(57)【要約】 【課題】  高周波回路部の最適化を図ることができ、汎用性の高い高周波回路形成装置を提供する。【解決手段】  本発明の高周波回路形成装置は、接地導体６と、複数の可動体２とで協働して信号導体を含む高周波伝送線路（マイクロストリップ線路、ストリップ線路、コプレーナ線路）を形状変更可能に形成し、各可動体２をアップ状態とダウン状態とにわたって変位させることで、可変高周波回路部を自在にかつ簡単に変更することを特徴とするものである。【選択図】      図１
2008300935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号導体を含む高周波伝送線路を形状変更可能に形成する可変高周波回路部と、前記高周波伝送線路の形状を変更するように制御する制御部とを具備し、
前記可変高周波回路部は、前記信号導体を形成するための信号導体形成部と該信号導体形成部を支持する支持部とからなる可動体を複数含み、それぞれの前記可動体は、前記信号導体形成部が前記信号導体の一部を形成する形成状態と前記信号導体形成部が前記信号導体の一部を形成しない非形成状態とにわたって移動可能に構成されていることを特徴とする高周波回路形成装置。
【請求項２】
前記信号導体形成部が薄板状の導体からなるとともに前記支持部が柱状の誘電体からなり、前記支持部の一端に前記信号導体形成部の一主面が垂直に取り付けられたことを特徴とする請求項１に記載の高周波回路装置。
【請求項３】
前記可変高周波回路部は前記支持部が挿通された挿通孔をそれぞれの前記可動体に対応して備える接地導体を含み、該接地導体は前記信号導体形成部の一主面に平行に配置されていて、前記信号導体形成部が前記信号導体の一部を形成しない非形成状態にあるとき、前記信号導体形成部は前記接地導体に当接して配置され、前記信号導体形成部が前記信号導体の一部を形成する形成状態にあるとき、前記信号導体形成部は前記接地導体より離間して配置されていることを特徴とする請求項２に記載の高周波回路形成装置。
【請求項４】
前記高周波伝送線路が、マイクロストリップ線路、ストリップ線路およびグランド付きコプレーナ線路のうちのいずれかであることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の高周波回路形成装置。
【請求項５】
前記可変高周波回路部は前記支持部が挿通された挿通孔をそれぞれの前記可動体に対応して備える接地導体を含み、該接地導体は前記信号導体形成部の一主面に平行に配置されていて、前記信号導体形成部が前記信号導体の一部を形成しない非形成状態にあるとき、前記信号導体形成部は前記誘電体板に当接して配置され、前記信号導体形成部が前記信号導体の一部を形成する形成状態にあるとき、前記信号導体形成部は前記誘電体板より離間して配置されていることを特徴とする請求項２に記載の高周波回路形成装置。
【請求項６】
前記高周波伝送線路が、コプレーナ線路またはスロット線路であることを特徴とする請求項２または請求項５に記載の高周波回路形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばカプラ、パワーデバイダ、フィルタ回路およびアンテナなどの高周波回路の形成に好適な高周波回路形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年ソフトウェア無線の研究が盛んに行われている（特許文献１〜５参照。）。たとえば携帯端末の既存のソフトウェアを入れ替えてコンフィグレーションを変えることで、該携帯端末をカーナビゲーション装置、地上波のテレジ受信端末など、マルチモードに変え得る。このソフトウェア無線の技術を具現化するために、フィールドプログラマブルゲートアレー（略称ＦＰＧＡ）の大規模化、デジタルシグナルプロセッサー（略称ＤＳＰ）の高速化、リコンフィギュラブルプロセッサー（略称ＲＣＰ）の実用化、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）・Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）コンバーターの高速化、データ転送インターフェースの高速化の進歩が大きく貢献している（たとえば非特許文献１，２参照）。
【０００３】
ソフトウェア無線の実用化に関しては、特にＦＰＧＡの寄与するところが大きく、その核となる技術となっている。しかし、ＦＰＧＡはデジタル化された信号をプロクラマブルな回路により処理自体を自在に変えることで、様々な変復調処理に対応できるようにしたものであり、その前提として、無線部に関しては広帯域であることが要求されている。
【０００４】
しかし、これに必要な広帯域アンテナや、フィルタの中心周波数および通過帯域のプログラマブル化は困難であるため、フィルタバンクを用意して必要に応じて複数のフィルタを切替える必要がある。またダイレクトコンバージョン方式なども検討されている（非特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特許第３６８６７３６号公報
【特許文献２】特許第３４３９９７３号公報
【特許文献３】特許第３５１７０９７号公報
【特許文献４】特開平１１−２８４４０９号公報
【特許文献５】特許第３４２０４７４号公報
【非特許文献１】沖テクニカルレビュー  2005年10月／第204号,Vol.72,No.4,p.80-85
【非特許文献２】信学技報  IE ICE Technical Report ED2005-116,OME2005-42(2005-09),p.45-50
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術では、無線部つまりアンテナ、フィルタなどの高周波回路部品に関しては、通過帯域が限定されているかまたは数種類搭載して選択的に用いられている。ここで、通過帯域が限定されている無線部については、マルチモードに変え得るソフトウェア無線を実現できない。また、高周波回路部品を数種類搭載して選択的に用いる無線部については、高周波回路部品の構造が大形化および複雑化するので、汎用性に欠ける。
【０００６】
一方、ダイレクトコンバージョン方式を適用する技術では、次のような問題がある。送信側では、信号処理部から送られたデジタル信号をアナログ信号に変換し、その信号を広帯域にわたって所望の無線周波数へアップコンバートする機能が必要である。そして、受信側では、周波数変換部において、高いレベルの信号が所望の帯域内に複数入力された場合、ダイナミックレンジが低下する問題、およびミキサの非直線ひずみが発生する問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、高周波回路部の最適化を図ることができ、汎用性の高い高周波回路形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の高周波回路形成装置は、信号導体を含む高周波伝送線路を形状変更可能に形成する可変高周波回路部と、前記高周波伝送線路の形状を変更するように制御する制御部とを具備し、前記可変高周波回路部は、前記信号導体を形成するための信号導体形成部と該信号導体形成部を支持する支持部とからなる可動体を複数含み、それぞれの前記可動体は、前記信号導体形成部が前記信号導体の一部を形成する形成状態と前記信号導体形成部が前記信号導体の一部を形成しない非形成状態とにわたって移動可能に構成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、前記信号導体形成部が薄板状の導体からなるとともに前記支持部が柱状の誘電体からなり、前記支持部の一端に前記信号導体形成部の一主面が垂直に取り付けられているのが好ましい。
【００１０】
そして、前記可変高周波回路部は前記支持部が挿通された挿通孔をそれぞれの前記可動体に対応して備える接地導体を含み、該接地導体は前記信号導体形成部の一主面に平行に配置されていて、前記信号導体形成部が前記信号導体の一部を形成しない非形成状態にあるとき、前記信号導体形成部は前記接地導体に当接して配置され、前記信号導体形成部が前記信号導体の一部を形成する形成状態にあるとき、前記信号導体形成部は前記接地導体より離間して配置されているのが好ましい。
【００１１】
上記の本発明の高周波回路形成装置は、前記高周波伝送線路が、マイクロストリップ線路、ストリップ線路およびグランド付きコプレーナ線路のうちのいずれかであることを特徴とするものである。
【００１２】
そして、前記可変高周波回路部は前記支持部が挿通された挿通孔をそれぞれの前記可動体に対応して備える接地導体を含み、該接地導体は前記信号導体形成部の一主面に平行に配置されていて、前記信号導体形成部が前記信号導体の一部を形成しない非形成状態にあるとき、前記信号導体形成部は前記誘電体板に当接して配置され、前記信号導体形成部が前記信号導体の一部を形成する形成状態にあるとき、前記信号導体形成部は前記誘電体板より離間して配置されているのが好ましい。
【００１３】
上記の本発明の高周波回路形成装置は、前記高周波伝送線路が、コプレーナ線路またはスロット線路であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、信号導体を形成するための信号導体形成部とこの信号導体形成部を支持する支持部とからなる可動体を複数含む可変高周波回路部を有し、それぞれの可動体は、信号導体形成部が信号導体の一部を形成する形成状態と信号導体形成部が信号導体の一部を形成しない非形成状態とにわたって移動可能に構成されていることから、自在にかつ簡単に高周波回路部を変更することができ、複数種類の高周波回路部品を選択的に用いる従来技術に比べて、構造の簡単化および高周波回路部の最適化を図ることができる。したがって、汎用性の高い高周波回路形成装置を得ることができる。
【００１５】
また本発明によれば、信号導体形成部が薄板状の導体からなるとともに支持部が柱状の誘電体からなり、支持部の一端に信号導体形成部の一主面が垂直に取り付けられ、これに合わせて、可変高周波回路部は支持部が挿通された挿通孔をそれぞれの可動体に対応して備える接地導体を含み、接地導体は信号導体形成部の一主面に平行に配置されていて、信号導体形成部が信号導体の一部を形成しない非形成状態にあるとき、信号導体形成部は接地導体に当接して配置され、信号導体形成部が信号導体の一部を形成する形成状態にあるとき、信号導体形成部は接地導体より離間して配置されている構成である場合には、形状変更可能なマイクロストリップ線路、ストリップ線路、グランド付きコプレーナ線路のうちのいずれかの高周波伝送線路を容易にコンパクトに形成することができる。
【００１６】
また本発明によれば、信号導体形成部が薄板状の導体からなるとともに支持部が柱状の誘電体からなり、支持部の一端に信号導体形成部の一主面が垂直に取り付けられ、これに合わせて、可変高周波回路部は支持部が挿通された挿通孔をそれぞれの可動体に対応して備える接地導体を含み、接地導体は信号導体形成部の一主面に平行に配置されていて、信号導体形成部が信号導体の一部を形成しない非形成状態にあるとき、信号導体形成部は誘電体板に当接して配置され、信号導体形成部が信号導体の一部を形成する形成状態にあるとき、信号導体形成部は誘電体板より離間して配置されている構成である場合には、形状変更可能なコプレーナ線路またはスロット線路などの高周波伝送線路を容易にコンパクトに形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の場合について説明する。各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００１８】
図１は、本発明の高周波回路形成装置の一実施形態に係る可変高周波回路部５を表す斜視図である。図２は、図１に示す可変高周波回路部５の一部拡大図である。図３は、図１および図２に示す可動体２を駆動するための可動体駆動部の説明図である。図４は、本発明の高周波回路形成装置の一実施形態の電気的構成を表すブロック図である。
【００１９】
図１乃至図４に示す高周波回路形成装置１は、可変高周波回路部５と制御部４とを含んでいる。可変高周波回路部５は、形状変更可能に高周波伝送線路が形成される部分である。また、制御部４は、可変高周波回路部５における高周波伝送線路の形状を変更するように制御する部分である。
【００２０】
まず、可変高周波回路部５について説明する。
【００２１】
図１乃至図３に示す可変高周波回路部５は、信号導体を形成する（信号導体の一部を担う）ための信号導体形成部２ａとこの信号導体形成部２ａを支持する支持部２ｂとで構成された可動体２（信号導体形成ピン）を複数含んでいる。信号導体形成部２ａは例えば銅や銀などの導体で薄板状に形成され、支持部２ｂは誘電体で柱状に形成されている。そして、支持部２ｂの一端に信号導体形成部２ａの一主面が垂直に取り付けられた構造であって、側面から見てＴ字状の形状になっている。なお、信号導体形成部２ａへの支持部２ｂの取り付け方法としては、例えば接着、焼き付けなどによる固着が挙げられる。
【００２２】
また、可変高周波回路部５は、信号導体形成部２ａの一主面に平行に配置された接地導体６を含んでいる。この接地導体６は、例えば銅や銀などの導体で薄板状に形成されていて、支持部２ｂが挿通された挿通孔６ａがそれぞれの可動体２に対応して形成されている。これら複数の挿通孔６ａは、接地導体６のＸＹ平面に沿って、Ｘ方向一定間隔おきでかつＹ方向一定間隔おきに配設され、可動体２と一対一に対応するように構成されている。そして、接地導体６に形成された各挿通孔６ａは、後述する可動体２の支持部２ｂの形状に対応するように多角形状に形成されている。ただし、各挿通孔６ａは各可動体２に対し、可動体２の支持部２ｂを円滑に移動（変位）可能に形成されている。すなわち、可動体２は、信号導体形成部２ａが信号導体の一部を形成する形成状態と信号導体形成部２ａが信号導体の一部を形成しない非形成状態とにわたって移動可能に構成されている。詳しくは、信号導体形成部２ａが信号導体の一部を形成しない非形成状態にあるとき、信号導体形成部２ａは接地導体６に当接して配置されていて、信号導体形成部２ａが信号導体の一部を形成する形成状態にあるとき、信号導体形成部２ａと接地導体６とは離間している。なお、接地導体６の厚み方向をＺ方向と定義し、接地導体６の一辺に平行な方向をＸ方向と定義する。ＸおよびＺ方向に直交する接地導体６の他辺に平行な方向をＹ方向と定義する。Ｘ方向およびＹ方向を含む仮想一平面を、「ＸＹ平面」と称す。また、Ｚ方向に見ることを、「平面視」と称す。
【００２３】
複数の可動体２と接地導体６との組み合わせによって形成される高周波伝送線路の一例として、図１乃至図３にはマイクロストリップ線路構造のものを開示している。可変高周波回路部５としては、単にマイクロストリップ線路の線幅を変更する構成でもよく、図５乃至図８に示すようにマイクロストリップ線路構造によりカプラ、パワーデバイダ、フィルタ回路、アンテナなどの回路パターンを形成する構成でもよい。各可動体２は、マイクロストリップ線路の信号導体の一部を成すアップ状態と、マイクロストリップ線路の信号導体の一部を成さないダウン状態とにわたってＺ方向に移動（変位）可能に構成されていて、複数の可動体２の信号導体形成部２ａが接地導体６から離れたアップ状態において、複数の信号導体形成部２ａが集まったいわゆる信号導体形成部２ａ群により信号導体が形成される。
【００２４】
前記アップ状態（図３、Ｚ１参照）とは、マイクロストリップ線路の一部を成すＺ方向一方に上昇した、信号導体の一部を形成する形成状態と同義であり、前記ダウン状態（図３、Ｚ２参照）とは、マイクロストリップ線路を成さないＺ方向他方に下降した、信号導体の一部を形成しない非形成状態と同義である。
【００２５】
可動体２における支持部２ｂの太さや材料の比誘電率は任意であるが、比誘電率を大きく、径を大きくすることにより、マイクロストリップ線路の実効誘電率が高くなるので、小型化することができる。また、信号導体形成部２ａの下部に板状の誘電体を設けることにより、実効誘電率を高めて小型化することもできる。さらに、信号導体形成部２ａ群による信号導体形成の妨げにならないようにして、可動体２の周りに棒状の誘電体のみを配置して、実効誘電率を高めて小型化することもできる。
【００２６】
これまでの説明の図では、可動体２のアップ状態は常に一定の高さだけ上昇させていたが、入力ポートと整合が取れる範囲内で、この高さを調整することもできる。この高さを調整することにより、マイクロストリップ線路構造の特性インピーダンスを調整できるだけでなく、後述する図５に示すカプラや図７（ｂ）に示すフィルタ回路を形成した場合において結合量を調整できるし、図８に示すパッチアンテナを形成した場合において周波数帯域を調整することができる。
【００２７】
ところで、伝播する電磁波の波長の１／２未満の孔が金属壁に開いていても、この孔から電磁波が漏れて伝播することはない。したがって、接地導体６に形成された挿通孔６ａの大きさを信号波長の１／２未満に規定することで、接地導体６から電磁波が漏れて伝播することはなく、マイクロストリップ線路を構成する接地導体６として機能する。そして、可動体２の状態をアップ状態にするかダウン状態にするかで、後述するように高周波伝送線路構造を自在に形成または変形可能になっている。
【００２８】
本実施形態では、各可動体２の信号導体形成部２ａを平面視で四角形に形成しているが、四角形だけに限定されるものではなく、正三角形や正六角形などに形成することも可能である。この場合、複数の可動体２群の配置は格子状ではなく、それぞれに対応した配置となる。また、可動体２の支持部２ｂの形状は、可動体２の余計な回転を抑制するために、横断面多角形形状とし挿通孔６ａをそれに対応した形状にしているが、図３に示す可動体駆動部８の流体圧シリンダ１０内に回転を制御する機構を設ければ、挿通孔６ａは横断面円形状にすることもできる。この場合、もちろん可動体２の支持部２ｂは円柱形状にすることができる。
【００２９】
次に、制御部４について説明する。
【００３０】
制御部４とは、可動体２を形成状態と非形成状態とにわたって変位させる動作を制御するためのものであって、回路パターン情報記憶部７と可動体駆動部８とを含み、これらは電気的に接続されている。回路パターン情報記憶部７には、可変高周波回路部５における高周波伝送線路を形成するための回路形状の情報、つまり回路パターン情報が格納される。有線または無線などを通して送られる回路パターン情報は、回路パターン情報記憶部７に一旦格納され、その情報を再現するように、回路パターン情報記憶部７は可動体駆動部８に信号を送る。可動体駆動部８は、駆動源としてのポンプモータ（図示せず）、流体圧シリンダ１０、配管１１および図示外の制御弁（配管等と称す）を含み、これらは接続されている。接地導体６には、流体圧シリンダ１０のシリンダ本体１０Ａが固着されている。
【００３１】
流体圧シリンダ１０は、シリンダ本体１０Ａと、可動体２の支持部２ｂ他端に一体的に固着されたピストン９とを備えている。この流体圧シリンダ１０の作動流体は、たとえばガスまたはオイルが適用される。作動流体としてガスを適用した場合には、オイルを適用する場合に比べて高周波回路形成装置１の軽量化を図ることができ、この高周波回路形成装置１を含む機器の携帯性向上を図ることができる。回路パターン情報記憶部７から可動体駆動部８に送られる信号に基づいて、駆動源から配管等を介してシリンダ本体１０Ａ内に作動流体を注入することで、シリンダ本体１０Ａ内に正圧をかけてピストン９つまり可動体２をダウン状態からアップ状態に押し出す。
【００３２】
逆に前記信号に基づいて、シリンダ本体１０Ａ内の作動流体を吸引することで、シリンダ本体１０Ａ内に負圧をかけて可動体２をアップ状態からダウン状態に変位させる構造になっている。その結果、各可動体２がダウン状態またはアップ状態となり、高周波伝送線路が形状変更可能に形成される。
【００３３】
本実施形態では、シリンダ本体１０Ａ内に負圧をかけて可動体２をダウン状態に変位させているが、この形態に限定されるものではない。たとえばシリンダ本体１０Ａ内にかける作動流体の圧力を開放すると、アップ状態からダウン状態に可動体２を変位させるコイルばねをシリンダ１０Ａと可動体２との間に設けてもよい。この場合には、シリンダ本体１０Ａ内に負圧をかける本実施形態よりも、可動体２を迅速に変位させることができる。仮に配管途中などに作動流体の漏れがあったとしても、可動体２を確実にかつ迅速に変位させることが可能となる。
【００３４】
また、支持部２ｂの下部にニッケル金属のような磁性体棒を付け、それを磁気化しておけば、可動体２は磁気を発生する微小コイルをガイドとして、上下に動かすことができる。各微小コイルへの電流のＯＮ／ＯＦＦは外部から制御でき、その微小コイルで発生した磁力により磁気化された磁性体棒が動くことにより、可動体２のアップまたはダウン状態を形成する。この構造は上述した実施例よりも複雑になるが、電磁気的な制御であるため、高周波伝送線路の形状変更に要する時間が短い利点がある。
【００３５】
次に、本発明により形成されるいくつかの回路パターンについて説明する。
【００３６】
図５は、二つのマイクロストリップ線路が近接して設けられ、回路パターンとしてカプラが形成された状態を示す平面図であって、図５（ａ）に示す回路パターン（カプラ）も図５（ｂ）に示す回路パターン（カプラ）も、第１ポート（Ｐｏｒｔ１）から入力され、第２ポート（Ｐｏｒｔ２）から出力される高周波信号の一部がカップリングして第４ポート（Ｐｏｒｔ４）へも出力される構造を表している。ただし、図５（ａ）の状態は図５（ｂ）の状態よりもそのカップリング量が大きくなる回路パターンを示している。
【００３７】
ここで、可動体２は、Ｘ方向およびＹ方向に一定間隔おきに配設され、白抜きの四角はマイクロストリップ線路を形成しないダウン状態の可動体２を、黒四角はマイクロストリップ線路を形成するアップ状態の可動体２を表している。
【００３８】
図５（ａ）に示す回路パターン（カプラ）の情報は、回路パターン情報記憶部７に格納され、図５（ｂ）に示す回路パターン（カプラ）の情報も、回路パターン情報記憶部７に格納されている。操作者の操作指令によって、マイクロストリップ線路を形成する可動体２の一部がアップ状態またはダウン状態に変位することで、図５（ａ）に示す回路パターン（カプラ）と図５（ｂ）に示す回路パターン（カプラ）とを容易にかつ迅速に切り換えることができる。
【００３９】
また、図６はマイクロストリップ線路が分岐して、回路パターンとしてパワーデバイダが形成された状態を示す平面図であって、（ａ）は、第１ポート（Ｐｏｒｔ１）から第２ポート（Ｐｏｒｔ２）および第３ポート（Ｐｏｒｔ３）に電力が等分配される回路パターンを表し、（ｂ）は、第２ポート（Ｐｏｒｔ２）および第３ポート（Ｐｏｒｔ３）への電力の分配比がずれた回路パターンを表している。
【００４０】
図６（ａ）に示す等分岐となるように可動体２を配置した回路パターンは、たとえばデフォルトで規定されている。この回路パターンでは、第１ポート（Ｐｏｒｔ１）から入力された高周波信号は、第２ポート（Ｐｏｒｔ２）および第３ポート（Ｐｏｒｔ３）に電力が等分配される。この回路パターン情報は、回路パターン情報記憶部７に格納されている。操作者の操作指令によって、回路パターン情報記憶部７は可動体駆動部８に信号を送り、可動体駆動部８の駆動を制御する。これによってシリンダ本体１０Ａ内に正圧または負圧がかかり、可動体２をアップ状態またはダウン状態に変位し、図６（ａ）に示す回路パターンを得る。
【００４１】
そして、図６（ｂ）に示すように、図６（ａ）の示す回路パターンから、分岐直後のマイクロストリップ線路の幅を不均一にした構造にすることが可能である。このように分岐直後のマイクロストリップ線路の幅を不均一にすることによって、電力の分配比がずれ、いわゆるパワーデバイダを形成することができる。この回路パターン情報も、回路パターン情報記憶部７に格納されている。操作者の操作指令によって、回路パターン情報記憶部７は可動体駆動部８に信号を送り、可動体駆動部８は回路パターン情報に基づいて駆動源を駆動制御する。これによって、図６（ｂ）に示すパワーデバイダを得る。
【００４２】
なお、図６に示す例では１つの分岐構造が表されているが、可変高周波回路部５をＸＹ方向に大きくして多数の分岐構造を形成し、これをアンテナの給電回路とすることで、その先に結合されたアンテナ素子への給電比率を自在に変化することができるので、放射パターンを自由に変化させることができる。その結果、サイドローブ制御が自在にできるアレーアンテナを形成することも可能となる。
【００４３】
図７は、マイクロストリップ線路構造で回路パターンとしてフィルタ回路が形成された状態を示す平面図であり、図７（ａ）は直線的なマイクロストリップ線路構造を表していて、図７（ｂ）はフィルタ機能を持たせたマイクロストリップ線路構造、すなわちフィルタ回路を表している。
【００４４】
図７に示す実施形態では、たとえばデフォルトで格納される図７（ａ）に示す回路パターンから、操作者の操作指令によって、フィルタ機能を持たせた回路パターン（フィルタ回路）に変化させることができる。たとえば、マイクロストリップ線路を図７（ｂ）のような複数の帯状のパターンとし、それぞれの帯で共振器となるようなサイズ（伝搬波長の２分の１程度）に形成し、当該帯のピッチを調整する。このような状態は、所望の予め定めた可動体２をアップ状態またはダウン状態に変位することで、フィルタ回路を容易にかつ迅速に実現することができる。予め定めた所望の可動体２をアップ状態またはダウン状態に変位させることで、この回路パターンは自在に変化することができるので、そのフィルタ機能の中心周波数特性および通過帯域までも自在に変更することができる。
【００４５】
図８は、マイクロストリップ線路構造で回路パターンとしてパッチアンテナが形成された状態を示す平面図であり、図８（ａ）は所定の周波数のパッチアンテナの回路パターンを表し、図８（ｂ）は図８（ａ）のパッチアンテナの周波数を低くしたときの回路パターンを表し、図８（ｃ）は、図８（ａ）のパッチアンテナから放射される偏波面を９０度回転させた回路パターンを表している。
【００４６】
図８に示す実施形態では、たとえばデフォルトで格納される図８（ａ）に示す回路パターンから、操作者の操作指令によって、図８（ｂ）に示すような周波数をずらしたパッチアンテナの回路パターンに変化させることができる。また、図８（ｃ）に示すような偏波面を回転させたパッチアンテナの回路パターンに変化させることができる。もちろん、これら以外にも、右旋／左旋円偏波アンテナにすることも可能であり、一つのパッチアンテナだけでなく、複数のパッチアンテナ素子を形成し、図６に示したパワーデバイダと組み合わせることにより、アレーアンテナを形成することも可能である。
【００４７】
これまでの実施形態では、可変高周波回路部５を信号導体（上側に配置）と接地導体（下側に配置）とからなるマイクロストリップ線路構造で形成したものについて説明してきたが、マイクロストリップ線路の信号導体を形成する面のさらに上方に第２の接地導体を形成することにより、ストリップ線路（トリプレート線路）構造（図示せず）とすることもできる。このストリップ線路構造によって、図５乃至図７に示すマイクロストリップ線路構造と同様に、カプラ、パワーデバイダおよびフィルタ回路を形成することができる。
【００４８】
また、図９に示すように、信号導体の周りに、一定のギャップを空けて第２の接地導体６１を形成することによりグランド付きコプレーナ線路構造を形成することもできる。この構造により、図５乃至図７に示すカプラ、パワーデバイダおよびフィルタ回路をマイクロストリップ線路構造と同様に形成することができ、またアンテナとしてスロットアンテナを形成することができる。
【００４９】
なお、高周波伝送線路としては、信号導体を含むものであればこれらに限られず、信号導体形成部の一主面に平行に配置され固定された接地導体を含まず、たとえば接地導体を誘電体板に置き換えて可動体および第２の接地導体を移動させるようにしたコプレーナ線路や、接地導体を誘電体板に置き換えて二本の信号導体を形成するようにしたスロット線路などでもよく、この線路を用いて所望の回路パターンを形成してもよい。なお、接地導体や誘電体板は、薄板状、薄膜状、板状などその厚さは適宜決定される。
【００５０】
ところで、マイクロストリップ線路構造、ストリップ線路構造およびグランド付きコプレーナ線路構造においては、隣り合う信号導体形成部２ａが電気的に接続されていることが前提であるが（グランド付きコプレーナ線路構造の場合は、隣り合う接地導体６１も同様）、製造上、隣り合う信号導体形成部２ａ間にクリアランスを設ける必要がある場合は、電気的に接続させることができない。
【００５１】
図１０乃至図１３は、上記の問題点を解決するための手法を示すものである。
【００５２】
図１０は、間隙を設けて配置された隣り合う信号導体形成部２ａ（信号導体形成部２ａ群）を電気的に接続する方法の一例（第一の方法）の説明図であって、図１０（ａ）は導電性ひげ付き可動体の斜視図、図１０（ｂ）はこの導電性ひげ付き可動体を用いて信号導体を形成した状態を示す平面図である。
【００５３】
図１０（ａ）に示すように、信号導体形成部２ａの側面に多数の導電性ひげ２ｃを設けることによって、間隙を設けて配置された隣り合う信号導体形成部２ａを電気的に接続することができる。この導電性ひげ２ｃは、少しの負荷で曲がり、負荷が無くなれば元に戻るようになっている。したがって、隣り合う可動体２のアップ状態及びダウン状態への昇降には妨げにならず、かつ図１０（ｂ）に示すように信号導体を形成するアップ状態のときに隣り合う信号導体形成部２ａ同士を電気的に接続させることができる。
【００５４】
導電性ひげ２ｃは、特性として導電率の高い銅や銀などで形成されるのが好ましいが、製造上好ましくは導電性樹脂を用いて射出成型することで得られる。この射出成型の場合、信号導体形成部２ａと導電性ひげ２ｃとを同時に形成できる。また、金属メッシュを信号導体形成部２ａに電気的に接着し、信号導体形成部２ａよりも大きいサイズで金属メッシュを切断することで得ることもできる。その他、信号導体形成部２ａを極めて薄く形成し、周辺のみに細かく切り込みを入れて形成してもよい。また、ワイヤボンディングの手法で形成してもよい。
【００５５】
また図１１は、間隙を設けて配置された隣り合う信号導体形成部２ａ（信号導体形成部２ａ群）を電気的に接続する方法の他の例（第二の方法）の説明図であって、図１１（ａ）は隣り合う信号導体形成部２ａの間に間隙のある状態を示す平面図、図１１（ｂ）は各可動体を回転させて隣り合う信号導体形成部２ａを電気的に接続させた状態を示す平面図である。
【００５６】
この方法は、各可動体２を移動させる際、信号導体を形成する面に達する高さの直前で、各可動体２をわずかに回転させることにより、隣り合う可動体２のアップ状態及びダウン状態への昇降には妨げにならず、かつ隣り合う信号導体形成部２ａ同士を電気的に接続させるというものである。具体的には、例えば図３に示した可動体駆動部構造において、ピストン９に突起を設け、シリンダー１０内にこの突起がはまるガイド溝を設けることにより実現できる。つまり、ガイド溝を最上部の直前までシリンダー１０の長手方向に真っ直ぐに形成し、最上部に達するわずかな部分でらせん状に形成することにより、上記の機構が形成可能となる。図１１（ａ）は各可動体２がダウン状態にあるときを示しており、この場合各信号導体形成部２ａ間にはわずかな隙間が空いている。しかし、上述したように、可動体２がアップ状態になったときに、わずかに回転させることで、図１１（ｂ）に示すように隣り合う信号導体形成部２ａ（信号導体形成部２ａ群）を電気的に接続させることができる。
【００５７】
また図１２は、間隙を設けて配置された隣り合う信号導体形成部２ａ（信号導体形成部２ａ群）を電気的に接続する方法の他の例（第三の方法）の説明図であって、図１２（ａ）は接続導体形成補助ピン３を用いた可変高周波回路部５の一部拡大斜視図、図１２（ｂ）は可変高周波回路部５の可動体２を取り除いた状態の一部拡大平面図、図１２（ｃ）は隣り合う信号導体形成部２ａ（信号導体形成部２ａ群）を電気的に接続するための接続導体形成補助ピン３の斜視図である。
【００５８】
図１２に示す接続導体形成補助ピン３は、間隙を設けて配置された隣り合う信号導体形成部２ａ（信号導体形成部２ａ群）を電気的に接続するためのものであって、薄板状の接続導体形成部３ａと柱状の支持部３ｂとからなり、形成材料は可動体２と同様である。この接続導体形成補助ピン３は、各可動体２のまわりの４ヶ所に配置され、接続導体形成部１１ａの長手軸をＸ方向に向けて配置したものとＹ方向に向けて配置したものとが、可動体２を挟んで対向するように配置されている。
【００５９】
そして、図１２においては、接続導体形成部３ａは接地導体６の上側であって信号導体形成部２ａの下側に信号導体形成部２ａと一部重なるように配置されていて、隣り合う可動体２の間に位置する接続導体形成補助ピン３が可動体２のアップ状態と同時にアップ状態となるように構成されている。このとき、接続導体形成部３ａは僅かに離れた隣り合う信号導体形成部２ａを電気的に接続する。なお、図１０（ａ）に示す接続導体形成補助ピン３の一部は、わかり易くするために途中まで上昇させた状態を示している。この接続導体形成補助ピン３のアップ状態またはダウン状態にする機構は、図３に示した可動体２の駆動部構造と同じように形成することができる。そして、接続導体形成補助ピン３は上記の本来の目的以外に、形成される信号導体の幅を微調整するために用いることもできる。
【００６０】
また図１３は、間隙を設けて配置された隣り合う信号導体形成部２ａ（信号導体形成部２ａ群）を電気的に接続する方法の他の例（第四の方法）の説明図であって、図１３（ａ）は上下に互いに逆向きに離間して配置された可動体を接触するように移動させた状態の可変高周波回路部５の一部拡大斜視図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）に示す可変高周波回路部５の一部拡大斜視図の平面図である。
【００６１】
この構造の場合、図示していないが、接地導体が対向するように２個（上側接地導体、下側接地導体）配置されていて、高周波伝送線路としてはストリップ線路構造となる。図１３（ａ）の斜視図では、ストリップ線路を形成する下部接地導体６Ａは図示しているが、上部接地導体は図示していない。
【００６２】
接地導体と可動体との組み合わせおよび動作は、前述の構造と同様である。ただし、この場合、下部接地導体６Ａに下側可動体２１との関係において、支持部２１ｂが挿通されている隣り合う下側可動体２１の間隔は大きく、また可動体２１の信号導体形成部２１ａの大きさは、前述の構造における信号導体形成部２ａの大きさよりもやや大きく形成されている。つまり、図１３（ｂ）に示すように、隣り合う信号導体形成部２１ａが僅かに重なり合う大きさで形成されている。同様に、上部接地導体に支持部２２ｂが挿通されている隣り合う上側可動体２２が下側可動体２１と同じ所定間隔で配置されていて、信号導体を形成する状態においては、上側可動体２２と下側可動体２１とが交互に接続されて信号導体部群（２１ａ、２２ａ）を形成することになる。すなわち、この場合、信号導体を形成するために、それを担う上側可動体２２および下側可動体２１がそれぞれ接触するいちまで上側および下側から移動してくることとなる。このとき、隣接する信号導体形成部２１ａ、２２ａは互いに重なり合うような大きさになっているが、挿入方向が異なるので、お互いに妨げにならず、しかも信号導体形成状態のときは隣接する信号導体形成部２１ａと信号導体形成ぶ２２ａは電気的に接続することができる。
【００６３】
以上説明した高周波回路形成装置１によれば、制御部４は可変高周波回路部５における高周波伝送線路形状を回路パターン情報（所期情報に相当）に基づいて変更するので、可変高周波回路部５を自在にかつ簡単に変更することができる。複数種類の高周波回路部品を選択的に用いる従来技術に比べて、構造の簡単化および可変高周波回路部５の最適化を図ることが可能となる。
【００６４】
具体的には、高周波回路形成装置１によれば、複数の可動体２と接地導体６とが協働してマイクロストリップ線路を形成し得る。各可動体２をダウン状態とアップ状態とにわたって変位させることで、可変高周波回路部５を自在にかつ簡単に変更することが可能となる。可変高周波回路部５は、カプラ、パワーデバイダ、フィルタ回路およびアンテナの少なくともいずれか１つの高周波伝送線路形状に変更される。このように高周波回路形成装置１の汎用性を高めることができる。
【００６５】
さらに、本発明の高周波回路形成装置は、さらに以下に述べるようにフィードバック制御しうる形態としてもよい。
【００６６】
図１４は、フィードバック制御機構を設けた高周波回路形成装置１Ａの電気的構成を表すブロック図である。可変高周波回路部と制御部とを含む点およびそれぞれの構成は、前述の実施形態と同様である。
【００６７】
このフィードバック制御機構を設けた形態において、可変高周波回路部５Ａには、可変高周波回路部５Ａで処理された高周波信号を検出するための特性検出ポート１２が形成されている。そして、この特性検出ポート１２から出力された高周波信号の一部が、後述するＲＦ特性測定部１３（ＲＦ：Radio Frequency）に入力されるようになっている。
【００６８】
制御部４Ａは、ＲＦ特性測定部１３と、回路パターン生成部１４と、回路パターン情報記憶部７と、可動体駆動部８とを含み、これらは電気的に接続されている。特性検出ポート１２から出力される（最終的に出力される）高周波信号を、ＲＦ特性測定部１３に入力する。ここで、所望のＲＦ信号が出力されているか否か判断すべく測定する。この測定結果を表す情報を回路パターン生成部１４に送り、該回路パターン生成部１４は、第２可変高周波回路部５Ａで処理された高周波信号が所望の特性が得られるように処理されているか否かを判断し、それを修正する機能を有する。
【００６９】
回路パターン生成部１４は記憶手段としてのメモリ１５を備え、このメモリ１５には、所望の特性が得られるように処理されているか否かを判断する判断基準となる基準データが格納されている。メモリ１５には、測定結果を表す情報が一時的に記憶され、この情報と基準データとが比較に供される。その情報は、回路パターン情報記憶部７に一旦格納される。その情報を再現するように、回路パターン情報記憶部７は可動体駆動部８に信号を送る。このように可変高周波回路部５Ａで処理されるべき高周波信号を簡単にかつ確実に修正することが可能となる。このフィードバック制御を繰り返し実行することで、可変高周波回路部５Ａで所期高周波信号を出力し得る。
【００７０】
たとえば図５に示すカプラ構造を、測定したい機能ブロックの出力信号付近に形成しておき、主信号を大きく乱さない程度に分波させて、特性検出ポート１２に出力させることも可能である。これによって、必要な機能ブロックだけを測定することができる。したがって全ての機能ブロックを測定する場合に比べて、ＣＰＵなどの処理負荷を軽減することができる。その他高周波回路形成装置１と同様の作用、効果を奏する。
【００７１】
図１５は、回路パターン生成部１４での処理フローを表すフローチャートである。図１４も参照しつつ説明する。特に記載しない限り、本処理の制御主体は回路パターン生成部１４である。たとえば、高周波回路形成装置１Ａの図示外の主電源を投入する条件で本処理フローが開始する。開始後、ステップａ１に移行し、初期の高周波伝送線路形状である初期パターンを設定する。次にステップａ２に移行して、特性検出パターンを設定する。次にステップａ３に移行して、基準データと検出されたデータとを比較するため、第２ポート、第４ポートの特性検出が終了したか否かを判断する。「否」との判断でステップａ２に戻る。前記特性検出が終了したとの判断で、ステップａ４に移行する。このステップａ４において、測定結果の中心周波数と、メモリ１５に格納される基準データとを比較し、該中心周波数でよいか否かを判断する。「否」との判断でステップａ５に移行し、ステップａ４における比較結果に基づいて、回路パターン情報記憶部７を介して可動体駆動部８に信号を送り、高周波伝送線路幅を調整する。その後ステップａ２に戻る。ステップａ４において、前記中心周波数でよいとの判断で、ステップａ６に移行する。ここで測定結果のカップリング量と、メモリ１５に格納される基準データとを比較し、該カップリング量でよいか否かを判断する。「否」との判断でステップａ７に移行し、ステップａ６における比較結果に基づいて、回路パターン情報記憶部７を介して誘電体制御ピン駆動部８に信号を送り、カプラーの結合量を調整する。その後ステップａ２に戻る。ステップａ６においてカップリング量でよいとの判断で、本フローを終了する。
【００７２】
以上説明したように、ステップａ４，ａ６の各ステップにおいて、測定結果である情報と基準データとを比較する。測定結果が当該回路パターンの条件を満たさないつまりＮＧであると判断されると、それぞれステップａ５，ａ７の各ステップにおいて調整したうえでステップａ２に戻る。このようなフィードバック制御を繰り返し実行することで、可変高周波回路部５Ａで所期高周波信号を高精度に出力することができる。
【００７３】
なお、本発明の実施形態では、接地導体６のＸＹ平面全体に複数の可動体２が配設されるが、接地導体６のＸＹ平面のうちの要部だけに複数の可動体２を配設することも可能である。この場合には、可変高周波回路部の構造を簡単化できるうえ、可動体２を変位させる制御系を簡単化できる。
【００７４】
また、高周波回路形成装置は、前述した回路パターン以外の回路パターンにも適用し得る。また、低周波回路に適用することも可能である。この場合、構造の簡単化および可変低周波回路形成部の最適化を図ることが可能となる。したがって汎用性の高い低周波回路を実現できる。本発明の実施の他の形態として、たとえばユーザの要求に応じて、複数の可動体２をアップ状態またはダウン状態に制御して以後、全可動体２を変位不可能に固定した所望の高周波伝送線路を提供する場合もある。この場合には、複数種類の高周波回路部品を準備しておく必要がなく、それ故、高周波回路形成装置の汎用性を高めることができる。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を付加した形態で実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の高周波回路形成装置の一実施形態に係る可変高周波回路部を表す斜視図である。
【図２】図１に示す可変高周波回路部の一部拡大図である。
【図３】図１および図２に示す可動体を駆動するための可動体駆動部の説明図である。
【図４】本発明の高周波回路形成装置の一実施形態の電気的構成を表すブロック図である。
【図５】二つのマイクロストリップ線路が近接して設けられ、回路パターンとしてカプラが形成された状態を示す平面図であって、（ａ）の状態は（ｂ）の状態よりもそのカップリング量が大きくなる回路パターンを示している。
【図６】マイクロストリップ線路が分岐して、回路パターンとしてパワーデバイダが形成された状態を示す平面図であって、（ａ）は、第１ポート（Ｐｏｒｔ１）から第２ポート（Ｐｏｒｔ２）および第３ポート（Ｐｏｒｔ３）に電力が等分配される回路パターンを表し、（ｂ）は、第２ポート（Ｐｏｒｔ２）および第３ポート（Ｐｏｒｔ３）への電力の分配比がずれた回路パターンを表している。
【図７】マイクロストリップ線路構造で回路パターンとしてフィルタ回路が形成された状態を示す平面図であり、（ａ）は直線的なマイクロストリップ線路構造を表していて、（ｂ）はフィルタ機能を持たせたマイクロストリップ線路構造、すなわちフィルタ回路を表している。
【図８】マイクロストリップ線路構造で回路パターンとしてパッチアンテナが形成された状態を示す平面図であり、（ａ）は所定の周波数のパッチアンテナの回路パターンを表し、（ｂ）は（ａ）のパッチアンテナの周波数を低くしたときの回路パターンを表し、（ｃ）は、（ａ）のパッチアンテナから放射される偏波面を９０度回転させた回路パターンを表している。
【図９】グランド付きコプレーナ線路構造の可変高周波回路部を示す斜視図である。
【図１０】間隙を設けて配置された隣り合う導体板を電気的に接続する方法の一例の説明図であって、（ａ）は導電性ひげ付き可動体の斜視図、（ｂ）はこの導電性ひげ付き可動体を用いて信号導体を形成した状態を示す平面図である。
【図１１】間隙を設けて配置された隣り合う信号導体形成部２ａを電気的に接続する方法の他の例（第二の方法）の説明図であって、（ａ）は隣り合う信号導体形成部２ａの間に間隙のある状態を示す平面図、（ｂ）は各可動体を回転させて隣り合う信号導体形成部２ａを電気的に接続させた状態を示す平面図である。
【図１２】間隙を設けて配置された隣り合う信号導体形成部２ａ（信号導体形成部２ａ群）を電気的に接続する方法の他の例（第三の方法）の説明図であって、（ａ）は接続導体形成補助ピン３を用いた可変高周波回路部５の一部拡大斜視図、（ｂ）は可変高周波回路部５の可動体２を取り除いた状態の一部拡大平面図、（ｃ）は隣り合う信号導体形成部２ａ（信号導体形成部２ａ群）を電気的に接続するための接続導体形成補助ピン３の斜視図である。
【図１３】間隙を設けて配置された隣り合う信号導体形成部２ａ（信号導体形成部２ａ群）を電気的に接続する方法の他の例（第四の方法）の説明図であって、（ａ）は上下に互いに逆向きに離間して配置された可動体を接触するように移動させた状態の可変高周波回路部５の一部拡大斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す可変高周波回路部５の一部拡大斜視図の平面図である。
【図１４】フィードバック制御機構を設けた高周波回路形成装置の電気的構成を表すブロック図である。
【図１５】図１４に示す回路パターン生成部１４での処理フローを表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７６】
１、１Ａ：高周波回路形成装置
２：可動体
２１：下側可動体
２２：上側可動体
２ａ：信号導体形成部
２ｂ：支持部
２ｃ：導電性ひげ
３：接続導体形成補助ピン
３ａ：接続導体形成部
３ｂ：支持部
４、４Ａ：制御部
５、５Ａ：可変高周波回路部
６：接地導体
６Ａ：下側接地導体
７  回路パターン情報記憶部
８  可動体駆動部
【図１】
2008300935.tif 000003
【図２】
2008300935.tif 000004
【図３】
2008300935.tif 000005
【図４】
2008300935.tif 000006
【図５】
2008300935.tif 000007
【図６】
2008300935.tif 000008
【図７】
2008300935.tif 000009
【図８】
2008300935.tif 000010
【図９】
2008300935.tif 000011
【図１０】
2008300935.tif 000012
【図１１】
2008300935.tif 000013
【図１２】
2008300935.tif 000014
【図１３】
2008300935.tif 000015
【図１４】
2008300935.tif 000016
【図１５】
2008300935.tif 000017