JPH104305A - 電力分配型移相器 - Google Patents

電力分配型移相器

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JPH104305A
JPH104305A JP15657796A JP15657796A JPH104305A JP H104305 A JPH104305 A JP H104305A JP 15657796 A JP15657796 A JP 15657796A JP 15657796 A JP15657796 A JP 15657796A JP H104305 A JPH104305 A JP H104305A
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JP
Japan
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strip conductor
power distribution
phase shifter
fixed strip
type phase
Prior art date
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Application number
JP15657796A
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English (en)
Inventor
Ryuji Matsui
竜二 松井
Shinji Okamoto
信治 岡本
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
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  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 これまでの電力分配型移相器では電力分配比
を自由に設定することができなかった。 【解決手段】 2つの端部1、2を有する固定ストリッ
プ導体3と接触又は非接触で結合される可動ストリップ
導体4が同固定ストリップ導体3上を可動すると、可動
ストリップ導体4に入力された信号が固定ストリップ導
体3との結合部5から同固定ストリップ導体3の両端部
1、2へ分配され、且つ夫々の端部1、2から位相が変
化されて出力される電力分配型移相器において、前記可
動ストリップ導体4の固定ストリップ導体3との結合部
5に、設計電力分配比に対応した幅、及び設計周波数の
波長の1/4或いはその奇数倍の長さの線状部6を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高周波信号の移相調
整を行うことができると共に、所定の電力分配比を設定
することができる電力分配型移相器に関するものであ
り、マイクロ波等を使用する各種高周波回路に使用でき
る他、アレイアンテナの給電系に用いてビームチルト等
のビーム成形に利用できるものである。なお、電力分配
型移相器は逆の使い方をすれば合成器ともなる。
【0002】
【従来の技術】高周波回路に使用される移相器は高周波
信号の伝送路となるストリップ線路の線路長を機械的に
可変して信号の移相調整を行うものであり、その一例と
して図6に示すものがある。この移相器は、第1の誘電
体基板Aに形成された2本の平行する固定ストリップ導
体B、Cが、第2の誘電体基板Dに形成されたU字型の
可動ストリップ導体Eにより直接的或いは誘電物質を介
して間接的に結合される構造であり、第2の誘電体基板
Dを図中の矢印a−b方向にスライドすると、固定スト
リップ導体Bの入力端Fから可動ストリップ導体Eを経
由した固定ストリップ導体Cの出力端Gまでの経路長が
可変されて、入力端Fに入力された高周波信号がその経
路長に応じて位相が変化されて出力端Gから出力される
ものである。なお、同図に示す符号Hは接地板(地導
体)である。
【0003】前記移相器はアンテナの給電系において電
力分配器と併せて使用されることも多く、その場合は図
8に示すように電力分配器(2分配)Iの出力端Jに取
り付けることが行われている。図8の移相器Kは電力分
配器Iの2つの出力端Jの夫々に取り付けられることも
あれば、片側だけに取り付けられることもある。この回
路では、電力分配器Iで2等分配された高周波信号を移
相器Kにより調整して両出力信号の相対位相を変化する
ことができる。しかしながら、この電力分配器Iと移相
器Kを組み合わせた回路は小型化に限度があり、アンテ
ナ等に組み込み可能なほどの小型化は難しい。そこで最
近は電力分配機能を付加した電力分配型移相器が開発さ
れている。
【0004】図7は電力分配型移相器の従来例であり、
第1の誘電体基板Aに形成されたU字型の固定ストリッ
プ導体LとI字型の固定ストリップ導体Mとが、U字型
固定ストリップ導体Lの円環部の中心に回動可能に取り
付けられた第2の誘電体基板Dの可動ストリップ導体N
により直接的或いは誘電物質を介して間接的に結合され
る構造のものである。これは第2の誘電体基板Dを図中
の矢印c−d方向に回転して、固定ストリップ導体L、
Mへの可動ストリップ導体Nの接触位置を変えると、I
字型の固定ストリップ導体Mの入力端Oから可動ストリ
ップ導体Nを介したU字型の固定ストリップ導体Lの両
出力端P、Qまでの経路長が可変されて、I字型の固定
ストリップ導体Mの入力端Oに入力された高周波信号が
その経路長に応じて位相が変化されてU字型の固定スト
リップ導体Lの両出力端P、Qから出力される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記図7の電力分配型
移相器は、図8のものと比較して小型化可能であるが、
固定ストリップ導体Lの出力端P、Qにおける電力分配
比が等分であり、所望の分配比を設定することができな
かった。図8の回路であれば、電力分配器Iの分配線の
線路幅を変えることにより希望する電力分配比を得るこ
とができるが、小型化は達成されない。
【0006】本発明の目的は、希望する電力分配比で移
相調整を行うことができる電力分配型移相器を提供する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の電力分配型移相
器は図1、3、4に示すように、2つの端部1、2を有
する固定ストリップ導体3と接触又は非接触で結合され
る可動ストリップ導体4が同固定ストリップ導体3上を
可動すると、可動ストリップ導体4に入力された信号が
固定ストリップ導体3との結合部5から同固定ストリッ
プ導体3の両端部1、2へ分配され、且つ夫々の端部
1、2から位相が変化されて出力される電力分配型移相
器において、前記可動ストリップ導体4の固定ストリッ
プ導体3との結合部5に、設計電力分配比に対応した
幅、及び設計周波数の波長の1/4或いはその奇数倍の
長さの線状部6を設けたものである。
【0008】前記線状部6の線幅は図1、3の移相器に
おいては以下に説明する条件の元に設計することができ
る。図2は図1の電力分配型移相器を等価回路として示
したものであり、入力ポート(可動ストリップ導体4
側)の特性インピーダンスをZIN、第1、2の出力ポ
ート(固定ストリップ導体3側)の特性インピーダンス
を夫々ZOUT、ZOUTとし(両出力ポートは同一の
ストリップ導体3であるため同じ特性インピーダンスと
なる)、第1の出力ポートと第2の出力ポートの出力電
力比をP2、P3とする(ここでP2+P3=1:導体
の損失は無いものとする)。ここで、固定ストリップ導
体3と可動ストリップ導体4の結合点での特性インピー
ダンスの整合条件は式(1)のようになる。 また、分配比の条件より、 さらに、Z2とZOUT、Z3とZOUTとの整合のた
めのトランスフォーマZ20及びZ30の関係は、 Z20 = SQR(Z2・ZOUT)・・・・(3) Z30 = SQR(Z3・ZOUT)・・・・(4) ここで、Z20及びZ30が図1の線状部6(61、6
2)の特性インピーダンスに相当する。ただし、線状部
61、62の線幅ω1、ω2は、固定ストリップ導体3
の線幅ω3より広くなければならず、もし、この条件を
満たすことができない場合は、入力の特性インピーダン
スZINを適当な値に変換させることにより、上記条件
を満足させることができる。一般的なストリップ導体の
場合、特性インピーダンスが小さくなるに従い、線幅は
広くなることが知られている。
【0009】
【作用】本発明の電力分配型移相器では、可動ストリッ
プ導体4の固定ストリップ導体3との結合部5に、設計
電力分配比に対応した幅、及び設計周波数の波長の1/
4或いはその奇数倍の長さの線状部6を設けるため、設
計段階で指定された周波数の高周波信号を可動ストリッ
プ導体4に入力すると、固定ストリップ導体3の端部
1、2から夫々設計段階で指定された電力分配比の高周
波信号を出力でき、しかも可動ストリップ導体4を可動
することにより出力される高周波信号の位相を変化する
ことができる。さらに、線状部6ではインピーダンス補
正を行って整合をとることができるため、良好なVSW
R特性を得ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態1】図1、3は本発明の電力分配型
移相器の実施形態を示したものである。図1、3におい
て15は固定ストリップ導体(信号出力用ストリップ導
体)3と信号入力用固定ストリップ導体16とが形成さ
れた第1の誘電体基板であり、17は可動ストリップ導
体4が形成された第2の誘電体基板である。第1、2の
誘電体基板15、17とも基板の誘電率は3.6、また
板厚は1.6mmであり、第1の誘電体基板15にの
み、その裏面、即ちストリップ導体3、16が形成され
た面と反対の面にアース面(地導体)18が形成されて
いる。
【0011】前記第1の誘電体基板15の信号出力用ス
トリップ導体3は、略半円の円環部20と、その両端に
接続され且つ互いに平行して伸びる直線状の出力部2
1、22とからなるU字型に形成されており、信号入力
用固定ストリップ導体16は、信号出力用ストリップ導
体3の円環部20の中心位置に可動ストリップ導体4と
の接合部23を有する前記出力部21、22と平行な直
線状に形成されている。信号出力用ストリップ導体3及
び信号入力用固定ストリップ導体16はいずれも50Ω
ラインであり、信号出力用ストリップ導体3の円環部2
0の半径は設計周波数の波長λgの1/4である。但
し、誘電体基板15上では短縮波長の1/4である。
【0012】前記第2の誘電体基板17の可動ストリッ
プ導体4は、信号入力用固定ストリップ導体16の結合
部23に回転可能に接続される接合部25を有する直線
状のアーム部26と、同アーム部26の信号出力用スト
リップ導体3の円環部20と接触される結合部5に設け
られる、円環部20と同一曲率の線状部6(61 、6
2 )からなるいかり型に形成されている。この可動スト
リップ導体4のアーム部26の長さはλg/4、線状部
1 、62 の長さはλg/4であり、線状部61、62
の線幅ω1、ω2は夫々電力分配比に合わせた値に設定
してある。なお、先に説明したように線幅ω1、ω2は
信号出力用ストリップ導体3の線幅ω3よりも小さい値
となる。可動ストリップ導体4のアーム部26は27.
4Ωラインであり、線状部61 は34.6Ωライン、線
状部62 は44.7Ωラインである。
【0013】前記第1の誘電体基板15と第2の誘電体
基板17とは、第1の誘電体基板15の信号入力用固定
ストリップ導体16の接合部23と、第2の誘電体基板
17の可動ストリップ導体4のアーム部26の接合部2
5の部分で、図示されていないピンにより回動可能なる
ように連結されており、第2の誘電体基板17は第1の
誘電体基板15に対して図中の矢印c−d方向に回動可
能となっている。
【0014】この電力分配型移相器では、信号入力用ス
トリップ導体16がその接合部23を介して可動ストリ
ップ導体4に電気的に結合され、同可動ストリップ導体
4がその結合部5及び線状部61 、62 を介して信号出
力用ストリップ導体3に電気的に結合されており、信号
入力用ストリップ導体16に入力された高周波信号は信
号出力用ストリップ導体3の端部1、2に分配出力さ
れ、この場合、入力信号に対する出力信号の電力分配比
は線状部61 、62 の線幅ω1、ω2により決定される
比となり、出力信号の移相は可動ストリップ導体4の回
転角により決定される。
【0015】図5は図6の電力分配型移相器において、
設計周波数を1500MHz、電力分配比を3:5とし
たものの0dB入力に対する端部1、2の分配出力の実
測データであり、可動ストリップ導体4を線状部61
にλg/4、即ち13.6mm回転したときの結果であ
る。図5(a)に示されるように端部1における分配出
力は−4.26dBであり、図5(b)に示されるよう
に端部2における分配出力は−2.04dBであり、設
計値に対して良好な結果が得られていることが分かる。
【0016】
【発明の実施の形態2】図4に本発明の電力分配型移相
器の他の実施形態を示す。これは可動ストリップ導体4
の分岐側トランスホーマーの片方を無くしたものであ
り、入力特性インピーダンスと出力分配比との関係か
ら、トランスホーマーの特性インピーダンスと出力端イ
ンピーダンスが同じ値である場合、このような片側だけ
のトランスホーマーとすることができる。
【0017】
【発明の効果】本発明の電力分配型移相器によれば、可
動ストリップ導体の線状部を適宜設計することにより所
望の電力分配比を得ることができ、等分配以外の各種希
望する分配出力を得ることができ、アンテナ等、小型化
を要求される各種装置に組み込んで使用することもでき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電力分配型移相器の分解説明図。
【図2】図1の電力分配型移相器の等価回路を示した説
明図。
【図3】本発明の電力分配型移相器の実施形態を示した
分解説明図。
【図4】本発明の電力分配型移相器の他の実施形態を示
した分解説明図。
【図5】(a)、(b)は図3の電力分配型移相器にお
ける分配出力の説明図。
【図6】従来の移相器の一例を示した分解説明図。
【図7】従来の電力分配型移相器の一例を示した組立説
明図。
【図8】従来の移相器と分配器を組み合わせた回路の概
略図。
【符号の説明】
1 端部 2 端部 3 固定ストリップ導体 4 可動ストリップ導体 5 結合部 6 線状部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2つの端部(1、2)を有する固定ストリ
    ップ導体(3)と接触又は非接触で結合される可動スト
    リップ導体(4)が同固定ストリップ導体(3)上を可
    動すると、可動ストリップ導体(4)に入力された信号
    が固定ストリップ導体(3)との結合部(5)から同固
    定ストリップ導体(3)の両端部(1、2)へ分配さ
    れ、且つ夫々の端部(1、2)から位相が変化されて出
    力される電力分配型移相器において、前記可動ストリッ
    プ導体(4)の固定ストリップ導体(3)との結合部
    (5)に、設計電力分配比に対応した幅、及び設計周波
    数の波長の1/4或いはその奇数倍の長さの線状部
    (6)を設けたことを特徴とする電力分配型移相器。
JP15657796A 1996-06-18 1996-06-18 電力分配型移相器 Pending JPH104305A (ja)

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Effective date: 20031226