專利名稱：移相器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳輸線移相器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，作為在相控陣列天線的射束控制或者相位調(diào)制等中使用的 移相器，存在有傳輸線移相器。例如在專利文獻l中記載有這樣一種相位調(diào)整 電路，其具有第一基板、在第一基板上形成的U形圖形、第二基板、和在第
二基板上形成的具有互相平行的部分的第一圖形以及第二圖形，構(gòu)成為在使u 形圖形的平行的部分的各個部分和第一圖形以及第二圖形的平行的部分分別 接觸并且重合的狀態(tài)下，能夠連續(xù)地移動第一基板或者第二基板。
根據(jù)在專利文獻l中記載的相位調(diào)整電路，把u形圖形的長度設(shè)定為傳
送的信號的1/2波長的整數(shù)倍的長度，在使U形圖形的平行的部分的各個部分 和第 一圖形以及第二圖形的平行的部分的各個部分接觸并且重合的狀態(tài)下，能 夠使第一基板或者第二基板連續(xù)移動。由此，專利文獻l中記載的相位調(diào)整電 路，能夠連續(xù)地使信號的傳送路徑長度變化， 一邊確認電路特性一邊連續(xù)地使 信號的相位變化。
另外，在專利文獻2中，記載了一種移相器，其具有第一電介質(zhì)基板、 在第一電介質(zhì)基板上設(shè)置的多條輸入側(cè)微帶線路以及多條輸出側(cè)微帶線路、對 于第一電介質(zhì)基板可動的第二電介質(zhì)基板、在第二電介質(zhì)基板上設(shè)置的多條耦 合微帶線路、和在第一電介質(zhì)基板和第二電介質(zhì)基板之間設(shè)置的絕緣體，使多 條輸入側(cè)微帶線路以及多條輸出側(cè)微帶線路和多條耦合微帶線路互相重合那 樣相對配置。
根據(jù)專利文獻2中記載的移相器，能夠使多條輸入側(cè)微帶線路以及多條 輸出側(cè)微帶線路和多條耦合微帶線路通過絕緣體重合的部分的長度同時以一 定比率變化。由此，能夠使通過多條輸入側(cè)微帶線路傳輸?shù)男盘柕南辔辉诙鄺l 耦合微帶線路的各個中同時變化。例如，通過把專利文獻2中記載的移相器裝載在便攜電話基站用天線等中使用的陣列天線中，能夠作為指向性方向變更裝 置使用。
專利文獻1特開平5 — 14004號公報
專利文獻2特開2001—237605號公報 但是，在專利文獻l中記載的移相器中，預先把U形圖形的全長固定為 傳送的信號的波長的1/2波長的整數(shù)倍的長度。另外，在專利文獻2中記載的 移相器中，多條耦合微帶線路的全長，分別預先固定為傳送的信號的波長的 1/2波長的整數(shù)倍的長度。因此，在專利文獻1中記栽的移相器以及在專利文 獻2中記載的移相器的任何一個中，提高在傳送除在設(shè)計中使用的頻率的信號 外的其他頻率的信號的場合的傳輸特性和回波損耗特性是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是鑒于上述情況提出的，其目的是提供一種能夠?qū)⑹瓜辔?變化的信號頻率進行寬頻帶化的移相器。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種移相器，其具有第一孩i帶線路，用 于傳輸規(guī)定的輸入信號；耦合線路，其在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)與第一微帶線路進行電 氣耦合，包含通過沿輸入信號的傳輸方向設(shè)置的間隙生成的路徑長度不同的多 條路徑，在該多條路徑的每一條路徑內(nèi)傳輸通過間隙分割輸入信號后的多個分 割信號的每一個；第二微帶線路，其與第一微帶線路平行設(shè)置，在規(guī)定的區(qū)域 內(nèi)與耦合線路進行電氣耦合，傳輸通過耦合線路傳輸?shù)亩鄠€分割信號的每一 個。
另外，上述移相器的耦合線路，也可以具有將多條路徑的每一條折回后 的形狀。然后，耦合線路也可以在沿第一微帶線路以及第二微帶線路的輸入信 號的傳輸方向移動自如地設(shè)置的電介質(zhì)基板上形成。進而，耦合線路也可以由 在電介質(zhì)基板上設(shè)置的導電材料形成，在電介質(zhì)基板上設(shè)置的導電材料在第一 微帶線路以及第二微帶線路之間進行了直流絕緣。導電材料可以是金屬箔或者 金屬板。
另外，為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種移相器，其具有輸入端子， 用于輸入規(guī)定的信號；分配器，用于把在輸入端子上輸入的輸入信號分配成多 個分配信號；和多個移相器，用于把分配器分配的多個分配信號的相位分別變換成規(guī)定的相位，多個移相器各具有第一端口，其輸入分配器分配的多個分 配信號的一部分；第一微帶線路，用于傳輸在第一端口上輸入的分配信號；耦 合線路，其在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)與第一微帶線路進行電氣耦合，包含通過沿分配信 號的傳輸方向設(shè)置的間隙生成的路徑長度不同的多條路徑，在該多條路徑的每 一條路徑內(nèi)傳輸通過間隙分割分配信號的多個分割信號的每一個；第二^鼓帶線 路，其與第一微帶線路平行設(shè)置，在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)與耦合線路進行電氣耦合，
傳輸通過耦合線路傳輸?shù)亩鄠€分割信號的每一個。
另外，也可以進一步具有第二端口，其向分配器輸出第二微帶線路傳輸 的多個分割信號的每一個，所述分配器把多個分割信號的每一個分割為多個部 分分割信號^巴分割后的多個部分分割信號的一部分作為多個分割信號的一部 分向輸出端子輸出，同時把分割后的其他多個部分分割信號作為分配信號向其 他移相器的第一端口輸出。
另外，多個移相器各個具有的耦合線路，也可以由在電介質(zhì)基板上設(shè)置 的導電材料形成，在電介質(zhì)基板上設(shè)置的導電材料在第 一微帶線路以及第二微 帶線路之間可進行直流絕緣。并且導電材料可以是金屬箔或者金屬板。
根據(jù)本發(fā)明，能夠能夠?qū)κ瓜辔蛔兓男盘柕念l率進行寬頻帶化。


圖1 (a)是第一實施形態(tài)的移相器下部的平面圖，(b)是第一實施形態(tài) 的移相器上部的平面圖。
圖2 (a)是第一實施形態(tài)的移相器下部的頂視圖，(b)是第一實施形態(tài) 的移相器的斷面圖。
圖3是表示第一實施形態(tài)的移相器的動作的一例的圖。
圖4 (a)是常規(guī)型移相器的概要圖，(b)是第一實施形態(tài)的移相器的概 要圖。另外，(c)是表示常規(guī)型移相器的傳輸特性(S21)和第一實施形態(tài)的 移相器的傳輸特性(S21)的比較的圖表，(d)是表示常^L型移相器的電壓駐 波比(Voltage Standing Wave Ratio: VSWR)和本實施形態(tài)的移相器的VSWR 的比較的圖表。
圖5 (a)到(d)是表示第一實施形態(tài)的耦合線路的多個變形例的圖。 圖6是表示第二實施形態(tài)的移相的結(jié)構(gòu)的圖。符號說明
1移相器下部，2移相器上部，10移相器，12常M^型移相器，20移相 器，100第一微帶線路，105第二微帶線路，110a、 110b、 111耦合線路，112a、 112b、 112c、 112d耦合線路，112e、 112f、 112g耦合線路，114連接部，120、 120a、 120b間隙，130笫一電介質(zhì)基板，135第二電介質(zhì)基板，140導軌， 150第一端口， 155第二端口， 160接地導體，170耦合區(qū)域，200路徑a， 205路徑b, 210輸入信號，220分割信號a, 222分割信號b, 230分割信 號c, 232分割信號d, 240距離，300、 302圖表，400線路寬e， 402線路 寬f, 500輸入端子，510分配器，520信號線，530輸出端子
具體實施例方式
圖1 (a)表示本發(fā)明的第一實施形態(tài)的移相器下部的平面圖。另外，圖 1 (b)表示第一實施形態(tài)的移相器上部的平面圖。此外，圖1 (b)表示的移 相器上部2,表示與在移相器下部1上設(shè)置的第一微帶線路100以及第二微帶 線路105的形成面相對的面。 (移相器IO的結(jié)構(gòu))
本實施形態(tài)的移相器10具有移相器上部1和移相器下部2。移相器下部 1具有在第一電介質(zhì)基板130上的規(guī)定區(qū)域內(nèi)設(shè)置的傳輸^L定的輸入信號的第 一微帶線路100和與第一微帶線路100大體平行在第一電介質(zhì)基板130上的規(guī) 定區(qū)域內(nèi)設(shè)置的第二微帶線路105。
另外，移相器下部還具有導軌140、第一端口 150和第二端口 155，導軌 140與第一微帶線路100以及第二微帶線路105大體平行設(shè)置，沿第一微帶線 路100以及第二微帶線路105可移動保持移相器上部2，第一端口 150在第一 微帶線路100的一端設(shè)置,第二端口 155在第二微帶線路105的一端設(shè)置。
移相器上部2具有作為電介質(zhì)基板的第二電介質(zhì)基板135和作為耦合線 路的耦合線路110a以及耦合線路110b，所述耦合線路與包含和"i殳置有第一端 口 150的第一微帶線路100的一端不同的第一微帶線路100的另 一端的規(guī)定的 區(qū)域、以及包含與設(shè)置第二端口 155的第二微帶線路105的一端不同的第二微 帶線路105的另一端的規(guī)定的區(qū)域的每一個進行電氣耦合。這里，在耦合線路110a和耦合線路110b之間形成作為沿輸入信號的傳輸方向設(shè)置的規(guī)定的間隔 的狹縫的間隙120。
圖2 (a)表示本發(fā)明的第一實施形態(tài)的移相器的頂視圖。另外，圖2(b) 表示(a)中的A—A線的移相器的斷面圖。
第一電介質(zhì)基板130主要由介電常數(shù)為3.7的PPE (聚苯乙醚)構(gòu)成，從 上面看形成近似矩形。第一電介質(zhì)基板130的平面尺寸，縱向為60mm,橫向 為170mm。第一電介質(zhì)基板130的厚度為1.6mm。參照圖2 (b),作為GND 的接地導體160設(shè)置在第一電介質(zhì)基板130的下面，亦即設(shè)置在與設(shè)置第一微 帶線路100以及第二孩i帶線路105的面相反側(cè)的面上。接地導體160例如用銅 構(gòu)成，從上面看具有近似矩形的形狀。接地導體160的平面尺寸和第一電介質(zhì) 基板130的平面尺寸大體相同，厚度為35jLim。
第一微帶線路100主要用銅構(gòu)成，設(shè)置在電介質(zhì)基板130的上面，亦即 設(shè)置在與設(shè)置接地導體160的面相反側(cè)的面上。第一微帶線路IOO,從上面看 形成近似矩形的形狀。第一微帶線路100的平面尺寸，寬為3.4mm、長度為 110mm、厚度為35[im。另外，第一微帶線路100以50Q進行阻抗匹配。
第二微帶線路105主要用銅構(gòu)成，與第一微帶線路100大體平行地設(shè)置 在電介質(zhì)基板130的上面，亦即設(shè)置在與設(shè)置接地導體160的面相反側(cè)的面上。 第二微帶線路105以與第一微帶線路100離開10mm的間隔在電介質(zhì)基板130 上形成。另外，第二微帶線路105從上面看形成近似矩形。平面尺寸和第一微 帶線路100大體相同。進而，第二微帶線路105以50Q進行阻抗匹配。
第一端口 150在第一微帶線路100的一端與第一微帶線路IOO進行電氣 連接。另外，第二端口 155在第二微帶線路105的一端與第二微帶線路105 進行電氣連接。此外，第一端口 150以及第二端口 155分別在電介質(zhì)基板130 上固定。另外，第一微帶線路100的不連接第一端口 150的另一端、以及第二 微帶線路105的不連接第二端口 155的另一端分別是開放端。
導軌140主要由作為絕緣體的聚乙烯或者特氟綸(注冊商標)構(gòu)成。導 軌40與第一微帶線路100以及第二微帶線路105平行設(shè)置。導軌140隔著第 一微帶線路100和第二微帶線路105在第一電介質(zhì)基板130上成對設(shè)置。具體 說，導軌140在第一電介質(zhì)基板130上以在一根導軌140和另一根導軌40間隔開35mm的間隔-沒置。
本實施形態(tài)的具有移相器上部的第二電介質(zhì)基板135主要由介電常數(shù)為 3.7的PPE構(gòu)成，從上面看形成近似矩形。第二電介質(zhì)基板135的平面尺寸， 縱向為29.8mm,橫向為32mm。第二電介質(zhì)基板135的厚度為1.6mm。
耦合線路110a以及耦合線路110b分別用導電材料形成。例如，耦合線 路110a以及耦合線路110b分別用作為金屬箔的銅箔構(gòu)成，具有折回部分。在 本實施形態(tài)中，耦合線路110a以及耦合線路110b分別形成為在各自的路徑的 中途具有折回形狀的近似U形的形狀。耦合線路110a以及耦合線路110b分別 設(shè)定為全長是輸入信號的1/2波長的整數(shù)倍。例如耦合線路110a的沿輸入信 號傳輸?shù)姆较虻拈L度、亦即耦合線路100a的全長是65mm,耦合線路110b的 沿輸入信號傳輸?shù)姆较虻拈L度、亦即耦合線路100b的全長是53mm。再有， 耦合線路110a以及耦合線路110b的寬度例如分別為1.9mm。
本實施形態(tài)中耦合線路110a和耦合線路110b在第二電介質(zhì)基板135上 盡可能相互平行地隔開規(guī)定間隔形成。亦即在耦合線路110a和耦合線路110b 之間，沿輸入信號的傳輸方向隔開規(guī)定的間隔設(shè)置間隙120。在本實施形態(tài)中 間隙120從耦合線路110a以及耦合線路110b的一端到另一端連續(xù)形成。間隙 120的寬度例如是0.8mm。
接著，參照圖2 (a)，本實施形態(tài)的移相器10,通過在移相器下部1具 有的導軌140上保持移相器上部2來構(gòu)成。然后，耦合線路110a以及耦合線 路110b分別在包含第一微帶線路100的一端的規(guī)定區(qū)域的上方和第一微帶線 路100進行電氣耦合。另外，耦合線路110a以及耦合線路110b分別在包含第 二微帶線路105的一端的規(guī)定區(qū)域的上方和第二微帶線路105進行電氣耦合。
具體說，耦合線路110a以及耦合線路110b分別和第一微帶線路100以 及第二微帶線路105在物理上進行分離，在第一微帶線路100以及第二微帶線 路105的上方配置。亦即，參照圖2(b),以離開第一微帶線路100以及第二 微帶線路105的上表面規(guī)定的間隔，分別配置耦合線路110a以及耦合線路 110b。
例如，在本實施形態(tài)中，在第一微帶線路100以及第二微帶線路105的 上表面和耦合線路110a以及耦合線路110b的下表面之間的間隔是30pm。然后，在第一微帶線路100以及第二纟敬帶線路105的上表面和耦合線路110a以 及耦合線路110b的下表面之間形成的耦合區(qū)域170中，分別對第一微帶線路 100以及第二微帶線路105和耦合線路110a以及耦合線路110b進行直流絕緣、 交流耦合。
此外，移相器上部2被往復自如移動地保持在導軌140上。因此，移相 器上部2具有的耦合線路110a以及耦合線路110b沿第一樣i帶線路100以及第 二微帶線路105自由移動。亦即，移相器上部2，在被保持在導軌140上的狀 態(tài)下，沿第一微帶線路100以及第二微帶線路105的縱長方向移動。另外，在 其他的例子中，也可以使耦合線路110a以及耦合線路110b、和第一微帶線路 100以及第二微帶線路105在物理上緊密接觸并使其導通。
此外，第一電介質(zhì)基板130也可以用PPE以外的其他電介體或者絕緣體 形成。例如，第一電介質(zhì)基板130也可以用介電常數(shù)是2.6的特氟綸(注冊商 標)或者介電常數(shù)是9.5的氧化鋁構(gòu)成，介電常數(shù)可適宜選擇。進而，第一電 介質(zhì)基板130的平面尺寸以及厚度也不限于上述例子，可以適宜變更。另夕卜， 對于從上面看第一電介質(zhì)基板130的場合的形狀，也不限于上述例子，可以適 宜變更。然后，也可以根據(jù)第一電介質(zhì)基板130的形狀也可變更接地導體160 的形狀。另外第二電介質(zhì)基板135也和第一電介質(zhì)基板130同樣，可以用除 PPE以外的其他電介體構(gòu)成。第二電介質(zhì)基板135例如也可以用印刷基板形成。
再有，第一微帶線路IOO、第二微帶線路105、耦合線路110a、耦合線路 110b、以及接地導體160分別不僅用銅，而且也可以用銅以外的其他金屬，例 如金、銀、鋁、鴒、白金、釔、鎳、鈦、以及鉭等金屬為主來形成。
另外，第一微帶線路IOO、第二微帶線路105、耦合線路110a、耦合線路 110b、以及接地導體160也可以分別用包含銅、金、銀、鋁、鎢、白金、鈀、 鎳、鈦、或者鉭等金屬的合金、或者具有導電性的導電材料(導電性陶瓷，導 電性高分子等)形成。
此外，耦合線路110a以及耦合線路110b也可以作為用銅等金屬構(gòu)成的 金屬板形成。然后該金屬板也可以設(shè)置在第二電介質(zhì)基板135上。另外，作為 金屬板的耦合線路llOa以及耦合線路UOb也可以不在第二電介質(zhì)基板135上 形成，而在導軌140上分別獨立地保持。另外，耦合線路110a以及耦合線路110b的形狀及尺寸不限于上述。例如，耦合線路110a以及耦合線路110b,其 折回部分不僅可以是近似直角，而也可以分別具有規(guī)定的曲率來形成。進而耦 合線路110a以及耦合線路110b的寬度也可以是分別不同的寬度。 (移相器IO的動作)
圖3是表示第一實施形態(tài)的移相器的動作的一例的圖。
此外，在圖3中，以簡化說明為目的，除說明移相器IO的動作所必需的 耦合線路110a以及耦合線路110b、第一微帶線路100以及第二微帶線路105 以外，省略構(gòu)成移相器IO的其他元件的圖示。
首先在第一微帶線路100上作為規(guī)定的輸入信號輸入輸入信號210。然 后，輸入信號210通過第一微帶線路100進行傳輸，在耦合線路110a以及耦 合線路110b的一端，被分割為多個分割信號，亦即被分割為通過耦合線路110a 傳輸?shù)姆指钚盘朼220和通過耦合線路110b傳輸?shù)姆指钚盘朾222。
這里，耦合線路110a，在離開耦合線路110a的一端規(guī)定距離240的第一 微帶線路100的一端的上方，在進行直流絕緣而同時交流耦合的狀態(tài)下重合 (電容耦合)。同樣，耦合線路110b,在離開耦合線路110b的一端規(guī)定距離 240的第一微帶線路100的一端的上方，在進行直流絕緣而同時交流耦合的狀 態(tài)下重合(電容耦合)。
由此，通過第一微帶線路100傳輸?shù)妮斎胄盘?10,在第一微帶線路IOO 和耦合線路110a電容耦合的區(qū)域內(nèi)、以及在第一微帶線路IOO和耦合線路110b 電容耦合的區(qū)域內(nèi)，被分割為兩個分割信號，即被分割為分割信號a220和分 割信號b222。然后，分割信號a220通過耦合線路110a傳輸，同時分割信號 b 222通過耦合線^各110b傳輸。
這里，在本實施形態(tài)中，通過在常規(guī)成為一體的耦合線路的內(nèi)部沿信號 傳輸方向設(shè)置間隙120,形成路徑長相互不同的耦合線路110a和耦合線路 110b。具體說，耦合線路110a和耦合線路110b分別形成為在各自的路徑的中 途有折回形狀的U形。然后在耦合線路110a和耦合線路110b之間，沿輸入信 號210的傳輸方向以及分割信號a 220以及分割信號b 222的傳輸方向設(shè)置間 隙120。由此，通過間隙120產(chǎn)生的耦合線路110a的路徑a200的路徑長和通 過間隙120產(chǎn)生的耦合線路110b的路徑b 205的路徑長變得相互不同。亦即，耦合線路110a隔著間隙120位于耦合線路110b的外側(cè)，路徑a200 的路徑長變得比路徑b 205的路徑長長。這是因為在耦合線路110a和耦合線 路110b之間i殳置間隙120,同時耦合線^各110a和耦合線3各110b各個具有折回 的形狀，在信號傳輸?shù)穆窂降穆窂介L中產(chǎn)生差的緣故。然后，因為耦合線路 110a和耦合線^各110b的路徑長相互不同，所以和耦合線;洛110a共振的頻率變 得與和耦合線路110b共振的頻率相互不同。
接著，通過耦合線路110a沿路徑a200傳輸?shù)姆指钚盘朼220，從耦合線 路110a向第二微帶線路105作為分割信號c 230傳輸。在這種場合，分割信號 c230的相位，才艮據(jù)路徑a200的路徑長變換為與分割信號a220的相位不同的 相位。同樣，通過耦合線路110b沿路徑b205傳輸?shù)姆指钚盘朾222,從耦合 線路110b向第二微帶線路105作為分割信號d 232傳輸。在這種場合，分割 信號d 232的相位，根據(jù)路徑b 205的路徑長變換為與分割信號b 222的相位 不同的相位。
具體說，當設(shè)耦合線路110a以及耦合線路110b，和第一微帶線路100以 及第二微帶線路105電容耦合的距離240為L時，分割信號a220的相位和分 割信號b222的相位分別變化(2xL)/入。此外，該場合的X是通過具有規(guī)定 的介電常數(shù)的第一電介質(zhì)基板130傳輸?shù)男盘柕牡葍r波長。
圖4 (a)表示常規(guī)型移相器的概要。另外，圖4 (b)表示本實施形態(tài)的 移相器的概要。然后，圖4 (c)表示常規(guī)移相器的傳輸特性(S21)和本實施 形態(tài)的移相器的傳輸特性(S21 )的比較。進而，圖4 (d)表示常規(guī)移相器的 電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio: VSWR)和本實施形態(tài)的移相器的 VSWR的比較。
此外，在圖4 (a)以及圖4 (b)中，以簡化說明為目的，除第一微帶線 路100、第二微帶線路105、以及耦合線路(耦合線路111、耦合線路110a、 以及耦合線路110b)以外，省略構(gòu)成常規(guī)型移相器12以及移相器10的其他 元件的圖示。
如圖4 (a)所示，在常規(guī)型移相器12中，對第一微帶線路IOO和第二微 帶線路105進行電氣耦合的耦合線路111沒有間隙。另一方面，如圖4 (b) 所示，本實施形態(tài)的移相器10,具有通過設(shè)置間隙120產(chǎn)生的路徑長相互不同的耦合線路110a和110b。
首先，圖4(c)的圖表300表示使常規(guī)型移相器12以及本實施形態(tài)的移 相器10的各個傳輸規(guī)定的高頻信號的場合的傳輸特性(S21 )的模擬結(jié)果。亦 即，圖表300,表示對于入射常規(guī)型移相器12以及移相器IO的高頻，從常規(guī) 型移相器12以及移相器IO射出的傳輸波的比例。
入射到移相器的高頻從該移相器射出時的理想的傳輸特性是OdB，而根 據(jù)本實施形態(tài)的移相器10,可知在頻率從1.7GHz到約2.2GHz的范圍內(nèi)傳 輸特性為從-0.25dB到約-0.33dB左右(圖表300的實線(b))。另外，根據(jù)本 實施形態(tài)的移相器10，至少在頻率從約1.9GHz到約2.1GHz中的傳輸特性比 常規(guī)型移相器12提高。亦即，根據(jù)本實施形態(tài)的移相器10，入射到移相器IO 的高頻信號的損失比常規(guī)型移相器12少。
接著，圖4 (d)的圖表302，表示使常規(guī)型移相器12以及本實施形態(tài)的 移相器10的各個傳輸規(guī)定的高頻信號的場合的VSWR的模擬結(jié)果。
在入射移相器的高頻信號通過移相器內(nèi)的場合，在高頻信號在移相器內(nèi) 完全不被反射的理想的狀態(tài)的場合，VSWR的值為1，而根據(jù)本實施形態(tài)的移 相器10，在頻率從約1.7GHz到約2.2GHz的全部范圍內(nèi)VSWR的值為1.05 以下，與常規(guī)型移相器12相比接近1。亦即根據(jù)本實施形態(tài)的移相器10,能 夠比常規(guī)型移相器12減低在移相器10內(nèi)通過反射高頻信號引起的高頻信號的 損失。因此，根據(jù)本實施形態(tài)的移相器10,例如能夠提高像便攜電話基站用 天線等那樣使用寬帶頻率的通信中的傳輸特性、以及回波損耗特性。
進而，根據(jù)本實施形態(tài)的移相器10，與常規(guī)型移相器12相比，可知減 低了在頻率從約1.7GHz到約2.2GHz的全部范圍內(nèi)VSWR的值的分散。此外， 當沿信號的傳輸方向在耦合線路內(nèi)設(shè)置n個間隙時，形成n+l條耦合線路。這 一點，因為與能夠以與n+l條耦合線路的各個對應(yīng)的頻率共振對應(yīng)，所以當進 一步增加沿信號的傳輸方向在耦合線路內(nèi)設(shè)置的間隙數(shù)時，可進一步減低 VSWR的值的分散。
(耦合線路的變形例)
圖5 (a)到(d)是表示耦合線路的多個變形例的圖。
此外，在圖5 (a)到(d)中，除耦合線路的形狀不同這點之外，其他的結(jié)構(gòu)以及功能，因為和圖1到圖4的說明中的移相器10大體相同，所以省略 詳細的說明。另外，在圖5 (a)到(d)中，除說明多個變形例所需要的耦合 線路、和第一微帶線路100以及第二微帶線路105外，省略了圖示。
參照圖5 (a)表示的變形例，耦合線路112a,在從與第一微帶線路100 電容耦合的區(qū)域到與第二微帶線路105電容耦合的區(qū)域之間，沿信號的傳輸方 向具有間隙120,同時，在間隙120的中途具有堵塞間隙120的連結(jié)部114。 此外，本變形例中設(shè)置連結(jié)部114的位置是與第一孩i帶線路100電容耦合的區(qū) 域的耦合線路112a的一端和與第二微帶線路105電容耦合的區(qū)域的耦合線路 112a的另一端的中間點，但是連結(jié)部114的位置不限于中間點，也可以是其 他位置。另外，連結(jié)部114的形狀、長度、以及寬度也可以適宜變更形成。
參照圖5 (b)表示的變形例，在本變形例中耦合線路112a和耦合線路 112c之間設(shè)置間隙120b,同時在耦合線路112c和耦合線路112d之間設(shè)置間 隙120a。然后，通過第一微帶線路IOO傳輸?shù)妮斎胄盘柋环指顬?個分割信 號，在耦合線路112b、耦合線路112c、和耦合線路112d的各個中傳輸。
由此，在本變形例中，通過間隙120a和間隙120b，形成了耦合線路112b、 耦合線路112c、和耦合線路112d這3個U形的路徑長度不同的線路。因而， 因為在耦合線路112b、耦合線路112c、和耦合線路112d的各個中共振的頻率 變得不同，所以與間隙120僅是一個的場合相比可進一步減少VSWR的分散。
此外，在本變形例中間隙是兩個，但是間隙數(shù)也可以進一步增加。當增 加沿信號的傳輸方向的間隙的數(shù)時，會進一步增加路徑長度不同的耦合線路。 于是，當路徑長度不同的耦合線路增加時，因為在多條耦合線路的各個中共振 的頻率不同，作為結(jié)果共振的頻率的數(shù)目增加，所以能夠更加減少VSWR的 分散。
參照圖5 (c)表示的變形例，具有U形的耦合線路112e的線路寬，作為 線路寬e400從耦合線路112e的一端到另一端是一定的。另一方面，在耦合線 路112f中，在與第一微帶線路100以及第二微帶線路105平行的部分中，是 和耦合線路112e相同的線路寬，但是在與第一微帶線路100以及第二微帶線 路105垂直的部分中，形成為比線路寬e400寬度寬的線路寬f402。
此外，線路寬不限于本變形例，也可以形成為與第一微帶線路100以及第二微帶線路105平行的部分中的耦合線路112e的線路寬和耦合線路112f的 線路寬不同。另外，耦合線路112e以及耦合線路112f的線路寬，在從耦合線 路112e以及耦合線路112f的一端到另一端之間具有多個線路寬。進而，也可 以連接耦合線路112e和耦合線路112f之間設(shè)置的間隙120的一部分。
參照圖5 (d)表示的變形例，耦合線路112g,沿通過耦合線路112g傳 輸?shù)男盘柕姆较蚓哂卸鄠€近似矩形的間隙120。亦即耦合線路112g,具有通過 多個連結(jié)部114堵塞內(nèi)側(cè)的耦合線路112g和外側(cè)的耦合線路112g之間形成的 多個間隙120。此外，間隙120的數(shù)目不限于本實施例。再者，間隙120的形 狀也不限于近似矩形，也可以是近似多邊形或者近似圓形。 (第一實施形態(tài)的效果)
根據(jù)本實施形態(tài)的移相器10,通過在具有折回形狀的耦合線路內(nèi)設(shè)置間 隙120,能夠設(shè)置路徑長度互相不同的耦合線路110a和耦合線路110b，把信 號傳輸?shù)穆窂阶龀啥鄺l。由此，因為在通過耦合線路110a和耦合線路110b傳 輸?shù)男盘柕穆窂降木嚯x上產(chǎn)生差，所以在耦合線路110a中共振的頻率變得和 在耦合線路110b中共振的頻率相互不同。亦即，通過形成耦合線路110a和耦 合線路110b，因為能夠增加能夠在各個耦合線路中共振的頻率，所以能夠?qū)?能夠在該移相器10內(nèi)相位變化的信號的頻率進行寬帶化。
此外，根據(jù)本實施形態(tài)的移相器10,對于設(shè)置有第一微帶線路100以及 第二微帶線路105的移相器下部1,能夠把設(shè)置有與第一微帶線路100以及第 二微帶線路105的各個進行電容耦合的多條耦合線路的移相器上部2,在和第 一微帶線路100以及第二微帶線路105平行的方向上自如地移動。由此，因為 能夠變化通過多條耦合線路的每一條傳輸?shù)男盘柕穆窂介L度，所以能夠自由地 變化通過多條耦合線路的每一條傳輸?shù)男盘柕南辔弧?br> 圖6是表示本發(fā)明的第二實施形態(tài)的移相的結(jié)構(gòu)的一例的圖。
此外，在圖6中，為了簡化說明，除第一樣i帶線路100、第二《鼓帶線^各
105、耦合線路110、以及耦合線路110b以外，省略構(gòu)成移相器10的其他元
件的圖示。
(移相器20的結(jié)構(gòu))在本實施形態(tài)中，移相器20具有多個移相器10。此外，因為移相器10 具有和圖1到圖5的上述說明中已說明的移相器IO大體相同的結(jié)構(gòu)，同時起 到大體相同的功能及作用，所以省略詳細的說明。
更具體說，移相器20具有輸入規(guī)定的輸入信號的輸入端子500;把輸 入到輸入端子500上的輸入信號分配給多個分配信號的分配器510;把分配器 510分配的分割信號傳輸給多個移相器10的各個的多個信號線520;通過信號 線520從第一端口 150輸入分配信號、同時把輸入的分配信號的相位變換為規(guī) 定的相位的信號后輸出的多個移相器10;和把多個移相器10的各個具有的第 二端口 155輸出的信號向外部輸出的多個輸出端子530。
另外，多個移相器10各個也可以通過信號線520相互連結(jié)各個具有的第 二端口 155和各個具有的第一端口 150。在該場合，移相器20也可以在一個 移相器10的第二端口 155和另一個移相器10的第一端口 150之間進一步具有 把從一個移相器IO輸出的信號分配成多個的分配器。
(移相器20的動作)
分配器510把在輸入端子500上輸入的高頻信號分配成兩個信號。然后 分配器510把分配的一個高頻信號通過信號線520向第一移相器10的第一端 口 150傳輸，同時把分配的另一個高頻信號通過信號線520向第二移相器10 的第一端口 150傳輸。
第一移相器IO以及第二移相器IO，分別輸入在各自的第一端口 150中分 配器510分配的多個分配信號的一部分。然后，各個移相器具有的第一微帶線 路IOO，傳輸在第一端口 150上輸入的分配信號。接著，向在規(guī)定的區(qū)域中和 第一微帶線路100電氣耦合的耦合線路110a以及耦合線路110b傳輸分割分配
信號的多個分割信號的各個。
第一移相器10以及第二移相器10分別具有的耦合線路110a以及耦合線 路110b，分別變換從第一微帶線路100傳輸?shù)姆指钚盘柕南辔缓?，將其向?二微帶線路105傳輸。然后，第二微帶線路105，在耦合線路110a以及耦合 線路110b的各個中，向第二端口 155傳輸相位被變換后的分割信號的各個。
第一移相器10以及第二移相器10分別具有的第二端口 155，把通過第 二微帶線路105傳輸?shù)亩鄠€分割信號的各個，分別供給和第二端口連接的輸出端子530。輸出端子530，分別把分別從連接的第二端口 155接收到的、通過 第二微帶線路105傳輸?shù)亩鄠€分割信號向外部輸出。
這里，在第一移相器IO的第二端口 155,通過分配器和信號線520與第 三移相器10連接的場合，該分配器從第一移相器10的第二端口 155接收分割 信號。然后，該分配器把從第一移相器IO接收到的分割信號分割為多個部分 分割信號。接著，該分配器把多個部分分割信號的一部分作為多個分割信號的 一部分向輸出端子530輸出，同時，把分割后的其他多個部分分割信號向第三 移相器10的第一端口 150作為分配信號輸出。
此外，在第二移相器IO的第二端口 155,通過分配器和信號線520和第 四移相器IO連接的場合，因為也和上述說明中的第一移相器IO和第三移相器 IO的關(guān)系同樣，所以省略詳細的說明。另外，分配器510也可以把在輸入端 子500上輸入的信號分配為3個以上。在該場合，分配器510通過信號線520 向多個不同的移相器IO傳輸分配后的信號的各個。
(第二實施形態(tài)的效果)
本實施形態(tài)的移相器20,通過分配從移相器IO輸出的信號，把分配后的 一部分信號向其他移相器IO輸入，能夠把多個移相器IO多級化。由此，移相 器20能夠在多個移相器10的各個中分別使信號的相位變化，從多個移相器 IO的各個分別輸出相位不同的信號。因此，移相器20例如能夠控制陣列天線 等多振子天線的相位。
以上，說明了本發(fā)明的實施形態(tài)，但是上述的實施形態(tài)不是限定涉及權(quán) 利要求的范圍的發(fā)明的。另外，應(yīng)該注意在實施形態(tài)中說明過的特征的組合 的全體未必是用來解決發(fā)明課題的方法所必需的。
權(quán)利要求
1.一種移相器，具有第一微帶線路，用于傳輸規(guī)定的輸入信號；耦合線路，其在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)與所述第一微帶線路進行電氣耦合，包含通過沿所述輸入信號的傳輸方向設(shè)置的間隙生成的路徑長度不同的多條路徑，在所述多條路徑的每一條路徑內(nèi)傳輸通過所述間隙分割所述輸入信號后的多個分割信號的每一個；第二微帶線路，其與所述第一微帶線路平行設(shè)置，在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)與所述耦合線路進行電氣耦合，傳輸通過所述耦合線路傳輸?shù)乃龆鄠€分割信號的每一個。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移相器，其中， 所述耦合線路具有將所述多條路徑的每一條進行折回后的形狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的移相器，其中，所述耦合線路，被形成在沿所述第一微帶線路以及所述第二微帶線路移 動自如地設(shè)置的電介質(zhì)基板上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的移相器，其中，所述耦合線路，由在所述電介質(zhì)基板上設(shè)置的導電材料形成，在所述電 介質(zhì)基板上設(shè)置的所述導電材料，在所述第一微帶線路以及所述第二微帶線路 之間進行了直流絕緣。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的移相器，其中， 所述導電材料是金屬箔或者所述金屬板。
6. —種移相器， 具有輸入端子，用于輸入規(guī)定的信號；分配器，用于把在所述輸入端子上輸入的所述輸入信號分配成多個分配 信號；和多個移相器，用于把所述分配器分配的多個分配信號的相位分別變換成規(guī)定的相位，所述多個移相器各具有第一端口 ，其輸入所述分配器已分配的所述多個分配信號的一部分； 第 一微帶線路，用于傳輸在所述第一端口上輸入的所述分配信號； 耦合線路，其在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)與所述第一微帶線路進行電氣耦合，包含通過沿所述分配信號的傳輸方向設(shè)置的間隙生成的路徑長度不同的多條路徑，在該多條路徑的每一條路徑內(nèi)傳輸通過所述間隙分割所述分配信號的多個分割信號的每一個；和第二微帶線路，其與所述第一微帶線路平行設(shè)置，在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)與所述耦合線路進行電氣耦合，傳輸通過所述耦合線;洛傳輸?shù)乃龆鄠€分割信號的每一個。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的移相器，其中，進一步具有輸出端子，用于輸出通過所述第二微帶線路傳輸?shù)乃龆鄠€分割信號的至少一部分，所述多個移相器各自還具有第二端口 ，其向分配器輸出第二微帶線路傳 輸?shù)亩鄠€分割信號的每一個，所述分配器把所述多個分割信號的每一個分割為 多個部分分割信號，把分割后的所述多個部分分割信號的一部分作為所述多個 分割信號的一部分向所述輸出端子輸出，同時把分割后的其他多所述個部分分 割信號作為所述分配信號向其他移相器的所述第 一端口輸出。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的移相器，其中，所述多個移相器各個具有的所述耦合線路，由在電介質(zhì)基板上設(shè)置的導 電材料形成，在所述電介質(zhì)基板上設(shè)置的所述導電材料，在所述第一微帶線路 以及所述第二微帶線路之間進行了直流絕緣。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的移相器，其中， 所述導電材料是金屬箔或者所述金屬板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種移相器，其對能夠使相位變化的信號頻率進行寬頻帶化。本發(fā)明的移相器(10)具有第一微帶線路(100)，其用于傳輸規(guī)定的輸入信號；耦合線路，其在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)與第一微帶線路(100)進行電氣耦合，包含通過沿輸入信號的傳輸方向設(shè)置的間隙(120)生成的路徑長度不同的多條路徑，在該多條路徑的每一條路徑中傳輸通過間隙(120)分割輸入信號后的多個分割信號的每一個；第二微帶線路(105)，其與第一微帶線路(100)平行設(shè)置，在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)與耦合線路進行電氣耦合，傳輸通過耦合線路傳輸?shù)亩鄠€分割信號的每一個。
文檔編號H01P5/08GK101315997SQ200810108409
公開日2008年12月3日 申請日期2008年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月31日
發(fā)明者村野慎介 申請人:日立電線株式會社