(57)【要約】【課題】２組設けられている９０°位相遅延回路の削減ができ、小型化及びコストの低減を図るようにする。【解決手段】主線路１Ａと１Ｂの間に、第２サーミスタ（負温度係数温度可変抵抗体）３Ａ、３Ｂをシリーズに設けると共に、この第２サーミスタ３Ａと３Ｂの接続点と接地との間に第１サーミスタ２を接続する。そして、第２サーミスタ３Ａと３Ｂの接続点と第１サーミスタ２との間に、静電容量Ｃの集中定数型コンデンサ５Ａ，５Ｂと集中定数型インダクタ（コイル）６によりπ型に構成された集中定数型９０°位相遅延回路を１組設けるようにする。この集中定数型９０°位相遅延回路の代わりに、１／４波長分布定数伝送線路を設けてもよい。【選択図】図１
2011055181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板上に形成された伝送線路間に直列に接続された少なくとも２つの第２負温度係数温度可変抵抗体と、
この２つの第２負温度係数温度可変抵抗体間の接続点と接地との間に接続された第１負温度係数温度可変抵抗体と、
２つの上記第２負温度係数温度可変抵抗体の接続点と上記第１負温度係数温度可変抵抗体との間に介挿された９０°位相遅延回路と、からなる温度可変減衰器。
【請求項２】
上記９０°位相遅延回路として、集中定数型９０°位相遅延回路又は１／４波長分布定数伝送線路を設けたことを特徴とする請求項１記載の温度可変減衰器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は温度可変減衰器、特に高周波帯で用いられ、周囲温度に応じて減衰量を変えることができる減衰器の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
温度可変減衰器は、例えば高周波帯の信号の伝送ラインにおいて周囲温度に応じて減衰量が変化するものであり、この温度可変減衰器の構成として、従来では、図９に示されるもの（特許文献１）が存在する。
【０００３】
図９の温度可変減衰器は、主線路１Ａと１Ｂの間において、中央の第１サーミスタ（負温度係数温度可変抵抗体）２、両脇の第２サーミスタ（負温度係数温度可変抵抗体）３Ａ，３Ｂがシリーズに接続され、この第２サーミスタ３Ａと第１サーミスタ２の間に、コンデンサ５Ａ，５Ｂとインダクタ（コイル）６Ａによりπ型に構成されたＣＬＣの集中定数回路（π型エレメント）が設けられ、また第１サーミスタ２と第２サーミスタ３Ｂの間に、コンデンサ５Ｃ，５Ｄとインダクタ（コイル）６Ｂからなる集中定数回路が設けられる。
【０００４】
即ち、この集中定数回路は、使用周波数信号の透過位相を９０度に設定する役目をする９０°位相遅延回路であり、この集中定数回路は、第２サーミスタ３Ａと第１サーミスタ２の一対の負温度係数温度可変抵抗体に対して１組、また第１サーミスタ２と第２サーミスタ３Ｂの一対の負温度係数温度可変抵抗体に対して１組設けられることになる。
【０００５】
図１０には、上記第１サーミスタ２、第２サーミスタ３Ａ，３Ｂの特性が示されており、この第１サーミスタ２と第２サーミスタ３Ａ，３Ｂは、図示のように、周囲温度の増加に対して抵抗量が減少する負温度係数となる。
【０００６】
図１１には、上記従来の温度可変減衰器の特性が示されており、この温度可変減衰器によれば、高周波において特性インピーダンスの整合を良好に保ちつつ、周囲温度の増加に対して減衰量が減少するように動作する。
【０００７】
図１２には、従来の温度可変減衰器の他の例が示されており、これは、上記第１サーミスタ２に対し第１固定抵抗器７、第２サーミスタ３Ａ，３Ｂのそれぞれに対し第２固定抵抗器８Ａ，８Ｂを並列に接続したものである。この温度可変減衰器によれば、第１及び第２のサーミスタ２，３Ａ，３Ｂの抵抗量の変化が周囲温度に対して直線性でない場合に、第１固定抵抗器７と第２固定抵抗器８Ａ，８Ｂにて抵抗値の調整を行い、その結果、温度に対する減衰量を直線性にすることが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２０９４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の温度可変減衰器では、負温度係数温度可変抵抗体としての各サーミスタ２，３Ａ，３Ｂのそれぞれの間に、コンデンサ５Ａ，５Ｂとコイル６Ａからなる集中定数型９０°位相遅延回路と、コンデンサ５Ｃ，５Ｄとコイル６Ｂからなる同様の集中定数型９０°位相遅延回路の２組が設けられており、小型化及びコストの低減が図れないという問題がある。
【００１０】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、２組設けられている９０°位相遅延回路の削減ができ、小型化及びコストの低減を図ることが可能になる温度可変減衰器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、誘電体基板上に形成された伝送線路間に直列に接続された少なくとも２つの第２負温度係数温度可変抵抗体と、この２つの第２負温度係数温度可変抵抗体間の接続点と接地との間に接続された第１負温度係数温度可変抵抗体と、２つの上記第２負温度係数温度可変抵抗体の接続点（中点）と上記第１負温度係数温度可変抵抗体との間に介挿された９０°位相遅延回路と、からなることを特徴とする。
請求項２の発明は、上記９０°位相遅延回路として、集中定数型９０°位相遅延回路又は１／４波長分布定数伝送線路を設けたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の構成によれば、主伝送線路間に従来はシリーズに配置していた第１及び第２負温度係数温度可変抵抗体をＴ型に配置し、かつ第２負温度係数温度可変抵抗体間の接続点と第１負温度係数温度可変抵抗体との間に９０°位相遅延回路を１組配置することで、従来と同様の減衰特性を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、例えば一対のコンデンサと１つのコイルからなる２組の９０°位相遅延回路を１組にすることができ、温度可変減衰器の小型化及びコストの低減を図ることが可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施例に係る温度可変減衰器の構成を示す回路図である。
【図２】第１実施例の温度可変減衰器の等価回路を示す図である。
【図３】第１実施例の温度可変減衰器における周囲温度と負温度係数温度可変抵抗値との関係を示すグラフ図である。
【図４】第１実施例の温度可変減衰器における周囲温度と減衰量との関係を示すグラフ図である。
【図５】第２実施例に係る温度可変減衰器の構成を示す回路図である。
【図６】第３実施例に係る温度可変減衰器の構成を示す回路図である。
【図７】第４実施例に係る温度可変減衰器の構成を示す回路図である。
【図８】第５実施例に係る温度可変減衰器の構成を示す回路図である。
【図９】従来の温度可変減衰器の構成の一例を示す回路図である。
【図１０】従来の温度可変減衰器における周囲温度と減衰量との関係を示すグラフ図である。
【図１１】従来の温度可変減衰器における周囲温度と減衰量との関係を示すグラフ図である。
【図１２】従来の温度可変減衰器の構成の他の例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１には、本発明の第１実施例に係る温度可変減衰器の構成が示されており、この温度可変減衰器では、図示されるように、主線路１Ａと１Ｂの間に、第２負温度係数温度可変抵抗体である第２サーミスタ３Ａ、３Ｂがシリーズに設けられ、この第２サーミスタ３Ａと３Ｂの接続点と接地との間に第１負温度係数温度可変抵抗体である第１サーミスタ２が接続される。そして、上記第２サーミスタ３Ａと３Ｂの接続点と第１サーミスタ２との間に、静電容量Ｃの集中定数型コンデンサ５Ａ，５Ｂと集中定数型インダクタ（コイル）６によりπ型に構成されたＣＬＣの集中定数型９０°位相遅延回路が１組設けられる。
【００１６】
即ち、実施例は、第２サーミスタ３Ａ，３Ｂと第１サーミスタ２をＴ型に配置することで、１組の集中定数型９０°位相遅延回路を、従来と同様に、第２サーミスタ３Ａと第１サーミスタ２の一対の負温度係数温度可変抵抗体の中点、また第１サーミスタ２と第２サーミスタ３Ｂの一対の負温度係数温度可変抵抗体の中点の両方に対して配置できるようにしたものである。
【００１７】
この９０°位相遅延回路は、使用周波数（伝送信号）の波長を１/４波長だけ遅らせる回路であり、使用周波数をｆ０とすると、上記インダクタ６のインダクタンスＬａとコンデンサ５Ａ，５Ｂの静電容量Ｃは、次式で表すことができる。
【数１】
2011055181.tif 000003
【数２】
2011055181.tif 000004
【００１８】
図２には、図１の等価回路が示されており、上記のような関係にすることで、コンデンサ（静電容量Ｃ）及びインダクタ（インダクタンスＬａ）からなる回路網は、使用周波数の波長を９０°（１/４波長）だけ遅らせる集中定数型９０°位相遅延回路１０として働くことになり、この集中定数型９０°位相遅延回路１０が第２サーミスタ３Ａ−３Ｂ間の接続点（中点）と第１サーミスタ２との間に配置される。
【００１９】
そして、図２の等価回路においては、回路の特性インピーダンスをＺ０としたときの減衰量をＬとすると、第２サーミスタ（負温度係数温度可変抵抗体をＮＴＣとする）３Ａ，３Ｂの抵抗値（第２ＮＴＣ抵抗値）及び第１サーミスタ２の抵抗値（第１ＮＴＣ抵抗値）は次のようになる。
【数３】
2011055181.tif 000005
【数４】
2011055181.tif 000006
【００２０】
この数式３と数式４の第１ＮＴＣ抵抗値及び第２ＮＴＣ抵抗値は、従来の図９の構成の場合と同一となる。このことを以下に説明する。
図２の等価回路におけるＡＢＣＤマトリクスは、次の数式５のようになる。
【数５】
2011055181.tif 000007
ここで、ａは第１ＮＴＣ（２）の抵抗値、ｂは第２ＮＴＣ（３Ａ，３Ｂ）の抵抗値、Ｚ０は特性インピーダンスを表す。
【００２１】
そして、減衰量Ｌ（ｄＢ）及び反射損失ＲL （ｄＢ）とＡＢＣＤマトリクスの関係は、次の数式６,７のようになる。
Ｌ＝２０×ＬＯＧ｜２/（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）｜    …  式６
ＲL ＝２０×ＬＯＧ｜（Ａ＋Ｂ−Ｃ−Ｄ）/（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）｜    …  式７
【００２２】
また、減衰量Ｌ（ｄＢ）及び反射損失ＲL （ｄＢ）と上記抵抗値ａ，ｂとの関係は、上記数式６及び７に、数式５を代入すると、次のようになる。
Ｌ＝２０×LOG｜２/((ａ×ｂ２/Ｚ０３)＋(２ａ×ｂ/Ｚ０２)＋((ａ＋２ｂ)/Ｚ０)＋２)｜
…  式８
ＲL ＝２０×ＬＯＧ｜((ａ×ｂ２/Ｚ０３)＋((２ｂ−ａ)/Ｚ０))/((ａ×ｂ２/Ｚ０３)
＋(２ａ×ｂ)/Ｚ０２)＋((ａ＋２ｂ)/Ｚ０)＋２)｜            …  式９
【００２３】
ここで、減衰器としては、反射損失が−∞（ｄＢ）が理想値であるため、下記の関係が成り立つ。
(ａ×ｂ２/Ｚ０３)＋((２ｂ−ａ)/Ｚ０)＝０          …  式１０
この式１０より、ａとｂの関係は、
ａ＝２×ｂ×Ｚ０２/(Ｚ０２−ｂ２)                  …  式１１
となる。
【００２４】
また、上記数式１１を数式８に代入し、抵抗値ｂと減衰量Ｌとの関係を導くと、
Ｌ＝２０×ＬＯＧ((Ｚ０−ｂ)/(Ｚ０＋ｂ))
となる。従って、抵抗値ｂは、次のようになる。
【数１２】
2011055181.tif 000008
【００２５】
また、上記数式１２を上記数式１１に代入することにより、抵抗値ａと減衰量Ｌ（ｄＢ）との関係が導かれ、この抵抗値ａは次のようになる。
【数１３】
2011055181.tif 000009
【００２６】
即ち、上記数式１２のｂは上記数式４の第２ＮＴＣ抵抗値と同式、また数式１３のａは上記数式３の第１ＮＴＣ抵抗値と同式となり、この関係式に従った減衰量が得られることになる。
【００２７】
図３には、第１実施例の第１サーミスタ２、第２サーミスタ３Ａ，３Ｂの特性が示されており、このサーミスタ２，３Ａ，３Ｂは、周囲温度の増加に対して抵抗量が減少する負温度係数となる。
図４には、第１実施例の温度可変減衰器の特性が示されており、この第１実施例によれば、高周波において特性インピーダンスの整合を良好に保ちつつ、周囲温度の増加に対して減衰量が減少するように動作する。
【００２８】
即ち、従来の一般のπ型及びＴ型の減衰器では、回路の特性インピーダンスの整合を保ちつつ減衰器の減衰量を低減する場合、伝送線路である主線路に直列に挿入された抵抗値は低減し、逆に主線路と接地との間に挿入された抵抗値は増加する方向にあるが、本発明では数式１及び２に示されるように、減衰器の減衰量が低滅する場合、第１負温度係数温度可変抵抗体（２）の抵抗値及び第２負温度係数温度可変抵抗体（３Ａ，３Ｂ）の抵抗値は共に減衰方向になる。
【００２９】
図５には、第２実施例の構成が示されており、この第２実施例では、第１サーミスタ２に対し補助的な第１固定抵抗器（Ｒ1 ）１２、第２サーミスタ３Ａ，３Ｂのそれぞれに対し補助的な第２固定抵抗器（Ｒ2 ）１３Ａ，１３Ｂを並列に接続したものである。
この第２実施例によれば、負温度係数温度可変抵抗体である第１サーミスタ２及び第２サーミスタ３Ａ，３Ｂの抵抗値の変動が周囲温度に対して直線でない場合に、調整用の上記第１固定抵抗器１２及び第２固定抵抗器１３Ａ，１３Ｂを付加することにより、周囲温度に対する抵抗値の変動を直線にすることができる。
【００３０】
図６には、第３実施例の構成が示されており、この第３実施例では、第１実施例の集中定数型９０°位相遅延回路の集中定数型コンデンサ（Ｃ）及びインダクタ（Ｌ）を入れ替え、集中定数型コンデンサ５及びインダクタ６Ａ，６ＢからなるＬＣＬの回路網としたものである。このＬＣＬの回路網によっても、同様に９０°位相遅延回路として動作する。
【００３１】
図７には、第４実施例の構成が示されており、この第４実施例では、９０°位相遅延回路として使用周波数波長の１／４波長の分布定数伝送線路１４を用いたものである。即ち、使用周波数がより高周波となり集中定数回路網では９０°位相遅延回路が構成できない場合もあり、この場合は、１／４波長の分布定数伝送線路１４を使用することで、９０°位相遅延の機能を果たすことができる。
【００３２】
図８には、第５実施例の構成が示されており、この第５実施例は多段（２段）構成としたものであり、図８に示されるように、主線路１Ａと１Ｂの間に配置された第２サーミスタ３Ａと３Ｂの間に、第３負温度係数温度可変抵抗体として第３サーミスタ１６が設けられると共に、この第３サーミスタ１６に対しても第３固定抵抗器１７が並列に接続される。そして、第２サーミスタ３Ａと第３サーミスタ１６の接続点と接地との間に、１／４波長分布定数伝送線路１４Ａを介して第１サーミスタ２Ａ及び第１固定抵抗器１２Ａが接続され、第３サーミスタ１６と第２サーミスタ３Ｂの接続点と接地との間に、１／４波長分布定数伝送線路１４Ｂを介して第１サーミスタ２Ｂ及び第１固定抵抗器１２Ｂが接続される。
【００３３】
この場合、上記第３負温度係数温度可変抵抗体である第３サーミスタ１６の抵抗値（ａ）は、第２サーミスタ３Ａ，３Ｂの抵抗値（ｂ）の２倍であり、同様に第３固定抵抗器１７の抵抗値（Ｒ3 ）は、第２固定抵抗器１３Ａ，１３Ｂの抵抗値（Ｒ3 ）の２倍となる。
この第５実施例によれば、多段の構成にて、温度に対する減衰量の変化を大きく得ることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１Ａ，１Ｂ…主線路、        ２…第１サーミスタ（負温度係数温度可変抵抗体）、
３Ａ，３Ｂ…第２サーミスタ、  ５，５Ａ〜５Ｄ…コンデンサ、
６，６Ａ，６Ｂ…インダクタ、  ７，１２，１２Ａ，１２Ｂ…第１固定抵抗器、
８Ａ，８Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ…第２固定抵抗器、
１０…９０°位相遅延回路、
１４，１４Ａ，１４Ｂ…１／４波長分布定数伝送線路、
１６…第３サーミスタ、        １７…第３固定抵抗器。
【図１】
2011055181.tif 000010
【図２】
2011055181.tif 000011
【図３】
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【図４】
2011055181.tif 000013
【図５】
2011055181.tif 000014
【図６】
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【図７】
2011055181.tif 000016
【図８】
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【図９】
2011055181.tif 000018
【図１０】
2011055181.tif 000019
【図１１】
2011055181.tif 000020
【図１２】
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