JP3119250B2 - １８０度移相器 - Google Patents
１８０度移相器Info
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 42
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 26
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 9
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 9
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 74
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 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
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/18—Phase-shifters
- H01P1/184—Strip line phase-shifters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/08—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices
- H01P5/10—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices for coupling balanced lines or devices with unbalanced lines or devices
Landscapes
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
- Microwave Amplifiers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、１８０度移相器に
係わり、特に、電力増幅器の電力分配・合成回路、平衡
型変復調回路、ミキサ、移相器等に幅広く利用されてい
る１８０度移相器に関する。
係わり、特に、電力増幅器の電力分配・合成回路、平衡
型変復調回路、ミキサ、移相器等に幅広く利用されてい
る１８０度移相器に関する。
【０００２】
【従来の技術】１８０度移相器の主たる機能は不平衡信
号を位相差が１８０°で等振幅な平衡信号に電力分配す
ることであり、平衡−不平衡（Ｂａｌａｎｃｅ−Ｕｎｂ
ａｌａｎｃｅ）変換器、又はバラン（Ｂａｌ−ｕｎ）と
も呼ばれている。従来、小型で広帯域な周波数特性を持
つバランの構成として、図７に示すような４組の１／４
波長の結合伝送線路から構成されるマーチャントバラン
が提案されている。図７は、“Ａ ＮＥＷ Ｉｍｐｅｄ
ａｎｃｅ−Ｍａｔｃｈｅｄ Ｗｉｄｅ−Ｂａｎｄ Ｂａ
ｌｕｎ ａｎｄ Ｍａｇｉｃ Ｔｅｅ”ｂｙ Ｇ．Ｊ．
Ｌａｕｇｈｌｉｎ．；ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍｉｃｒ
ｏｗａｖｅ ＴｈｅｏｒｙＴｅｃｈ．，ｖｏｌ．ＭＴＴ
−２４ Ｎｏ．３，Ｍａｒｃｈ １９７６．ｐ１３５．
−ｐ１４１．に開示された従来のバランの構成を示す図
である。即ち、１８０°移相器として用いられるマーチ
ャントバランは、使用周波数の１／４波長の結合伝送線
路で構成し、１つの不平衡信号伝送線路５４と、２つの
平衡信号伝送線路５８，５９と、１つの先端開放結合伝
送線路５５と、一端が短絡Ｅし、他端が開放された結合
伝送線路５６，５７とで構成している。このような従来
の構成では、不平衡信号が入力される伝送線路５４及び
この線路５４に接続される先端開放の伝送線路５５は、
それぞれ２つの一端短絡他端開放結合伝送線路５６，５
７を介して、平衡信号を出力する伝送線路５８及び伝送
線路５９と結合している。
号を位相差が１８０°で等振幅な平衡信号に電力分配す
ることであり、平衡−不平衡（Ｂａｌａｎｃｅ−Ｕｎｂ
ａｌａｎｃｅ）変換器、又はバラン（Ｂａｌ−ｕｎ）と
も呼ばれている。従来、小型で広帯域な周波数特性を持
つバランの構成として、図７に示すような４組の１／４
波長の結合伝送線路から構成されるマーチャントバラン
が提案されている。図７は、“Ａ ＮＥＷ Ｉｍｐｅｄ
ａｎｃｅ−Ｍａｔｃｈｅｄ Ｗｉｄｅ−Ｂａｎｄ Ｂａ
ｌｕｎ ａｎｄ Ｍａｇｉｃ Ｔｅｅ”ｂｙ Ｇ．Ｊ．
Ｌａｕｇｈｌｉｎ．；ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍｉｃｒ
ｏｗａｖｅ ＴｈｅｏｒｙＴｅｃｈ．，ｖｏｌ．ＭＴＴ
−２４ Ｎｏ．３，Ｍａｒｃｈ １９７６．ｐ１３５．
−ｐ１４１．に開示された従来のバランの構成を示す図
である。即ち、１８０°移相器として用いられるマーチ
ャントバランは、使用周波数の１／４波長の結合伝送線
路で構成し、１つの不平衡信号伝送線路５４と、２つの
平衡信号伝送線路５８，５９と、１つの先端開放結合伝
送線路５５と、一端が短絡Ｅし、他端が開放された結合
伝送線路５６，５７とで構成している。このような従来
の構成では、不平衡信号が入力される伝送線路５４及び
この線路５４に接続される先端開放の伝送線路５５は、
それぞれ２つの一端短絡他端開放結合伝送線路５６，５
７を介して、平衡信号を出力する伝送線路５８及び伝送
線路５９と結合している。
【０００３】なお、５１は入力端子、５２，５３は出力
端子である。図８は図７の具体的な回路構成で、誘電率
２．２の厚さ０．８ｍｍの誘電体基板を用いて２．５Ｇ
Ｈｚで設計した従来の１８０°移相器の構成を示す外観
図である。誘電体基板６３の表面には、不平衡信号が入
力される伝送線路５４及びこの線路５４に接続される先
端開放の伝送線路５５、さらに平衡信号を出力する伝送
線路５８及び伝送線路５９が図のようにパターン化され
配置されている。一方、基板６３の裏面には、一端を開
放端として他端を筐体６０を通じて短絡される伝送線路
５６が、基板表面上に形成された伝送線路５４及び伝送
線路５８の両線路と誘電体基板６３を介して結合するよ
うに上面から透かしてみて重なるようにパターン化され
配置されている。さらに、一端を開放端として他端を筐
体６０を介して短絡される伝送線路５７が、基板表面上
に形成された伝送線路５５及び伝送線路５９の両線路と
誘電体基板６３を介して結合するように上面から透かし
てみて重なるようにパターン化されている。各伝送線路
の長さは使用周波数２．５ＧＨｚの実効的な１／４波長
となるように設定されている。誘電体基板６３を取り付
ける筐体６０には、伝送線路５６及び伝送線路５７の一
端のみを短絡させるために、深さ１．２ｍｍのキャビテ
ィが設けられる。
端子である。図８は図７の具体的な回路構成で、誘電率
２．２の厚さ０．８ｍｍの誘電体基板を用いて２．５Ｇ
Ｈｚで設計した従来の１８０°移相器の構成を示す外観
図である。誘電体基板６３の表面には、不平衡信号が入
力される伝送線路５４及びこの線路５４に接続される先
端開放の伝送線路５５、さらに平衡信号を出力する伝送
線路５８及び伝送線路５９が図のようにパターン化され
配置されている。一方、基板６３の裏面には、一端を開
放端として他端を筐体６０を通じて短絡される伝送線路
５６が、基板表面上に形成された伝送線路５４及び伝送
線路５８の両線路と誘電体基板６３を介して結合するよ
うに上面から透かしてみて重なるようにパターン化され
配置されている。さらに、一端を開放端として他端を筐
体６０を介して短絡される伝送線路５７が、基板表面上
に形成された伝送線路５５及び伝送線路５９の両線路と
誘電体基板６３を介して結合するように上面から透かし
てみて重なるようにパターン化されている。各伝送線路
の長さは使用周波数２．５ＧＨｚの実効的な１／４波長
となるように設定されている。誘電体基板６３を取り付
ける筐体６０には、伝送線路５６及び伝送線路５７の一
端のみを短絡させるために、深さ１．２ｍｍのキャビテ
ィが設けられる。
【０００４】図９（ａ）は基板の表面に形成した線路５
４，５５，５８，５９を示し、図９（ｂ）は基板の裏面
に形成した線路５６，５７を示している。図８の従来の
１８０°移相器を高出力増幅器の電力配分合成回路に用
いた場合、不平衡信号入力端子と平衡信号出力端子は、
結合伝送線路５６，５７のみを介して結合しているため
に、別々に端子の配置を選べない不都合が生じる。即
ち、不平衡信号が入力される伝送線路５４は接地電極と
して働く伝送線路５６を介して、平衡信号を出力する伝
送線路５８と結合している。また、不平衡信号に対して
仮想接地を作り出すための先端開放線路５５は接地電極
として働く伝送線路５７を介して、平衡信号を出力する
伝送線路５９と結合している。
４，５５，５８，５９を示し、図９（ｂ）は基板の裏面
に形成した線路５６，５７を示している。図８の従来の
１８０°移相器を高出力増幅器の電力配分合成回路に用
いた場合、不平衡信号入力端子と平衡信号出力端子は、
結合伝送線路５６，５７のみを介して結合しているため
に、別々に端子の配置を選べない不都合が生じる。即
ち、不平衡信号が入力される伝送線路５４は接地電極と
して働く伝送線路５６を介して、平衡信号を出力する伝
送線路５８と結合している。また、不平衡信号に対して
仮想接地を作り出すための先端開放線路５５は接地電極
として働く伝送線路５７を介して、平衡信号を出力する
伝送線路５９と結合している。
【０００５】このため、表面の伝送線路５４は裏面の伝
送線路５８と重ねて配置しなければならないため、図８
の点線Ａ，Ｂに挟まれる間に結合伝送線路５４のパター
ンを配置しなければならないという制限があり、このた
め、能率が低下するという欠点があった。図１０には従
来の１８０°移相器を用いてプッシュプル電力増幅器を
構成したときの外観図を示す。プッシュプル電力増幅器
では入力信号を１８０°移相器により分配し２つのパワ
ートランジスタを１８０°の位相差で動作させ、出力を
１８０°移相器により同相で電力合成する。２つのパワ
ートランジスタとの接続に都合が良いように、１８０°
移相器の２つの平衡信号出力端子は対向するように配置
される。さらに、図６のように、Ｎ個のプッシュプル電
力増幅器を合成して高出力増幅器を構成するときは、多
数のプッシュプル電力増幅器を合成するのに都合が良い
ように、入力及び出力側の１８０°移相器の不平衡信号
端子は互いに対向するように配置される。このような場
合、従来の１８０°移相器では、不平衡信号入力端子と
平衡信号出力端子は同一の結合伝送線路を介して結合し
ていて別々に端子の配置を選べないために、デバイスや
他の回路と接続するときに、余計な引き回しを余儀なく
され、回路面積の増大、電力合成効率の低下を招くとい
う問題があった。
送線路５８と重ねて配置しなければならないため、図８
の点線Ａ，Ｂに挟まれる間に結合伝送線路５４のパター
ンを配置しなければならないという制限があり、このた
め、能率が低下するという欠点があった。図１０には従
来の１８０°移相器を用いてプッシュプル電力増幅器を
構成したときの外観図を示す。プッシュプル電力増幅器
では入力信号を１８０°移相器により分配し２つのパワ
ートランジスタを１８０°の位相差で動作させ、出力を
１８０°移相器により同相で電力合成する。２つのパワ
ートランジスタとの接続に都合が良いように、１８０°
移相器の２つの平衡信号出力端子は対向するように配置
される。さらに、図６のように、Ｎ個のプッシュプル電
力増幅器を合成して高出力増幅器を構成するときは、多
数のプッシュプル電力増幅器を合成するのに都合が良い
ように、入力及び出力側の１８０°移相器の不平衡信号
端子は互いに対向するように配置される。このような場
合、従来の１８０°移相器では、不平衡信号入力端子と
平衡信号出力端子は同一の結合伝送線路を介して結合し
ていて別々に端子の配置を選べないために、デバイスや
他の回路と接続するときに、余計な引き回しを余儀なく
され、回路面積の増大、電力合成効率の低下を招くとい
う問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した従来技術の欠点を改良し、特に、端子配置の自由度
を増して設計を容易にすると共に、増幅器の小型化、能
率を向上せしめた新規な１８０度移相器を提供するもの
である。
した従来技術の欠点を改良し、特に、端子配置の自由度
を増して設計を容易にすると共に、増幅器の小型化、能
率を向上せしめた新規な１８０度移相器を提供するもの
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、基本的には、以下に記載されたような技
術構成を採用するものである。即ち、本発明に係わる１
８０度移相器の第１態様は、一端が入力端子に接続され
た第１の線路と、一端が開放され他端が前記第１の線路
の他端に接続された第２の線路とからなる不平衡信号伝
送線路と、第３の線路及び第４の線路からなり、その一
端同士が互いに接続され、他端から前記入力端子に入力
された不平衡信号を１８０度位相の異なる平衡信号とし
て出力する平衡信号伝送線路とで構成した１８０度移相
器において、前記不平衡信号伝送線路と平衡信号伝送線
路とを結合するための線路を設けると共に、この線路
を、一端が短絡された第５の線路と、一端が短絡され他
端が前記第５の線路の他端に接続された第６の線路と、
一端が短絡された第７の線路と、一端が短絡され他端が
前記第７の線路の他端に接続された第８の線路とで構成
し、前記各線路の長さが、略λ／４（λは入力周波数で
の波長）であることを特徴とするものであり、又、第２
態様は、前記第１の線路と第５の線路、前記第２の線路
と第７の線路、前記第３の線路と第６の線路、前記第４
の線路と第８の線路は、夫々基板上で互いに重なるよう
に配設されることを特徴とするものであり、又、第３態
様は、前記第１乃至第４の線路は前記基板の第１の面に
設けられ、前記第５乃至第８の線路は前記基板の第２の
面に設けられることを特徴とするものであり、又、第４
態様は、 前記各線路がマイクロ波集積回路上に形成した
ことを特徴とするものである。
達成するため、基本的には、以下に記載されたような技
術構成を採用するものである。即ち、本発明に係わる１
８０度移相器の第１態様は、一端が入力端子に接続され
た第１の線路と、一端が開放され他端が前記第１の線路
の他端に接続された第２の線路とからなる不平衡信号伝
送線路と、第３の線路及び第４の線路からなり、その一
端同士が互いに接続され、他端から前記入力端子に入力
された不平衡信号を１８０度位相の異なる平衡信号とし
て出力する平衡信号伝送線路とで構成した１８０度移相
器において、前記不平衡信号伝送線路と平衡信号伝送線
路とを結合するための線路を設けると共に、この線路
を、一端が短絡された第５の線路と、一端が短絡され他
端が前記第５の線路の他端に接続された第６の線路と、
一端が短絡された第７の線路と、一端が短絡され他端が
前記第７の線路の他端に接続された第８の線路とで構成
し、前記各線路の長さが、略λ／４（λは入力周波数で
の波長）であることを特徴とするものであり、又、第２
態様は、前記第１の線路と第５の線路、前記第２の線路
と第７の線路、前記第３の線路と第６の線路、前記第４
の線路と第８の線路は、夫々基板上で互いに重なるよう
に配設されることを特徴とするものであり、又、第３態
様は、前記第１乃至第４の線路は前記基板の第１の面に
設けられ、前記第５乃至第８の線路は前記基板の第２の
面に設けられることを特徴とするものであり、又、第４
態様は、 前記各線路がマイクロ波集積回路上に形成した
ことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明に係わる１８０度移相器
は、一端が入力端子に接続された第１の線路と一端が開
放され他端が前記第１の線路の他端に接続された第２の
線路とからなる不平衡信号伝送線路と、前記不平衡信号
伝送線路を平衡信号伝送線路に変換すると共に１８０度
位相の異なる信号を取り出すための第３の線路と第４の
線路とからなる平衡信号伝送線路とで構成した１８０度
移相器において、前記不平衡信号伝送線路と平衡信号伝
送線路とを結合するための線路を設けると共に、この線
路を、一端が短絡された第５の線路と、一端が短絡され
他端が前記第５の線路の他端に接続された第６の線路
と、一端が短絡された第７の線路と、一端が短絡され他
端が前記第７の線路の他端に接続された第８の線路とで
構成したものである。
は、一端が入力端子に接続された第１の線路と一端が開
放され他端が前記第１の線路の他端に接続された第２の
線路とからなる不平衡信号伝送線路と、前記不平衡信号
伝送線路を平衡信号伝送線路に変換すると共に１８０度
位相の異なる信号を取り出すための第３の線路と第４の
線路とからなる平衡信号伝送線路とで構成した１８０度
移相器において、前記不平衡信号伝送線路と平衡信号伝
送線路とを結合するための線路を設けると共に、この線
路を、一端が短絡された第５の線路と、一端が短絡され
他端が前記第５の線路の他端に接続された第６の線路
と、一端が短絡された第７の線路と、一端が短絡され他
端が前記第７の線路の他端に接続された第８の線路とで
構成したものである。
【０００９】このように構成した１８０度移相器におい
て、例えば、入力端子を希望する所定の位置に設けたい
場合、一端が入力端子になるような位置に前記第１の線
路を配置すると共に、基板裏面には、第５の線路を前記
第１の線路に重なるように配置する。そして、第５の線
路の他端を第３の線路の裏面に形成された第６の線路の
一方の端部に接続する。
て、例えば、入力端子を希望する所定の位置に設けたい
場合、一端が入力端子になるような位置に前記第１の線
路を配置すると共に、基板裏面には、第５の線路を前記
第１の線路に重なるように配置する。そして、第５の線
路の他端を第３の線路の裏面に形成された第６の線路の
一方の端部に接続する。
【００１０】なお、第２の線路と第７の線路とは、上述
した関係をもって形成されれば、基板上のどこに配置し
ても良い。又、本発明の１８０°移相器の増幅器の電力
分配合成回路に用いた場合、入力或いは出力端子を余計
な引き回しなしで適切に配置することができるから、高
出力増幅器の小型化、高性能化が達成できる。
した関係をもって形成されれば、基板上のどこに配置し
ても良い。又、本発明の１８０°移相器の増幅器の電力
分配合成回路に用いた場合、入力或いは出力端子を余計
な引き回しなしで適切に配置することができるから、高
出力増幅器の小型化、高性能化が達成できる。
【００１１】
【実施例】以下に、本発明に係わる１８０度移相器の具
体例を図面を参照しながら詳細に説明する。図１〜３
は、本発明に係わる１８０度移相器の具体例の構造を示
す図であって、これらの図には、一端が入力端子１に接
続された第１の線路４と一端が開放され他端が前記第１
の線路４の他端に接続された第２の線路５とからなる不
平衡信号伝送線路と、前記不平衡信号伝送線路を平衡信
号伝送線路に変換すると共に１８０度位相の異なる信号
を取り出すための第３の線路１０と第４の線路１１とか
らなる平衡信号伝送線路とで構成した１８０度移相器に
おいて、前記不平衡信号伝送線路と平衡信号伝送線路と
を結合するための線路を設けると共に、この線路を、一
端が短絡された第５の線路６と、一端が短絡され他端が
前記第５の線路６の他端に接続された第６の線路８と、
一端が短絡された第７の線路７と、一端が短絡され他端
が前記第７の線路７の他端に接続された第８の線路９と
で構成した１８０度移相器が示され、又、前記第１の線
路４と第５の線路６、前記第２の線路５と第７の線路
７、前記第３の線路１０と第６の線路８、前記第４の線
路１１と第８の線路９は、夫々基板１５上で互いに重な
るように配設される１８０度移相器が示され、又、前記
第１乃至第４の線路４，５，１０，１１は前記基板１５
の第１の面に設けられ、前記第５乃至第８の線路６〜９
は前記基板１５の第２の面に設けられる１８０度移相器
が示され、又、前記各線路の長さは、略λ／４（λは入
力周波数での波長）である１８０度移相器が示されてい
る。
体例を図面を参照しながら詳細に説明する。図１〜３
は、本発明に係わる１８０度移相器の具体例の構造を示
す図であって、これらの図には、一端が入力端子１に接
続された第１の線路４と一端が開放され他端が前記第１
の線路４の他端に接続された第２の線路５とからなる不
平衡信号伝送線路と、前記不平衡信号伝送線路を平衡信
号伝送線路に変換すると共に１８０度位相の異なる信号
を取り出すための第３の線路１０と第４の線路１１とか
らなる平衡信号伝送線路とで構成した１８０度移相器に
おいて、前記不平衡信号伝送線路と平衡信号伝送線路と
を結合するための線路を設けると共に、この線路を、一
端が短絡された第５の線路６と、一端が短絡され他端が
前記第５の線路６の他端に接続された第６の線路８と、
一端が短絡された第７の線路７と、一端が短絡され他端
が前記第７の線路７の他端に接続された第８の線路９と
で構成した１８０度移相器が示され、又、前記第１の線
路４と第５の線路６、前記第２の線路５と第７の線路
７、前記第３の線路１０と第６の線路８、前記第４の線
路１１と第８の線路９は、夫々基板１５上で互いに重な
るように配設される１８０度移相器が示され、又、前記
第１乃至第４の線路４，５，１０，１１は前記基板１５
の第１の面に設けられ、前記第５乃至第８の線路６〜９
は前記基板１５の第２の面に設けられる１８０度移相器
が示され、又、前記各線路の長さは、略λ／４（λは入
力周波数での波長）である１８０度移相器が示されてい
る。
【００１２】なお、前記第５及び第７の線路６，７は前
記基板１５の第１の面に設けられ、前記第６及び第８の
線路８，９は前記基板１５の第２の面に設けられるよう
に構成しても良い。以下に、本発明を更に詳細に説明す
る。図１は、本発明の１８０°移相器の具体例を説明す
る回路構成図である。本発明の１８０°移相器は、使用
周波数の１／４波長の結合伝送線路で構成し、１つの不
平衡信号伝送線路４と２つの平衡信号伝送線路１０，１
１と１つの先端開放結合伝送線路５と４つの一端が短絡
された結合伝送線路６，７，８，９を備え、４つの一端
短絡結合伝送線路は２組ずつ（６と８、７と９の組）そ
れぞれの他端を接続している。本発明の１８０°移相器
では、不平衡信号が入力される伝送線路４及び先端開放
の伝送線路５は、それぞれ２つの一端短絡結合伝送線路
６，７と結合している。又、平衡信号を出力する伝送線
路１０及び伝送線路１１は、不平衡信号伝送線路と結合
する２つの一端短絡結合伝送線路６，７と先端同士を接
続した別の２つの一端短絡結合伝送線路８，９と結合し
ている。
記基板１５の第１の面に設けられ、前記第６及び第８の
線路８，９は前記基板１５の第２の面に設けられるよう
に構成しても良い。以下に、本発明を更に詳細に説明す
る。図１は、本発明の１８０°移相器の具体例を説明す
る回路構成図である。本発明の１８０°移相器は、使用
周波数の１／４波長の結合伝送線路で構成し、１つの不
平衡信号伝送線路４と２つの平衡信号伝送線路１０，１
１と１つの先端開放結合伝送線路５と４つの一端が短絡
された結合伝送線路６，７，８，９を備え、４つの一端
短絡結合伝送線路は２組ずつ（６と８、７と９の組）そ
れぞれの他端を接続している。本発明の１８０°移相器
では、不平衡信号が入力される伝送線路４及び先端開放
の伝送線路５は、それぞれ２つの一端短絡結合伝送線路
６，７と結合している。又、平衡信号を出力する伝送線
路１０及び伝送線路１１は、不平衡信号伝送線路と結合
する２つの一端短絡結合伝送線路６，７と先端同士を接
続した別の２つの一端短絡結合伝送線路８，９と結合し
ている。
【００１３】図２は図１の回路構成で、誘電率２．２の
厚さ０．８ｍｍの誘電体基板を用いて２．５ＧＨｚで設
計した本発明の１８０°移相器の構成を示す外観図であ
る。誘電体基板１５の表面には、不平衡信号が入力され
る伝送線路４及びこの線路４に接続される先端開放の伝
送線路５、更に、平衡信号を出力する伝送線路１０及び
伝送線路１１が図のようにパターン化される。又、基板
１５の裏面には、一端を筐体１２を介して短絡される伝
送線路６と、一端が線路６の他端と接続され、他端が筐
体１２を介して短絡される伝送線路８とが、それぞれ、
基板表面に形成した伝送線路４と伝送線路１０とに誘電
体基板１５を介して結合するように上面から透かしてみ
て重なるようにパターン化される。さらに、一端が筐体
１２を通じて短絡される伝送線路７と、一端が線路７の
他端と接続され、他端が筐体１２を介して短絡される伝
送線路９とが、それぞれ、基板表面に形成した伝送線路
５と伝送線路１１とに誘電体基板１５を介して結合する
ように上面から透かしてみて重なるようにパターン化さ
れる。
厚さ０．８ｍｍの誘電体基板を用いて２．５ＧＨｚで設
計した本発明の１８０°移相器の構成を示す外観図であ
る。誘電体基板１５の表面には、不平衡信号が入力され
る伝送線路４及びこの線路４に接続される先端開放の伝
送線路５、更に、平衡信号を出力する伝送線路１０及び
伝送線路１１が図のようにパターン化される。又、基板
１５の裏面には、一端を筐体１２を介して短絡される伝
送線路６と、一端が線路６の他端と接続され、他端が筐
体１２を介して短絡される伝送線路８とが、それぞれ、
基板表面に形成した伝送線路４と伝送線路１０とに誘電
体基板１５を介して結合するように上面から透かしてみ
て重なるようにパターン化される。さらに、一端が筐体
１２を通じて短絡される伝送線路７と、一端が線路７の
他端と接続され、他端が筐体１２を介して短絡される伝
送線路９とが、それぞれ、基板表面に形成した伝送線路
５と伝送線路１１とに誘電体基板１５を介して結合する
ように上面から透かしてみて重なるようにパターン化さ
れる。
【００１４】図３（ａ）は基板の表面に形成した線路
４，５，１０，１１を示し、図３（ｂ）は基板の裏面に
形成した線路６〜９を示している。各伝送線路の長さは
使用周波数２．５ＧＨｚの実効的な１／４波長となるよ
うに設定される。また、各伝送線路の幅は、不平衡信号
入力端子（＝５０Ω）及び平衡信号出力端子（＝５０Ω
／２＝２５Ω）にインピーダンス整合するように設定さ
れる。つまり、伝送線路４は長さ２４ｍｍ、幅２．１ｍ
ｍ、伝送線路５は長さ２４ｍｍ、幅３．２ｍｍ、伝送線
路６は長さ２４ｍｍ、幅３．５ｍｍ、伝送線路７は長さ
２４ｍｍ、幅３．５ｍｍ、伝送線路８は長さ２４ｍｍ、
幅７ｍｍ、伝送線路９は長さ２４ｍｍ、幅７ｍｍ、伝送
線路１０は長さ２４ｍｍ、幅５．５ｍｍ、伝送線路１１
は長さ２４ｍｍ、幅５．５ｍｍに設定される。誘電体基
板１５を取り付ける筐体１２には、伝送線路６，７，
８，９の一端のみを短絡させるために、深さ１．２ｍｍ
のキャビティが設けられる。
４，５，１０，１１を示し、図３（ｂ）は基板の裏面に
形成した線路６〜９を示している。各伝送線路の長さは
使用周波数２．５ＧＨｚの実効的な１／４波長となるよ
うに設定される。また、各伝送線路の幅は、不平衡信号
入力端子（＝５０Ω）及び平衡信号出力端子（＝５０Ω
／２＝２５Ω）にインピーダンス整合するように設定さ
れる。つまり、伝送線路４は長さ２４ｍｍ、幅２．１ｍ
ｍ、伝送線路５は長さ２４ｍｍ、幅３．２ｍｍ、伝送線
路６は長さ２４ｍｍ、幅３．５ｍｍ、伝送線路７は長さ
２４ｍｍ、幅３．５ｍｍ、伝送線路８は長さ２４ｍｍ、
幅７ｍｍ、伝送線路９は長さ２４ｍｍ、幅７ｍｍ、伝送
線路１０は長さ２４ｍｍ、幅５．５ｍｍ、伝送線路１１
は長さ２４ｍｍ、幅５．５ｍｍに設定される。誘電体基
板１５を取り付ける筐体１２には、伝送線路６，７，
８，９の一端のみを短絡させるために、深さ１．２ｍｍ
のキャビティが設けられる。
【００１５】上記のようにして作製された本発明の１８
０°バランの特性を図４（ａ）〜図４（ｃ）に示す。図
４（ａ）は不平衡端子１から入力された信号が２つの平
衡端子２，３へ分配して出力されたときの端子２，３間
での振幅差（縦軸）の周波数依存性（横軸）を示し、図
４（ｂ）はそのときの位相差（縦軸）の周波数依存性
（横軸）を示す。また、図４（ｃ）には不平衡端子１か
ら一方の平衡端子２又は３への通過損失（縦軸）の周波
数依存性（横軸）を示す。本発明の具体例は、２．５Ｇ
Ｈｚの中心周波数ｆ０に対して約３５％ｆ０の広大な周
波数帯域幅において、振幅差０．２ｄＢ以下、位相差１
８０°±５°、通過損失０．５ｄＢ以下（−３ｄＢから
の損失）という良好な特性を示す。
０°バランの特性を図４（ａ）〜図４（ｃ）に示す。図
４（ａ）は不平衡端子１から入力された信号が２つの平
衡端子２，３へ分配して出力されたときの端子２，３間
での振幅差（縦軸）の周波数依存性（横軸）を示し、図
４（ｂ）はそのときの位相差（縦軸）の周波数依存性
（横軸）を示す。また、図４（ｃ）には不平衡端子１か
ら一方の平衡端子２又は３への通過損失（縦軸）の周波
数依存性（横軸）を示す。本発明の具体例は、２．５Ｇ
Ｈｚの中心周波数ｆ０に対して約３５％ｆ０の広大な周
波数帯域幅において、振幅差０．２ｄＢ以下、位相差１
８０°±５°、通過損失０．５ｄＢ以下（−３ｄＢから
の損失）という良好な特性を示す。
【００１６】本発明の１８０°移相器における不平衡信
号伝送線路と平衡信号伝送線路とは、入力用、出力用と
して設けられたそれぞれの結合伝送線路を介して結合し
ているために、別々に端子の配置を自由に選ぶことがで
きる。本発明の１８０°移相器は、不平衡信号入力端子
と平衡信号出力端子との配置を自由に設定できるので、
例えば、増幅器の電力分配合成回路にこれを用いた場
合、入力あるいは出力端子を余計な引き回しなしで適切
に配置することができ高出力増幅器の小型化、高性能化
が達成できる。
号伝送線路と平衡信号伝送線路とは、入力用、出力用と
して設けられたそれぞれの結合伝送線路を介して結合し
ているために、別々に端子の配置を自由に選ぶことがで
きる。本発明の１８０°移相器は、不平衡信号入力端子
と平衡信号出力端子との配置を自由に設定できるので、
例えば、増幅器の電力分配合成回路にこれを用いた場
合、入力あるいは出力端子を余計な引き回しなしで適切
に配置することができ高出力増幅器の小型化、高性能化
が達成できる。
【００１７】図５には本発明の１８０°移相器を用い
て、プッシュプル電力増幅器を構成したときの外観図を
示す。プッシュプル電力増幅器では入力信号を１８０°
移相器により分配し２つのパワートランジスタを１８０
°の位相差で動作させ、出力を１８０°移相器により同
相で電力合成する。２つのパワートランジスタとの接続
に都合が良いように、１８０°移相器の２つの平衡信号
出力端子は対向するように配置される。さらに、図６の
ように、Ｎ個のプッシュプル電力増幅器を合成して高出
力増幅器を構成するときは、多数のプッシュプル電力増
幅器を合成するのに都合が良いように、入力及び出力側
の１８０°移相器の不平衡信号端子はお互いに対向する
ように配置される。
て、プッシュプル電力増幅器を構成したときの外観図を
示す。プッシュプル電力増幅器では入力信号を１８０°
移相器により分配し２つのパワートランジスタを１８０
°の位相差で動作させ、出力を１８０°移相器により同
相で電力合成する。２つのパワートランジスタとの接続
に都合が良いように、１８０°移相器の２つの平衡信号
出力端子は対向するように配置される。さらに、図６の
ように、Ｎ個のプッシュプル電力増幅器を合成して高出
力増幅器を構成するときは、多数のプッシュプル電力増
幅器を合成するのに都合が良いように、入力及び出力側
の１８０°移相器の不平衡信号端子はお互いに対向する
ように配置される。
【００１８】図５では、入力端子１が図２と異なる位置
に設けられ、このため、伝送線路４と一端短絡結合伝送
線路６とが図２とは異なる位置に配置されている様子が
示されている。このように、本発明の１８０°移相器で
は不平衡信号端子と平衡信号端子の配置を自由に選べる
ので、余計な線路の引き回しなしで電力増幅器を最短線
路で構成できる。その結果、高出力増幅器の小型化及び
電力合成効率の向上を図ることができる。
に設けられ、このため、伝送線路４と一端短絡結合伝送
線路６とが図２とは異なる位置に配置されている様子が
示されている。このように、本発明の１８０°移相器で
は不平衡信号端子と平衡信号端子の配置を自由に選べる
ので、余計な線路の引き回しなしで電力増幅器を最短線
路で構成できる。その結果、高出力増幅器の小型化及び
電力合成効率の向上を図ることができる。
【００１９】
【発明の効果】本発明に係わる１８０°移相器は、上述
のように構成したので、端子配置の自由度が増して設計
を容易にすると共に、増幅器の小型化、能率を向上させ
ることが出来る。
のように構成したので、端子配置の自由度が増して設計
を容易にすると共に、増幅器の小型化、能率を向上させ
ることが出来る。
【図１】本発明に係わる１８０°移相器の構成を説明す
る図である。
る図である。
【図２】本発明の１８０°移相器を誘電体基板上に構成
した具体例を示す図である。
した具体例を示す図である。
【図３】基板上の線路パターンを示す図であり、（ａ）
は基板表面の図、（ｂ）は基板裏面の図である。
は基板表面の図、（ｂ）は基板裏面の図である。
【図４】本発明の１８０°移相器の特性を示し、（ａ）
は周波数−振幅差特性を示すグラフ、（ｂ）は周波数−
位相差特性を示すグラフ、（ｃ）は周波数−通過損失特
性を示すグラフである。
は周波数−振幅差特性を示すグラフ、（ｂ）は周波数−
位相差特性を示すグラフ、（ｃ）は周波数−通過損失特
性を示すグラフである。
【図５】本発明の１８０°移相器を用いて構成したプッ
シュプル電力増幅器の外観図である。
シュプル電力増幅器の外観図である。
【図６】Ｎ個のプッシュプル電力増幅器の合成による高
出力増幅器のブロック図である。
出力増幅器のブロック図である。
【図７】従来の１８０°移相器を説明する図である。
【図８】従来の１８０°移相器を誘電体基板上に構成し
た従来例の外観図である。
た従来例の外観図である。
【図９】従来の基板上の線路パターンを示す図であり、
（ａ）は基板表面の図、（ｂ）は基板裏面の図である。
（ａ）は基板表面の図、（ｂ）は基板裏面の図である。
【図１０】従来の１８０°移相器を用いて構成したプッ
シュプル電力増幅器の外観図である。
シュプル電力増幅器の外観図である。
１ 不平衡信号入力端子 ２、３ 平衡信号出力端子 ４ 結合伝送線路 ５ 先端開放結合伝送線路 ６〜９ 一端短絡結合伝送線路 １０、１１ 結合伝送線路 １２ 筐体 １５ 誘電体基板 １６ キャビティ Ｅ 接地
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−290107（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−242719（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−233813（ＪＰ，Ａ) ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ＭＴＴ，ｖｏ ｌ．ＭＴＴ−24，Ｎｏ．３，1976，ｐ ｐ．135−141 トランジスタ技術1993年２月号ｐｐ. 351−362 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01P 5/10
Claims (4)
- 【請求項１】 一端が入力端子に接続された第１の線路
と、一端が開放され他端が前記第１の線路の他端に接続
された第２の線路とからなる不平衡信号伝送線路と、第
３の線路及び第４の線路からなり、その一端同士が互い
に接続され、他端から前記入力端子に入力された不平衡
信号を１８０度位相の異なる平衡信号として出力する平
衡信号伝送線路とで構成した１８０度移相器において、 前記不平衡信号伝送線路と平衡信号伝送線路とを結合す
るための線路を設けると共に、この線路を、一端が短絡
された第５の線路と、一端が短絡され他端が前記第５の
線路の他端に接続された第６の線路と、一端が短絡され
た第７の線路と、一端が短絡され他端が前記第７の線路
の他端に接続された第８の線路とで構成し、前記各線路
の長さが、略λ／４（λは入力周波数での波長）である
ことを特徴とする１８０度移相器。 - 【請求項２】 前記第１の線路と第５の線路、前記第２
の線路と第７の線路、前記第３の線路と第６の線路、前
記第４の線路と第８の線路は、夫々基板上で互いに重な
るように配設されることを特徴とする請求項１記載の１
８０度移相器。 - 【請求項３】 前記第１乃至第４の線路は前記基板の第
１の面に設けられ、前記第５乃至第８の線路は前記基板
の第２の面に設けられることを特徴とする請求項１又は
２記載の１８０度移相器。 - 【請求項４】 前記各線路がマイクロ波集積回路上に形
成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載
の１８０度移相器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10303527A JP3119250B2 (ja) | 1998-10-26 | 1998-10-26 | １８０度移相器 |
| US09/421,272 US6377134B1 (en) | 1998-10-26 | 1999-10-20 | Phase shifter having two transmission signal paths independently coupled with unbalanced signal transmission path and balanced signal transmission path |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10303527A JP3119250B2 (ja) | 1998-10-26 | 1998-10-26 | １８０度移相器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000134009A JP2000134009A (ja) | 2000-05-12 |
| JP3119250B2 true JP3119250B2 (ja) | 2000-12-18 |
Family
ID=17922071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10303527A Expired - Fee Related JP3119250B2 (ja) | 1998-10-26 | 1998-10-26 | １８０度移相器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| US (1) | US6377134B1 (ja) |
| JP (1) | JP3119250B2 (ja) |
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| US6674340B2 (en) * | 2002-04-11 | 2004-01-06 | Raytheon Company | RF MEMS switch loop 180° phase bit radiator circuit |
| JP4184359B2 (ja) * | 2005-05-30 | 2008-11-19 | 太陽誘電株式会社 | バランスフィルタ |
| JP2006121404A (ja) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | Taiyo Yuden Co Ltd | バランスフィルタ |
| JP4285608B2 (ja) * | 2004-09-30 | 2009-06-24 | 太陽誘電株式会社 | バランスフィルタ |
| EP1643584B1 (en) | 2004-09-30 | 2009-09-09 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Balanced filter device |
| US7298233B2 (en) * | 2004-10-13 | 2007-11-20 | Andrew Corporation | Panel antenna with variable phase shifter |
| US7557675B2 (en) * | 2005-03-22 | 2009-07-07 | Radiacion Y Microondas, S.A. | Broad band mechanical phase shifter |
| JP4606366B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2011-01-05 | 双信電機株式会社 | 受動部品及びモジュール |
| US9692387B2 (en) * | 2015-07-24 | 2017-06-27 | Nxp Usa, Inc. | Balun transformer |
| CN110137636B (zh) * | 2019-05-23 | 2021-08-06 | 京东方科技集团股份有限公司 | 移相器和液晶天线 |
| JP2021129172A (ja) * | 2020-02-12 | 2021-09-02 | 富士通株式会社 | インピーダンス変換器及び電子装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4240052A (en) * | 1979-10-12 | 1980-12-16 | Rockwell International Corporation | Balun filter apparatus |
| US5025232A (en) * | 1989-10-31 | 1991-06-18 | Texas Instruments Incorporated | Monolithic multilayer planar transmission line |
| US5172082A (en) * | 1991-04-19 | 1992-12-15 | Hughes Aircraft Company | Multi-octave bandwidth balun |
| FI103614B (fi) * | 1997-03-20 | 1999-07-30 | Nokia Mobile Phones Ltd | Vaiheistus- ja balansointielin |
| US6140886A (en) * | 1999-02-25 | 2000-10-31 | Lucent Technologies, Inc. | Wideband balun for wireless and RF application |
-
1998
- 1998-10-26 JP JP10303527A patent/JP3119250B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-10-20 US US09/421,272 patent/US6377134B1/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ＭＴＴ，ｖｏｌ．ＭＴＴ−２４，Ｎｏ．３，１９７６，ｐｐ．１３５−１４１ |
| トランジスタ技術１９９３年２月号ｐｐ．３５１−３６２ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000134009A (ja) | 2000-05-12 |
| US6377134B1 (en) | 2002-04-23 |
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