JPS63276902A - Hybrid coupler type semiconductor phase shifter - Google Patents
Hybrid coupler type semiconductor phase shifterInfo
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- JPS63276902A JPS63276902A JP8171387A JP8171387A JPS63276902A JP S63276902 A JPS63276902 A JP S63276902A JP 8171387 A JP8171387 A JP 8171387A JP 8171387 A JP8171387 A JP 8171387A JP S63276902 A JPS63276902 A JP S63276902A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、を子制御アンテナの位相制御。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] This invention is a child control antenna's phase control.
等に用いられるハイブリッドカップラ形半導体移相器の
小形軽量化、及びバイアス回路故障時の特性劣化防止に
関するものである。The present invention relates to reducing the size and weight of a hybrid coupler type semiconductor phase shifter used in applications, etc., and preventing characteristic deterioration in the event of bias circuit failure.
第3図は従来のハイブリッドカップラ形移相器の一例を
示す斜視図である1図において(11はシリコン、()
aAsなどの半導体基板、(2)は半導体基板(1)の
底面に金等の導体をメタライズして形成される地導体、
(3)は移相器の主線路、(4)はブランチライン形ハ
イブリッドカップラ、(5)はブランチライン形ハイブ
リッドカップラ(4)の結合出力端、直接出力端にそれ
ぞれ付加される装荷線路、(6)は電界効果トランジス
タ(以下FFT)のドレイン電極、(7)はゲート電極
、(8)は2個のFETの共通ソース電極、(9)は+
6) (7) +8)を総会したPETである。 ac
iは約4分の1波長の高インピーダンス線路、0は約4
分の1波長の低インピーダンス線路、03は外部から駆
動バイアス電圧をうけるためのバイアスパッド、Q3は
ao (111Q3を総合した分布定数バイアス回路、
u4は約4分の1波長の制インピーダンス線″R1I、
(へ)は約4分のl波長の低インピーダンスIvil路
、Q0は接地用パッド、叩はu4JImrlQを総会し
た接地用バイアス回路′:cあり主線路に付加されてい
る。FIG. 3 is a perspective view showing an example of a conventional hybrid coupler type phase shifter.
A semiconductor substrate such as aAs, (2) a ground conductor formed by metallizing a conductor such as gold on the bottom surface of the semiconductor substrate (1),
(3) is the main line of the phase shifter, (4) is the branch line hybrid coupler, (5) is the loading line added to the coupled output end and direct output end of the branch line hybrid coupler (4), respectively. 6) is the drain electrode of the field effect transistor (FFT), (7) is the gate electrode, (8) is the common source electrode of the two FETs, and (9) is the +
6) (7) +8). ac
i is a high impedance line of approximately 1/4 wavelength, 0 is approximately 4
1/1 wavelength low impedance line, 03 is a bias pad for receiving drive bias voltage from the outside, Q3 is ao (a distributed constant bias circuit that integrates 111Q3,
u4 is an impedance control line "R1I" of approximately 1/4 wavelength,
(F) is a low impedance Ivil path of approximately 1/4 wavelength, Q0 is a grounding pad, and the grounding bias circuit ′:c is added to the main line.
次に動作について説明する。2個のFB’l’(91に
は常に同じ駆動バイアス電圧がかかっていなければいけ
ない。この駆動バイアス電圧を順バイアス(oV)、逆
バイアス(マイナス数V)と切換えることによってFg
’r(9)のインピーダンスが変化し、ブランチライン
形・・イブリッドカップラ(4)から装荷線路(5)を
みた反射位相が変化し主線路(3)の入力から出力への
透過位相が変わり、その透過位相の差が所望の移相量と
なるように動作する。地導体(2)はシャーシ等に半田
付され接地される。FBT (9)は分布定数バイアス
回路(2)から駆動バイアス電圧がゲート電極(7)に
印加されるが、その際F’ETとして正常動作するため
に共通ソース電極(8)は金ワイヤ等で接地され、ドレ
イン電極(6)は接地用パッドQlを金ワイヤ等で接地
することにより接地され、地導体(2)と同一電圧レベ
ルに設定される。Next, the operation will be explained. The same driving bias voltage must always be applied to the two FB'l' (91).By switching this driving bias voltage between forward bias (oV) and reverse bias (minus several V), the Fg
The impedance of 'r(9) changes, the reflection phase seen from the branch line type hybrid coupler (4) to the loaded line (5) changes, and the transmission phase from the input to the output of the main line (3) changes, It operates so that the difference in transmission phase becomes a desired amount of phase shift. The ground conductor (2) is soldered to the chassis or the like and grounded. In the FBT (9), a driving bias voltage is applied from the distributed constant bias circuit (2) to the gate electrode (7), but in order to operate normally as an F'ET, the common source electrode (8) is made of gold wire or the like. The drain electrode (6) is grounded by grounding the grounding pad Ql with a gold wire or the like, and is set to the same voltage level as the ground conductor (2).
従来のハイブリッドカップラ形移相器は以上のように2
個のFET (9)に同一駆動バイアス電圧を与えるの
に2個の分布定数バイアス回路側を用いていた。そのた
め移相器のチップ寸法が大きくなるという欠点があった
。また、2個の分布定数バイアス回路時のうち1個が線
路の切断、等で故障した場曾、2個のF’gT (91
のインピーダンスがアンバランスとなり移相器の挿入損
失、 vswaを劣化させるいう問題点があった。The conventional hybrid coupler type phase shifter has two
Two distributed constant bias circuits were used to apply the same drive bias voltage to the FETs (9). Therefore, there was a drawback that the chip size of the phase shifter became large. Also, if one of the two distributed constant bias circuits breaks down due to line breakage, etc., the two F'gT (91
There was a problem that the impedance of the phase shifter became unbalanced, causing insertion loss of the phase shifter and deterioration of vswa.
この発明はこれらの問題点を解決するためになされたも
ので、2個のFETに駆動バイアス電圧を与える分布定
数バイアス回路を1個とし移相器の小形軽量化を達成す
ることを目的とするまた。この発明は同時に分布定数バ
イアス回路が線路の切断1等で故障した場曾に、移相器
の挿入、損失、 vswaの劣化を防ぐことも目的と
している。This invention was made to solve these problems, and aims to reduce the size and weight of the phase shifter by using only one distributed constant bias circuit that provides drive bias voltages to two FETs. Also. The present invention also aims to prevent insertion of a phase shifter, loss, and deterioration of vswa in the event that a distributed constant bias circuit fails due to a cut in the line or the like.
この発明に係るハイブリッドカップラ形半導体移相器は
、2個のFF、Tのゲート電極を導電性の線路で接続す
ることにより1分布定数バイアス回路の片シ、を省略し
たものである。In the hybrid coupler type semiconductor phase shifter according to the present invention, one side of the single distributed constant bias circuit is omitted by connecting the gate electrodes of two FFs and Ts with conductive lines.
この発明においては、2個のPETのゲート電極が導電
性の線路で接続されていることにより、片方のFETの
ゲート電極に駆動バイアス電圧を印加すれば両方のFE
Tにバイアスが印〃口され通常のハイブリットカップラ
形半導体移相器の動作をする。また、バイアス回路が1
個であるためバイアス回路が線路の切断1等で故障して
も、移相量は得られないものの、挿入損失、■乳の劣化
はほとんどなく9周囲に与える影響を最小限にとどめる
ことができる。In this invention, the gate electrodes of two PETs are connected by a conductive line, so that when a drive bias voltage is applied to the gate electrode of one FET, both FETs are connected.
A bias is applied to T and it operates as a normal hybrid coupler type semiconductor phase shifter. Also, the bias circuit is
Even if the bias circuit fails due to line breakage, the amount of phase shift cannot be obtained, but there is almost no insertion loss or deterioration of the milk, and the influence on the surroundings can be kept to a minimum. .
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例を示す斜視図である。(1
)〜aηは上記従来装置と全く同一のものである。(至
)は2個のPgT (91のゲート電極(7)を直流的
に接続するためのゲート接#C線路である。[Embodiment] FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention. (1
) to aη are exactly the same as those of the above-mentioned conventional device. (to) is a gate contact #C line for connecting the gate electrodes (7) of two PgT (91) in a DC manner.
同図は、ハイブリッドカップラ形半導体移相器の基板部
分のみを示したものであり、移相器として使用される場
曾には半導体基板(1)が7ャ−シ等に半田付され地導
体(2)は接地され、共通ソース電極(8)と接地用パ
ッドuGが金ワイヤ等で接地される。また、従来2個あ
った分布だ数バイアス回路uは1個となっている。The figure shows only the substrate part of a hybrid coupler type semiconductor phase shifter. When used as a phase shifter, the semiconductor substrate (1) is soldered to a chassis etc. and connected to a ground conductor. (2) is grounded, and the common source electrode (8) and grounding pad uG are grounded with a gold wire or the like. Furthermore, the number of distributed arithmetic bias circuits u, which used to be two, is reduced to one.
上記のように構成されたハイブリッドカップラ形半導体
移相器において、半導体基板111の地導体(2)の面
がシャーシ等に半田付され、共通ソース電極(8)と接
地用パッドQeが金ワイヤ等で接地された後、バイアス
パッドυよシ駆動バイアス電圧が外部より供給され、駆
動バイアス電圧は一方のFgT(9)のゲート電極(7
)に印加される。In the hybrid coupler type semiconductor phase shifter configured as described above, the surface of the ground conductor (2) of the semiconductor substrate 111 is soldered to the chassis etc., and the common source electrode (8) and the ground pad Qe are connected to a gold wire or the like. After the bias pad υ is grounded, a driving bias voltage is supplied from outside, and the driving bias voltage is applied to the gate electrode (7) of one FgT (9).
) is applied to
同時に駆動バイアス電圧はゲート接続線1iGに)を介
して他方のF’ET(9)のゲート電極(7)にも印加
される。この時、共通ソース電極(8)は接地されてお
シ、ドレイン電極(6)は接地用パッドαGを接地する
ことにより直流的に接地されているので2個のf’ET
(91は正常動作する。At the same time, the drive bias voltage is also applied to the gate electrode (7) of the other F'ET (9) via the gate connection line 1iG). At this time, the common source electrode (8) is grounded and the drain electrode (6) is DC grounded by grounding the grounding pad αG, so the two f'ET
(91 operates normally.
この駆動バイアス電圧をオン、オフすることにより2個
のF’gT(9)のインピーダンスが同時に変化し、ブ
ランチライン形ハイブリッドカップラ(4)からみた装
荷線路(5)の反射位相が変化する。ブランチライン形
ハイブリッドカッグラ(4)の結合出力端、直接出力端
での反射1立相が変わるため主線路の透過位相が変化し
その差を利用して移相器としている。このようにゲート
接続線路(7)を用いているため分布定数バイアス回路
器が1個でよく、移相器の小形軽量化を達成している。By turning on and off this driving bias voltage, the impedances of the two F'gTs (9) change simultaneously, and the reflection phase of the loading line (5) as seen from the branch line hybrid coupler (4) changes. Since the reflection 1 phase at the coupled output end and the direct output end of the branch line type hybrid Kagura (4) changes, the transmission phase of the main line changes, and this difference is used as a phase shifter. Since the gate connection line (7) is used in this way, only one distributed constant bias circuit is required, and the phase shifter is made smaller and lighter.
また分布定数バイアス回路口が線路の切断1等で故障し
ても、2個のPgT (9+のインピーダンスがアンバ
ランスになることはなく、移相量は得られないも(9)
挿入損失、 vswaの劣化を防ぎ1周囲に与える影
響を最小限におさえることができる。Furthermore, even if the distributed constant bias circuit breaks down due to line breakage, etc., the impedance of the two PgTs (9+) will not become unbalanced, and no phase shift will be obtained (9)
Insertion loss and vswa deterioration can be prevented and the impact on the surrounding area can be minimized.
なお、上記実施例ではバイアス回路は分布定数バイアス
回路で説明したが、抵抗、キャパシタ、4を用いた集中
定数バイアス回路を用いたものでも同様の効果がある。In the above embodiment, the bias circuit is a distributed constant bias circuit, but a lumped constant bias circuit using a resistor, a capacitor, and 4 may have the same effect.
第2図はバイアス回路に集中定数バイアス回路と用いた
本発明の他の実施例を示すものであり、(1)〜(9)
、 Q2.αト1は本発明の前述の実施例と全く同じで
あるoanは抵抗I(イ)は“′ゞ′り、 a!nはキ
ャパシタ(イ)の片側の電極を接地するためのキャパシ
タ接地パッド、(2)は(13,09−(2)へ
である。この構成の場合だと、キャパシタ接地パッドQ
pを金ワイヤ等で接地する必要があシ。FIG. 2 shows another embodiment of the present invention in which a lumped constant bias circuit is used as the bias circuit, and (1) to (9)
, Q2. αto1 is exactly the same as the previous embodiment of the present invention, oan is the resistor I (A), and a!n is the capacitor ground pad for grounding one electrode of the capacitor (A). , (2) is to (13,09-(2)).In this configuration, the capacitor ground pad Q
It is necessary to ground p with a gold wire, etc.
集中定数バイアス回路に)を1個にすると、小形軽量化
の他に金ワイヤを打つ作業も半減できるまた。上記実施
例ではブランチライン形ハイブリッドカップラを例に説
明したがこれに限らず、インターデジタル形ノ・イブリ
ッドカップラ、結合線路形ハイブリッドカップラを用い
た移相器にも適用できる。By reducing the number of lumped constant bias circuits to one, it not only becomes smaller and lighter, but also reduces the work of attaching gold wire by half. Although the above embodiment has been described using a branch line type hybrid coupler as an example, the present invention is not limited to this, and can also be applied to a phase shifter using an interdigital type hybrid coupler or a coupled line type hybrid coupler.
また、上記実施例では装荷線路に分岐線路は付加されて
いないが、装荷線路に分岐線路が並列に付加されている
構成の移相器にも適用できる。Further, in the above embodiment, a branch line is not added to the loading line, but the present invention can also be applied to a phase shifter having a configuration in which a branch line is added in parallel to the loading line.
さらに、上記説明ではこの発明を単ビツト移相器の構成
例について述べたが、多ビツト移相器の構成のものでも
適用できることは言うまでもない。Further, in the above description, the present invention has been described with respect to an example of the configuration of a single-bit phase shifter, but it goes without saying that it can also be applied to a configuration of a multi-bit phase shifter.
この発明は以上説明したとおり、ノルイブリッドカップ
ラ形半導体移相器の2個のFETのゲート電極をゲート
接続線路で接続したため、バイアス回路を1個にするこ
とができ移相器を小形軽量化するという効果がある。As explained above, this invention connects the gate electrodes of two FETs of a norhybrid coupler type semiconductor phase shifter with a gate connection line, so the bias circuit can be reduced to one, and the phase shifter can be made smaller and lighter. There is an effect.
また、バイアス回路が線路の切断1等で故障した場合も
、2個のF’ETは同じ状態となるため、移相量は優ら
れないものの挿入損失、VS■の劣化は防ぐことができ
1周囲に与える影響を最小限におさえられる。In addition, even if the bias circuit fails due to a cut in the line, etc., the two F'ETs will be in the same state, so although the amount of phase shift will not be improved, insertion loss and deterioration of VS can be prevented. The impact on the surroundings can be kept to a minimum.
第1図はこの発明のハイブリッドカップラ形半導体移相
器の一実施例を示す斜視図、第2図はこの発明のハイブ
リッドカップラ形半導体移相器の他の実施例を示す斜視
図、第3図は従来のハイブリッドカップラ形半導体移相
器の−例を示す斜視図である。
図において、(1)は半導体基板、(2)は地導体。
(3)は主線E−3,(41はブランチライン形ハイブ
リッドカップラ、(5)は装荷線路、(6)はドレイン
電極、(7)はゲート電極、(8)は共通ソース電極、
(9)はFET、 00は高インピーダンス線路、lは
低インピーダンス線路、(2)はバイアスパッド、Q3
は分布定数バイアス回路、α4は高インピーダンス線路
、(至)は低インピーダンス線路、 Qiは接地用パッ
ド、Cηは接地用バイアス回路、叫はゲート接続線路、
囲は抵抗、(イ)はキャパシタ、62υはキャパシタ接
地パッド、(2)は集中定数バイアス回路である。
なお1図中同一符号は同一または相当部分を示す。FIG. 1 is a perspective view showing one embodiment of the hybrid coupler type semiconductor phase shifter of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing another embodiment of the hybrid coupler type semiconductor phase shifter of the present invention, and FIG. 1 is a perspective view showing an example of a conventional hybrid coupler type semiconductor phase shifter. In the figure, (1) is a semiconductor substrate, and (2) is a ground conductor. (3) is the main line E-3, (41 is the branch line type hybrid coupler, (5) is the loading line, (6) is the drain electrode, (7) is the gate electrode, (8) is the common source electrode,
(9) is FET, 00 is high impedance line, l is low impedance line, (2) is bias pad, Q3
is a distributed constant bias circuit, α4 is a high impedance line, (to) is a low impedance line, Qi is a grounding pad, Cη is a grounding bias circuit,
The circle is a resistor, (A) is a capacitor, 62υ is a capacitor ground pad, and (2) is a lumped constant bias circuit. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.
Claims (4)
れるハイブリッドカップラと、ハイブリッドカップラの
入力端とアイソレーション端に接続される主線路と、ハ
イブリッドカップラの第1、及び第2の出力端に接続さ
れる装荷線路と、装荷線路の先端に接続される電解効果
トランジスタと、上記電解効果トランジスタのゲート電
極に駆動バイアス電圧を印加するための、ストリップ線
路で構成されるバイアス回路とから成るハイブリッドカ
ップラ形半導体移相器において、複数個の電解効果トラ
ンジスタのゲート電極と導電性の線路で接続し、複数個
の電解効果トランジスタのゲート電極に駆動バイアス電
圧を印加するためのバイアス回路を1個にしたことを特
徴とするハイブリッドカップラ形半導体移相器。(1) A hybrid coupler consisting of a strip line formed on a semiconductor substrate, a main line connected to the input end and isolation end of the hybrid coupler, and connected to the first and second output ends of the hybrid coupler. A hybrid coupler type consisting of a loading line, a field effect transistor connected to the tip of the loading line, and a bias circuit composed of a strip line for applying a drive bias voltage to the gate electrode of the field effect transistor. In a semiconductor phase shifter, a single bias circuit is used to connect the gate electrodes of multiple field effect transistors with a conductive line and apply a driving bias voltage to the gate electrodes of multiple field effect transistors. A hybrid coupler type semiconductor phase shifter featuring:
とを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載のハイブ
リッドカップラ形半導体移相器。(2) The hybrid coupler type semiconductor phase shifter according to claim (1), wherein the bias circuit is composed of a resistor and a capacitor.
成されることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記
載のハイブリッドカップラ形半導体移相器。(3) The hybrid coupler type semiconductor phase shifter according to claim (1), wherein the bias circuit is composed of a strip line and a capacitor.
に接続される装荷線路に並列に付加される分岐線路を持
つことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項、第(2
)項、又は第(3)項記載のハイブリッドカップラ形半
導体移相器。(4) Claims (1) and (2) include a branch line added in parallel to the loading line connected to the first and second output ends of the hybrid coupler.
) or the hybrid coupler type semiconductor phase shifter described in item (3).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8171387A JPS63276902A (en) | 1987-04-02 | 1987-04-02 | Hybrid coupler type semiconductor phase shifter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8171387A JPS63276902A (en) | 1987-04-02 | 1987-04-02 | Hybrid coupler type semiconductor phase shifter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63276902A true JPS63276902A (en) | 1988-11-15 |
Family
ID=13754035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8171387A Pending JPS63276902A (en) | 1987-04-02 | 1987-04-02 | Hybrid coupler type semiconductor phase shifter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63276902A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5032806A (en) * | 1989-08-09 | 1991-07-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Loaded line phase shifter |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5951602A (en) * | 1982-09-17 | 1984-03-26 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor phase shifter |
-
1987
- 1987-04-02 JP JP8171387A patent/JPS63276902A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5951602A (en) * | 1982-09-17 | 1984-03-26 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor phase shifter |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5032806A (en) * | 1989-08-09 | 1991-07-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Loaded line phase shifter |
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