(57)【要約】【課題】方向性結合器とサーキュレータとを接続するベンドが不要な新しい構造の小型のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器を提供することを目的とする。【解決手段】本発明のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器１は、２枚の導体板２，３と、導体板２，３の間に配設された第１誘電体線路４及び第２誘電体線路５と、第１誘電体線路４と第２誘電体線路５とを近接配置して結合させ電磁波を分配する方向性結合器６と、第１誘電体線路４に形成された第１端子８に接続された位相線路１１と、位相線路１１及び第２誘電体線路５に形成された第２端子９の各々に近接設置された第１反射／吸収手段及び第２反射／吸収手段と、バイアス電圧を制御する信号源２３と、を備える。【選択図】  図１
2004343605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の基部導体板と、前記基部導体板に対向して平行に配設された平板状の対向導体板と、前記基部導体板と前記対向導体板との間に配設された第１誘電体線路及び第２誘電体線路と、
前記第１誘電体線路の一端に形成され電磁波が入力される電磁波入力端子と、
前記第１誘電体線路と前記第２誘電体線路とを近接配置して結合させ前記第１誘電体線路の前記電磁波入力端子から入力された電磁波の電力を前記第１誘電体線路の他端に形成された第１端子と前記第２誘電体線路の一端に形成された第２端子とに等分配する方向性結合器と、
前記第１端子に一端が接続され所望の周波数における電気長が９０°の奇数倍の伝送線路である位相線路と、
前記位相線路の他端及び前記第２端子の各々に近接設置された第１吸収／反射手段及び第２吸収／反射手段と、
前記第１吸収／反射手段及び前記第２吸収／反射手段に接続され前記第１吸収／反射手段及び前記第２吸収／反射手段を制御する信号源と、
前記第２誘電体線路の他端に形成された電磁波出力端子と、
を備えていることを特徴とするＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器。
【請求項２】
前記電磁波入力端子に接続されたサーキュレータ出力端子とサーキュレータ入力端子とアイソレーション端子とを有するサーキュレータと、
前記アイソレーション端子に接続された電磁波吸収部と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器。
【請求項３】
前記第１吸収／反射手段及び前記第２吸収／反射手段が、電極に実装された検波作用を有する検波用ダイオードと、前記検波用ダイオードと直列に接続された抵抗器と、を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器。
【請求項４】
整合回路が、前記位相線路の他端と前記第１吸収／反射手段との間に、及び／又は、前記第２端子と前記第２吸収／反射手段との間に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１に記載のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器。
【請求項５】
前記第１吸収／反射手段、及び／又は、前記第２吸収／反射手段と直列に接続された高周波チョークを備えていることを特徴とする請求項１乃至４の内いずれか１に記載のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信装置の送信回路で用いられるＢＰＳＫ変調器に関するものであり、特に、伝送線路に非放射性誘電体線路を用いたＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
非放射性誘電体線路（以下、ＮＲＤガイドという）は、自由空間における半波長以下の間隔で平行に隔てられた基部導体板と対向導体板で誘電体線路を挟装しただけの簡便な構造でありながら、低損失でしかも曲がりや不連続部で不要放射が発生しない特徴を有する伝送線路である。このＮＲＤガイドを用いたＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器が既に報告されており、電気長が９０°の奇数倍異なる２つの伝送線路を、ダイオードを用い電磁波の透過と反射を選択できるスイッチで切り換えて実現している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、（特許文献１）に記載の従来のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器について説明する。図４は従来のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器の一部破断斜視図である。
【０００４】
図４において、５０は基部導電板２と自由空間における半波長以下の間隔で基部導電板２と平行に隔てられた対向導体板３とを備えた従来のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器、５１は電磁波の入力端子、５２ａ，５２ｂはサーキュレータである。サーキュレータ５２ａに入力された電磁波は半時計回り方向に隣り合う端子から出力され、サーキュレータ５２ｂに入力された電磁波は時計回り方向に隣り合う端子から出力される。５３ａ，５３ｂ，５３ｃは伝送線路、５４は誘電体基板にダイオードが実装されたダイオードスイッチであり、ダイオードのバイアス電流によって入射した電磁波の透過と反射を切り換えるものである。５５ａ，５５ｂはベンド、５６はダイオードスイッチ５４に内蔵されているダイオードのバイアス電流を制御してダイオードスイッチ５４の透過と反射を切り換える信号源、５７は方向性結合器、５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄは方向性結合器５７の入出力端子、５９，６０は終端器、６１は変調された電磁波の出力端子である。
【０００５】
以上のように構成されたＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器について、以下その動作を説明する。
【０００６】
変調される電磁波は入力端子５１から入力され、サーキュレータ５２ａとサーキュレータ５２ｂを介して、ダイオードスイッチ５４に到達する。
【０００７】
ここで、信号源５６によってダイオードスイッチ５４を透過状態にすると、電磁波はダイオードスイッチ５４を透過し、ベンド５５ａとベンド５５ｂを伝送した後、方向性結合器５７の入出力端子５８ｄに入力され、入出力端子５８ｂと入出力端子５８ｃに分配される。そのうちの入出力端子５８ｂに分配された電磁波が出力端子６０から出力される。
【０００８】
一方、信号源５６によってダイオードスイッチ５４を反射状態にすると、電磁波はダイオードスイッチ５４で反射されてサーキュレータ５２ｂにもどり、伝送線路５３ｃを往復した後、サーキュレータ５２ｂとサーキュレータ５２ａを経由して方向性結合器５７に入力され、次いで入出力端子５８ｂと入出力端子５８ｃに分配される。そのうちの入出力端子５８ｂに分配された電磁波が出力端子６１から出力される。
【０００９】
ここで、電磁波がダイオードスイッチ５４を透過した時とダイオードスイッチ５４で反射されたときの、ダイオードスイッチ５４に入射されてから入出力端子５８ｂに到達するまでの２つの伝送経路の経路差の電気長が１８０°の奇数倍になるように伝送線路５３ｂの長さを事前に設定しておく。このような構成にすることで、信号源５６からの制御により出力端子６１に出力される電磁波の位相を１８０°切り換えることができるＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器が得られる。
【００１０】
なお、終端器６０は、伝送線路５３ｃの端部に到達した電磁波の一部を吸収し、その吸収量を伝送線路５３ｃとの間隔を変えて調整することにより、ダイオードスイッチ５４を透過したときと、ダイオードスイッチ５４で反射されたときの出力を等しくするためのものである。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−１７４５１２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器では、ダイオードスイッチと方向性結合器を２つのベンドを用いて接続しているため、小型化することが困難で寸法が大型化するという課題を有していた。ＮＲＤガイドのベンドでは、ベンド出力端での不要モード発生に伴う損失が最小となるように、曲率半径に合わせて中心角を決めるが、ＮＲＤガイドのベンドの特性として、曲率半径を大きくすると不要モード発生に伴う損失が最小となる中心角は小さくなり、また曲率半径を小さくすると不要モード発生に伴う損失が最小となる中心角は大きくなる。そのため、従来のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器において、片方のベンドの曲率半径を小さくすると、組み合わせるもう一つのベンドは中心角が小さく曲率半径が大きいものになるため、ベンド部分全体としては形状が大きくなり小型化が困難だからである。
【００１３】
本発明は上記課題を解決するものであり、方向性結合器とサーキュレータを接続するためのベンドが不要な新しい構造の小型のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器は、平板状の基部導体板と、前記基部導体板に対向して平行に配設された平板状の対向導体板と、前記基部導体板と前記対向導体板との間に配設された第１誘電体線路及び第２誘電体線路と、前記第１誘電体線路の一端に形成され電磁波が入力される電磁波入力端子と、前記第１誘電体線路と前記第２誘電体線路とを近接配置して結合させ前記第１誘電体線路の前記電磁波入力端子から入力された電磁波の電力を前記第１誘電体線路の他端に形成された第１端子と前記第２誘電体線路の一端に形成された第２端子とに等分配する方向性結合器と、前記第１端子に一端が接続され所望の周波数における電気長が９０°の奇数倍の伝送線路である位相線路と、前記位相線路の他端及び前記第２端子の各々に近接設置された第１吸収／反射手段及び第２吸収／反射手段と、前記第１吸収／反射手段及び前記第２吸収／反射手段に接続され前記第１吸収／反射手段及び前記第２吸収／反射手段を制御する信号源と、前記第２誘電体線路の他端に形成された電磁波出力端子と、を備えた構成を有している。
【００１５】
この構成により、方向性結合器に入力された電磁波が第１端子と第２端子とに分配され、第１吸収／反射手段又は第２吸収／反射手段の内の信号源によって反射状態にされた側の電磁波が出力され位相線路を往復する間に電気長が１８０°の奇数倍長くなるため、第１吸収／反射手段又は第２吸収／反射手段の吸収／反射を交互に選択することによりＢＰＳＫ変調を実現でき、方向性結合器に吸収／反射手段が接続されただけの極めて小型のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器を提供することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器は、平板状の基部導体板と、基部導体板に対向して平行に配設された平板状の対向導体板と、基部導体板と対向導体板との間に配設された第１誘電体線路及び第２誘電体線路と、第１誘電体線路の一端に形成され電磁波が入力される電磁波入力端子と、第１誘電体線路と第２誘電体線路とを近接配置して結合させ第１誘電体線路の電磁波入力端子から入力された電磁波の電力を第１誘電体線路の他端に形成された第１端子と第２誘電体線路の一端に形成された第２端子とに等分配する方向性結合器と、第１端子に一端が接続され所望の周波数における電気長が９０°の奇数倍の伝送線路である位相線路と、位相線路の他端及び第２端子の各々に近接設置された第１吸収／反射手段及び第２吸収／反射手段と、第１吸収／反射手段及び第２吸収／反射手段に接続され第１吸収／反射手段及び第２吸収／反射手段を制御する信号源と、第２誘電体線路の他端に形成された電磁波出力端子と、を備えた構成を有している。
【００１７】
この構成により、以下のような作用が得られる。
【００１８】
（１）電磁波入力端子から第２誘電体線路に入力された電磁波は、方向性結合器によって第１端子と第２端子に分配される。信号源によって第１吸収／反射手段を反射状態にして第２吸収／反射手段を吸収状態にすると、方向性結合器に電磁波入力端子から入力された電磁波のうち、第１端子側に分配された電磁波が第１吸収／反射手段で反射されて電磁波出力端子に達する。一方、第１吸収／反射手段を吸収状態にして第２吸収／反射手段を反射状態にすると、第２端子側に分配された電磁波が第２吸収／反射手段で反射されて電磁波出力端子に達する。第１端子には、所望する周波数において９０°の奇数倍の電気長をもつ位相線路が接続されているため、第１吸収／反射手段で反射される電磁波は、位相線路を往復するため第２の吸収／反射手段で反射される電磁波と比べて１８０°の奇数倍位相が異なる。このため、第１吸収／反射手段と第２吸収／反射手段の吸収／反射状態を信号源で切り換えることにより、電磁波出力端子に達する電磁波の位相を１８０°の奇数倍切り換えることができる。これにより、従来のＢＰＳＫ変調器が必要としていたサーキュレータと方向性結合器を接続するベンドが不要で、方向性結合器に吸収／反射手段を接続しただけの小型のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器を実現できる。
【００１９】
ここで、第１吸収／反射手段、第２吸収／反射手段としては、位相線路の他端や第２端子の各々に近接設置されたダイオードと、ダイオードに接続された終端器等の電磁波吸収部又は抵抗器と、を備えたものが好適に用いられる。
【００２０】
ダイオードとしては、信号源のバイアス電圧によってインピーダンスが変化するＰＩＮダイオード、点接触ダイオード、ショットキーダイオード、ＰＮダイオード等が用いられる。
【００２１】
電磁波吸収部としては、電磁波入力側にくさび状の切欠が形成された抵抗膜が同じ厚みの誘電体片で挟装され基部導体板と対向導体板の間隔の中心に位置するように形成された構造を有する終端器等が好適に用いられる。
【００２２】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器であって、電磁波入力端子に接続されたサーキュレータ出力端子とサーキュレータ入力端子とアイソレーション端子とを有するサーキュレータと、アイソレーション端子に接続された電磁波吸収部と、を備えた構成を有している。
【００２３】
この構成によって、請求項１で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
【００２４】
（１）電磁波入力端子から入力された電磁波は、第１吸収／反射手段と第２の吸収／反射手段のどちらで反射させても、各々で反射された電磁波の電力の半分が電磁波入力端子に戻る。ここで、ＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器に入力する電磁波を生成する発振器が当該発信器を備えた外部回路と十分にアイソレーションされていないと、電磁波入力端子へ戻った電磁波が発振器へ入力された際に発振器の安定性を損なう場合がある。しかし、電磁波吸収部がアイソレーション端子に接続されたサーキュレータのサーキュレータ出力端子が電磁波入力端子へ接続されているので、電磁波吸収部で不要な電磁波を吸収させることにより、電磁波を生成する発振器と外部回路とのアイソレーションが十分でない場合でも安定して動作させ、出力電力や位相の変動を少なくすることができる。
【００２５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器であって、第１吸収／反射手段及び第２吸収／反射手段が、電極に実装された検波作用を有する検波用ダイオードと、検波用ダイオードと直列に接続された抵抗器と、を備えた構成を有している。
【００２６】
この構成により、請求項１又は２で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
【００２７】
（１）検波用ダイオードは、バイアス電流を流すとインピーダンスの整合がとれて電極に入力された電磁波を取り込めるようになり、直流電流に変換することができる。この直流電流は検波用ダイオードと直列に接続された抵抗器に流れて熱変換される。逆に、検波用ダイオードにバイアス電流が流れないときにはインピーダンスの整合がとれないため、電極に入力された電磁波は検波用ダイオードへは取り込まれず電極で反射される。よって、検波用ダイオードへ信号源から入力されるバイアス電流により電磁波の吸収と反射を切り換えることができる。
【００２８】
（２）電磁波を熱変換して吸収する手段が抵抗器であることから、第１吸収／反射手段や第２吸収／反射手段の小型化も実現でき、さらに小型化することができる。
【００２９】
（３）構成をより簡単にすることができるとともに、終端器等の高価な部品も使用する必要がなく汎用化することができる。
【００３０】
ここで、検波用ダイオードとしては、ショットキーバリアダイオード，点接触ダイオード，ＰＮダイオード等の検波作用を有するものが用いられる。
【００３１】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の内いずれか１に記載のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器であって、整合回路が、位相線路の他端と第１吸収／反射手段との間に、及び／又は、第２端子と第２吸収／反射手段との間に接続された構成を有している。
【００３２】
この構成により、請求項１乃至３の内いずれか１で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
【００３３】
（１）整合回路を備えているので、第１吸収／反射手段の吸収状態における反射波を低減させ、電磁波出力端子から出力される出力電力が減少するのを防止することができる。第１吸収／反射手段で反射されて電磁波出力端子に到達する反射波の位相と、第２吸収／反射手段で反射されて電磁波出力端子に到達する反射波の位相は、位相線路によって１８０°の奇数倍異なるため、第１吸収／反射手段と第２吸収／反射手段のいずれが吸収状態であるにもかかわらず反射波が存在すると、それの反射波によって電磁波出力端子から出力される電磁波を打ち消し出力電力が低減されるからである。
【００３４】
ここで、整合回路としては、空隙，誘電体線路を構成する誘電体、高誘電率の材質で形成された高誘電率薄板、高誘電率薄板，空隙，誘電体線路を構成する誘電体等が用いられる。
【００３５】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の内いずれか１に記載のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器であって、第１吸収／反射手段、及び／又は、第２吸収／反射手段と直列に接続された高周波チョークを備えた構成を有している。
【００３６】
この構成により、請求項１乃至４の内いずれか１で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
【００３７】
（１）第１吸収／反射手段、第２吸収／反射手段と信号源とに直列に接続された高周波チョークを備えているので、信号源やグランド側への電磁波の漏れがなくなり、電磁波出力端子から出力される電磁波の損失を防止することができ出力電力の減少を防ぐことができる。第１吸収／反射手段又は第２吸収／反射手段に入力された電磁波が、第１吸収／反射手段等を制御する信号源側やグランド側へ漏れると、第１吸収／反射手段等が反射状態のときの電磁波の電力が少なくなり出力電力が減少するからである。
【００３８】
ここで、高周波チョークとしては、フッ素樹脂製等で形成された誘電体基板に銅箔等の金属箔で形成された伝送線路，コイルやコンデンサ等の集中定数素子等で形成され、外部回路をみたインピーダンスを高めて電磁波の遮断するものが用いられる。
【００３９】
高周波チョークは、第１吸収／反射手段や第２吸収／反射手段のダイオードと信号源との間、第１吸収／反射手段や第２吸収／反射手段のダイオードとグランドとの間に直列に接続することができる。
【００４０】
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００４１】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器の一部破断斜視図である。
【００４２】
図１において、１は実施の形態１におけるＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器、２は平板状の基部導体板、３は自由空間における半波長以下の間隔で基部導体板２と平行に配設された対向導体板である。なお、対向導体板３は一部のみを示し内部構造がみえるようにしている。４は基部導体板２と対向導体板３との間に配設された第１誘電体線路、５は基部導体板２と対向導体板３との間に第１誘電体線路４とは別に配設された第２誘電体線路、６は第１誘電体線路４と第２誘電体線路５とを近接設置して結合させて形成した方向性結合器、７は第１誘電体線路４の一端に形成され電磁波が入力される電磁波入力端子、８は第１誘電体線路４の他端に形成された第１端子、９は第２誘電体線路５の一端に形成された第２端子、１０は第２誘電体線路５の他端に形成された電磁波出力端子である。なお、方向性結合器６を構成する第１誘電体線路４と第２誘電体線路５の間隔は、電磁波入力端子７から入力された電磁波の電力が第１端子８と第２端子９に等分配されるように設定されている。１１は第１端子８に一端が接続され所望の周波数における電気長が９０°の奇数倍の伝送線路である位相線路、１２，１２ａは位相線路１１の他端，第２端子９の各々に接続された空隙，誘電体線路等で形成された整合回路、１３は位相線路１１の他端に整合回路１２を介して接続されフッ素樹脂等で形成された誘電体基板、１４は第２誘電体線路５の第２端子９に整合回路１２ａを介して接続されフッ素樹脂等で形成された誘電体基板、１５，１６は誘電体基板１３，１４上に銅箔等の金属箔で形成され電磁波を受信する電極、１５ａは電極１５に実装され整合回路１２を介して位相線路１１の他端に近接設置されたＰＩＮダイオード等のダイオード、１６ａは電極１６に実装され整合回路１２ａを介して第２端子９に近接設置されたＰＩＮダイオード等のダイオード、１７は電極１５と電極１５に実装されたダイオード１５ａとを備えたダイオードスイッチ、１８は電極１６と電極１６に実装されたダイオード１６ａとを備えたダイオードスイッチ、１９，２０は銅箔等の金属箔で誘電体基板１３，１４上に形成され特性インピーダンスが小さい幅広部と特性インピーダンスが大きい幅狭部とが伝送波長の４分の１周期の長さで繰り返し形成された高周波チョークである。高周波チョーク１９はダイオード１５ａと直列に接続され、高周波チョーク１９の一端は接地されている。高周波チョーク２０はダイオード１６ａと直列に接続され、高周波チョーク２０の一端は接地されている。２１はダイオード１５ａに接続された電磁波吸収部としての終端器、２１ａ，２１ｂは終端器２１のフッ素樹脂等で形成された板状の誘電体片、２１ｃは誘電体片２１ａ，２１ｂに挟装される薄膜状の抵抗膜である。抵抗膜２１ｃは電磁波入力側（ダイオードスイッチ１７側）にテーパー状の切欠を形成し、電磁波入力端で反射が生じないようにしている。抵抗膜２１ｃは同じ厚さを有する誘電体片２１ａ，２１ｂで挟装され基部導体板２と対向導体板３の間隔の中心に位置するように配設されている。２２はダイオード１６ａに接続された電磁波吸収部としての終端器であり、終端器２１と同様の構成を有している。２３は電極１５，１６に接続されダイオード���イッチ１７，１８に内蔵されているダイオード１５ａ，１６ａへのバイアス電流の有無を切り換える正電圧と不電圧の出力が可能な信号源である。
【００４３】
ここで、本実施の形態においては、ダイオード１５ａが内蔵されたダイオードスイッチ１７と終端器２１とが第１吸収／反射手段を構成しており、ダイオード１６ａが内蔵されたダイオードスイッチ１８と終端器２２とが第２吸収／反射手段を構成している。また、信号源２３の出力が正電圧の場合に、ダイオードスイッチ１７のダイオード１５ａにバイアス電流が流れるような向きに電極１５にダイオード１５ａが実装されており、負電圧の場合に、ダイオードスイッチ１８のダイオード１６ａにバイアス電流が流れるような向きに電極１６にダイオード１６ａが実装されている。また、ダイオード１５ａに信号源２３からバイアス電圧が印加されたときに、ダイオード１５ａ，電極１５，終端器２１と、位相線路１１とのインピーダンスの整合がとれるように整合回路１２が設計されている。また、ダイオード１６ａに信号源２３からバイアス電圧が印加されたときに、ダイオード１６ａ，電極１６，終端器２２と、第２端子９とのインピーダンスの整合がとれるように整合回路１２ａが設計されている。
【００４４】
また、第１誘電体線路４と第２誘電体線路５は、第１誘電体線路４の第２誘電体線路５との最接近点から第１端子８までの電気長と、第２誘電体線路５の第１誘電体線路４との最接近点から第２端子９までの電気長が等しくなるように形成されている。位相線路１１は所望の周波数で電気長が９０°異なるように形成されている。第１誘電体線路４，第２誘電体線路５を信号が伝送することによって生じる位相差を相殺するとともにＢＰＳＫ変調を実現するためである。
【００４５】
以上のように構成された実施の形態１におけるＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器について、以下その動作を説明する。
【００４６】
電磁波は方向性結合器６を構成する第１誘電体線路４の電磁波入力端子７から入力され、第１端子８と第２端子９に等しく電力が分配される。第２端子９に到達した電磁波は、整合回路１２ａを経てダイオードスイッチ１８へ到達する。第１端子８に到達した電磁波は、位相線路１１と整合回路１２を経てダイオードスイッチ１７へ到達する。
【００４７】
信号源２３の出力電圧が正の場合には、ダイオードスイッチ１８は電磁波を反射し、ダイオードスイッチ１７は電磁波を透過する。ダイオードスイッチ１８で反射された電磁波は、方向性結合器６の第２端子９に入力され、方向性結合器６で等しく電力が分配された後、電磁波出力端子１０から出力される。一方、ダイオードスイッチ１７に到達し透過した電磁波は終端器２１で吸収される。
【００４８】
信号源２３の出力電圧が負の場合には、ダイオードスイッチ１８は電磁波を透過し、ダイオードスイッチ１７は電磁波を反射する。ダイオードスイッチ１７で反射された電磁波は、位相線路１１を経て方向性結合器６の第１端子８に入力され、等しく電力が分配されたあと電磁波出力端子１０から出力される。一方、ダイオードスイッチ１８に到達した電磁波は終端器２２で吸収される。
【００４９】
電磁波が電磁波入力端子７から入力された後、ダイオードスイッチ１８で反射されて電磁波出力端子１０に至るまでの伝送経路の電気長と、ダイオードスイッチ１７で反射されて電磁波出力端子１０に至るまでの伝送経路の電気長の差は、位相線路１１の往復分である１８０°である。よって、信号源２３によって、ダイオードスイッチ１７，１８の透過と反射を切り換えることで、電磁波出力端子１０から出力される電磁波の位相を所望の周波数において１８０°切り換えてＢＰＳＫ変調を行うことができる。
【００５０】
以上のように実施の形態１におけるＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器は構成されているので、以下のような作用が得られる。
【００５１】
（１）従来のＢＰＳＫ変調器が必要としていたサーキュレータと方向性結合器を接続するベンドを要さず、方向性結合器に吸収／反射手段を接続しただけの小型のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器を実現できる。
【００５２】
（２）整合回路を備えているので、第１吸収／反射手段の吸収状態における反射波を低減させ、電磁波出力端子から出力される出力電力が減少するのを防止することができる。
【００５３】
（３）第１吸収／反射手段、第２吸収／反射手段と信号源とに直列に接続された高周波チョークを備えているので、ダイオードスイッチから外部回路をみたインピーダンスを高めグランド側への電磁波の漏れがなくなり、電磁波出力端子から出力される電磁波の損失を防止することができ出力電力の減少を防ぐことができる。
【００５４】
（４）方向性結合器に入力された電磁波は等しく電力が分配されるため、いずれのダイオードスイッチで電磁波が反射されても、電磁波出力端子に達する電磁波の電力は等しくなるので、信号源でダイオードスイッチの切り換えを行ってもＢＰＳＫ変調時の出力電力を一定に保つことができる。
【００５５】
なお、ダイオードスイッチ１７，１８に用いるダイオード１５ａ，１６ａの電気的特性や電極１５，１６の形状によっては、ダイオード１５ａ，１６ａにバイアス電流を流さない方が電磁波が透過しやすい場合も考えられるが、バイアス電流によってダイオードスイッチ１７，１８の透過と反射の切り換えさえできれば、電磁波出力端子１０から出力される電磁波の位相を１８０°切り換えることができるため、この場合でもＢＰＳＫ変調を行うことができる。
【００５６】
また、高周波チョーク１９，２０がダイオードスイッチ１７，１８とグランドとの間に接続された場合について説明したが、信号源２３とダイオードスイッチ１７，１８との間に接続する場合もある。また、ダイオードスイッチ１７，１８とグランドの間、ダイオードスイッチ１７，１８と信号源２３の間の両方に分配して接続する場合もある。これらにより、信号側への電磁波の漏れがなくなり、電磁波出力端子から出力される電磁波の損失を防止することができ出力電力の減少を防ぐことができる。
【００５７】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２におけるＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器の一部破断斜視図である。なお、実施の形態１と同様のものは、同じ符号を付して説明を省略する。
【００５８】
１ａは実施の形態２におけるＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器、１５ｂは電極１５に実装され検波作用を有するショットキーバリアダイオード等の検波用ダイオード、１６ｂは電極１６に実装され検波作用を有するショットキーバリアダイオード等の検波用ダイオード、１７ａ，１８ａは検波用ダイオード１５ｂ，１６ｂが実装された電磁波受信部であり、検波用ダイオード１５ｂ，１６ｂに信号源２３からバイアス電流を流すことで電極１５，１６に入力された電磁波は検波用ダイオード１５ｂ，１６ｂに取り込まれて、電磁波は電磁波受信部１７ａ，１８ａで受信されて直流化される。逆にバイアス電流を流さない場合には、電磁波は電磁波受信部１７ａ、１８ａで反射される。３０は高周波チョーク１９を介して検波用ダイオード１５ｂと直列に接続された抵抗器、３１は高周波チョーク２０を介して検波用ダイオード１６ｂと直列に接続された抵抗器である。
【００５９】
なお、本実施の形態においては、検波用ダイオード１５ｂが内蔵された電磁波受信部１７ａと抵抗器３０とが第１吸収／反射手段を構成しており、検波用ダイオード１６ｂが内蔵された電磁波受信部１８ａと抵抗器３１とが第２吸収／反射手段を構成している。また、信号源２３の出力が正電圧の場合に、電磁波受信部１７ａの検波用ダイオード１５ｂにバイアス電流が流れるような向きに電極１５に検波用ダイオード１７ａが実装されており、負電圧の場合に、電磁波受信部１８ａの検波用ダイオード１６ｂにバイアス電流が流れるような向きに電極１６に検波用ダイオード１６ｂが実装されている。
【００６０】
また、第１誘電体線路４と第２誘電体線路５は、第１誘電体線路４の第２誘電体線路５との最接近点から第１端子８までの電気長と、第２誘電体線路５の第１誘電体線路４との最接近点から第２端子９までの電気長が等しくなるように形成されている。位相線路１１は所望の周波数で電気長が９０°異なるように形成されている。第１誘電体線路４，第２誘電体線路５を信号が伝送することによって生じる位相差を相殺するとともにＢＰＳＫ変調を実現するためである。
【００６１】
以上のように構成された実施の形態２におけるＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器について、以下その動作を説明する。
【００６２】
電磁波は方向性結合器６の電磁波入力端子７から入力され、第１端子８と第２端子９に等しく電力が分配される。第２端子９に到達した電磁波は、整合回路１２ａを経て電磁波受信部１８ａへ到達する。第１端子８に到達した電磁波は、位相線路１１と整合回路１２ｂを経て電磁波受信部１７ａへ到達する。
【００６３】
信号源２３の出力電圧が正の場合には、電磁波受信部１８ａに到達した電磁波は反射され、電磁波受信部１７ａに到達した電磁波は検波用ダイオード１５ｂで直流化され抵抗器３０で熱変換される。電磁波受信部１８ａで反射された電磁波は、方向性結合器６の第２端子９に入力され、方向性結合器６で電磁波入力端子７と電磁波出力端子１０へ電力が等分配された後、電磁波出力端子１０から取り出される。
【００６４】
信号源２３の出力電圧が負の場合には、電磁波受信部１８ａに到達した電磁波は検波用ダイオード１６ｂで直流化され、抵抗器３１で熱変換される。電磁波受信部１７ａに到達した電磁波は反射され、位相線路１１を経て方向性結合器６の第１端子８に入力された後、電磁波入力端子７と電磁波出力端子１０へ電力が等分配され電磁波出力端子１０から取り出される。
【００６５】
電磁波が電磁波入力端子７から入力された後、電磁波受信部１８ａで反射されて電磁波出力端子１０に至るまでの伝送経路の電気長と、電磁波受信部１７ａで反射されて電磁波出力端子１０に至るまでの伝送経路の電気長の差は、位相線路１１の往復分である１８０°である。よって、信号源２３によって、電磁波受信部１７ａ、１８ａでの電磁波の受信と反射を切り換えることで、電磁波出力端子１０から出力される電磁波の位相を所望の周波数において１８０°切り換え、ＢＰＳＫ変調を行うことができる。
【００６６】
以上のように実施の形態２におけるＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器は構成されているので、実施の形態１に記載の作用に加え、以下のような作用が得られる。
【００６７】
（１）検波用ダイオードへ信号源から入力されるバイアス電流により電磁波の吸収と反射を切り換えることができＢＰＳＫ変調を実現することができる。
【００６８】
（２）電磁波を熱変換して吸収する手段が抵抗器であることから、第１吸収／反射手段や第２吸収／反射手段の小型化も実現でき、さらに小型化することができる。
【００６９】
（３）構成をより簡単にすることができるとともに、終端器等の高価な部品も使用する必要がなく汎用化することができる。
【００７０】
なお、電磁波受信部１７ａ，１８ａに用いる検波用ダイオード１５ｂ，１６ｂの電気的特性や電極１５，１６の形状によっては、検波用ダイオード１５ｂ，１６ｂにバイアス電流を流さない方が検波用ダイオード１５ｂ，１６ｂへ電磁波が取り込まれやすくなる場合も考えられるが、バイアス電流によって電磁波受信部１７ａ，１８ａでの受信と反射を切り換えられれば出力波の位相を切り換えられるため、この場合でもＢＰＳＫ変調を行うことができる。
【００７１】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３におけるＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器の一部破断斜視図である。なお、実施の形態１、実施の形態２と同様のものは、同じ符号を付して説明を省略する。
【００７２】
図３において、４０はサーキュレータ、４１はサーキュレータ４０の入力端子であるサーキュレータ入力端子、４２は第１誘電体線路４の電磁波入力端子７に接続されたサーキュレータ４０の出力端子であるサーキュレータ出力端子、４３はサーキュレータ４０のアイソレーション端子、４４はアイソレーション端子４３に到達した電磁波を吸収する電磁波吸収部としての終端器である。
【００７３】
以上のように構成されたＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器について、以下その動作を説明する。
【００７４】
電磁波はサーキュレータ４０のサーキュレータ入力端子４１から入力され、サーキュレータ４０のサーキュレータ出力端子４２を経由して、方向性結合器６の電磁波入力端子７へ入力された後、第２端子９と第１端子８に等しく電力が分配される。第２端子９に到達した電磁波は、整合回路１２ａを経て電磁波受信部１８ａへ到達する。第１端子８に到達した電磁波は、位相線路１１と整合回路１２を経て電磁波受信部１７ａへ到達する。
【００７５】
信号源２３の出力電圧が正の場合には、電磁波受信部１８ａに到達した電磁波は反射され、電磁波受信部１７ａに到達した電磁波は検波用ダイオード１５ｂで直流化され抵抗器３０で熱変換される。電磁波受信部１８ａで反射された電磁波は、方向性結合器６の第２端子９に入力され、電磁波入力端子７と電磁波出力端子１０に等しく電力が分配された後、電磁波出力端子１０から出力される。電磁波入力端子７に到達した電磁波は、サーキュレータ４０のサーキュレータ出力端子４２を経由してアイソレーション端子４３に到達し終端器４４で吸収される。
【００７６】
信号源２３の出力電圧が負の場合には、電磁波受信部１８ａに到達した電磁波は検波用ダイオード１６ｂで直流化され抵抗器３１で熱変換される。電磁波受信部１７ａに到達した電磁波は反射され、位相線路１１を経て方向性結合器６の第１端子８に入力され、電磁波出力端子１０と電磁波入力端子７に等しく電力が分配された後、電磁波出力端子１０から出力される。電磁波入力端子７に到達した電磁波は、サーキュレータ４０のサーキュレータ出力端子４２を経由してアイソレーション端子４３に到達し終端器４４で吸収される。
【００７７】
電磁波が電磁波入力端子７から入力された後、電磁波受信部１８ａで反射されて電磁波出力端子１０に至るまでの伝送経路の電気長と、電磁波受信部１７ａで反射されて電磁波出力端子１０に至るまでの伝送経路の電気長の差は、位相線路１１の往復分である１８０°である。よって、信号源２３によって、電磁波受信部１７ａ，１８ａでの電磁波の受信と反射を切り換えることで、電磁波出力端子１０から出力される電磁波の所望する周波数における位相を１８０°切り換え、ＢＰＳＫ変調を行うことができる。
【００７８】
以上のように実施の形態３におけるＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器は構成されているので、実施の形態２に記載の作用に加え、以下のような作用が得られる。
【００７９】
（１）終端器がアイソレーション端子に接続されたサーキュレータのサーキュレータ出力端子が電磁波入力端子へ接続されているので、方向性結合器の電磁波入力端子に達する反射波は終端器で吸収されるため、電磁波を生成する発振器と外部回路とのアイソレーションが十分でない場合でも安定して動作させ、出力電力や位相の変動を少なくすることができる。
【００８０】
なお、電磁波受信部１７ａ，１８ａに用いる検波用ダイオード１５ｂ，１６ｂの電気的特性や電極１５，１６の形状によっては、検波用ダイオード１５ｂ，１６ｂにバイアス電流を流さない方が検波用ダイオード１５ｂ，１６ｂへ電磁波が取り込まれやすくなる場合も考えられるが、バイアス電流によって電磁波受信部１７ａ，１８ａでの受信と反射を切り換えられれば出力波の位相を切り換えられるため、この場合でもＢＰＳＫ変調を行うことができる。
【００８１】
【発明の効果】
以上のように本発明のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器によれば、以下のような有利な効果が得られる。
【００８２】
請求項１に記載の発明によれば、
（１）従来のＢＰＳＫ変調器が必要としていたサーキュレータと方向性結合器を接続するベンドが不要で、方向性結合器に吸収／反射手段を接続しただけの極めて小型の新しい構造のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器を提供することができる。
【００８３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、
（１）電磁波吸収部がアイソレーション端子に接続されたサーキュレータのサーキュレータ出力端子が電磁波入力端子へ接続されているので、電磁波吸収部で不要な電磁波を吸収させることにより、電磁波を生成する発振器と外部回路とのアイソレーションが十分でない場合でも安定して動作させ、出力電力や位相の変動を少なくすることができ安定性に優れたＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器を提供することができる。
【００８４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加え、
（１）電磁波を熱変換して吸収する手段が抵抗器であることから、第１吸収／反射手段や第２吸収／反射手段の小型化も実現でき、さらに小型化できるＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器を提供することができる。
【００８５】
（２）構成をより簡単にすることができるとともに、終端器等の高価な部品も使用する必要がなく汎用性に優れたＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器を提供することができる。
【００８６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の内いずれか１の効果に加え、
（１）整合回路を備えているので、第１吸収／反射手段の吸収状態における反射波を低減させ、電磁波出力端子から出力される出力電力が減少するのを防止することができ高出力のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器を提供することができる。
【００８７】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の内いずれか１の効果に加え、
（１）第１吸収／反射手段、第２吸収／反射手段と信号源とに直列に接続された高周波チョークを備えているので、信号源やグランド側への電磁波の漏れがなくなり、電磁波出力端子から出力される電磁波の損失を防止することができ出力電力の減少を防ぐことができ高出力のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器の一部破断斜視図
【図２】本発明の実施の形態２におけるＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器の一部破断斜視図
【図３】本発明の実施の形態３におけるＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器の一部破断斜視図
【図４】従来のＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器の一部破断斜視図
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ  ＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器
２  基部導体板
３  対向導体板
４  第１誘電体線路
５  第２誘電体線路
６  方向性結合器
７  電磁波入力端子
８  第１端子
９  第２端子
１０  電磁波出力端子
１１  位相線路
１２，１２ａ  整合回路
１３，１４  誘電体基板
１５，１６  電極
１５ａ，１６ａ  ダイオード
１５ｂ，１６ｂ  検波用ダイオード
１７，１８  ダイオードスイッチ
１７ａ，１８ａ  電磁波受信部
１９，２０  高周波チョーク
２１，２２  終端器
２１ａ，２１ｂ  誘電体片
２１ｃ  抵抗膜
２３  信号源
３０，３１  抵抗器
４０  サーキュレータ
４１  サーキュレータ入力端子
４２  サーキュレータ出力端子
４３  アイソレーション端子
４４  終端器
５０  ＮＲＤガイドＢＰＳＫ変調器
５１  入力端子
５２ａ，５２ｂ  サーキュレータ
５３ａ，５３ｂ，５３ｃ  伝送線路
５４  ダイオードスイッチ
５５ａ，５５ｂ  ベンド
５６  信号源
５７  方向性結合器
５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄ  入出力端子
５９，６０  終端器
６１  出力端子
【図１】
2004343605.tif 000003
【図２】
2004343605.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004343605.tif 000006