JPH05121902A - 移相器 - Google Patents
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- JPH05121902A JPH05121902A JP30554391A JP30554391A JPH05121902A JP H05121902 A JPH05121902 A JP H05121902A JP 30554391 A JP30554391 A JP 30554391A JP 30554391 A JP30554391 A JP 30554391A JP H05121902 A JPH05121902 A JP H05121902A
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- RDYMFSUJUZBWLH-UHFFFAOYSA-N endosulfan Chemical compound C12COS(=O)OCC2C2(Cl)C(Cl)=C(Cl)C1(Cl)C2(Cl)Cl RDYMFSUJUZBWLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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Landscapes
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】伝送信号の位相を連続的に変化させることがで
き、又、遠隔制御の可能な移相器を実現する。 【構成】外部導体１及び内部導体２より成る同軸線路の
一端から、固体誘電体より成る可動筒体３を外部導体１
と内部導体２の間において軸方向に滑動可能に挿入して
形成したスタブの入力端を、方向性結合器、サ−キュレ
−タ又はハイブリッド回路等の結合回路４に接続したも
のである。
き、又、遠隔制御の可能な移相器を実現する。 【構成】外部導体１及び内部導体２より成る同軸線路の
一端から、固体誘電体より成る可動筒体３を外部導体１
と内部導体２の間において軸方向に滑動可能に挿入して
形成したスタブの入力端を、方向性結合器、サ−キュレ
−タ又はハイブリッド回路等の結合回路４に接続したも
のである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超短波ないしマイクロ
波帯における各種電気又は電子機器回路における移相器
に関するものである。
波帯における各種電気又は電子機器回路における移相器
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超短波ないしマイクロ波帯における各種
電気又は電子機器回路において従来用いられている移相
器、例えばビ−ムチルトアンテナを構成する各素子アン
テナの給電位相を変化させるために用いられる移相器
は、互いに長さの異なる例えば４本の伝送線を、切換え
スイッチの切換えによって選択的に給電線に挿入するよ
うに構成されている。
電気又は電子機器回路において従来用いられている移相
器、例えばビ−ムチルトアンテナを構成する各素子アン
テナの給電位相を変化させるために用いられる移相器
は、互いに長さの異なる例えば４本の伝送線を、切換え
スイッチの切換えによって選択的に給電線に挿入するよ
うに構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の移相器にお
いては、互いに長さの異なる伝送線及び切換えスイッチ
を各複数個必要とするから構成が複雑大形となるばかり
でなく、給電位相を連続的に変化させることができな
い。
いては、互いに長さの異なる伝送線及び切換えスイッチ
を各複数個必要とするから構成が複雑大形となるばかり
でなく、給電位相を連続的に変化させることができな
い。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、外部導体及び
内部導体より成る同軸線路の一端から、固体誘電体より
成る可動筒体を前記外部導体と内部導体間において軸方
向に滑動可能に挿入して成るスタブと、前記スタブの入
力端が接続される方向性結合器、サ−キュレ−タ又はハ
イブリッド回路等の結合回路とを備えた移相器を実現す
ることによって、従来の欠点を除こうとするものであ
る。
内部導体より成る同軸線路の一端から、固体誘電体より
成る可動筒体を前記外部導体と内部導体間において軸方
向に滑動可能に挿入して成るスタブと、前記スタブの入
力端が接続される方向性結合器、サ−キュレ−タ又はハ
イブリッド回路等の結合回路とを備えた移相器を実現す
ることによって、従来の欠点を除こうとするものであ
る。
【０００５】
【作用】同軸線路を形成する外部導体と内部導体間への
固体誘電体より成る可動筒体の挿入長を変えると、スタ
ブにおける入力反射係数の位相角が変化し、したがっ
て、本発明移相器を伝送線路に結合すると、伝送信号の
位相が変化する。
固体誘電体より成る可動筒体の挿入長を変えると、スタ
ブにおける入力反射係数の位相角が変化し、したがっ
て、本発明移相器を伝送線路に結合すると、伝送信号の
位相が変化する。
【０００６】
【実施例】図１は、本発明の一実施例の要部を示す一部
断面を有する図で、１は筒形の外部導体、２は棒状又は
比較的細い筒形の内部導体で、両導体によって同軸線路
が形成される。外部導体１及び内部導体２の横断面にお
ける輪郭形状は、何れも円形又は何れも角形或は何れか
一方を円形、他方を角形に形成して本発明を実施するこ
とができる。３は固体誘電体より成る可動筒体で、その
横断面における外周縁の形状を外部導体１の横断面にお
ける内周縁の形状にほぼ一致させ、固体誘電体より成る
可動筒体３の横断面における内周縁の形状を内部導体２
の横断面における外周縁の形状にほぼ一致させると共
に、固体誘電体より成る可動筒体３の肉厚を適当にし
て、固体誘電体より成る可動筒体３が外部導体１と内部
導体２の間において軸方向に滑動自在なように形成して
ある。４は外部回路との結合回路で、例えば方向性結合
器、サ−キュレ−タ又はハイブリッド回路等より成る。
図１には示していないが、固体誘電体より成る可動筒体
３の外端部に、例えばラック及びピニオンを介して例え
ばパルスモ−タを結合し、パルスモ−タの正方向又は逆
方向回転に応じて固体誘電体より成る可動筒体３を前進
又は後退させ、外部導体１及び内部導体２の間への固体
誘電体より成る可動筒体３の挿入軸長を連続的に微細に
制御できるように構成する。
断面を有する図で、１は筒形の外部導体、２は棒状又は
比較的細い筒形の内部導体で、両導体によって同軸線路
が形成される。外部導体１及び内部導体２の横断面にお
ける輪郭形状は、何れも円形又は何れも角形或は何れか
一方を円形、他方を角形に形成して本発明を実施するこ
とができる。３は固体誘電体より成る可動筒体で、その
横断面における外周縁の形状を外部導体１の横断面にお
ける内周縁の形状にほぼ一致させ、固体誘電体より成る
可動筒体３の横断面における内周縁の形状を内部導体２
の横断面における外周縁の形状にほぼ一致させると共
に、固体誘電体より成る可動筒体３の肉厚を適当にし
て、固体誘電体より成る可動筒体３が外部導体１と内部
導体２の間において軸方向に滑動自在なように形成して
ある。４は外部回路との結合回路で、例えば方向性結合
器、サ−キュレ−タ又はハイブリッド回路等より成る。
図１には示していないが、固体誘電体より成る可動筒体
３の外端部に、例えばラック及びピニオンを介して例え
ばパルスモ−タを結合し、パルスモ−タの正方向又は逆
方向回転に応じて固体誘電体より成る可動筒体３を前進
又は後退させ、外部導体１及び内部導体２の間への固体
誘電体より成る可動筒体３の挿入軸長を連続的に微細に
制御できるように構成する。
【０００７】外部導体１及び内部導体２の間に固体誘電
体より成る可動筒体３が挿入されることなく空気が介在
している部分の軸長をLA、特性インピ−ダンスをZA、特
性アドミタンスをYA、基本マトリクスを［FA］で表すと
共に、固体誘電体より成る可動筒体３の挿入されている
部分の軸長をLD、特性インピ−ダンスをZD、特性アドミ
タンスをYD、基本マトリクスを［FD］で表すと、外部導
体１、内部導体２及び固体誘電体より成る可動筒体３よ
り成るスタブの基本マトリクス［FAD ］は、次式で表さ
れる。
体より成る可動筒体３が挿入されることなく空気が介在
している部分の軸長をLA、特性インピ−ダンスをZA、特
性アドミタンスをYA、基本マトリクスを［FA］で表すと
共に、固体誘電体より成る可動筒体３の挿入されている
部分の軸長をLD、特性インピ−ダンスをZD、特性アドミ
タンスをYD、基本マトリクスを［FD］で表すと、外部導
体１、内部導体２及び固体誘電体より成る可動筒体３よ
り成るスタブの基本マトリクス［FAD ］は、次式で表さ
れる。
【０００８】
【数１】 式（１）において、 mA＝２π／λA λA ：固体誘電体より成る可動筒体３が挿入されていな
い部分における管内波長 mD＝２π／λD λD ：固体誘電体より成る可動筒体３が挿入されている
部分における管内波長
い部分における管内波長 mD＝２π／λD λD ：固体誘電体より成る可動筒体３が挿入されている
部分における管内波長
【０００９】スタブを形成する外部導体１及び内部導体
２の各右端部（図１に向かって右側の端部）に負荷ZLを
接続した場合における複素反射係数Γは、電源インピ−
ダンスをZOとすると次式で求められる。
２の各右端部（図１に向かって右側の端部）に負荷ZLを
接続した場合における複素反射係数Γは、電源インピ−
ダンスをZOとすると次式で求められる。
【数２】 負荷ZLを無限大にした場合、すなわち、外部導体１及び
内部導体２の各右端部間を開放した場合における複素反
射係数ΓO は、次式で求められる。式（２）における右
辺の分子及び分母をZLで割ると、
内部導体２の各右端部間を開放した場合における複素反
射係数ΓO は、次式で求められる。式（２）における右
辺の分子及び分母をZLで割ると、
【数３】 上式のZLを無限大とすると、
【数４】 複素反射係数ΓO の位相角θO は、次式で表される。
【数５】 上記各式から明らかなように、固体誘電体より成る可動
筒体３の挿入長LDを変えると、複素反射係数ΓO の絶対
値は１で、位相角θO のみ変えることができる。すなわ
ち、反射損失を伴うことなく、反射波の位相のみを変え
ることができる。
筒体３の挿入長LDを変えると、複素反射係数ΓO の絶対
値は１で、位相角θO のみ変えることができる。すなわ
ち、反射損失を伴うことなく、反射波の位相のみを変え
ることができる。
【００１０】図２は、図１に示した結合回路４を方向性
結合器、例えば出力相互の位相差が90°で、結合度がほ
ぼ3dB の方向性結合器で構成した場合における結合回路
４の電気的特性を説明するための図で、図２において、
DCP は方向性結合器、T1は入力端子、T2はダイレクト端
子、T3は結合端子、T4はアイソレ−ション端子である。
方向性結合器DCP の電圧結合係数をCC、結合線路部の電
気角をθC とすると、この方向性結合器のスキャッタリ
ングマトリックス［Ｓ］は、次式で表される。
結合器、例えば出力相互の位相差が90°で、結合度がほ
ぼ3dB の方向性結合器で構成した場合における結合回路
４の電気的特性を説明するための図で、図２において、
DCP は方向性結合器、T1は入力端子、T2はダイレクト端
子、T3は結合端子、T4はアイソレ−ション端子である。
方向性結合器DCP の電圧結合係数をCC、結合線路部の電
気角をθC とすると、この方向性結合器のスキャッタリ
ングマトリックス［Ｓ］は、次式で表される。
【００１１】
【数６】 式（５）において、
【数７】
【００１２】端子T1に入力電圧Eiを印加した場合におけ
る端子T1ないしT4の各出力電圧EO1、EO2 、EO3 およびE
O4 は、次式で求められる。
る端子T1ないしT4の各出力電圧EO1、EO2 、EO3 およびE
O4 は、次式で求められる。
【数８】
【００１３】図３は、図１の等価回路図、すなわち、図
１の結合回路４を図２について説明した方向性結合器で
構成した場合の等価回路図で、STB は図１における外部
導体１、内部導体２及び固体誘電体より成る可動筒体３
より成るスタブで、他の符号は図２と同様である。方向
性結合器DCP の端子T1に入力電圧Eiを印加すると、端子
T2及びT3には次式に示す反射電圧E2R 及びE3R が現れ
る。
１の結合回路４を図２について説明した方向性結合器で
構成した場合の等価回路図で、STB は図１における外部
導体１、内部導体２及び固体誘電体より成る可動筒体３
より成るスタブで、他の符号は図２と同様である。方向
性結合器DCP の端子T1に入力電圧Eiを印加すると、端子
T2及びT3には次式に示す反射電圧E2R 及びE3R が現れ
る。
【数９】
【００１４】したがって、端子T1に入力電圧Eiを印加し
た場合における端子T1ないしT4の各出力電圧EO1S、
EO2S、EO3S及びEO4Sは、次式で求められる。
た場合における端子T1ないしT4の各出力電圧EO1S、
EO2S、EO3S及びEO4Sは、次式で求められる。
【数１０】
【００１５】式（７）、式（８）及び式（９）から端子
T1及びT4の出力電圧EO1S及びEO4Sを求め、方向性結合器
DCP の電圧結合係数CCを、
T1及びT4の出力電圧EO1S及びEO4Sを求め、方向性結合器
DCP の電圧結合係数CCを、
【数１１】 と置くと共に、方向性結合器DCP における結合線路部の
電気角θC を90°として、出力電圧EO1S及びEO4Sを表す
式を整理すると、出力電圧EO1S及びEO4Sは次式で表され
る。
電気角θC を90°として、出力電圧EO1S及びEO4Sを表す
式を整理すると、出力電圧EO1S及びEO4Sは次式で表され
る。
【数１２】 すなわち、端子T1（又はT4）に加えられた電圧は、損失
を伴うことなく、位相のみがθO だけ変化して端子T
4（又はT1）に現れ、端子T1（又はT4）に反射電圧が現
れることはない。
を伴うことなく、位相のみがθO だけ変化して端子T
4（又はT1）に現れ、端子T1（又はT4）に反射電圧が現
れることはない。
【００１６】図４は、本発明の他の実施例の要部を示す
断面図（図５のＸ−Ｘ断面図）、図５は背面図で、両図
において、１は外部導体、２は内部導体、３は固体誘電
体より成る可動筒体、４は結合回路、５は短絡導体で、
外部導体１及び内部導体２の各外端部間を電気的に短絡
する。６は切込みで、固体誘電体より成る可動筒体３の
側壁のうち、短絡導体５を設けた箇所に対応する側壁部
分の外端部から適宜軸長に亙って設けると共に、切込み
６の幅を短絡導体５の幅に比し適宜大にしてある。この
実施例においては、外部導体１、内部導体２及び固体誘
電体より成る可動筒体３によって短絡型スタブが形成さ
れ、固体誘電体より成る可動筒体３の側壁に設けた切込
み６が短絡導体５の位置に対応すると共に、切込み６の
幅が短絡導体５の幅に比し適宜大であるから、固体誘電
体より成る可動筒体３の軸方向への滑動が阻害されるお
それはない。この実施例においても、固体誘電体より成
る可動筒体３の外端部に軸方向の駆動素子を設けること
前実施例と同様である。
断面図（図５のＸ−Ｘ断面図）、図５は背面図で、両図
において、１は外部導体、２は内部導体、３は固体誘電
体より成る可動筒体、４は結合回路、５は短絡導体で、
外部導体１及び内部導体２の各外端部間を電気的に短絡
する。６は切込みで、固体誘電体より成る可動筒体３の
側壁のうち、短絡導体５を設けた箇所に対応する側壁部
分の外端部から適宜軸長に亙って設けると共に、切込み
６の幅を短絡導体５の幅に比し適宜大にしてある。この
実施例においては、外部導体１、内部導体２及び固体誘
電体より成る可動筒体３によって短絡型スタブが形成さ
れ、固体誘電体より成る可動筒体３の側壁に設けた切込
み６が短絡導体５の位置に対応すると共に、切込み６の
幅が短絡導体５の幅に比し適宜大であるから、固体誘電
体より成る可動筒体３の軸方向への滑動が阻害されるお
それはない。この実施例においても、固体誘電体より成
る可動筒体３の外端部に軸方向の駆動素子を設けること
前実施例と同様である。
【００１７】この実施例におけるスタブは短絡型スタブ
であるから、式（２）における負荷ZLは零で、したがっ
て、この場合の複素反射係数ΓS 及び複素反射係数ΓS
の位相角θS は、それぞれ次式で表される。
であるから、式（２）における負荷ZLは零で、したがっ
て、この場合の複素反射係数ΓS 及び複素反射係数ΓS
の位相角θS は、それぞれ次式で表される。
【数１３】 この実施例においては、式（10）及び式（11）における
複素反射係数ΓO をΓS で置換えることによって、出力
電圧EO1S及びEO4Sを求めることができる。
複素反射係数ΓO をΓS で置換えることによって、出力
電圧EO1S及びEO4Sを求めることができる。
【００１８】図６は、図１、図４及び図５に示した各実
施例における固体誘電体より成る可動筒体３の挿入長と
複素反射係数ΓO の位相角θOとの関係の一例及び固体
誘電体より成る可動筒体３の挿入長と複素反射係数ΓS
の位相角θS との関係の一例を、それぞれ理論計算値に
基づいて示した曲線図で、横軸は固体誘電体より成る可
動筒体３の挿入長LD(mm)、縦軸は位相角θO 又はθS (d
eg) である。位相角θO の変化を示す曲線及び位相角θ
S の変化を示す曲線の何れの曲線も、外部導体１及び内
部導体２の各軸長を400mm 、特性インピ−ダンスZAを50
Ω、固体誘電体より成る可動筒体３の比誘電率を2.3 、
使用周波数を750MHzとして求めたものである。
施例における固体誘電体より成る可動筒体３の挿入長と
複素反射係数ΓO の位相角θOとの関係の一例及び固体
誘電体より成る可動筒体３の挿入長と複素反射係数ΓS
の位相角θS との関係の一例を、それぞれ理論計算値に
基づいて示した曲線図で、横軸は固体誘電体より成る可
動筒体３の挿入長LD(mm)、縦軸は位相角θO 又はθS (d
eg) である。位相角θO の変化を示す曲線及び位相角θ
S の変化を示す曲線の何れの曲線も、外部導体１及び内
部導体２の各軸長を400mm 、特性インピ−ダンスZAを50
Ω、固体誘電体より成る可動筒体３の比誘電率を2.3 、
使用周波数を750MHzとして求めたものである。
【００１９】図７もまた本発明の他の実施例、すなわ
ち、図１における結合回路４をサ−キュレ−タで形成し
た実施例の等価回路図で、CCL はサ−キュレ−タ、STB
は図１について説明したと同様の開放型スタブである。
サ−キュレ−タCCL の入力端子TC1 に加えられた電圧
は、出力端子TC2 から開放型スタブSTB に加えられ、開
放型スタブSTB における反射波は端子TC2 を介してサ−
キュレ−タCCL に加えられ、アイソレ−ション端子TC3
から出力される。端子TC3 から出力される電圧は、損失
を伴うことなく、位相のみが複素反射係数ΓO の位相角
θO だけ変化すること図１に示した実施例と同様であ
る。図７における開放型スタブSTB を、図４及び図５に
ついて説明した短絡型スタブに置換えても本発明を実施
できること勿論である。
ち、図１における結合回路４をサ−キュレ−タで形成し
た実施例の等価回路図で、CCL はサ−キュレ−タ、STB
は図１について説明したと同様の開放型スタブである。
サ−キュレ−タCCL の入力端子TC1 に加えられた電圧
は、出力端子TC2 から開放型スタブSTB に加えられ、開
放型スタブSTB における反射波は端子TC2 を介してサ−
キュレ−タCCL に加えられ、アイソレ−ション端子TC3
から出力される。端子TC3 から出力される電圧は、損失
を伴うことなく、位相のみが複素反射係数ΓO の位相角
θO だけ変化すること図１に示した実施例と同様であ
る。図７における開放型スタブSTB を、図４及び図５に
ついて説明した短絡型スタブに置換えても本発明を実施
できること勿論である。
【００２０】図１における結合回路４として上記のよう
な結合回路を用いる他、例えばTEM伝送線路又は準TEM
伝送線路で形成した方向性結合器或はTEM 伝送線路又は
準TEM 伝送線路で形成したハイブリッド回路等を用いて
もよい。又、以上は例えばラック、ピニオン及びパルス
モ−タによって固体誘電体より成る可動筒体３を軸方向
に駆動するように構成した場合について説明したが、手
動的に駆動するようにしてもよい。
な結合回路を用いる他、例えばTEM伝送線路又は準TEM
伝送線路で形成した方向性結合器或はTEM 伝送線路又は
準TEM 伝送線路で形成したハイブリッド回路等を用いて
もよい。又、以上は例えばラック、ピニオン及びパルス
モ−タによって固体誘電体より成る可動筒体３を軸方向
に駆動するように構成した場合について説明したが、手
動的に駆動するようにしてもよい。
【００２１】
【発明の効果】本発明移相器は、構成が比較的簡潔で、
入力電圧の位相を連続的に変化させることが可能であ
り、又、固体誘電体より成る可動筒体３の駆動を遠隔地
点から制御できる等の特長を有するもので、各種電気又
は電子機器回路における移相器として用いて効果甚だ大
である。
入力電圧の位相を連続的に変化させることが可能であ
り、又、固体誘電体より成る可動筒体３の駆動を遠隔地
点から制御できる等の特長を有するもので、各種電気又
は電子機器回路における移相器として用いて効果甚だ大
である。
【図１】本発明の一実施例の要部を示す一部断面を有す
る図である。
る図である。
【図２】本発明移相器における結合回路の特性の一例を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図３】本発明移相器の等価回路図である。
【図４】本発明の他の実施例の要部を示す一部断面を有
する図である。
する図である。
【図５】本発明の他の実施例の要部を示す背面図であ
る。
る。
【図６】本発明移相器の特性の一例を示す曲線図であ
る。
る。
【図７】本発明の他の実施例を示す等価回路図である。
１ 外部導体 ２ 内部導体 ３ 固体誘電体より成る可動筒体 ４ 結合回路 DCP 方向性結合器 T1 入力端子 T2 ダイレクト端子 T3 結合端子 T4 アイソレ−ション端子 STB スタブ ５ 短絡導体 ６ 切込み CCL サ−キュレ−タ TC1 入力端子 TC2 出力端子 TC3 アイソレ−ション端子
Claims (6)
- 【請求項１】外部導体及び内部導体より成る同軸線路の
一端から、固体誘電体より成る可動筒体を前記外部導体
と内部導体間において軸方向に滑動可能に挿入して成る
スタブを備えたことを特徴とする移相器。 - 【請求項２】スタブが開放型スタブである請求項１に記
載の移相器。 - 【請求項３】スタブが短絡型スタブである請求項１に記
載の移相器。 - 【請求項４】外部導体及び内部導体より成る同軸線路の
一端から、固体誘電体より成る可動筒体を前記外部導体
と内部導体間において軸方向に滑動可能に挿入して成る
スタブと、 前記スタブの入力端が接続される方向性結合器とを備え
たことを特徴とする移相器。 - 【請求項５】外部導体及び内部導体より成る同軸線路の
一端から、固体誘電体より成る可動筒体を前記外部導体
と内部導体間において軸方向に滑動可能に挿入して成る
スタブと、 前記スタブの入力端が接続されるサ−キュレ−タとを備
えたことを特徴とする移相器。 - 【請求項６】外部導体及び内部導体より成る同軸線路の
一端から、固体誘電体より成る可動筒体を前記外部導体
と内部導体間において軸方向に滑動可能に挿入して成る
スタブと、 前記スタブの入力端が接続されるハイブリッド回路とを
備えたことを特徴とする移相器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30554391A JPH05121902A (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 移相器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30554391A JPH05121902A (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 移相器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05121902A true JPH05121902A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=17946428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30554391A Pending JPH05121902A (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 移相器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05121902A (ja) |
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- 1991-10-25 JP JP30554391A patent/JPH05121902A/ja active Pending
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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