JPS62243401A - 移相器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は分布定数回路を、用いた３ｄＢハイブリッドま
たはサーキュレータによる移相器に関し、特に可変容量
素子と方向性を有する素子とを用いて、可変容量素子に
よって反射された信号を出力信号とする反射型の移相器
に関する。

［従来の技術］ 従来１分布定数回路を用いた３ｄＢハイブリッドと可変
容量素子としてバラクタダイオード二個とを組み合わせ
て構成した移相器が多用されている。

第３図はこの種の移相器の従来の一構成例を示す回路図
である。

第３図において、３ｄＢハイブリッド１７は入カポート
ｌＯ，アイソレーション１１．カップリングポー）１２
．通過ポー）１３を有しており。

カップリングポー）１２．通過ポート１３には一端がそ
れぞれグランド１５とされたバラクタダイオード１４ａ
、１４ｂの他端が接続され、抵抗器よりなるバイアス回
路が接続されている。

このよう構成にあって、ＲＦ入力信号は、入力ボー）１
０より入力し３ｄＢハイブリッド１７にてカップリング
ボー）１２．通過ポート１３にそれぞれ１／２ずつ分岐
される０分岐した信号は、それぞれバラクタダイオード
１４ａ、１４ｂで反射され、再び３ｄＢハイブリッド１
７にて合成されてアイソレーションポート１１へ出力さ
れる。

ここで、バラクタダイオード１４ａ、１４ｂのインピー
ダンスは、印加電圧によって第４図に示すようにリアク
タンスが変化するため、バラクタダイオード１４ａ、１
４ｂによれば、反射される信号の移相を印加電圧によっ
て制御できることになる。なお、第４図はバラクタダイ
オード１４ａ、１４ｂのインピーダンスをスミスチャー
ト図上に示したもので、Ａ点、Ｂ点は印加電圧の違いに
よる異なるインピーダンスを示し、θは可変移相量を表
わしている。

［解決すべき問題点］ ところで、現在存在するマイクロ波用バラクタダイオー
ドの容量変化は、数ＰＦから０．数ＰＦ程度であるため
、インピーダンスの変化はせいぜいｌＯ倍程度である。

したがって、上述した従来の移相器では、バラクタダイ
オード１４ａ。

１４ｂの容量変化のみで位相を変化させているため、現
状のバラクタダイオード１４ａ、１４ｂを使用する限り
、位相変化量はせいぜい９０″程度しか得られない、実
際には、θ〜１８Ｖの電圧変化に対して、５０〜６０°
しか移相が変化せず。

実用上位相変化量が小さいという欠点があり、さらに、
容量変化の大きなバラクタダイオードが存在するとして
も１８０°以上の大きな移相量は実現できないという欠
点がある。

本発明は上述した問題点にかんがみてなされたもので、
通常のバラクタダイオードを用いつつも大きな位相変化
量が得られる移相器の提供を目的とする。

［問題点の解決手段］ 上記目的を達成するために本発明は、入力ポートおよび
アイソレーションボニトを入力端子とした分布定数回路
を用いた３ｄＢハイブリッドまたはサーキュレータと、
この３ｄＢハイブリッドまたはサーキュレータのカッシ
リングポートおよび通過ポートにそれぞれ一端が接続さ
れ、そのそれぞれの他端が接地された第一！第二の可変
容量素子と、この第一、第二の可変容量素子と並列にそ
れぞれ一端が接続され、そのそれぞれの他端が接地され
たインダクタンスとを具備した構成にしである。

［実施例］ 以下１本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の回路図である。

第１図において、３ｄＢハイブリッド９は、入力ポート
１．アイソレーション２．カップリングゼート３−通過
ポート４ｔｆ右し、力、、プリングポート３２通過ポー
ト４には一端がグランド６とされたバラクタダイオード
５ａ、５ｂの他端が接続され、また、抵抗器からなるバ
イアス回路７が設けられるとともにバラクタダイオード
５ａ。

５ｂには並列にインダクタンス８ａ、８ｂが接続されて
いる・ このような構成によれば、入力ポート１から入力したＲ
Ｆ信号は、３ｄＢハイブリッド９によりカップリングポ
ート３と通過ポート４に分割され、それぞれバラクタダ
イオード５ａ、５ｂで反射され、再び３ｄＢハイブリッ
ド９で合成されてアイソレーションポート２に出力され
る。バラクタダイオード５ａ、５ｂに印加する電圧を変
化させること社より、バラクタダイオード５ａ、５ｂの
リアクタンスを変化させることができ、出力信号の位相
を変化させることができる。

ここで、バラクタダイオード５ａ、５ｂを純粋な可変容
量素子であるとすると、容量の変化に対するバラクタダ
イオードのインピーダンス（第３図）の変化ΔｌＸ＋１
は下記式（１）のようになる。

ｈ　ｌＸ＋　　ｌ　＝−１／ωＡＣ”・・　（１）一方
、バラクタダイオードと並列にインダクタンスを加えた
ときのインピーダンス（第１図）の変化ΔｌＸ２１は下
記式（２）のようになる。

ＡｌＸ２　１＝−１／　（ωＡｃ−１／ωＬ）・・・・
・・（２） この場合、ωΔＣ＞０．１／ωＬ＞Ｏであるから、常ニ
ＩＡ　Ｉ　Ｘ＋　　ＩＩ川用　Ｉ　Ｘ２　１トナ６、　
ツｔす、同じ容量変化に対して比較すると、並列インダ
クタンスを加えた方（第１図）が、インピーダンスの変
化が大きいため、より大きく位相を変化させることがで
きる。

第２図はバラクタダイオードのみのインピーダンス（第
３図）と、並列インダクタンスを加えた場合のインピー
ダンス（第１図）をスミスチャート図上に示したもので
ある。Ａ点、Ｂ点はダイオードに電圧を印加し、変化さ
せたときのバラクタダイオードのみのインピーダンスの
変化範囲である。Ａ′点、Ｂ′点は並列インダクタンス
Ｌを加えたときのインピーダンスの変化範囲である。

Ａ点のときの容量をＣ＾、Ｂ点のときの容量をＣａ　と
する、並列インビダンスＬを加えるとＡ点、Ｂ点はそれ
ぞれ １／（−ωＣ＾＋ｌ／ωＬ）。

１／（−ωＣ８＋１／ωＬ） のインピーダンスの点に移る。

例えば、並列インダクタンスＬの大きさを、ωＣ３＝１
／ωＬ が成立するように選ぶと、Ｂ点はＢ′点に移り、Ａ点の
点１／−ω（Ｃ＾−Ｃｏ）（Ａ”点）に移る。

さらにバラクタダイオードのみの場合（第１図）は、常
に容量性であって、誘導性となることはないが、本実施
例のように並列インダクタンスを加えた場合は、インダ
クタンスの大きさにより誘導性の領域までインピーダン
スを変化させることができるので、１８０’以上位相を
変化させることが可能である。

上記実施例では分布定数回路を用いた３ｄＢハイブリッ
ド４に適用した例を示したが、サーキュレータに適用し
た構成であっても同様な作用効果を奏することになる。

［発明の効果１ 以上説明したように１本発明によれば、可変容量素子に
並列インダクタンスを設けることにより、従来と同じバ
ラクタダイオードを使用しても、位相変化量を従来の倍
以上にすることができ、より容量変化の大きなバラクタ
ダイオードの開発を待たずに、大きな位相変化が実現で
き、また実用的にも経済的にも効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の移相器の一実施例の回路図、第２図は
同実施例のインピーダンス変化を示すスミスチャート図
、第３図は従来の移相器の回路図、第４図は従来例にお
けるインピーダンス変化を示すスミスチャート図である
。 １；入力ポート　　　　　２ニアイソレージ謂ン３：カ
ップリングポート　４：通過ポート５：バラクタダイオ
ード　６：グランド７：バイアス回路　　　　８：イン
ダクタンス９：３ｄＢハイブリッド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　入力ポートおよびアインレーションポートを入力端子
   とした分布定数回路を用いた３ｄＢハイブリッドまたは
   サーキュレータと、この３ｄＢハイブリッドまたはサー
   キュレータのカップリングポートおよび通過ポートにそ
   れぞれ一端が接続され、そのそれぞれの他端が接地され
   た第一、第二の可変容量素子と、この第一、第二の可変
   容量素子と並列にそれぞれ一端が接続され、そのそれぞ
   れの他端が接地されたインダクタンスとを具備したこと
   を特徴とする移相器。