JP4031339B2 - Variable phase adjuster - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変位相調整器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
上記の可変位相調整器は、例えば可変指向性アンテナを構成する場合に使用することがある。この可変指向性アンテナを構成した例が特許文献1に開示されている。
【0003】
【特許文献1】
特開昭57−127302号公報 (第4頁、第6図)
【0004】
特許文献1では、2つのアンテナを所定の距離を隔てて同一方向からの電波を受信するように配置し、一方のアンテナでの受信信号を逆相変成器を介して同相合成器に供給する。他方のアンテナでの受信信号を可変位相器及び同相変成器を介して上記の同相合成器に供給する。可変位相器は、並列接続された容量可変コンデンサからなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような可変位相調整器では、容量可変コンデンサの容量を変化させることによって、位相を調整している。ところで、アンテナが例えばUHF帯のような高い周波数を受信するためのものである場合、容量可変コンデンサに必要な容量変化は0乃至2pF程度であり、特に0乃至1pFの範囲で微調整できることが望まれる。しかし、容量可変コンデンサでは、1pF以下の微少容量を得ることが、その構造上、極めて困難である。また、0乃至2pFの範囲での微調整も困難である。容量の微調整が困難であるので、位相変化の微調整もできない。
【0006】
本発明は、位相の微調整が容易に行える可変位相調整器を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様の可変位相調整器は、一端が入力端子に接続された高周波信号用の第1の伝送ラインと電磁結合するように、一端が出力端子に接続された高周波信号用の第2の伝送ラインを配置した結合手段と、前記第1及び第2の伝送ラインの他端と基準電位点との間それぞれに、設けられた2つのマイクロストリップライン型のスタブとを、有している。各スタブは、線対称に配置された2つの円弧状部を有している。これら円弧状部上に、これらと同心に2つの歯車が配置され、互いに噛み合っている。これら歯車には、同一直径の同一歯数のものを使用するのが望ましい。これら歯車における前記円弧状部側の面に短絡手段が設けられている。短絡手段は、前記両歯車の回転に従って基準位置に対して同一角度をなしながら線対称に回転しつつ、前記円弧状部を基準電位点に短絡する。
【0014】
このように構成すると、スタブが円弧状部を有しているので、全てを直線状に形成したスタブを使用する場合よりも小型化することができる。さらに、短絡手段が歯車によって回転させられているので、2つの短絡手段が基準位置に対してなす角度は常に等しく、スタブが持つ容量は常に等しくなる。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の参考例の可変位相調整器2は、図1に示すように、2つのアンテナ4、6の受信信号を合成器8によって合成する際に、一方のアンテナ6の受信信号の位相を調整するために使用されている。
【0018】
アンテナ4、6は、公知の種々のものを使用することができる。例えば八木形アンテナのような指向性アンテナが使用される。これらアンテナ4、6は、同一周波数帯、例えばUHF帯の電波を受信するように同一に構成され、さらに同一の方向から到来する電波を受信するように配置されている。アンテナ4の受信信号は、合成器8にそのまま供給される。一方、アンテナ6の受信信号は、可変位相調整器2によって位相が調整された後に、合成器8に供給される。合成器8は、これら供給された信号を同相または逆相合成する。
【0019】
可変位相調整器2は、伝送手段、例えば方向性結合手段、具体的には3dBカプラライン10を有している。このカプラライン10は、アンテナ6に接続された入力端子11を有している。この入力端子11に第1の伝送ライン12の一端が、コンデンサ14を介して接続されている。第1の伝送ライン12と電磁結合するように、第2の伝送ライン16も、カプラライン10に設けられている。第2の伝送ライン16の一端は、コンデンサ18を介して出力端子19に接続されている。この出力端子19は合成器8に接続されている。
【0020】
第1及び第2の伝送ライン12、16の他端には、マイクロストリップライン形のスタブ20、22が設けられている。これらスタブ20、22は、1つの基板24上に形成されている。基板24は、例えば矩形に形成され、図示していないが、それの裏面全域に地導体となる金属箔が形成されている。基板24の表面側にスタブ20、22が設けられている。基板24の表面側も元々は全域に金属箔が形成されていたが、これを適切にエッチング等することによって、ライン状にスタブ20、22が所定の間隔を隔てて形成されている。これらスタブ20、22の周囲に、接地電位面26とされる金属箔が残されている。これらスタブ20、22は、同一の形状に形成され、カプラライン10を含めた特性インピーダンスが50Ωまたは75Ωに設定されている。スタブ20、22の長さは、例えば80mmとすることができる。これらスタブ20、22の一端が、第1及び第2の伝送ライン12、16の他端に接続され、他端が開放されている。
【0021】
これらスタブ20、22には、短絡手段、例えばショートバー28、30が設けられている。ショートバー28、30は、スタブ20、22の長さ方向に垂直に配置されている。ショートバー28、30の中央部は、スタブ20、22に接触し、さらにショートバー28、30の両端部が、それぞれ接地電位面26に接触している。このショートバー28、30は、スタブ20、22の長さ方向に沿って摺動可能である。
【0022】
従って、ショートバー28は、第1の伝送ライン12との接続端部から任意の距離L1の位置でスタブ20を短絡する。同様に、ショートバー30も、第2の伝送ライン16との接続端部から任意の距離L2の位置でスタブ22を短絡する。これらショートバー28、30は、図示していない操作子を操作することによって、上記の距離L1、L2が常に等しい値となるように、連動する構成である。従って、第1及び第2の伝送ライン12、16の他端には、常に同一の容量が接続される。
【0023】
このように構成した可変位相調整器2では、ショートバー28、30の距離L1、L2を0乃至80mmの範囲(スタブ20、22の全長)で変化させることによって、入力端子11での信号と出力端子19での信号との間で位相変化量が、470MHzの周波数において0乃至180度となる。
【0024】
この可変位相調整器2では、第1及び第2の伝送ライン12、16に接続される容量の値が変化する。しかも、マイクロストリップライン形のスタブ20、22において短絡位置を変化させることによって、スタブ20、22の容量を変化させているので、微少容量において微調整が容易に行える。従って、位相の微調整が容易に行え、例えば所望のヌル点を容易に得ることができる。
【0025】
第1の参考例では、スタブ20、22は直線状のものを使用した。しかし、スタブを設置する面積を小さくする必要がある場合には、図2乃至図5に示す構成を採用することによって、設置面積を縮小することができる。
【0026】
即ち、図2に示す第2の参考例では、スタブ20a、22aがジグザグ形に形成されている。
【0027】
また、図3に示す第3の参考例では、スタブ20b、22bが正弦波状に形成されている。なお、図2及び図3では、接地電位面26を図示していないが、ショートバー28、30は、スタブ20a、20b、22a、22bに接触する他に、接地電位面にも接触している。
【0028】
図4に示す第1の実施の形態では、スタブ20c、22cが、円弧状部、例えば3/4円弧状部20c−1、22c−1とこれに連なる直線状部20c−2、22c−2とから構成されている。これら円弧状部20c−1、22c−1は所定の間隔を隔てて線対称に配置されている。
【0029】
これら円弧状部20c−1、22c−1と同心に、基板24の裏面側に歯車32、34が形成されている。これら歯車32、34は、同一直径の同一歯数のものである。これら歯車32、34に結合され、かつ基板24の表面側に位置し、円弧状部上を歯車32、34の回転に従って摺動するようにショートバー28a、30aが線対称に形成されている。ショートバー28a、30aは円弧状部20c−1、22c−1と接触すると共に、図示していない接地電位面とに接触している。基板24には、ショートバー28a、30aが移動するための環状の溝36、38が歯車32、34と同心に形成されている。
【0030】
基板24の裏面側において歯車32、34に歯車40、42がかみ合っている。さらに、歯車40、42同士もかみ合っている。歯車40、42も同一直径で、同一歯数のものである。歯車40、42の一方の中心には、図示していないが、基板24側から操作可能な摘みが設けられている。
【0031】
この摘みを回転させると、歯車40、42は互いに逆方向に回転し、歯車32、34も互いに逆方向に回転する。その結果、ショートバー28a、30aは、歯車32、34の中心を通り直線状部30c−2、32c−2に平行な基準位置、例えば基準線r1,r2に対して常に同一の角度をなして、線対称に回転する。従って、両スタブ20c、22cの容量は常に同一の値となる。
【0032】
図5(a)、(b)に第2の実施の形態を示す。この実施の形態は、ほぼ第1の実施の形態と同様に構成されている。同等部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。この実施の形態では、第1の実施の形態と異なり、基板24側におけるスタブ20c、22cが設けられている面に、歯車32a、34aが設けられている。これら歯車32a、34aは、3/4円弧状部20c−1、22c−1と同心に配置され、かつ互いに噛み合っている。歯車32a、34aは、同一直径、同一歯数のものである。歯車32a、34aのスタブ20c、22c側の面に、ショートバー28a、30aが線対称に形成されている。従って、第1の実施の形態と同様に、ショートバー28a、30aは、基準線r1、r2に対して常に同一角度をなしながら回転する。歯車32a、34aの上面には、つまみ43が設けられている。これを回転させることによって、歯車32a、34aが回転し、ショートバー28a、30aが線対称に同一角度回転する。従って、両スタブ20c、22cの容量は、常に同一の値となる。また、第1の参考例のようにスタブ20、22を全て直線状に形成した場合よりも小型化することができる。さらに、歯車32a、34aをスタブ20c、22c側に設けているので、ショートバー28a、30aを回転させるための溝(第1の実施形態参照)が不要となり、構成を簡略化することができる。なお、図5(a)、(b)では、スタブ20c、22cの周囲にある接地電位面は省略してある。ショートバー28a、30aは、この接地電位面に接続されている。
【0033】
また、図6に示す第4の参考例のように、トロンボーン構造の可変容量素子を使用することもできる。この可変容量素子は、中心導体44を有している。中心導体44を間隔を隔てて包囲するように固定式の外部導体46が固定配置されている。この固定式の外部導体46と中心導体44との間を、外部導体46の長さ方向に可動するように可動式の外部導体48が設けられている。可動式の外部導体48は中空の円筒状のものである。
【0034】
この可変容量素子が2つ設けられ、一方の可変容量素子の中心導体44が、カプラライン10の第1の伝送ライン12の他端に接続され、他方の可変容量素子の中心導体44が、第2の伝送ライン16の他端に接続されている。可動式外部導体48を固定外部導体46から抜き差しすることによって、中心導体44のうち可動式外部導体48によって覆われる面積が変化し、容量が変化する。無論、2つの可変容量素子において可動式外部導体48は、連動して移動する。
【0035】
この可変容量素子を使用すると、第1及び第2の伝送ライン12、16の他端に接続されている容量の値が同一の値で変化する。しかも、可動式外部導体48の挿入量を変化させることによって、微少な容量調整が可能である。
【0036】
上記の各実施の形態では、3dBカプラライン10を使用したが、これに限ったものではなく、例えばリアクタンスを有する伝送ラインを設け、これの所定位置に上述したようなマイクロストリップライン形のスタブまたはトロンボーン形の可変容量素子を設けることも可能である。また、上記の各実施の形態では、スタブは、カプラライン10に接続されていない端部を開放端部としたが、接地電位点に短絡されている短絡端部とすることもできる。
【0037】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、微少な容量変化を与えることができるので、位相の細かな調整が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の参考例の可変位相調整器のブロック図である。
【図2】 本発明の第2の参考例の可変位相調整器のブロック図である。
【図3】 本発明の第3の参考例の可変位相調整器のブロック図である。
【図4】 本発明の第1の実施の形態の可変位相調整器のブロック図である。
【図5】 本発明の第2の実施の形態の可変位相調整器のブロック図である。
【図6】 本発明の第4の参考例の可変位相調整器のブロック図である。
【符号の説明】
10 カプラライン(伝送手段、結合手段)
12 第1の伝送ライン
16 第2の伝送ライン
20 22 マイクロストリップライン型スタブ
28 30 ショートバー(短絡手段)
44 中心導体
46 固定式の外部導体
48 可動式の外部導体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable phase adjuster.
[0002]
[Prior art]
The above variable phase adjuster may be used, for example, when configuring a variable directivity antenna. An example in which this variable directivity antenna is configured is disclosed in
[0003]
[Patent Document 1]
JP 57-127302 A (page 4, FIG. 6)
[0004]
In
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the variable phase adjuster as described above, the phase is adjusted by changing the capacitance of the variable capacitance capacitor. By the way, when the antenna is for receiving a high frequency such as the UHF band, the capacitance change required for the variable capacitance capacitor is about 0 to 2 pF, and it is desirable that fine adjustment can be made particularly in the range of 0 to 1 pF. It is. However, it is extremely difficult to obtain a very small capacitance of 1 pF or less with a variable capacitor. Also, fine adjustment in the range of 0 to 2 pF is difficult. Since fine adjustment of the capacity is difficult, fine adjustment of the phase change is also impossible.
[0006]
An object of the present invention is to provide a variable phase adjuster capable of easily performing fine phase adjustment.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The variable phase adjuster of one aspect of the present invention has a second high-frequency signal terminal whose one end is connected to the output terminal so as to be electromagnetically coupled to the first transmission line for the high-frequency signal whose one end is connected to the input terminal. Coupling means in which the transmission lines are arranged, and two microstrip line stubs provided between the other ends of the first and second transmission lines and a reference potential point, respectively. . Each stub has two arcuate portions arranged in line symmetry. Two gears are disposed concentrically with these arcuate portions and mesh with each other. It is desirable to use gears having the same diameter and the same number of teeth. Short-circuit means is provided on the surface of the gears on the arc-shaped portion side. The short-circuit means short-circuits the arc-shaped portion to the reference potential point while rotating symmetrically with the same angle with respect to the reference position according to the rotation of both gears.
[0014]
If comprised in this way, since a stub has an arc-shaped part, it can reduce in size rather than the case where the stub which formed all linearly is used. Further, since the short-circuit means is rotated by the gear, the angles formed by the two short-circuit means with respect to the reference position are always equal, and the capacities of the stubs are always equal.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As shown in FIG. 1, the
[0018]
As the
[0019]
The
[0020]
[0021]
These
[0022]
Accordingly, the
[0023]
In the
[0024]
In the
[0025]
In the first reference example,
[0026]
That is, in the second reference example shown in FIG. 2, the
[0027]
In the third reference example shown in FIG. 3, the
[0028]
In the first embodiment shown in FIG. 4, the
[0029]
[0030]
The
[0031]
When this knob is rotated, the
[0032]
FIGS. 5A and 5B show a second embodiment. This embodiment is configured substantially the same as the first embodiment. Equivalent parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In this embodiment, unlike the first embodiment, gears 32a and 34a are provided on the surface on the
[0033]
Further, as in the fourth reference example shown in FIG. 6, a variable capacitance element having a trombone structure can also be used. This variable capacitance element has a
[0034]
Two variable capacitance elements are provided, the
[0035]
When this variable capacitance element is used, the value of the capacitance connected to the other ends of the first and
[0036]
In each of the above embodiments, the 3
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a minute change in capacitance can be given, so that fine adjustment of the phase can be easily performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a variable phase adjuster according to a first reference example of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a variable phase adjuster of a second reference example of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of a variable phase adjuster according to a third reference example of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram of a variable phase adjuster according to the first embodiment of this invention.
FIG. 5 is a block diagram of a variable phase adjuster according to a second embodiment of this invention.
FIG. 6 is a block diagram of a variable phase adjuster of a fourth reference example of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Coupler line (Transmission means, coupling means)
12
44
Claims (1)
前記第1及び第2の伝送ラインの他端と基準電位点との間それぞれに、設けられた2つのマイクロストリップライン型のスタブとを、
有し、これらスタブは、
線対称に配置された2つの円弧状部と、
これら円弧状部上に、これらと同心に配置され、互いに噛み合っている2つの歯車と、
これら歯車における前記円弧状部側の面に設けられ、前記両歯車の回転に従って基準位置に対して同一角度をなしながら線対称に回転しつつ、前記円弧状部を基準電位点に短絡する短絡手段とを、
有する可変位相調整器。A coupling means in which a second transmission line for high-frequency signals whose one end is connected to the output terminal so as to be electromagnetically coupled to the first transmission line for high-frequency signals whose one end is connected to the input terminal;
Two microstrip line stubs provided between the other ends of the first and second transmission lines and a reference potential point,
These stubs have
Two arcuate portions arranged in line symmetry,
On these arcuate parts, two gears arranged concentrically with these and meshing with each other;
Short-circuit means provided on the surface of the gears on the side of the arcuate part and short-circuiting the arcuate part to the reference potential point while rotating symmetrically with respect to a reference position according to the rotation of the two gears. And
Having a variable phase adjuster.
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