JPH06296101A - ローデッドライン形半導体移相器 - Google Patents

ローデッドライン形半導体移相器

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JPH06296101A
JPH06296101A JP8070093A JP8070093A JPH06296101A JP H06296101 A JPH06296101 A JP H06296101A JP 8070093 A JP8070093 A JP 8070093A JP 8070093 A JP8070093 A JP 8070093A JP H06296101 A JPH06296101 A JP H06296101A
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JP
Japan
Prior art keywords
line
phase shifter
loading
switching element
type semiconductor
Prior art date
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Pending
Application number
JP8070093A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Aoki
浩 青木
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体スイッチング素子をオン、オフと切換
えることによって透過位相を制御するローデッドライン
形半導体移相器において、小さい移相量の移相器を容易
に得ることを目的とする。 【構成】 誘電体基板の裏面を地導体とし、表面にマイ
クロストリップ線路で構成される主線路に装荷線路を並
列に接続し、その装荷線路の一部を結合線路としてその
先端をPINダイオード等の半導体スイッチング素子に
接続する。PINダイオードのもう一端は接地用線路を
介して金リボン等でマイクロ波的に接地する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、フェーズドアレーア
ンテナの位相制御等に用いられるローデッドライン形半
導体移相器の小移相量化に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7は従来のローデッドライン形半導体
移相器を示す斜視図であり、図において、1は誘電体基
板、2はこの誘電体基板1の裏面に施された地導体、3
は誘電体基板1の表面にマイクロストリップ線路として
構成される主線路、4a、4bは中心周波数の約4分の
1波長の間隔で主線路3に並列に接続される装荷線路、
5a、5bは装荷線路4a、4bの先端に各々直列に接
続されるスイッチング半導体素子であるPINダイオー
ド、6a、6bはPINダイオード5a、5bに各々直
列に接続される接地用線路、7a、7bは接地用線路6
a、6bと地導体2を接続するための金リボンである。
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。
【0003】次に動作について説明する。ローデッドラ
イン形半導体移相器は、PINダイオードをオン、オフ
と切換えた時のインピーダンスの差異を利用して、主線
路から見た装荷線路のサセプタンス値を切換えて主線路
の透過位相を制御するものである。PINダイオード5
a、5bは、オン、オフに相当する直流バイアスを印加
することにより、オン時には1Ω程度の小さな純抵抗、
オフ時には0.1pF程度の小さな容量成分として働
く。また、PINダイオード5a、5bの一端は、接地
用線路6a、6bに接線され、さらに金リボン7a、7
bで地導体2に接続されているので、ダイオード5a、
5bはマイクロ波的に接地される。そのため、装荷線路
4a、4bからPINダイオード5a、5bに伝搬する
マイクロ波は、ほぼ完全反射の状態で装荷線路4a、4
bに戻って行く。この際、オン時とオフ時ではダイオー
ドインピーダンスが異なるため、反射位相は違う値とな
る。装荷線路4a、4bは主線路3に各々並列に接続さ
れているので、主線路3から見た装荷線路4a、4bの
サセプタンス値はオン時とオフ時で異なる値となる。主
線路3に並列にサセプタンスが装荷されると、その値に
より主線路3の透過位相は変化することから、オン時と
オフ時で主線路3の透過位相は異なる値となり、移相器
として働く。なお、装荷線路4a、4bは中心周波数の
約4分の1波長の間隔で主線路3に並列に接続されてお
り、装荷線路4a、4bで生じる反射を打ち消すような
構成となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のローデッドライ
ン形半導体移相器は以上のように構成されているので、
11.25°のような小さい移相量を実現するにはPI
Nダイオードのオン、オフのインピーダンスの差異を小
さく見せるために装荷線路のインピーダンスを高くする
必要があった。そのためにはマイクロストリップの線路
幅を細くすることになるが、製造上の限界があるため小
さい移相量の移相器を構成することが困難であるという
問題点があった。
【0005】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、小さな移相量のローデッドライ
ン形半導体移相器を得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係るローデッ
ドライン形半導体移相器は、装荷線路の一部を、中心周
波数の約4分の1波長の長さを持つ結合線路としたもの
である。
【0007】この発明に係るローデッドライン形半導体
移相器は、装荷線路の一部を、中心周波数の約4分の1
波長の長さを持つ結合線路とし、結合線路の開放端に先
端開放線路を接続したものである。
【0008】この発明に係るローデッドライン形半導体
移相器は、装荷線路の一部を、中心周波数の約4分の1
波長の長さを持つ結合線路とし、結合線路上に誘電体基
板を装着したものである。
【0009】この発明に係るローデッドライン形半導体
移相器は、装荷線路の一部を、中心周波数の約4分の1
波長の長さを持つ結合線路とし、結合線路上に空間を介
して、金属板を装着したものである。
【0010】
【作用】この発明における結合線路は、中心周波数の約
4分の1波長の長さを持っているため、方向性結合器と
して作用し、装荷線路へ伝搬されたマイクロ波は方向性
結合器の通過端、結合端へ分配される。しかし、通過端
も結合端も開放端となっているためそこで完全反射して
アイソレーション端で合成される。この時、通過端、結
合端への分配比が等分配であれば、すべての電力がアイ
ソレーション端で合成されてダイオードの方向へ伝搬さ
れる。しかし、方向性結合器の結合度を小さくすること
によってマイクロ波は全てダイオードの方向へ伝搬され
ず、直接入力側へ戻ってゆくことになるため、ダイオー
ドのインピーダンスの寄与は小さくなる。即ちダイオー
ドのオン時、オフ時のインピーダンスの差異が大きくて
も結合線路を介した装荷線路を構成することによって主
線路から見た時の装荷線路のサセプタンス値のオン時、
オフ時の変化が小さくできる。これにより、小さな移相
量の移相器を構成することが可能となる。
【0011】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1において、8a、8bは装荷線路の一部を構
成する結合線路である。9a、9bは入力端、10a、
10bは通過端、11a、11bは結合端、12a、1
2bはアイソレーション端である。
【0012】次に動作について説明する。主線路3に並
列に接続される装荷線路4a、4bに伝搬されるマイク
ロ波は結合線路8a、8bに供給される。この時、結合
線路8a、8bの長さは中心周波数の約4分の1波長と
なっているため方向性結合器として作用する。マイクロ
波は、入力端9a、9bに入射すると、通過端10a、
10b、結合端11a、11bに分配される。しかしど
ちらも開放端であるため完全反射してアイソレーション
端12a、12bに合成される。この時方向性結合器の
分配比が等分配であれば、全てのマイクロ波はアイソレ
ーション端12a、12bに合成され、PINダイオー
ド5a、5bの方向へ伝搬される。しかし、方向性結合
器の結合度を小さくすると不等分配となり、一部のマイ
クロ波はPINダイオード5a、5bの方向へ伝搬する
が、それ以外のマイクロ波は直接入力端9a、9bに戻
って行く。結局、PINダイオード5a、5bに関係な
く主線路3の方向に戻るマイクロ波と、PINダイオー
ド5a、5bの反射位相の寄与を受けて主線路3の方向
に戻るマイクロ波の合成から、主線路3から見た装荷線
路4a、4bのサセプタンス値が決定する。オン時、オ
フ時のサセプタンス値の変化は、結合線路8a、8bの
結合度を小さくすることによって小さくなるので、主線
路3の透過位相の変化も小さくなり、小さな移相量の移
相器が実現できる。なお、装荷線路は2本でなく、1本
もしくは3本以上でも構成可能である。
【0013】実施例2.図2は、この発明の他の実施例
を示すものである。図において、13a、13bは方向
性結合器の通過端10a、10b、結合端11a、11
bに接続される先端開放線路である。動作の概要は、図
1で示した実施例とほぼ同じであるが、先端開放線路1
3a、13bを付加することによって、PINダイオー
ド5a、5bに関係なく直接主線路3の方向に戻るマイ
クロ波と、PINダイオード5a、5bの寄与を受けて
戻るマイクロ波の位相関係が変化するため、先端開放線
路13a、13bの長さを可変することによって、移相
量を調整することが可能となる。
【0014】実施例3.この発明の他の実施例を示す正
面図を図3に、側面図を図4に示す。図において、14
a、14bは結合線路8a、8bの上に装着される誘電
体である。この誘電体14a、14bによって結合度が
変化し、移相器の移相量を調整することが可能となる。
【0015】実施例4.この発明の他の実施例を示す正
面図を図5に、側面図を図6に示す。図において、15
a、16aは結合線路8a、8bの上部に空気層を介し
て装着される金属板である。この金属板14a、14b
によって結合度が変化し、移相器の移相量を調整するこ
とが可能となる。なお、空気層のかわりに誘電体層とし
ても良い。
【0016】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、装荷
線路の一部を結合線路で構成したので、容易に小さな移
相量の移相器を得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1におけるローデッドライン
形半導体移相器の斜視図である。
【図2】この発明の実施例2におけるローデッドライン
形半導体移相器の斜視図である。
【図3】この発明の実施例3におけるローデッドライン
形半導体移相器の正面図である。
【図4】この発明の実施例3におけるローデッドライン
形半導体移相器の側面図である。
【図5】この発明の実施例4におけるローデッドライン
形半導体移相器の正面図である。
【図6】この発明の実施例4におけるローデッドライン
形半導体移相器の側面図である。
【図7】従来のローデッドライン形半導体移相器の斜視
図である。
【符号の説明】
1 誘電体基板 2 地導体 3 主線路 4 装荷線路 5 PINダイオード 8 結合線路 13 先端開放線路 14 誘電体 15 金属板

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体基板と、この誘電体基板の一方面
    に施される地導体と、この誘電体基板の他方面にマイク
    ロストリップ線路として構成される主線路と、この主線
    路に並列に接続される1本あるいは複数本の装荷線路
    と、上記装荷線路の先端に直列に接続されるPINダイ
    オード等の半導体スイッチング素子と、上記半導体スイ
    ッチング素子のもう一端をマイクロ波的に接地する手
    段、および半導体スイッチング素子に直流バイアスを印
    加する手段を具備するローデッドライン形半導体移相器
    において、装荷線路の一部を中心周波数の約4分の1波
    長の長さの結合線路で構成することを特徴とするローデ
    ッドライン形半導体移相器。
  2. 【請求項2】 誘電体基板と、この誘電体基板の一方面
    に施される地導体と、この誘電体基板の他方面にマイク
    ロストリップ線路として構成される主線路と、この主線
    路に並列に接続される1本あるいは複数本の装荷線路
    と、上記装荷線路の先端に直列に接続されるPINダイ
    オード等の半導体スイッチング素子と、上記半導体スイ
    ッチング素子のもう一端をマイクロ波的に接地する手
    段、および半導体スイッチング素子に直流バイアスを印
    加する手段を具備するローデッドライン形半導体移相器
    において、装荷線路の一部を中心周波数の約4分の1波
    長の長さの結合線路で構成し、かつ上記結合線路の開放
    端に先端開放線路を接続したことを特徴とするローデッ
    ドライン形半導体移相器。
  3. 【請求項3】 誘電体基板と、この誘電体基板の一方面
    に施される地導体と、この誘電体基板の他方面にマイク
    ロストリップ線路として構成される主線路と、この主線
    路に並列に接続される1本あるいは複数本の装荷線路
    と、上記装荷線路の先端に直列に接続されるPINダイ
    オード等の半導体スイッチング素子と、上記半導体スイ
    ッチング素子のもう一端をマイクロ波的に接地する手
    段、および半導体スイッチング素子に直流バイアスを印
    加する手段を具備するローデッドライン形半導体移相器
    において、装荷線路の一部を中心周波数の約4分の1波
    長の長さの結合線路で構成し、かつ上記結合線路の部分
    に誘電体を装着することを特徴とするローデッドライン
    形半導体移相器。
  4. 【請求項4】 誘電体基板と、この誘電体基板の一方面
    に施される地導体と、この誘電体基板の他方面にマイク
    ロストリップ線路として構成される主線路と、この主線
    路に並列に接続される1本あるいは複数本の装荷線路
    と、上記装荷線路の先端に直列に接続されるPINダイ
    オード等の半導体スイッチング素子と、上記半導体スイ
    ッチング素子のもう一端をマイクロ波的に接地する手
    段、および半導体スイッチング素子に直流バイアスを印
    加する手段を具備するローデッドライン形半導体移相器
    において、装荷線路の一部を中心周波数の約4分の1波
    長の長さの結合線路で構成し、かつ上記結合線路の部分
    に空気層あるいは誘電体層を介して金属板を装着するこ
    とを特徴とするローデッドライン形半導体移相器。
JP8070093A 1993-04-07 1993-04-07 ローデッドライン形半導体移相器 Pending JPH06296101A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100581271B1 (ko) * 1998-09-04 2006-05-22 루센트 테크놀러지스 인크 반사 모드 위상 시프터
KR100974438B1 (ko) * 2008-05-30 2010-08-06 전자부품연구원 메타머티리얼 소자를 포함하는 위상 조정기
WO2017199429A1 (ja) * 2016-05-20 2017-11-23 三菱電機株式会社 電力増幅器
CN116632478A (zh) * 2023-07-04 2023-08-22 合肥工业大学 一种功能与性能均可重构的微波无源器件

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CN116632478B (zh) * 2023-07-04 2025-09-19 合肥工业大学 一种功能与性能均可重构的微波无源器件

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