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JP4361539B2 - Line length switching type phase shift circuit - Google Patents
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Description

この発明は、各種無線通信機器の高周波回路に用いられる線路長切り替え型移相回路に関するものである。   The present invention relates to a line length switching type phase shift circuit used in high frequency circuits of various wireless communication devices.

従来の高周波回路に用いられる線路長切り替え型移相器として、RF−MEMS(Micro Electro Mechanical System)スイッチを用いた4ビット移相器がある(例えば、非特許文献1参照)。この移相器では、1ビット当たり4個のスイッチを使用している。この例では、2つの分岐部を持つ線路長切り替え型移相器として、各経路上にそれぞれ2個のスイッチを備え、全体として少なくとも4個のスイッチを必要としていることを示している。一つの経路上に2個のスイッチが必要な理由は、次の2つの条件を満足する必要があるためである。一つは、分岐部からオフのスイッチを見たときのインピーダンスが無限大になっていること。もう一つは、オン状態のスイッチと線路で構成されるそれぞれの経路の電気長の差が360/n度(nは自然数)となることである。同一のスイッチを用いている限り、少なくとも3つのスイッチが必要となる。
RF−MEMSスイッチは、シリコンなどの基板に微細加工技術により可動部を作りこむことによって実現された微小な機械式スイッチで、低損失、低歪のスイッチングデバイスとして用いられつつある(例えば、非特許文献2参照)。
As a line length switching type phase shifter used in a conventional high frequency circuit, there is a 4-bit phase shifter using an RF-MEMS (Micro Electro Mechanical System) switch (for example, see Non-Patent Document 1). This phase shifter uses four switches per bit. In this example, as a line length switching type phase shifter having two branch portions, two switches are provided on each path, and at least four switches are required as a whole. The reason why two switches are required on one path is that the following two conditions must be satisfied. One is that the impedance when the off switch is viewed from the branch is infinite. The other is that the difference between the electrical lengths of the respective paths constituted by the switch and the line in the ON state is 360 / n degrees (n is a natural number). As long as the same switch is used, at least three switches are required.
An RF-MEMS switch is a micro mechanical switch realized by creating a movable part on a substrate such as silicon by microfabrication technology, and is being used as a low-loss, low-distortion switching device (for example, non-patent) Reference 2).

M. Kim, Member, J. B. Hacker, R. E. Mihailovich, and J. F. DeNatale著「A DC-to-40 GHz Four-Bit RF MEMS True-Time Delay Network」,IEEE MICROWAVE AND WIRELESS COMPONENTS LETTERS, VOL. 11, NO. 2, FEBRUARY 2001 pp56-58M. Kim, Member, JB Hacker, RE Mihailovich, and JF DeNatale "A DC-to-40 GHz Four-Bit RF MEMS True-Time Delay Network", IEEE MICROWAVE AND WIRELESS COMPONENTS LETTERS, VOL. 11, NO. 2 , FEBRUARY 2001 pp56-58 S. Soda, Y. Yoshida, M. Hangai, T. Nishino, S. Izuo, M. Taguchi著「HIGH POWER HAND ING CAPABI ITY OF MOVAB E-WAVEGUIDE DIRECT CONTACT MEMS SWITCHES」,Transducers 2005S. Soda, Y. Yoshida, M. Hangai, T. Nishino, S. Izuo, M. Taguchi, “HIGH POWER HAND ING CAPABI ITY OF MOVAB E-WAVEGUIDE DIRECT CONTACT MEMS SWITCHES”, Transducers 2005

従来のRF−MEMSスイッチを用いた線路長切り替え型移相回路では、4つのスイッチが必要であり、ミリ波帯のような波長が短い周波数において用いる場合には切り替える線路長に比べて無視できない大きさになる。また、そのような超高周波ではスイッチの数が多いと損失も増大するという問題がある。   In a conventional line length switching type phase shift circuit using an RF-MEMS switch, four switches are required, and when used at a frequency with a short wavelength such as a millimeter wave band, the length is not negligible compared to the line length to be switched. It will be. In addition, there is a problem that the loss increases when the number of switches is large at such an ultra-high frequency.

この発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、回路を簡素化して小型化を図り、波長が短い周波数に適合できるようにした線路長切り替え型移相回路を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and has an object to obtain a line length switching type phase shift circuit which simplifies the circuit and is miniaturized so that the wavelength can be adapted to a short frequency. To do.

この発明に係る線路長切り替え型移相回路は、入力側と出力側にそれぞれ設けられた分岐部と、分岐部間に形成される2つの経路と、各経路中に設けられ線路長を切り替える2接点を持つそれぞれ1個のスイッチとを備え、両スイッチの2接点間の電気長の差を360/n度(nは自然数)とし、かついずれかのスイッチが開放状態になったときの入力側の分岐部から開放状態のスイッチの接点までの電気長を運用周波数の半波長となるようにしたものである。   The line length switching type phase shift circuit according to the present invention includes a branch part provided on each of the input side and the output side, two paths formed between the branch parts, and a line length provided in each path 2 for switching the line length. Each switch with contacts, the electrical length difference between the two contacts of both switches is 360 / n degrees (where n is a natural number), and the input side when any switch is open The electrical length from the branch portion to the contact point of the open switch is made to be a half wavelength of the operating frequency.

この発明によれば、接点間の電気長の差を360/n度(nは自然数)とする異なる接点間隔を持つ2接点の機械式スイッチを2個使用し、分岐部から開放状態のスイッチの接点までの電気長を運用周波数の半波長となるように設定したことで、先の2つの条件を満足できるようにしているので、2個のスイッチだけで波長が短い周波数で用いる場合に適する簡素化、小型化された移相回路を構成することができる。また、使用するスイッチ数が少ないことで超高周波における損失を軽減できる効果がある。   According to the present invention, two two-contact mechanical switches having different contact intervals with a difference in electrical length between contacts of 360 / n degrees (n is a natural number) are used. By setting the electrical length to the contact to be half the wavelength of the operating frequency, the previous two conditions can be satisfied, so it is suitable for use with a short wavelength with only two switches. A phase shift circuit that is reduced in size and size can be configured. Further, since the number of switches used is small, there is an effect that the loss at the super high frequency can be reduced.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による線路長切り替え型移相回路の基本構成を示す説明図である。
図において、この移相回路は、入力端子10に入力される高周波信号を2つに分岐する分岐部11を持つ。また、分岐部11で分けられた2つの経路上にはそれぞれのスイッチ12,15が設けられている。スイッチ12は、一方の経路中に設けられ線路長を切り替える2つの接点13,14を持つ2接点のスイッチを構成している。同様に、スイッチ15も、他方の経路中に設けられ線路長を切り替える2つの接点16,17を持つ2接点のスイッチを構成している。ここでは、スイッチ12の2接点13,14間の電気長とスイッチ15の2接点16,17間の電気長の差が360/n度(nは自然数)となるように設定されている。すなわち、スイッチ12と15には、接点間の距離が異なるスイッチが使用されていることになる。スイッチ12,15の出力側の接点14,17から取り出される信号は、もう一つの分岐部18を経由して出力端子19に導かれるように構成されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a line length switching type phase shift circuit according to Embodiment 1 of the present invention.
In the figure, this phase shift circuit has a branching section 11 that branches a high-frequency signal input to an input terminal 10 into two. In addition, switches 12 and 15 are provided on the two paths separated by the branching unit 11. The switch 12 is a two-contact switch that is provided in one path and has two contacts 13 and 14 for switching the line length. Similarly, the switch 15 is also a two-contact switch that is provided in the other path and has two contacts 16 and 17 for switching the line length. Here, the difference between the electrical length between the two contacts 13 and 14 of the switch 12 and the electrical length between the two contacts 16 and 17 of the switch 15 is set to be 360 / n degrees (n is a natural number). That is, switches 12 and 15 are switches having different distances between the contacts. Signals taken out from the contacts 14 and 17 on the output side of the switches 12 and 15 are configured to be guided to the output terminal 19 via another branching portion 18.

次に、動作について説明する。
スイッチ12がオフ状態でスイッチ15をオン状態としたとき、接点13,14間は開状態で離れているので、インピーダンスは無限大となる。分岐部11から接点13までの伝送線路の距離を運用周波数の半波長となるようにすると、分岐部11からスイッチ12の方向をみたインピーダンスは無限大になるため、何もつながっていない状態となる。したがって、入力端子10に入力した信号はすべてスイッチ15を介して伝わる。また、分岐部18と接点14の距離を、分岐部11から接点13までの距離と同じくしておくと、スイッチ15を通過して分岐部18に現れた信号はすべて出力端子19の方に伝わる。
Next, the operation will be described.
When the switch 12 is turned off and the switch 15 is turned on, the impedance is infinite because the contacts 13 and 14 are separated in an open state. When the distance of the transmission line from the branching portion 11 to the contact 13 is set to a half wavelength of the operating frequency, the impedance viewed from the branching portion 11 to the switch 12 becomes infinite, so that nothing is connected. . Accordingly, all signals input to the input terminal 10 are transmitted through the switch 15. Further, if the distance between the branch part 18 and the contact point 14 is the same as the distance from the branch part 11 to the contact point 13, all signals appearing at the branch part 18 passing through the switch 15 are transmitted to the output terminal 19. .

一方、スイッチ15がオフ状態でスイッチ12をオン状態としたとき、接点16,17間は開状態で離れているので、インピーダンスは無限大となる。分岐部11から接点16までの伝送線路の距離を運用周波数の半波長となるようにすると、分岐部11からスイッチ15の方向をみたインピーダンスは無限大になるため、何もつながっていない状態となる。したがって、入力端子10に入力した信号はすべてスイッチ12を介して伝わる。分岐部18と接点17の距離を、分岐部11から接点16までの距離と同じくしておくと、スイッチ12を通過して分岐部18に現れた信号はすべて出力端子19の方に伝わる。   On the other hand, when the switch 15 is turned off and the switch 12 is turned on, the impedance is infinite because the contacts 16 and 17 are separated in an open state. When the distance of the transmission line from the branch part 11 to the contact 16 is set to a half wavelength of the operating frequency, the impedance viewed from the branch part 11 to the switch 15 becomes infinite, so that nothing is connected. . Therefore, all signals input to the input terminal 10 are transmitted via the switch 12. If the distance between the branching portion 18 and the contact point 17 is the same as the distance from the branching portion 11 to the contact point 16, all signals appearing at the branching portion 18 passing through the switch 12 are transmitted to the output terminal 19.

ここで、例えばスイッチ12がオンの時の接点13から接点14までの通過位相より、スイッチ15がオンの時の接点16から接点17までの通過位相が45度大きくなるようにそれぞれのスイッチの接点の間隔を設定しておく。すると、スイッチ12がオンでスイッチ15がオフの状態とスイッチ12がオフでスイッチ15がオンの状態でこの移相回路を通過する信号の通過位相を45度異なるようにすることができる。   Here, for example, the contact point of each switch is such that the passing phase from the contact point 16 to the contact point 17 when the switch 15 is on is 45 degrees larger than the passing phase from the contact point 13 to the contact point 14 when the switch 12 is on. Set the interval. Then, the passing phase of the signal passing through the phase shift circuit can be made to differ by 45 degrees when the switch 12 is on and the switch 15 is off and the switch 12 is off and the switch 15 is on.

以上のように、この実施の形態1によれば、分岐部11,18間に形成される2つの経路中に線路長を切り替える2接点を持つそれぞれのスイッチ12,15設け、これらのスイッチ12,15の2接点間の電気長の差を360/n度(nは自然数)とし、かつスイッチ12,15のいずれかが開放状態になったときの入力側の分岐部から開放状態のスイッチの接点までの電気長が運用周波数の半波長となるように設定したので、移相回路の条件を満たすことができ、2個のスイッチだけで波長が短い周波数で用いる場合に適する簡素化、小型化された移相回路を構成することができる。また、使用するスイッチ数が少ないことで超高周波における損失を軽減できる。   As described above, according to the first embodiment, the switches 12 and 15 having the two contacts for switching the line length are provided in the two paths formed between the branch portions 11 and 18, respectively. The difference in electrical length between the two contacts of 15 is 360 / n degrees (n is a natural number), and the switch contacts that are open from the branch on the input side when either of the switches 12 and 15 is open Since the electrical length is set to be half the operating frequency, the phase shift circuit condition can be satisfied, and simplification and miniaturization suitable for use at a short wavelength with only two switches. A phase shift circuit can be configured. In addition, since the number of switches used is small, loss at ultra high frequency can be reduced.

実施の形態2.
図2はこの発明の実施の形態2に係るRF−MEMSスイッチの動作状態の構造を示す断面図である。図2(a)はオフ状態を表し、図2(b)はオン状態を表している。
図2において、RF−MEMSスイッチは、エッチングにより掘られたキャビティ281を持つシリコン基板(絶縁基板)28を用いている。シリコン基板28の上面には、キャビティ281を挟んでコプレーナ線路の入力端子20と出力端子23が向かい合うように形成されている。キャビティ281の中空層の上には可動部となる窒化シリコンの薄膜(絶縁体薄膜)27が張られ、その上にコプレーナ線路21,22が形成されている。これらコプレーナ線路21,22はそれぞれ入力端子20と出力端子23と連続して形成される。また、コプレーナ線路21,22の各端部(ただし、コプレーナ線路のグランド導体の方は連続していて端部を形成しない。)には、薄膜27からキャビティ281側に突き出た接点24,25が設けられている。キャビティ281の底面282には導体層26が設けられており、このRF−MEMSスイッチのオン時にはシリコン基板28と窒化シリコンの薄膜27に挟まれた線路となり、薄膜27上のグランド導体(図示せず)とあわせてコプレーナ線路状の伝播モードを持つ線路となる。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 2 is a sectional view showing the structure of the operating state of the RF-MEMS switch according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 2A shows an off state, and FIG. 2B shows an on state.
In FIG. 2, the RF-MEMS switch uses a silicon substrate (insulating substrate) 28 having a cavity 281 excavated by etching. On the upper surface of the silicon substrate 28, the input terminal 20 and the output terminal 23 of the coplanar line are formed so as to face each other with the cavity 281 interposed therebetween. A silicon nitride thin film (insulator thin film) 27 serving as a movable portion is stretched over the hollow layer of the cavity 281, and coplanar lines 21 and 22 are formed thereon. These coplanar lines 21 and 22 are formed continuously with the input terminal 20 and the output terminal 23, respectively. Further, contacts 24 and 25 projecting from the thin film 27 toward the cavity 281 are provided at the end portions of the coplanar lines 21 and 22 (however, the ground conductor of the coplanar lines is continuous and does not form an end portion). Is provided. A conductor layer 26 is provided on the bottom surface 282 of the cavity 281. When the RF-MEMS switch is turned on, a line is sandwiched between the silicon substrate 28 and the silicon nitride thin film 27, and a ground conductor (not shown) on the thin film 27 is formed. ) And a coplanar line-like propagation mode.

範囲30はこのコプレーナ線路状の伝播モードを持つ線路の部分を示しており、範囲31は空気層の上部の薄膜27上に作成されたコプレーナ線路を示しており、範囲32はシリコン基板28上に作成されたコプレーナ線路を示している。
RF−MEMSスイッチをオンさせる動作は、薄膜27と底面282に対向して別の電極(図示せず)を設け、これらに電圧をかけることにより可動部となる薄膜27を底面282側に引き付けられ、薄膜側の接点24,25が底面側の導体層26に接触することで達成される。なお、コプレーナ線路の構造やRF−MEMSスイッチをオン・オフさせる電極構造は非特許文献2に示されたものと同様である。
A range 30 indicates a portion of the line having a propagation mode like the coplanar line, a range 31 indicates a coplanar line formed on the thin film 27 on the upper part of the air layer, and a range 32 is formed on the silicon substrate 28. The created coplanar track is shown.
The operation of turning on the RF-MEMS switch is such that another electrode (not shown) is provided opposite to the thin film 27 and the bottom surface 282, and a voltage is applied to these to attract the thin film 27 serving as a movable part to the bottom surface 282 side. The contact 24, 25 on the thin film side is brought into contact with the conductor layer 26 on the bottom side. The structure of the coplanar line and the electrode structure for turning on / off the RF-MEMS switch are the same as those shown in Non-Patent Document 2.

図3はこの発明の実施の形態2による線路長切り替え型移相回路の構成を示す。図において、図1に相当する部分には同じ符号付す。
この移相回路では、図1と同様に、分岐部11で分けられた2つの分岐回路上にそれぞれのRF−MEMSスイッチ12,15が設けられているが、これらRF−MEMSスイッチ12,15には図2で説明したと同じ基本構造のものが使用されている。RF−MEMSスイッチ12,15の構成部分で、図2の部分と対応するものには、数字「12」または「15」の後の二桁に図2で使用した符号を付して示している。
ここで使用するRF−MEMSスイッチ12,15は、両スイッチの2接点間の電気長の差が360/n度(nは自然数)となるように接点間隔と導体層1226,1526の長さを異ならしめているが、キャビティ281(図2)および薄膜27(図2)のそれぞれは、両スイッチで同じサイズにしてある。これを、図3でRF−MEMSスイッチ12,15の外枠をキャビティとして見たとき、MEMSスイッチ12における入力端子1220と接点1224の距離と、接点1224と接点1225の距離と、接点1225と出力端子1223の距離の和が、MEMSスイッチ15における入力端子1520と接点1524の距離と、接点1524と接点1525の距離と、接点1525と出力端子1523の距離の和と等しくなっていることになる。このことにより、RF−MEMSスイッチ12,15において可動部の長さが同じとなっているため、可動部を駆動する電圧は同じ値にすることができ、そのための制御回路を簡素化することができる。また、外形が同サイズのスイッチを使用できるため、周辺の回路パターンのレイアウトが複雑になるのを避けることができる。なお、この線路長切り替え型移相回路はRF−MEMSスイッチ12,15と共に一枚の基板で製作するようにしてもよい。
FIG. 3 shows a configuration of a line length switching type phase shift circuit according to the second embodiment of the present invention. In the figure, parts corresponding to those in FIG.
In this phase shift circuit, as in FIG. 1, the RF-MEMS switches 12 and 15 are provided on the two branch circuits divided by the branch unit 11. The same basic structure as described in FIG. 2 is used. The constituent parts of the RF-MEMS switches 12 and 15 that correspond to the parts in FIG. 2 are shown by attaching the reference numerals used in FIG. 2 to the two digits after the numeral “12” or “15”. .
The RF-MEMS switches 12 and 15 used here have the contact distance and the length of the conductor layers 1226 and 1526 so that the difference in electrical length between the two contacts of both switches is 360 / n degrees (n is a natural number). Although different, each of the cavity 281 (FIG. 2) and the thin film 27 (FIG. 2) is the same size in both switches. 3, when the outer frame of the RF-MEMS switches 12 and 15 is viewed as a cavity, the distance between the input terminal 1220 and the contact 1224, the distance between the contact 1224 and the contact 1225, the contact 1225 and the output in the MEMS switch 12 The sum of the distances of the terminals 1223 is equal to the sum of the distance between the input terminal 1520 and the contact 1524, the distance between the contact 1524 and the contact 1525, and the distance between the contact 1525 and the output terminal 1523 in the MEMS switch 15. Thus, since the length of the movable part is the same in the RF-MEMS switches 12 and 15, the voltage for driving the movable part can be the same value, and the control circuit therefor can be simplified. it can. In addition, since switches having the same outer shape can be used, it is possible to avoid a complicated layout of peripheral circuit patterns. The line length switching type phase shift circuit may be manufactured on a single substrate together with the RF-MEMS switches 12 and 15.

次に動作について説明する。
RF−MEMSスイッチ12がオフ状態でRF−MEMSスイッチ15をオン状態としたとき、RF−MEMSスイッチ12の接点1224、1225は開状態で離れているので、インピーダンスは無限大となる。分岐部11からRF−MEMSスイッチ12の入力端子1220までの電気長と入力端子1220から接点1224までの電気長の和を、運用周波数の半波長となるようにすると、分岐部11からRF−MEMSスイッチ12の方向をみたインピーダンスは無限大になるため、何もつながっていない状態となる。したがって、入力端子10に入射した信号はすべてRF−MEMSスイッチ15の方に伝わる。また、分岐部18と接点1225の距離を、分岐部11から接点1224までの距離と同じくしておくと、RF−MEMSスイッチ15を通過して分岐部18に現れた信号はすべて出力端子19の方に伝わる。
Next, the operation will be described.
When the RF-MEMS switch 12 is in the off state and the RF-MEMS switch 15 is in the on state, the contacts 1224 and 1225 of the RF-MEMS switch 12 are open and separated, so the impedance becomes infinite. When the sum of the electrical length from the branching section 11 to the input terminal 1220 of the RF-MEMS switch 12 and the electrical length from the input terminal 1220 to the contact 1224 is set to a half wavelength of the operating frequency, the branching section 11 transmits the RF-MEMS. Since the impedance viewed from the direction of the switch 12 is infinite, nothing is connected. Therefore, all signals incident on the input terminal 10 are transmitted to the RF-MEMS switch 15. Further, if the distance between the branch portion 18 and the contact point 1225 is the same as the distance from the branch portion 11 to the contact point 1224, all signals appearing at the branch portion 18 after passing through the RF-MEMS switch 15 are output from the output terminal 19. It is transmitted to people.

一方、RF−MEMSスイッチ15がオフ状態でRF−MEMSスイッチ12をオン状態としたとき、接点1524,1525は開状態で離れているので、インピーダンスは無限大となる。分岐部11からRF−MEMSスイッチ15の入力端子1520までの電気長と入力端子1520から接点1524までの電気長の和を、運用周波数の半波長となるようにすると、分岐部11からRF−MEMSスイッチ15の方向をみたインピーダンスは無限大になるため、何もつながっていない状態となる。したがって、入力端子10に入射した信号はすべてRF−MEMSスイッチ12の方に伝わる。また、分岐部18と接点1525の距離を、分岐部11から接点1524までの距離と同じくしておくと、RF−MEMSスイッチ12を通過して分岐部18に現れた信号はすべて出力端子19の方に伝わる。   On the other hand, when the RF-MEMS switch 15 is in an off state and the RF-MEMS switch 12 is in an on state, the contacts 1524 and 1525 are open and separated, so that the impedance becomes infinite. When the sum of the electrical length from the branching unit 11 to the input terminal 1520 of the RF-MEMS switch 15 and the electrical length from the input terminal 1520 to the contact 1524 is set to a half wavelength of the operating frequency, the branching unit 11 transmits the RF-MEMS. Since the impedance viewed from the direction of the switch 15 is infinite, nothing is connected. Accordingly, all signals incident on the input terminal 10 are transmitted to the RF-MEMS switch 12. If the distance between the branch portion 18 and the contact point 1525 is the same as the distance from the branch portion 11 to the contact point 1524, all signals appearing at the branch portion 18 after passing through the RF-MEMS switch 12 are output from the output terminal 19. It is transmitted to people.

ここで、例えばRF−MEMSスイッチ12がオンの時の接点1224から接点1225までの通過位相より、RF−MEMSスイッチ15がオンの時の接点1524から接点1525までの通過位相が45度大きくなるようにそれぞれのスイッチの接点の間隔を設定しておく。すると、RF−MEMSスイッチ12がオンでRF−MEMSスイッチ15がオフの状態とRF−MEMSスイッチ12がオフでMEMSスイッチ15がオンの状態でこの移相回路を通過する信号の通過位相を45度異なるようにすることができる。   Here, for example, the passing phase from the contact 1524 to the contact 1525 when the RF-MEMS switch 15 is turned on is 45 degrees larger than the passing phase from the contact 1224 to the contact 1225 when the RF-MEMS switch 12 is turned on. Set the distance between the contacts of each switch. Then, the RF-MEMS switch 12 is turned on and the RF-MEMS switch 15 is turned off, and the RF-MEMS switch 12 is turned off and the MEMS switch 15 is turned on. Can be different.

以上のように、この実施の形態2によれば、スイッチ12,15に、マイクロマシニング技術により作製した、絶縁体薄膜を接点を開閉する可動部とするRF−MEMSスイッチを用いているので、ミリ波帯のような波長の短い周波数に適した小型化した移相器を実現できる。また、スイッチ12,15で可動部のサイズを同じにしたので、その駆動電圧を同じ値とすることができ、そのための制御回路を簡素化することができる。また、外形が同サイズのスイッチを使用できるため、周辺の回路パターンのレイアウトが複雑になるのを避けることができる。   As described above, according to the second embodiment, since the switches 12 and 15 are RF-MEMS switches manufactured by micromachining technology and using an insulating thin film as a movable part that opens and closes contacts, millimeters are used. A miniaturized phase shifter suitable for a frequency with a short wavelength such as a waveband can be realized. Moreover, since the size of the movable part is made the same by the switches 12 and 15, the drive voltage can be made the same value, and the control circuit for that purpose can be simplified. In addition, since switches having the same outer shape can be used, it is possible to avoid a complicated layout of peripheral circuit patterns.

この発明の実施の形態1による線路長切り替え型移相回路の基本構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the basic composition of the line length switching type phase shift circuit by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2に係るMEMSスイッチの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the MEMS switch which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2による線路長切り替え型移相回路の構成を示2 shows a configuration of a line length switching type phase shift circuit according to a second embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10,20,1220,1520 入力端子、11,18 分岐部、12,15 スイッチ(RF−MEMSスイッチ)、13,14,16,17,24,25,1224,1225,1524,1525 接点、19,23,1223,1523 出力端子、21,22 コプレーナ線路、26,1226,1526 導体、27 薄膜(絶縁体薄膜)、28 シリコン基板(絶縁基板)、281 キャビティ。   10, 20, 1220, 1520 input terminal, 11, 18 branching section, 12, 15 switch (RF-MEMS switch), 13, 14, 16, 17, 24, 25, 1224, 1225, 1524, 1525 contact, 19, 23, 1223, 1523 output terminal, 21, 22 coplanar line, 26, 1226, 1526 conductor, 27 thin film (insulator thin film), 28 silicon substrate (insulating substrate), 281 cavity.

Claims (4)

入力側と出力側にそれぞれ設けられた分岐部と、
前記分岐部間に形成される2つの経路と、
前記2つの経路中に設けられ線路長を切り替える2接点を持つそれぞれ1個のスイッチとを備え、
前記両スイッチの2接点間の電気長の差を360/n度(nは自然数)とし、かついずれかの前記スイッチが開放状態になったときの入力側の分岐部から開放状態のスイッチの接点までの電気長を運用周波数の半波長となるようにしたことを特徴とする線路長切り替え型移相回路。
A branch section provided on each of the input side and the output side;
Two paths formed between the branch parts;
Each having two contacts for switching the line length provided in the two paths,
The difference between the electrical lengths of the two contacts of the switches is 360 / n degrees (n is a natural number), and the contact of the switch that is open from the branch on the input side when any of the switches is open Line length switching type phase shift circuit, characterized in that the electrical length up to is half the operating frequency.
各スイッチは、絶縁体薄膜を接点を開閉する可動部とするRF−MEMSスイッチであることを特徴とする請求項1記載の線路長切り替え型移相回路。   2. The line length switching type phase shift circuit according to claim 1, wherein each switch is an RF-MEMS switch having an insulating thin film as a movable part that opens and closes a contact. 各RF−MEMSスイッチは、
エッチングにより掘られたキャビティを持つ絶縁基板と、
前記キャビティの中空層の上に張られた絶縁体薄膜と、
前記キャビティを挟んで前記絶縁基板の上面に形成された入力端子と出力端子から前記キャビティ上部の前記絶縁体薄膜の上に延び、それぞれの端部が前記絶縁体薄膜からキャビティ側に突き出て2接点を形成するそれぞれの線路と、
前記キャビティ底面に前記2接点と向かい合うように形成された導体層とを備え、
前記絶縁体薄膜が前記キャビティの底面側に引き寄せられときに前記2接点が前記導体層と接触する構造したことを特徴とする請求項2記載の線路長切り替え型移相回路。
Each RF-MEMS switch
An insulating substrate having a cavity dug by etching;
An insulator thin film stretched over the hollow layer of the cavity;
The input terminal and the output terminal formed on the upper surface of the insulating substrate across the cavity extend above the insulator thin film above the cavity, and each end protrudes from the insulator thin film toward the cavity and has two contacts. Each line forming
A conductor layer formed on the bottom surface of the cavity so as to face the two contacts;
3. The line length switching type phase shift circuit according to claim 2, wherein the two contact points are in contact with the conductor layer when the insulator thin film is drawn toward the bottom surface of the cavity.
RF−MEMSスイッチは、キャビティおよび絶縁体薄膜の各サイズを両スイッチで同じにしたことを特徴とする請求項3記載の線路長切り替え型移相回路。   4. The line length switching type phase shift circuit according to claim 3, wherein in the RF-MEMS switch, the sizes of the cavity and the insulator thin film are the same in both switches.
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