WO2024018650A1 - デジタル移相器 - Google Patents

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WO2024018650A1
WO2024018650A1 PCT/JP2022/048543 JP2022048543W WO2024018650A1 WO 2024018650 A1 WO2024018650 A1 WO 2024018650A1 JP 2022048543 W JP2022048543 W JP 2022048543W WO 2024018650 A1 WO2024018650 A1 WO 2024018650A1
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WO
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digital phase
phase shift
shift circuit
signal line
connection
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Application number
PCT/JP2022/048543
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English (en)
French (fr)
Inventor
雄介 上道
Original Assignee
株式会社フジクラ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 株式会社フジクラ filed Critical 株式会社フジクラ
Priority to EP22920985.3A priority Critical patent/EP4333197A4/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/18Phase-shifters
    • H01P1/184Strip line phase-shifters

Definitions

  • the present invention relates to a digital phase shifter.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2022-114656 filed in Japan on July 19, 2022, the contents of which are incorporated herein.
  • Patent Document 1 listed below discloses a digitally controlled phase shift circuit (digital phase shift circuit) that targets high frequency signals such as microwaves, quasi-millimeter waves, or millimeter waves.
  • a large number of digital phase shift circuits are actually mounted on a semiconductor substrate in a cascade-connected state. That is, the digital phase shift circuit is a unit in the configuration of an actual digital phase shifter, and a desired function is achieved by cascading several dozen of them.
  • the length of the digital phase shifter becomes long.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and provides a digital phase shifter that can average the distribution of phase shifts caused by weak reflections occurring before and after a connection part in a certain section. do.
  • a digital phase shifter includes a first digital phase shift circuit group in which a plurality of digital phase shift circuits are cascade-connected, and a second digital phase shift circuit group in which a plurality of digital phase shift circuits are cascade-connected.
  • a digital phase shift circuit group in which a plurality of digital phase shift circuits are cascade-connected
  • a second digital phase shift circuit group in which a plurality of digital phase shift circuits are cascade-connected.
  • a digital phase shift circuit group a first digital phase shift circuit located at an end of the first digital phase shift circuit group
  • a second digital phase shift circuit located at an end of the second digital phase shift circuit group.
  • at least one bend-type connection portion for connecting to the phase shift circuit, the digital phase shift circuit comprising: a signal line, a pair of inner lines provided on both sides of the signal line, and the pair of inner lines.
  • a pair of outer lines provided on the outside of the line; a first ground conductor connected to one end of each of the pair of inner lines and the pair of outer lines; a second ground conductor connected to each other end of the pair of outer lines; a ground conductor, at least a pair of electronic switches provided between each other end of the pair of inner lines and the second ground conductor, and a low delay mode in which a return current flows through the pair of inner lines;
  • the circuit is set to a high delay mode in which a return current flows through the pair of outer lines, and the connection part is a first connection part connected to the first digital phase shift circuit, and a first connection part connected to the first digital phase shift circuit.
  • the first connection section includes a first connection line that connects the signal line of the first digital phase shift circuit and the signal line of the third digital phase shift circuit
  • the second connection section connects the signal line of the second digital phase shift circuit and the signal line of the third digital phase shift circuit
  • a capacitor is connected in parallel at least one in the vicinity of the connection position and in the vicinity of the connection position of the signal lines of the two adjacent digital phase shift circuits forming the second digital phase shift circuit group.
  • the first connection line of the first connection part, the first connection line of the second connection part, and the adjacent A capacitor is installed near the connection position between the signal lines of the two digital phase shift circuits forming the second digital phase shift circuit group, and at least one of the connection positions between the signal lines of two adjacent digital phase shift circuits forming the second digital phase shift circuit group. Connect in parallel. Thereby, the distribution of phase shifts caused by weak reflections occurring before and after the connection portion can be averaged over a certain section.
  • a side of the first digital phase shift circuit in the first connection line of the first connection portion and a side of the first connection The capacitor may be connected in parallel to each of the second digital phase shift circuit sides of the first connection line.
  • the first connection portion side of the signal line of the third digital phase shift circuit and the third digital The capacitors may be connected in parallel to each of the second connection portion sides of the signal line of the phase shift circuit.
  • the signal line of the first digital phase shift circuit and the first digital phase shift circuit are connected to each other. Near the connection position of the adjacent fourth digital phase shift circuit with the signal line, and the signal line of the second digital phase shift circuit and the fifth digital phase shift circuit adjacent to the second digital phase shift circuit.
  • the capacitor may be connected in parallel to either one of the phase shift circuits near a connection position with the signal line.
  • a fifth aspect of the present invention is, in the digital phase shifter according to the fourth aspect, the connection between the signal line of the first digital phase shift circuit and the signal line of the fourth digital phase shift circuit.
  • the capacitor is connected in parallel either near the position or near the connection position between the signal line of the second digital phase shift circuit and the signal line of the fifth digital phase shift circuit.
  • the signal line of the second digital phase shift circuit and the signal line of the fifth digital phase shift circuit may be connected.
  • the signal line of the first digital phase shift circuit and the first digital phase shift circuit are connected to each other. Near the connection position of the adjacent fourth digital phase shift circuit with the signal line, and the signal line of the second digital phase shift circuit and the fifth digital phase shift circuit adjacent to the second digital phase shift circuit.
  • the capacitors may be connected in parallel to each of the phase shift circuits in the vicinity of a connection position with the signal line.
  • a seventh aspect of the present invention is, in the digital phase shifter according to the sixth aspect, the connection between the signal line of the first digital phase shift circuit and the signal line of the fourth digital phase shift circuit.
  • the capacitor is connected in parallel near the position, and the capacitor is connected in parallel near the connection position between the signal line of the second digital phase shift circuit and the signal line of the fifth digital phase shift circuit. are connected in parallel to a transmission line provided near the connection position to which the one capacitor is connected in parallel, and the transmission line is connected to the signal line of the first digital phase shift circuit and the signal line of the first digital phase shift circuit.
  • the signal line of the fourth digital phase shift circuit may be connected, or the signal line of the second digital phase shift circuit and the signal line of the fifth digital phase shift circuit may be connected. good.
  • An eighth aspect of the present invention is, in the digital phase shifter according to the sixth aspect, the connection between the signal line of the first digital phase shift circuit and the signal line of the fourth digital phase shift circuit.
  • the capacitor connected in parallel near the position is a first capacitor provided near the connection position between the signal line of the first digital phase shift circuit and the signal line of the fourth digital phase shift circuit.
  • the first transmission line connects the signal line of the first digital phase shift circuit and the signal line of the fourth digital phase shift circuit, and the first transmission line connects the signal line of the first digital phase shift circuit to the signal line of the fourth digital phase shift circuit.
  • the capacitor connected in parallel near the connection position between the signal line of the digital phase shift circuit and the signal line of the fifth digital phase shift circuit is connected to the signal line of the second digital phase shift circuit.
  • the signal line of the fifth digital phase shift circuit may be connected to the signal line of the fifth digital phase shift circuit.
  • the digital phase shifter may include an electronic switch that switches whether or not one end of the capacitor is grounded.
  • a tenth aspect of the present invention is that in the digital phase shifter according to any one of the first to ninth aspects, at least one of the plurality of digital phase shift circuits is a relaxation circuit that relaxes the distribution of phase shift amount. may be taken as
  • An eleventh aspect of the present invention is the digital phase shifter according to any one of the first to tenth aspects, in which the digital phase shift circuit includes the signal line, the first ground conductor, and the second ground conductor. a second capacitor connected between at least one of the conductors, and a second capacitor connected between the signal line and at least one of the first ground conductor and the second ground conductor; A second electronic switch for switching whether or not to be used may also be provided.
  • a twelfth aspect of the present invention is that in the digital phase shifter according to any one of the first to eleventh aspects, the first connection portion is connected to the pair of inner lines of the first digital phase shift circuit. a pair of second connection lines connecting the pair of inner lines of the third digital phase shift circuit; a pair of second connection lines connecting the inner line and the pair of inner lines of the third digital phase shift circuit, above and below the first connection line and the pair of second connection lines; and a via hole connecting at least the pair of second connection lines and the ground layer.
  • a thirteenth aspect of the present invention is the digital phase shifter according to the twelfth aspect, in which the first connection portion connects the pair of outer lines of the first digital phase shift circuit to the third digital phase shifter.
  • a pair of third connection lines may be provided to connect the pair of outer lines of the digital phase shift circuit.
  • the distribution of phase shifts caused by weak reflections occurring before and after the connection portion can be averaged over a certain section.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing a digital phase shifter according to a first embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a digital phase shift circuit according to a first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a high delay mode of the digital phase shift circuit according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a low delay mode of the digital phase shift circuit according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view showing a connecting portion according to the first embodiment. 6 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 5.
  • FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a modification of the connecting portion according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing a distribution of the amount of phase shift in a comparative example in which a capacitor is removed from the digital phase shifter according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a distribution of phase shift amounts in Example 1 in the digital phase shifter according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing a digital phase shifter according to a second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing a distribution of phase shift amounts in a comparative example in which a capacitor is removed from the digital phase shifter according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing a distribution of phase shift amounts in Example 2 in a digital phase shifter according to a second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing a distribution of phase shift amounts in a comparative example in which a capacitor is removed in a modified example of the digital phase shifter according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing a distribution of phase shift amounts in Example 3 in a modification of the digital phase shifter according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing a digital phase shifter according to a third embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing a distribution of phase shift amounts in a comparative example in which a capacitor is removed from the digital phase shifter according to the third embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing a distribution of phase shift amounts in Example 4 in a digital phase shifter according to a third embodiment.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a digital phase shifter according to a fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing a distribution of phase shift amounts in a comparative example in which a capacitor is removed in a modified example of the digital phase shifter according to the fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing a distribution of phase shift amounts in Example 5 in a modification of the digital phase shifter according to the fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a circuit diagram around a capacitor according to a fifth embodiment. It is a figure explaining the 1st relaxation circuit of relaxation circuits concerning a 6th embodiment. It is a figure explaining the 1st relaxation circuit of relaxation circuits concerning a 6th embodiment. It is a figure explaining the 1st relaxation circuit of relaxation circuits concerning a 6th embodiment.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a digital phase shifter 100 according to the first embodiment.
  • the digital phase shifter 100 of the first embodiment includes a plurality of digital phase shift circuits 10 (10-1 to 10-43) and a plurality of connection parts 20 (20-1 to 20-3). and.
  • Such a digital phase shifter 100 shifts the phase of a signal S in a predetermined frequency band using a plurality of cascade-connected digital phase shift circuits 10.
  • the signal S is a high frequency signal having a frequency band such as microwave, quasi-millimeter wave, or millimeter wave.
  • the plurality of digital phase shift circuits 10 are electrically connected in series.
  • FIG. 1 shows an example in which 43 digital phase shift circuits 10 (10-1 to 10-43) are connected in cascade
  • the number of digital phase shift circuits 10 connected in cascade is arbitrary.
  • the 43 cascade-connected digital phase shift circuits 10 are arranged in the order in which the signal S shown by the solid arrow in FIG. 2,...,10-43.
  • the direction in which the signal S flows may be reversed as shown by the dotted arrow in FIG.
  • a plurality of digital phase shift circuits 10 constitute a digital phase shift circuit group 30.
  • the first to tenth digital phase shift circuits 10-1 to 10-10 constitute a digital phase shift circuit group 30-1, and the 12th to 21st digital phase shift circuits 10-12 10-21 constitute a digital phase shift circuit group 30-2.
  • the 23rd to 32nd digital phase shift circuits 10-23 to 10-32 constitute a digital phase shift circuit group 30-3, and the 34th to 43rd digital phase shift circuits 10-34 to 10-32 constitute a digital phase shift circuit group 30-3.
  • -43 constitutes a digital phase shift circuit group 30-4.
  • the digital phase shifter 100 includes a digital phase shift circuit group 30-1 in which a plurality of digital phase shift circuits 10-1 to 10-10 are connected in cascade, and a plurality of digital phase shift circuits 10-12 to 10-. 21 are cascade-connected digital phase shift circuit group 30-2. Further, the digital phase shifter 100 includes a digital phase shift circuit group 30-3 in which a plurality of digital phase shift circuits 10-23 to 10-32 are connected in cascade, and a plurality of digital phase shift circuits 10-34 to 10-43. A group of digital phase shift circuits 30-4 are connected in cascade.
  • the three digital phase shift circuits 10-11, 10-22, and 10-33 do not constitute the digital phase shift circuit group 30.
  • These digital phase shift circuits 10-11, 10-22, and 10-33 are relay digital phase shift circuits provided between the two digital phase shift circuit groups 30.
  • the digital phase shift circuit 10-11 is provided between the digital phase shift circuit group 30-1 and the digital phase shift circuit group 30-2.
  • Digital phase shift circuit 10-22 is provided between digital phase shift circuit group 30-2 and digital phase shift circuit group 30-3.
  • Digital phase shift circuit 10-33 is provided between digital phase shift circuit group 30-3 and digital phase shift circuit group 30-4.
  • the connecting portion 20 has a bend shape and connects the two digital phase shift circuit groups 30.
  • the connection section 20 includes the above-described relay digital phase shift circuit, a first connection section 61 that connects the relay digital phase shift circuit and one of the two digital phase shift circuit groups 30, and a first connection section 61 that connects the relay digital phase shift circuit and one of the two digital phase shift circuit groups 30;
  • a second connection section 62 that connects the circuit to the other of the two digital phase shift circuit groups 30 is provided.
  • the first connecting portion 61 and the second connecting portion 62 each have a 90° bend shape (a shape bent at 90°).
  • the connecting portion 20-1 connects the other end of the digital phase shift circuit group 30-1 opposite to the one end to which the signal S is input and one end of the digital phase shift circuit group 30-2.
  • the first connection part 61 in the connection part 20-1 connects the other end of the digital phase shift circuit group 30-1 opposite to the one end to which the signal S is input, and the digital phase shift circuit 10-11.
  • the second connection portion 62 in the connection portion 20-1 connects the other end of the digital phase shift circuit 10-11 and one end of the digital phase shift circuit group 30-2.
  • connection part 20-1 connects the digital phase shift circuit 10-10 (first digital phase shift circuit) in the digital phase shift circuit group 30-1 (first digital phase shift circuit group) and the digital phase shift circuit
  • the digital phase shift circuit 10-12 (second digital phase shift circuit) in the group 30-2 (second digital phase shift circuit group) is connected.
  • the connecting portion 20-2 connects the other end of the digital phase shift circuit group 30-2 and one end of the digital phase shift circuit group 30-3.
  • the first connection section 61 in the connection section 20-2 connects the other end of the digital phase shift circuit group 30-2 and one end of the digital phase shift circuit 10-22.
  • the second connection portion 62 in the connection portion 20-2 connects the other end of the digital phase shift circuit 10-22 and one end of the digital phase shift circuit group 30-3.
  • the connection part 20-2 connects the digital phase shift circuit 10-21 (first digital phase shift circuit) in the digital phase shift circuit group 30-2 (first digital phase shift circuit group) and the digital phase shift circuit
  • the digital phase shift circuit 10-23 (second digital phase shift circuit) in the group 30-3 (second digital phase shift circuit group) is connected.
  • the connecting portion 20-3 connects the other end of the digital phase shift circuit group 30-3 and one end of the digital phase shift circuit group 30-4.
  • the first connection section 61 in the connection section 20-3 connects the other end of the digital phase shift circuit group 30-3 and one end of the digital phase shift circuit 10-33.
  • the second connection portion 62 in the connection portion 20-3 connects the other end of the digital phase shift circuit 10-33 and one end of the digital phase shift circuit group 30-4.
  • the connection part 20-3 connects the digital phase shift circuit 10-32 (first digital phase shift circuit) in the digital phase shift circuit group 30-3 (first digital phase shift circuit group) and the digital phase shift circuit
  • the digital phase shift circuit 10-34 (second digital phase shift circuit) in the group 30-4 (second digital phase shift circuit group) is connected.
  • the path of the signal S is bent by 90 degrees. Further, by connecting the digital phase shift circuit 10-11 and the digital phase shift circuit group 30-2 through the second connection section 62 of the connection section 20-1, the path of the signal S is bent by 90 degrees. Further, by connecting the digital phase shift circuit group 30-2 and the digital phase shift circuit 10-22 through the first connection section 61 of the connection section 20-2, the path of the signal S is bent by 90 degrees. Further, by connecting the digital phase shift circuit 10-22 and the digital phase shift circuit group 30-3 through the second connection section 62 of the connection section 20-2, the path of the signal S is bent by 90 degrees.
  • the digital phase shift circuit group 30-3 and the digital phase shift circuit 10-33 are connected through the first connection section 61 of the connection section 20-3, the path of the signal S is bent by 90 degrees. Further, by connecting the digital phase shift circuit 10-33 and the digital phase shift circuit group 30-4 through the second connection portion 62 of the connection portion 20-3, the path of the signal S is bent by 90°. In this way, the digital phase shift circuit groups 30-1 to 30-4 are arranged in parallel to each other and connected in a meandering manner by the connecting portions 20-1 to 20-3. Note that details of the connecting portion 20 will be described later.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the digital phase shift circuit 10 according to the first embodiment.
  • the digital phase shift circuit 10 includes a signal line 1, a pair of inner lines 2 (first inner line 2a and second inner line 2b), and a pair of outer lines 3 (first outer line 3a). and second outer line 3b), a pair of grounding conductors 4 (first grounding conductor 4a and second grounding conductor 4b), a capacitor 5, a plurality of connection conductors 6, four electronic switches 7 (electronic switches 7a, 7b), , 7c, 7d), and a switch control section 8.
  • the signal line 1 is a linear strip-shaped conductor extending in a predetermined direction. That is, the signal line 1 is a long plate-shaped conductor having a constant width W1, a constant thickness, and a predetermined length. In the example shown in FIG. 2, a signal S flows through the signal line 1 from the front side to the back side.
  • the first inner line 2a is a linear strip-shaped conductor. That is, the first inner line 2a is a long plate-shaped conductor having a constant width, a constant thickness, and a predetermined length. The first inner line 2a extends in the same direction as the signal line 1. The first inner line 2a is provided parallel to the signal line 1, and is spaced apart from the signal line 1 by a predetermined distance M1 on one side (the right side in FIG. 1).
  • the second inner line 2b is a linear strip-shaped conductor. That is, like the first inner line 2a, the second inner line 2b is a long plate-shaped conductor having a constant width, a constant thickness, and a predetermined length. The second inner line 2b extends in the same direction as the signal line 1. The second inner line 2b is provided parallel to the signal line 1, and is spaced apart from the signal line 1 by a predetermined distance M1 on the other side (the left side in FIG. 1).
  • the first outer line 3a is a linear strip-shaped conductor provided on one side of the signal line 1 at a position farther from the signal line 1 than the first inner line 2a.
  • the first outer line 3a is a long plate-shaped conductor having a constant width, a constant thickness, and a predetermined length.
  • the first outer line 3a is provided parallel to the signal line 1 at a predetermined distance from the signal line 1, with the first inner line 2a sandwiched therebetween.
  • the first outer line 3a extends in the same direction as the signal line 1, similarly to the first inner line 2a and the second inner line 2b.
  • the second outer line 3b is a linear strip-shaped conductor provided on the other side of the signal line 1 at a position farther from the signal line 1 than the second inner line 2b.
  • the second outer line 3b like the first outer line 3a, is a long plate-shaped conductor having a constant width, a constant thickness, and a predetermined length.
  • the second outer line 3b is provided parallel to the signal line 1 at a predetermined distance with the second inner line 2b sandwiched therebetween.
  • the second outer line 3b extends in the same direction as the signal line 1, similarly to the first inner line 2a and the second inner line 2b.
  • the first ground conductor 4a is a linear strip-shaped conductor provided at one end of each of the first inner line 2a, second inner line 2b, first outer line 3a, and second outer line 3b. .
  • the first ground conductor 4a is electrically connected to one end of each of the first inner line 2a, the second inner line 2b, the first outer line 3a, and the second outer line 3b.
  • the first ground conductor 4a is a long plate-shaped conductor having a constant width, a constant thickness, and a predetermined length.
  • the first ground conductor 4a is provided so as to be orthogonal to the first inner line 2a, second inner line 2b, first outer line 3a, and second outer line 3b extending in the same direction. There is.
  • the first ground conductor 4a is provided below and separated from the first inner line 2a, second inner line 2b, first outer line 3a, and second outer line 3b by a predetermined distance.
  • the first ground conductor 4a is set so that one end in the left-right direction is at approximately the same position as the right edge of the first outer line 3a in the left-right direction. Further, the first ground conductor 4a is set so that its other end in the left-right direction is at approximately the same position as the left side edge of the second outer line 3b in the left-right direction.
  • the second ground conductor 4b is a linear strip-shaped conductor provided at the other end of the first inner line 2a, second inner line 2b, first outer line 3a, and second outer line 3b. be.
  • the second ground conductor 4b is a long plate-shaped conductor having a constant width, a constant thickness, and a predetermined length, like the first ground conductor 4a.
  • the second ground conductor 4b is arranged parallel to the first ground conductor 4a, and similarly to the first ground conductor 4a, the second ground conductor 4b is connected to the first inner line 2a, the second inner line 2b, the first The second outer line 3a and the second outer line 3b are provided so as to be perpendicular to each other.
  • the second ground conductor 4b is provided below and separated from the first inner line 2a, second inner line 2b, first outer line 3a, and second outer line 3b by a predetermined distance.
  • the second ground conductor 4b is set so that one end in the left-right direction is at approximately the same position in the left-right direction as the right edge of the first outer line 3a. Further, the second ground conductor 4b is set so that the other end in the left-right direction is at substantially the same position as the left side edge of the second outer track 3b in the left-right direction. That is, the position of the second ground conductor 4b in the left-right direction is the same as that of the first ground conductor 4a.
  • the capacitor 5 is provided between the other end of the signal line 1 and the second ground conductor 4b.
  • the capacitor 5 has an upper electrode connected to the signal line 1 and a lower electrode electrically connected to the electronic switch 7d.
  • the capacitor 5 is a thin film capacitor with an MIM (Metal Insulator Metal) structure. Note that the capacitor 5 has a capacitance corresponding to the opposing area of the parallel plates.
  • the capacitor 5 may be a comb-tooth capacitor instead of the parallel plate capacitor.
  • connection conductors 6 include at least connection conductors 6a to 6f.
  • the connection conductor 6a is a conductor that electrically and mechanically connects one end of the first inner line 2a and the first ground conductor 4a.
  • the connection conductor 6a is a conductor that extends in the vertical direction, and one end (upper end) is connected to the lower surface of the first inner track 2a, and the other end (lower end) is connected to the upper surface of the first ground conductor 4a. do.
  • connection conductor 6b is a conductor that electrically and mechanically connects one end of the second inner line 2b and the first ground conductor 4a.
  • connection conductor 6b is a conductor that extends in the vertical direction like the connection conductor 6a, and one end (upper end) is connected to the lower surface of the second inner track 2b, and the other end (lower end) is connected to the first ground. Connect to the upper surface of the conductor 4a.
  • connection conductor 6c is a conductor that electrically and mechanically connects one end of the first outer line 3a and the first ground conductor 4a.
  • connection conductor 6c is a conductor that extends in the vertical direction, and one end (upper end) is connected to the lower surface of one end of the first outer line 3a, and the other end (lower end) is connected to the upper surface of the first ground conductor 4a. Connect to.
  • connection conductor 6d is a conductor that electrically and mechanically connects the other end of the first outer line 3a and the second ground conductor 4b.
  • the connecting conductor 6d is a conductor that extends in the vertical direction, and one end (upper end) is connected to the lower surface of the other end of the first outer line 3a, and the other end (lower end) is connected to the lower surface of the second ground conductor 4b. Connect to the top.
  • connection conductor 6e is a conductor that electrically and mechanically connects one end of the second outer line 3b and the first ground conductor 4a.
  • connection conductor 6e is a conductor that extends in the vertical direction, and one end (upper end) is connected to the lower surface of one end of the second outer line 3b, and the other end (lower end) is connected to the upper surface of the first ground conductor 4a. Connect to.
  • connection conductor 6f is a conductor that electrically and mechanically connects the other end of the second outer line 3b and the second ground conductor 4b.
  • connection conductor 6f is a conductor that extends in the vertical direction, and one end (upper end) is connected to the lower surface of the other end of the second outer track 3b, and the other end (lower end) is a conductor that extends in the vertical direction. Connect to the top.
  • the connecting conductor 6g is a conductor that electrically and mechanically connects the other end of the signal line 1 and the upper electrode of the capacitor 5.
  • the connection conductor 6g is a conductor extending in the vertical direction, and one end (upper end) is connected to the lower surface of the other end of the signal line 1, and the other end (lower end) is connected to the upper electrode of the capacitor 5.
  • the electronic switch 7a is connected between the other end of the first inner line 2a and the second ground conductor 4b.
  • the electronic switch 7a is, for example, a MOS type FET (field effect transistor), and has a drain terminal electrically connected to the other end of the first inner line 2a, and a source terminal electrically connected to the second ground conductor 4b.
  • the gate terminal is electrically connected to the switch control section 8.
  • the electronic switch 7a is controlled to be closed or opened based on a gate signal input from the switch control unit 8 to the gate terminal.
  • the closed state is a state in which the drain terminal and the source terminal are electrically connected.
  • the open state is a state in which the drain terminal and the source terminal are not electrically connected and electrical connection is interrupted.
  • the electronic switch 7a brings the other end of the first inner line 2a and the second ground conductor 4b into a conductive state where they are electrically connected or into a disconnected state where the electrical connection is cut off. .
  • the electronic switch 7b is connected between the other end of the second inner line 2b and the second ground conductor 4b.
  • the electronic switch 7b is, for example, a MOS FET, and has a drain terminal connected to the other end of the second inner line 2b, a source terminal connected to the second ground conductor 4b, and a gate terminal connected to the switch control section 8. has been done.
  • the electronic switch 7b is controlled to be closed or opened based on a gate signal input from the switch control unit 8 to the gate terminal. Under the control of the switch control unit 8, the electronic switch 7b brings the other end of the second inner line 2b and the second ground conductor 4b into a conductive state where they are electrically connected or into a disconnected state where the electrical connection is cut off. .
  • the electronic switch 7c is connected between the other end of the signal line 1 and the second ground conductor 4b.
  • the electronic switch 7c is, for example, a MOS FET, and has a drain terminal connected to the other end of the signal line 1, a source terminal connected to the second ground conductor 4b, and a gate terminal connected to the switch control section 8. .
  • the electronic switch 7c is provided at the other end of the signal line 1, but the electronic switch 7c is not limited thereto, and may be provided at one end of the signal line 1. Note that the electronic switch 7c may not be used if it is not necessary.
  • the electronic switch 7c is controlled to be closed or opened based on a gate signal input from the switch control unit 8 to the gate terminal. Under the control of the switch control unit 8, the electronic switch 7c brings the other end of the signal line 1 and the second ground conductor 4b into a conductive state where they are electrically connected, or into a disconnected state where the electrical connection is cut off.
  • the electronic switch 7d is connected in series to the capacitor 5 between the other end of the signal line 1 and the second ground conductor 4b.
  • the electronic switch 7d is, for example, a MOS FET.
  • the electronic switch 7d has a drain terminal connected to the lower electrode of the capacitor 5, a source terminal connected to the second ground conductor 4b, and a gate terminal connected to the switch control section 8.
  • the electronic switch 7d is controlled to be closed or opened based on a gate signal input from the switch control unit 8 to the gate terminal. Under the control of the switch control unit 8, the electronic switch 7d puts the lower electrode of the capacitor 5 and the second ground conductor 4b into a conductive state where they are electrically connected, or into a disconnected state where the electrical connection is cut off.
  • the switch control unit 8 is a control circuit that controls the plurality of electronic switches 7a, 7b, 7c, and 7d.
  • the switch control unit 8 includes four output ports.
  • the switch control unit 8 controls each of the plurality of electronic switches 7 to be in an open state or a closed state individually by outputting an individual gate signal from each output port and supplying it to each gate terminal of the plurality of electronic switches 7. .
  • FIG. 2 shows a schematic perspective view of the digital phase shift circuit 10 so that the mechanical structure of the digital phase shift circuit 10 can be easily understood
  • the actual digital phase shift circuit 10 is constructed by using semiconductor manufacturing technology. , formed as a multilayer structure.
  • the digital phase shift circuit 10 includes a signal line 1, a first inner line 2a, a second inner line 2b, a first outer line 3a, and a second outer line 3b formed on a first conductive layer. has been done.
  • the first ground conductor 4a and the second ground conductor 4b are formed on a second conductive layer that faces the first conductive layer with an insulating layer in between.
  • the components formed in the first conductive layer and the components formed in the second conductive layer are interconnected by a via hole.
  • the plurality of connection conductors 6 correspond to via holes buried in the insulating layer.
  • the digital phase shift circuit 10 has a high delay mode and a low delay mode as operating modes. Digital phase shift circuit 10 operates in high delay mode or low delay mode.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the high delay mode of the digital phase shift circuit 10 according to the first embodiment.
  • the high delay mode is a mode in which a first phase difference is generated in the signal S.
  • the electronic switch 7a and the electronic switch 7b are controlled to be open, and the electronic switch 7d is controlled to be closed.
  • the return current R1 flows through the first outer line 3a and the second outer line 3b, so the inductance value L is larger than in the low delay mode.
  • a larger amount of delay can be obtained than in low delay mode.
  • the electronic switch 7d is closed, the other end of the signal line 1 and the second ground conductor 4b are electrically connected through the capacitor 5, so that the capacitance value C of the digital phase shift circuit 10 It's also big. Therefore, in the high delay mode, a larger amount of delay can be obtained than in the low delay mode.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the low delay mode of the digital phase shift circuit 10 according to the first embodiment.
  • the low delay mode is a mode in which a second phase difference smaller than the first phase difference is generated in the signal S.
  • the electronic switch 7a and the electronic switch 7b are controlled to be in the closed state, and the electronic switch 7d is controlled to be in the open state.
  • the return current R2 flows through the first inner line 2a and the second inner line 2b, so the inductance value L is smaller than in the high delay mode.
  • the amount of delay in low delay mode is smaller than the amount of delay in high delay mode.
  • a capacitor 5 is connected to the other end of the signal line 1, but since the electronic switch 7d is in an open state, the capacitance of the capacitor 5 does not function and is extremely small compared to the capacitance of the capacitor 5. Only a small parasitic capacitance is present. Therefore, in the low delay mode, a smaller delay amount can be obtained than in the high delay mode.
  • the low delay mode it is also possible to intentionally increase the loss of the signal line 1 by controlling the electronic switch 7c to a closed state. This is to make the loss of high frequency signals in the low delay mode comparable to the loss of high frequency signals in the high delay mode.
  • the loss of the high frequency signal in the low delay mode is clearly smaller than the loss of the high frequency signal in the high delay mode.
  • This loss difference causes an amplitude difference in the high frequency signal output from the digital phase shift circuit 10 when the operation mode is switched between the low delay mode and the high delay mode.
  • the digital phase shift circuit 10 may eliminate the amplitude difference by controlling the electronic switch 7c to close in the low delay mode.
  • FIG. 5 is a plan view showing the connection section 20 according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line AA in FIG.
  • the digital phase shifter 100 of this embodiment includes three connection parts 20 (connection parts 20-1, 20-2, 20-3), and since the three connection parts 20 have the same configuration, Here, the connection section 20-1 will be explained.
  • the connecting portion 20-1 is interposed between the first connecting portion 61, the second connecting portion 62, and the first connecting portion 61 and the second connecting portion 62.
  • a digital phase shift circuit 10-11 (relay digital phase shift circuit) is provided.
  • the connecting portion 20-1 includes a first connecting portion 61 and a second connecting portion 62, but since the first connecting portion 61 and the second connecting portion 62 have similar configurations, the first connecting portion 61 and the second connecting portion 62 are described here.
  • the connection portion 61 of No. 1 will be explained.
  • the first connection section 61 includes a first connection line 21 , a second connection line 22 , a third connection line 23 , a first ground layer 24 , and a second ground layer 25 .
  • the first connection line 21 is, for example, a long plate-shaped conductor having a constant width W2, a constant thickness, and a predetermined length.
  • the first connection line 21 connects the signal line 1 of the digital phase shift circuit 10-10 and the signal line 1 of the digital phase shift circuit 10-11.
  • the signal S output from the signal line 1 of the digital phase shift circuit 10-10 is input to the signal line 1 of the digital phase shift circuit 10-11 via the first connection line 21.
  • the width W2 of the first connection line 21 may be the same as the width W1 of the signal line 1, or may be wider than the width W1.
  • the second connection line 22 is a long plate-shaped conductor having a constant width, a constant thickness, and a predetermined length.
  • the second connection line 22 extends in the same direction as the signal line 1 .
  • the second connection line 22 is provided parallel to the first connection line 21 and is separated by a predetermined distance M2.
  • the second connection line 22 is arranged at a predetermined distance M2 from the first connection line 21 on both sides of the first connection line 21.
  • the second connection line 22 placed on one side of the first connection line 21 is referred to as a "second connection line 22a”
  • the second connection line 22 placed on the other side of the first connection line 21 is referred to as a "second connection line 22a”.
  • the second connection line 22 that has been connected may be referred to as a "second connection line 22b.”
  • the predetermined distance M2 may be equal to the predetermined distance M1, or may be shorter than the predetermined distance M1. For example, if the predetermined distance M1 is 10 ⁇ m, the predetermined distance M2 may be set to less than 10 ⁇ m. More preferably, the predetermined distance M2 is, for example, 2.5 ⁇ m or less, and it is desirable to make the second connection line 22 as close to the first connection line 21 as possible. In this embodiment, the second connection line 22 may be brought close to the manufacturing limit or close to the manufacturing limit with respect to the first connection line 21.
  • the second connection line 22 connects the inner line 2 of the digital phase shift circuit 10-10 and the inner line 2 of the digital phase shift circuit 10-11.
  • the second connection line 22a has one end connected to the first inner line 2a of the digital phase shift circuit 10-10, and the other end connected to the first inner line 2a of the digital phase shift circuit 10-11.
  • the second connection line 22b has one end connected to the second inner line 2b of the digital phase shift circuit 10-10, and the other end connected to the second inner line 2b of the digital phase shift circuit 10-11.
  • the third connection line 23 is a strip-shaped conductor provided at a position farther from the first connection line 21 than the second connection line 22 on both sides of the first connection line 21 .
  • the third connection line 23 is provided parallel to the first connection line 21 at a predetermined distance with the second connection line 22 sandwiched therebetween.
  • the third connection line 23 placed on one side of the first connection line 21 is referred to as a "third connection line 23a”
  • the third connection line 23 placed on the other side of the first connection line 21 is referred to as a "third connection line 23a”.
  • the third connection line 23 that has been connected may be referred to as a "third connection line 23b.”
  • the third connection line 23 connects the outer line 3 of the digital phase shift circuit 10-10 and the outer line 3 of the digital phase shift circuit 10-11.
  • the third connection line 23a has one end connected to the first outer line 3a of the digital phase shift circuit 10-10, and the other end connected to the first outer line 3a of the digital phase shift circuit 10-11.
  • the third connection line 23b has one end connected to the second outer line 3b of the digital phase shift circuit 10-10, and the other end connected to the second outer line 3b of the digital phase shift circuit 10-11.
  • the first ground layer 24 is provided above the first connection line 21 and the second connection line 22 at a predetermined distance. It is preferable that the width of the first ground layer 24 extends at least to the side surface 220 on one side of each second connection line 22 .
  • the side surface 220 is a side surface of the second connection line 22 that is opposite to the side on which the first connection line 21 is arranged.
  • the first ground layer 24 is connected to each of the second connection line 22a and the second connection line 22b via via holes 40. As shown in FIG. 5, a plurality of via holes 40 are arranged along the second connection line 22a, and a plurality of via holes 40 are arranged along the second connection line 22b.
  • the second ground layer 25 is provided below and separated from the first connection line 21 and the second connection line 22 by a predetermined distance. It is preferable that the width of the second ground layer 25 extends at least to the side surface 220 on one side of each second connection line 22 .
  • the second ground layer 25 is connected to each of the second connection line 22a and the second connection line 22b via via holes 42. Similar to the via holes 40, a plurality of via holes 42 are arranged along the second connection line 22a, and a plurality of via holes 42 are arranged along the second connection line 22b.
  • FIG. 7 is a sectional view showing a modification of the first connecting portion 61 according to the first embodiment.
  • the first ground layer 24 extends above the third connection line 23
  • the second ground layer 25 extends above the third connection line 23. It may extend to below 23.
  • the first ground layer 24 is connected to each of the second connection line 22a and the second connection line 22b via a via hole 40, and the third connection line 23a and the third connection line It is connected to each of the lines 23b via via holes 41.
  • a plurality of via holes 41 are arranged along the third connection line 23a, and a plurality of via holes 41 are arranged along the third connection line 23b.
  • the second ground layer 25 is connected to each of the second connection line 22a and the second connection line 22b via the via hole 42, and is connected to the third connection line 23a and the third connection line 23b. They are connected to each other via via holes 43.
  • a plurality of via holes 43 are arranged along the third connection line 23a and a plurality of via holes 43 are arranged along the third connection line 23b, similarly to the via holes 41.
  • the first connection portion 61 has the first ground layer 24 and the second ground layer 25, but is not limited to this. It is only necessary to include at least one of the ground layer 24 and the second ground layer 25. That is, it is sufficient that the ground layer is disposed at least one of above and below the first connection line 21.
  • a capacitor 50 is connected in parallel to the connection section 20 having the above configuration.
  • the capacitor 50 is a reactance element that averages out the distribution of phase shifts caused by weak reflections occurring before and after the connection portion 20 .
  • the capacitor 50 is connected in parallel to each of the three connections 20 (connections 20-1, 20-2, 20-3). Specifically, the capacitor 50 is connected in parallel to each of the first connection part 61 and the second connection part 62 in the three connection parts 20 (connection parts 20-1, 20-2, 20-3). There is.
  • the capacitor 50 is, for example, a thin film capacitor with an MIM (Metal Insulator Metal) structure.
  • the capacitor 50 has a capacitance corresponding to the opposing area of the parallel plates.
  • the capacitor 5 may be a comb-tooth capacitor instead of the parallel plate capacitor.
  • the capacitor 50 has an upper electrode connected to the first connection line 21 and a lower electrode electrically grounded. Note that the lower electrode of the capacitor 50 is connected to the first ground layer 24, the second ground layer 25, the ground conductor 4 of the nearest digital phase shift circuit 10, and other grounds (such as the frame ground of the digital phase shifter 100, not shown). ).
  • a capacitor 50 is connected in parallel to one end of the first connection section 61 on the digital phase shift circuit 10-10 side.
  • One end of the first connection part 61 is preferably a connection position (contact point) between the first connection line 21 of the first connection part 61 and the signal line 1 of the digital phase shift circuit 10-10, It may be in the vicinity of the connection position.
  • one end of the first connecting portion 61 may be a region on the digital phase shift circuit 10-10 side when the entire length of the first connecting portion 61 is equally divided into three regions, and is preferably may be the area closest to the digital phase shift circuit 10-10 when the entire length of the first connection portion 61 is equally divided into five areas.
  • the lower electrode of the capacitor 50 is also arranged at the center of the first connection line 21 in the width direction.
  • the ground connecting the lower electrode of the capacitor 50 is the first ground conductor 4a of the digital phase shift circuit 10-10, the first ground layer 24, and the second ground layer 25 near the connection position of the upper electrode. Either of these is preferred.
  • the ground connecting the lower electrode of the capacitor 50 may be located away from the center of the first connection line 21, and may be, for example, the outer line 3 of the digital phase shift circuit 10-10.
  • connection portion 20-1 a capacitor 50 is connected in parallel to the other end of the second connection portion 62 on the digital phase shift circuit 10-12 side.
  • the other end of the second connection part 62 is preferably a connection position (contact point) between the first connection line 21 of the second connection part 62 and the signal line 1 of the digital phase shift circuit 10-12. , may be in the vicinity of the connection position.
  • the other end of the second connection part 62 may be the area on the digital phase shift circuit 10-12 side when the entire length of the second connection part 62 is divided into three areas, Preferably, it may be the area closest to the digital phase shift circuit 10-12 when the entire length of the second connection portion 62 is equally divided into five areas.
  • the lower electrode of the capacitor 50 is also arranged at the center of the first connection line 21 in the width direction.
  • the ground connecting the lower electrode of the capacitor 50 is the second ground conductor 4b of the digital phase shift circuit 10-12, the first ground layer 24, and the second ground layer 25 near the connection position of the upper electrode. Either of these is preferred.
  • the ground connecting the lower electrode of the capacitor 50 may be located away from the center of the first connection line 21, and may be, for example, the outer line 3 of the digital phase shift circuit 10-12.
  • a capacitor 50 is connected in parallel to one end of the first connection section 61 on the digital phase shift circuit 10-21 side. Furthermore, in the connection portion 20-2, a capacitor 50 is connected in parallel to the other end of the second connection portion 62 on the digital phase shift circuit 10-23 side. Similarly, in the connection section 20-3, a capacitor 50 is connected in parallel to one end of the first connection section 61 on the digital phase shift circuit 10-32 side. Further, in the connection portion 20-3, a capacitor 50 is connected in parallel to the other end of the second connection portion 62 on the digital phase shift circuit 10-34 side.
  • FIG. 8A is a diagram showing the distribution of the amount of phase shift in a comparative example in which the capacitor 50 is removed from the digital phase shifter 100 according to the first embodiment.
  • FIG. 8B is a diagram showing the distribution of the phase shift amount in Example 1 in the digital phase shifter 100 according to the first embodiment.
  • the numbers of the digital phase shift circuits 10 (“1" to "43") are plotted on the horizontal axis, and the amount of phase shift for each digital phase shift circuit 10 is plotted on the vertical axis.
  • the phase shift amount distribution shown in FIGS. 8A and 8B shows that the digital phase shift amount from the digital phase shift circuit 10-43 is This was obtained when the circuits 10-43 to 10-1 were sequentially controlled to switch to the low delay mode.
  • the capacitor 5 is installed on the side (ground conductor 4) to which the digital phase shift circuit 10-(n+1) is connected. This is because they are connected to each other.
  • the phase shift amount distributions shown in FIGS. 8A and 8B are obtained when the frequency of the signal S is 30 [GHz] and the capacitance of the capacitor 50 is 20 [fF].
  • the ideal characteristic of the digital phase shifter 100 is that the upper part of the graph shown in FIG. 8 is flat (no distribution of phase shift amount, no change in phase shift amount).
  • the digital phase shift circuit 10 (digital phase shift circuits 10-10 to 10-12, 10-21 to 10-23, 10-32 to 10-34, etc.) near the connection part 20, , it can be seen that a convex portion (a portion where the phase shift amount increases) is generated in the distribution of the phase shift amount.
  • the digital phase shift circuit 10 (digital phase shift circuits 10-10 to 10-12, 10-21 to 10-23, 10-32 to 10-34, etc.) near the connection part 20
  • the convex portion of the distribution of the phase shift amount is smaller, and compared to FIG. 8A, the distribution of the phase shift amount is averaged (flat (or nearly flat)). I understand. Therefore, it can be seen that it is desirable to connect the capacitor 50 in parallel to each of the first connection part 61 and the second connection part 62 of the connection part 20.
  • the first connection part 61 and the second connection part 62 of the connection part 20 are made of transmission lines, and the real part of the characteristic impedance is dominant.
  • the imaginary part cannot be ignored, and these differences cause a weak reflection at the connection part 20, causing a phase shift. It is presumed that this is connected to the distribution of quantity. Based on this assumption, in the first embodiment, an imaginary part element (the capacitor 50 which is a reactance element) is introduced at the location assumed to be the cause (the first connection part 61 and the second connection part 62). As a result, in the first embodiment, the distribution of phase shift amounts is averaged.
  • the digital phase shifter 100 of the present embodiment includes a first digital phase shift circuit group (for example, digital phase shift circuit group 30-1) in which a plurality of digital phase shift circuits 10 are cascade-connected, and a plurality of digital phase shift circuits 10 connected in series.
  • a second digital phase shift circuit group (for example, digital phase shift circuit group 30-2) in which the digital phase shift circuits 10 are cascade-connected, and a first digital phase shift circuit group located at the end of the first digital phase shift circuit group.
  • a type connecting portion eg, connecting portion 20-1
  • the first digital phase shift circuit group may be any of the digital phase shift circuit groups 30-1 to 30-4.
  • the second digital phase shift circuit group may be a digital phase shift circuit group different from the first digital phase shift circuit group. That is, the digital phase shift circuit groups 30-1 to 30-4 may correspond to a first digital phase shift circuit group, or may correspond to a second digital phase shift circuit depending on the relationship with other digital phase shift circuit groups. Sometimes it corresponds to a group. Further, if the connecting portion 20 in which the capacitors 50 are connected in parallel connects the first digital phase shift circuit group and the second digital phase shift circuit group, at least one of the connecting portions 20-1 to 20-3 is connected. It may be one.
  • the digital phase shift circuit 10 includes a signal line 1, a pair of inner lines 2 provided on both sides of the signal line 1, and a pair of outer lines provided outside the pair of inner lines 2. 3.
  • a first ground conductor 4a connected to one end of each of the pair of inner lines 2 and a pair of outer lines 3; a second ground conductor 4b connected to each other end of the pair of outer lines 3;
  • This circuit is set to a high delay mode in which a return current flows through the circuit.
  • a capacitor 50 is connected in parallel to each of the first connection line 21 of the first connection part 61 and the first connection line 21 of the second connection part 62.
  • the first digital phase shift circuit for example, digital phase shift circuit 10-10) side in the first connection portion 61
  • the second digital phase shift circuit for example, digital phase shift circuit 10-10) side in the second connection portion 62
  • FIG. 9 is a circuit diagram showing a digital phase shifter 100A according to the second embodiment.
  • a digital phase shifter 100A in the second embodiment is a digital phase shift circuit 10 included in a digital phase shift circuit group 30-1, and is connected to a connection section 20-1.
  • This embodiment differs from the above embodiment in that a capacitor 50 is connected in parallel only between the circuit 10-10 and the digital phase shift circuit 10-9 adjacent to the digital phase shift circuit 10-10.
  • Between the digital phase shift circuit 10-10 and the digital phase shift circuit 10-9 is preferably a connection position between the signal line 1 of the digital phase shift circuit 10-10 and the signal line 1 of the digital phase shift circuit 10-9. (contact), but it may be located near the connection position.
  • the connection position is slightly shifted toward the digital phase shift circuit 10-10 side from the connection position.
  • the signal line 1 may be the signal line 1, or the signal line 1 on the digital phase shift circuit 10-9 side slightly shifted from the connection position to the digital phase shift circuit 10-9 side.
  • a transmission line not shown
  • that transmission line may be used.
  • the capacitor 50 may be connected in parallel only between the digital phase shift circuit 10-12 connected to the connection part 20-1 and the digital phase shift circuit 10-13 adjacent to the digital phase shift circuit 10-12. good.
  • the capacitor 50 may be connected in parallel only between the digital phase shift circuit 10-21 connected to the connection portion 20-2 and the digital phase shift circuit 10-20 adjacent to the digital phase shift circuit 10-21. good.
  • Even if the capacitor 50 is connected in parallel only between the digital phase shift circuit 10-34 connected to the connection part 20-3 and the digital phase shift circuit 10-35 adjacent to the digital phase shift circuit 10-34, good.
  • the capacitor 50 is connected between the digital phase shift circuit 10-10 and the digital phase shift circuit 10-9, between the digital phase shift circuit 10-12 and the digital phase shift circuit 10-13, and between the digital phase shift circuit 10-21 and the digital phase shift circuit 10-21. between the digital phase shift circuit 10-20, between the digital phase shift circuit 10-23 and the digital phase shift circuit 10-24, between the digital phase shift circuit 10-32 and the digital phase shift circuit 10-31, and A plurality of digital phase shift circuits 10-34 and 10-35 may be connected in parallel. In this case, the capacitor 50 may be connected in parallel near the connection position of the signal line 1 of the two digital phase shift circuits 10. In this case, if the signal lines 1 of the two digital phase shift circuits 10 are connected by a transmission line (not shown), the capacitor 50 may be connected in parallel to the transmission line.
  • FIG. 10A is a diagram showing the distribution of the amount of phase shift in a comparative example in which the capacitor 50 is removed from the digital phase shifter 100A according to the second embodiment.
  • FIG. 10B is a diagram showing the distribution of the amount of phase shift in Example 2 in the digital phase shifter 100A according to the second embodiment. Other conditions are the same as those in FIGS. 8A and 8B.
  • the digital phase shift circuit 10 in the digital phase shift circuit 10 (digital phase shift circuits 10-10 to 10-12, 10-21 to 10-23, 10-32 to 10-34, etc.) near the connection part 20, , it can be seen that a convex portion appears in the distribution of the amount of phase shift.
  • FIG. 10B in the digital phase shift circuit 10 (digital phase shift circuits 10-21 to 10-23, 10-32 to 10-34, etc.) near the connection part 20, the distribution of phase shift amount is It can be seen that the convex portions are smaller and the distribution of the phase shift amount is averaged (flat (or nearly flat)) compared to FIG. 10A. Therefore, it can be seen that it is desirable to connect the capacitor 50 in parallel between the cells of the first and second digital phase shift circuits 10 adjacent to the connection portion 20.
  • FIG. 11A is a diagram showing the distribution of the amount of phase shift in a comparative example in which the capacitor 50 is removed in a modification of the digital phase shifter 100A according to the second embodiment.
  • FIG. 11B is a diagram showing a distribution of phase shift amounts in Example 3 in a modification of the digital phase shifter 100A according to the second embodiment.
  • the signal line 1 of the digital phase shift circuit 10-10 and the signal line 1 of the digital phase shift circuit 10-9 are connected by a transmission line (not shown), and a capacitor 50 is connected to the transmission line. They are connected in parallel. Other conditions are the same as those in FIGS. 8A and 8B.
  • the digital phase shift circuit 10 included in the first digital phase shift circuit group is A first digital phase shift circuit (for example, digital phase shift circuit 10-10) connected to the first digital phase shift circuit (for example, connection part 20-1), and a fourth digital phase shift circuit (for example, A capacitor 50 is connected in parallel with the digital phase shift circuit 10-9).
  • the digital phase shift circuit 10 included in the second digital phase shift circuit group (for example, the digital phase shift circuit group 30-2) and also connected to the connection section 20 (for example, the connection section 20-1) between the second digital phase shift circuit (for example, digital phase shift circuit 10-12) and the fifth digital phase shift circuit (for example, digital phase shift circuit 10-13) adjacent to the second digital phase shift circuit.
  • the capacitors 50 are not connected in parallel.
  • connection part 20 between the digital phase shift circuit 10-10 and the digital phase shift circuit 10-9, and between the digital phase shift circuit 10-12 and the digital
  • an imaginary part element capacitor 50, which is a reactance element
  • FIG. 12 is a circuit diagram showing a digital phase shifter 100B according to the third embodiment.
  • the digital phase shifter 100B in the third embodiment includes a first digital phase shift circuit 10 connected to the connection section 20 when viewed from the connection section 20, and a digital phase shift circuit 10 connected to the connection section 20.
  • This embodiment differs from the above embodiment in that a capacitor 50 is connected in parallel with the second adjacent digital phase shift circuit 10.
  • a digital phase shift circuit 10-10 connected to the connection portion 20-1, and a digital phase shift circuit 10-9 adjacent to the digital phase shift circuit 10-10.
  • a capacitor 50 is connected in parallel between the two.
  • the signal line 1 of the digital phase shift circuit 10-10 and the digital phase shift circuit 10 -9 is the connection position (contact point) with the signal line 1, but it may be in the vicinity of the connection position.
  • the digital phase shift circuit 10-12 connected to the connection part 20-1 and the digital phase shift circuit 10-13 adjacent to the digital phase shift circuit 10-12 A capacitor 50 is connected in parallel between them.
  • the digital phase shift circuit 10-21 connected to the connection part 20-2 and the digital phase shift circuit 10-20 adjacent to the digital phase shift circuit 10-21 are connected to each other.
  • a capacitor 50 is connected in parallel between them.
  • the digital phase shift circuit 10-23 connected to the connection part 20-2 and the digital phase shift circuit 10-24 adjacent to the digital phase shift circuit 10-23 A capacitor 50 is connected in parallel between them.
  • the digital phase shift circuit 10-32 connected to the connection part 20-3 and the digital phase shift circuit 10-31 adjacent to the digital phase shift circuit 10-32 are connected to each other.
  • a capacitor 50 is connected in parallel between them.
  • the digital phase shift circuit 10-34 connected to the connection part 20-3 and the digital phase shift circuit 10-35 adjacent to the digital phase shift circuit 10-34 A capacitor 50 is connected in parallel between them.
  • the capacitor 50 may be connected near the connection position of the signal line 1 of the two digital phase shift circuits 10. In this case, if the signal lines 1 of the two digital phase shift circuits 10 are connected by a transmission line (not shown), the capacitor 50 may be connected in parallel to the transmission line.
  • FIG. 13A is a diagram showing a distribution of the amount of phase shift in a comparative example in which the capacitor 50 is removed from the digital phase shifter 100B according to the third embodiment.
  • FIG. 13B is a diagram showing the distribution of the amount of phase shift in Example 4 in the digital phase shifter 100B according to the third embodiment.
  • Other conditions are the same as those in FIGS. 8A and 8B.
  • the digital phase shift circuit 10 (digital phase shift circuits 10-10 to 10-12, 10-21 to 10-23, 10-32 to 10-34, etc.) near the connection part 20, , it can be seen that a convex portion appears in the distribution of the amount of phase shift.
  • the digital phase shift circuit 10 (digital phase shift circuits 10-10 to 10-12, 10-21 to 10-23, 10-32 to 10-34, etc.) near the connection part 20
  • the convex portions of the phase shift amount distribution are smaller in FIG. 13A, and the phase shift amount distribution is averaged (the difference in unevenness is smaller) compared to FIG. 13A.
  • the capacitor 50 in parallel between the cells of the first and second digital phase shift circuits 10 adjacent to the connection portion 20.
  • the convex portions of the phase shift amount distribution are locally large, but in certain sections (digital phase shift circuits 10-10 to 10-12, 10-21 to 10-23, etc.) are averaged.
  • enlarged convex portions and concave portions portions where the amount of phase shift decreases
  • the relaxation circuit RC of the sixth embodiment described later can be relaxed.
  • the digital phase shifter 100B of the third embodiment is the digital phase shift circuit 10 included in the first digital phase shift circuit group (for example, the digital phase shift circuit group 30-1), and the connection portion 20 A first digital phase shift circuit (for example, digital phase shift circuit 10-10) connected to the first digital phase shift circuit (for example, connection part 20-1), and a fourth digital phase shift circuit (for example, digital phase shift circuit 10-9) and the digital phase shift circuit 10 included in the second digital phase shift circuit group (for example, digital phase shift circuit group 30-2), which is also connected to the connecting portion 20 (for example, A second digital phase shift circuit (for example, digital phase shift circuit 10-12) connected to the connecting portion 20-1) and a fifth digital phase shift circuit (for example, digital phase shift circuit) adjacent to the second digital phase shift circuit A capacitor 50 is connected in parallel between each of the phase circuits 10-13).
  • a first digital phase shift circuit for example, digital phase shift circuit 10-10 connected to the first digital phase shift circuit (for example, connection part 20-1)
  • a fourth digital phase shift circuit for example, digital phase shift circuit
  • the imaginary part element is placed at a location assumed to be the cause of weak reflection in the connection part 20 (between the cells of the first and second digital phase shift circuits 10 seen from the connection part 20).
  • the capacitor 50 which is a reactance element
  • FIG. 14 is a circuit diagram showing a digital phase shifter 100C according to the fourth embodiment.
  • the digital phase shifter 100C in the fourth embodiment has capacitors 50 connected in parallel to both sides of the digital phase shift circuit 10 (relay digital phase shift circuit) included in the connection section 20. , which is different from the above embodiment.
  • connection portion 20-1 a capacitor 50 is connected in parallel to one end of the signal line 1 of the digital phase shift circuit 10-11 on the first connection portion 61 side.
  • One end of the digital phase shift circuit 10-11 is preferably a connection position (contact point) between the signal line 1 of the digital phase shift circuit 10-11 and the first connection line 21 of the first connection section 61. , may be in the vicinity of the connection position.
  • connection portion 20-1 a capacitor 50 is connected in parallel to the other end of the signal line 1 of the digital phase shift circuit 10-11 on the second connection portion 62 side.
  • the other end of the digital phase shift circuit 10-11 is preferably a connection position (contact) between the signal line 1 of the digital phase shift circuit 10-11 and the first connection line 21 of the second connection section 62. may be located near the connection position.
  • a capacitor 50 is connected in parallel to one end of the signal line 1 of the digital phase shift circuit 10-22 on the first connection section 61 side. Further, in the connection portion 20-2, a capacitor 50 is connected in parallel to the other end of the signal line 1 of the digital phase shift circuit 10-22 on the second connection portion 62 side. Similarly, in the connection section 20-3, a capacitor 50 is connected in parallel to one end of the signal line 1 of the digital phase shift circuit 10-33 on the first connection section 61 side. Furthermore, in the connection portion 20-3, a capacitor 50 is connected in parallel to the other end of the signal line 1 of the digital phase shift circuit 10-33 on the second connection portion 62 side.
  • FIG. 15A is a diagram showing the distribution of the amount of phase shift in a comparative example in which the capacitor 50 is removed in a modified example of the digital phase shifter 100C according to the fourth embodiment.
  • FIG. 15B is a diagram showing the distribution of the phase shift amount in Example 5 in a modification of the digital phase shifter 100C according to the fourth embodiment. Other conditions are the same as those in FIGS. 8A and 8B.
  • the digital phase shift circuit 10 (digital phase shift circuits 10-10 to 10-12, 10-21 to 10-23, 10-32 to 10-34, etc.) near the connection part 20, , it can be seen that a convex portion appears in the distribution of the amount of phase shift.
  • the digital phase shift circuit 10 (digital phase shift circuits 10-10 to 10-12, 10-21 to 10-23, 10-32 to 10-34, etc.) near the connection part 20
  • the convex portions of the phase shift amount distribution are smaller in FIG. 15A, and the phase shift amount distribution is averaged (the difference in unevenness is smaller) compared to FIG. 15A.
  • the capacitor 50 in parallel between the cells of the first and second digital phase shift circuits 10 adjacent to the connection portion 20.
  • the convex portions of the phase shift amount distribution are locally large, but in certain sections (digital phase shift circuits 10-10 to 10-12, 10-21 to 10-23, etc.) are averaged.
  • enlarged convex portions and concave portions can be alleviated by applying the relaxation circuit RC of the sixth embodiment, which will be described later. The number of applications can be reduced.
  • the digital phase shifter 100C of the fourth embodiment is configured to connect the first connection portion 61 side and the second A capacitor is connected in parallel to each of the connecting portions 62 side. In this way, an imaginary part element (reactance By introducing the element capacitor 50), it is possible to average out the distribution of the amount of phase shift.
  • FIG. 16 is a circuit diagram around the capacitor 50 according to the fifth embodiment.
  • an electronic switch 51 is provided on the lower electrode side of a capacitor 50 that averages the distribution of the amount of phase shift. Note that the electronic switch 51 may be provided on the upper electrode side of the capacitor 50.
  • Electronic switch 51 shown in FIG. 16 is connected in series to capacitor 50 between the lower electrode of capacitor 50 and ground.
  • the electronic switch 51 is, for example, a MOS FET.
  • the electronic switch 51 has a drain terminal connected to the lower electrode of the capacitor 50, a source terminal connected to the ground, and a gate terminal connected to the switch control section 8 (see FIG. 1).
  • the electronic switch 51 is controlled to be closed or opened based on a gate signal input from the switch control unit 8 to the gate terminal. Under the control of the switch control unit 8, the electronic switch 51 is placed in a conductive state in which the lower electrode of the capacitor 50 and the ground are electrically connected, or in a disconnected state in which the electrical connection is interrupted. Note that the electronic switch 51 may be a bipolar transistor (BJT) or the like.
  • BJT bipolar transistor
  • the fifth embodiment includes an electronic switch 51 that switches whether or not to ground one end side (lower electrode side) of the capacitor 50.
  • the electronic switch 51 is turned ON (closed state) when the desired frequency band of the signal S is the first frequency band, and turned OFF (open state) when the desired frequency band of the signal S is the second frequency band.
  • the effect of the capacitor 50 can be suitably demonstrated according to each desired frequency band.
  • At least one of the digital phase shift circuits 10-1 to 10-43 described above is configured to reduce the weak
  • This is a relaxation circuit RC that alleviates the distribution of the amount of phase shift caused by reflection.
  • the relaxation circuit RC includes a first relaxation circuit RC1 and a second relaxation circuit RC2, as described later.
  • the first relaxation circuit RC1 is a digital phase shift circuit 10 having a large phase shift amount compared to the digital phase shift circuits 10 other than the relaxation circuit RC (the first relaxation circuit RC1, the second relaxation circuit RC2). This is a circuit that alleviates the concavity in the distribution of the amount of phase shift.
  • the second relaxation circuit RC2 is a digital phase shift circuit 10 having a smaller phase shift amount than the digital phase shift circuits 10 other than the relaxation circuit RC (the first relaxation circuit RC1, the second relaxation circuit RC2), and is This circuit alleviates the convex portion of the phase shift amount distribution.
  • the digital phase shift circuit 10-43 may be the second relaxation circuit RC2. Further, the digital phase shift circuits 10-39 and 10-40 may be used as the first relaxation circuit RC1. Note that the specific configuration of the relaxation circuit RC (first relaxation circuit RC1, second relaxation circuit RC2) will be described later.
  • ⁇ Relaxation circuit> ⁇ First relaxation circuit ⁇ 17A, 17B, 17C, and 17D are diagrams for explaining the first relaxation circuit RC1 of the relaxation circuits RC according to the sixth embodiment.
  • the basic configuration of the first relaxation circuit RC1 is similar to that of the digital phase shift circuit 10 (hereinafter referred to as "standard digital phase shift circuit ST") other than the relaxation circuit RC (first relaxation circuit RC1, second relaxation circuit RC2). The same is true.
  • the first relaxation circuit RC1 has a slightly different configuration from the standard digital phase shift circuit ST so that it has a larger amount of phase shift than the standard digital phase shift circuit ST.
  • the first relaxation circuit RC1 has a configuration that satisfies at least one of the conditions listed below.
  • ⁇ Condition 1 The length is longer than the standard digital phase shift circuit ST.
  • ⁇ Condition 2 The distance between the signal line 1 and the inner line 2 is shorter than the standard digital phase shift circuit ST.
  • ⁇ Condition 3 The signal line 1 and the outer line 3 is longer than the standard digital phase shift circuit ST.
  • Condition 4 The capacitor 5 is larger than the standard digital phase shift circuit ST.
  • Condition 5 The electronic switches 7a and 7b are larger than the standard digital phase shift circuit ST.
  • FIG. 17A is a diagram showing a first relaxation circuit RC1 that satisfies the above "condition 1".
  • the first relaxation circuit RC1 shown in FIG. 17A has a length (length of the signal line 1, inner line 2, outer line 3, etc.) Pa that is longer than the length P of the standard digital phase shift circuit ST.
  • FIG. 17B is a diagram showing a first relaxation circuit RC1 that satisfies the above "condition 2".
  • the first relaxation circuit RC1 shown in FIG. 17B has a distance Qa between the signal line 1 and the inner line 2 (the first inner line 2a and the second inner line 2b) compared to the signal line 1 in the standard digital phase shift circuit ST. It is shorter than the distance Q to the inner line 2 (first inner line 2a and second inner line 2b).
  • FIG. 17C is a diagram showing the first relaxation circuit RC1 that satisfies the above "condition 3".
  • the first relaxation circuit RC1 shown in FIG. 17C has a distance Ra between the signal line 1 and the outer line 3 (first outer line 3a and second outer line 3b) than the signal line 1 in the standard digital phase shift circuit ST. It is longer than the distance R to the outer line 3 (the first outer line 3a and the second outer line 3b).
  • FIG. 17D is a diagram showing the first relaxation circuit RC1 that satisfies the above "condition 4".
  • the size of the capacitor 5 is larger than the size of the capacitor 5 in the standard digital phase shift circuit ST.
  • the first relaxation circuit RC1 that satisfies the above-mentioned "Condition 5" has the electronic switch 7a and the electronic switch 7b (see FIGS. 2 to 4) having the same size as that of a standard digital phase shift circuit. The size is larger than that of the ST electronic switch 7a and the electronic switch 7b.
  • the first relaxation circuit RC1 has a large phase shift amount compared to the standard digital phase shift circuit ST. Therefore, by using the first relaxation circuit RC1 in place of the standard digital phase shift circuit ST, the amount of phase shift can be increased. Therefore, for example, if the distribution of the amount of phase shift caused by weak reflection occurring before and after the connection portion 20 has a concave portion, the first relaxation circuit RC1 can be used to alleviate the concave portion. be able to.
  • ⁇ Second relaxation circuit ⁇ 18A, FIG. 18B, FIG. 18C, and FIG. 18D are diagrams for explaining the second relaxation circuit RC2 of the relaxation circuits RC according to the sixth embodiment.
  • the basic configuration of the second relaxation circuit RC2 is substantially the same as that of the standard digital phase shift circuit ST, similar to the first relaxation circuit RC1.
  • the second relaxation circuit RC2 has a slightly different configuration from the standard digital phase shift circuit ST so that it has a smaller phase shift amount than the standard digital phase shift circuit ST.
  • the second relaxation circuit RC2 has a configuration that satisfies at least one of the conditions listed below.
  • ⁇ Condition 1 The length is shorter than the standard digital phase shift circuit ST.
  • ⁇ Condition 2 The distance between the signal line 1 and the inner line 2 is longer than the standard digital phase shift circuit ST.
  • ⁇ Condition 3 The signal line 1 and the outer line 3 is shorter than the standard digital phase shift circuit ST.
  • Condition 4 The capacitor 5 is smaller than the standard digital phase shift circuit ST.
  • Condition 5 The electronic switches 7a and 7b are smaller than the standard digital phase shift circuit ST.
  • FIG. 18A is a diagram showing a second relaxation circuit RC2 that satisfies the above "condition 1".
  • the second relaxation circuit RC2 shown in FIG. 18A has a length Pa (length of the signal line 1, inner line 2, outer line 3, etc.) shorter than the length P of the standard digital phase shift circuit ST.
  • FIG. 18B is a diagram showing a second relaxation circuit RC2 that satisfies the above "condition 2".
  • the distance Qa between the signal line 1 and the inner line 2 (the first inner line 2a and the second inner line 2b) is different from the signal line 1 in the standard digital phase shift circuit ST. It is longer than the distance Q to the inner line 2 (first inner line 2a and second inner line 2b).
  • FIG. 18C is a diagram showing a second relaxation circuit RC2 that satisfies the above "condition 3".
  • the second relaxation circuit RC2 shown in FIG. 18C has a distance Ra between the signal line 1 and the outer line 3 (first outer line 3a and second outer line 3b) than the signal line 1 in the standard digital phase shift circuit ST. It is shorter than the distance R to the outer line 3 (the first outer line 3a and the second outer line 3b).
  • FIG. 18D is a diagram showing a second relaxation circuit RC2 that satisfies the above "condition 4".
  • the size of the capacitor 5 is smaller than the size of the capacitor 5 in the standard digital phase shift circuit ST.
  • the second relaxation circuit RC2 that satisfies the above-mentioned "Condition 5" has the size of the electronic switch 7a and the electronic switch 7b (see FIGS. 2 to 4) equal to that of a standard digital phase shift circuit. The size is smaller than that of the ST electronic switch 7a and the electronic switch 7b.
  • the second relaxation circuit RC2 has a small phase shift amount compared to the standard digital phase shift circuit ST. Therefore, by using the second relaxation circuit RC2 in place of the standard digital phase shift circuit ST, the amount of phase shift can be reduced. Therefore, for example, if the distribution of the amount of phase shift caused by weak reflection occurring before and after the connection portion 20 has a convex portion, the convex portion can be removed by using the second relaxation circuit RC2. It can be relaxed.
  • a plurality of digital phase shift circuit groups 30 in which a plurality of digital phase shift circuits 10 are cascade-connected, and one or more bends connecting between two digital phase shift circuit groups 30 are provided.
  • At least one of the digital phase shift circuits 10 forming at least one digital phase shift circuit group 30 is a relaxation circuit RC that relaxes the distribution of the amount of phase shift. Therefore, the distribution of the amount of phase shift caused by weak reflection occurring before and after the connecting portion 20 can be further alleviated.
  • the above relaxation circuit RC includes a first relaxation circuit RC1 which is a digital phase shift circuit 10 having a large amount of phase shift compared to the standard digital phase shift circuit ST, and a first relaxation circuit RC1 which is a digital phase shift circuit 10 having a large phase shift amount compared to the standard digital phase shift circuit ST. It includes at least one of the second relaxation circuit RC2, which is a digital phase shift circuit 10 having a small phase shift amount.
  • the first relaxation circuit RC1 concavities in the phase shift amount distribution can be alleviated
  • the second relaxation circuit RC2 convex portions in the phase shift amount distribution can be alleviated. In this way, by using the first relaxation circuit RC1 and the second relaxation circuit RC2, it is possible to cope with whether the phase shift distribution has a concave portion or a convex portion. It is.
  • the present invention is not limited to the above embodiment and can be freely modified within the scope of the present invention.
  • the frequency of the signal S is 30 [GHz]
  • the frequency of the signal S may be other than 30 [GHz].
  • it may be any frequency in a frequency band such as microwave, sub-millimeter wave, or millimeter wave.
  • the digital phase shift circuit 10 includes the capacitor 5 (second capacitor) has been described, but a configuration in which the capacitor 5 is not provided is also possible.
  • the electronic switch 7d (second electronic switch) connected to the lower electrode of the capacitor 5 may also be omitted.
  • connection line 23b... third connection line, 24... First ground layer, 25... Second ground layer, 30... Digital phase shift circuit group, 30-1 to 30-4... Digital phase shift circuit group, 40 to 43... Via hole, 50... Capacitor (first capacitor), 51...electronic switch (first electronic switch), 61...first connection part, 62...second connection part, 100...digital phase shifter, 100A to 100D...digital phase shifter, 220... Side surface, R1...Return current, R2...Return current, Ra...Distance, RC...Relaxation circuit, RC1...First relaxation circuit, RC2...Second relaxation circuit, S...Signal

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Abstract

デジタル移相器は、第1のデジタル移相回路群の端部に位置する第1のデジタル移相回路と、第2のデジタル移相回路群の端部に位置する第2のデジタル移相回路とを接続し、第3のデジタル移相回路を含むベンド型の接続部を備え、第1の接続部の第1の接続線路、第2の接続部の第1の接続線路、第1のデジタル移相回路群をなす隣接する2つのデジタル移相回路の接続位置近傍、及び第2のデジタル移相回路群をなす隣接する2つのデジタル移相回路の接続位置近傍の少なくとも1つに、コンデンサが並列接続されている。

Description

デジタル移相器
 本発明は、デジタル移相器に関する。
 本願は、2022年7月19日に、日本に出願された特願2022-114656号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 下記特許文献1には、マイクロ波、準ミリ波、又はミリ波等の高周波信号を対象とするデジタル制御型の移相回路(デジタル移相回路)が開示されている。このデジタル移相回路は、実際には多数が縦続接続された状態で半導体基板上に実装される。即ち、デジタル移相回路は、実際のデジタル移相器の構成における単位ユニットであり、数十個が縦続接続されることによって所望の機能を発揮する。
 デジタル移相器の構成が、上記のデジタル移相回路が一列に繋げられた構成である場合にはデジタル移相器の長さが長くなる。デジタル移相器の長さを短くするためには、デジタル移相器の構成を、折れ曲がりの構造を有するベンド型の線路等の接続部を用いて折り曲げた構成にすることが考えられる。
A Ka-band Digitally-Controlled Phase Shifter with sub-degree Phase Precision (2016,IEEE,RFIC)
 ところで、多数のデジタル移相回路が縦続接続された構成のデジタル位相器においては、移相量に分布が生じないことが望ましい。しかしながら、上述したベンド型の線路等の接続部を用いて折り曲げた構成のデジタル位相器は、良好な入出力インピーダンス整合が取られている状況においても、接続部の前後で生ずる微弱な反射に起因して移相量に分布が生じてしまう。
 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、接続部の前後で生ずる微弱な反射に起因して生ずる移相量の分布をある区間で平均化することができるデジタル移相器を提供する。
 本発明の第1の態様に係るデジタル移相器は、複数のデジタル移相回路が縦続接続された第1のデジタル移相回路群と、複数のデジタル移相回路が縦続接続された第2のデジタル移相回路群と、前記第1のデジタル移相回路群の端部に位置する第1のデジタル移相回路と、前記第2のデジタル移相回路群の端部に位置する第2のデジタル移相回路とを接続するベンド型の接続部と、を少なくとも一つずつ備え、前記デジタル移相回路は、信号線路、前記信号線路の両側に設けられた一対の内側線路、前記一対の内側線路の外側に設けられた一対の外側線路、前記一対の内側線路及び前記一対の外側線路の各一端に接続された第1の接地導体、前記一対の外側線路の各他端に接続された第2の接地導体、前記一対の内側線路の各他端と前記第2の接地導体との間に各々設けられる一対の電子スイッチを少なくとも有し、前記一対の内側線路にリターン電流が流れる低遅延モード又は前記一対の外側線路にリターン電流が流れる高遅延モードに設定される回路であり、前記接続部は、前記第1のデジタル移相回路に接続される第1の接続部と、前記第2のデジタル移相回路に接続される第2の接続部と、前記デジタル移相回路であって、前記第1の接続部と前記第2の接続部との間に介在する第3のデジタル移相回路と、を備え、前記第1の接続部は、前記第1のデジタル移相回路の前記信号線路と前記第3のデジタル移相回路の前記信号線路とを接続する第1の接続線路を備え、且つ、前記第2の接続部は、前記第2のデジタル移相回路の前記信号線路と前記第3のデジタル移相回路の前記信号線路とを接続する  第1の接続線路を備え、前記第1の接続部の前記第1の接続線路、前記第2の接続部の前記第1の接続線路、前記第1のデジタル移相回路群をなす隣接する2つの前記デジタル移相回路の前記信号線路同士の接続位置近傍、及び前記第2のデジタル移相回路群をなす隣接する2つの前記デジタル移相回路の前記信号線路同士の接続位置近傍の少なくとも1つに、コンデンサが並列接続されている。
 本発明の第1の態様に係るデジタル移相器では、第1の接続部の第1の接続線路、第2の接続部の第1の接続線路、第1のデジタル移相回路群をなす隣接する2つのデジタル移相回路の信号線路同士の接続位置近傍、及び第2のデジタル移相回路群をなす隣接する2つのデジタル移相回路の信号線路同士の接続位置近傍の少なくとも1つに、コンデンサを並列接続する。これにより、接続部の前後で生ずる微弱な反射に起因して生ずる移相量の分布をある区間で平均化することができる。
 本発明の第2の態様は、第1の態様のデジタル移相器において、前記第1の接続部の前記第1の接続線路における前記第1のデジタル移相回路側と、前記第2の接続部の前記第1の接続線路における前記第2のデジタル移相回路側のそれぞれに、前記コンデンサが並列接続されてもよい。
 本発明の第3の態様は、第1または第2の態様のデジタル移相器において、前記第3のデジタル移相回路の前記信号線路における前記第1の接続部側と、前記第3のデジタル移相回路の前記信号線路における前記第2の接続部側のそれぞれに、前記コンデンサが並列接続されてもよい。
 本発明の第4の態様は、第1から第3の態様のいずれか一つのデジタル移相器において、前記第1のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第1のデジタル移相回路に隣接する第4のデジタル移相回路の前記信号線路との接続位置近傍、及び、前記第2のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第2のデジタル移相回路に隣接する第5のデジタル移相回路の前記信号線路との接続位置近傍、のいずれか一方に、前記コンデンサが並列接続されてもよい。
 本発明の第5の態様は、第4の態様のデジタル移相器において、前記第1のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第4のデジタル移相回路の前記信号線路との前記接続位置近傍、及び前記第2のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第5のデジタル移相回路の前記信号線路との前記接続位置近傍、のいずれか一方に並列接続されている前記コンデンサは、前記一方の接続位置近傍に設けられている伝送線路に並列接続され、前記伝送線路は、前記第1のデジタル移相回路の前記信号線路と前記第4のデジタル移相回路の前記信号線路とを接続する、または、前記第2のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第5のデジタル移相回路の前記信号線路とを接続してもよい。
 本発明の第6の態様は、第1から第4の態様のいずれか一つのデジタル移相器において、前記第1のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第1のデジタル移相回路に隣接する第4のデジタル移相回路の前記信号線路との接続位置近傍、及び、前記第2のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第2のデジタル移相回路に隣接する第5のデジタル移相回路の前記信号線路との接続位置近傍、のそれぞれに、前記コンデンサが並列接続されてもよい。
 本発明の第7の態様は、第6の態様のデジタル移相器において、前記第1のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第4のデジタル移相回路の前記信号線路との前記接続位置近傍に並列接続される前記コンデンサ、及び前記第2のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第5のデジタル移相回路の前記信号線路との前記接続位置近傍に並列接続される前記コンデンサのいずれか一方は、前記一方のコンデンサが並列接続される前記接続位置近傍に設けられている伝送線路に並列接続され、前記伝送線路は、前記第1のデジタル移相回路の前記信号線路と前記第4のデジタル移相回路の前記信号線路とを接続する、または、前記第2のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第5のデジタル移相回路の前記信号線路とを接続してもよい。
 本発明の第8の態様は、第6の態様のデジタル移相器において、前記第1のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第4のデジタル移相回路の前記信号線路との前記接続位置近傍に並列接続される前記コンデンサは、前記第1のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第4のデジタル移相回路の前記信号線路との前記接続位置近傍に設けられている第1の伝送線路に並列接続され、前記第1の伝送線路は、前記第1のデジタル移相回路の前記信号線路と前記第4のデジタル移相回路の前記信号線路とを接続し、前記第2のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第5のデジタル移相回路の前記信号線路との前記接続位置近傍に並列接続される前記コンデンサは、前記第2のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第5のデジタル移相回路の前記信号線路との前記接続位置近傍に設けられている第2の伝送線路に並列接続され、前記第2の伝送線路は、前記第2のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第5のデジタル移相回路の前記信号線路とを接続してもよい。
 本発明の第9の態様は、第1から第8の態様のいずれか一つのデジタル移相器において、前記コンデンサの一端側を接地させるか否かを切り替える電子スイッチを備えてもよい。
 本発明の第10の態様は、第1から第9の態様のいずれか一つのデジタル移相器において、複数の前記デジタル移相回路の少なくとも1つは、移相量の分布を緩和する緩和回路とされてもよい。
 本発明の第11の態様は、第1から第10の態様のいずれか一つのデジタル移相器において、前記デジタル移相回路は、前記信号線路と前記第1の接地導体及び前記第2の接地導体の少なくとも一方との間に接続される第2のコンデンサと、前記信号線路と前記第1の接地導体及び前記第2の接地導体の少なくとも一方との間に前記第2のコンデンサを接続するか否かを切り替える第2の電子スイッチと、を備えてもよい。
 本発明の第12の態様は、第1から第11の態様のいずれか一つのデジタル移相器において、前記第1の接続部は、前記第1のデジタル移相回路の前記一対の内側線路と前記第3のデジタル移相回路の前記一対の内側線路とを接続する一対の第2の接続線路を備え、且つ、前記第2の接続部は、前記第2のデジタル移相回路の前記一対の内側線路と前記第3のデジタル移相回路の前記一対の内側線路とを接続する一対の第2の接続線路を備え、前記第1の接続線路及び前記一対の第2の接続線路の上方及び下方の少なくとも一方に配置されるグランド層と、少なくとも前記一対の第2の接続線路と前記グランド層とを接続するビアホールと、を備えてもよい。
 本発明の第13の態様は、第12の態様のデジタル移相器において、前記第1の接続部は、前記第1のデジタル移相回路の前記一対の外側線路と前記第3のデジタル移相回路の前記一対の外側線路とを接続する一対の第3の接続線路を備え、且つ、前記第2の接続部は、前記第2のデジタル移相回路の前記一対の外側線路と前記第3のデジタル移相回路の前記一対の外側線路とを接続する一対の第3の接続線路を備えてもよい。
 上記本発明の一態様によれば、接続部の前後で生ずる微弱な反射に起因して生ずる移相量の分布をある区間で平均化することができる。
第1実施形態に係るデジタル移相器を示す回路図である。 第1実施形態に係るデジタル移相回路を示す斜視図である。 第1実施形態に係るデジタル移相回路の高遅延モードを説明する図である。 第1実施形態に係るデジタル移相回路の低遅延モードを説明する図である。 第1実施形態に係る接続部を示す平面図である。 図5中のA-A線に沿う矢視断面図である。 第1実施形態に係る接続部の変形例を示す断面図である。 第1実施形態に係るデジタル移相器において、コンデンサを削除した比較例の移相量の分布を示す図である。 第1実施形態に係るデジタル移相器において、実施例1の移相量の分布を示す図である。 第2実施形態に係るデジタル移相器を示す回路図である。 第2実施形態に係るデジタル移相器において、コンデンサを削除した比較例の移相量の分布を示す図である。 第2実施形態に係るデジタル移相器において、実施例2の移相量の分布を示す図である。 第2実施形態に係るデジタル移相器の変形例において、コンデンサを削除した比較例の移相量の分布を示す図である。 第2実施形態に係るデジタル移相器の変形例において、実施例3の移相量の分布を示す図である。 第3実施形態に係るデジタル移相器を示す回路図である。 第3実施形態に係るデジタル移相器において、コンデンサを削除した比較例の移相量の分布を示す図である。 第3実施形態に係るデジタル移相器において、実施例4の移相量の分布を示す図である。 第4実施形態に係るデジタル移相器を示す回路図である。 第4実施形態に係るデジタル移相器の変形例において、コンデンサを削除した比較例の移相量の分布を示す図である。 第4実施形態に係るデジタル移相器の変形例において、実施例5の移相量の分布を示す図である。 第5実施形態に係るコンデンサ周辺の回路図である。 第6実施形態に係る緩和回路のうちの第1緩和回路を説明する図である。 第6実施形態に係る緩和回路のうちの第1緩和回路を説明する図である。 第6実施形態に係る緩和回路のうちの第1緩和回路を説明する図である。 第6実施形態に係る緩和回路のうちの第1緩和回路を説明する図である。 第6実施形態に係る緩和回路のうちの第2緩和回路を説明する図である。 第6実施形態に係る緩和回路のうちの第2緩和回路を説明する図である。 第6実施形態に係る緩和回路のうちの第2緩和回路を説明する図である。 第6実施形態に係る緩和回路のうちの第2緩和回路を説明する図である。
 以下、図面を参照して本発明の実施形態によるデジタル移相器について詳細に説明する。
(第1実施形態)
〈デジタル移相器〉
 図1は、第1実施形態に係るデジタル移相器100を示す回路図である。図1に示す通り、第1実施形態のデジタル移相器100は、複数のデジタル移相回路10(10-1~10-43)と、複数の接続部20(20-1~20-3)と、を備える。このようなデジタル移相器100は、所定の周波数帯域の信号Sを、縦続接続された複数のデジタル移相回路10によって移相する。信号Sは、マイクロ波、 準ミリ波、又はミリ波等の周波数帯域を有する高周波信号である。
 複数のデジタル移相回路10は、電気的に縦続接続されている。図1では、43個のデジタル移相回路10(10-1~10-43)が縦続接続されている例を図示しているが、縦続接続されるデジタル移相回路10の数は任意である。図1に示す例では、説明の便宜上、縦続接続されている43個のデジタル移相回路10を、図1において実線矢印で示す信号Sが流れる順番に、デジタル移相回路10-1,10-2,…,10-43としている。但し、信号Sが流れる方向は、図1において点線矢印で示すように逆でもよい。
 ここで、デジタル移相回路10は、複数個を単位としてデジタル移相回路群30を構成する。具体的に、1番目から10番目までのデジタル移相回路10-1~10-10は、デジタル移相回路群30-1を構成し、12番目から21番目までのデジタル移相回路10-12~10-21は、デジタル移相回路群30-2を構成する。また、23番目から32番目までのデジタル移相回路10-23~10-32は、デジタル移相回路群30-3を構成し、34番目から43番目までのデジタル移相回路10-34~10-43は、デジタル移相回路群30-4を構成する。
 換言すると、デジタル移相器100は、複数のデジタル移相回路10-1~10-10が縦続接続されたデジタル移相回路群30-1と、複数のデジタル移相回路10-12~10-21が縦続接続されたデジタル移相回路群30-2と、を有する。また、デジタル移相器100は、複数のデジタル移相回路10-23~10-32が縦続接続されたデジタル移相回路群30-3と、複数のデジタル移相回路10-34~10-43が縦続接続されたデジタル移相回路群30-4と、を有する。
 但し、3つのデジタル移相回路10-11,10-22,10-33は、デジタル移相回路群30を構成しない。これらデジタル移相回路10-11,10-22,10-33は、2つのデジタル移相回路群30の間に設けられる中継デジタル移相回路である。具体的に、デジタル移相回路10-11は、デジタル移相回路群30-1とデジタル移相回路群30-2との間に設けられる。デジタル移相回路10-22は、デジタル移相回路群30-2とデジタル移相回路群30-3との間に設けられる。デジタル移相回路10-33は、デジタル移相回路群30-3とデジタル移相回路群30-4との間に設けられる。
 接続部20は、ベンド型の形状を有しており、2つのデジタル移相回路群30を接続する。接続部20は、上述した中継デジタル移相回路と、当該中継デジタル移相回路と2つのデジタル移相回路群30のうちの一方とを接続する第1の接続部61と、当該中継デジタル移相回路と2つのデジタル移相回路群30のうちの他方とを接続する第2の接続部62と、を備える。第1の接続部61及び第2の接続部62は、それぞれ90°ベンドの形状(90°に折れ曲がる形状)を有している。
 接続部20-1は、デジタル移相回路群30-1の信号Sが入力される一端とは反対側の他端と、デジタル移相回路群30-2の一端とを接続する。具体的に、接続部20-1における第1の接続部61は、デジタル移相回路群30-1の信号Sが入力される一端とは反対側の他端と、デジタル移相回路10-11の一端とを接続する。また、接続部20-1における第2の接続部62は、デジタル移相回路10-11の他端とデジタル移相回路群30-2の一端とを接続する。つまり、接続部20-1は、デジタル移相回路群30-1(第1のデジタル移相回路群)におけるデジタル移相回路10-10(第1のデジタル移相回路)と、デジタル移相回路群30-2(第2のデジタル移相回路群)におけるデジタル移相回路10-12(第2のデジタル移相回路)とを接続する。
 接続部20-2は、デジタル移相回路群30-2の他端と、デジタル移相回路群30-3の一端とを接続する。具体的に、接続部20-2における第1の接続部61は、デジタル移相回路群30-2の他端と、デジタル移相回路10-22の一端とを接続する。また、接続部20-2における第2の接続部62は、デジタル移相回路10-22の他端とデジタル移相回路群30-3の一端とを接続する。つまり、接続部20-2は、デジタル移相回路群30-2(第1のデジタル移相回路群)におけるデジタル移相回路10-21(第1のデジタル移相回路)と、デジタル移相回路群30-3(第2のデジタル移相回路群)におけるデジタル移相回路10-23(第2のデジタル移相回路)とを接続する。
 接続部20-3は、デジタル移相回路群30-3の他端と、デジタル移相回路群30-4の一端とを接続する。具体的に、接続部20-3における第1の接続部61は、デジタル移相回路群30-3の他端と、デジタル移相回路10-33の一端とを接続する。また、接続部20-3における第2の接続部62は、デジタル移相回路10-33の他端とデジタル移相回路群30-4の一端とを接続する。つまり、接続部20-3は、デジタル移相回路群30-3(第1のデジタル移相回路群)におけるデジタル移相回路10-32(第1のデジタル移相回路)と、デジタル移相回路群30-4(第2のデジタル移相回路群)におけるデジタル移相回路10-34(第2のデジタル移相回路)とを接続する。
 デジタル移相回路群30-1とデジタル移相回路10-11とが接続部20-1の第1の接続部61によって接続されることにより、信号Sの経路が90°折り曲げられる。また、デジタル移相回路10-11とデジタル移相回路群30-2とが接続部20-1の第2の接続部62によって接続されることにより、信号Sの経路が90°折り曲げられる。また、デジタル移相回路群30-2とデジタル移相回路10-22とが接続部20-2の第1の接続部61によって接続されることにより、信号Sの経路が90°折り曲げられる。また、デジタル移相回路10-22とデジタル移相回路群30-3とが接続部20-2の第2の接続部62によって接続されることにより、信号Sの経路が90°折り曲げられる。また、デジタル移相回路群30-3とデジタル移相回路10-33とが接続部20-3の第1の接続部61によって接続されることにより、信号Sの経路が90°折り曲げられる。また、デジタル移相回路10-33とデジタル移相回路群30-4とが接続部20-3の第2の接続部62によって接続されることにより、信号Sの経路が90°折り曲げられる。このように、デジタル移相回路群30-1~30-4は、互いに並行に配列され、接続部20-1~20-3によって、メアンダ状に接続されている。尚、接続部20の詳細については後述する。
〈デジタル移相回路〉
 図2は、第1実施形態に係るデジタル移相回路10を示す斜視図である。図2に示す通り、デジタル移相回路10は、信号線路1、一対の内側線路2(第1の内側線路2a及び第2の内側線路2b)、一対の外側線路3(第1の外側線路3a及び第2の外側線路3b)、一対の接地導体4(第1の接地導体4a及び第2の接地導体4b)、コンデンサ5、複数の接続導体6、4つの電子スイッチ7(電子スイッチ7a,7b,7c,7d)、及びスイッチ制御部8を備える。
 信号線路1は、所定方向に延在する直線状の帯状導体である。即ち、信号線路1は、一定幅W1、一定厚、及び所定長さを有する長尺板状の導体である。図2に示す例では、信号線路1には、手前側から奥側に向かって信号Sが流れる。
 第1の内側線路2aは、直線状の帯状導体である。即ち、第1の内側線路2aは、一定幅、一定厚、及び所定長さを有する長尺板状の導体である。第1の内側線路2aは、信号線路1の延在方向と同一な方向に延在する。第1の内側線路2aは、信号線路1と平行に設けられており、信号線路1の一方側(図1における右側)に所定の距離M1だけ離間している。
 第2の内側線路2bは、直線状の帯状導体である。即ち、第2の内側線路2bは、第1の内側線路2aと同様に、一定幅、一定厚、及び所定長さを有する長尺板状の導体である。第2の内側線路2bは、信号線路1の延在方向と同一な方向に延在する。第2の内側線路2bは、信号線路1と平行に設けられており、信号線路1の他方側(図1における左側)に所定の距離M1だけ離間している。
 第1の外側線路3aは、信号線路1の一方側において、第1の内側線路2aよりも信号線路1から遠い位置に設けられる直線状の帯状導体である。第1の外側線路3aは、一定幅、一定厚、及び所定長さを有する長尺板状の導体である。第1の外側線路3aは、信号線路1に対して第1の内側線路2aを挟んだ状態で信号線路1から所定距離を隔てて平行に設けられている。第1の外側線路3aは、第1の内側線路2a及び第2の内側線路2bと同様に、信号線路1の延在方向と同一な方向に延在する。
 第2の外側線路3bは、信号線路1の他方側において、第2の内側線路2bよりも信号線路1から遠い位置に設けられる直線状の帯状導体である。第2の外側線路3bは、第1の外側線路3aと同様に、一定幅、一定厚、及び所定長さを有する長尺板状の導体である。第2の外側線路3bは、信号線路1に対して第2の内側線路2bを挟んだ状態で信号線路1から所定距離を隔てて平行に設けられている。第2の外側線路3bは、第1の内側線路2a及び第2の内側線路2bと同様に、信号線路1の延在方向と同一な方向に延在する。
 第1の接地導体4aは、第1の内側線路2a、第2の内側線路2b、第1の外側線路3a、及び第2の外側線路3bの各一端側に設けられる直線状の帯状導体である。第1の接地導体4aは、第1の内側線路2a、第2の内側線路2b、第1の外側線路3a、及び第2の外側線路3bの各一端に電気的に接続されている。第1の接地導体4aは、一定幅、一定厚及び所定長さを有する長尺板状の導体である。
 第1の接地導体4aは、同一方向に延在する第1の内側線路2a、第2の内側線路2b、第1の外側線路3a、及び第2の外側線路3bに直交するように設けられている。第1の接地導体4aは、第1の内側線路2a、第2の内側線路2b、第1の外側線路3a、及び第2の外側線路3bから所定距離を隔てた下方に設けられている。
 第1の接地導体4aは、左右方向における一端が第1の外側線路3aの右側縁部と左右方向において略同一位置となるように設定されている。また、第1の接地導体4aは、左右方向における他端が第2の外側線路3bの左側縁部と左右方向において略同一位置となるように設定されている。
 第2の接地導体4bは、第1の内側線路2a、第2の内側線路2b、第1の外側線路3a、及び第2の外側線路3bの各他端側に設けられる直線状の帯状導体である。第2の接地導体4bは、第1の接地導体4aと同様に一定幅、一定厚、及び所定長さを有する長尺板状の導体である。
 第2の接地導体4bは、第1の接地導体4aに対して平行に配置されており、第1の接地導体4aと同様に、第1の内側線路2a、第2の内側線路2b、第1の外側線路3a、及び第2の外側線路3bに直交するように設けられている。第2の接地導体4bは、第1の内側線路2a、第2の内側線路2b、第1の外側線路3a、及び第2の外側線路3bから所定距離を隔てた下方に設けられている。
 第2の接地導体4bは、左右方向における一端が第1の外側線路3aの右側縁部と左右方向において略同一位置となるように設定されている。また、第2の接地導体4bは、左右方向における他端が第2の外側線路3bの左側縁部と左右方向において略同一位置となるように設定されている。即ち、第2の接地導体4bは、左右方向における位置が第1の接地導体4aと同一である。
 コンデンサ5は、信号線路1の他端と第2の接地導体4bとの間に設けられる。例えば、コンデンサ5は、上部電極が信号線路1に対して接続され、下部電極が電子スイッチ7dに対して電気的に接続されている。例えば、コンデンサ5は、MIM(Metal Insulator Metal)構造の薄膜のコンデンサである。尚、コンデンサ5は、平行平板の対向面積に応じた静電容量を有する。但し、コンデンサ5は平行平板コンデンサに替えて、櫛歯型コンデンサを用いてもよい。
 複数の接続導体6は、少なくとも接続導体6a~6fを含む。接続導体6aは、第1の内側線路2aの一端と第1の接地導体4aとを電気的且つ機械的に接続する導体である。例えば、接続導体6aは、上下方向に延在する導体であり、一端(上端)が第1の内側線路2aの下面に接続し、他端(下端)が第1の接地導体4aの上面に接続する。
 接続導体6bは、第2の内側線路2bの一端と第1の接地導体4aとを電気的且つ機械的に接続する導体である。例えば、接続導体6bは、接続導体6aと同様に上下方向に延在する導体であり、一端(上端)が第2の内側線路2bの下面に接続し、他端(下端)が第1の接地導体4aの上面に接続する。
 接続導体6cは、第1の外側線路3aの一端と第1の接地導体4aとを電気的且つ機械的に接続する導体である。例えば、接続導体6cは、上下方向に延在する導体であり、一端(上端)が第1の外側線路3aの一端における下面に接続し、他端(下端)が第1の接地導体4aの上面に接続する。
 接続導体6dは、第1の外側線路3aの他端と第2の接地導体4bとを電気的且つ機械的に接続する導体である。例えば、接続導体6dは、上下方向に延在する導体であり、一端(上端)が第1の外側線路3aの他端における下面に接続し、他端(下端)が第2の接地導体4bの上面に接続する。
 接続導体6eは、第2の外側線路3bの一端と第1の接地導体4aとを電気的且つ機械的に接続する導体である。例えば、接続導体6eは、上下方向に延在する導体であり、一端(上端)が第2の外側線路3bの一端における下面に接続し、他端(下端)が第1の接地導体4aの上面に接続する。
 接続導体6fは、第2の外側線路3bの他端と第2の接地導体4bとを電気的且つ機械的に接続する導体である。例えば、接続導体6fは、上下方向に延在する導体であり、一端(上端)が第2の外側線路3bの他端における下面に接続し、他端(下端)が第2の接地導体4bの上面に接続する。
 接続導体6gは、信号線路1の他端とコンデンサ5の上部電極とを電気的且つ機械的に接続する導体である。例えば、接続導体6gは、上下方向に延在する導体であり、一端(上端)が信号線路1の他端における下面に接続し、他端(下端)がコンデンサ5の上部電極に接続する。
 電子スイッチ7aは、第1の内側線路2aの他端と第2の接地導体4bとの間に接続される。電子スイッチ7aは、例えばMOS型FET(電界効果トランジスタ)であり、ドレイン端子が第1の内側線路2aの他端に電気的に接続され、ソース端子が第2の接地導体4bに電気的に接続され、ゲート端子がスイッチ制御部8に電気的に接続されている。
 電子スイッチ7aは、スイッチ制御部8からゲート端子に入力されるゲート信号に基づいて閉状態又は開状態に制御される。閉状態とは、ドレイン端子及びソース端子が導通している状態である。開状態とは、ドレイン端子及びソース端子が導通しておらず、電気的な接続が遮断している状態である。電子スイッチ7aは、スイッチ制御部8の制御によって、第1の内側線路2aの他端及び第2の接地導体4bを電気的に接続した導通状態又はその電気的な接続を遮断した遮断状態にする。
 電子スイッチ7bは、第2の内側線路2bの他端と第2の接地導体4bとの間に接続される。電子スイッチ7bは、例えばMOS型FETであり、ドレイン端子が第2の内側線路2bの他端に接続され、ソース端子が第2の接地導体4bに接続され、ゲート端子がスイッチ制御部8に接続されている。
 電子スイッチ7bは、スイッチ制御部8からゲート端子に入力されるゲート信号に基づいて閉状態又は開状態に制御される。電子スイッチ7bは、スイッチ制御部8の制御によって、第2の内側線路2bの他端及び第2の接地導体4bを電気的に接続した導通状態又はその電気的な接続を遮断した遮断状態にする。
 電子スイッチ7cは、信号線路1の他端と第2の接地導体4bとの間に接続される。電子スイッチ7cは、例えばMOS型FETであり、ドレイン端子が信号線路1の他端に接続され、ソース端子が第2の接地導体4bに接続され、ゲート端子がスイッチ制御部8に接続されている。尚、図2に示す例では、電子スイッチ7cは、信号線路1の他端側に設けられているが、これに限定されず、信号線路1の一端側に設けられてもよい。尚、電子スイッチ7cは、必要がなければ使用しなくてもよい。
 電子スイッチ7cは、スイッチ制御部8からゲート端子に入力されるゲート信号に基づいて閉状態又は開状態に制御される。電子スイッチ7cは、スイッチ制御部8の制御によって、信号線路1の他端及び第2の接地導体4bを電気的に接続した導通状態又はその電気的な接続を遮断した遮断状態にする。
 電子スイッチ7dは、信号線路1の他端と第2の接地導体4bとの間において、コンデンサ5に対して直列に接続される。電子スイッチ7dは、例えばMOS型FETである。図2に示す例では、電子スイッチ7dは、ドレイン端子がコンデンサ5の下部電極に接続され、ソース端子が第2の接地導体4bに接続され、ゲート端子がスイッチ制御部8に接続されている。
 電子スイッチ7dは、スイッチ制御部8からゲート端子に入力されるゲート信号に基づいて閉状態又は開状態に制御される。電子スイッチ7dは、スイッチ制御部8の制御によって、コンデンサ5の下部電極及び第2の接地導体4bを電気的に接続した導通状態又はその電気的な接続を遮断した遮断状態にする。
 スイッチ制御部8は、複数の電子スイッチ7a,7b,7c,7dを制御する制御回路である。例えば、スイッチ制御部8は、4つの出力ポートを備えている。スイッチ制御部8は、各出力ポートから個別のゲート信号を出力して複数の電子スイッチ7の各ゲート端子に供給することにより複数の電子スイッチ7のそれぞれを個別に開状態又は閉状態に制御する。
 図2ではデジタル移相回路10の機械的構造が解り易いようにデジタル移相回路10を斜視した模式図を示しているが、実際のデジタル移相回路10は、半導体製造技術を利用することにより、多層構造物として形成される。
 一例として、デジタル移相回路10は、信号線路1、第1の内側線路2a、第2の内側線路2b、第1の外側線路3a、及び第2の外側線路3bが第1の導電層に形成されている。第1の接地導体4a及び第2の接地導体4bは、絶縁層を挟んで第1の導電層と対向する第2の導電層に形成されている。第1の導電層に形成された構成要素と第2の導電層に形成された構成要素とは、ビアホール(via hole)によって相互に接続される。複数の接続導体6は、絶縁層内に埋設されたビアホールに相当する。
 次に、本実施形態におけるデジタル移相回路10の動作について説明する。デジタル移相回路10は、動作モードとして、高遅延モードと低遅延モードとを有する。デジタル移相回路10は、高遅延モード又は低遅延モードで動作する。
《高遅延モード》
 図3は、第1実施形態に係るデジタル移相回路10の高遅延モードを説明する図である。高遅延モードは、信号Sに第1の位相差を発生させるモードである。高遅延モードでは、図3に示す通り、電子スイッチ7a及び電子スイッチ7bが開状態に制御され、電子スイッチ7dが閉状態に制御される。
 電子スイッチ7aが開状態に制御されることにより、第1の内側線路2aの他端と第2の接地導体4bとの電気的な接続が遮断された状態となる。電子スイッチ7bが開状態に制御されることにより、第2の内側線路2bの他端と第2の接地導体4bとの電気的な接続が遮断された状態となる。電子スイッチ7dが閉状態に制御されることにより、信号線路1の他端は、コンデンサ5を介して第2の接地導体4bに接続された状態となる。
 信号線路1に入力端(他端)から出力端(一端)に向かって信号Sが伝搬すると、信号S(信号Sが伝搬する方向)とは逆方向である一端から他端に向かってリターン電流R1が流れる。高遅延モードでは、電子スイッチ7a及び電子スイッチ7bが開状態であるため、リターン電流R1は、主として、図3に示す通り、第1の外側線路3a及び第2の外側線路3bを流れる。
 高遅延モードでは、リターン電流R1が第1の外側線路3a及び第2の外側線路3bを流れるため、低遅延モードと比較して、インダクタンス値Lが大きい。高遅延モードでは、低遅延モードよりも大きな遅延量を得ることができる。また、電子スイッチ7dが閉状態になることで、信号線路1の他端と第2の接地導体4bとがコンデンサ5で電気的に接続されるため、デジタル移相回路10の静電容量値Cも大きい。よって、高遅延モードでは、低遅延モードよりも大きな遅延量を得ることができる。
《低遅延モード》
 図4は、第1実施形態に係るデジタル移相回路10の低遅延モードを説明する図である。低遅延モードは、信号Sに第1の位相差よりも小さい第2の位相差を発生させるモードである。低遅延モードでは、図4に示す通り、電子スイッチ7a及び電子スイッチ7bが閉状態に制御され、電子スイッチ7dが開状態に制御される。
 電子スイッチ7aが閉状態に制御されることにより、第1の内側線路2aの他端と第2の接地導体4bとが電気的に接続された状態となる。電子スイッチ7bが閉状態に制御されることにより、第2の内側線路2bの他端と第2の接地導体4bとが電気的に接続された状態となる。
 信号線路1に入力端(他端)から出力端(一端)に向かって信号Sが伝搬すると、信号Sとは逆方向である一端から他端に向かってリターン電流R2が流れる。低遅延モードでは、電子スイッチ7a及び電子スイッチ7bが閉状態であるため、リターン電流R2は、主として、図4に示す通り、第1の内側線路2a及び第2の内側線路2bを流れる。
 低遅延モードでは、リターン電流R2が第1の内側線路2a及び第2の内側線路2bを流れるため、高遅延モードと比較して、インダクタンス値Lが小さい。低遅延モードでの遅延量は、高遅延モードでの遅延量よりも小さくなる。また、信号線路1の他端にはコンデンサ5が接続されているが、電子スイッチ7dが開状態であるため、コンデンサ5の静電容量は機能せず、コンデンサ5の静電容量に比べて極めて小さい寄生容量が存在するのみである。よって、低遅延モードでは、高遅延モードよりも小さい遅延量を得ることができる。
 ここで、低遅延モードでは、電子スイッチ7cが閉状態に制御されることにより、信号線路1の損失を意図的に増加させることも可能である。これは、低遅延モードにおける高周波信号の損失を高遅延モードにおける高周波信号の損失と同程度とするためのものである。
 即ち、低遅延モードにおける高周波信号の損失は、高遅延モードにおける高周波信号の損失よりも明確に小さい。この損失差は、動作モードを低遅延モードと高遅延モードとに切り替えた場合にデジタル移相回路10から出力される高周波信号の振幅差を招来させるものである。このような事情に対して、デジタル移相回路10では、低遅延モードで電子スイッチ7cを閉状態に制御することにより、上記振幅差を解消することもある。
〈接続部〉
 図5は、第1実施形態に係る接続部20を示す平面図である。図6は、図5中のA-A線に沿う矢視断面図である。尚、本実施形態のデジタル移相器100は、3つの接続部20(接続部20-1,20-2,20-3)を備えるが、3つの接続部20は同様の構成であるため、ここでは、接続部20-1について説明する。図5,図6に示す通り、接続部20-1は、第1の接続部61と、第2の接続部62と、第1の接続部61と第2の接続部62との間に介在するデジタル移相回路10-11(中継デジタル移相回路)と、を備える。
 接続部20-1は、第1の接続部61と、第2の接続部62を備えるが、第1の接続部61及び第2の接続部62は同様の構成であるため、ここでは、第1の接続部61について説明する。第1の接続部61は、第1の接続線路21、第2の接続線路22、第3の接続線路23、第1のグランド層24、及び第2のグランド層25を備える。
 第1の接続線路21は、例えば、一定幅W2、一定厚、及び所定長さを有する長尺板状の導体である。第1の接続線路21は、デジタル移相回路10-10の信号線路1と、デジタル移相回路10-11の信号線路1とを接続する。デジタル移相回路10-10の信号線路1から出力される信号Sは、第1の接続線路21を介してデジタル移相回路10-11の信号線路1に入力される。尚、第1の接続線路21の幅W2は、信号線路1の幅W1と同様であってもよいし、幅W1よりも広くてもよい。
 第2の接続線路22は、一定幅、一定厚、及び所定長さを有する長尺板状の導体である。第2の接続線路22は、信号線路1の延在方向と同一な方向に延在する。第2の接続線路22は、第1の接続線路21と平行に設けられており、所定の距離M2だけ離間している。具体的には、第2の接続線路22は、第1の接続線路21の両側において第1の接続線路21から所定の距離M2だけ離間して配置されている。尚、以下の説明において、第1の接続線路21の一方側に配置された第2の接続線路22を、「第2の接続線路22a」といい、第1の接続線路21の他方側に配置された第2の接続線路22を、「第2の接続線路22b」という場合がある。
 所定の距離M2は、所定の距離M1と同等であってもよいし、所定の距離M1よりも短い距離であってもよい。例えば、所定の距離M1が10μmである場合には、所定の距離M2は10μm未満に設定されてもよい。より好ましくは、所定の距離M2は、例えば2.5μm又は2μm以下であり、第1の接続線路21に対して第2の接続線路22を可能な限り接近させることが望ましい。本実施形態において、第1の接続線路21に対し第2の接続線路22を製造限界又は製造限界近くまで接近させてもよい。
 第2の接続線路22は、デジタル移相回路10-10の内側線路2と、デジタル移相回路10-11の内側線路2とを接続する。第2の接続線路22aは、一端がデジタル移相回路10-10の第1の内側線路2aに接続され、他端がデジタル移相回路10-11の第1の内側線路2aに接続される。第2の接続線路22bは、一端がデジタル移相回路10-10の第2の内側線路2bに接続され、他端がデジタル移相回路10-11の第2の内側線路2bに接続される。
 第3の接続線路23は、第1の接続線路21の一方側及び他方側の両側において、第2の接続線路22よりも第1の接続線路21から遠い位置に設けられる帯状導体である。第3の接続線路23は、第1の接続線路21に対して第2の接続線路22を挟んだ状態で第1の接続線路21から所定距離を隔てて平行に設けられている。尚、以下の説明において、第1の接続線路21の一方側に配置された第3の接続線路23を、「第3の接続線路23a」といい、第1の接続線路21の他方側に配置された第3の接続線路23を、「第3の接続線路23b」という場合がある。
 第3の接続線路23は、デジタル移相回路10-10の外側線路3と、デジタル移相回路10-11の外側線路3とを接続する。第3の接続線路23aは、一端がデジタル移相回路10-10の第1の外側線路3aに接続され、他端がデジタル移相回路10-11の第1の外側線路3aに接続される。第3の接続線路23bは、一端がデジタル移相回路10-10の第2の外側線路3bに接続され、他端がデジタル移相回路10-11の第2の外側線路3bに接続される。
 第1のグランド層24は、第1の接続線路21及び第2の接続線路22から所定距離を隔てた上方に設けられている。第1のグランド層24は、第1のグランド層24の幅が少なくとも各第2の接続線路22の一方側の側面220まで延在していることが好ましい。側面220とは、第2の接続線路22の側面のうち、第1の接続線路21が配置されている側とは反対の側面である。
 第1のグランド層24は、第2の接続線路22a及び第2の接続線路22bのそれぞれに対してビアホール40を介して接続されている。ビアホール40は、図5に示す通り、第2の接続線路22aに沿って複数配列されているとともに、第2の接続線路22bに沿って複数配列されている。
 第2のグランド層25は、第1の接続線路21及び第2の接続線路22から所定距離を隔てた下方に設けられている。第2のグランド層25は、第2のグランド層25の幅が少なくとも各第2の接続線路22の一方側の側面220まで延在していることが好ましい。
 第2のグランド層25は、第2の接続線路22a及び第2の接続線路22bのそれぞれに対してビアホール42を介して接続されている。ビアホール42は、ビアホール40と同様に、第2の接続線路22aに沿って複数配列されているとともに、第2の接続線路22bに沿って複数配列されている。
 図7は、第1実施形態に係る第1の接続部61の変形例を示す断面図である。図7に示す通り、第1の接続部61は、第1のグランド層24が、第3の接続線路23の上方まで延在し、且つ、第2のグランド層25が、第3の接続線路23の下方まで延在するものであってもよい。
 この変形例において、第1のグランド層24は、第2の接続線路22a及び第2の接続線路22bのそれぞれに対してビアホール40を介して接続され、第3の接続線路23a及び第3の接続線路23bのそれぞれに対してビアホール41を介して接続されている。尚、図7に例示される構成では、ビアホール41は、第3の接続線路23aに沿って複数配列されるとともに、第3の接続線路23bに沿って複数配列される。
 また、第2のグランド層25は、第2の接続線路22a及び第2の接続線路22bのそれぞれに対してビアホール42を介して接続され、第3の接続線路23a及び第3の接続線路23bのそれぞれに対してビアホール43を介して接続されている。尚、図7に例示される構成では、ビアホール43は、ビアホール41と同様に、第3の接続線路23aに沿って複数配列されるとともに、第3の接続線路23bに沿って複数配列される。
 尚、図6及び図7に示す例では、第1の接続部61は、第1のグランド層24と第2のグランド層25とを有しているが、これに限定されず、第1のグランド層24と第2のグランド層25との少なくとも一方を備えていればよい。即ち、第1の接続線路21の上方及び下方の少なくとも一方にグランド層が配置されていればよい。
 図1に戻り、上記構成の接続部20には、コンデンサ50が並列接続されている。コンデンサ50は、接続部20の前後で生ずる微弱な反射に起因して生ずる移相量の分布を平均化するリアクタンス素子である。コンデンサ50は、3つの接続部20(接続部20-1,20-2,20-3)のそれぞれに並列接続されている。具体的に、コンデンサ50は、3つの接続部20(接続部20-1,20-2,20-3)において、第1の接続部61と第2の接続部62のそれぞれに並列接続されている。
 コンデンサ50は、例えば、MIM(Metal Insulator Metal)構造の薄膜のコンデンサである。コンデンサ50は、平行平板の対向面積に応じた静電容量を有する。但し、コンデンサ5は平行平板コンデンサに替えて、櫛歯型コンデンサを用いてもよい。コンデンサ50は、上部電極が第1の接続線路21に対して接続され、下部電極が電気的に接地されている。尚、コンデンサ50の下部電極は、第1のグランド層24、第2のグランド層25、直近のデジタル移相回路10の接地導体4、その他のグランド(図示しないデジタル移相器100のフレームグランド等)のいずれかに接続されてもよい。
 接続部20-1においては、第1の接続部61のデジタル移相回路10-10側の一端部にコンデンサ50が並列接続されている。第1の接続部61の一端部とは、好ましくは第1の接続部61の第1の接続線路21とデジタル移相回路10-10の信号線路1との接続位置(接点)であるが、当該接続位置の近傍であっても構わない。例えば、第1の接続部61の一端部とは、第1の接続部61の全長を三つの領域に3等分したときのデジタル移相回路10-10側の領域であってもよく、好ましくは、第1の接続部61の全長を五つの領域に5等分したときの最もデジタル移相回路10-10側の領域であってもよい。また、コンデンサ50の上部電極が、第1の接続線路21(信号線路1)の幅方向の中心に配置される場合、コンデンサ50の下部電極も第1の接続線路21の幅方向の中心に配置される。この場合、コンデンサ50の下部電極を接続するグランドは、上部電極の接続位置近傍の、デジタル移相回路10-10の第1の接地導体4a、第1のグランド層24、第2のグランド層25のいずれかが好ましい。なお、コンデンサ50の下部電極を接続するグランドは、第1の接続線路21の中心から離れてもよく、例えば、デジタル移相回路10-10の外側線路3であってもよい。
 また、接続部20-1においては、第2の接続部62のデジタル移相回路10-12側の他端部にコンデンサ50が並列接続されている。第2の接続部62の他端部とは、好ましくは第2の接続部62の第1の接続線路21とデジタル移相回路10-12の信号線路1との接続位置(接点)であるが、当該接続位置の近傍であっても構わない。例えば、第2の接続部62の他端部とは、第2の接続部62の全長を三つの領域に3等分したときのデジタル移相回路10-12側の領域であってもよく、好ましくは、第2の接続部62の全長を五つの領域に5等分したときの最もデジタル移相回路10-12側の領域であってもよい。また、コンデンサ50の上部電極が、第1の接続線路21(信号線路1)の幅方向の中心に配置される場合、コンデンサ50の下部電極も第1の接続線路21の幅方向の中心に配置される。この場合、コンデンサ50の下部電極を接続するグランドは、上部電極の接続位置近傍の、デジタル移相回路10-12の第2の接地導体4b、第1のグランド層24、第2のグランド層25のいずれかが好ましい。なお、コンデンサ50の下部電極を接続するグランドは、第1の接続線路21の中心から離れてもよく、例えば、デジタル移相回路10-12の外側線路3であってもよい。
 同様に、接続部20-2においては、第1の接続部61のデジタル移相回路10-21側の一端部にコンデンサ50が並列接続されている。また、接続部20-2においては、第2の接続部62のデジタル移相回路10-23側の他端部にコンデンサ50が並列接続されている。また同様に、接続部20-3においては、第1の接続部61のデジタル移相回路10-32側の一端部にコンデンサ50が並列接続されている。また、接続部20-3においては、第2の接続部62のデジタル移相回路10-34側の他端部にコンデンサ50が並列接続されている。
〈デジタル移相器の特性〉
 図8Aは、第1実施形態に係るデジタル移相器100において、コンデンサ50を削除した比較例の移相量の分布を示す図である。図8Bは、第1実施形態に係るデジタル移相器100において、実施例1の移相量の分布を示す図である。図8A及び図8Bに示すグラフは、横軸にデジタル移相回路10の番号(「1」~「43」)をとり、縦軸にデジタル移相回路10毎の移相量をとってある。
 図8A及び図8Bに示す移相量分布は、デジタル移相回路10-1~10-43の全てが高遅延モードに設定されている状態から、デジタル移相回路10-43から、デジタル移相回路10-43~10-1の順で、順次低遅延モードへ切り替え制御を行った場合に得られたものである。これは、デジタル移相回路10-n(nは、1≦n≦42を満たす整数)では、デジタル移相回路10-(n+1)が接続された側(の接地導体4)にコンデンサ5が設けられている(接続されている)ためである。また、図8A及び図8Bに示す移相量分布は、信号Sの周波数が30[GHz]で、コンデンサ50の静電容量が20[fF]の場合のものである。デジタル移相器100の理想的な特性は、図8に示すグラフの上部が平坦であること(移相量の分布がないこと、移相量が変化していないこと)である。
 まず、図8Aを参照すると、接続部20の近傍のデジタル移相回路10(デジタル移相回路10-10~10-12、10-21~10-23、10-32~10-34等)において、移相量の分布に凸部(移相量が増加している部分)が生じていることが分かる。
 次に、図8Bを参照すると、接続部20の近傍のデジタル移相回路10(デジタル移相回路10-10~10-12、10-21~10-23、10-32~10-34等)において、移相量の分布の凸部が小さくなっており、図8Aと比較して、移相量の分布が平均化されている(平坦(または平坦に近い状態)になっている)ことが分かる。このため、接続部20の第1の接続部61及び第2の接続部62のそれぞれに、コンデンサ50を並列接続することが望ましいことが分かる。
 接続部20の第1の接続部61及び第2の接続部62は、伝送線路からなっており、特性インピーダンスは実部が支配的である。これに対して複数のデジタル移相回路10が縦続接続されたデジタル移相回路群30のインピーダンスは、虚部も無視できず、これらの差異によって接続部20において微弱な反射が引き起こされ、移相量の分布につながっているものと推察される。この推察の下、第1実施形態では、原因と想定される箇所(第1の接続部61及び第2の接続部62)に、虚部の素子(リアクタンス素子であるコンデンサ50)を導入した。これにより、第1実施形態では、移相量の分布が平均化した。
 以上の通り、本実施形態のデジタル移相器100は、複数のデジタル移相回路10が縦続接続された第1のデジタル移相回路群(例えばデジタル移相回路群30-1)と、複数のデジタル移相回路10が縦続接続された第2のデジタル移相回路群(例えばデジタル移相回路群30-2)と、第1のデジタル移相回路群の端部に位置する第1のデジタル移相回路(例えばデジタル移相回路10-10)と、第2のデジタル移相回路群の端部に位置する第2のデジタル移相回路(例えばデジタル移相回路10-12)とを接続するベンド型の接続部(例えば接続部20-1)と、を備える。
 尚、第1のデジタル移相回路群は、デジタル移相回路群30-1~30-4のいずれであっても構わない。第2のデジタル移相回路群は、当該第1のデジタル移相回路群と異なるデジタル移相回路群であればよい。すなわち、デジタル移相回路群30-1~30-4は、第1のデジタル移相回路群に相当する場合もあれば、他のデジタル移相回路群との関係で第2のデジタル移相回路群に相当する場合もある。また、コンデンサ50が並列接続された接続部20は、第1のデジタル移相回路群と第2のデジタル移相回路群を接続するものであれば、接続部20-1~20-3の少なくとも一つであってもよい。
 また、デジタル移相回路10は、図2に示すように、信号線路1、信号線路1の両側に設けられた一対の内側線路2、一対の内側線路2の外側に設けられた一対の外側線路3、一対の内側線路2及び一対の外側線路3の各一端に接続された第1の接地導体4a、一対の外側線路3の各他端に接続された第2の接地導体4b、一対の内側線路2の各他端と第2の接地導体4bとの間に各々設けられる一対の電子スイッチ7a,7bを少なくとも有し、一対の内側線路2にリターン電流が流れる低遅延モード又は一対の外側線路3にリターン電流が流れる高遅延モードに設定される回路である。
 このデジタル移相器100において、第1の接続部61の第1の接続線路21と、第2の接続部62の第1の接続線路21のそれぞれに、コンデンサ50を並列接続する。これにより、図8Bに示すように、接続部20の前後で生ずる微弱な反射に起因して生ずる移相量の分布を平均化することができる。また、第1の接続部61における第1のデジタル移相回路(例えばデジタル移相回路10-10)側と、第2の接続部62における第2のデジタル移相回路(例えばデジタル移相回路10-12)側のそれぞれに、コンデンサ50を並列接続することで、接続部20の前後で生ずる微弱な反射を効果的に軽減することができる。
(第2実施形態)
 次に、本発明の第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
〈デジタル移相器〉
 図9は、第2実施形態に係るデジタル移相器100Aを示す回路図である。図9に示すように第2実施形態におけるデジタル移相器100Aは、デジタル移相回路群30-1に含まれるデジタル移相回路10であって、接続部20-1に接続されるデジタル移相回路10-10と、デジタル移相回路10-10に隣接するデジタル移相回路10-9との間のみに、コンデンサ50が並列接続されている点で、上記実施形態と異なる。
 デジタル移相回路10-10とデジタル移相回路10-9との間とは、好ましくはデジタル移相回路10-10の信号線路1とデジタル移相回路10-9の信号線路1との接続位置(接点)であるが、当該接続位置の近傍であっても構わない。例えば、デジタル移相回路10-10とデジタル移相回路10-9との間とは、当該接続位置からデジタル移相回路10-10側に僅かにズレた、デジタル移相回路10-10側の信号線路1でもよいし、当該接続位置からデジタル移相回路10-9側に僅かにズレた、デジタル移相回路10-9側の信号線路1でもよい。また、デジタル移相回路10-10の信号線路1とデジタル移相回路10-9の信号線路1とが図示しない伝送線路で接続されていれば、その伝送線路でもよい。
 コンデンサ50は、接続部20-1に接続されるデジタル移相回路10-12と、デジタル移相回路10-12に隣接するデジタル移相回路10-13との間のみに並列接続されていてもよい。
 コンデンサ50は、接続部20-2に接続されるデジタル移相回路10-21と、デジタル移相回路10-21に隣接するデジタル移相回路10-20との間のみに並列接続されていてもよい。
 コンデンサ50は、接続部20-2に接続されるデジタル移相回路10-23と、デジタル移相回路10-23に隣接するデジタル移相回路10-24との間のみに並列接続されていてもよい。
 コンデンサ50は、接続部20-3に接続されるデジタル移相回路10-32と、デジタル移相回路10-32に隣接するデジタル移相回路10-31との間のみに並列接続されていてもよい。
 コンデンサ50は、接続部20-3に接続されるデジタル移相回路10-34と、デジタル移相回路10-34に隣接するデジタル移相回路10-35との間のみに並列接続されていてもよい。
 コンデンサ50は、デジタル移相回路10-10とデジタル移相回路10-9との間、デジタル移相回路10-12とデジタル移相回路10-13との間、デジタル移相回路10-21とデジタル移相回路10-20との間、デジタル移相回路10-23とデジタル移相回路10-24との間、デジタル移相回路10-32とデジタル移相回路10-31との間、及びデジタル移相回路10-34とデジタル移相回路10-35との間のうちの複数に並列接続されてもよい。
 この場合、コンデンサ50は、二つのデジタル移相回路10の信号線路1の接続位置の近傍に並列接続されてもよい。またこの場合において、二つのデジタル移相回路10の信号線路1が図示しない伝送線路で接続されている場合は、コンデンサ50は、当該伝送線路に並列接続されてもよい。
〈デジタル移相器の特性〉
 図10Aは、第2実施形態に係るデジタル移相器100Aにおいて、コンデンサ50を削除した比較例の移相量の分布を示す図である。図10Bは、第2実施形態に係るデジタル移相器100Aにおいて、実施例2の移相量の分布を示す図である。その他の条件は、図8A及び図8Bと同様である。
 まず、図10Aを参照すると、接続部20の近傍のデジタル移相回路10(デジタル移相回路10-10~10-12、10-21~10-23、10-32~10-34等)において、移相量の分布に凸部が生じていることが分かる。
 次に、図10Bを参照すると、接続部20の近傍のデジタル移相回路10(デジタル移相回路10-21~10-23、10-32~10-34等)において、移相量の分布の凸部が小さくなっており、図10Aと比較して、移相量の分布が平均化されている(平坦(または平坦に近い状態)になっている)ことが分かる。このため、接続部20に隣接する1つ目及び2つ目のデジタル移相回路10のセル間に、コンデンサ50を並列接続することが望ましいことが分かる。
 図11Aは、第2実施形態に係るデジタル移相器100Aの変形例において、コンデンサ50を削除した比較例の移相量の分布を示す図である。図11Bは、第2実施形態に係るデジタル移相器100Aの変形例において、実施例3の移相量の分布を示す図である。デジタル移相器100Aの変形例は、デジタル移相回路10-10の信号線路1とデジタル移相回路10-9の信号線路1とを図示しない伝送線路で接続し、その伝送線路にコンデンサ50を並列接続したものである。その他の条件は、図8A及び図8Bと同様である。
 まず、図11Aを参照すると、接続部20の近傍のデジタル移相回路10(デジタル移相回路10-10~10-12、10-21~10-23、10-32~10-34等)において、移相量の分布に凸部が生じていることが分かる。
 次に、図11Bを参照すると、接続部20の近傍のデジタル移相回路10(デジタル移相回路10-21~10-23、10-32~10-34等)において、移相量の分布の凸部が小さくなっており、図11Aと比較して、移相量の分布が平均化されている(平坦(または平坦に近い状態)になっている)ことが分かる。このため、接続部20に隣接する1つ目及び2つ目のデジタル移相回路10のセル間に、コンデンサ50を並列接続することが望ましいことが分かる。
 以上の通り、第2実施形態のデジタル移相器100Aでは、第1のデジタル移相回路群(例えばデジタル移相回路群30-1)に含まれるデジタル移相回路10であって、接続部20(例えば接続部20-1)に接続される第1のデジタル移相回路(例えばデジタル移相回路10-10)と、第1のデジタル移相回路に隣接する第4のデジタル移相回路(例えばデジタル移相回路10-9)との間に、コンデンサ50が並列接続されている。一方、第2のデジタル移相回路群(例えばデジタル移相回路群30-2)に含まれるデジタル移相回路10であって、同じく接続部20(例えば接続部20-1)に接続される第2のデジタル移相回路(例えばデジタル移相回路10-12)と、第2のデジタル移相回路に隣接する第5のデジタル移相回路(例えばデジタル移相回路10-13)との間には、コンデンサ50が並列接続されていない。このように、接続部20において微弱な反射が引き起こされる原因と想定される箇所(デジタル移相回路10-10とデジタル移相回路10-9との間と、デジタル移相回路10-12とデジタル移相回路10-13との間のいずれか一方)に、虚部の素子(リアクタンス素子であるコンデンサ50)を導入することで、移相量の分布を平均化することができる。
(第3実施形態)
 次に、本発明の第3実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
〈デジタル移相器〉
 図12は、第3実施形態に係るデジタル移相器100Bを示す回路図である。図12に示すように第3実施形態におけるデジタル移相器100Bは、接続部20と接続される、接続部20から見て1つ目のデジタル移相回路10と、そのデジタル移相回路10に隣接する2つ目のデジタル移相回路10との間に、コンデンサ50が並列接続されている点で、上記実施形態と異なる。
 具体的に、デジタル移相回路群30-1においては、接続部20-1に接続されるデジタル移相回路10-10と、デジタル移相回路10-10に隣接するデジタル移相回路10-9との間に、コンデンサ50が並列接続されている。尚、デジタル移相回路10-10とデジタル移相回路10-9との間とは、上記第2実施形態と同じく、好ましくはデジタル移相回路10-10の信号線路1とデジタル移相回路10-9の信号線路1との接続位置(接点)であるが、当該接続位置の近傍であっても構わない。
 同様に、デジタル移相回路群30-2においては、接続部20-1に接続されるデジタル移相回路10-12と、デジタル移相回路10-12に隣接するデジタル移相回路10-13との間に、コンデンサ50が並列接続されている。さらに、デジタル移相回路群30-2においては、接続部20-2に接続されるデジタル移相回路10-21と、デジタル移相回路10-21に隣接するデジタル移相回路10-20との間に、コンデンサ50が並列接続されている。
 同様に、デジタル移相回路群30-3においては、接続部20-2に接続されるデジタル移相回路10-23と、デジタル移相回路10-23に隣接するデジタル移相回路10-24との間に、コンデンサ50が並列接続されている。さらに、デジタル移相回路群30-3においては、接続部20-3に接続されるデジタル移相回路10-32と、デジタル移相回路10-32に隣接するデジタル移相回路10-31との間に、コンデンサ50が並列接続されている。
 同様に、デジタル移相回路群30-4においては、接続部20-3に接続されるデジタル移相回路10-34と、デジタル移相回路10-34に隣接するデジタル移相回路10-35との間に、コンデンサ50が並列接続されている。
 コンデンサ50は、二つのデジタル移相回路10の信号線路1の接続位置の近傍に接続されてもよい。またこの場合において、二つのデジタル移相回路10の信号線路1が図示しない伝送線路で接続されている場合は、コンデンサ50は、当該伝送線路に並列接続されてもよい。
〈デジタル移相器の特性〉
 図13Aは、第3実施形態に係るデジタル移相器100Bにおいて、コンデンサ50を削除した比較例の移相量の分布を示す図である。図13Bは、第3実施形態に係るデジタル移相器100Bにおいて、実施例4の移相量の分布を示す図である。その他の条件は、図8A及び図8Bと同様である。
 まず、図13Aを参照すると、接続部20の近傍のデジタル移相回路10(デジタル移相回路10-10~10-12、10-21~10-23、10-32~10-34等)において、移相量の分布に凸部が生じていることが分かる。
 次に、図13Bを参照すると、接続部20の近傍のデジタル移相回路10(デジタル移相回路10-10~10-12、10-21~10-23、10-32~10-34等)において、移相量の分布の凸部が小さくなっており、図13Aと比較して、移相量の分布が平均化されている(凹凸の差が小さくなっている)ことが分かる。このため、接続部20に隣接する1つ目及び2つ目のデジタル移相回路10のセル間に、コンデンサ50を並列接続することが望ましいことが分かる。なお、この実施例では、デジタル移相回路10-43等において、移相量の分布の凸部が局所的に大きくなっているが、ある区間(デジタル移相回路10-10~10-12、10-21~10-23等)の移相量が平均化されている。なお、大きくなった凸部や凹部(移相量が減少している部分)は、後述する第6実施形態の緩和回路RCを適用することで緩和することができるため、ある区間の移相量が平均化されることで、緩和回路RCの適用数を少なくすることができる。
 以上の通り、第3実施形態のデジタル移相器100Bは、第1のデジタル移相回路群(例えばデジタル移相回路群30-1)に含まれるデジタル移相回路10であって、接続部20(例えば接続部20-1)に接続される第1のデジタル移相回路(例えばデジタル移相回路10-10)と、第1のデジタル移相回路に隣接する第4のデジタル移相回路(例えばデジタル移相回路10-9)との間と、第2のデジタル移相回路群(例えばデジタル移相回路群30-2)に含まれるデジタル移相回路10であって、同じく接続部20(例えば接続部20-1)に接続される第2のデジタル移相回路(例えばデジタル移相回路10-12)と、第2のデジタル移相回路に隣接する第5のデジタル移相回路(例えばデジタル移相回路10-13)との間のそれぞれに、コンデンサ50が並列接続されている。このように、接続部20において微弱な反射が引き起こされる原因と想定される箇所(接続部20から見て1つ目及び2つ目のデジタル移相回路10のセル間)に、虚部の素子(リアクタンス素子であるコンデンサ50)を導入することで、移相量の分布を平均化することができる。
(第4実施形態)
 次に、本発明の第4実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
〈デジタル移相器〉
 図14は、第4実施形態に係るデジタル移相器100Cを示す回路図である。図14に示すように第4実施形態におけるデジタル移相器100Cは、接続部20に含まれるデジタル移相回路10(中継デジタル移相回路)の両側に、コンデンサ50が並列接続されている点で、上記実施形態と異なる。
 具体的に、接続部20-1においては、デジタル移相回路10-11の信号線路1の第1の接続部61側の一端部にコンデンサ50が並列接続されている。デジタル移相回路10-11の一端部とは、好ましくはデジタル移相回路10-11の信号線路1と第1の接続部61の第1の接続線路21との接続位置(接点)であるが、当該接続位置の近傍であっても構わない。
 また、接続部20-1においては、デジタル移相回路10-11の信号線路1の第2の接続部62側の他端部にコンデンサ50が並列接続されている。デジタル移相回路10-11の他端部とは、好ましくはデジタル移相回路10-11の信号線路1と第2の接続部62の第1の接続線路21との接続位置(接点)であるが、当該接続位置の近傍であっても構わない。
 同様に、接続部20-2においては、デジタル移相回路10-22の信号線路1の第1の接続部61側の一端部にコンデンサ50が並列接続されている。また、接続部20-2においては、デジタル移相回路10-22の信号線路1の第2の接続部62側の他端部にコンデンサ50が並列接続されている。また同様に、接続部20-3においては、デジタル移相回路10-33の信号線路1の第1の接続部61側の一端部にコンデンサ50が並列接続されている。また、接続部20-3においては、デジタル移相回路10-33の信号線路1の第2の接続部62側の他端部にコンデンサ50が並列接続されている。
〈デジタル移相器の特性〉
 図15Aは、第4実施形態に係るデジタル移相器100Cの変形例において、コンデンサ50を削除した比較例の移相量の分布を示す図である。図15Bは、第4実施形態に係るデジタル移相器100Cの変形例において、実施例5の移相量の分布を示す図である。その他の条件は、図8A及び図8Bと同様である。
 まず、図15Aを参照すると、接続部20の近傍のデジタル移相回路10(デジタル移相回路10-10~10-12、10-21~10-23、10-32~10-34等)において、移相量の分布に凸部が生じていることが分かる。
 次に、図15Bを参照すると、接続部20の近傍のデジタル移相回路10(デジタル移相回路10-10~10-12、10-21~10-23、10-32~10-34等)において、移相量の分布の凸部が小さくなっており、図15Aと比較して、移相量の分布が平均化されている(凹凸の差が小さくなっている)ことが分かる。このため、接続部20に隣接する1つ目及び2つ目のデジタル移相回路10のセル間に、コンデンサ50を並列接続することが望ましいことが分かる。なお、この実施例では、デジタル移相回路10-43等において、移相量の分布の凸部が局所的に大きくなっているが、ある区間(デジタル移相回路10-10~10-12、10-21~10-23等)の移相量が平均化されている。なお、大きくなった凸部や凹部は、後述する第6実施形態の緩和回路RCを適用することで緩和することができるため、ある区間の移相量が平均化されることで、緩和回路RCの適用数を少なくすることができる。
 以上の通り、第4実施形態のデジタル移相器100Cは、第3のデジタル移相回路(例えばデジタル移相回路10-11)の信号線路1において、第1の接続部61側と、第2の接続部62側のそれぞれに、コンデンサが並列接続されている。このように、接続部20において微弱な反射が引き起こされる原因と想定される箇所(接続部20に含まれるデジタル移相回路10(中継デジタル移相回路)の両側)に、虚部の素子(リアクタンス素子であるコンデンサ50)を導入することで、移相量の分布を平均化することができる。
(第5実施形態)
 次に、本発明の第5実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
 図16は、第5実施形態に係るコンデンサ50周辺の回路図である。第5実施形態では、図16に示すように、移相量の分布を平均化するコンデンサ50の下部電極側に、電子スイッチ51を備えている。なお、電子スイッチ51は、コンデンサ50の上部電極側に設けられてもよい。図16に示す電子スイッチ51は、コンデンサ50の下部電極とグランドとの間において、コンデンサ50に対して直列に接続される。電子スイッチ51は、例えばMOS型FETである。図16に示す例では、電子スイッチ51は、ドレイン端子がコンデンサ50の下部電極に接続され、ソース端子がグランドに接続され、ゲート端子がスイッチ制御部8(図1参照)に接続されている。
 電子スイッチ51は、スイッチ制御部8からゲート端子に入力されるゲート信号に基づいて閉状態又は開状態に制御される。電子スイッチ51は、スイッチ制御部8の制御によって、コンデンサ50の下部電極及びグランドを電気的に接続した導通状態又はその電気的な接続を遮断した遮断状態にする。なお、電子スイッチ51は、バイポーラートランジスター(BJT)等であっても構わない。
 このように、第5実施形態では、コンデンサ50の一端側(下部電極側)を接地させるか否かを切り替える電子スイッチ51を備える。電子スイッチ51は、信号Sの所望の周波数帯が、第1の周波数帯である場合にON(閉状態)になり、第2の周波数帯である場合にOFF(開状態)になることで、各々の所望の周波数帯に応じて好適にコンデンサ50の効果を発揮させることができる。
(第6実施形態)
 次に、本発明の第6実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
 第6実施形態では、上記移相量の分布の凸部や凹部をさらに緩和するため、上述したデジタル移相回路10-1~10-43の少なくとも1つが、接続部20の前後で生ずる微弱な反射に起因して生ずる移相量の分布を緩和する緩和回路RCとされている。
 緩和回路RCには、後述するように、第1緩和回路RC1と第2緩和回路RC2とがある。第1緩和回路RC1は、緩和回路RC(第1緩和回路RC1、第2緩和回路RC2)以外のデジタル移相回路10と比較して大きな移相量を有するデジタル移相回路10であって、上記の移相量の分布の凹部を緩和する回路である。第2緩和回路RC2は、緩和回路RC(第1緩和回路RC1、第2緩和回路RC2)以外のデジタル移相回路10と比較して小さな移相量を有するデジタル移相回路10であって、上記の移相量の分布の凸部を緩和する回路である。
 例えば図8Bの場合、デジタル移相回路10-43は、第2緩和回路RC2とされてもよい。また、デジタル移相回路10-39、10-40は、第1緩和回路RC1とされてもよい。尚、緩和回路RC(第1緩和回路RC1、第2緩和回路RC2)の具体的構成については後述する。
〈緩和回路〉
 《第1緩和回路》
 図17A、図17B、図17C及び図17Dは、第6実施形態に係る緩和回路RCのうちの第1緩和回路RC1を説明する図である。第1緩和回路RC1の基本的な構成は、緩和回路RC(第1緩和回路RC1、第2緩和回路RC2)以外のデジタル移相回路10(以下、「標準デジタル移相回路ST」という)とほぼ同様である。但し、第1緩和回路RC1は、標準デジタル移相回路STと比較して大きな移相量を有するように、標準デジタル移相回路STとは若干構成が異なる。
 具体的に、第1緩和回路RC1は、以下に列挙する条件の少なくとも1つを満足する構成である。
 ・条件1:長さが標準デジタル移相回路STよりも長い
 ・条件2:信号線路1と内側線路2との距離が標準デジタル移相回路STよりも短い
 ・条件3:信号線路1と外側線路3との距離が標準デジタル移相回路STよりも長い
 ・条件4:コンデンサ5が標準デジタル移相回路STよりも大きい
 ・条件5:電子スイッチ7a,7bが標準デジタル移相回路STよりも大きい
 図17Aは、上記の「条件1」を満足する第1緩和回路RC1を示す図である。図17Aに示す第1緩和回路RC1は、長さ(信号線路1、内側線路2、外側線路3等の長さ)Paが、標準デジタル移相回路STの長さPよりも長い。
 図17Bは、上記の「条件2」を満足する第1緩和回路RC1を示す図である。図17Bに示す第1緩和回路RC1は、信号線路1と内側線路2(第1の内側線路2a及び第2の内側線路2b)との距離Qaが、標準デジタル移相回路STにおける信号線路1と内側線路2(第1の内側線路2a及び第2の内側線路2b)との距離Qよりも短い。
 図17Cは、上記の「条件3」を満足する第1緩和回路RC1を示す図である。図17Cに示す第1緩和回路RC1は、信号線路1と外側線路3(第1の外側線路3a及び第2の外側線路3b)との距離Raが、標準デジタル移相回路STにおける信号線路1と外側線路3(第1の外側線路3a及び第2の外側線路3b)との距離Rよりも長い。
 図17Dは、上記の「条件4」を満足する第1緩和回路RC1を示す図である。図17Dに示す第1緩和回路RC1は、コンデンサ5の大きさが、標準デジタル移相回路STにおけるコンデンサ5の大きさよりも大きい。尚、図示は省略しているが、上記の「条件5」を満足する第1緩和回路RC1は、電子スイッチ7a及び電子スイッチ7b(図2~4参照)の大きさが、標準デジタル移相回路STの電子スイッチ7a及び電子スイッチ7bの大きさよりも大きい。
 第1緩和回路RC1は、上述の通り、標準デジタル移相回路STと比較して大きな移相量を有する。このため、標準デジタル移相回路STに代えて第1緩和回路RC1を用いることで、移相量を大きくすることができる。従って、例えば、接続部20の前後で生ずる微弱な反射に起因して生ずる移相量の分布が凹部を有している場合には、第1緩和回路RC1を用いることで、その凹部を緩和することができる。
 《第2緩和回路》
 図18A、図18B、図18C及び図18Dは、第6実施形態に係る緩和回路RCのうちの第2緩和回路RC2を説明する図である。第2緩和回路RC2の基本的な構成は、第1緩和回路RC1と同様に、標準デジタル移相回路STとほぼ同様である。但し、第2緩和回路RC2は、標準デジタル移相回路STと比較して小さな移相量を有するように、標準デジタル移相回路STとは若干構成が異なる。
 具体的に、第2緩和回路RC2は、以下に列挙する条件の少なくとも1つを満足する構成である。
 ・条件1:長さが標準デジタル移相回路STよりも短い
 ・条件2:信号線路1と内側線路2との距離が標準デジタル移相回路STよりも長い
 ・条件3:信号線路1と外側線路3との距離が標準デジタル移相回路STよりも短い
 ・条件4:コンデンサ5が標準デジタル移相回路STよりも小さい
 ・条件5:電子スイッチ7a,7bが標準デジタル移相回路STよりも小さい
 図18Aは、上記の「条件1」を満足する第2緩和回路RC2を示す図である。図18Aに示す第2緩和回路RC2は、長さ(信号線路1、内側線路2、外側線路3等の長さ)Paが、標準デジタル移相回路STの長さPよりも短い。
 図18Bは、上記の「条件2」を満足する第2緩和回路RC2を示す図である。図18Bに示す第2緩和回路RC2は、信号線路1と内側線路2(第1の内側線路2a及び第2の内側線路2b)との距離Qaが、標準デジタル移相回路STにおける信号線路1と内側線路2(第1の内側線路2a及び第2の内側線路2b)との距離Qよりも長い。
 図18Cは、上記の「条件3」を満足する第2緩和回路RC2を示す図である。図18Cに示す第2緩和回路RC2は、信号線路1と外側線路3(第1の外側線路3a及び第2の外側線路3b)との距離Raが、標準デジタル移相回路STにおける信号線路1と外側線路3(第1の外側線路3a及び第2の外側線路3b)との距離Rよりも短い。
 図18Dは、上記の「条件4」を満足する第2緩和回路RC2を示す図である。図18Dに示す第2緩和回路RC2は、コンデンサ5の大きさが、標準デジタル移相回路STにおけるコンデンサ5の大きさよりも小さい。尚、図示は省略しているが、上記の「条件5」を満足する第2緩和回路RC2は、電子スイッチ7a及び電子スイッチ7b(図2~4参照)の大きさが、標準デジタル移相回路STの電子スイッチ7a及び電子スイッチ7bの大きさよりも小さい。
 第2緩和回路RC2は、上述の通り、標準デジタル移相回路STと比較して小さな移相量を有する。このため、標準デジタル移相回路STに代えて第2緩和回路RC2を用いることで、移相量を小さくすることができる。従って、例えば、接続部20の前後で生ずる微弱な反射に起因して生ずる移相量の分布が凸部を有している場合には、第2緩和回路RC2を用いることで、その凸部を緩和することができる。
 以上の通り、第6実施形態では、複数のデジタル移相回路10が縦続接続された複数のデジタル移相回路群30と、2つのデジタル移相回路群30の間を接続する1つ以上のベンド型の接続部20とを備え、少なくとも1つのデジタル移相回路群30をなすデジタル移相回路10の少なくとも1つが、移相量の分布を緩和する緩和回路RCとされている。このため、接続部20の前後で生ずる微弱な反射に起因して生ずる移相量の分布をさらに緩和することができる。
 ここで、上記の緩和回路RCは、標準デジタル移相回路STと比較して大きな移相量を有するデジタル移相回路10である第1緩和回路RC1と、標準デジタル移相回路STと比較して小さな移相量を有するデジタル移相回路10である第2緩和回路RC2との少なくとも一方を含む。第1緩和回路RC1を用いることで移相量の分布の凹部を緩和することができ、第2緩和回路RC2を用いることで移相量の分布の凸部を緩和することができる。このように、第1緩和回路RC1と第2緩和回路RC2とを用いることで、移相量の分布が凹部を有するものであっても、凸部を有するものであっても対応することが可能である。
 以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上述した実施形態では、信号Sの周波数が30[GHz]である場合について説明したが、信号Sの周波数は、30[GHz]以外であってもよい。例えば、マイクロ波、 準ミリ波、又はミリ波等の周波数帯域における任意の周波数であってよい。
 また、上記実施形態では、デジタル移相回路10がコンデンサ5(第2のコンデンサ)を備える構成について説明したが、当該コンデンサ5が無い構成であっても構わない。この場合、コンデンサ5の下部電極に接続される電子スイッチ7d(第2の電子スイッチ)も無くても構わない。
 1…信号線路、2…内側線路、2a…第1の内側線路、2b…第2の内側線路、3…外側線路、3a…第1の外側線路、3b…第2の外側線路、4…接地導体、4a…第1の接地導体、4b…第2の接地導体、5…コンデンサ(第2のコンデンサ)、6…接続導体、6a~6g…接続導体、7…電子スイッチ、7a~7d…電子スイッチ、8…スイッチ制御部、10…デジタル移相回路、10-1~10-43…デジタル移相回路、20…接続部、20-1~20-3…接続部、21…第1の接続線路、22…第2の接続線路、22a…第2の接続線路、22b…第2の接続線路、23…第3の接続線路、23a…第3の接続線路、23b…第3の接続線路、24…第1のグランド層、25…第2のグランド層、30…デジタル移相回路群、30-1~30-4…デジタル移相回路群、40~43…ビアホール、50…コンデンサ(第1のコンデンサ)、51…電子スイッチ(第1の電子スイッチ)、61…第1の接続部、62…第2の接続部、100…デジタル移相器、100A~100D…デジタル移相器、220…側面、R1…リターン電流、R2…リターン電流、Ra…距離、RC…緩和回路、RC1…第1緩和回路、RC2…第2緩和回路、S…信号

Claims (13)

  1.  複数のデジタル移相回路が縦続接続された第1のデジタル移相回路群と、
     複数のデジタル移相回路が縦続接続された第2のデジタル移相回路群と、
     前記第1のデジタル移相回路群の端部に位置する第1のデジタル移相回路と、前記第2のデジタル移相回路群の端部に位置する第2のデジタル移相回路とを接続するベンド型の接続部と、
     を少なくとも一つずつ備え、
     前記デジタル移相回路は、信号線路、前記信号線路の両側に設けられた一対の内側線路、前記一対の内側線路の外側に設けられた一対の外側線路、前記一対の内側線路及び前記一対の外側線路の各一端に接続された第1の接地導体、前記一対の外側線路の各他端に接続された第2の接地導体、前記一対の内側線路の各他端と前記第2の接地導体との間に各々設けられる一対の電子スイッチを少なくとも有し、前記一対の内側線路にリターン電流が流れる低遅延モード又は前記一対の外側線路にリターン電流が流れる高遅延モードに設定される回路であり、
     前記接続部は、
     前記第1のデジタル移相回路に接続される第1の接続部と、
     前記第2のデジタル移相回路に接続される第2の接続部と、
     前記デジタル移相回路であって、前記第1の接続部と前記第2の接続部との間に介在する第3のデジタル移相回路と、
     を備え、
     前記第1の接続部は、前記第1のデジタル移相回路の前記信号線路と前記第3のデジタル移相回路の前記信号線路とを接続する第1の接続線路を備え、且つ、前記第2の接続部は、前記第2のデジタル移相回路の前記信号線路と前記第3のデジタル移相回路の前記信号線路とを接続する第1の接続線路を備え、
     前記第1の接続部の前記第1の接続線路、前記第2の接続部の前記第1の接続線路、前記第1のデジタル移相回路群をなす隣接する2つの前記デジタル移相回路の前記信号線路同士の接続位置近傍、及び前記第2のデジタル移相回路群をなす隣接する2つの前記デジタル移相回路の前記信号線路同士の接続位置近傍の少なくとも1つに、コンデンサが並列接続されている、
     デジタル移相器。
  2.  前記第1の接続部の前記第1の接続線路における前記第1のデジタル移相回路側と、前記第2の接続部の前記第1の接続線路における前記第2のデジタル移相回路側のそれぞれに、前記コンデンサが並列接続されている、請求項1に記載のデジタル移相器。
  3.  前記第3のデジタル移相回路の前記信号線路における前記第1の接続部側と、前記第3のデジタル移相回路の前記信号線路における前記第2の接続部側のそれぞれに、前記コンデンサが並列接続されている、請求項1に記載のデジタル移相器。
  4.  前記第1のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第1のデジタル移相回路に隣接する第4のデジタル移相回路の前記信号線路との接続位置近傍、及び、前記第2のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第2のデジタル移相回路に隣接する第5のデジタル移相回路の前記信号線路との接続位置近傍、のいずれか一方に、前記コンデンサが並列接続されている、請求項1に記載のデジタル移相器。
  5.  前記第1のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第4のデジタル移相回路の前記信号線路との前記接続位置近傍、及び前記第2のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第5のデジタル移相回路の前記信号線路との前記接続位置近傍、のいずれか一方に並列接続されている前記コンデンサは、前記一方の接続位置近傍に設けられている伝送線路に並列接続され、
     前記伝送線路は、前記第1のデジタル移相回路の前記信号線路と前記第4のデジタル移相回路の前記信号線路とを接続する、または、前記第2のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第5のデジタル移相回路の前記信号線路とを接続する、請求項4に記載のデジタル移相器。
  6.  前記第1のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第1のデジタル移相回路に隣接する第4のデジタル移相回路の前記信号線路との接続位置近傍、及び、前記第2のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第2のデジタル移相回路に隣接する第5のデジタル移相回路の前記信号線路との接続位置近傍、のそれぞれに、前記コンデンサが並列接続されている、請求項1に記載のデジタル移相器。
  7.  前記第1のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第4のデジタル移相回路の前記信号線路との前記接続位置近傍に並列接続される前記コンデンサ、及び前記第2のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第5のデジタル移相回路の前記信号線路との前記接続位置近傍に並列接続される前記コンデンサのいずれか一方は、前記一方のコンデンサが並列接続される前記接続位置近傍に設けられている伝送線路に並列接続され、
     前記伝送線路は、前記第1のデジタル移相回路の前記信号線路と前記第4のデジタル移相回路の前記信号線路とを接続する、または、前記第2のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第5のデジタル移相回路の前記信号線路とを接続する、請求項6に記載のデジタル移相器。
  8.  前記第1のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第4のデジタル移相回路の前記信号線路との前記接続位置近傍に並列接続される前記コンデンサは、前記第1のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第4のデジタル移相回路の前記信号線路との前記接続位置近傍に設けられている第1の伝送線路に並列接続され、
     前記第1の伝送線路は、前記第1のデジタル移相回路の前記信号線路と前記第4のデジタル移相回路の前記信号線路とを接続し、
     前記第2のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第5のデジタル移相回路の前記信号線路との前記接続位置近傍に並列接続される前記コンデンサは、前記第2のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第5のデジタル移相回路の前記信号線路との前記接続位置近傍に設けられている第2の伝送線路に並列接続され、
     前記第2の伝送線路は、前記第2のデジタル移相回路の前記信号線路と、前記第5のデジタル移相回路の前記信号線路とを接続する、請求項6に記載のデジタル移相器。
  9.  前記コンデンサの一端側を接地させるか否かを切り替える電子スイッチを備える、請求項1~8のいずれか一項に記載のデジタル移相器。
  10.  複数の前記デジタル移相回路の少なくとも1つは、移相量の分布を緩和する緩和回路とされている、請求項1~8のいずれか一項に記載のデジタル移相器。
  11.  前記デジタル移相回路は、
     前記信号線路と前記第1の接地導体及び前記第2の接地導体の少なくとも一方との間に接続される第2のコンデンサと、
     前記信号線路と前記第1の接地導体及び前記第2の接地導体の少なくとも一方との間に前記第2のコンデンサを接続するか否かを切り替える第2の電子スイッチと、を備える、請求項1~8のいずれか一項に記載のデジタル移相器。
  12.  前記第1の接続部は、前記第1のデジタル移相回路の前記一対の内側線路と前記第3のデジタル移相回路の前記一対の内側線路とを接続する一対の第2の接続線路を備え、且つ、前記第2の接続部は、前記第2のデジタル移相回路の前記一対の内側線路と前記第3のデジタル移相回路の前記一対の内側線路とを接続する一対の第2の接続線路を備え、
     前記第1の接続線路及び前記一対の第2の接続線路の上方及び下方の少なくとも一方に配置されるグランド層と、
     少なくとも前記一対の第2の接続線路と前記グランド層とを接続するビアホールと、 を備える、請求項1~8のいずれか一項に記載のデジタル移相器。
  13.  前記第1の接続部は、前記第1のデジタル移相回路の前記一対の外側線路と前記第3のデジタル移相回路の前記一対の外側線路とを接続する一対の第3の接続線路を備え、且つ、前記第2の接続部は、前記第2のデジタル移相回路の前記一対の外側線路と前記第3のデジタル移相回路の前記一対の外側線路とを接続する一対の第3の接続線路を備える、請求項12に記載のデジタル移相器。
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