JPH02104101A

JPH02104101A - フェーズシフト構造

Info

Publication number: JPH02104101A
Application number: JP20660389A
Authority: JP
Inventors: Kathleen Lowe; カスリーン・ロウ; Jr David D Lynch; デイビット・デイー・リンチ・ジュニア; Steve Panaretos; ステイーブ・パネアトス; Arthur Seaton; アーサー・シートン
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1988-08-11
Filing date: 1989-08-09
Publication date: 1990-04-17
Also published as: EP0357955B1; DE68909545D1; EP0357955A1; DE68909545T2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、概して、電子的に制御されたフェーズドアレ
イアンテナに関し、特に、導波管によって伝搬された電
磁エネルギを制御可能にフェーズシフトするフェーズシ
フト構造に関する。

／　（従来の利用技術）フェーズドアレイアンテナは、例えば、個々の放射性素
子によって放射されたエネルギの相対位相によって制御
される方向を有する電磁放射パターンを発生する個々の
放射性素子を具備する方向性アンテナである。

すなわち、フェーズドアレイの放射線は、個々の放射性
素子の相対位相を適当に変えることによって制御される
。そのような変化は、各素子によって放射された放射線
の位相を適当に変えることによって提供される。そのよ
うな制御は、ビームステアリングまたはスキャニングと
呼ばれる。

フェーズドアレイアンテナは、本質的に、放射性素子が
機械的に移動する機械走査式アンテナとは対照的に、放
射性素子を機械的に移動することなしにスキャニング（
すなわち、ビーム方向の変化）を提供する。フェーズド
アレイアンテナの例として、−群の平行かつ開口導波管
があり、各導波管は放射性素子である。

フェーズドアレイアンテナは、電子的スキャニングを提
供すべく、受信された電磁エネルギをフェーズシフトす
る受信アンテナを含むことが、当業者の間に知られてい
る。

フェーズドアレイアンテナに関する前層知識は、レーダ
システムへの紹介（Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　ｔｏ　　ＲａｄａｒＳ
ｙｓｔｅｍ）、５ｋｏｌｎｉｋ、ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉ　
１１　　Ｃｏｍｐａｎｙ、１９８０．１９６２、Ｃｈａ
ｐｔｅｒ　　８に記されテイル。

従来のフェーズシフタは、ダイオードによってインピー
ダンスを変える構造を含む。

例として、前記の５ｋｏｌｎｉｋのテキストブックの２
８９ページに記載された周期的ロープドラインフェーズ
シフタがあり、これは、スイッチ素子としてダイオード
を使用する。このロープドラインフェーズシフタの重要
な特徴は、サスペンスパッチ間に、ダイオードの位置を
制限する４分の１波長の間隔を要することと、多くのタ
イオードが付加的に使用されることである。さらに、ロ
ープドラインフェーズシフタは、導波管とともに使用さ
れるときはパッケージが大になることである。ダイオー
ドを使用するローデドラインフエ−ズシフタの他の例は
、ＲＡＤＡＮＴシステムであり、これは、”ＲＡＤＡＮ
Ｔ　：　ＮｅｗＭｅｔｈｏｄ　　ｏｆ　　Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎｉｃＳｃａｎｎ　ｉｎｇ”　５Ｍ１ｃ　ｒｏｗａｖ
ｅＪｏｕｒｎａｌ、Ｆｅｂｒｕａｒｙ　　１９８１、ｐ
ｐ、４５−５３に記載されている。

ＲＡＤＡＮＴシステムの重要な特徴は、ホーンなどの給
電アンテナを必要とし、かつダイオードグリッドまたは
スクリーンが導波管の外部に位置することである。

導波管用ダイオードフェーズシフタは、Ｄｉｏｄｅ　　
Ｐｈａｓｅ　　５ｈｉｆｔｅｒａｎｄ　　Ｍｏｄｅｌ　
　ｉｎＷａｖｅｇｕｉｄｅ”、Ｌｅｓｔｅｒ　　ｅｔａｌ、１
９８７　１ＥＥＥ　　ＭＴＴ−８Ｄｉｇｅｓｔ、　ｐａ
ｇｅｓ　５９９−６０２の記事に開示及びモデル化され
ている。しかしながら、このフェーズシフタは、横方向
に傾斜した構造を有する単一のダイオード回路であって
、導波管とともに使用されるときは複雑化する。

従来のフェーズシフタは、さらに、回路素子が機械的に
移動する電気機械的フェーズシフタを含む。電気機械的
フェーズシフタの重要な特徴は、スイッチング速度が遅
く、大型重量であり、電気機械的駆動回路が複雑である
ことである。

従来の他のタイプのフェーズシフタは、例えば、同軸ケ
ーブルなどの主エネルギ伝搬媒体から分離された、例え
ば、マイクロストリップなどのフェーズシフト装置を要
する。そのような分離型フェーズシフタ装置の重要な特
徴は、トランジッション、ミスマツチング、パワーロス
を含む。

（発明が解決しようとする課題）前記のように、従来のフェーズドアレイアンテナは、導
波管とともに使用されるときは、いずれも複雑で、スイ
ッチング速度が遅いなどの欠点を有する。

そこで、本発明は、コンパクトで高速なスイッチングを
提供するフェーズシフト構造を提供するＩことを第１の
目的とする。

さらに、本発明は、容易に導波管に組み込み可能で、か
つ電子的に制御されたフェーズシフト構造を提供するこ
とを第２の目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）前記目的を達成するために、本発明は、長平方向の大き
さを有し、電磁エネルギを伝搬する導波管と、前記導波
管の内部に配設され、かつ容量的に結合されて前記導波
管によって伝搬された前記電磁エネルギの位相を変える
フェーズシフト手段とを具備する。

（作用）本発明においては、フェーズシフタ回路を、導波管の動
作に影響を与えないように、導波管の個々のスロットに
組み込んでいるので、比較的軽量でコンパクトなアンテ
ナ構造を提供する。

（実施例）以下、図面を参照して、本発明のフェーズシフト構造の
一実施例を説明する。次の詳細な説明及び図面において
、同様の要素には同様の参照番号が使用される。

第１図は、行と列方向に配列された複数の平行な矩形導
波管１１を有する導波管アンテナアレイ１０を示す部分
切り取り斜視略図である。導波管１１によって放射され
た電磁エネルギは、アンテナの開口部１３からなる開口
端部から放射される。

導波管アンテナアレイ１０は、導波管１１のそれぞれの
列の中心に沿って延長する複数の長手方向スロット１５
を含む。各スロットは、フェーズシフタストリップ１７
を受け、各ストリップは導波管の列によって供給された
放射線の位相を変えるべく制御可能である。

第２及び第３図において、それぞれのフェーズ、７り、
トリップ１７は、例えば１つ！シャオーツからなる誘電
性平面基板１９を含む。複数のシフタ回路２０は、基板
１９の各側面にカラム方向に固定され、基板１７の一側
面のシフタ回路は他面のシフタ回路と対称でありミラー
構成となっている。さらに、シフタ回路２０の構成は基
板１９の中心垂線の回りに対称である。

各シフタ回路２０の端部は、基板１９の各側面に配設さ
れた頭部及び底部駆動パッド２１及び２３に接続されて
いる。頭部駆動パッド２１は伝導性をもたせて共に接続
されており、かつ底部駆動パッド２３も伝導性をもたせ
て共に接続されている。制御電圧が頭部及び底部駆動パ
ッド２１及び２３の両端に印加される。

各フェーズシフタロ路２０は、直列に接続されたダイオ
ード／パッチ回路３０を含み、各回路は、第２図に示さ
れるように、所定の導波管に関連する。各ダイオード／
パッチ回路３０は、それぞれが短小で高インピーダンス
の伝導体２９を介して、例えばＰＩＮダイオード等のマ
イクロ波ダイオード２７のアノード及びカソードに接続
された第１及び第２の伝導性パッチ２５ａ及び２５ｂを
含む。

各ダイオード／パッチ回路３０は、マイクロ波ダイオー
ド２７のそれぞれの導通方向が同じになるように、高イ
ンピーダンスの伝導体３１を介して、他のダイオード／
パッチ回路のサセプタンスパッチまたは駆動パッドに適
当に接続される。すなわち、所定のダイオード／パッチ
回路３０のアノード側パッチ２５ａは、隣接するダイオ
ード／パッチ回路３０のカソード側パッチ２５ｂに接続
されている。図から明らかなように、各サセプタンスパ
ッチ２５ａ及び２５ｂは、相応の高さと幅を有し、高さ
は垂直方向であり、幅は横または水平方向である。

導波管１１間の接続を少なくするために、隣接するダイ
オード／パッチ回路３０の伝導性パッチ２５ａ及び２５
ｂを連結する高インダクタンスの伝導体３１は、パッチ
に接続されたＲＦチョークインダクタ（図に示さず）を
端部に有する。

第２図に示すように、頭部のダイオード／パッチ回路３
０のアノード側伝導性パッチ２５ａは、高インダクタン
スの伝導体３３を介して頭部駆動パッド２１に接続され
ている。底部のダイオード／パッチ回路３０のカソード
側サセプタンスパッチ２５ｂは、高インダクタンスの伝
導体を介して底部駆動パッド２３に接続されている。

第２図は、マイクロ波ダイオード２７が関連するパッチ
２５ａ、２５ｂの間に配設されていることを示している
が、このダイオードは関連する伝導パッチの端部にも固
定可能である。

フェーズシフタストリップ１７によって導波管に存在す
るサセプタンスは、マイクロ波ダイオード２７の順方向
バイアス及び逆方向バイアス状態によって決定される。

マイクロ波ダイオード２７が順方向にバイアスされた時
、各ダイオード／パッチ回路３０の第１及び第２伝導性
バツチは伝導性をもって接続され、高サセプタンスが存
在する。

そのような高サセプタンスはダイオード２７が逆方向に
バイアスされた時の放射エネルギとは異なる位相を持つ
放射エネルギとなる。つまり、各フェーズシフタストリ
ップ１７は、順方向バイアスと逆方向バイアスの２つの
状態を有し、２つの状態によって位相が異なる。フェー
ズシフタストリップに対する差分フェーズシフト量は、
伝導性パッチの寸法と、接続された伝導性パッチの実効
寸法によって制御される。差分フェーズシフトは、（１
）シフタが逆バイアスされた時に放射されるエネルギと
、（２）シフタが順バイアスされた時に放射されるエネ
ルギとの間の位相のずれを表す。

インピーダンス整合は、所定のフェーズシフタストリッ
プに各ダイオード／パッチ回路を選択的に位置合わせす
ることによって達成される。導波管のある列に対するフ
ェーズシフタストリップ間の長手方向の間隔は、フェー
ズシフタストリップ間の干渉を防ぐために十分に大きく
する必要がある。

所定のフェーズシフタストリップ１７のダイオード２７
は、頭部及び底部駆動パッド２１及び２３両端に十分な
電圧を選択的に加えることによって順バイアスされ、頭
部駆動パッド２１は底部駆動パッドに対して正である。

この場合の電圧は、フェーズシフタのダイオード２７の
順方向バイアス電圧降下の和よりも大でなければならな
い。すなわち、５つのダイオード／パッチ回路３０が各
フェーズシフタ２０内で直列に接続されており、かつ各
ダイオード２７が１．２ボルトの順方向電圧降下がある
なら、頭部及び底部駆動端子両端の２順方向バイアス電
圧は少なくとも６ボルトでなければならない。

ダイオードが導波管伝搬エネルギ、例えば各ダイオード
に対して−５乃至−１００ボルトのエネルギによって順
方向にバイアスされるのを防ぐために、十分な負の電圧
を頭部駆動パッドに印加することによって逆バイアスが
供給される。

第３図は、導波管１１の１つの断面図であり、その断面
がＨ字形でかつ中心に配設された平行リッジ３３が長手
方向スロットの両側に対称に配設されている。対称性を
もたせるため、頭部と底部リッジ３３とはミラーイメー
ジを有する。

第３図に示しているように、所定の導波管１１に対する
ダイオード／パッチ回路３０の頭部の伝導性パッチは頭
部リッジ３３に隣接しており、ダイオード／パッチ回路
の底部の伝導性パッチは底部リッジ３３に隣接している
。リッジ３３に対する伝導性パッチの隣接性は導波管に
対して伝導性パッチの容量性結合を提供する。

例として、フェーズシフタストリップ１７は、個別の位
相ずれ供給されるデジタル的にスイッチングされたフェ
ーズシフタからなり、導波管の所定の列に対する各フェ
ーズシフタストリップ１７は所定の差分位相ずれを提供
する。

各フェーズシフタストリップ１７によって制御可能に引
き起こされる位相ずれの量は所望の位相ずれ増加によっ
て決定される。すなわち、１１．５度の位相ずれ増加の
場合、５つのフェーズシフタが使用され、それぞれが１
１．５度を始めとする連続的に増加する位相ずれを提供
する。

各フェーズシフタは次に低いフェーズシフタストリップ
の位相ずれの２倍の位相ずれを提供する。

この例では、フェーズシフタストリップは順番に１１．
２５．２２．５．４５．９０そして１８０度の位相ずれ
を提供する。そのようなフェーズシフタストリップによ
って、ＮＸ１１．２５の位相ずれを提供する（Ｎは０か
ら３１までの整数である）。

このような構成において、各フェーズシフタストリップ
は“ビット”と呼ばれ、適当なビットをオンすることに
よって所望の位相ずれが供給される。すなわち、例えば
、３３．７５度の位相ずれが１１．２５度のビットと２
２．５度のビ・ソトをオンすることによって供給される
。

より大きい位相ずれを要する場合は、付加ビ・ソトが使
用される。例えば、５．６２５度のビット、！−２，８
１２５度のビットを使用した場合、７ビツト方式となる
が、この場合は、’２．１８２５度の増加が得られる。

前記のフェーズシフタストリップ１７は、基本的ニ、逆
バイアスと順バイアスの２つの状ａを有する。結果とし
て、いくつかのフェーズシフタストリップが、異なる位
相ずれを供給するために使用される。また、フェーズシ
フタストリップ１７の各フェーズシフタ回路２０が個々
に逆バイアス又は順バイアスされるように制御される。

これは、例えば第４図に示しているように、各フェーズ
シフタ回路２０に対して個々の頭部駆動パ・ソド２１ａ
を供給することによって達成される。対称性を考慮した
場合、基板１９の両側に、関連するミラーイメージフェ
ーズシフタ回路２０のための駆動パッド２１ａを伝導性
をもたせて接続する方が良い。フェーズシフタストリッ
プ１７の全てのフェーズシフタ回路２０は、例えばアー
ス等の共通基準電圧に接続された底部駆動パッド２３に
共に接続されており、個々の頭部駆動パッド２１ａは個
々に選択的に順バイアス電圧および逆バイアス電圧に接
続される。例えば、基板の各側面に３つのフェーズシフ
タ回路２０を有するフェーズシフタストリップの場合、
８つの異なる組み合わせのサセプタンスが供給される。

多数の順バイアス状態を有するフェーズシフタストリッ
プ１７を使用した場合は、導波管の所定の列に必要なフ
ェーズシフタストリップ１７の数はわずか１つでよい。

第３図において、例示された導波管１１はリツ、　ジ３
３、頭部と底部とを有する矩形導波管を含むが、中央に
配設され、長手方向に延長するチャネルが容量性結合を
増大するために使用され、導電性パッチはチャネルに適
度に密接に配設されている。他方、リッジまたはチャネ
ルのない矩形導波管もまた使用され、この場合、導電パ
ッチは上方および下方導波管壁に密接に配設される。な
お、リッジまたはチャネルがない場合、調整に対する許
容度がより小さい。

フェーズシフタストリップは円形導波管とともに使用さ
れ、かつリッジまたはチャネルを強化する容量性結合と
ともにあるいはそれなしで使用される。

前記のフェイズドアレイアンテナは、概して放射電磁エ
ネルギの点から議論されたが、受信された電磁エネルギ
の位相をずらすためにも使用される。導波管は受信した
エネルギかまたは放射用エネルギを伝搬する。

この場合、ダイオードパッチの特定された数及びパッチ
の寸法は、所望の位相ずれ、導波管の特性、所望のＶＳ
ＷＲ（電圧定常波比率）を含む因数によって異なり、既
知の設計手順が特定のフェーズシフタストリップを設計
するのに適用可能である。例えば、異なる個々のダイオ
ード／パッチ回路の特性が、例えば、２ポート散乱パラ
メータを測定することによって、使用すべき導波管構造
に関して決定される。この散乱パラメータから関連する
伝送パラメータが決定され、フェーズシフタストリップ
の上に複数のダイオード／パッチ回路を設計すべく使用
される。

そのような設計は、ＤＰＳＹＮ１５．ＦＯＲＴという最
適化プログラム等の最適化コンピュータプログラムの補
助によって達成されるが、このプログラムはこの説明の
終りに、ＬＡＧＲＡＮと呼ばれる３次うグランシュ関数
補間ルーチンと、サンプルインプットデータセット　Ｄ
ＰＳＹＮ１５゜ＤＡＴＡと、前記サンプルインプットデ
ータセットに基づいたアウトプットデータセットＤＰＯ
ＵＴ１５．ＤＡＴＡ、及びサンプルベーシックデータセ
ット　ＫＴＰＡＲＭ、ＨＯ４０Ｆ。

ＤＡＴＡ、ＫＴＰＡＲＭ、ＨＯ４０Ｒ，ＤＡＴＡ。

ＫＴＰＡＲＭ、ＨＯ５Ｆ、ＤＡＴＡ。

ＫＴＰＡＲＭ、ＨＯ５０Ｒ，ＤＡＴＡ。

ＫＴＰＡＲＭ、ＨＯ６５Ｆ、ＤＡＴＡ。

ＫＴＰＡＲＭ、ＨＯ６５Ｒ０ＤＡＴＡのリストと・とも
に記載されている。

最適化プログラム　ＤＰＳＹＮ１５．ＦＯＲＴは、ＩＭ
ＳＬＳ　Ｉｎｃ、（テキサス州ヒユーストン）から入手
したＩＭＳＬライブラリと呼ばれる特殊関数ＦＯＲＴＲ
ＡＮライブラリの中にある最適化ルーチンＺＸＳＳＱを
使用する。エラーレジデュアル計算サブルーチン（ｅｒ
ｒｏｒｒｅｓｉｄｕａｌ　　ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｓ
ｕｂｒｏｕｔ　１ｎｅ）が、最適化ルーチンＺＸＳＳＱ
とともに使用されなければならず、そのため、最適化プ
ログラム　ＤＰＳＹＮ１５゜ＦＯＲＴはサブルーチンＳ
ＵＢを含む。

概して、最適化プログラム　ＤＰＳＹＮ１５゜ＦＯＲＴ
によって、所定の差分位相ずれをもつフェーズシフタス
トリップに対する伝導性パッチの寸法及び間隔の初期最
適化が可能である。ベーシックデータセットに記載され
た測定されたＴパラメータに基づいて、プログラムはオ
ン状態の全てのダイオードおよびオフ状態の全てのダイ
オードの電圧定常波比率（ＶＳＷＲ）応答と、寸法及び
間隔の最適化に対する関連する位相ずれ応答とを計算す
る。実際の全応答と所望の全応答との違いが計算され、
その違いを減少すべく最適化が調整される。違いが所定
の量以下になるまで、または反復される特定の最大数に
なるまで前記のプロセスが反復される。

サンプルインプットデータセット　ＤＰＳＹＮ１５、Ｄ
ＡＴＡにおいて、２０行は所望の差分位相ずれを示して
いる。３０行は、エラーレジデュアルサブルーチン　Ｓ
ＵＢに対する最大コール数及び最適化ルーチン　ＺＸＳ
ＳＱによって使用される２つのパラメータを示している
。４０行は、最適化ルーチンによって使用されるパラメ
ータを示している。

５０行は、パッチ数よりも大なる数と、所望の周波数の
数を示している。６０行は、パッチ間の最小間隔及びパ
ッチの最大幅が示されている。

７０乃至１３０行は、最適化プログラムによって使用さ
れる初期近似を示している。

１４０乃至３４０行において、第１列は定められないが
ベーシックデータセットに示されたＴパラメータに関連
する周波数に対応する所定の周波数の識別を示している
。第２列は所望のＶＳＷＲを示しているし、第３列は所
望の負の位相を示している。第４列は所望のＶＳＷＲウ
エートを示しているし、第５列は位相ずれウエートを示
している。ＶＳＷＲ及び位相ずれウエートは、臨界周波
数の特定化を可能にする。第６列は誘電性をもたせてロ
ードされた導波管の伝搬定数を示しているし、１７列は
ロードされない伝搬定数を示している。そのような伝搬
定数は第１列によって暗に識別された周波数である。最
適化プログラムＤＰＳＹＮ１５．ＦＯＲＴはまた、個々
のミラーイメージベアのダイオード／パッチ回路３０に
対してＴパラメータを要し、各ベアは基板の一面に第１
ダイオード／パッチ回路（２パツチと１ダイオード）と
、基板の他面に第２ダイオード／パツ千回路（２バツチ
と１ダイオード）の形のミラーイメージを具備する。そ
のようなＴパラメータはベーシックデータセットに示さ
れ、その数は含まれるパッチ高さの数によって決まる。

各パッチ高さに対して、２つのベーシックデータセット
が必要となり、そのうち１つは順方向バイアス状態であ
り、他は逆方向バイアス状態である。各高さに対する２
つのベーシックデータセットは、いくつかの幅（例えば
６つの幅）に対するデータを含む。

ベーシックデータセット名より下の第１行（例えば、Ｋ
ＴＰＡＲＭ、ＨＯ５０Ｆ、ＤＡＴＡの２０行）はバツチ
高さ、パッチ幅の数、周波数の数を示している。次の行
は第１パッチ幅であり、これに、３行のＮ群が続＜　（
Ｎは周波数の数である）。

３行の各群における第１行の一番左の項目周波数識別子
（オール０の分数を有する実数、例えば、４．００００
００００）である。周波数識別子はＴパラメータに関連
した実周波数を表す。各周波数識別子に続く８つの数は
４つのＴパラメータの大きさ及び位相項である。

基本的データセットの他のパッチ幅のそれぞれに対する
Ｔパラメータは、パッチ幅を特定する単一項目を含む行
の後に同様に示されている。すなわち、この基本的デー
タセットには２１の周波数があるので、ＫＴＰＡＲＭ、
ＨＯ５０，ＤＡ、ＴＡ、の６７０行は、第２のパッチ幅
を示しているし、３行の２１の群がこれに続く。

基本的データセットは、ある高さに対して、１４７０乃
至１５６０行、２分の１の高さに対しては１５７０乃至
１６６０行、３分の１の高さに対しては１６７０乃至１
７６０行の最適化プログラムによって読み取られる。各
高さに対して、まず、順方向にバイアスされたデータが
読み取られ、次に逆方向にバイアスされたデータが読み
取られる。

寸法がｎ１定されたデータの範囲にあれば、最適化プロ
グラムは、いかなる寸法のパッチのＴパラメータを測定
するためにも基本的データセットを使用する。

近似されたパッチ寸法と間隔のＴパラメータは、測定さ
れたＴパラメータの基本的データセットに対して２つの
補間を行うことによって、計算される。

第１の補間は、各Ｔパラメータの各高さに対するパッチ
幅に対する補間である。この寸法の補間は、３次のラグ
ランシュ補間であり、前記のＬＡＧＲＡＮサブルーチン
を使用する。

第２の補間は、バツチ高さに対する各パッチ幅のキュー
ビック（ｃｕｂｉｃ）補間であり、サブルーチンＧＮＴ
ＥＲＰによって供給される。

（Ｈｕｂｉｃ補間の場合、４つのパッチ高さが各所定の
パッチ幅に対して必要となり、その１つは高さが零であ
る。

出力データセット　ＤＰＯＵＴ１５．ＤＡＴＡは、２０
乃至５５０行の人力データセットの複写を示している。

６２０行は、最適化サブルーチンＳＵＢに対するコール
の数を表し、６８０行は、最終的パッチ寸法と間隔の近
似とともに応答に対するエラーレジデュアルＳＳＱの２
乗の和を示している。７１０行は、最適化ルーチンの基
準が満足されたかどうかを示している。

７４０乃至８８０行は、最適化プログラムによって得ら
れた最終的パッチ寸法及び間隔の近似を示している。

９００乃至１１５０行は、順方向バイアス状態の最終的
パッチ近似の応答を示している。第１列は、周波数を示
し、第２列は電圧定常波比を示し、第３列は、フェーズ
シフタ部の伝送位相を示し、第４列は、伝送係数の大き
さを示し、第５列は、デシベルで表された挿入ロスを表
す。

１１７０乃至１４１０行は、逆バイアス状態またはオフ
状態の最終的パッチ近似の応答を示している。列は、９
００乃至１５０行の順方向バイアス応答と同様に配列さ
れる。

１４３０乃至１６４０行は、最終的パッチ近似の差動位
相ずれ応答を示している。第１列は、周波数を示し、第
２列は、差動位相ずれを示している。第２列の入力は、
各周波数に対して、オフ状態伝送位相からオン状態伝送
位相を減算することによって計算される。

前述したことは、発明の特定された説明及び例示であり
、発明の範囲及び精神から逸脱せずに、他に多くの変更
及び変化が、当業者によって成し得る。

［発明の効果コ以上のべたように、本発明にかかるフェーズシフト構造
は、導波管の動作に影響を与えないように、導波管位相
シフタ回路を個々のスロットに組み込むので、比較的軽
量でコンパクトなアンテナ構造を提供する。また、メデ
ィアト′ランジツションが不要であり、優れたインピー
ダンス整合を提供する。さらに、構造が複雑でなく、自
動化された製造工程に適合する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のフェーズシフト構造を組み込む導波
管フェーズドアンテナアレイの部分的に切り取られた斜
視図、第２図は、本発明の）ニーズシフト構造を例示し
ている図、第３図は、第１図の導波管の１つの断面図、
第４図は、本発明のフェーズシフト構造の他の実施例を
示している図である。１０・・・アンテナアレイ、１１・・・導波管、１５・
・・スロット、１７・・・フェーズシフタストリップ、
１９・・・基板、２０・・・シフタ回路、２１・・・頭
部駆動パッド、２３・・・底部駆動パッド、２５ａ・・
・第１伝導性パツチ、２５ｂ・・・第２伝導性バツチ、
２７・・・マイクロ波ダイオード、３０・・・ダイオー
ド／パッチ回路。出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦

Claims

【特許請求の範囲】

（１）長手方向の大きさを有し、電磁エネルギを伝搬す
る導波管と、前記導波管の内部に配設され、かつ容量的
に結合されて前記導波管によって伝搬された前記電磁エ
ネルギの位相を変えるフェーズシフト手段とを具備する
ことを特徴とするフェーズシフト構造。
（２）前記フェーズシフト手段が、前記導波管の内部に
配設され、かつ容量的に結合された第１及び第２の伝導
性領域と、前記第１と第２の伝導性領域を制御可能にか
つ伝導性をもたせて結合するスイッチ手段とを具備する
ことを特徴とする特許請求の範囲（１）記載のフェーズ
シフト構造。
（３）前記第１及び第２の伝導性領域が、基板に固定さ
れた第１及び第２の伝導性パッチを含み、前記スイッチ
手段が、前記第１と第２の伝導性パッチの間に結合され
たダイオードを具備することを特徴とする特許請求の範
囲（２）記載のフェーズシフト構造。
（４）前記導波管が、前記フェーズシフト手段を前記導
波管に容量的に結合する手段を含むことを特徴とする特
許請求の範囲（１）記載のフェーズシフト構造。
（５）容量的に結合する前記手段が、長手方向に延長す
る容量性カップリングエッジを具備することを特徴とす
る特許請求の範囲（４）記載のフェーズシフト構造。
（６）長手方向の大きさを有し、電磁エネルギを伝搬す
る導波管と、平面基板と、前記平面基板に配設された第
１及び第２の伝導性領域と、前記第１及び第２の伝導性
領域を制御可能にかつ伝導性をもたせて結合するスイッ
チ手段と、前記第１及び第２の伝導性領域を前記導波管
の内部に配設するために、前記導波管の中央部に沿って
長手方向に延長して前記平面基板を受けるスロットと、
前記第１及び第２の伝導性領域が前記スイッチ手段によ
って制御されるとき、前記導波管によって伝搬された前
記電磁エネルギの位相が前記第１及び第２の伝導性領域
の結合及び非結合状態によって制御されるように、前記
第１及び第２の伝導性領域を前記導波管に容量的に結合
する手段とを具備することを特徴とするフェーズシフト
構造。
（７）前記第１及び第２の伝導性領域が、前記基板の上
に伝導性パッチを具備し、前記スイッチ手段がダイオー
ドを具備することを特徴とする特許請求の範囲（６）記
載のフェーズシフト構造。
（８）容量性をもたせて結合する前記手段が、前記導波
管の壁を具備することを特徴とする特許請求の範囲（６
）記載のフェーズシフト構造。
（９）容量性をもたせて結合する前記手段が、長手方向
に延長するリッジを具備する特許請求の範囲（６）記載
のフェーズシフト構造。
（１０）長手方向の大きさを有し、電磁エネルギを伝搬
する導波管と、平面基板と、前記平面基板に配設された
第１及び第２の伝導性パッチと、前記第１及び第２の伝
導性パッチを制御可能にかつ伝導性をもたせて結合する
スイッチ手段と、前記第１及び第２の伝導性パッチを前
記導波管の内部に配設するために、前記導波管の中央部
に沿って長手方向に延長して前記平面基板を受けるスロ
ットと、前記第１及び第２の伝導性パッチが前記スイッ
チ手段によって制御されるとき、前記導波管によって伝
搬された前記電磁エネルギの位相が、前記第１及び第２
の伝導性パッチの結合及び非結合状態によって制御され
るように、長手方向に延長して前記第１及び第２の伝導
性パッチを前記導波管に容量的に結合する手段とを具備
することを特徴とするフェーズシフト構造。