電体部との間に設けられることを特徴とする請求項 1記載の誘電体導波路デバイス。

[3] 前記変化部に埋設され、前記変化部および前記平板導電体部の積層方向、ならびに前記伝送線路を伝播する電磁波の伝播方向に相互に垂直な方向に、相互に所定の間隔をあけて設けられる複数の前記電極を有し、

前記伝送線路は、前記誘電体部を挟持する一対の平板導電体部を有し、相互に隣接する前記電極は、前記一対の平板導電体部のうち異なる平板導電体部に接続されることを特徴とすることを特徴とする請求項 1記載の誘電体導波路デバイス。

[4] 前記誘電体部は、前記変化部の誘電率よりも低!、誘電率を有し、前記変化部および前記平板導電体部の積層方向、ならびに前記伝送線路を伝播する電磁波の伝播方向に相互に垂直な方向で、前記変化部を挟持する第 2誘電体部を備えることを特徴とする請求項 3記載の誘電体導波路デバイス。

[5] 前記一対の平板導電体部の間隔は、前記第 2誘電体部中を伝播する電磁波の波長の 2分の 1以下に選ばれることを特徴とする請求項 2または 4記載の誘電体導波路デバイス。

[6] 印加電界に応じて誘電率および寸法の少なくともいずれか 1つが変化する変化部を含み、電磁波が伝播する誘電体部と、

前記変化部に電界を印加するための一対の電極を含み、前記誘電体部を外囲して導波管を形成する導電体部とを含むことを特徴とする誘電体導波管デバイス。

[7] 印加電界に応じて誘電率および寸法の少なくともいずれか 1つが変化する変化部を含む第 1誘電体部、および誘電率が前記第 1誘電体部の誘電率よりも小さぐ前記第 1誘電体部を挟持して設けられる第 2誘電体部によって形成される誘電体部と、前記誘電体部を伝播する電磁波の伝播方向および前記第 1および第 2誘電体部の積層方向に互いに垂直な方向にぉ、て前記誘電体部を挟持する一対の平板導電体部と、

前記積層方向にお!、て前記誘電体部を挟み、かつ前記一対の平板導電体部の間隔より小さい間隔をあけて設けられ、前記変化部に電界を印加するための一対の電極とを含むことを特徴とする誘電体導波路デバイス。

[8] 前記一対の平板導電体部の間隔は、前記第 2誘電体部中を伝播する電磁波の波長の 2分の 1以下に選ばれることを特徴とする請求項 7に記載の誘電体導波路デバィス。

[9] 請求項 1または 7に記載の誘電体導波路デバイス、あるいは請求項 6に記載の誘電体導波管デバイスを備え、

前記変化部に印加される電界に応じて、前記変化部の誘電率および寸法の少なくとも一方が変化することによって、前記伝送線路を伝播する電磁波の位相を変化させることを特徴とする移相器。

[10] 前記一対の電極に予め定める電圧を印加したときのカットオフ周波数を fcとし、前記誘電体導波路を伝播する電磁波の周波数を fとしたとき、 fcと fとは、 1. 03< f/fc < 1. 5を満たすように選ばれることを特徴とする請求項 9に記載の移相器。

[11] 請求項 1に記載の誘電体導波路デバイスを備え、

前記伝送線路は、カットオフ特性を有し、

前記変化部に印加される電界に応じて、前記変化部の誘電率および寸法の少なくとも一方が変化することによって、前記伝送線路におけるカットオフ周波数力前記伝送線路を伝播する電磁波の周波数より低くなる伝播状態と、高くなるカットオフ状態とを切り替え可能であることを特徴とする高周波スィッチ。

[12] 請求項 1に記載の誘電体導波路デバイスを備え、

前記変化部に印加される電界に応じて、前記変化部の誘電率および寸法の少なくとも一方を変化させて、前記伝送線路を伝播する電磁波を減衰させることを特徴とする減衰器。

[13] 高周波信号を発生する高周波発振器と、

前記高周波発振器に接続され、前記高周波発信器からの高周波信号を伝送する高周波伝送線路と、

前記高周波伝送線路に接続され、高周波信号を放射するアンテナと、高周波信号が前記誘電体部を通過するように、前記高周波伝送線路に挿入される請求項 9に記載の移相器と、

高周波信号の伝送方向における前記移相器の上流側および下流側のうち少なくとも一方で前記高周波伝送線路に設けられるスタブとを含むことを特徴とする高周波送 1§器 o

[14] 高周波信号を捕捉するアンテナと、

前記高周波伝送線路に接続され、前記高周波伝送線路に伝送される高周波信号を検波する高周波検波器と、

高周波信号が前記誘電体部を通過するように、前記高周波伝送線路に挿入される請求項 9に記載の移相器と、

高周波信号の伝送方向における前記移相器の上流側および下流側のうち少なくとも一方で前記高周波伝送線路に設けられるスタブとを含むことを特徴とする高周波受信器。

[15] 高周波信号を発生する高周波発振器と、

前記高周波発振器に接続され、高周波信号を伝送する第 1高周波伝送線路と第 1、第 2および第 3端子を有し、前記第 1端子が前記第 1高周波伝送線路に接続され、前記第 1端子に与えられる高周波信号を前記第 2端子または前記第 3端子に選択的に出力する分岐器と、

前記第 4および第 5高周波伝送線路に接続され、前記第 4および第 5高周波伝送線路力与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサと、高周波信号が前記誘電体部を通過するように、前記第 1〜第 5高周波伝送線路のうち少なくともヽずれかの 1つに挿入される請求項 9に記載の移相器とを含むことを特徴とする高周波送受信器。

[16] 高周波信号を発生する高周波発振器と、

前記高周波発振器に接続され、前記高周波発振器からの高周波信号を伝送する高周波伝送線路と、

前記高周波伝送線路に接続され、高周波信号を放射するアンテナと、前記高周波伝送線路に挿入され、前記伝播状態とすることによって前記高周波伝送線路に伝送される高周波信号を透過し、前記カットオフ状態とすることによって前記高周波伝送線路に伝送される高周波信号を遮断する請求項 11記載の高周波スィツチとを含むことを特徴とする高周波送信器。

[17] 高周波信号を発生する高周波発振器と、前記高周波発振器に接続され、高周波信号を伝送する第 1高周波伝送線路と第 1、第 2および第 3端子を有し、前記第 1端子が前記第 1高周波伝送線路に接続され、前記第 1端子に与えられる高周波信号を前記第 2端子または前記第 3端子に選択的に出力する分岐器と、

前記第 4および第 5高周波伝送線路に接続され、前記第 4および第 5高周波伝送線路力与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサとを含み前記分岐器は、請求項 11記載の高周波スィッチを 2つ備え、第 1高周波スィッチは、前記伝播状態とすることによって前記第 1端子および前記第 2端子間で高周波信号を透過し、かつ前記カットオフ状態とすることによって前記第 1端子および前記第 2 端子間で高周波信号を遮断し、第 2高周波スィッチは、前記伝播状態とすることによつて前記第 1端子および前記第 3端子間で高周波信号を透過し、かつ前記カットオフ状態とすることによって前記第 1端子および前記第 3端子間で高周波信号を遮断することを特徴とする高周波送受信器。

高周波信号を発生する高周波発振器と、前記高周波発振器に接続され、高周波信号を伝送する第 1高周波伝送線路と第 1、第 2および第 3端子を有し、前記第 1端子が前記第 1高周波伝送線路に接続され、前記第 1端子に与えられる高周波信号を前記第 2端子または前記第 3端子に選択的に出力する分岐器と、

前記第 4および第 5高周波伝送線路に接続され、前記第 4および第 5高周波伝送線路力与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサとを含み前記分波器は、請求項 11記載の高周波スィッチを 2つ備え、第 3高周波スィッチは、前記伝播状態とすることによって前記第 4端子および前記第 5端子間で高周波信号を透過し、かつ前記カットオフ状態とすることによって前記第 4端子および前記第 5 端子間で高周波信号を遮断し、第 4高周波スィッチは、前記伝播状態とすることによつて前記第 5端子および前記第 6端子間で高周波信号を透過し、かつ前記カットオフ状態とすることによって前記第 5端子および前記第 6端子間で高周波信号を遮断することを特徴とする高周波送受信器。

前記第 4および第 5高周波伝送線路に接続され、前記第 4および第 5高周波伝送線路力与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサと、前記伝播状態としたときに高周波信号が前記誘電体部を通過するように、前記第 1 〜第 3伝送線路のうち少なくともいずれか 1つに挿入される請求項 11記載の高周波スィッチとを含むことを特徴とする高周波送受信器。

高周波信号を発生する高周波発振器と、

前記第 4および第 5高周波伝送線路に接続され、前記第 4および第 5高周波伝送線路力与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサと、高周波信号が前記誘電体部を通過するように、前記第 1〜第 5高周波伝送線路のうち少なくともヽずれかの 1つに挿入される請求項 12記載の減衰器とを含むことを特徴とする高周波送受信器。

[21] 前記分波器は、ハイブリッド回路またはサーキユレータによって形成されることを特徴とする請求項 15記載の高周波送受信器。

[22] 前記分波器は、ハイブリッド回路またはサーキユレータによって形成されることを特徴とする請求項 17記載の高周波送受信器。

[23] 前記分波器は、ハイブリッド回路またはサーキユレータによって形成されることを特徴とする請求項 19記載の高周波送受信器。

[24] 請求項 15に記載の高周波送受信器と、

前記高周波送受信器からの前記中間周波信号に基づいて前記高周波送受信器から探知対象物までの距離を検出する距離検出器とを含むことを特徴とするレーダ装置。

[25] 請求項 17に記載の高周波送受信器と、前記高周波送受信器からの前記中間周波信号に基づいて前記高周波送受信器から探知対象物までの距離を検出する距離検出器とを含むことを特徴とするレーダ装置。

[26] 請求項 18に記載の高周波送受信器と、

[27] 請求項 19に記載の高周波送受信器と、

[28] 請求項 20に記載の高周波送受信器と、

[29] アンテナ素子と、請求項 9記載の移相器とを有する移相器付アンテナを複数並べて構成されることを特徴とするアレイアンテナ装置。

[30] 請求項 29記載のアレイアンテナ装置と、

前記アレイアンテナ装置に接続され、前記アレイアンテナ装置に高周波信号を与え、かつ前記アレイアンテナ装置によって捕捉した高周波信号を受信する高周波送受信器とを含むことを特徴とするレーダ装置。

[31] 基板に積層して、所定の誘電率を有する誘電体から成る第 1誘電体膜を形成する工程と、

前記積層体に積層して、前記第 2誘電体膜よりも誘電率が低い第 3の誘電体膜を形成する工程と、

前記第 1誘電体膜、前記積層体および前記第 3誘電体膜をエッチングして、前記積層方向に垂直な方向にぉ、て相互に対向する一対の端面のうちの第 1端面から、前記所定の方向の第 1方向寄りに形成された前記電極膜が露出し、かつ相互に対向する一対の端面のうち第 2端面から、前記所定の方向の第 2方向寄りに形成された前記電極膜が露出する凸部を形成する工程と、

前記凸部の、前記第 1および第 2端面に、平板導電体部をそれぞれ形成する工程とを含むことを特徴とする誘電体導波路デバイスの製造方法。