JPH0453441B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0453441B2 JPH0453441B2 JP27032986A JP27032986A JPH0453441B2 JP H0453441 B2 JPH0453441 B2 JP H0453441B2 JP 27032986 A JP27032986 A JP 27032986A JP 27032986 A JP27032986 A JP 27032986A JP H0453441 B2 JPH0453441 B2 JP H0453441B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- line
- phase
- path
- stub
- phase shifter
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired
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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、マイクロ波帯において、線路長の
異なる２つの線路をスイツチ、等によつて切換
え、所望の位相差を異るスイツチドライン形移相
器の高性能化に関するものである。
異なる２つの線路をスイツチ、等によつて切換
え、所望の位相差を異るスイツチドライン形移相
器の高性能化に関するものである。
第４図は例えば電子通信学会 半導体・トラン
ジスタ研究会SSD84−119に示された従来のスイ
ツチドライン形移相器を示す斜視図である。前述
の文献では、ガリウムひ素基板を用いたモノリシ
ツクMICとなつており、スイツチング素子には
FETを用いているが、第４図ではハイブリツド
MICのダイオード移相器として説明している。
第４図はマイクロストリツプの構成となつてお
り、１は誘導体基板、２はマイクロストリツプの
地導体、３はマイクロ波の入出力線路、４はマイ
クロ波の２つの経路のうちの基準側線路、５はも
うひとつの経路の遅れ側線路、６ａは基準側線路
のオン，オフを切換えるスイツチング素子である
PINダイオード、６ｂは遅れ側線路のオン，オフ
を切換えるスイツチング素子であるPINダイオー
ド、７はPINダイオードと線路を接続する金リボ
ンである。
ジスタ研究会SSD84−119に示された従来のスイ
ツチドライン形移相器を示す斜視図である。前述
の文献では、ガリウムひ素基板を用いたモノリシ
ツクMICとなつており、スイツチング素子には
FETを用いているが、第４図ではハイブリツド
MICのダイオード移相器として説明している。
第４図はマイクロストリツプの構成となつてお
り、１は誘導体基板、２はマイクロストリツプの
地導体、３はマイクロ波の入出力線路、４はマイ
クロ波の２つの経路のうちの基準側線路、５はも
うひとつの経路の遅れ側線路、６ａは基準側線路
のオン，オフを切換えるスイツチング素子である
PINダイオード、６ｂは遅れ側線路のオン，オフ
を切換えるスイツチング素子であるPINダイオー
ド、７はPINダイオードと線路を接続する金リボ
ンである。
なお、実際にはPINダイオードに直流バイアス
を印加するためのバイアス回路がつくが、ここで
は省略することにする。
を印加するためのバイアス回路がつくが、ここで
は省略することにする。
次に動作について説明する。スイツチドライン
形移相器は、基準の位相状態と遅れの位相状態と
の２つの位相状態を切換えることによつて移相器
として働く。まず、基準の位相状態では、２個の
PINダイオード６ａは順方向に電流が流れるよう
に直流バイアスが印加されオン状態となる。ま
た、２個のPINダイオード６ｂは逆方向に電圧が
印加されオフ状態となる。このため、一方の入出
力線路３に入つたマイクロ波は、オフ状態となつ
ているPINダイオード６ｂへは流れず、オン状態
のPINダイオード６ａの方へ流れ基準側線路４を
通り他方の入出力線路３へ出てゆく。次に遅れの
位相状態では、PINダイオード６ａとPINダイオ
ード６ｂの順、逆が逆転し、マイクロ波は遅れ側
線路５を通過することになる。
形移相器は、基準の位相状態と遅れの位相状態と
の２つの位相状態を切換えることによつて移相器
として働く。まず、基準の位相状態では、２個の
PINダイオード６ａは順方向に電流が流れるよう
に直流バイアスが印加されオン状態となる。ま
た、２個のPINダイオード６ｂは逆方向に電圧が
印加されオフ状態となる。このため、一方の入出
力線路３に入つたマイクロ波は、オフ状態となつ
ているPINダイオード６ｂへは流れず、オン状態
のPINダイオード６ａの方へ流れ基準側線路４を
通り他方の入出力線路３へ出てゆく。次に遅れの
位相状態では、PINダイオード６ａとPINダイオ
ード６ｂの順、逆が逆転し、マイクロ波は遅れ側
線路５を通過することになる。
従来のスイツチドライン形移相器は以上のよう
に、線路の物理長の差を利用して移相器としてい
るため、中心周波数f0では精度良く移相量が得ら
れるが、帯域が広い場合に中心周波数f0から離れ
たところでは移相量の誤差が大きくなるという問
題点があつた。第５図は従来の構成での180度ビ
ツト移相器の移相量特性である。中心周波数f0±
10％で±18度の誤差が発生することを示してい
る。
に、線路の物理長の差を利用して移相器としてい
るため、中心周波数f0では精度良く移相量が得ら
れるが、帯域が広い場合に中心周波数f0から離れ
たところでは移相量の誤差が大きくなるという問
題点があつた。第５図は従来の構成での180度ビ
ツト移相器の移相量特性である。中心周波数f0±
10％で±18度の誤差が発生することを示してい
る。
この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、広帯域での移相量誤差を小さ
くできるスイツチドライン形移相器を得ることを
目的とする。
になされたもので、広帯域での移相量誤差を小さ
くできるスイツチドライン形移相器を得ることを
目的とする。
この発明に係るスイツチドライン形移相器は、
中心周波数の約２分の１波長の電気長を持つ先端
開放のスタブを基準側線路の一部に並列に付加し
たものである。
中心周波数の約２分の１波長の電気長を持つ先端
開放のスタブを基準側線路の一部に並列に付加し
たものである。
この発明における中心周波数で約２分の１波長
の先端開放スタブは、並列に付加された点から見
た場合、中心周波数では並列アドミタンスが０と
なりマイクロ波的にスタブが無い場合と等価であ
る。しかし、中心周波数より高い周波数ではスタ
ブの電気長は２分の１波長より長くなり並列アド
ミタンスは容量性となる。このため、透過位相は
スタブがない場合に比べて遅れることになる。ま
た、中心周波数より低い周波数ではスタブの電気
長は２分の１波長より短かくなり並列アドミタン
スは誘導性となる。このため、逆に透過位相はス
タブがない場合に比べて進むことになる。このよ
うな特性を持つスタブを基準側線路に付加するこ
とにより、基準側線路の周波数特性は急峻となり
遅れ側線路の周波数特性に近づくことになる。こ
れにより基準側線路と遅れ側線路の位相差である
移相量の周波数特性は良くなる。
の先端開放スタブは、並列に付加された点から見
た場合、中心周波数では並列アドミタンスが０と
なりマイクロ波的にスタブが無い場合と等価であ
る。しかし、中心周波数より高い周波数ではスタ
ブの電気長は２分の１波長より長くなり並列アド
ミタンスは容量性となる。このため、透過位相は
スタブがない場合に比べて遅れることになる。ま
た、中心周波数より低い周波数ではスタブの電気
長は２分の１波長より短かくなり並列アドミタン
スは誘導性となる。このため、逆に透過位相はス
タブがない場合に比べて進むことになる。このよ
うな特性を持つスタブを基準側線路に付加するこ
とにより、基準側線路の周波数特性は急峻となり
遅れ側線路の周波数特性に近づくことになる。こ
れにより基準側線路と遅れ側線路の位相差である
移相量の周波数特性は良くなる。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第１図において、８は基準側線路に並列に付
加された開放スタブである。この例では基準側線
路の一部に並列に２本の開放スタブが付加されて
おり、スタブの電気長は中心周波数の約２分の１
波長となつている。
る。第１図において、８は基準側線路に並列に付
加された開放スタブである。この例では基準側線
路の一部に並列に２本の開放スタブが付加されて
おり、スタブの電気長は中心周波数の約２分の１
波長となつている。
また、２本の開放スタブの間隔は中心周波数の
約４分の１波長となつている。その他の構成は第
４図に示した従来技術の例と同一である。
約４分の１波長となつている。その他の構成は第
４図に示した従来技術の例と同一である。
次に、動作について説明する。入出力線路３か
ら入つたマイクロ波が、基準側線路４との接続を
制御するPINダイオード６ａと遅れ側線路５との
接続を制御するPINダイオード６ｂの順、逆バイ
アスを切換えることにより、２つの経路の一方を
通過するのは第４図で説明した場合と同じであ
る。まず、PINダイオード６ｂがオン状態、PIN
ダイオード６ａがオフ状態の時には、一方の入出
力線路３から入つたマイクロ波は遅れ側線路５を
通過し、他方の入出力線路３へ出てゆく。この場
合の透過位相は、遅れ側線路５の物理長に対応す
る周波数特性を持つことになる。次に、PINダイ
オード６ａがオン状態、PINダイオード６ｂがオ
フ状態の時には、一方の入出力線路３から入つた
マイクロ波は基準側線路４を通過し、他方の入出
力線路３へ出てゆく。基準側線路４には中心周波
数で約２分の１波長の開放スタブ８が付加されて
いるため、中心周波数ではスタブがない場合と同
じ透過位相となるが、中心周波数以外では開放ス
タブ８が並列アドミタンスとして奇与し、基準側
線路４の透過位相に影響を与える。例えば周波数
が高い場合には開放スタブ８の並列アドミタンス
は容量性となり基準側線路４の透過位相はスタブ
がない場合に比べ遅れることになる。また、周波
数が低い場合には、開放スタブ８の並列アドミタ
ンスは誘導性となり基準側線路４の透過位相はス
タブのない場合に比べ進むことになる。このため
基準側線路４の透過位相の周波数特性は急峻とな
り遅れ側線路５の透過位相の周波数特性に近づき
移相量の周波数特性が良くなる。周波数特性が急
峻となる度合いは開放スタブ８の線路インピーダ
ンスに依存するため、適当な線路インピーダンス
を選択することにより移相量の周波数特性による
誤差を０に近づけることが可能である。第２図
は、移相器の特性インピーダンスz0を50Ωとした
時に、開放スタブ８の線路インピーダンスＺによ
つて180度ビツト移相器の移相量の周波数特性が
どう変化するかを示したグラフである。従来の構
成での特性である第５図に比べると大幅に特性が
改善されることを示している。この実施例では開
放スタブ８を２本付加しているが、これにより透
過位相の周波数特性を急峻にする効果を大きくす
るとともに、並列アドミタンスを打消し合つて移
相器の反射特性を良くしている。
ら入つたマイクロ波が、基準側線路４との接続を
制御するPINダイオード６ａと遅れ側線路５との
接続を制御するPINダイオード６ｂの順、逆バイ
アスを切換えることにより、２つの経路の一方を
通過するのは第４図で説明した場合と同じであ
る。まず、PINダイオード６ｂがオン状態、PIN
ダイオード６ａがオフ状態の時には、一方の入出
力線路３から入つたマイクロ波は遅れ側線路５を
通過し、他方の入出力線路３へ出てゆく。この場
合の透過位相は、遅れ側線路５の物理長に対応す
る周波数特性を持つことになる。次に、PINダイ
オード６ａがオン状態、PINダイオード６ｂがオ
フ状態の時には、一方の入出力線路３から入つた
マイクロ波は基準側線路４を通過し、他方の入出
力線路３へ出てゆく。基準側線路４には中心周波
数で約２分の１波長の開放スタブ８が付加されて
いるため、中心周波数ではスタブがない場合と同
じ透過位相となるが、中心周波数以外では開放ス
タブ８が並列アドミタンスとして奇与し、基準側
線路４の透過位相に影響を与える。例えば周波数
が高い場合には開放スタブ８の並列アドミタンス
は容量性となり基準側線路４の透過位相はスタブ
がない場合に比べ遅れることになる。また、周波
数が低い場合には、開放スタブ８の並列アドミタ
ンスは誘導性となり基準側線路４の透過位相はス
タブのない場合に比べ進むことになる。このため
基準側線路４の透過位相の周波数特性は急峻とな
り遅れ側線路５の透過位相の周波数特性に近づき
移相量の周波数特性が良くなる。周波数特性が急
峻となる度合いは開放スタブ８の線路インピーダ
ンスに依存するため、適当な線路インピーダンス
を選択することにより移相量の周波数特性による
誤差を０に近づけることが可能である。第２図
は、移相器の特性インピーダンスz0を50Ωとした
時に、開放スタブ８の線路インピーダンスＺによ
つて180度ビツト移相器の移相量の周波数特性が
どう変化するかを示したグラフである。従来の構
成での特性である第５図に比べると大幅に特性が
改善されることを示している。この実施例では開
放スタブ８を２本付加しているが、これにより透
過位相の周波数特性を急峻にする効果を大きくす
るとともに、並列アドミタンスを打消し合つて移
相器の反射特性を良くしている。
なお、上記実施例では開放スタブ８を２本とし
ているが、１本でも透過位相の周波数特性を急峻
とする効果が半分になるだけで、移相器の移相量
誤差を小さくする効果があることには変わりがな
い。また、中心周波数で約２分の１波長の先端開
放スタブを付加しているため、中心周波数ではこ
の開放スタブ８の反射は現われず、第２図に示す
帯域20％の範囲でも移相器の特性に影響を与える
ほどの大きな反射にはならず、この発明の効果が
得られる。さらに、開放スタブを３本以上にして
もこの発明の効果が得られることは言うまでもな
い。また、スタブの電気長も２分の１波長に限ら
ず、その整数倍でも構成できる。また、PINダイ
オード６ａ，６ｂは分岐部に直列に装着されてい
るが、第３図に示す実施例のように分岐部から中
心周波数の約４分の１波長のところに線路に並列
にPINダイオード６ａ，６ｂを装着してマイクロ
波の経路を切換えてもよい。図中、９は線路に並
列に装着されたPINダイオード６ａ，６ｂの片側
の電極を接地するためのパツドである。さらに、
PINダイオード６ａ，６ｂを直列に装着する方法
と並列に装着する方法を併用してもかまわない。
スイツチング素子はPINダイオードに限らず例え
ばFETを用いてもよい。また、線路形式はマイ
クロストリツプ線路で説明したが、トリプレート
線路などの他の方式や同軸線路でも構成が可能で
ある。さらに、ガリウムひ素などの半導体基板を
用いたモノリシツクMICによる構成にも適用可
能である。
ているが、１本でも透過位相の周波数特性を急峻
とする効果が半分になるだけで、移相器の移相量
誤差を小さくする効果があることには変わりがな
い。また、中心周波数で約２分の１波長の先端開
放スタブを付加しているため、中心周波数ではこ
の開放スタブ８の反射は現われず、第２図に示す
帯域20％の範囲でも移相器の特性に影響を与える
ほどの大きな反射にはならず、この発明の効果が
得られる。さらに、開放スタブを３本以上にして
もこの発明の効果が得られることは言うまでもな
い。また、スタブの電気長も２分の１波長に限ら
ず、その整数倍でも構成できる。また、PINダイ
オード６ａ，６ｂは分岐部に直列に装着されてい
るが、第３図に示す実施例のように分岐部から中
心周波数の約４分の１波長のところに線路に並列
にPINダイオード６ａ，６ｂを装着してマイクロ
波の経路を切換えてもよい。図中、９は線路に並
列に装着されたPINダイオード６ａ，６ｂの片側
の電極を接地するためのパツドである。さらに、
PINダイオード６ａ，６ｂを直列に装着する方法
と並列に装着する方法を併用してもかまわない。
スイツチング素子はPINダイオードに限らず例え
ばFETを用いてもよい。また、線路形式はマイ
クロストリツプ線路で説明したが、トリプレート
線路などの他の方式や同軸線路でも構成が可能で
ある。さらに、ガリウムひ素などの半導体基板を
用いたモノリシツクMICによる構成にも適用可
能である。
以上のように、この発明によればスイツチドラ
イン形移相器の基準側線路に並列に中心周波数で
約２分の１波長の開放スタブを付加する構成とし
たので、移相器の移相量の周波数特性が大幅に改
善でき、広帯域に渡り移相量誤差を小さくできる
効果がある。
イン形移相器の基準側線路に並列に中心周波数で
約２分の１波長の開放スタブを付加する構成とし
たので、移相器の移相量の周波数特性が大幅に改
善でき、広帯域に渡り移相量誤差を小さくできる
効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるスイツチド
ライン形移相器を示す斜視図、第２図は第１図の
実施例による移相量の周波数特性を示すグラフ、
第３図はこの発明の他の実施例によるスイツチド
ライン形移相器を示す斜視図、第４図は従来のス
イツチドライン形移相器を示す斜視図、第５図は
第４図の従来の構成による移相量の周波数特性を
示す図である。図中、１は誘電体基板、２は地導
体、３は入出力線路、４は基準側線路、５は遅れ
側線路、６ａ，６ｂはPINダイオード、７は金リ
ボン、８は開放スタブ、９は接地パツドである。
なお、図中同一あるいは相当部分には同一符号を
付して示してある。
ライン形移相器を示す斜視図、第２図は第１図の
実施例による移相量の周波数特性を示すグラフ、
第３図はこの発明の他の実施例によるスイツチド
ライン形移相器を示す斜視図、第４図は従来のス
イツチドライン形移相器を示す斜視図、第５図は
第４図の従来の構成による移相量の周波数特性を
示す図である。図中、１は誘電体基板、２は地導
体、３は入出力線路、４は基準側線路、５は遅れ
側線路、６ａ，６ｂはPINダイオード、７は金リ
ボン、８は開放スタブ、９は接地パツドである。
なお、図中同一あるいは相当部分には同一符号を
付して示してある。
Claims (1)
- １ マイクロ波の通過する経路を交互に第１の経
路と第２の経路に切換えて、第１の経路と第２の
経路の透過位相の差を利用して移相器として働く
スイツチドライン形移相器において、第１の経
路，もしくは第２の経路の一部に、先端をマイク
ロ波的に開放し中心周波数の約２分の１波長もし
くはその整数倍の電気長を持つ線路を並列に付加
したことを特徴とするスイツチドライン形移相
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27032986A JPS63123202A (ja) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | スイツチドライン形移相器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27032986A JPS63123202A (ja) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | スイツチドライン形移相器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63123202A JPS63123202A (ja) | 1988-05-27 |
| JPH0453441B2 true JPH0453441B2 (ja) | 1992-08-26 |
Family
ID=17484745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27032986A Granted JPS63123202A (ja) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | スイツチドライン形移相器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63123202A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0421201A (ja) * | 1990-05-16 | 1992-01-24 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 移相器 |
| JP3191891B2 (ja) * | 1993-04-21 | 2001-07-23 | 三菱電機株式会社 | ９０°移相器 |
| US6275120B1 (en) * | 1998-04-09 | 2001-08-14 | Harris Corporation | Microstrip phase shifter having phase shift filter device |
| JP2000295003A (ja) | 1999-04-02 | 2000-10-20 | Nec Corp | 移相器 |
| CN111122610B (zh) * | 2019-11-22 | 2021-09-03 | 上海大学 | 一种基于半整数阶谐振模式的有源传感器 |
-
1986
- 1986-11-13 JP JP27032986A patent/JPS63123202A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63123202A (ja) | 1988-05-27 |
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