(57)【要約】【課題】高い入力飽和特性を持つベクトル合成形移相器を得る。【解決手段】入力端子１から入力された高周波信号は、４相分配回路２によって位相差０°，９０°，１８０°，２７０°で等振幅の４つの信号に分配される。  ４分配された信号は、可変減衰器３〜６に入力され、それぞれ独立かつ任意に振幅が設定される。  ４つの振幅設定された信号は、同相合成回路７で同相合成され、出力端子８から出力される。  このとき、可変減衰器３〜６の減衰量を適切に設定することで、出力信号の位相を任意に設定することができる。  本構成によれば、能動回路よりも非線形性の小さい受動回路で構成される可変減衰器３〜６を用いて位相制御を行うことで、高い入力飽和特性を持つベクトル合成形移相器を得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を位相差０°，９０°，１８０°，２７０°で等振幅の信号に分配出力する４相分配回路と、
前記４相分配回路の出力をそれぞれ独立に振幅設定する可変減衰器と、
前記可変減衰器の出力を同相合成する同相合成回路と
を備えたベクトル合成形移相器。
【請求項２】
可変減衰器は、
ディジタル信号によって減衰量を制御する単ビット可変減衰器を、複数直列接続した多ビット可変減衰器であることを特徴とする請求項１記載のベクトル合成形移相器。
【請求項３】
可変減衰器は、
ディジタル信号によってオンオフ制御されるＦＥＴ、および抵抗が、
π型、Ｔ型およびブリッジＴ型のうちのいずれかに接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のベクトル合成形移相器。
【請求項４】
可変減衰器は、
ＦＥＴに並列にインダクタが接続されていることを特徴とする請求項３記載のベクトル合成形移相器。
【請求項５】
可変減衰器の前段に、固定減衰器を備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のベクトル合成形移相器。
【請求項６】
固定減衰器は、
抵抗が、π型、Ｔ型およびブリッジＴ型のうちのいずれかに接続されていることを特徴とする請求項５記載のベクトル合成形移相器。
【請求項７】
４相分配回路は、
差動入力信号を４相信号に分配出力するポリフェーズフィルタであることを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載のベクトル合成形移相器。
【請求項８】
同相合成回路は、
固定利得増幅器であることを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載のベクトル合成形移相器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダや送受信モジュールの位相制御に用いられるベクトル合成形移相器に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は従来のベクトル合成形移相器を示す構成図である（例えば、下記特許文献１参照）。
従来のベクトル合成形移相器は、図１０に示すように、入力端子１０１、ポリフェーズフィルタ１０２、可変利得増幅器１０３〜１０６、出力端子１０７から構成される。
【０００３】
次に動作について説明する。
入力端子１０１から入力された高周波差動信号は、ポリフェーズフィルタ１０２によって位相差０°，９０°，１８０°，２７０°を有する４つの信号に分配される。
４分配された信号は、可変利得増幅器１０３〜１０６に入力され、それぞれ独立かつ任意に振幅が設定される。
４つの振幅設定された信号を同相で合成することで、可変利得増幅器１０３〜１０６の振幅設定に応じてベクトル合成された信号が出力端子１０７から出力される。
以上の動作により、出力信号は任意の移相量が与えられた高周波差動信号となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０１０１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のベクトル合成形移相器は以上のように構成されているので、４相信号の振幅をそれぞれ制御する可変利得増幅器１０３〜１０６は、非線形性を持つ能動回路を用いて出力信号の振幅設定を行うため、可変利得増幅器１０３〜１０６の非線形性に起因して入力飽和特性が低いという課題があった。
【０００６】
本発明は、高い入力飽和特性を持つベクトル合成形移相器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のベクトル合成形移相器は、入力信号を位相差０°，９０°，１８０°，２７０°で等振幅の信号に分配出力する４相分配回路と、４相分配回路の出力をそれぞれ独立に振幅設定する可変減衰器と、可変減衰器の出力を同相合成する同相合成回路とを備えた。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、能動回路よりも非線形性の小さい受動回路で構成される可変減衰器を用いて位相制御を行うことで、高い入力飽和特性を持つベクトル合成形移相器を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１によるベクトル合成形移相器を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態２によるベクトル合成形移相器を示す構成図である。
【図３】可変減衰器の構成例を示す回路図である。
【図４】π型可変減衰器の構成例を示す回路図である。
【図５】Ｔ型可変減衰器の構成例を示す回路図である。
【図６】ブリッジＴ型可変減衰器の構成例を示す回路図である。
【図７】スイッチとしてＭＯＳ−ＦＥＴを用いたπ型可変減衰器の構成例を示す回路図である。
【図８】多ビットπ型可変減衰器の前段にπ型固定減衰器を接続した構成例を示す回路図である。
【図９】ＭＯＳ−ＦＥＴに並列にインダクタを接続したＴ型可変減衰器の構成例を示す回路図である。
【図１０】従来のベクトル合成形移相器を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１によるベクトル合成形移相器を示す構成図である。
本実施の形態１のベクトル合成形移相器は、図１に示すように、入力端子１、４相分配回路２、可変減衰器３〜６、同相合成回路７、出力端子８から構成される。
【００１１】
次に動作について説明する。
入力端子１から入力された高周波信号は、４相分配回路２によって位相差０°，９０°，１８０°，２７０°で等振幅の４つの信号に分配される。
４分配された信号は、可変減衰器３〜６に入力され、それぞれ独立かつ任意に振幅が設定される。
４つの振幅設定された信号は、同相合成回路７で同相合成され、出力端子８から出力される。
このとき、可変減衰器３〜６の減衰量を適切に設定することで、出力信号の位相を任意に設定することができる。
【００１２】
可変減衰器３〜６は、高い線形性を持つ受動回路で構成されるため、ベクトル合成形移相器として高い入力飽和特性が得られる。
また、可変減衰器３〜６は、非線形性が小さいため、入力電力が大きい場合にも高精度に振幅を制御することができ、高い移相量精度が得られる。
さらに、可変減衰器３〜６は、受動回路で構成されるため、ベクトル合成形移相器を低消費電力化できる。
【００１３】
以上のように、本実施の形態１によれば、能動回路よりも非線形性の小さい受動回路で構成される可変減衰器３〜６を用いて位相制御を行うことで、高い入力飽和特性を持つベクトル合成形移相器を得ることができる。
【００１４】
実施の形態２．
図２は本発明の実施の形態２によるベクトル合成形移相器を示す構成図である。
本実施の形態２のベクトル合成形移相器は、図２に示すように、差動入力端子９、ポリフェーズフィルタ１０、可変減衰器３〜６、固定利得増幅器１１〜１４、差動出力端子１５から構成される。
【００１５】
次に動作について説明する。
入力端子９から入力された高周波差動信号は、ポリフェーズフィルタ１０によって位相差０°，９０°，１８０°，２７０°で等振幅の４相信号に分配される。
４分配された信号は、可変減衰器３〜６に入力され、それぞれ独立かつ任意に振幅が設定される。
４つの振幅設定された信号は、固定利得増幅器１１〜１４で増幅された後、同相で合成され、出力端子１５から高周波差動信号として出力される。
このとき、可変減衰器３〜６の減衰量を適切に設定することで、出力信号の位相を任意に設定することができる。
【００１６】
ポリフェーズフィルタ１０は、抵抗とキャパシタのみで構成されるため、入力飽和特性が高く、ベクトル合成形移相器として高い入力飽和特性が得られる。
また、ポリフェーズフィルタ１０は、差動入力信号を高精度に４相分配することができ、高い移相量精度が得られる。
さらに、ポリフェーズフィルタ１０は、抵抗とキャパシタのみで構成されるため、ベクトル合成形移相器を低消費電力化できる。
さらに、振幅設定された４つの信号を、それぞれ固定利得増幅器１１〜１４を用いて増幅および合成することで、高入力飽和特性と高出力飽和特性を持つベクトル合成形移相器が得られる。
【００１７】
図３は図２の可変減衰器３〜６の構成例を示す回路図である。
図３の可変減衰器は、入力端子１６、スイッチ１７、抵抗１８、出力端子１９から構成される。
図３の可変減衰器は、スイッチ１７のオンオフ制御を、例えば、ディジタル信号により行う。
入力端子１６から入力される高周波信号の通過経路を、スイッチ１７側と抵抗１８側とで切り替え、非減衰を行うか減衰を行うかの単ビット可変減衰器として動作する。
図３に示す単ビット可変減衰器を直列に複数接続することで、多ビット可変減衰器として動作し、任意の減衰量を容易に設定することができる。
【００１８】
図４はπ型可変減衰器の構成例を示す回路図である。
図４のπ型可変減衰器は、図３に示す可変減衰器の構成に加え、抵抗１８の両端にシャント接続された抵抗２０，２１から構成される。
図２のポリフェーズフィルタ１０は、後段にそれぞれ接続された負荷のインピーダンス変動によって４相信号の位相差が変動する特徴がある。
ポリフェーズフィルタ１０の後段に、図４のπ型可変減衰器を接続することで、減衰量可変時にポリフェーズフィルタ１０の出力インピーダンス変動を低減し、高い移相量精度を得ることができる。
【００１９】
図５はＴ型可変減衰器の構成例を示す回路図である。
図５のＴ型可変減衰器は、図３に示す可変減衰器の構成に加え、抵抗１８と出力端子１９との間に抵抗２２を直列接続し、抵抗１８と抵抗２２との間にシャント接続された抵抗２１から構成される。
ポリフェーズフィルタ１０の後段に、図５のＴ型可変減衰器を接続しても、同様に、減衰量可変時にポリフェーズフィルタ１０の出力インピーダンス変動を低減し、高い移相量精度を得ることができる。
【００２０】
図６はブリッジＴ型可変減衰器の構成例を示す回路図である。
図６のブリッジＴ型可変減衰器は、図４に示すπ型可変減衰器の構成に加え、シャント接続された抵抗２０，２１のグラウンド側同士が接続され、その接続箇所とグラウンドとの間に抵抗２３が接続されたものから構成される。
ポリフェーズフィルタ１０の後段に、図６のブリッジＴ型可変減衰器を接続しても、同様に、減衰量可変時にポリフェーズフィルタ１０の出力インピーダンス変動を低減し、高い移相量精度を得ることができる。
【００２１】
図７はスイッチとしてＭＯＳ−ＦＥＴを用いたπ型可変減衰器の構成例を示す回路図である。
図７のπ型可変減衰器は、図４に示すπ型可変減衰器の構成に加え、スイッチ１７をＭＯＳ−ＦＥＴ２４とし、抵抗１７の両端と抵抗２０，２１との間に、ＭＯＳ−ＦＥＴ２５，２６が接続されたものから構成される。
図７のπ型可変減衰器は、ディジタル信号によりオンオフ制御を行うスイッチとして、ＭＯＳ−ＦＥＴ２４〜２６を適用したものである。
非減衰制御を行う場合、ＭＯＳ−ＦＥＴ２４をオンする。
抵抗１７のみの減衰制御を行う場合、ＭＯＳ−ＦＥＴ２４〜２６をオフする。
π型減衰制御を行う場合、ＭＯＳ−ＦＥＴ２４をオフし、ＭＯＳ−ＦＥＴ２５，２６をオンする。
このように、非減衰、減衰に加え、π型機能の有無を制御することができる。
【００２２】
図８は多ビットπ型可変減衰器の前段にπ型固定減衰器を接続した構成例を示す回路図である。
図８の多ビットπ型可変減衰器３０は、ディジタル信号によって減衰量が制御される。
図７の単ビットπ型可変減衰器が、複数直列接続されたものから構成される。
図８のπ型固定減衰器４０は、その多ビットπ型可変減衰器３０の前段に接続され、抵抗４１の両端にシャント接続された抵抗４２，４３から構成される。
ポリフェーズフィルタ１０の後段に、π型固定減衰器４０を接続することで、ポリフェーズフィルタ１０の出力インピーダンス変動をさらに低減し、高い移相量精度を得ることができる。
固定減衰器として、π型を用いることで、さらに、減衰量可変時にポリフェーズフィルタ１０の出力インピーダンス変動を低減し、高い移相量精度を得ることができる。
なお、固定減衰器として、π型の他、Ｔ型あるいはブリッジＴ型を用いても良い。
【００２３】
図９はＭＯＳ−ＦＥＴに並列にインダクタを接続したＴ型可変減衰器の構成例を示す回路図である。
図９のＴ型可変減衰器は、入力端子１６、出力端子１９、抵抗２０，２１，２３、ＭＯＳ−ＦＥＴ２４，５３、インダクタ５１，５２から構成される。
非減衰制御を行う場合、ＭＯＳ−ＦＥＴ２４をオン、ＭＯＳ−ＦＥＴ５３をオフする。
このとき、ＭＯＳ−ＦＥＴ２４は、オン抵抗のみ、ＭＯＳ−ＦＥＴ５３のオフ容量は、インダクタ５２と並列共振するので、非減衰制御が行われる。
Ｔ型減衰制御を行う場合、ＭＯＳ−ＦＥＴ２４をオフ、ＭＯＳ−ＦＥＴ５３をオンする。
このとき、ＭＯＳ−ＦＥＴ２４のオフ容量は、インダクタ５１と並列共振し、ＭＯＳ−ＦＥＴ５３は、オン抵抗のみとなり、Ｔ型減衰制御が行われる。
いずれの状態においても、ＭＯＳ−ＦＥＴ２４，５３のオフ容量を、並列に接続されたインダクタ５１，５２によって打ち消すように設定しているので、通過位相はゼロとなり、減衰量可変時に４相信号それぞれの位相差変動を低減することで、ベクトル合成形移相器として高い移相量精度を得ることができる。
【００２４】
以上のように、本実施の形態２によれば、能動回路よりも非線形性の小さい受動回路で構成される可変減衰器３〜６を用いて位相制御を行うことで、高い入力飽和特性を持つベクトル合成形移相器を得ることができる。
【００２５】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１，１６  入力端子、２  ４相分配回路、３〜６  可変減衰器、７  合成回路、８，１９  出力端子、９  差動入力端子、１０  ポリフェーズフィルタ、１１〜１４  固定利得増幅器、１５  差動出力端子、１７  スイッチ、１８，２０〜２３，４１〜４３  抵抗、２４〜２６，５３  ＭＯＳ−ＦＥＴ、３０  多ビットπ型可変減衰器、４０  π型固定減衰器、５１，５２  インダクタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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