(57)【要約】【課題】構成が単純で、面積も小さく、さらに、コストを低減することが可能な多分岐分配位相器を提供する。【解決手段】誘電体基板上に形成されるとともに、任意の一点を中心として同心円状に配置される１番目ないしｎ（ｎ≧２）番目の円環を仮定したとき、それぞれ１番目ないしｎ番目の円環の一部を構成する円弧形状を有し、両端が出力端とされる１番目ないしｎ番目の出力側ストリップ導体と、誘電体基板上に形成され、円環の中心に一端が位置決めされた入力側ストリップ導体と、それぞれ１番目ないしｎ番目の円環の一部を構成する円弧形状を有し、出力側ストリップ導体よりも長さが短い１番目ないしｎ番目の摺動部と、１番目ないしｎ番目の摺動部を有し、円環の中心の回りに回転可能なアーム部とを備え、１番目ないしｎ番目の出力側ストリップ導体と、１番目ないしｎ番目の円弧状の摺動部との間、および、入力側ストリップ導体とアーム部との間に絶縁体を介在させる。【選択図】図１
2008124845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電基板と、
前記誘電体基板上に形成されるとともに、任意の一点を中心として同心円状に配置される（ｎ≧２）個の円環を仮定し、前記（ｎ≧２）個の円環の中で半径の小さいものから１番目ないしｎ番目の円環とするとき、それぞれ前記１番目ないしｎ番目の円環の一部を構成する円弧形状を有し、両端が出力端とされる１番目ないしｎ番目の出力側ストリップ導体と、
前記誘電体基板上に形成され、前記円環の中心に一端が位置決めされた入力側ストリップ導体と、
それぞれ前記１番目ないしｎ番目の円環の一部を構成する円弧形状を有し、出力側ストリップ導体よりも長さが短い１番目ないしｎ番目の摺動部と、
前記１番目ないしｎ番目の前記摺動部を有し、前記円環の中心の回りに回転可能なアーム部とを備え、
前記１番目ないしｎ番目の出力側ストリップ導体と、前記１番目ないしｎ番目の円弧状の摺動部との間、および、前記入力側ストリップ導体とアーム部との間に絶縁体を介在させたことを特徴とする多分岐分配移相器。
【請求項２】
前記１番目ないしｎ番目の前記それぞれの摺動部に至る前記アーム部の特性インピーダンスを変化させて、前記１番目ないしｎ番目の出力側ストリップ導体から出力される高周波信号の振幅比を変化させることを特徴とする請求項１に記載の多分岐分配移相器。
【請求項３】
前記アーム部は、前記円環の中心側の一端に、前記円環の中心を取り囲むように形成されたリング形状の導体を有するとともに、一端が前記リング形状の導体に接続され、他端側に前記１番目ないしｎ番目の円弧状の摺動部を有する第１および第２の線路を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多分岐分配移相器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多分岐分配移相器に係り、特に、アレイアンテナのチルト角を制御する位相回路等に適用される多分岐分配移相器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話基地局用等のアレイアンテナでは、例えば、基地局のサ−ビスエリアを最適化する等の理由により、各基地局におけるアレイアンテナから放射される放射ビ−ムのチルト角を制御している。
この放射ビームのチルト角を変更するためには、各アレイアンテナ素子に給電する励振電力の位相分布を、移相器により変更する必要がある。
この移相器として、例えば、下記特許文献１，特許文献２に記載されている分配移相器が知られている。
図７は、従来の分配移相器の一例を示す斜視図である。
図７に示す分配移相器は、誘電体基板１０の上に入力側ストリップ導体３と、一部が開かれた円環状の出力側ストリップ導体２とを設置し、入力側ストリップ導体３の円環の中心（中心軸をＰで示す）側の一端を、出力側ストリップ導体２の円環の中心に配置する。
また、出力側ストリップ導体２の上を摺動する摺動部（５ａ，５ｂ）を有し、その長さは、左右にそれぞれλ／４となっており、出力側ストリップ導体２の両端が、それぞれ出力端となる。さらに、アーム部５ｃの円環の中心側の一端を、円環の中心に配置する。
そして、ポリフッ化エチレンなどの一般の高周波電線の絶縁材料である高誘電率絶縁体（４ａ，４ｂ）を、アーム部５ｃと入力側ストリップ導体３、および、摺動部（５ａ，５ｂ）と出力側ストリップ導体２との間にそれぞれ介在させる。
図７に示す分配移相器では、入力側ストリップ導体３より入力された高周波信号は、高誘電率絶縁体４ａを介してアーム部５ｃに結合され、これを通って先端の左右の摺動部（５ａ，５ｂ）に到る。そして、この左右の摺動部（５ａ，５ｂ）で高誘電率絶縁体４ｂを介して出力側ストリップ導体２に結合される。
そして、アーム部を回転することにより、出力側ストリップ導体２の両端から出力される励振電力の間に所定の位相差を持たせることができる。
【０００３】
なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
【特許文献１】特開平５−１２１９１５号公報
【特許文献２】特開２０００−１９６３０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図７から分かるように、図７に示す分配移相器では、入力された高周波信号を、２分配することしかできない。
そのため、入力される高周波信号を３分配以上分配し、かつ、所定の位相差を有する出力を得るためには、図８に示すような多分岐分配位相器が使用される。
なお、図８は、従来の多分岐分配位相器の一例を説明するための図である。図８において、３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、それぞれ図７に示す分配位相器、３１は３分配器、３２はリンク機構（またはギア機構）である。
図８に示す多分岐分配位相器では、入力された高周波信号を、３分配器３１で３分配して、この３分配された高周波信号を、それぞれ分配移相器（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）に入力し、リンク機構（またはギア機構）３２で同期して導体摺動子を回転させることにより、分配位相器（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）間で所望の位相差を有し、かつ、それぞれの分配移相器（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）の出力間で所定の位相差を有する励振電力を得ることができる。
しかしながら、この図８に示す多分岐分配位相器は、分配器３１とともにリンク機構（またはギア機構）３２が必要となり、構成が複雑で、面積も大きく、さらに、部品点数も多いのでコストが高いという問題点があった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、構成が単純で、面積も小さく、さらに、コストを低減することが可能な多分岐分配位相器を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
前述の目的を達成するために、本発明は、誘電基板と、前記誘電体基板上に形成されるとともに、任意の一点を中心として同心円状に配置される（ｎ≧２）個の円環を仮定し、前記（ｎ≧２）個の円環の中で半径の小さいものから１番目ないしｎ番目の円環とするとき、それぞれ前記１番目ないしｎ番目の円環の一部を構成する円弧形状を有し、両端が出力端とされる１番目ないしｎ番目の出力側ストリップ導体と、前記誘電体基板上に形成され、前記円環の中心に一端が位置決めされた入力側ストリップ導体と、それぞれ前記１番目ないしｎ番目の円環の一部を構成する円弧形状を有し、出力側ストリップ導体よりも長さが短い１番目ないしｎ番目の摺動部と、前記１番目ないしｎ番目の前記摺動部を有し、前記円環の中心の回りに回転可能なアーム部とを備え、前記１番目ないしｎ番目の出力側ストリップ導体と、前記１番目ないしｎ番目の円弧状の摺動部との間、および、前記入力側ストリップ導体とアーム部との間に絶縁体を介在させたことを特徴とする。
また、本発明では、前記１番目ないしｎ番目の前記それぞれの摺動部に至る前記アーム部の特性インピーダンスを変化させて、前記１番目ないしｎ番目の出力側ストリップ導体から出力される高周波信号の振幅比を変化させる。
また、本発明では、前記アーム部は、前記円環の中心側の一端に、前記円環の中心を取り囲むように形成されたリング形状の導体を有するとともに、一端が前記リング形状の導体に接続され、他端側に前記１番目ないしｎ番目の円弧状の摺動部を有する第１および第２の線路を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明によれば、構成が単純で、面積も小さく、さらに、コストを低減することが可能な多分岐分配位相器を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図１は、本発明の実施例の多分岐分配移相器の概略構成を示す平面図である。
本実施例の多分岐分配移相器は、誘電体基板１０の上に一部が開かれた３個の円弧形状の出力側ストリップ導体（２ａ，２ｂ，２ｃ）と、入力側ストリップ導体３とが配置される。誘電体基板１０の裏面には、接地導体（図示せず）が形成される。
ここで、任意の一点を中心（中心軸をＰで示す）として同心円状に配置される３個の円環を仮定し、３個の円環の中で直径の小さいものから１番目ないし３番目の円環とするとき、出力側ストリップ導体（２ａ）は、１番目の円環の一部を構成し、出力側ストリップ導体（２ｂ）は、２番目の円環の一部を構成し、出力側ストリップ導体（２ｃ）は、３番目の円環の一部を構成し、さらに、各出力側ストリップ導体（２ａ，２ｂ，２ｃ）の両端が、それぞれ出力端（ここでは、６個の出力端）となる。
また、各出力側ストリップ導体（２ａ，２ｂ，２ｃ）上には、それぞれ摺動部（７ａ，７ｂ，７ｃ）が設けられる。各摺動部（７ａ，７ｂ，７ｃ）は、各出力側ストリップ導体（２ａ，２ｂ，２ｃ）の上を摺動し、各摺動部（７ａ，７ｂ，７ｃ）の円弧形状の長さは、λｏ／２（λｏは、設計中心周波数）以下とされる。
【０００８】
各摺動部（７ａ，７ｂ，７ｃ）は、第１の線路６ｂと、第２の線路６ｃとを有するアーム部により、円環の中心（図１の中心軸Ｐ）の回りに回転可能とされる。
図２に示すように、アーム部は、円環の中心側の一端に、円環の中心を取り囲むように形成されたリング形状の導体６ａを有する。また、入力側ストリップ導体３も、円環の中心を取り囲むように形成されたリング形状の導体３ａを有し、入力側ストリップ導体３のリング形状の導体３ａと、アーム部のリング形状の導体６ａとの間には、絶縁体４ａが配置される。
また、各摺動部（７ａ，７ｂ，７ｃ）と、各出力側ストリップ導体（２ａ，２ｂ，２ｃ）との間にも、絶縁体４ｂが配置される。ここで、絶縁体（４ａ，４ｂ）は、例えば、ポリフッ化エチレンなどの一般の高周波電線の絶縁材料で構成される。
また、図３に示すように、第１の線路６ｂ、および第２の線路６ｃは、各摺動部（７ａ，７ｂ，７ｃ）の中心から等間隔の位置（Ｔ１＝Ｔ２）で、各摺動部（７ａ，７ｂ，７ｃ）に接続される。
【０００９】
本実施例の分配移相器でも、入力側ストリップ導体３より入力された高周波信号は、リング形状の導体３ａに至り、高誘電率絶縁体４ａを介して、アーム部のリング形状の導体６ａと結合され、第１の線路６ｂと第２の線路６ｃを通って、各摺動部（７ａ，７ｂ，７ｃ）に到り、各摺動部（７ａ，７ｂ，７ｃ）で高誘電率絶縁体４ｂを介して、それぞれの出力側ストリップ導体（２ａ，２ｂ，２ｃ）に結合される。
そして、円環の中心（図１のＰ）に回転軸を挿入し、この回転軸を回転してアーム部を回転、即ち、各摺動部（７ａ，７ｂ，７ｃ）を回転させることにより、各出力側ストリップ導体（２ａ，２ｂ，２ｃ）の両端から出力される励振電力として、各出力側ストリップ導体（２ａ，２ｂ，２ｃ）間で所望の位相差を有し、かつ、それぞれの出力側ストリップ導体（２ａ，２ｂ，２ｃ）の端子間で所定の位相差を有する励振電力を得ることができる。
なお、アーム部のリング形状の導体６ａと１番目の摺動部７ａとの間、あるいは、各摺動部の間の第１の線路６ｂと第２の線路６ｃの線路幅を小さくする等の方法により、各摺動部（７ａ，７ｂ，７ｃ）に至る第１の線路６ｂと第２の線路６ｃの特性インピーダンスをそれぞれ変化させることにより、それぞれの出力側ストリップ導体（２ａ，２ｂ，２ｃ）から出力される高周波信号の振幅比を変化させることが可能である。
【００１０】
図４は、本発明の実施例の多分岐分配移相器の変形例の概略構成を示す斜視図である。
図４に示す多分岐分配移相器は、出力側ストリップ導体が、２本の出力側ストリップ導体（２ａ，２ｂ）で構成される点で、図１に示す多分岐分配移相器と相異するが、それ以外の構成は、図１に示す多分岐分配移相器と同じであるので再度の詳細な説明は省略する。
図５は、図４に示す多分岐分配移相器の一例の分配損失特性と反射減衰量特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
図５に示すグラフは、入力側ストリップ導体３、および各出力側ストリップ導体（２ａ，２ｂ）の特性インピーダンスを５０Ωとして計算した結果を示すグラフである。
また、図５のグラフにおいて、横軸は周波数であり、１目盛りが０．５ＧＨｚ、縦軸は減衰量であり、１目盛りが（−５ｄＢ）である。
【００１１】
図５のＡに示す曲線は、入力端子（図４のＯ１）の反射減衰量を示す。また、図５のＢに示す曲線は、入力端子（図４のＯ１）から出力端子（図４のＯ２）への分配損失、および、入力端子（図４のＯ１）から出力端子（図４のＯ３）への分配損失を示す。
さらに、図５のＣに示す曲線は、入力端子（図４のＯ１）から出力端子（図４のＯ４）への分配損失、および、入力端子（図４のＯ１）から出力端子（図４のＯ５）への分配損失を示す。
なお、入力端子（図４のＯ１）から出力端子（図４のＯ２）への分配損失、および、入力端子（図４のＯ１）から出力端子（図４のＯ３）へ分配損失は、ほぼ同様の特性を示すために、図５では、Ｂの曲線は、一本の曲線にように描かれている。
同様に、入力端子（図４のＯ１）から出力端子（図４のＯ４）への分配損失、および、入力端子（図４のＯ１）から出力端子（図４のＯ５）への分配損失も、ほぼ同様の特性を示すために、図５では、Ｃの曲線は、一本の曲線にように描かれている。
図５に示す分配損失特性（Ｂ、Ｃ）から分かるように、本実施例の多分岐分配移相器においては、分配損失は、ほぼ一定の値となっている。
【００１２】
図６は、本発明の実施例の多分岐分配移相器の変形例の概略構成を示す斜視図である。
図６に示す多分岐分配移相器は、アーム部が、単一の第１の線路６ｂで構成される点で、図１に示す多分岐分配移相器と相違するが、それ以外の構成は図１に示す多分岐分配移相器と同じであるので再度の詳細な説明は省略する。
図１に示すように、アーム部を、第１の線路６ｂと第２の線路６ｃとで構成する方が、図６に示すように、アーム部を、単一の第１の線路６ｂで構成する場合よりも、より広帯域の高周波信号の位相を可変することができる。
なお、前述の説明では、各摺動部（７ａ，７ｂ，７ｃ）の円弧形状の長さは、λｏ／２の場合について説明したが、各摺動部（７ａ，７ｂ，７ｃ）の円弧形状の長さは、各摺動部（７ａ，７ｂ，７ｃ）の円弧形状の長さをＬｏとするとき、（２×λｏ）／５≦Ｌｏ≦（３×λｏ）／５、より好ましくは、（９×λｏ）／２０≦Ｌｏ≦（１１×λｏ）／２０が望ましい。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例の多分岐分配移相器の概略構成を示す平面図である。
【図２】本発明の実施例の多分岐分配移相器のアーム部と、入力側ストリップ導体の関係を説明するための図である。
【図３】本発明の実施例の分配移相器の摺動部と、第１の線路および第２の線路の関係を説明するための図である。
【図４】本発明の実施例の多分岐分配移相器の変形例の概略構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施例の多分岐分配移相器の一例の分配損失特性と反射減衰量特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図６】本発明の実施例の多分岐分配移相器の変形例の概略構成を示す斜視図である。
【図７】従来の分配移相器の一例を示す斜視図である。
【図８】従来の多分岐分配移相器の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００１４】
２，２ａ，２ｂ，２ｃ  出力側ストリップ導体
３  入力側ストリップ導体
３ａ，６ａ  リング形状の導体
４ａ，４ｂ  高誘電率絶縁体
５ａ，５ｂ，７ａ，７ｂ，７ｃ  摺動部
５ｃ  アーム部
６ｂ  第１の線路
６ｃ  第２の線路
１０  誘電体基板
１１  回転基板
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ  分配位相器
３１  ３分配器
３２  リンク機構（またはギア機構）
【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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