JPH0366842B2 - - Google Patents
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- JPH0366842B2 JPH0366842B2 JP23571385A JP23571385A JPH0366842B2 JP H0366842 B2 JPH0366842 B2 JP H0366842B2 JP 23571385 A JP23571385 A JP 23571385A JP 23571385 A JP23571385 A JP 23571385A JP H0366842 B2 JPH0366842 B2 JP H0366842B2
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- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、マイクロ波の位相を連続的に変え
る半導体移相器の広帯域化に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to widening the band of a semiconductor phase shifter that continuously changes the phase of microwaves.
第4図例えば電子通信学会技術研究報告MW80
−102に示された従来の二重平衡変調器の構成を
示す図であり、ダイオードへのバイアス電圧の印
加方法を変更するのみで、アナログ形の半導体移
相器として用いることができる。図において、1
は誘電体基板、2はマイクロストリツプ線路のス
トリツプ導体、3はマイクロストリツプ線路の地
導体、4はブランチライン形3dBハイブリツド結
合器、5は第1の入出力端子、6は整合終端端
子、7はこの整合終端端子に接続される終端抵抗
器で一端は地導体3に接続される。8,9は第1
の入出力端子5から入射した電波が位相差90゜で
等電力分配されて現われる第1の結合端子、第2
の結合端子、10,11は地導体3に設けた細隙
よりなる第1の環状スロツト線路、第2の環状ス
ロツト線路、12,13は第1および第2の環状
スロツト線路に設けた3分岐に接続される先端短
絡の第1および第2の分岐スロツト線路、14,
15,16,17は第1および第2の環状スロツ
ト線路10,11が取り囲む第1の導体面18、
第2の導体面19に一方の電極が接続されるダイ
オードであり、14,15および16,17のダ
イオードが一組のペアを構成し、各ペアは逆極性
で接続される。
Figure 4 For example, Institute of Electronics and Communication Engineers technical research report MW80
102 is a diagram showing the configuration of the conventional double-balanced modulator shown in FIG. In the figure, 1
is a dielectric substrate, 2 is a strip conductor of a microstrip line, 3 is a ground conductor of a microstrip line, 4 is a branch line type 3dB hybrid coupler, 5 is a first input/output terminal, and 6 is a matching termination. Terminal 7 is a termination resistor connected to this matching termination terminal, and one end is connected to ground conductor 3. 8 and 9 are the first
The first coupling terminal, the second coupling terminal where the radio waves incident from the input/output terminal 5 of the
The connection terminals 10 and 11 are the first annular slot line and the second annular slot line formed by a gap provided in the ground conductor 3, and 12 and 13 are the three branches provided in the first and second annular slot lines. first and second branch slot lines with short-circuited ends connected to;
15, 16, 17 are first conductor surfaces 18 surrounded by first and second annular slot lines 10, 11;
This diode has one electrode connected to the second conductor surface 19, and diodes 14, 15 and 16, 17 form a pair, and each pair is connected with opposite polarity.
ダイオード14,15およびダイオード16,
17の他方の電極はそれぞれ第1および第2の環
状スロツト線路10,11の細〓を橋渡しするよ
うに、かつ、第1および第2の分岐スロツト線路
12,13をはさむように地導体3に接続され
る。 diodes 14, 15 and diode 16,
The other electrode 17 is connected to the ground conductor 3 so as to bridge the narrow ends of the first and second annular slot lines 10 and 11 and sandwich the first and second branch slot lines 12 and 13, respectively. Connected.
ダイオード14,15に印加するバイアスは、
第1の導体面18と地導体3、ダイオード16,
17に印加するバイアスは第2の導体面19と地
導体3を介して印加するが、第4図では図示を省
略した。20はウイルキンソン形の3dB電力分配
器、21は抵抗器、22は第2の入出力端子であ
る。なお、ブランチライン形3dBハイブリツド結
合器4の第1および第2の結合端子8,9のスト
リツプ導体2はそれぞれ第1および第2の環状ス
ロツト線路10,11と直交して配置することに
より、また、第2の入出力端子22から3dB電力
分配器20に入射した電波が同位相、同振幅で現
われる第1および第2の分配端子23,24のス
トリツプ導体2はそれぞれ第1および第2の分岐
スロツト線路12,13と直交して配置すること
によりマイクロストリツプ線路を伝搬する波とス
ロツト線路を伝搬する波とスムーズな変換が行な
われる。 The bias applied to the diodes 14 and 15 is
the first conductor surface 18, the ground conductor 3, the diode 16,
The bias applied to 17 is applied via the second conductor surface 19 and the ground conductor 3, but is not shown in FIG. 20 is a Wilkinson type 3 dB power divider, 21 is a resistor, and 22 is a second input/output terminal. The strip conductors 2 of the first and second coupling terminals 8, 9 of the branch line type 3 dB hybrid coupler 4 are arranged perpendicularly to the first and second annular slot lines 10, 11, respectively. , the strip conductors 2 of the first and second distribution terminals 23 and 24, in which the radio waves incident on the 3dB power divider 20 from the second input/output terminal 22 appear in the same phase and with the same amplitude, are connected to the first and second branches, respectively. By arranging them orthogonally to the slot lines 12 and 13, smooth conversion between waves propagating through the microstrip lines and waves propagating through the slot lines can be achieved.
従来の二重平衡変調器は上記のように構成さ
れ、以下に述べるダイオードへバイアス印加方法
により位相可変範囲360゜のアナログ形の半導体移
相器となる。 The conventional double-balanced modulator is constructed as described above, and becomes an analog type semiconductor phase shifter with a phase variable range of 360 degrees by applying a bias to the diode described below.
第5図は二重平衡変調器のうち平衡変調器を取
り出し動作説明を行うための図で第4図の地導体
3側から見た状態を示す。 FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of a balanced modulator out of the double balanced modulator, and shows the state seen from the ground conductor 3 side of FIG. 4.
導体ワイヤから成るバイアス回路25のバイア
ス端子26に印加するバイアス電圧Vを正の電圧
+Voとすると、ダイオード14は順バイアスに
印加され低インピーダンス、ダイオード15は逆
バイアスに印加され高インピーダンスとなり第1
の分岐スロツト線路12から入射した波は第1の
環状スロツト線路10を右廻りに伝搬しマイクロ
ストリツプ線路に変換され第1の結合端子8へ現
われる。一方、バイアス電圧Vを負の電圧−Vo
とするとダイオードはそれぞれ上記と逆のバイア
ス状態となり第1の分岐スロツト線路12から入
射した波は第1の環状スロツト線路10を左廻り
に伝搬しマイクロストリツプ線路に変換され第1
の結合端子8へ現わたる。このようにバイアス端
子26に印加するバイアス電圧の極性により、環
状スロツト線路を伝搬する電波の伝搬の方向が異
なり、マイクロストリツプ線路との変換部におい
て、両者は逆位相となる。このため第1の結合端
子8へ現われる電波は、バイアス電圧を+Voか
ら−Voに変えることにより位相が180゜反転する。
第6図は、バイアス電圧と第1の結合端子8へ現
われる電波の振幅、位相の関係の概要を示したベ
クトル図である。このように、平衡変調器はバイ
アス電圧を+Voから−Voに連続的に変えること
ににより出力電波の位相を0゜と180゜に保つたま
ま、任意の振幅に制御することができる。 When the bias voltage V applied to the bias terminal 26 of the bias circuit 25 consisting of a conductor wire is a positive voltage +Vo, the diode 14 is applied with a forward bias and has a low impedance, and the diode 15 is applied with a reverse bias and has a high impedance.
The wave incident from the branch slot line 12 propagates clockwise through the first annular slot line 10, is converted into a microstrip line, and appears at the first coupling terminal 8. On the other hand, bias voltage V is set to negative voltage −Vo
Then, the diodes are each in a bias state opposite to the above, and the wave incident from the first branch slot line 12 propagates counterclockwise through the first annular slot line 10 and is converted into a microstrip line.
The current is passed to the coupling terminal 8 of. As described above, depending on the polarity of the bias voltage applied to the bias terminal 26, the direction of propagation of the radio waves propagating through the annular slot line differs, and the two have opposite phases at the conversion section with the microstrip line. Therefore, the phase of the radio wave appearing at the first coupling terminal 8 is reversed by 180 degrees by changing the bias voltage from +Vo to -Vo.
FIG. 6 is a vector diagram showing an overview of the relationship between the bias voltage and the amplitude and phase of the radio waves appearing at the first coupling terminal 8. In this way, the balanced modulator can control the amplitude to any desired amplitude while keeping the phase of the output radio wave at 0° and 180° by continuously changing the bias voltage from +Vo to -Vo.
第7図は、二重平衡変調器を用いた位相変化範
囲360゜のアナログ移相器の動作説明のための図で
ある。第1の平衡変調器26のバイアス端子を2
5、第2の平衡変調器27のバイアス端子を28
とする。 FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of an analog phase shifter with a phase change range of 360° using a double-balanced modulator. The bias terminal of the first balanced modulator 26 is
5. Connect the bias terminal of the second balanced modulator 27 to 28
shall be.
ここで第1の平衡変調器26のバイアス端子2
5に印加する電圧は、第6図に示した平衡変調器
の出力電圧の振幅の時間変化がω1を角速度、t
を時間としてsinω1tに比例するように駆動する。
一方、第2の平衡変調器27のバイアス端子28
に印加する電圧は、出力電圧の振幅の時間変化
が、上記出力電圧に対し90゜の位相差を持つ
cosω1tに比例するように駆動する。このような
時間変化でダイオード印加電圧を駆動すると、第
2の入出力端子22から3dB電力分配器20に入
射した電波は、電力が2等分されたあとそれぞれ
第1および第2の平衡変調器26,27を伝搬
し、90゜の位相差を持つて3dBハイブリツド結合
器4で電力合成され、第1の入出力端子5へ現わ
れる。この第1の入出力端子5へ現われる電波
は、第1の平衡変調器26を通つた電波(点線ベ
クトル)および第2の平衡変調器27を通つた電
波(点線ベクトル)の合成ベクトルとして実線で
第8図のように表わすことができる。 Here the bias terminal 2 of the first balanced modulator 26
The voltage applied to 5 is determined by the time change of the amplitude of the output voltage of the balanced modulator shown in FIG .
is driven so that the time is proportional to sinω 1 t.
On the other hand, the bias terminal 28 of the second balanced modulator 27
For the voltage applied to
Drive in proportion to cosω 1 t. When the voltage applied to the diode is driven with such a time change, the radio waves incident on the 3 dB power divider 20 from the second input/output terminal 22 are divided into two equal parts, and then the electric waves are sent to the first and second balanced modulators, respectively. 26 and 27, power is combined in a 3 dB hybrid coupler 4 with a phase difference of 90 degrees, and appears at the first input/output terminal 5. The radio wave appearing at the first input/output terminal 5 is represented by a solid line as a composite vector of the radio wave passing through the first balanced modulator 26 (dotted line vector) and the radio wave passing through the second balanced modulator 27 (dotted line vector). It can be expressed as shown in FIG.
すなわち、第1および第2の平衡変調器26,
27の出力の合成ベクトルは、各出力電圧の振幅
の変化に応じて振幅一定で、角速度ω1で連続的
に位相変化するベクトルとなり、位相変化範囲
360゜の半導体移相器が実現できることになる。 That is, the first and second balanced modulators 26,
The composite vector of the outputs of 27 is a vector whose amplitude is constant according to the change in the amplitude of each output voltage, and whose phase changes continuously at an angular velocity of ω 1 , and the phase change range is
This means that a 360° semiconductor phase shifter can be realized.
上記のような従来の半導体移相器では、マイク
ロストリツプ線路の地導体を利用してスロツト線
路が構成される。
In the conventional semiconductor phase shifter as described above, the slot line is constructed using the ground conductor of the microstrip line.
そのため、3dBハイブリツド結合器としてはマ
イクロストリツプ線路で構成するブランチライン
形3dBハイブリツド結合器、インタデイジタル形
3dBハイブリツド結合器が用いられるが、前者は
使用可能帯域が10%程度と狭帯域であり、また、
後者は、不均一な媒質に構成されるため結合線路
の偶モードと奇モードの伝搬定数が異なり使用可
能帯域を1オクターブ以上にすることがむづかし
い、
平衡変調器の出力は、バイアス電圧の駆動に読
み出し専用メモリ(ROM)、デイジタル・アナ
ログ変換器(D/Aコンバータ)を用いることに
より広帯域にわたり所要の出力を得ることが可能
であるが、3dBハイブリツド結合器の帯域により
この種のマイクロ波半導体移相器の使用帯域が制
限されるという問題があつた。 Therefore, as a 3dB hybrid coupler, there are a branch line type 3dB hybrid coupler composed of microstrip lines, and an interdigital type 3dB hybrid coupler.
A 3dB hybrid coupler is used, but the former has a narrow usable band of about 10%, and
The latter is configured in a non-uniform medium, so the propagation constants of the even and odd modes of the coupled line are different, making it difficult to increase the usable bandwidth to more than one octave.The output of the balanced modulator is used to drive the bias voltage. Although it is possible to obtain the required output over a wide band by using a read-only memory (ROM) and a digital-to-analog converter (D/A converter), the bandwidth of a 3 dB hybrid coupler makes it possible to obtain this type of microwave semiconductor transfer. There was a problem that the usage band of the phase converter was limited.
さらに、この種、平衡変調器の出力をベクトル
的に合成する移相器では第1の平衡変調器が遮断
状態の場合、合成電圧の出力の周波数変動が大き
くなるという問題がある。これは、次のように説
明される。遮断状態の平衡変調器は、ほぼ完全反
射となる。したがつて3dBハイブリツド結合器の
アイソレーシヨンをS41、結合を1/√2とすると、
出力端子へ現われる電波の振幅Voutの最大、最
小は
Vout=(1/√2)2|1±S41|
で与えられる。アイソレーシヨンを15dBとする
と、出力は−4.6bB〜−7.7dBの範囲で変化する。
これは、周波数を変えると出力レベルが最大
3.1dB変動することを表わしており、この移相器
の損失変動を少なくするにはアイソレーシヨンの
大きくとれる3dBハイブリツド結合器を使わざる
を得ず、使用可能帯域が狭くなるという問題があ
つた。 Furthermore, this type of phase shifter that vectorially combines the outputs of the balanced modulators has a problem in that when the first balanced modulator is in a cut-off state, the frequency fluctuation of the combined voltage output increases. This is explained as follows. A balanced modulator in the blocked state is nearly completely reflective. Therefore, if the isolation of the 3dB hybrid coupler is S 41 and the coupling is 1/√2, the maximum and minimum amplitude Vout of the radio wave appearing at the output terminal is Vout = (1/√2) 2 | 1±S 41 | is given by. If the isolation is 15dB, the output will vary between -4.6bB and -7.7dB.
This means that changing the frequency will increase the output level to its maximum level.
This indicates a 3.1 dB fluctuation, and in order to reduce the loss fluctuation of this phase shifter, a 3 dB hybrid coupler with large isolation must be used, which has the problem of narrowing the usable band. .
この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、1オクターブ以上のような広
帯域にわたり、位相可変範囲360゜の損失変動の少
ない半導体移相器を得ることを目的とする。 The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to obtain a semiconductor phase shifter that has a phase variable range of 360 degrees and has little loss fluctuation over a wide band of one octave or more.
この発明に係るマイクロ波半導体移相器は、3
層の誘電体基板を用いたトリプレート形ストリツ
プ線路で結合線路形の3dBハイブリツド結合器、
ウイルキンソン形3dB電力分配器を構成し、トリ
プレート形ストリツプ線路の地導体両面に設けた
対向する細隙および導波管から成るバイラテラル
フインラインを用いて平衡変調器を構成するとと
もに、2ケの平衡変調器を3dBハイブリツド結合
器2ケでバランス形に接続し、このバランス形に
接続した平衡変調器を2組用いたものである。
The microwave semiconductor phase shifter according to the present invention has three
A 3dB hybrid coupler using a triple-plate strip line coupled line using a layered dielectric substrate.
A Wilkinson type 3 dB power divider is configured, a balanced modulator is configured using a bilateral fine line consisting of opposing slits and waveguides provided on both sides of the ground conductor of a triplate type strip line, and two balanced modulators are configured. Balanced modulators are connected in a balanced manner using two 3dB hybrid couplers, and two sets of balanced modulators connected in this balanced manner are used.
この発明におけるマイクロ波半導体移相器は、
トリプレート形ストリツプ線路で構成した結合線
路形3dBハイブリツド結合器が広帯域な性能を有
し、かつトリプレート形ストリツプ線路と、バイ
ラテラルフインラインの変換も円滑に行なわれる
ため広帯域な性能が得られる。さらに、平衡変調
器を2台バランス形に接続して一組の平衡変調器
として用いるため、3dBハイブリツド結合器のア
イソレーシヨンの不足による損失変動を小さくで
きる。
The microwave semiconductor phase shifter in this invention includes:
A coupled line type 3dB hybrid coupler composed of triplate strip lines has wideband performance, and since the conversion between the triplate stripline and bilateral fline is performed smoothly, wideband performance can be obtained. Furthermore, since two balanced modulators are connected in a balanced manner and used as a set of balanced modulators, loss fluctuations due to lack of isolation in the 3 dB hybrid coupler can be reduced.
第1図Aは、この発明の一実施例の構造を示す
斜視図、第1図Bは第1図AのAA断面図であ
る。
FIG. 1A is a perspective view showing the structure of an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a sectional view along line AA of FIG. 1A.
第1図において、29は誘電体上層基板、30
は誘電体中層基板、31は誘電体下層基板、32
はトリプレート形ストリツプ線路の第1の地導
体、33はトリプレート形ストリツプ線路の第2
の地導体、34は第1の金属筐体、35は第1の
金属筐体34と共に導波管36を構成する第2の
金属筐体、37は第1および第2の地導体32,
33に設けられたスリツト、38はスリツト37
と、第1および第2の金属筐体34,35から構
成されるバイラテラルフインラインである。 In FIG. 1, 29 is a dielectric upper layer substrate, 30
31 is a dielectric middle layer substrate, 32 is a dielectric lower layer substrate, and 32 is a dielectric lower layer substrate.
33 is the first ground conductor of the triplate strip line, and 33 is the second ground conductor of the triplate strip line.
, 34 is a first metal casing, 35 is a second metal casing that constitutes the waveguide 36 together with the first metal casing 34, 37 is the first and second ground conductor 32,
33 is the slit provided, 38 is the slit 37
This is a bilateral in-line composed of first and second metal casings 34 and 35.
第2図は、この発明の一実施例の構成ブロツク
図である。39は第1の平衡変調器、40は第2
の平衡変調器、41は第3の平衡変調器、42は
第4の平衡変調器、43は結合線路形3dBハイブ
リツド結合器、44はウイルキンソン形3dB電力
分配器、45は整合終端用の抵抗器、46,47
は入出力端子である。 FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention. 39 is the first balanced modulator, 40 is the second
41 is a third balanced modulator, 42 is a fourth balanced modulator, 43 is a coupled line type 3 dB hybrid coupler, 44 is a Wilkinson type 3 dB power divider, and 45 is a resistor for matched termination. ,46,47
are input/output terminals.
また、第1の平衡変調器39、第2の平衡変調
器40を2ケの結合線路形3dBハイブリツド結合
器43でバランス形に接続して第1の組の平衡変
調器48が構成され、また、第3の平衡変調器4
1、第4の平衡変調器42を2ケの結合線路形
3dBハイブリツド結合器43でバランス形に接続
して第2の組の平衡変調器49が構成される。第
3図は、第2図中、点線で囲んだ第2の組の平衡
変調器49を取り出して、その構成を分解して示
した図である。 Furthermore, a first set of balanced modulators 48 is configured by connecting the first balanced modulator 39 and the second balanced modulator 40 in a balanced manner with two coupled line type 3 dB hybrid couplers 43, and , third balanced modulator 4
1. The fourth balanced modulator 42 is two coupled line type
A second set of balanced modulators 49 is configured by connecting them in a balanced manner with a 3 dB hybrid coupler 43. FIG. 3 is an exploded view showing the configuration of the second set of balanced modulators 49 surrounded by dotted lines in FIG. 2.
環状のバイラテラルフインライン38と直線状
のバイラテラルフインライン38の接続部には4
つのダイオード50がスリツト37を橋渡しする
ように接続される。同一の地導体面に接続される
2ケのダイオード50は逆極性で、異なる地導体
面間の対向する2ケのダイオード50は同極性で
接続される。それぞれのダイオード50には、環
状のバイラテラルフインライン38で取り囲む導
体面と第1および第2の筐体34,35の間にバ
イアス電圧が印加される。ここでは簡単のためバ
イアス回路の図示を省略した。 At the connection part between the annular bilateral inline 38 and the straight bilateral inline 38, there are 4
Two diodes 50 are connected to bridge the slit 37. Two diodes 50 connected to the same ground conductor plane have opposite polarities, and two opposing diodes 50 between different ground conductor planes are connected with the same polarity. A bias voltage is applied to each diode 50 between the conductor surface surrounded by the annular bilateral inline 38 and the first and second housings 34, 35. For simplicity, illustration of the bias circuit is omitted here.
このバイラテラルフインライン38とダイオー
ド50で構成した第3の平衡変調器41、第4の
平衡変調器42はトリプレート形ストリツプ線路
51に変換されて入出力線路を構成し、2ケの結
合線路形3dBハイブリツド結合器43にバランス
形接続されて第2の組の平衡変調器49となる。
この第3図に示した構成は第1の組の平衡変調器
48も同一である。 The third balanced modulator 41 and the fourth balanced modulator 42, which are composed of the bilateral fine line 38 and the diode 50, are converted into a triplate strip line 51 to form an input/output line, and two coupled lines. It is connected in a balanced manner to a 3 dB hybrid coupler 43 to form a second set of balanced modulators 49.
The configuration shown in FIG. 3 is the same for the first set of balanced modulators 48.
上記のように構成したマイクロ波半導体移相器
では、第1の組の平衡変調器48内の第1および
第2の平衡変調器39,40は結合線路形3dBハ
イブリツド結合器43の電力分配差を相殺するよ
うにバランス形で接続されており、第1および第
2の平衡変調器39,40は共にsinω1t(又は
cosω1t)の出力となるよう駆動される。ここで
ω1は角周波数、tは時間である。したがつて第
1の組の平衡変調器48の出力はsinω1t(又は
cosω1t)となる。 In the microwave semiconductor phase shifter configured as described above, the first and second balanced modulators 39 and 40 in the first set of balanced modulators 48 have a power distribution difference of the coupled line type 3 dB hybrid coupler 43. The first and second balanced modulators 39 and 40 both have sinω 1 t (or
cosω 1 t). Here, ω 1 is the angular frequency and t is the time. Therefore, the output of the first set of balanced modulators 48 is sinω 1 t (or
cosω 1 t).
同様に第2の組の平衡変調器49の出力は
cosω1t(又はsinω1t)となるように駆動する。こ
のとき入出力端子46から入射した波はウイルキ
ンソン形3dB電力分配器44で等位相、等分配さ
れそれぞれ第1の組の平衡変調器48、第2の組
の平衡変調器49をとおり、位相差90゜で電力合
成用の結合線路形3dBハイブリツド結合器43で
ベクトル的に合成され、等振幅で位相可変範囲
360゜の移相器となる。 Similarly, the output of the second set of balanced modulators 49 is
Drive so that cosω 1 t (or sinω 1 t). At this time, the waves incident from the input/output terminal 46 are equally distributed with the same phase by the Wilkinson type 3 dB power divider 44, and pass through the first set of balanced modulators 48 and the second set of balanced modulators 49, and the phase difference is At 90 degrees, the power is combined vectorwise by a coupled line type 3dB hybrid coupler 43 for power combination, and the phase is variable with equal amplitude.
It becomes a 360° phase shifter.
ここで、第1の組の平衡変調器48の出力を
1、第2の組の平衡変調器49の出力を0とす
る。今電力合成用の結合線路形3dBハイブリツド
結合器43のアイソレーシヨンが、十分得られな
い場合を考えられる。このとき、第2の組の平衡
変調器49に漏れ込んだ電波は、第3および第4
の平衡変調器41,42で完全反射され結合線路
形3dBハイブリツド結合器43に接続された抵抗
器45に吸収され入出力端子47に現われない。
すなわち、アイソレーシヨンが不十分なことに起
因する損失変動は抑圧できることになる。 Here, the output of the first set of balanced modulators 48 is assumed to be 1, and the output of the second set of balanced modulators 49 is assumed to be 0. Now, a case can be considered where sufficient isolation of the coupled line type 3 dB hybrid coupler 43 for power combining cannot be obtained. At this time, the radio waves leaking into the second set of balanced modulators 49 are transmitted to the third and fourth balanced modulators 49.
The signal is completely reflected by the balanced modulators 41 and 42, absorbed by the resistor 45 connected to the coupled line type 3 dB hybrid coupler 43, and does not appear at the input/output terminal 47.
In other words, loss fluctuations caused by insufficient isolation can be suppressed.
さらに、この構成の移相器は偶モード、奇モー
ドの位相速度の等しい結合線路形3dBハイブリツ
ド結合器43を用いているため広帯域性能が得ら
れること、バイラテラルフインライン38とトリ
プレート形ストリツプ線路51の変換部が広帯域
性能を有すること、3層の一板基板に一体化構成
が可能なことのために広帯域な性能を有する。 Furthermore, since the phase shifter of this configuration uses a coupled line type 3 dB hybrid coupler 43 with equal phase velocities in even mode and odd mode, broadband performance can be obtained. The conversion section 51 has wideband performance, and because it can be integrated into a three-layer single board, it has wideband performance.
以上のようにこの発明によれば、バイラテラル
フインラインで平衡変調器、トリプレート形スト
リツプ線路で結合線路形3dBハイブリツド結合器
を構成することにより広帯域化でき、さらに、平
衡変調器を2ケ、バランス形に接続して1組の平
衡変調器とし、これを2組用いた構成とするこに
より、損失の周波数に対する変動、および位相を
変えた場合の損失変動を小さくできる効果があ
る。
As described above, according to the present invention, it is possible to achieve a wide band by configuring a balanced modulator using a bilateral in-line and a coupled line type 3 dB hybrid coupler using a triplate strip line. By connecting the modulators in a balanced manner to form one set of balanced modulators, and configuring two sets of these modulators, it is possible to reduce fluctuations in loss with respect to frequency and fluctuations in loss when the phase is changed.
第1図はこの発明の一実施例によるマイクロ波
半導体移相器の構造を示す図で、第1図aは斜視
図、第1図bは第1図aのAA断面図、第2図は
この発明の一実施例の構成ブロツク図、第3図は
ひと組の平衡変調器の構造を分解して示した図、
第4図は従来のマイクロ波半導体移相器の構造を
示す斜視図、第5図は第4図のうち平衡変調器の
みを取り出して示す部分図、第6図、第7図、第
8図は従来の半導体移相器の動作説明図である。
図において、29は誘電体上層基板、30は誘
電体中層基板、31は誘電体下層基板、32は第
1の地導体、33は第2の地導体、34は第1の
金属筐体、35は第2の金属筐体、36は導波
管、37はスリツト、38はバイラテラルフイン
ライン、39は第1の平衡変調器、40は第2の
平衡変調器、41は第3の平衡変調器、42は第
4の平衡変調器、43は結合線路形3dBハイブリ
ツド結合器、44はウイルキンソン形3dB電力分
配器、45は抵抗器、46,47は入出力端子、
48は第1の組の平衡変調器、49は第2の組の
平衡変調器、50はダイオード、51はトリプレ
ート形ストリツプ線路である。なお各図中、同一
符号は同一または相当部分を示す。
FIG. 1 is a diagram showing the structure of a microwave semiconductor phase shifter according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1a is a perspective view, FIG. 1b is a cross-sectional view along AA of FIG. A configuration block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an exploded diagram showing the structure of a set of balanced modulators,
Fig. 4 is a perspective view showing the structure of a conventional microwave semiconductor phase shifter, Fig. 5 is a partial view showing only the balanced modulator in Fig. 4, Figs. 6, 7, and 8. 1 is an explanatory diagram of the operation of a conventional semiconductor phase shifter. In the figure, 29 is a dielectric upper layer substrate, 30 is a dielectric middle layer substrate, 31 is a dielectric lower layer substrate, 32 is a first ground conductor, 33 is a second ground conductor, 34 is a first metal casing, 35 36 is a waveguide, 37 is a slit, 38 is a bilateral in-line, 39 is a first balanced modulator, 40 is a second balanced modulator, and 41 is a third balanced modulator. 42 is a fourth balanced modulator, 43 is a coupled line type 3 dB hybrid coupler, 44 is a Wilkinson type 3 dB power divider, 45 is a resistor, 46 and 47 are input/output terminals,
48 is a first set of balanced modulators, 49 is a second set of balanced modulators, 50 is a diode, and 51 is a triplate strip line. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
が等分配されて現われる2つの出力端子それぞれ
に平衡変調器の入力端子を接続し、これら平衡変
調器の出力端子を3dBハイブリツド結合器の互い
にアイソレーシヨン端子となる2つの端子に接続
し、上記3dBハイブリツド結合器の他の一端子を
整合終端、残りの一端子を出力端子とした構成と
し、ウイルキンソン形3dB電力分配器および3dB
ハイブリツド結合器はトリプレート形ストリツプ
線路で形成され、平衡変調器はトリプレート形ス
トリツプ線路とバイラテラルフインラインの変換
部およびループ状バイラテラルフインラインとバ
イラテラルフインラインに装荷するダイオードで
構成され、上記2つの平衡変調器の出力電波の振
幅を平衡変調器内のダイオードへ印加するバイア
ス電流で、それぞれ正弦関数、余弦関数の関係を
有するように制御し、上記、出力電波をペクトル
的に合成して成る半導体移相器において、バイラ
テラルフインラインで構成した同一の平衡変調器
を2ケ、3dBハイブリツド結合器2ケを用いてバ
ランス形に接続して一組の平衡変調器とし、この
平衡変調器を2台用いたことを特徴とするマイク
ロ波半導体移相器。1 Connect the input terminal of a balanced modulator to each of the two output terminals of the Wilkinson type 3 dB power divider where the input power is equally distributed, and connect the output terminals of these balanced modulators to the mutually isolated terminals of the 3 dB hybrid coupler. The other terminal of the above 3dB hybrid coupler is configured as a matching termination and the remaining terminal as an output terminal, and a Wilkinson type 3dB power divider and a 3dB
The hybrid coupler is formed of a triplate stripline, and the balanced modulator is composed of a conversion section between the triplate stripline and the bilateral fline, a loop-shaped bilateral fline, and a diode loaded on the bilateral fline. The amplitudes of the output radio waves of the two balanced modulators are controlled by bias currents applied to the diodes in the balanced modulators so that they have the relationship of a sine function and a cosine function, respectively, and the output radio waves are spectrally synthesized. In a semiconductor phase shifter consisting of a semiconductor phase shifter, two identical balanced modulators configured with bilateral in-line are connected in a balanced manner using two 3dB hybrid couplers to form a set of balanced modulators, and this balanced modulation A microwave semiconductor phase shifter characterized by using two devices.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23571385A JPS6295001A (en) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | Micro-semiconductor phase shifter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23571385A JPS6295001A (en) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | Micro-semiconductor phase shifter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6295001A JPS6295001A (en) | 1987-05-01 |
| JPH0366842B2 true JPH0366842B2 (en) | 1991-10-18 |
Family
ID=16990126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23571385A Granted JPS6295001A (en) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | Micro-semiconductor phase shifter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6295001A (en) |
-
1985
- 1985-10-21 JP JP23571385A patent/JPS6295001A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6295001A (en) | 1987-05-01 |
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