(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加電界に応じて誘電率が変化する変化部を含み、かつ、電磁波が伝播する誘電体線路、および該誘電体線路を挟持して設けられる一対の平板導電体部、を含む非放射性誘電体線路と、
誘電体部、該誘電体部に設けられるストリップ導体部、および該ストリップ導体部と所定の間隔をあけて設けられ、かつ、該ストリップ導体部に沿って前記誘電体部に設けられる接地導体部、を含む平面線路であって、前記電磁波が伝播する第１方向における前記非放射性誘電体線路の端面に、前記第１方向における前記平面線路の端面を突き合わせて、前記非放射性誘電体線路に結合される平面線路と、
前記平板導電体部が離間する方向、および前記第１方向の２つの方向に垂直な方向である第２方向において前記誘電体線路を挟持し、かつ、誘電率が該誘電体線路の誘電率よりも低い第２誘電体部と、
前記第２方向において前記誘電体線路を挟み、かつ、該誘電体線路と前記第２誘電体部との間、または前記第２誘電体部に埋設されて設けられる、前記変化部に電界を印加する一対の電極と、を備えており、
前記一対の電極は、前記誘電体線路を伝播する電磁波に対する表皮厚さよりも薄く形成されることを特徴とする誘電体導波路デバイス。
【請求項２】
前記一対の平板導電体部を相互に電気的に接続する接続導体部を含み、
前記接地導体部は、前記平板導電体部または前記接続導体部の少なくとも一部に接続されることを特徴とする請求項１記載の誘電体導波路デバイス。
【請求項３】
前記誘電体線路の前記第１方向における前記誘電体線路の端部に、前記第１方向における前記ストリップ導体部の端部が挿入され、
前記ストリップ導体部のうち、前記誘電体線路に挿入される部分の前記第１方向に沿う長さは、前記非放射性誘電体線路を伝播する電磁波の前記誘電体線路に挿入される部分における波長の（２ｎ−１）／４（ｎは自然数）であることを特徴とする請求項１または２記載の誘電体導波路デバイス。
【請求項４】
前記平面線路は、ストリップ線路およびコプレーナ線路が接続されて構成され、
前記非放射性誘電体線路に前記ストリップ線路が接続され、前記非放射性誘電体線路と前記コプレーナ線路との間に前記ストリップ線路が挟まれて設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の誘電体導波路デバイス。
【請求項５】
前記誘電体線路は前記変化部から成り、
前記平面線路の前記誘電体部は、
前記誘電体線路と同じ物質から成る第１平面線路誘電体部であって、前記ストリップ導体部のうち前記非放射性誘電体線路側の一部を覆い残部が露出するように前記ストリップ導体部に沿って設けられ、かつ、前記誘電体線路に連なって設けられる第１平面線路誘電体部と、
前記第２誘電体部と同じ物質から成る第２平面線路誘電体部であって、前記第１平面線路誘電体部に積層して設けられ、かつ、前記第２誘電体部のうち前記第２方向において前記誘電体線路の一方側に設けられる部分に連なって形成される第２平面線路誘電体部とを含み、
前記電極と同じ物質から成る導体部であって、前記第１平面線路誘電体部と前記第２平面線路誘電体部との間に設けられ、かつ、前記一対の電極のうちの一方の電極に連なり、かつ、前記平面線路の、前記非放射性誘電体線路とは反対側の端部まで延びる導体部が形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の誘電体導波路デバイス。
【請求項６】
前記第１誘電体部は、前記ストリップ導体部のうち、前記非放射性誘電体線路側の端部から前記ストリップ線路と前記コプレーナ線路との接続部に設けられる部位までを覆って設けられることを特徴とする請求項５記載の誘電体導波路デバイス。
【請求項７】
前記一対の電極のうちの他方の電極に電気的に接続され、かつ、前記第１誘電体部に設けられる電極接続配線を含むことを特徴とする請求項５または６記載の誘電体導波路デバイス。
【請求項８】
高周波信号を発生する高周波発振器と、
前記高周波発振器に接続され、前記高周波発信器からの高周波信号を伝送する伝送線路と、
前記伝送線路に接続され、高周波信号を放射するアンテナとを含み、
前記伝送線路は、請求項１〜７のいずれか１つに記載の誘電体導波路デバイスを含むことを特徴とする高周波送信器。
【請求項９】
高周波信号を捕捉するアンテナと、
前記アンテナに接続され、前記アンテナによって捕捉される高周波信号を伝送する伝送線路と、
前記伝送線路に接続され、前記伝送線路に伝送される高周波信号を検波する高周波検波器とを含み、
前記伝送線路は、請求項１〜７のいずれか１つに記載の誘電体導波路デバイスを含むことを特徴とする高周波受信器。
【請求項１０】
高周波信号を発生する高周波発振器と、
前記高周波発振器に接続され、高周波信号を伝送する第１伝送線路と、
第１、第２および第３端子を有し、前記第１端子が前記第１伝送線路に接続され、前記第１端子に与えられる高周波信号を前記第２端子または前記第３端子に出力する分岐器と、
前記第２端子に接続され、前記第２端子から与えられる高周波信号を伝送する第２伝送線路と、
第４、第５および第６端子を有し、前記第２伝送線路を介して前記第４端子に与えられる高周波信号を前記第５端子に出力し、かつ前記第５端子に与えられる高周波信号を前記第６端子に出力する分波器と、
前記第５端子に接続され、前記第５端子から出力される高周波信号を伝送し、前記第５端子に高周波信号を伝送する第３伝送線路と、
前記第３伝送線路に接続され、高周波信号を放射および捕捉するアンテナと、
前記第３端子に接続され、前記第３端子から出力される高周波信号を伝送する第４伝送線路と、
前記第６端子に接続され、前記第６端子から出力される高周波信号を伝送する第５伝送線路と、
前記第４および第５伝送線路に接続され、前記第４および第５伝送線路から与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサとを含み、
前記第１〜第５伝送線路のうち少なくともいずれかの１つは、請求項１〜７のいずれか１つに記載の誘電体導波路デバイスを含むことを特徴とする高周波送受信器。
【請求項１１】
前記分波器は、ハイブリッド回路またはサーキュレータによって形成されることを特徴とする請求項１０記載の高周波送受信器。
【請求項１２】
請求項１０または１１記載の高周波送受信器と、
前記高周波送受信器からの中間周波信号に基づいて、前記高周波送受信器から探知対象物までの距離を検出する距離検出器とを含むことを特徴とするレーダ装置。
【請求項１３】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の誘電体導波路デバイスを備え、
前記変化部に印加される電界に応じて、前記変化部の誘電率が変化することによって、伝送線路を伝播する電磁波の位相を変化させることを特徴とする移相器。
【請求項１４】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の誘電体導波路デバイスを備え、
前記変化部に印加される電界に応じて、前記変化部の誘電率が変化することによって、前記伝送線路におけるカットオフ周波数が、前記伝送線路を伝播する電磁波の周波数より低くなる伝播状態と、高くなるカットオフ状態とを切り替え可能であることを特徴とする高周波スイッチ。
【請求項１５】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の誘電体導波路デバイスを備え、
前記変化部に印加される電界に応じて、前記変化部の誘電率を変化させて、伝送線路を伝播する電磁波を減衰させることを特徴とする減衰器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波、準ミリ波帯およびミリ波帯などの高周波帯で用いられ、高周波信号を伝送する誘電体導波路デバイスならびにその誘電体導波路デバイスを備える高周波送信器、高周波受信器、高周波送受信器、レーダ装置、移相器、高周波スイッチおよび減衰器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
誘電体線路を一対の平板導電体によって挟持する単純な構造から成る非放射性誘電体線路（以下、「ＮＲＤガイド」という場合がある）は、ミリ波帯の高周波信号を低損失に伝送することができる伝送線路として広く知られている（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
従来の技術では、ＮＲＤガイドの平板導電体に開孔を設け、この開孔を介してＮＲＤガイドと誘電体導波管の開放終端部とを接続したり、前記開孔を介してＮＲＤガイドとマイクロストリップ線路とを電磁的に接続したりしている（たとえば特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５７−１６６７０１号公報
【特許文献２】特開２０００−０２２４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＮＲＤガイドを用いた高周波回路では、ＮＲＤガイドと平面回路の構成が多い高周波デバイスとの接続を低損失に行うことが課題となる。ＮＲＤガイドにおいては、ＬＳＭモードを用いた構成が多く、誘電体線路が湾曲する部分および一対の平板導電体が非対称となることによって、ＬＳＥモードが発生しやすくなり、伝送損失の原因にもなっている。一般的なＮＲＤガイドでは、ＬＳＭモードの方がＬＳＥモードよりカットオフ周波数が大きい。このためＬＳＭモードのカットオフ周波数以上ではＬＳＥモードも伝播モードとして伝播することが可能であり、これを抑制するためにモード抑制回路を設ける必要があり、小型化が困難であるという問題がある。小型化するために、ＬＳＥモードを用いることが考えられるが、従来の技術のＮＲＤガイドと誘電体導波管またはマイクロストリップ線路との接続構造では、ＬＳＥモードを用いることができない。
【０００６】
したがって本発明の目的は、非放射性誘電体線路にＬＳＥモードを伝播させることができ、伝送損失を低減可能な誘電体導波路デバイスならびにこれを備える高周波送信器、高周波受信器、高周波送受信器、レーダ装置、移相器、高周波スイッチおよび減衰器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の誘電体導波路デバイスは、印加電界に応じて誘電率が変化する変化部を含み、かつ、電磁波が伝播する誘電体線路、および該誘電体線路を挟持して設けられる一対の平板導電体部、を含む非放射性誘電体線路と、
誘電体部、該誘電体部に設けられるストリップ導体部、および該ストリップ導体部と所定の間隔をあけて設けられ、かつ、該ストリップ導体部に沿って前記誘電体部に設けられる接地導体部、を含む平面線路であって、前記電磁波が伝播する第１方向における前記非放射性誘電体線路の端面に、前記第１方向における前記平面線路の端面を突き合わせて、前記非放射性誘電体線路に結合される平面線路と、
前記平板導電体部が離間する方向、および前記第１方向の２つの方向に垂直な方向である第２方向において前記誘電体線路を挟持し、かつ、誘電率が該誘電体線路の誘電率よりも低い第２誘電体部と、
前記第２方向において前記誘電体線路を挟み、かつ、該誘電体線路と前記第２誘電体部との間、または前記第２誘電体部に埋設されて設けられる、前記変化部に電界を印加する一対の電極と、を備えており、
前記一対の電極は、前記誘電体線路を伝播する電磁波に対する表皮厚さよりも薄く形成されることを特徴とする。
【０００８】
また本発明の誘電体導波路デバイスは、前記一対の平板導電体部を相互に電気的に接続する接続導体部を含み、
前記接地導体部は、前記平板導電体部または前記接続導体部の少なくとも一部に接続されることが好ましい。
【０００９】
また本発明の誘電体導波路デバイスは、前記誘電体線路の前記第１方向における前記誘電体線路の端部に、前記第１方向における前記ストリップ導体部の端部が挿入され、
前記ストリップ導体部のうち、前記誘電体線路に挿入される部分の前記第１方向に沿う長さは、前記非放射性誘電体線路を伝播する電磁波の前記誘電体線路に挿入される部分における波長の（２ｎ−１）／４（ｎは自然数）であることが好ましい。
【００１０】
また本発明の誘電体導波路デバイスは、前記平面線路は、ストリップ線路およびコプレーナ線路が接続されて構成され、
前記非放射性誘電体線路に前記ストリップ線路が接続され、前記非放射性誘電体線路と前記コプレーナ線路との間に前記ストリップ線路が挟まれて設けられることが好ましい。
また本発明の誘電体導波路デバイスは、前記誘電体線路は前記変化部から成り、
前記平面線路の前記誘電体部は、
前記誘電体線路と同じ物質から成る第１平面線路誘電体部であって、前記ストリップ導体部のうち前記非放射性誘電体線路側の一部を覆い残部が露出するように前記ストリップ導体部に沿って設けられ、かつ、前記誘電体線路に連なって設けられる第１平面線路誘電体部と、
前記第２誘電体部と同じ物質から成る第２平面線路誘電体部であって、前記第１平面線路誘電体部に積層して設けられ、かつ、前記第２誘電体部のうち前記第２方向において前記誘電体線路の一方側に設けられる部分に連なって形成される第２平面線路誘電体部とを含み、
前記電極と同じ物質から成る導体部であって、前記第１平面線路誘電体部と前記第２平面線路誘電体部との間に設けられ、かつ、前記一対の電極のうちの一方の電極に連なり、かつ、前記平面線路の、前記非放射性誘電体線路とは反対側の端部まで延びる導体部が形成されることが好ましい。
また本発明の誘電体導波路デバイスは、前記第１誘電体部は、前記ストリップ導体部のうち、前記非放射性誘電体線路側の端部から前記ストリップ線路と前記コプレーナ線路との接続部に設けられる部位までを覆って設けられることが好ましい。
また本発明の誘電体導波路デバイスは、前記一対の電極のうちの他方の電極に電気的に接続され、かつ、前記第１誘電体部に設けられる電極接続配線を含むことが好ましい。
【００１２】
また本発明の高周波送信器は、高周波信号を発生する高周波発振器と、
前記高周波発振器に接続され、前記高周波発信器からの高周波信号を伝送する伝送線路と、
前記伝送線路に接続され、高周波信号を放射するアンテナとを含み、
前記伝送線路は、前記誘電体導波路デバイスを含むことが好ましい。
【００１３】
また本発明の高周波受信器は、高周波信号を捕捉するアンテナと、
前記アンテナに接続され、前記アンテナによって捕捉される高周波信号を伝送する伝送線路と、
前記伝送線路に接続され、前記伝送線路に伝送される高周波信号を検波する高周波検波器とを含み、
前記伝送線路は、前記誘電体導波路デバイスを含むことが好ましい。
【００１４】
また本発明の高周波送受信器は、高周波信号を発生する高周波発振器と、
前記高周波発振器に接続され、高周波信号を伝送する第１伝送線路と、
第１、第２および第３端子を有し、前記第１端子が前記第１伝送線路に接続され、前記第１端子に与えられる高周波信号を前記第２端子または前記第３端子に出力する分岐器と、
前記第２端子に接続され、前記第２端子から与えられる高周波信号を伝送する第２伝送線路と、
第４、第５および第６端子を有し、前記第２伝送線路を介して前記第４端子に与えられる高周波信号を前記第５端子に出力し、かつ前記第５端子に与えられる高周波信号を前記第６端子に出力する分波器と、
前記第５端子に接続され、前記第５端子から出力される高周波信号を伝送し、前記第５端子に高周波信号を伝送する第３伝送線路と、
前記第３伝送線路に接続され、高周波信号を放射および捕捉するアンテナと、
前記第３端子に接続され、前記第３端子から出力される高周波信号を伝送する第４伝送線路と、
前記第６端子に接続され、前記第６端子から出力される高周波信号を伝送する第５伝送線路と、
前記第４および第５伝送線路に接続され、前記第４および第５伝送線路から与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力するミキサとを含み、
前記第１〜第５伝送線路のうち少なくともいずれかの１つは、前記誘電体導波路デバイスを含むことが好ましい。
【００１５】
また本発明の高周波送受信器は、前記分波器は、ハイブリッド回路またはサーキュレータによって形成されることが好ましい。
【００１６】
また本発明のレーダ装置は、前記高周波送受信器と、
前記高周波送受信器からの中間周波信号に基づいて、前記高周波送受信器から探知対象物までの距離を検出する距離検出器とを含むことが好ましい。
【００２２】
また本発明の移相器は、前記誘電体導波路デバイスを備え、
前記変化部に印加される電界に応じて、前記変化部の誘電率が変化することによって、伝送線路を伝播する電磁波の位相を変化させることが好ましい。
【００２３】
また本発明の高周波スイッチは、前記誘電体導波路デバイスを備え、
前記変化部に印加される電界に応じて、前記変化部の誘電率が変化することによって、前記伝送線路におけるカットオフ周波数が、前記伝送線路を伝播する電磁波の周波数より低くなる伝播状態と、高くなるカットオフ状態とを切り替え可能であることが好ましい。
【００２４】
また本発明の減衰器は、前記誘電体導波路デバイスを備え、
前記変化部に印加される電界に応じて、前記変化部の誘電率を変化させて、伝送線路を伝播する電磁波を減衰させることが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、誘電体線路とストリップ導体部とが接触するように、電磁波の伝播方向である第１方向における非放射性誘電体線路の端面と、平面線路の第１方向における端面とを突き合わせて、非放射性誘電体線路と前記平面線路とが結合される。ストリップ導体部の近傍の電磁界モードが、非放射性誘電体線路のＬＳＥモードに近似しているので、平面線路を非放射性誘電体線路のＬＳＥモードと結合させることができ、非放射性誘電体線路と平面線路との接続部において、電磁界が非放射性誘電体線路および平面線路のうちの一方から他方に円滑に移行する。したがって、接続損失が低減し、すなわち伝送損失を低減することができる。またＬＳＥモードで結合するので、ＬＳＭモードを用いる場合に必要であるモード抑制回路が不必要となり、小型化することができる。平面線路は、たとえば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、スロット線路などによって実現される。
また、平板導電体部が離間する方向と第１方向との２つの方向に垂直な方向である第２方向において誘電体線路を挟持する、すなわち誘電体線路の両側を挟持する、誘電率が前記誘電体線路の誘電率よりも低い第２誘電体部を設けることによって、誘電体線路を伝播する電磁波の、平板導電体部に挟まれる部分のうち誘電体線路を除く部分における波長を、第２誘電体部を設けない場合と比較して短縮することができ、これによって非放射性誘電体線路を小型に形成することができる。また第２誘電体部によって平板導電体部が機械的に支持されるので、機械的な強度を向上させることができる。
また、誘電体線路は、電界に応じて誘電率が変化する誘電体によって形成され、誘電体線路に電界を印加するための一対の電極が、第２方向において、前記誘電体線路を挟んで設けられる。非放射性誘電体線路は、ＬＳＥモードで用いられるので、ＬＳＭモードで用いる場合と比較して、誘電体線路の厚さを薄く構成することができる。誘電体線路の厚さを薄く構成することによって、一対の電極を近づけて設けることができるので、電界印加効率を向上することができる。これによってたとえば移相器では、線路長が短くても低い電圧で所望の位相変化を得ることができ、高周波スイッチでは、低い電圧でカットオフ周波数を変化させることができ、減衰器では、低い電圧で伝播する電磁波を減衰することができる。また非放射性誘電体線路と平面線路との接続構造によって、ＬＳＥモードの高周波信号を、平面線路に良好に取り出すことができるので、小型であって平面回路基板上への実装性が良好である誘電体導波路デバイスを実現することができる。
また、一対の電極が、非放射性誘電体線路を伝播する電磁波の周波数に対する表皮厚さよりも薄く形成され、誘電体線路と第２誘電体部との間、または第２誘電体部に埋設して設けられるので、伝播するモードに影響を与えることなく、一対の電極を近接して設けることができ、電界印加効率を向上することができる。
【００２６】
また本発明において、一対の平板導電体部が接続導体部によって電気的に接続され、接地導体部が、平板導電体部または接続導体部の少なくともいずれかに接続される場合がある。この場合、一対の平板導電体部と接地導体部とを同じ電位として、非放射性誘電体線路と平面線路との結合を安定させて、接続損失をより低減することができる。
【００２７】
また本発明において、誘電体線路の第１方向における端部に、ストリップ導体部の電磁波の伝播方向における端部が、第１方向に沿って非放射性誘電体線路を伝播する電磁波の、この端部における波長の（２ｎ−１）／４（ｎは自然数）となる長さ挿入される場合がある。この場合、第１方向において、ストリップ導体と誘電体線路との界面で反射した電磁波と、誘電体部と誘電体線路との界面で反射した電磁波との位相差を、π(rad)として、反射波を打ち消すことができ、非放射性誘電体線路と平面線路の界面における反射が低減され、損失を低減することができる。
【００２８】
本発明において、前記非放射性誘電体線路に前記ストリップ線路が接続され、前記非放射性誘電体線路と前記コプレーナ線路との間に、前記ストリップ線路を挟んで設けられる場合がある。この場合、コプレーナ線路の近傍の電磁界モードは、擬似（準）ＴＥＭモードであり、ストリップ線路のＴＥＭモードと近似しているので、ストリップ線路とコプレーナ線路との接続部において、電磁界がストリップ線路およびコプレーナ線路のうちの一方から他方に円滑に移行する。非放射性誘電体線路にコプレーナ線路を接続するよりも、ストリップ線路を挟んでコプレーナ線路を接続する方が、接続部における損失が低減する。コプレーナ線路を設けることによって、基板上に設けられる高周波回路から非放射性誘電体線路への高周波信号の入力、および基板上に設けられる高周波回路への非放射性誘電体線路からの高周波信号の出力を好適に行うことができる。
また本発明において、平面線路の誘電体部は、第１平面線路誘電体部と、第２平面線路誘電体部とを含んで構成される場合がある。この場合、第１平面線路誘電体部は、この第１平面線路誘電体部を形成する物質と同じ物質から成る誘電体線路に連なり、第２平面線路誘電体部は、この第２平面線路誘電体部を形成する物質と同じ物質から成る第２誘電体部に連なり、導体部は、電極と同じ物質から成り、前記第１平面線路誘電体部と第２平面線路誘電体部との間で、一対の電極のうちの一方の電極に連なって平面線路の非放射性誘電体線路とは反対側の端部まで延びて形成されるので、非放射性誘電体線路と平面線路とにおいて、同じ物質から成る部位が第１方向におけて連続する。これによって非放射性誘電体線路と平面線路との間における電磁波の反射を低減することができ、コプレーナ線路を伝播する擬似ＴＥＭモードから、マイクロストリップ線路を伝播する擬似ＴＥＭモード、さらには非放射性誘電体線路を伝搬するＬＳＥモードに良好に結合される。
また非放射性誘電体線路および平面線路において、伝播方向で連なる部位を、同じ物質によって形成するので、異なる物質の部位を接触させて作成する場合と比較して、製造プロセスを低減することができる。
また本発明において、第１誘電体部は、ストリップ導体部のうち、前記非放射性誘電体線路側の端部から前記ストリップ線路と前記コプレーナ線路との接続部に設けられる部位までを覆って設けられる場合がある。この場合、ストリップ線路と、コプレーナ線路との接続部分における連続性を向上させて、接続部位における電磁波の反射を低減することができる。
また本発明において、一対の電極のうちの他方の電極に電気的に接続され、第１誘電体部に設けられる電極接続配線を含む場合がある。この場合、電極接続配線に電位を与えることによって、この電極接続配線を介して一対の電極のうちの他方の電極に電位を与えて、非放射性誘電体線路の変化部に電界を印加することができる。第２電極が、誘電体線路と第２誘電体部との間または第２誘電体部に埋め込まれていても、第２電極に所定の電位を与えることができる。
【００３０】
また本発明に係る誘電体導波路デバイスは、高周波送信器を構成する誘電体導波路デバイスとして用いることができる。この高周波送信器によれば、高周波発振器が発生した高周波信号は、伝送線路に伝送されてアンテナに与えられ、電波として放射される。伝送線路が、非放射性誘電体線路と平面線路との接続構造を含むので、高周波発振器とアンテナとの間の伝送線路における高周波信号の伝送損失が低減された高周波送信器を実現することができ、効率よく高周波信号をアンテナから放射することができる。
【００３１】
また本発明に係る誘電体導波路デバイスは、高周波受信器を構成する誘電体導波路デバイスとして用いることができる。この高周波受信器によれば、アンテナによって捕捉した高周波信号は、伝送線路に伝送されて高周波検波器によって検波される。伝送線路が、非放射性誘電体線路と平面線路との接続構造を含むので、アンテナと高周波検波器との間の伝送線路における高周波信号の伝送損失が低減された高周波受信器を実現することができ、高周波信号の検波を好適に行うことができる。
【００３２】
また本発明に係る誘電体導波路デバイスは、高周波送受信器を構成する誘電体導波路デバイスとして用いることができる。この高周波送受信器によれば、高周波発振器が発生した高周波信号は、第１伝送線路に伝送されて分岐器の第１端子に与えられ、分岐器の第２端子から第２伝送線路に与えられ、分波器の第４端子に与えられて、分波器の第５端子から第３伝送線路に与えられて、アンテナから放射される。またアンテナによって受信した高周波信号は、第３伝送線路に与えられて、分波器の第５端子に与えられ、分波器の第６端子から第５伝送線路に与えられて、ミキサに与えられる。またミキサには、分岐器の第３端子から第４伝送線路を介して、高周波発振器が発生した高周波信号がローカル信号として与えられる。ミキサは、高周波発振器が発生した高周波信号とアンテナによって受信した高周波信号とを混合して、中間周波信号を出力することによって、受信した高周波信号に含まれる情報が得られる。
【００３３】
第１〜第５伝送線路の少なくともいずれか１つは、非放射性誘電体線路と平面線路との接続構造を含むので、高周波発振器とアンテナとの間の伝送線路における高周波信号の伝送損失が低減された高周波送受信器を実現することができ、効率よく高周波信号をアンテナから放射することができたり、アンテナとミキサとの間の伝送線路における高周波信号の伝送損失が低減された高周波送受信器を実現することができたり、高周波発振器からミキサに与えられるローカル信号の伝送損失が抑制された高周波送受信器を実現することができたりする。
【００３４】
また本発明に係る誘電体導波路デバイスは、分波器がハイブリッド回路またはサーキュレータによって形成される高周波送受信器を構成する誘電体導波路デバイスとして用いることができる。この高周波送受信器において、前記分波器は、ハイブリッド回路によって形成されてもよいし、サーキュレータによって形成されてもよい。ハイブリッド回路は、方向性結合器であって、マジックＴ、ハイブリッドリングまたはラットレースなどによって実現される。
【００３５】
また本発明に係る誘電体導波路デバイスは、高周波送受信器を備えるレーダ装置において、前記高周波送受信器を構成する誘電体導波路デバイスとして用いることができる。このレーダ装置によれば、前記高周波送受信器からの前記中間周波信号に基づいて、距離検出器が高周波送受信器から探知対象物までの距離を検出するので、検知対象物までの距離をより正確に検出することができるレーダ装置となる。
【００４２】
また本発明に係る誘電体導波路デバイスは、移送器を構成する誘電体導波路デバイスとして用いることができる。この移送器によれば、変化部に電界を印加するために電極に与える電圧を小さくしても、変化部に大きな電界強度の電界が与えられ、また位相変化の大きなカットオフ近傍で用いるため、伝送線路の線路長が短くても、大きな位相変化が得られるので、小型で、かつ低電圧で動作させることができる移相器を実現することができる。また、機械的な駆動部分がないため、耐久性に優れた信頼性の高い移相器を実現することができる。
【００４３】
また本発明に係る誘電体導波路デバイスは、高周波スイッチを構成する誘電体導波路デバイスとして用いることができる。この高周波スイッチによれば、変化部に印加される電界に応じて、非放射性誘電体線路におけるカットオフ周波数が、誘電体部を伝播する電磁波の周波数より低くなる伝播状態と、前記電磁波の周波数より高くなるカットオフ状態とを切り替え可能であるので、電極に印加する電圧を変化させることによって、前記伝播状態と前記カットオフ状態とを容易に切り替えることができる。スイッチング態様がＯＦＦ状態の時は、カットオフ状態になるので、本質的に高いＯＮ／ＯＦＦ比を得ることができる。また、機械的な駆動部分がないため、耐久性に優れた信頼性の高い高周波スイッチを実現することができる。また、機械的な駆動部分がないため、耐久性に優れた信頼性の高い高周波スイッチを実現することができる。
【００４４】
また本発明に係る誘電体導波路デバイスは、減衰器を構成する誘電体導波路デバイスとして用いることができる。この減衰器によれば、変化部に電界を印加するために電極に与える電圧を小さくしても、変化部に大きな電界強度の電界が与えられ、またカットオフ近傍の減衰を用いることから、伝送線路の線路長が短くても、大きな減衰が得られるので、小型で、かつ低電圧で動作させることができる減衰器を実現することができる。また、機械的な駆動部分がないため、耐久性に優れた信頼性の高い減衰器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
図１は、本発明の実施の一形態の非放射性誘電体線路と平面線路との接続構造を有する伝送線路２の構成を模式的に示す斜視図である。以下、非放射性誘電体線路と平面線路との接続構造を、単に「接続構造」という。図２は、電磁波の伝播方向Ｘに沿う誘電体線路７およびストリップ導体部１３の軸線Ａ１を含み、誘電体線路７と第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂとの積層方向Ｚに沿う仮想一平面における伝送線路２の断面図である。図３は、図２の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図である。図４は、図２の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た断面図である。
【００４６】
伝送線路２は、非放射性誘電体線路（ＮＲＤガイド）３と、平面線路であるマイクロストリップ線路４とを含んで構成される。非放射性誘電体線路３の、電磁波の伝播方向（線路の延在方向）Ｘにおける第１端面５と、マイクロストリップ線路４の電磁波の伝播方向Ｘにおける第１端面６とが突き合わされて、非放射性誘電体線路３とマイクロストリップ線路４とが結合される。
【００４７】
非放射性誘電体線路３は、電磁波が伝播する誘電体線路７と、誘電体線路７を挟持して設けられ、すなわち誘電体線路７の両側に設けられる一対の平板導電体部８ａ，８ｂとを含んで構成される。以下、一対の平板導電体部８ａ，８ｂをそれぞれ、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂという。
【００４８】
誘電体線路７は、電磁波の伝播方向Ｘに垂直な断面形状が矩形状に形成される。誘電体線路７の前記断面形状は、完全な矩形からややずれていても構わないが、少なくとも第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂと接する面は、できるだけ平坦でありかつ平行度が高いのが望ましい。本実施の形態では誘電体線路７は、直方体形状に形成され、すなわち電磁波の伝播方向Ｘは、直線状に延びる。誘電体線路７の電磁波の伝播方向Ｘのうち、マイクロストリップ線路４に臨む端面９は、伝播方向Ｘに垂直に形成される。
【００４９】
誘電体線路７は、誘電体を用いて形成される。誘電体線路７は、ガラス、単結晶、セラミックスまたは樹脂によって形成される。ガラスとしては、石英ガラス、結晶化ガラスなどが用いられる。単結晶としては、水晶、サファイア、ＭｇＯまたはＬａＡｌＯ３などが用いられる。セラミックスとしては、アルミナ、フォルステライト、コーディライトなどが用いられる。樹脂としては、エポキシ樹脂、含フッ素樹脂、液晶ポリマーなどが用いられる。
【００５０】
第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂは、板状に形成され、予め定める間隔Ｌ１をあけて設けられる。本実施の形態では、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂは同じ大きさに形成され、厚さ方向を一致させ、相互に対向させて設けられる。第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂの相互に臨む表面は平面に形成される。第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂは、可及的に平行に配置して、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂの相互に臨む表面を誘電体線路７に密着させるのが好ましい。
【００５１】
予め定める間隔Ｌ１は、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂに挟まれる領域のうち誘電体線路７を除く部分において、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂ間から、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂに平行に偏波した電磁波が遮断されるように設定される。すなわち、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂに挟まれる領域のうち誘電体線路７を除く部分を伝播する電磁波の波長の２分の１以下に選ばれる。
【００５２】
また誘電体線路７の幅は、ＬＳＥモードのカットオフ周波数が、伝播させる電磁波の周波数、すなわち使用周波数未満になるように選ばれる。誘電体線路７の電磁波の伝播方向Ｘに垂直な断面は、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂに接する辺が短辺となる矩形状に形成される。誘電体線路７の前記矩形状の断面における長辺の長さＬ２は、前記予め定める間隔Ｌ１に等しい。誘電体線路７の前記矩形状の断面における短辺の長さＬ３に対する長辺の長さＬ２の比を、短辺の長さＬ３を小さくしたり、長辺の長さＬ２を大きくしたりして、ＬＳＭモードがカットオフとなりＬＳＥモードのみが伝播する状態となるまで大きくする。誘電体線路７の前記矩形状の断面における短辺の長さＬ３に対する長辺の長さＬ２の比、すなわちＬ２／Ｌ３は、伝送線路２を後述する各移相器に用いる場合には、好ましくは、可及的に大きくしてＬＳＥモードがカットオフ付近で伝播するように設定することが望ましい。
【００５３】
第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂは、体積抵抗率が１０−４Ω・ｍ以下、好ましくは１０−５Ω・ｍ以下の良導体によって形成され、たとえば金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ）およびクロム（Ｃｒ）からなる群から選ばれるいずれか１つ、または前記郡から選ばれる少なくとも２つを含む合金またはこれらの積層体、あるいはＩＴＯ
（Indium Tin Oxide）、酸化錫、酸化イリジウム、ＳｒＲｕＯ３などの酸化物導電体によって形成される。
【００５４】
第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂは、電磁波の伝播方向Ｘと、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂならびに誘電体線路７の積層方向Ｚとの２つの方向に垂直な幅方向Ｙに、誘電体線路７の前記幅方向Ｙの端部から外方に予め定める距離Ｌ４の位置まで延びる。前記予め定める距離Ｌ４は、誘電体線路７の外側（Ｙ方向の外方）に広がる電磁界強度が１／１０に減衰するよりも大きな値に選ばれる。
【００５５】
非放射性誘電体線路３は、さらに接続導体部１１を含んで構成される。接続導体部１１は、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂに接続される。接続導体部１１は、板状に形成され、誘電体線路７の前記幅方向Ｙの一方に、前記予め定める距離Ｌ４離間して設けられ、誘電体線路７に沿って延び、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂに前記積層方向Ｚの両端部がそれぞれ接続される。接続導体部１１は、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂと同様の物質によって形成される。
【００５６】
接続導体部１１を形成することによって、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂとを電気的に接続することができ、かつ第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂと、マイクロストリップ線路４の後述する接地導体部１４とを電気的に好適に接続することができる。
【００５７】
マイクロストリップ線路４は、ストリップ誘電体部１２と、ストリップ誘電体部１２に設けられるストリップ導体部１３と、接地導体部１４とを含んで構成される。ストリップ導体部１３と接地導体部１４とは、所定の間隔Ｌ５をあけて設けられる。接地導体部１４は、ストリップ導体部１３に沿って設けられる。接地導体部１４とストリップ導体部１３との間にストリップ誘電体部１２を挟んで設けられる。ストリップ導体部１３と接地導体部１４とは、前述した第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂと同様の物質によって形成される。
【００５８】
ストリップ誘電体部１２は、低誘電率を有する誘電体を用いて形成され、前述した誘電体線路７と同様の物質によって形成される。ストリップ誘電体部１２は、誘電体線路７の誘電率に等しい誘電率を有する誘電体によって形成される。ストリップ誘電体部１２を誘電体線路７の誘電率よりも低い誘電率を有する誘電体によって形成することによって、反射の小さい接続構造とすることができる。ストリップ誘電体部１２は、前記幅方向Ｙの両面が平面に形成され、本発明の実施の形態では直方体形状を有する。ストリップ誘電体部１２の前記幅方向Ｙの第１表面部１５には、前記積層方向Ｚの中央部１６にストリップ導体部１３が積層して形成される。ストリップ導体部１３は、直方体形状を有する。ストリップ導体部１３は、前記伝播方向Ｘに沿って延びる。ストリップ導体部１３の前記積層方向Ｚの長さＬ６は、誘電体線路７の前記積層方向Ｚの長さ、すなわち第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂの間隔Ｌ１未満に選ばれる。
【００５９】
ストリップ誘電体部１２の前記幅方向Ｚの第２表面部１７には、接地導体部１４が形成される。接地導体部１４は、第２表面部１７の全面にわたって形成される。
【００６０】
ストリップ導体部１３の電磁波の伝播方向Ｘにおける端面のうち、非放射性誘電体線路３に臨む端面１８と、誘電体線路７の前記端面９とを突き合わせて、非放射性誘電体線路３とストリップ導体部１３とが結合される。マイクロストリップ線路４は、非放射性誘電体線路３のＬＳＥモードに結合する。ストリップ導体部１３の前記端面１８の中央は、誘電体線路７の前記端面９の中央に連なる。ストリップ誘電体部１２の積層方向Ｚの寸法は、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂの外表面間の長さに等しく選ばれる。
【００６１】
ストリップ導体部１３の伝播方向Ｘに垂直な断面における長手方向と、誘電体線路７の伝播方向Ｘに垂直な断面における長手方向とが一致するように、ストリップ導体部１３と誘電体線路７とが接続される。これによって、ストリップ導体部１３と第１および第２電極２３ａ，２３ｂとの接触を避けることができ、ストリップ導体部１３の設計の自由度を向上させることができる。
【００６２】
ストリップ誘電体部１２は、非放射性誘電体線路３の第１端面５に接触して設けられる。接地導体部１４は、接続導体部１１に接触し、接続導体部１１に連なって設けられる。
【００６３】
ストリップ導体部１３と接地導体部１４との間隔Ｌ５、ならびにストリップ導体部１３の積層方向Ｚの長さＬ６および幅方向Ｙの長さＬ７は、マイクロストリップ線路４の特性インピーダンスが、非放射性誘電体線路３の特性インピーダンスと整合するように選ばれる。
【００６４】
以上のように伝送線路２では、ストリップ導体部１３の近傍の電磁界モードが、非放射性誘電体線路３のＬＳＥモードに近似しているので、すなわちマイクロストリップ線路４における高周波の電磁界分布が非放射性誘電体線路３のＬＳＥモードの電磁界分布に近似しているので、マイクロストリップ線路４を非放射性誘電体線路３のＬＳＥモードと結合させることができ、非放射性誘電体線路３とマイクロストリップ線路４との接続部において、電磁界が非放射性誘電体線路３およびマイクロストリップ線路４のうちの一方から他方に円滑に移行する。したがって、接続損失が低減し、すなわち伝送損失を低減することができる。またＬＳＥモードで結合するので、ＬＳＭモードを用いる場合に必要であるモード抑制回路が不必要となり、小型化することができる。
【００６５】
本実施の形態の伝送線路２では、平面線路をマイクロストリップ線路４によって実現しているが、本発明の実施の他の形態では、平面線路をトリプレート線路（ストリップ線路）、コプレーナ線路またはグランド付きコプレーナ線路によって実現してもよい。このような構成としても、平面線路がマイクロストリップ線路４である場合と同様の効果を達成することができる。
【００６６】
また本発明の他の実施の形態では、前記伝送線路２において、非放射性誘電体線路３の第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂ間で、誘電体線路７の前記幅方向Ｙの両側に、誘電体線路７の誘電率よりも低い誘電率を有する低誘電率誘電体部を設けてもよい。第２誘電体部は、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂおよび誘電体線路７に接触して設けられる。第２誘電体部は、誘電体線路７と同様の物質によって形成される。低誘電率誘電体部を設けることによって、誘電体線路７を伝播する電磁波の、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂに挟まれる部分のうち誘電体線路７を除く部分における波長を、低誘電率誘電体部を設けない場合（空気によって形成する場合）と比較して短縮することができ、これによって非放射性誘電体線路３を小型に形成することができる。また低誘電率誘電体部によって平板導電体部が機械的に支持されるので、機械的な強度を向上させることができる。
【００６７】
図５は、本発明の実施の一形態の誘電体導波路デバイスである移相器２０の構成を模式的に示す斜視図である。図６は、位相制御部２１の電磁波の伝播方向Ｘに垂直な仮想一平面における断面図である。移相器２０は、前述した図１に示される実施の形態の接続構造を有する伝送線路２の構成と類似し、前記伝送線路２において、誘電体線路７が印加電界に応じて誘電率が変化する変化部を有し、さらに第２誘電体部２２ならびに第１および第２電極２３ａ，２３ｂを付加した構成であるので、同様の構成には、同様の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００６８】
移相器２０は、誘電体線路７が印加電界に応じて誘電率が変化する変化部を有するように構成される前記伝送線路２と、第２誘電体部２２と、第１および第２電極２３ａ，２３ｂとを含んで構成される。伝送線路２のうち、非放射性誘電体線路３と、第２誘電体部２２と、第１および第２電極２３ａ，２３ｂとによって、誘電体線路７を伝播する電磁波の位相を変化させるための位相制御部２１が構成される。
【００６９】
誘電体線路７は、誘電体から成り、印加電界に応じて誘電率が変化する変化部を含んで形成される。本実施の形態では、誘電体線路７は変化部から成り、たとえばＢａ（１−ｘ）ＳｒｘＴｉＯ３（略称ＢＳＴ：チタン酸ストロンチウムバリウム）、Ｍｇ（１−ｘ）ＣａｘＴｉＯ３、Ｚｎ（１−ｘ）ＳｎｘＴｉＯ３、ＢａＯ−ＰｂＯ−Ｎｄ２Ｏ３−ＴｉＯ
３、またはＢｉ１．５Ｚｎ１．０Ｎｂ１．５Ｏ７などによって形成される。誘電体線路７は、印加電界が大きくなるに連れて、すなわち印加される電界強度が高くなるに連れて、誘電率が小さくなる。
【００７０】
第２誘電体部２２は、前述した低誘電率誘電体部によって構成され、非放射性誘電体線路３の第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂ間で、誘電体線路７の前記幅方向Ｙの両側に設けられ、誘電体線路７の誘電率よりも低い誘電率を有する。第２誘電体部２２は、誘電体線路７に電界が印加されている電界印加時、および誘電体線路７に電界が印加されていない電界無印加時において、誘電体線路７のうち最も誘電率が低い部分の誘電率よりも低い誘電率を有する。第２誘電体部２２は、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂおよび誘電体線路７に接触して設けられる。第２誘電体部２２は、誘電体線路７と同様の物質によって形成される。前記固体物質によって形成される第２誘電体部２２を設けることによって、誘電体線路７を伝播する電磁波の、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂに挟まれる部分のうち誘電体線路７を除く部分における波長を、空気中における波長と比較して短縮することができ、これによって非放射性誘電体線路３を小型に形成することができる。また第２誘電体部によって平板導電体部が機械的に支持されるので、機械的な強度を向上させることができる。
【００７１】
第１および第２電極２３ａ，２３ｂは、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂが離間する方向（積層方向Ｚ）、および誘電体線路７における電磁波の伝播方向Ｘに互いに垂直な方向（幅方向Ｙ）で、誘電体線路７を挟んで設けられる。第１および第２電極２３ａ，２３ｂは、誘電体線路７に電界を印加するための電極である。
【００７２】
第１および第２電極２３ａ，２３ｂは、第２誘電体部２２に埋設して設けられる。第１および第２電極２３ａ，２３ｂは板状に形成され、その厚さ方向が、幅方向Ｙに沿って設けられる。第１および第２電極２３ａ，２３ｂは、前記軸線Ａ１に関して回転対象に設けられる。第１および第２電極２３ａ，２３ｂは、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂにそれぞれ予め定める距離Ｌ８離間して設けられ、かつ誘電体線路７に予め定める距離Ｌ９離間して設けられる。予め定める距離Ｌ８は、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂおよび第１および第２電極２３ａ，２３ｂが短絡しない程度に選ばれる。
【００７３】
誘電体線路７に効果的に電界を印加するには、第１および第２電極２３ａ，２３ｂの間隔をなるべく狭くするのがよいが、あまりその間隔を狭くしすぎて第１および第２電極２３ａ，２３ｂが誘電体線路７に近づきすぎるとＬＳＥモードの電磁界が第１および第２電極２３ａ，２３ｂの影響を受け、カットオフ周波数が高くなり、ＬＳＥモードが伝送しなくなる。したがって予め定める距離Ｌ９は、ＬＳＥモードが伝送する範囲で、誘電体線路７への印加電界を可及的に大きくすることができるように選ばれる。
【００７４】
誘電体線路７に効果的に電界を印加するには、第１および第２電極２３ａ，２３ｂによって挟まれる誘電体線路７の幅方向Ｙの厚さＬ３をなるべく薄くすることが好ましい。非放射性誘電体線路３は、ＬＳＥモードが伝播するように構成され、ＬＳＥモードを伝播させる場合は、ＬＳＭモードを伝播させる場合に比べて、前記厚さＬ３を薄くすることができるので、前記厚さＬ３を薄くして、誘電体線路７に効果的に電界を印加することができる。また、ＬＳＥモードがカットオフに近づくように、なるべく前記厚さＬ３を薄くすれば、誘電体線路７を伝播する高周波信号の伝播定数が大きく変化するので、電界によって誘電体線路７を伝播する高周波信号の位相を一層効果的に大きく変化させることができる。
【００７５】
第１および第２電極２３ａ，２３ｂは、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂと同様の物質によって形成されるか、または不純物が添加されていない、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）および砒化ガリウム（ＧａＡｓ）などの半導体材料、あるいは窒化タンタルおよびＮｉＣｒ合金などの高抵抗材料を用いて形成される。
【００７６】
第１および第２電極２３ａ，２３ｂは、ＬＳＥモードの電磁界に影響しない程度に、その厚さＬ１０を誘電体線路７を伝播させるべき電磁波の周波数に対する表皮深さに比べて薄くするとよい。第１および第２電極２３ａ，２３ｂは、その厚さＬ１０が、誘電体線路７を伝播させるべき電磁波の周波数に対する表皮厚さ未満に選ばれる。表皮厚さを「δ」とし、透磁率を「μ」とし、導電率を「σ」とし、角周波数を「ω」としたとき、表皮厚さは、式（１）で表される。なお、ω＝２πｆ（ｆは、周波数）である。導体内に電磁波が進入すると、前記表皮厚さのところで振幅が１／ｅになる。
【００７７】
【数１】
0004615486.tif 000002
【００７８】
これによって、第１および第２電極２３ａ，２３ｂを第２誘電体部２２に埋め込んだときに、第１および第２電極２３ａ，２３ｂによる損失を低減することができる。また第１および第２電極２３ａ，２３ｂの間隔をより近づけて設けることができるので、より低電圧で移相器２０を駆動することができる。本実施の形態における第１および第２電極２３ａ，２３ｂの体積抵抗率は、１０−５Ω・ｍ以上、好ましくは１０−４Ω・ｍ以上に選ばれる。
【００７９】
第２誘電体部２２に埋め込まれる第１および第２電極２３ａ，２３ｂの抵抗率は、１０−５Ω・ｍ以上かつ１０８Ω・ｍ以下に選ばれるのが好ましい。第１および第２電極２３ａ，２３ｂの抵抗率が１０−５Ω・ｍ未満になると、電極中の電磁波の減衰が大きくなり、損失が大きくなって好ましくない。第１および第２電極２３ａ，２３ｂの抵抗率が１０−５Ω・ｍよりもさらに小さくなると所望のモードがカットオフになって伝播しなくなってしまう。逆に第１および第２電極２３ａ，２３ｂの抵抗率が１０８Ω・ｍを超えて大きくなりすぎると、第１および第２電極２３ａ，２３ｂによって挟まれる誘電体との抵抗率の差が小さくなり、電圧降下のために所望の電圧が誘電体に印加できなくなってしまう。
【００８０】
第１および第２電極２３ａ，２３ｂの厚さは、第１および第２電極２３ａ，２３ｂに用いる材質の抵抗率によって決定され、厚すぎると損失が大きくなり、さらに厚くなると所望のモードがカットオフになって伝送しなくなってしまう。薄すぎると電圧降下のために所望の電圧が誘電体に印加できなくなってしまう。たとえば第１および第２電極２３ａ，２３ｂとして、抵抗率が１×１０−４（Ω・ｍ）のもの（材質としてＴａＮを用いる場合を想定）および抵抗率が１×１０−３（Ω・ｍ）のものを想定した場合において、電磁界解析をそれぞれ行ったときの、７７ＧＨｚの電磁波に対する１ｍｍあたりの電極による損失を、表１に示す。
【００８１】
【表１】
0004615486.tif 000003
【００８２】
【表２】
0004615486.tif 000004
【００８３】
表１および表２に示す電磁界解析の結果から、電極の抵抗率が１×１０−４（Ω・ｍ）の場合で実用上は、電極の厚さを３０ｎｍ以下とするのが好ましく、電極の抵抗率が１×１０−３（Ω・ｍ）の場合で実用上は、電極の３２０ｎｍ以下とするのが好ましい。ここでは、実用上好ましいという基準を損失３ｄＢとしている。これによって、第１および第２電極２３ａ，２３ｂの全体に電子が移動して、誘電体線路７に均一に電界を印加することができる。
【００８４】
移相器２０は、さらに電圧印加手段２５を含んで構成される。電圧印加手段２５は、一対の第１および第２電極２３ａ，２３ｂ間に予め定める範囲の電圧を印加する電気回路によって実現される。電圧印加手段２５は、第１および第２電極２３ａ，２３ｂに接続されて、それぞれの電極に所定の電位を与えて、第１および第２電極２３ａ，２３ｂ間に電圧を与える。これによって、第１および第２電極２３ａ，２３ｂに挟まれる誘電体線路７に電界が印加される。電圧印加手段２５は、たとえば分圧器を含んで構成され、分圧器によって分圧された電圧を第１および第２電極２３ａ，２３ｂに与える。電圧印加手段２５は、複数段階の電圧を前記第１および第２電極２３ａ，２３ｂに印加することができる。電圧印加手段２５は、伝播する電磁波の周波数よりも低い周波数の交流電圧、または直流電圧を第１および第２電極２３ａ，２３ｂに印加する。電圧印加手段２５は、シフトすべき位相量に応じた電圧を第１および第２電極２３ａ，２３ｂに印加する。
【００８５】
電圧印加手段２５によって、第１および第２電極２３ａ，２３ｂ間に電圧を印加し、また印加する電圧の大きさを予め定める範囲で変化させることによって、誘電体線路７を導波する電磁波の位相を、印加する電圧の大きさ、すなわち印加電界の大きさに応じて変化させることができる。誘電体線路７を形成する誘電体は、印加電界が大きくなると誘電率が小さくなり、これによって誘電体線路７を導波する電磁波の位相を変化させることができる。
【００８６】
また第１および第２電極２３ａ，２３ｂの伝播方向Ｘ方向の長さは、必要な位相変化が得られる長さに選ばれる。
【００８７】
図７は、移相器２０の製造工程を示す模式図であり、図７（１）〜図７（３）は各工程終了後の位相制御部２１が形成される部位の断面図である。図８は、図７（１）の切断面線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩから見た断面図である。
【００８８】
まず、図７（１）に示すように、基板２６の厚さ方向の第１表面２６ａ上に、接続導体部１１および接地導体部１４となる第１導電体膜２７ａを積層して形成する。基板２６は、たとえばＭｇＯ単結晶によって形成される。位相制御部２１を形成する部分では、第１導電体膜２７ａに積層して、所定の位置に第２電極２３ｂとなる第２導電体膜２７ｂを埋め込んだ第１誘電体膜２８ａを積層し、マイクロストリップ線路４を形成する部分では、第１導電体膜２７ａに積層してストリップ誘電体部１２となる第２誘電体膜２８ｂを積層し、第２誘電体膜２８ｂに積層してストリップ導体部１３となる第３導電体膜２７ｃを積層して形成する。第２導電体膜２７ｂは、複数形成され、基板２６の厚さ方向に垂直な所定の方向に相互に所定の間隔をあけて設けられる。第３誘電体膜２８ｃは、複数形成され、基板２６の厚さ方向に垂直な所定の方向に相互に所定の間隔をあけて設けられる。第１誘電体膜２８ａに積層して、誘電体線路７を形成するための第３誘電体膜２８ｃが形成される。第３誘電体膜２８ｃに積層して、所定の位置に第１電極２３ａとなる第４導電体膜２７ｄを埋め込んだ第４誘電体膜２８ｄを形成する。第３導電体膜２７ｃは、複数形成され、基板２６の厚さ方向に垂直な所定の方向に相互に所定の間隔をあけて、第２導電体膜２７ｂと平行に形成される。
【００８９】
第１、第２および第４誘電体膜２８ａ，２８ｂ，２８ｄは、同じ物質を用いて形成され、ガラス、単結晶、セラミックスまたは樹脂によって形成される。第１〜第４導電体膜２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄは、同じ物質を用いて形成され、たとえば金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ）およびクロム（Ｃｒ）からなる群から選ばれるいずれか１つによって形成される。第３誘電体膜２８ｃは、たとえばＢａ（１−ｘ）ＳｒｘＴｉＯ３（略称ＢＳＴ）、Ｍｇ（１−ｘ）ＣａｘＴｉＯ３、Ｚｎ（１−ｘ）ＳｎｘＴｉＯ３、ＢａＯ−ＰｂＯ−Ｎｄ２Ｏ３−ＴｉＯ３、またはＢｉ１．５Ｚｎ１．０Ｎｂ１．５Ｏ７などによって形成される。第１〜第４誘電体膜２８ａ〜２８ｄおよび第１〜第４導電体膜２７ａ〜２７ｄの作製には、真空蒸着、スパッタリングまたはＣＶＤ（Chemical Vapor
Deposition）などの周知の薄膜形成方法を使用することができる。第２〜第４導電体膜
２７ｂ〜２７ｄのように、パターン形成が必要な場合には、フォリソグラフィを用いてパターン形成し、位相制御部２１を形成する部分では、第２および第４導電体膜２７ｂ，２７ｄに積層して、薄膜形成を続けるようにすればよい。
【００９０】
第１〜第４誘電体膜２８ａ〜２８ｄおよび第１〜第４導電体膜２７ａ〜２７ｄを作製することによって、図７（１）に示すように、第１導電体膜２７ａ、第１誘電体膜２８ｂ、第３導電体膜２７ｂ、第３誘電体膜２８ｂ、第４誘電体膜２８ｄおよび第４導電体膜２７ｄが積層される部分を含んで構成される移相器形成部分２９ａと、隣接する移相器形成部分２９ａの間および複数の移相器形成部分２９ａの配列方向の端部で第１導電体膜２７ａ、第１誘電体膜２８ｂ、第３誘電体膜２８ｂおよび第４誘電体膜２８ｄのみが積層されて成る非移相器形成部分２９ｂとが所定の方向に並んで一体に形成される。
【００９１】
次に、図７（２）に示すように、非移相器形成部分２９ｂを、第１導電体膜２７ａが露出するようにエッチングして、移相器形成部分２９ａの間に空間を形成して、複数の島状の移相器形成部分２９ａを形成する。エッチングには、ケミカルドライエッチング、リアクティブイオンエッチングまたはウェットエッチングなどの周知のエッチング方法を使用することができる。
【００９２】
最後に、図７（３）に示すように、エッチングよって露出した移相器形成部分２９ａのうち位相制御部２１となる部分の側面に、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂとなる第５導電体膜２７ｅを作製する。第５導電体膜２７ｅの作製には、真空蒸着、スパッタリングまたはＣＶＤなどの周知の薄膜形成方法およびフォトリソグラフィが用いられる。以上のようにして、非放射性誘電体線路３および位相制御部２１が形成される。
【００９３】
なお、前記製造行程において、位相制御部２１とマイクロストリップ線路４とは同時に作製される。すなわち、接地導体部１４と、接続導体部１１とを、第１導電体膜２７ａによって同時に作製し、ストリップ誘電体部１２となる第２誘電体膜２８ｂと、第１誘電体膜２８ａの一部とを同時に作製し、第２導電体膜２７ｂを形成し、第２導電体膜２７ｂを覆って第１誘電体膜２８ａの残部を作製した後、第２誘電体膜２８ｂに第３誘電体膜２８ｃを積層してから、第３誘電体膜２８ｃ、第４誘電体膜２８ｄおよび第４導電体膜２７ｄを形成すればよい。このように位相制御部２１とマイクロストリップ線路４とを同時に形成すれば、小型であって、位相特性が安定した移相器２０を確実に作製することができる。
【００９４】
ここでは、基板２６上に移相器２０を複数作製することができるが、隣接する移相器２０の間の基板２６の境界部をダイシングして、個別に切り出してもよい。
【００９５】
また第２誘電体部２２の一部およびストリップ導体部１３とは、石英ガラス、結晶化ガラスなどのガラス、水晶、サファイア、ＭｇＯおよびＬａＡｌＯ３などの単結晶、アルミナ、フォルステライト、コーディライトなどのセラミックス、またはエポキシ樹脂、含フッ素樹脂、液晶ポリマーなど樹脂から成る低誘電体基板を用いて形成されてもよい。この場合、低誘電体基板の厚さ方向の第１表面上に接続電極部１１および接地導体部１４となる第１導電体膜２７ａを形成し、低誘電体基板の厚さ方向の第２表面上に第３誘電体膜２８ｃを形成する。この場合、低誘電体基板を分断した後、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂを形成する。
【００９６】
以上のように移相器２０では、誘電体線路７は、電界に応じて誘電率が変化する誘電体によって形成され、誘電体線路７に電界を印加するための第１および第２電極２３ａ，２３ｂが、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂが離間する方向（積層方向Ｚ）、および誘電体線路７における電磁波の伝播方向Ｘに互いに垂直な方向で、誘電体線路７を挟んで設けられる。非放射性誘電体線路３は、ＬＳＥモードで用いられるので、ＬＳＭモードで用いる場合と比較して、誘電体線路７の幅方向Ｙの厚さを薄く構成することができる。誘電体線路７の幅方向の厚さを薄く構成することによって、第１および第２電極２３ａ，２３ｂを近づけて設けることができるので、電界印加効率を向上することができる。これによって線路長が短くても低い電圧で所望の位相変化を得ることができ、また前記接続構造によって、ＬＳＥモードの高周波信号を、平面線路であるマイクロストリップ線路４に良好に取り出すことができるので、小型であって平面回路基板上への実装性が良好である移相器２０を実現することができる。また第１および第２電極２３ａ，２３ｂが、誘電体線路７を伝播する電磁波の周波数に対する表皮厚さよりも薄く形成され、第２誘電体部２２に埋設して設けられるので、伝播するモードに影響を与えることなく、第１および第２電極２３ａ，２３ｂを近接して設けることができ、電界印加効率を向上することができる。また、機械的な駆動部分がないため、耐久性に優れた信頼性の高い移相器２０を実現することができる。
【００９７】
本発明のさらに他の実施の形態では、前述した移相器２０において、第１および第２電極２３ａ，２３ｂを誘電体線路７に接触して設けてもよい。前述したように第１および第２電極２３ａ，２３ｂの厚さを表皮厚さよりも薄く形成することによって、誘電体線路７に接触させてもＬＳＥモードを伝播させることができる。誘電体線路７に電界を印加する際には、誘電体線路７に均一に電界を印加することが望ましい。第１および第２電極２３ａ，２３ｂを誘電体線路７に接触して設ける、すなわち前記予め定める距離Ｌ９を零（０）に選ぶことによって、第１および第２電極２３ａ，２３ｂの全体に電子が移動して、誘電体線路７により均一に電界を印加することができる。
【００９８】
本実施の形態の移相器２０では、平面線路をマイクロストリップ線路４によって実現しているが、本発明の実施の他の形態では、平面線路をトリプレート線路（ストリップ線路）、コプレーナ線路またはグランド付きコプレーナ線路によって実現してもよい。このような構成としても、平面線路がマイクロストリップ線路４である場合と同様の効果を達成することができる。
【００９９】
図９は、本発明の実施の一形態の移相器３０の断面図である。図９は、電磁波の伝播方向Ｘに沿う誘電体線路７およびストリップ導体部１３の軸線Ａ１を含み、誘電体線路７と第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂとの積層方向Ｚに沿う仮想一平面における断面図である。図１０は、図９の切断面線Ｘ−Ｘから見た断面図である。図１１は、図９の切断面線ＸＩ−ＸＩから見た断面図である。図１２は、図９の切断面線ＸＩＩ−ＸＩＩから見た断面図である。図１３は、図９の切断面線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩから見た断面図である。
【０１００】
移相器３０は、前述した図５に示される実施の形態の移相器２０の構成と類似し、移相器２０の構成において、基本的にはマイクロストリップ線路４をストリップ線路３１に代えた構成であるので、同様の構成には、同様の参照符号を付して、その説明を省略する。
【０１０１】
移相器３０は、位相制御部３２と、ストリップ線路３１とを含んで構成される。位相制御部３２は、前述した位相制御部２１の第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂの間で、前記幅方向Ｙにおいて前記誘電体線路７を挟んで接続導体部１１とは反対側に、第２接続導体部３３が形成される。第２接続導体部３３は、接続導体部１１と同様の大きさおよび物質によって形成され、前記軸線Ａ１に関して対称に形成される。第２接続導体部３３は、接続導体部１１に平行に形成される。第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂ、接続導体部１１、ならびに第２接続導体部３３は、軸線Ａ１まわりに連なって形成される。
【０１０２】
ストリップ線路３１は、ストリップ誘電体部３４と、ストリップ誘電体部３４に設けられるストリップ導体部１３と、接地導体部３５とを含んで構成される。ストリップ導体部１３と接地導体部３５とは、所定の間隔をあけて設けられる。
【０１０３】
ストリップ誘電体部３４は、ストリップ導体部１３の位相制御部３２に臨む端部１３ａを除く残余の部分を前記軸線Ａ１まわりに外囲する。ストリップ誘電体部３４は、前述したストリップ誘電体部１２と同様の物質によって形成され、接地導体部３５は、前述した接地導体部１４と同様の物質によって形成される。ストリップ誘電体部３４は、直方体形状を有する。ストリップ誘電体部３４の積層方向Ｚおよび幅方向Ｙの表面部には、接地導体部３５が形成される。
【０１０４】
ストリップ導体部１３は、前記端部１３ａを除く残余の部分が、ストリップ誘電体部３４に埋め込まれて設けられる。ストリップ導体部１３は、幅方向Ｙおよび積層方向Ｚにおいてストリップ誘電体部３４の中央部に設けられる。
【０１０５】
ストリップ導体部１３は、ストリップ導体部１３の位相制御部３２に臨む端部１３ａであって、ストリップ誘電体部３４の位相制御部３２に接触する端面３６よりも、位相制御部３２側に突出する突出部３７を有する。誘電体線路７のストリップ線路３１に臨む端部３８には、前記突出部３７が挿入される挿入孔３９が形成される。挿入孔３９は、突出部３７と同じ大きさに形成される。突出部３７は、前記挿入孔３９に挿入して設けられる。突出部３７は、インピーダンス整合のために挿入孔３９に挿入される。ストリップ導体部１３の幅方向Ｙの長さＬ７および積層方向Ｚの長さＬ６、ならびに突出部３７および挿入孔３９の伝播方向Ｘに沿う方向の長さＬ１１は、ストリップ線路３１の特性インピーダンスが、非放射性誘電体線路３の特性インピーダンスと整合するように選ばれる。突出部３７および挿入孔３９の伝播方向Ｘに沿う方向の長さＬ１１は、伝播する電磁波の、突出部３７における波長の約（２ｎ−１）／４（ｎは自然数）に選ばれる。これによって、誘電体線路７とストリップ誘電体部３４との界面で反射した電磁波と、突出部３７の先端と誘電体線路７との界面で反射した電磁波との位相差を、π(rad)として、反射波を打ち消
すことができ、位相制御部３２とストリップ線路３１との界面における反射が低減され、損失を低減することができる。また反射波の打ち消し合いの効果を上げるためには、反射波の振幅が等しいことが望ましく、ストリップ導体部１３の前記長さＬ６およびＬ７は、誘電体線路７とストリップ誘電体部３４との界面で反射した電磁波と、突出部３７の先端と誘電体線路７との界面で反射した電磁波との振幅が等しくなるように選ばれる。
【０１０６】
ストリップ誘電体部１２と誘電体線路７および第２誘電体部２２とは接触して接続される。接地導体部３５は、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂに接触して設けられ、また接続導体部１４および第２接続導体部３３に接触して設けられる。本発明の実施の形態では、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂ、ならびに接続導体部１４および第２接続導体部３３と、接地導体部３５とは伝播方向Ｘに連なる。
【０１０７】
ストリップ線路３１は、位相制御部３２に含まれる非放射性誘電体線路３のＬＳＥモードに結合する。ストリップ導体部１３と、誘電体線路７とは同軸に設けられ、ストリップ導体部１３の伝播方向Ｘに垂直な断面における長手方向と、誘電体線路７の伝播方向Ｘに垂直な断面における長手方向とが一致するように、ストリップ導体部１３と誘電体線路７とが接続される。
【０１０８】
以上のように移相器３０では、ストリップ線路３１の高周波の電磁界分布が、非放射性誘電体線路３のＬＳＥモードの電磁界分布に近似するので、ストリップ線路３１と位相制御部３２との接続部において、電磁界が円滑に移行するので接続損失を低減することができる。またＬＳＥモードの高周波信号をストリップ線路３１に良好に取り出すことができるので、移相器３０の平面回路基板上への実装性が良好であり、移相器３０と、平面回路基板に実装されて、移相器３０を通過する高周波信号を利用する電子回路との電気的な接続の信頼性を向上させることができる。また、移相器３０では、誘電体線路７の電磁波の伝播方向Ｘにおける端部３８に、ストリップ導体部１３の電磁波の伝播方向Ｘにおける端部１３ａが、伝播方向Ｘに沿って非放射性誘電体線路３を伝播する電磁波の波長のこの端部１３ａにおける波長の（２ｎ−１）／４（ｎは自然数）となる長さ挿入されるので、位相制御部３２とストリップ線路３１との界面における反射が低減され、損失を低減することができる。
【０１０９】
移相器３０において、ストリップ誘電体部３４には電界が印加されないので、ストリップ誘電体部３４は、誘電体線路７と同じ物質を含んで形成されてもよい。このようにストリップ誘電体部３４が、誘電体線路７と同じ物質を含んで形成される場合の移相器３０の製造方法を以下に述べる。
【０１１０】
図１４は、移相器３０の製造工程を示す模式図であり、図１４（１）〜図１４（３）は各工程終了後の位相制御部３２が形成される部位の断面図である。図１５は、図１４（１）の切断面線ＸＶ−ＸＶから見た断面図である。
【０１１１】
まず、図１４（１）に示すように、基板２６の厚さ方向の第１表面２６ａ上に、接続導体部１１および接地導体部３５の一部となる第１導電体膜２７ａを積層して形成する。位相制御部３２を形成する部分では、第１導電体膜２７ａに積層して、所定の位置に第２電極２３ｂとなる第２導電体膜２７ｂを埋め込んだ第１誘電体膜２８ａを積層し、ストリップ線路３１を形成する部分では、第１導電体膜２７ａに積層してストリップ誘電体部３４の一部を形成するための第２誘電体膜２８ｂを積層する。第１誘電体膜２８ａの厚さと第２誘電体膜２８ｂの厚さとは等しく形成される。第１誘電体膜２８ａと第２誘電体膜２８ｂの両者に積層して、誘電体線路７を形成するための第３誘電体膜２８ｃの一部が形成される。第３誘電体膜２８ｃに積層して、ストリップ導体部１３となる第３導電体膜２７ｃを形成し、第３導電体膜２７ｃを覆うように第３導電体膜２７ｃの残部が形成される。第２導電体膜２７ｂは、複数形成され、基板２６の厚さ方向に垂直な所定の方向に相互に所定の間隔をあけて設けられる。第３誘電体膜２８ｃは、複数形成され、基板２６の厚さ方向に垂直な所定の方向に相互に所定の間隔をあけて設けられる。
【０１１２】
位相制御部３２を形成する部分では、第３誘電体膜２８ｃの前記残部に積層して、所定の位置に第１電極２３ａとなる第４導電体膜２７ｄを埋め込んで第４誘電体膜２８ｄを形成する。ストリップ線路３１を形成する部分では、第３誘電体膜２８ｃの前記残部に積層して、ストリップ誘電体部１２の残部となる第５誘電体膜２８ｅを積層する。第４誘電体膜２８ｄの厚さと第５誘電体膜２８ｅの厚さとは等しく形成される。
【０１１３】
第１、第２、第４および第５誘電体膜２８ａ，２８ｂ，２８ｄ，２８ｅは、同じ物質を用いて形成される。第１〜第４導電体膜２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄは、同じ物質を用いて形成される。第１〜第４誘電体膜２８ａ〜２８ｄおよび第１〜第４導電体膜２７ａ〜２７ｄの作製には、真空蒸着、スパッタリングまたはＣＶＤなどの周知の薄膜形成方法を使用することができる。第２〜第４導電体膜２７ｂ〜２７ｄのように、パターン形成が必要な場合には、フォリソグラフィを用いてパターン形成し、位相制御部２１を形成する部分では、第２および第４導電体膜２７ｂ，２７ｄに積層して、薄膜形成を続けるようにすればよい。
【０１１４】
第１〜第４誘電体膜２８ａ〜２８ｄおよび第１〜第４導電体膜２７ａ〜２７ｄの作製することによって、図１４（１）に示すように、第１導電体膜２７ａ、第１誘電体膜２８ｂ、第３導電体膜２７ｂ、第３誘電体膜２８ｂ、第４誘電体膜２８ｄおよび第４導電体膜２７ｄが積層される部分を含んで構成される移相器形成部分２９ａと、隣接する位相制御部形成部２９ａの間および複数の移相器形成部分２９ａの配列方向の端部で第１導電体膜２７ａ、第１誘電体膜２８ｂ、第３誘電体膜２８ｂおよび第４誘電体膜２８ｄのみが積層されて成る非移相器形成部分２９ｂとが所定の方向に並んで一体に形成される。
【０１１５】
次に、図１４（２）に示すように、非移相器形成部分２９ｂを、第１導電体膜２７ａが露出するようにエッチングして、移相器形成部分２９ａの間に空間を形成して、複数の島状の移相器形成部分２９ａを形成する。エッチングには、ケミカルドライエッチング、リアクティブイオンエッチングまたはウェットエッチングなどの周知のエッチング方法を使用することができる。
【０１１６】
最後に、図１４（３）に示すように、エッチングよって露出した移相器形成部分２９ａの側面および基板２６から離反する端面に、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂ、第２接続導体部３３ならびに接地導体部３５の残部となる第５導電体膜２７ｅを作製する。第５導電体膜２７ｅは、第１、第２および第４誘電体膜２８ａ，２８ｂ，２８ｄと同じ物質によって形成される。第５導電体膜２７ｅの作製には、真空蒸着、スパッタリングまたはＣＶＤなどの周知の薄膜形成方法およびフォトリソグラフィが用いられる。以上のようにして、非放射性誘電体線路３および位相制御部３２が形成される。
【０１１７】
なお、前記製造行程において、位相制御部３２とストリップ線路３１とは同時に作製される。すなわち、接地導体部１４と、接地導体部３５の一部とを、第１導電体膜２７ａによって同時に作製し、ストリップ誘電体部３４の一部となる第２誘電体膜２８ｂと、第１誘電体膜２８ａの一部とを同時に作製し、第２導電体膜２７ｂを形成し、第２導電体膜２７ｂを覆って第１誘電体膜２８ａの残部を作製する。この後、第１および第２誘電体膜２８ａ，２８ｂに第３誘電体膜２８ｃの一部を積層してから、第３導電体膜２７ｃを形成し、第３導電体膜２７ｃを覆って第３誘電体膜２８ｃの残部を形成し、第４誘電体膜２８ｄの一部を形成し、第４導電体膜２７ｄを形成した後、第４誘電体膜２８ｄの残部と第５誘電体膜２８ｅとを同時に形成すればよい。このように位相制御部３２とストリップ線路３１とを同時に形成すれば、小型であって、位相特性が安定した移相器３０を確実に作製することができる。また前述したように移相器３０を作製すると、ストリップ線路３１のストリップ誘電体部３４にストリップ導体部１３を挟んで電界に応じて誘電率が変化する誘電率変化層が形成されることとなるが、この誘電体変化層には、第１および第２電極２３ａ，２３ｂによって電界が印加されないので、誘電率が変動することはなく、通常の誘電体としての働きをする。したがって、ストリップ誘電体部３４に誘電率変化層が含まれていても支障を与えることはない。
【０１１８】
ここでは、基板２６上に移相器３０を複数作製することができるが、隣接する移相器３０の間の基板２６の境界部をダイシングして、個別に切り出してもよい。
【０１１９】
また第２誘電体部２２の一部およびストリップ誘電体部３４の一部とは、石英ガラスなどのガラス、水晶、サファイア、ＭｇＯおよびＬａＡｌＯ３などの単結晶、結晶化ガラスおよびアルミナ、フォルステライト、コーディライトなどのセラミックス、またはエポキシ、含フッ素樹脂、液晶ポリマーなど樹脂から成る低誘電体基板を用いて形成されてもよい。この場合、低誘電体基板の厚さ方向の第１表面上に接続電極部１１および接地導体部３５の一部となる第１導電体膜２７ａを形成し、低誘電体基板の厚さ方向の第２表面上に第３誘電体膜２８ｃを形成する。この場合、低誘電体基板を分断した後、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂならびに接地導体部３５の残部を形成する。
【０１２０】
図１６は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器４０の構成を模式的に示す斜視図である。図１７は、電磁波の伝播方向Ｘに沿う誘電体線路７およびストリップ導体部１３の軸線Ａ１を含み、誘電体線路７と第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂとの積層方向Ｚに垂直な仮想一平面における断面図である。図１８は、図１７の切断面線ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩから見た断面図である。図１９は、図１８の切断面線ＸＩＸ−ＸＩＸから見た断面図である。図２０は、図１８の切断面線ＸＸ−ＸＸから見た断面図である。
【０１２１】
本発明の実施の形態の移相器４０は、前述した図９に示す実施の形態の移相器３０と同様の構成を有し、平面線路がストリップ線路３１とコプレーナ線路４１とを含んで構成される点が異なるのみであって、他の部分は同様であるので、同様の部分には同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【０１２２】
移相器４０は、移相器３０の前記ストリップ線路３１の、前記電磁波の伝播方向Ｘにおいて、位相制御部３２とは反対側の端部４２に、コプレーナ線路４１の電磁波の伝播方向Ｘの端部４３が接続されて成る。コプレーナ線路４１は、ストリップ線路３１のＴＥＭモードと結合する。
【０１２３】
コプレーナ線路４１は、ストリップ線路３１のストリップ導体部１３に連なる第２ストリップ導体部４４と、第２ストリップ導体部４４の積層方向Ｚにそれぞれ所定の間隔Ｌ１２をあけて設けられるコプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂと、第２ストリップ導体部４４と、コプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂとが設けられるコプレーナ誘電体部４６と、コプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂを相互に接続するコプレーナ接地導体接続導体部４７とを含んで構成される。
【０１２４】
第２ストリップ導体部４４は、ストリップ導体部１３の伝播方向Ｘにおける突出部３７とは反対側の端部５１に接続される。第２ストリップ導体部４４は、ストリップ導体部１３と同様の物質によって形成される。第２ストリップ導体部４４は、直方体形状に形成され、積層方向Ｚの厚さは、ストリップ導体部１３の積層方向Ｚの厚さと等しく選ばれる。第２ストリップ導体部４４の伝播方向Ｘの軸線は、前記軸線Ａ１である。
【０１２５】
コプレーナ誘電体部４６は、直方体状に形成され、ストリップ誘電体部３４に連なる。コプレーナ誘電体部４６は、ストリップ誘電体部３４と同様の物質によって形成される。コプレーナ誘電体部４６の前記幅方向Ｙの第１表面５２上に第２ストリップ導体部４４およびコプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂが形成される。
【０１２６】
コプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂは、前記積層方向Ｚの厚さが、第２ストリップ導体部４４の厚さと等しく形成される。コプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂは、コプレーナ誘電体部４６の積層方向Ｚの端部まで延びて形成される。
【０１２７】
第２ストリップ導体部４４の積層方向Ｚの寸法Ｌ１３と、第２ストリップ導体部４４とコプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂとの間の間隔Ｌ１２とは、ストリップ線路３１の特性インピーダンスと、コプレーナ線路４１の特性インピーダンスが整合するように選ばれる。
【０１２８】
コプレーナ接地導体接続導体部４７は、コプレーナ誘電体部４６の前記積層方向Ｚの端面上および幅方向Ｙの第２表面４６ａ上に設けられ、コプレーナ誘電体部４６を外囲する。コプレーナ接地導体接続導体部４７は、コプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂと同様な物質によって形成され、コプレーナ線路４１の積層方向Ｚの両端部においてコプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂと接続される。またコプレーナ接地導体接続導体部４７は、伝播方向Ｘにおいてストリップ線路３１の接地導体部３５に連なって形成される。
【０１２９】
ストリップ線路３１のストリップ導体部１３の幅方向Ｙの寸法Ｌ６とコプレーナ線路４１の第２ストリップ導体部４４の積層方向Ｚの寸法Ｌ１３とが異なる場合には、ストリップ導体部１３の第２ストリップ導体部４４との接続部位にストリップテーパ部５３を形成する。ストリップテーパ部５３は、電磁波の伝播方向Ｘに沿って、積層方向Ｚの長さが変化する。図１８では、ストリップ導体部１３の寸法Ｌ６が、第２ストリップ導体部４４の寸法Ｌ１３よりも大きい場合を示しており、この場合、ストリップテーパ部５３は、第２ストリップ導体部４４に向かうに連れて、徐々に積層方向Ｚの寸法が一定の割合で小さくなるように形成される。
【０１３０】
またストリップ線路３１の前記端部４２には、コプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂに連なる接地テーパ部５４ａ，５４ｂが形成される。接地テーパ部５４ａ，５４ｂは、コプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂから伝播方向Ｘに離反するに連れて、徐々に積層方向Ｚの寸法が一定の割合で小さくなるように形成される。接地テーパ部５４ａ，５４ｂのコプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂに接続される部位の積層方向Ｚの長さは、コプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂの積層方向Ｚの長さに等しく選ばれる。接地テーパ部５４ａ，５４ｂのストリップ導体部１３に臨む部位は、伝播方向Ｘにおいてコプレーナ線路４１から離反するに連れて、積層方向Ｚの外方に離反する。このように接地テーパ部５４ａ，５４ｂを形成することによって、ストリップ線路３１とコプレーナ線路４１との接続部において、緩やかにモード変換させることができるので、さらに接続損失が低減でき、良好な整合状態が得られる。
【０１３１】
ストリップテーパ部５３および接地テーパ部５４ａ，５４ｂの電磁波の伝播方向Ｘに沿う長さＬ１４，Ｌ１５はそれぞれ、コプレーナ線路４１における電磁波の波長の８分の１以上に選ばれる。このように前記長さＬ１４を選ぶと、ストリップ線路３１と、コプレーナ線路４１とにおける反射特性が、伝播させる電磁波の周波数を７６．５ＧＨｚとしたときに、−１３ｄＢ以下となるので好ましい。ただし前記長さＬ１４は、小型化の点から、コプレーナ線路４１における電磁波の波長の８分の１以上を満たす最低限の長さにすることが好ましい。
【０１３２】
ストリップ線路３１の伝播方向Ｘの長さＬ１６は、非放射性誘電体線路３とストリップ線路３１との接続部分からの反射波と、ストリップ線路３１とコプレーナ線路４１の接続部分からの反射波との位相差がπ(rad)となるように、ストリップ線路３１における電磁
波の波長の（２ｍ−１）／４（ｍは自然数）選ばれる。これによって伝播方向Ｘに沿って、非放射性誘電体線路３からストリップ線路３１へ入射する接続界面で反射する反射波とストリップ線路３１からコプレーナ線路４１へ出力する接続界面で反射して戻っていく反射波が打ち消し合い、反射波を打ち消すことができ、反射特性を向上させることができる。ストリップ線路３１の伝播方向Ｘの長さＬ１６は、誘電体線路７とストリップ誘電体部３４との界面で反射した電磁波の強度と、突出部３７の先端と誘電体線路７との界面で反射した電磁波の強度を比較したとき、誘電体線路７とストリップ誘電体部３４との界面で反射した電磁波の強度がより大きい場合は、ストリップ導体部１３の前記突出部３７を除く部分の長さであり、突出部３７の先端と誘電体線路７との界面で反射した電磁波の強度がより大きい場合は、ストリップ導体部１３の前記突出部３７を含む部分の長さである。
【０１３３】
以上のような移相器３０によれば、前述した移相器２０と同様の効果を達成することができ、さらにコプレーナ線路４１の近傍の電磁界モードは、擬似ＴＥＭモードであり、ストリップ線路３１のＴＥＭモードと近似しているので、ストリップ線路３１とコプレーナ線路４１との接続部において、電磁界がストリップ線路３１およびコプレーナ線路４１のうちの一方から他方に円滑に移行する。非放射性誘電体線路３にコプレーナ線路４１を直接接続するよりも、ストリップ線路３１を挟んでコプレーナ線路４１を接続する方が、接続部における損失が低減する。非放射性誘電体線路３とコプレーナ線路４１とを直接接続する構造では、伝送する電磁波の周波数が７５〜８０ＧＨｚの場合、反射が−３ｄＢ以上になり、また、接続損失は６ｄＢ〜８ｄＢとなる。非放射性誘電体線路３とコプレーナ線路４１との間にストリップ線路３１を挟んで構成する本実施の形態の構成では、伝送する電磁波の周波数が７５〜８０ＧＨｚの場合、反射が−１５ｄＢ以下となり、接続損失は０．３ｄＢ〜０．４ｄＢとなり、非放射性誘電体線路３とコプレーナ線路４１とを直接接続するよりも、良好な特性を得ることができる。またコプレーナ線路４１を設けることによって、基板上に設けられる高周波回路から非放射性誘電体線路３への高周波信号の入力、および基板上に設けられる高周波回路への非放射性誘電体線路３からの高周波信号の出力を好適に行うことができる。
【０１３４】
以上のように移相器４０では、前述した移相器３０と同様の効果を達成することができるとともに、ストリップ線路３１にコプレーナ線路４１が接続されていることによって、ＬＳＥモードの高周波信号を平面線路であるコプレーナ線路４１に良好に取り出すことができる。したがって小型であって平面回路基板上への実装性が良好である移相器４０を実現することができ、またさらに実装部品などとの接続が容易となる。
【０１３５】
図２１は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器１１０の構成を模式的に示す断面図であり、電磁波の伝播方向Ｘに沿う誘電体線路７およびストリップ導体部１３ならびに第２ストリップ導体部４４の軸線Ａ１を含み、誘電体線路７と第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂとの幅方向Ｙに垂直な仮想一平面における断面図である。なお図２１では、理解を容易にするために、第２誘電体部２２およびストリップ誘電体部３４を省略して示している。図２２は、図２１の切断面線Ｂ１−Ｂ１から見た移相器１１０の断面図である。図２３は、移相器１１０の一部を切欠いて模式的に示す斜視図である。図２４は、図２１の切断面線Ｂ２−Ｂ２から見た断面図であり、位相制御部３２の断面を示す。図２５は、図２１の切断面線Ｂ３−Ｂ３から見た断面図であり、ストリップ線路３１と第１電極２３ａに接続される電極接続配線１２４を含んで示す。図２６は、図２１の切断面線Ｂ４−Ｂ４から見た断面図であり、コプレーナ線路４１と電極接続配線１２４を含んで示す。図２７は、図２１の切断面線Ｂ５−Ｂ５から見た断面図であり、コプレーナ線路４１を示す。図２８は、図２１の切断面線Ｂ６−Ｂ６から見た断面図であり、ストリップ線路３１の電極接続配線１２４を含まない部分を示す。
【０１３６】
本実施の形態の移相器１１０は、前述した図１６〜図２０に示す実施の形態の移相器４０に類似し、位相制御部３２と平面線路１１２とを含んで構成され、平面線路１１２がストリップ線路３１とコプレーナ線路４１とを含んで構成されるので、移相器４０と同様の構成には、同様の参照符号を付して、異なる部分のみ説明する。
【０１３７】
移相器１１０では、位相制御部３２の電磁波の伝播方向Ｘの両端部に、平面線路１１２ａ，１１２ｂがそれぞれ形成されている。各平面線路１１２ａ，１１２ｂは、それぞれストリップ線路３１およびコプレーナ線路４１とを含んで形成される。以後、平面線路１１２ａ，１１２ｂのうち不特定の一方を示すときに平面線路１１２と記載する。
【０１３８】
前述の実施の形態の移相器４０では、位相制御部３２の誘電体線路７にストリップ導体部１３が挿入され、第１および第２電極２３ａ，２３ｂの間にストリップ導体部１３が設けられているが、本実施の形態の移相器１１０では、位相制御部３２にはストリップ導体部１３が挿入されず、すなわち誘電体線路７には、挿入孔３９が形成されない。すなわち移相器１１０では、移相器４０と異なり、ストリップ導体部１３は、第１および第２電極２３ａ，２３ｂに挟まれる領域を除いて形成される。移相器１１０では、第１電極２３ａは、位相制御部３２の伝播方向Ｘの両端面から予め定める距離Ｌ２０離間して形成され、伝播方向Ｘにおいて、ストリップ導体部１３に予め定める距離Ｌ２０離間する。予め定める距離Ｌ２０は、第１電極２３ａとストリップ導体部１３とが、幅方向Ｙにおいてオーバーラップしないように、すなわち重ならないように選ばれる。これは、第１電極２３ａとストリップ導体部１３とが、幅方向Ｙにおいてオーバーラップしてしまうと、第１電極２３aに電圧が印加されてストリップ導体部１３が埋め込まれる第１平面線路誘電体部１１４の誘電率が変化した状態では、平面線路１１２のインピーダンスが変化してしまい反射が大きくなって伝送損失の原因になるためである。予め定める距離Ｌ２０は、第１電極２３ａとストリップ導体部１３とが、幅方向Ｙにおいてオーバーラップしないで、かつ必要な位相の変化量が確保できる範囲であれば、どの様に選ばれてもよい。本実施の形態において位相制御部３２は、非放射性誘電体線路３に第１および第２電極２３ａ，２３ｂが設けられている部位である。
【０１３９】
移相器１１０では、誘電体線路７に効果的に電界を印加するために、誘電体線路７に第１および第２電極２３ａ，２３ｂをそれぞれ接触させて設けている。前述した各実施の形態では、誘電体線路７と第１および第２電極２３ａ，２３ｂとの間を予め定める距離Ｌ９だけあけているが、本実施の形態のように誘電体線路７に第１および第２電極２３ａ，２３ｂを接触させても、第１および第２電極２３ａ，２３ｂの厚さを表皮厚さ未満とすることによって、ＬＳＥモードの電磁界に与える影響を可及的に低減することができる。
【０１４０】
ストリップ線路３１のストリップ誘電体部３４およびコプレーナ線路４１のコプレーナ誘電体部４６を含んで成る平面線路誘電体部１１３は、第１誘電体部分である第１平面線路誘電体部１１４と、第２誘電体部分である第２平面線路誘電体部１１５と、第３平面線路誘電体部１１６を含んで構成される。
【０１４１】
第１平面線路誘電体部１１４は、誘電体線路７と同じ物質から成り、電界を印加することによって誘電率が変化する。第１平面線路誘電体部１１４は、ストリップ導体部１３と、第２ストリップ導体部４４のうち、非放射性誘電体線路３側、すなわち位相制御部３２側の一部とを覆い、残部が露出するようにストリップ導体部１３に沿って設けられ、誘電体線路７に伝播方向Ｘの端面を付き合わせて、誘電体線路７に連なって設けられる。第１平面線路誘電体部１１４は、ストリップ導体部１３と、第２ストリップ導体部４４の位相制御部３２側の部分を覆って設けられる第１部分１１７と、第２ストリップ導体部４４の位相制御部３２とは反対側の部分が露出し、第２ストリップ導体部４４が積層して設けられる第２部分１１８とを含んで構成される。第１部分１１７は、ストリップ導体部１３および第２ストリップ導体部４４が埋め込まれた状態での幅方向Ｙの外径寸法が、誘電体線路７の幅方向Ｙの寸法に等しく、厚み方向Ｚの外径寸法が、誘電体線路７の厚み方向Ｚの寸法に等しい。第１部分１１７の幅方向Ｙの外表面は、誘電体線路７の幅方向Ｙの外表面に連なり、第１部分１１７の厚み方向Ｚの外表面は、誘電体線路７の厚み方向Ｚの外表面に連なる。第１部分１１７は、接地テーパ部５４ａおよびコプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂのストリップ線路３１側の部分も覆う。
【０１４２】
第１部分１１７は、ストリップ線路３１からコプレーナ線路４１側に突出して、外部に露出する。第１部分１１７のうち、外部に露出する部分を、露出部分１１９という。露出部分１１９は、第２ストリップ導体部４４のうちストリップ線路３１側の部分と、コプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂのうちストリップ線路３１側の部分とを一体的に覆う。露出部１１９は、コプレーナ線路４１のストリップ線路３１側の端部から予め定める距離Ｌ２１の範囲に形成される。予め定める距離Ｌ２１は、０〜λ／２の範囲内で決定され、反射が最小となる長さとする。
【０１４３】
第１平面線路誘電体部１１４の伝播方向Ｘにおける位相制御部３２とは反対側の端部で、かつコプレーナ線路４１を構成する部分のストリップ線路３１とは反対側の端部では、第１部分１１７に連なる第２部分１１８が、ストリップ導体部１３の幅方向Ｙの一方側の表面を露出させて、ストリップ導体部１３を保持する。第１部分１１７の厚み方向Ｚの外表面は、第２部分１１８の厚み方向Ｚの外表面に連なり、第１部分１１７の幅方向Ｙのストリップ導体部１３が露出する側とは反対側の外表面は、第１部分１１７の幅方向Ｙのうち露出する側とは反対側の外表面に連なる。
【０１４４】
第２平面線路誘電体部１１５は、第２誘電体部２２と同じ物から質成り、第１平面線路誘電体部１１４の幅方向Ｙの他方側に積層して設けられ、第２誘電体部２２のうち、幅方向Ｙで、誘電体線路７の他方側に設けられる部分（以下、第２誘電体部分２２ｂという）に連なって、第２誘電体部分２２と一体に形成される。
【０１４５】
第３平面線路誘電体部１１６は、第２誘電体部２２と同じ物質から成り、第１平面線路誘電体部１１４の幅方向Ｙの一方側に積層して設けられ、第２誘電体部２２のうち、幅方向Ｙで、誘電体線路７の一方側に設けられる部分（以下、第１誘電体部分２２ａという）に連なって形成される。
【０１４６】
第１および第２平面線路誘電体部１１４，１１５の間には導体部１２１が設けられる。導体部１２１は、第２電極２３ｂと同じ物質から成り、第２電極２３ｂの伝播方向Ｘの端部に連なって形成される。導体部１２１は、平面線路１１２の非放射性誘電体線路３を含む位相制御部３２とは反対側の端部まで延びて形成される。導体部１２１の厚さは、一様に形成され第２電極２３ｂと同じ厚さに形成される。導体部１２１は直方体形状に形成され、積層方向Ｚの寸法は第２電極２３ｂの寸法に等しく選ばれる。第２電極２３ｂおよび導体部１２１は一体に形成され、第２電極２３ｂおよび導体部１２１から成る金属体は直方体の板状に形成される。
【０１４７】
平面線路１１２のうち前記第１部分１１７が形成される部分が、非放射性誘電体線路３およびストリップ線路３１の整合部と、ストリップ線路３１およびコプレーナ線路４１の整合部とを形成する。ストリップ線路３１は、非放射性誘電体線路３のＬＳＥモードに結合し、コプレーナ線路４１は、ストリップ線路３１のＴＥＭモードと結合する。
【０１４８】
第１平面回路１１２ａにおいて、第１平面線路誘電体部１１４のうちコプレーナ線路４１のストリップ線路３１とは反対側の端部１２０には、第１平面線路誘電体部１１４を幅方向Ｙに貫通するビアホール１２２が設けられる。ビアホール１１２には、接続導体１２３が設けられ、コプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂと、導体部１２１とをそれぞれ電気的に接続する。これによって導体部１２１と、コプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂとが導通するので、コプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂまたはコプレーナ接地導体接続部４７を、外部の接地部にワイヤボンディングすることによって、導体部１２１および接続導体１２３を介して、第２電極２３ｂに所定の電位を与えることができ、すなわち接地することができる。接続導体１２３の製法としては、第１平面線路誘電体部１１４に、第１表面５２から幅方向Ｙで第２電極２３ｂに向かってビアホール１１２の直径が小さくなるようにテーパを作製することによって、コプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂを作製する成膜工程において、コプレーナ接地導体部４５ａ，４５と同時に接続導体１２３を作製することができる。この場合には、接続導体１２３は、コプレーナ接地導体部４５ａ，４５と同様の物質によって形成される。接続導体１２３は、前述のように成膜工程において作製してもよいが、導電性接着剤を用いて作製してもよい。
【０１４９】
一対の電極２３ａ，２３ｂのうち第１電極２３ａには、電極接続配線１２４が接続される。電極接続配線１２４は、第２平面回路１１２ｂに設けられる。電極接続配線１２４は、伝搬方向Ｘに沿って配置される第１延在部１２５と、第１延在部１２５の第１電極２３ａとは反対側の端部に連なり、積層方向Ｚに延びる第２延在部１２６とを含んで構成される。第１延在部１２５と第２延在部１２６とは、Ｔ字状に連なる。前記第１延在部１２５の積層方向Ｚの寸法Ｌ１８と第２延在部１２６の伝播方向Ｘの寸法Ｌ１９とは、第２ストリップ導体部４４の積層方向Ｚの寸法Ｌ１３と等しく選ばれるか、またはそれ未満に形成される。電極接続配線１２４は、第１電極２３ａから露出部分１１９まで延在する。電極接続配線１２４は、第１部分１１７に積層して設けられ、ストリップ線路３１では第１部分１１７と第３平面線路誘電体部１１６との間に設けられる。第２延在部１２６は、露出部分１１９に設けられて露出する。第２延在部１２６の積層方向Ｚの両端部には、金属からなるワイヤボンディング用のパッド１２７がそれぞれ設けられる。
【０１５０】
第１延在部１２５は、第１部分１１７のうちストリップ導体部１３に積層される部分、および第２ストリップ導体部４４に積層される部分に積層して設けられる。すなわち第１延在部１２５の積層方向Ｚの中央と、ストリップ導体部１３および第２ストリップ導体部４４の積層方向Ｚの中央とを、積層方向Ｚに垂直な仮想一平面上に配置する。第１延在部１２５を、第１部分１１７のうちストリップ導体部１３に積層される部分、および第２ストリップ導体部４４に積層される部分に積層して設けることによって、第１延在部１２５と第２電極２３ｂとの間にストリップ導体部１３および第２ストリップ導体部４４のいずれかが介在されることになり、伝送損失を抑えることができる。
【０１５１】
パッド１２７は、露出部分１１９のうちコプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂに積層される部分に積層して設けられる。パッド１２７および接続導体１２３は、電圧印加２５に電気的に接続される。パッド１２７に電位を与えることによって、コプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂとの間に電界が印加されるが、パッド１２７と第２電極との間に電界が印加されるよりも、第１部分１２６のうち電界が印加される部分を小さくすることができる。第１部分１２６は、電界の印加によって誘電率が変化する物質によって形成されているが、電界が印加される部分を小さくすることによって、パッド１２７に電位が与えられたときに、コプレーナ線路４１の特性の変化に与える影響を低減することができる。
【０１５２】
第１電極２３ａは、非放射性誘電体線路３に形成され、またストリップ導体部１３とは、幅方向Ｙに重ならないように形成される。これによって、第１および第２電極２３ａ，２３ｂ間に電界を印加したときに、平面線路１１２において、第１平面線路誘電体部１１４の誘電率が変化せず、平面線路１１２における物性変化を防止することができ、非放射性誘電体線路３と、平面線路１１２との整合を保つことができる。
【０１５３】
電極接続配線１２４およびパッド１２７は、第１電極２３ａと同じ物質によって形成され、また第１電極２３ａの厚さと同じ厚さに形成される。
【０１５４】
移相器１１０では、コプレーナ線路４１のコプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂと、ストリップ線路３１の接地導体部３５と、位相制御部３２の接続導体部１１および第２接続導体部３３とは、電気的に接続される。これによって、コプレーナ線路４１の接地導体部４５ａ，４５ｂと、ストリップ線路３１の接地導体部３５と、位相制御部３２の接続導体部１１および第２接続導体部３３との電位を揃えることができ、移相器１１０の特性をより安定させることができる。
【０１５５】
コプレーナ接地導体接続導体部４７は、移相器１１０の伝播方向Ｚの両端面上にも形成される。コプレーナ接地導体接続導体部４７の移相器１１０の伝播方向Ｚの両端面上に形成される端面形成部分１３１と、第２ストリップ導体部４４とは離間して設けられる。
【０１５６】
移相器１１０は、前述の実施の形態の移相器４０と同様に作製され、薄膜形成方法およびフォトリソグラフィならびにエッチングを用いて作製される。まず基板に接続導体部１１と、接地導体部３５の一部と、コプレーナ接地導体接続部４７の一部となる導電体膜を積層し、この誘電体膜に、位相制御部３２の第２誘電体部分２２ｂと、ストリップ線路３１およびコプレーナ線路４１の第２平面線路誘電体部１１５との前駆体を積層し、これに第２電極２３ｂおよび導体部１２１を積層した後、誘電体線路７のうち接続導体部１１側の部分と、第１平面線路誘電体部１１４のうちストリップ導体部１３および第２ストリップ導体部１４よりも第２平面線路誘電体部１１５側の部分との前駆体を積層し、これにストリップ導体部１３および第２ストリップ導体部１４を積層して作製する。次に、第１平面線路誘電体部１１４のうちの残余の部分を作製するための前駆体を積層して形成し、第３平面線路誘電体部１１６の前駆体を形成した後、移相器とすべき部分を除いてエッチングして、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂと、第２接続導体部３３と、接地導体部３５の残余の部分と、コプレーナ接地導体接続部４７の残余の部分を形成する。このように位相制御部３２、ストリップ線路３１およびコプレーナ線路４１を同時に作製することによって、小型であって、位相特性が安定した移送器１１０を確実に作製することができる。また前述した実施の形態と同様に、基板上に複数の移相器１１０を同時に作製することができるが、隣接する移相器１１０の間の境界部をダイシングして、個別に切り出してもよい。
【０１５７】
以上のように移相器１１０では、非放射性誘電体線路３をＬＳＥモードで使用することによって、第１および第２電極２３ａ，２３ｂによって挟まれる誘電体線路７の厚さを薄くして、第１および第２電極２３ａ，２３ｂによる電界の印加効率を高くすることができるので、位相制御部３２の伝播方向の線路長が短くても、小さい電圧で所望の位相変化を得ることができる。また位相制御部３２ではＬＳＥモードで伝播する高周波信号を、擬似ＴＥＭモードで高周波信号が伝播するコプレーナ線路４１に良好に取り出すことができる。したがって、小型であって平面回路基板上への実装性が良好な移相器を実現することができる。
【０１５８】
また前述した第２誘電体部分２２ｂおよび第２平面線路誘電体部１１５は、石英ガラス、結晶化ガラスおよびランタンアルミネートなどのガラス、水晶、サファイア、ＭｇＯおよびＬａＡｌＯ３などの単結晶、アルミナ、フォルステライトおよびコーディライトなどのセラミックス、エポキシ樹脂、含フッ素樹脂、液晶ポリマーなどの樹脂などから成る低誘電率基板を用いて形成されてもよい。この場合、接続電極部１１と、接地導体部１４と、接続導体部４７の一部とを低誘電率基板に成膜する。
また移相器１１０では、ストリップ線路３１の高周波の電磁界分布が、非放射性誘電体線路３のＬＳＥモードの電磁界分布に近似することによって、ストリップ線路３１と非放射性誘電体線路３との接続部で電磁界が円滑に移行するので、接続損失を小さくすることができ、同様にストリップ線路３１のＴＥＭモードの電磁界分布が、コプレーナ線路３４の電磁界分布に近似することによって、ストリップ線路３１とコプレーナ線路３４との接続部で電磁界が円滑に移行するので、接続損失を小さくすることができる。したがって、移相器１１０における電磁界の損失が抑制される。
【０１５９】
さらに移相器１１０では、第１平面線路誘電体部１１４は、この第１平面線路誘電体部１１４を形成する物質と同じ物質から成る誘電体線路７に連なり、第２平面線路誘電体部１１５は、この第２平面線路誘電体部１１５を形成する物質と同じ物質から成る第２誘電体部分２２ｂに連なり、第１および第２平面線路誘電体部１１４，１１５の間に設けられる導体部１２１が、この導体部１２１を形成する物質と同じ物質から成る第２電極２３ｂに連なり、平面線路１１２の非放射性誘電体線路３とは反対側の端部まで延びて形成されるので、非放射性誘電体線路３と平面線路１１２とにおいて、同じ物質から成る部位が伝播方向におけて連続する。非放射性誘電体線路と平面線路との接続構造においては、接続部分において伝播方向Ｘに連なる非放射性誘電体線路の材質と平面線路の材質とが異なる場合と比較して、コプレーナ線路４１を伝播する擬似ＴＥＭモードから、マイクロストリップ線路３１を伝播する擬似ＴＥＭモード、さらには非放射性誘電体線路３を伝搬するＬＳＥモードに良好に結合され、異なる線路の接続部位における電磁波の反射を低減して、伝送損失をさらに低減することができる。
【０１６０】
また非放射性誘電体線路３を含む位相制御部３２および平面線路１１２において、伝播方向で連なる部位を、同じ物質によって形成するので、異なる物質から成る部位を接触させて作成する場合と比較して、製造プロセスを低減することができる。また位相制御部３２および平面線路１１２との接続部において隙間が発生すると、ショートが発生するおそれがあるが、位相制御部３２および平面線路１１２が成膜プロセスを用いて一体的に作製されるので、位相制御部３２および平面線路１１２との接続部において、隙間が発生することが防止され、信頼性の高い移相器を実現することができる。
【０１６１】
また第１平面線路誘電体部１１３は、ストリップ導体部１３を覆い、さらに第２ストリップ導体部４４のうち、ストリップ線路３１に含まれる部位と、コプレーナ線路４４に含まれる部位との接続部分まで覆って設けられるので、ストリップ線路３１と、コプレーナ線路３３との接続部分における連続性を向上させて、ストリップ線路３１とコプレーナ線路４４との接続部位における電磁波の反射を低減することができる。
【０１６２】
また電極接続配線１２４に電位を与えることによって、この電極接続配線１２４を介して第１電極２３ａに電位を与えて、これによって誘電体線路７に電界を印加することができる。第１電極２３ａが、誘電体線路７および第２誘電体部２２の間に埋め込まれていても、第１電極２３ａに所定の電位を与えることができる。
【０１６３】
本実施の形態では、平面線路としてストリップ線路３１およびコプレーナ線路３４について例示したが、平面線路としては、たとえばマイクロストリップ線路などを用いてもよく、この場合であっても、ストリップ線路３１およびコプレーナ線路３４を用いたときと、同様の作用効果を得ることができる。
【０１６４】
本発明の他の実施の形態では、移相器１１０において、移相器４０のように、位相制御部３２の誘電体線路７にストリップ導体部１３が挿入され、第１および第２電極２３ａ，２３ｂの間にストリップ導体部１３が設けられている構成としてもよい。
【０１６５】
図２９は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器１４０の構成を示す断面図である。本実施の形態の移相器１４０は、前述した実施の形態の移相器１１０と同様の構成であるので、同様の構成には同様の参照符号を付して、その説明を省略する。
【０１６６】
移相器１４０は、移相器１１０の構成に加えて、第２ストリップ導体部４４の、伝播方向Ｘにおいて第１ストリップ導体部１３とは反対側の端部に、ワイヤボンディング用のパッド１４１が設けられる。パッド１４１は、第２ストリップ導体部４４と同様の物質から成り、同様の厚みに形成される。パッド１４１は、コプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂおよびコプレーナ接地導体接続部４７から離間して設けられる。パッド１４１の積層方向Ｘの幅は、第２ストリップ導体部４４よりも大きく選ばれ、パッド１４１を設けることによって、ボンディングワイヤを接続しやすくすることができる。コプレーナ線路の中心導体、すなわち第２ストリップ導体部４４の積層方向Ｚの幅が１００μｍ以下となる場合に、パッド１４１が必要になる。コプレーナ線路４１のうち、延在方向Ｘにおいてパッド１４１が形成される部分と、残余の部分とのインピーダンスが極端に異なる場合には、インピーダンスを変換させ整合を取るような構造、たとえば第２ストリップ導体部４４の幅がパッド１４１の幅に等しくなるまで積層方向Ｚに徐々に大きくなるようなテーパ部を形成すればよい。
【０１６７】
図３０は、本発明の実施のさらに他の形態の移相器１５０の構成を示す断面図である。本実施の形態の移相器１４０は、前述した実施の形態の移相器１１０と同様の構成であるので、同様の構成には同様の参照符号を付して、その説明を省略する。移相器１４０は、移相器１１０の構成に加えて、コプレーナ線路４１のストリップ線路３１とは反対側の端部に、マイクロストリップ線路１５１を設けた構成である。マイクロストリップ線路１５１は、第２ストリップ導体部４４の第１ストリップ導体部１３とは反対側の端部に接続される第３ストリップ導体部１５２を有する。マイクロストリップ線路１５１は、コプレーナ線路４１からコプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂを除いた構成と同様である。第３ストリップ導体部１５１は、第２ストリップ導体部４４から離反するに連れて、積層方向Ｚの寸法が大きくなるテーパ部１５２と、テーパ部１５２の第２ストリップ導体部４４とは反対側に連なるストリップ導体本体１５３とを有する。このような構成にすることによって、コプレーナ線路４１とマイクロストリップ線路１５１とを結合して、マイクロストリップ線路１５１から移相器１５０への高周波信号の入出力を行うことができる。前記テーパ部１５２を設けることによって、コプレーナ線路４１とマイクロストリップ線路３１との間で、緩やかにモード変換させることができるので、接続損失が低減でき、良好な整合状態が得られる。
【０１６８】
本発明のさらに他の実施の形態では、前記移相器３０，４０，１１０，１４０，１５０において、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂと、接続導体部１１および第２接続導体部３３とは不連続に形成されてもよく、また接続導体部１１、接地導体部３５およびコプレーナ接地導体接続導体部４７が不連続に形成されてもよく、またストリップ誘電体部３４の積層方向Ｚが、接地導体部３５に覆われず、露出する構成であってもよい。
【０１６９】
移相器４０において、コプレーナ誘電体部４６は、誘電体線路７と同じ物質を含んで形成されてもよい。このようにコプレーナ誘電体部４６が、誘電体線路７と同じ物質を含んで形成される場合の移相器４０の製造方法を以下に述べる。このような移相器４０は、移相器３０と同様にして形成することができ、前述した移相器３０の製造方法において、第１導電体膜２７ａが接地導体部１４と、接地導体部３５の一部と、コプレーナ接地導体接続導体部４７の一部とを含み、第２誘電体膜２８ｂがストリップ誘電体部３４の一部と、コプレーナ誘電体部４６とを含み、第３導電体膜２７ｃがストリップ導体部１３と、第２ストリップ導体部４４と、コプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂと、接地テーパ部５４ａ，５４ｂとを含むように形成すればよく、第３導電体膜２７ｃのうち、コプレーナ線路４１を形成する部位を除いて、すなわち第２ストリップ導体部４４と、コプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂと露出させて、第３誘電体膜２８ｃの残部を形成して、第３誘電体膜２８ｃの残部に第４および第５誘電体膜２８ｄ，２８ｅを積層すればよい。また露出した移相器形成部分２９ａの側面に形成される第５導電体膜２７ｅが第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂ、第２接続導体部３３、接地導体部３５の残部およびコプレーナ接地導体接続導体部４７の残部を含むように形成すればよい。また前述したように移相器４０を作製すると、コプレーナ誘電体部４６に第２ストリップ導体部４４およびコプレーナ接地導体部４５ａ，４５ｂが電界に応じて誘電率が変化する誘電率変化層に積層して形成されることとなるが、この誘電体変化層には、第１および第２電極２３ａ，２３ｂによって電界が印加されないので、誘電率が変動することはなく、通常の誘電体としての働きをする。したがって、ストリップ誘電体部３４に誘電率変化層が含まれていても支障を与えることはない。以上のように、位相制御部３２とストリップ線路３１とコプレーナ線路４１とを同時に形成すれば、小型であって、位相特性が安定した移相器４０を確実に作製することができる。
【０１７０】
また第２誘電体部２２の一部およびストリップ誘電体部３４の一部とコプレーナ誘電体部４６とは、石英ガラス、結晶化ガラスおよびランタンアルミネートなどのガラス、水晶、サファイア、ＭｇＯおよびＬａＡｌＯ３などの単結晶、アルミナ、フォルステライトおよびコーディライトなどのセラミックス、エポキシ樹脂、含フッ素樹脂、液晶ポリマーなど樹脂から成る低誘電体基板を用いて形成されてもよい。この場合、低誘電体基板の厚さ方向の第１表面５２上に接続電極部１１および接地導体部３５の一部ならびにコプレーナ接地導体接続導体部４７の一部となる第１導電体膜２７ａを形成し、低誘電体基板の厚さ方向の第２表面上に第３誘電体膜２８ｃを形成する。この場合、低誘電体基板を分断した後、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂ、接地導体部３５の残部ならびにコプレーナ接地導体接続導体部４７の一部の残部とを形成する。
【０１７１】
また本発明のさらに他の実施の形態において、前述した各実施の形態の移相器２０，３０，４０，１１０，１４０，１５０において、第１および第２電極２３ａ，２３ｂを誘電体線路７に埋め込んで形成してもよい。第１および第２電極２３ａ，２３ｂは、誘電体部２２に電界を印加可能に設けられる。また第１および第２電極２３ａ，２３ｂの厚さは、誘電体線路７を伝播する電磁波の周波数に対する表皮厚さ未満に選ばれる。これによって、第１および第２電極２３ａ，２３ｂを誘電体線路７に埋め込んだときに、第１および第２電極２３ａ，２３ｂによる損失を低減することができる。このような構成であっても、移相器２０，３０，４０と同様の効果を達成することができ、さらに前述の移相器２０，３０，４０よりも第１および第２電極２３ａ，２３ｂの間隔をより近づけて設けることができるので、より低電圧で移相器を駆動することができる。本実施の形態における第１および第２電極２３ａ，２３ｂの体積抵抗率は、１０−５Ω・ｍ以上、好ましくは１０−４Ω・ｍ以上に選ばれる。
【０１７２】
また誘電体線路７に第１および第２電極２３ａ，２３ｂを埋め込んで設ける場合、複数の第１および第２電極２３ａ，２３ｂを、積層方向Ｚに所定の間隔をあけて、第１電極２３ａと第２電極２３ｂとが厚さ方向に交互に積層されるように形成してもよい。この場合接続導体部１１および第２接続導体部３３は形成せずに、第１電極２３ａは、第１平板導電体部８ａに接続され、第２電極２３ｂは、第２平板導電体部８ｂに接続される。電圧印加手段２５を第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂに接続することによって、第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂを介して、各第１電極２３ａと第２電極２３ｂ間に電圧を印加することができる。
【０１７３】
第１電極２３ａおよび第２電極２３ｂの数は、多くしたほうが、印加できる電界強度が大きくなるので、より低電圧でスイッチを動作させることができて好ましいが、第１電極２３ａおよび第２電極２３ｂの数を多くすると損失が大きくなる。電極を積層した場合では、電極の厚さの総和によって損失が決定される。電極の抵抗率が１×１０−４（Ω・ｍ）の場合で実用上は、電極の厚さの総和を３０ｎｍ以下とするのが好ましく、電極の抵抗率が１×１０−３（Ω・ｍ）の場合で実用上は、電極の厚さの総和が３２０ｎｍ以下とするのが好ましい。
【０１７４】
前述した各実施の形態の移相器では、第１および第２電極２３ａ，２３ｂに電圧を印加したときのカットオフ周波数をｆｃとし、誘電体線路７を伝播する電磁波の周波数をｆとしたとき、ｆｃとｆとは、１．０３＜ｆ／ｆｃ＜１．５を満たすように選ばれる。このように位相変化の大きいカットオフ周波数近傍で用いるので、短い線路長でも大きな位相変化が得られ、移相器を小型にすることができる。また同時に、電磁波の伝播方向に垂直な方向における誘電体線路７の断面寸法も小さくなることから、第１および第２電極２３ａ，２３ｂを相互に近接させることができ、低い電圧で大きな電界強度が得られることによって、低電圧で移相器を動作させることができる。カットオフ周波数付近の電磁波、すなわち１．０３＜ｆ／ｆｃ＜１．５を満たす周波数の電磁波を誘電体線路７に導波させると、カットオフ周波数から離反した周波数の電磁波、すなわちｆ／ｆｃ≧１．５を満たす電磁波を誘電体線路７に導波させる場合と比較して、単位長さあたりの伝送損失は大きくなるが、単位長さあたりの位相変化が大きいので、所定の位相変化を得るために必要な線路長を短くすることができ、これによって移相器による伝送損失を結果的に小さくすることができる。
【０１７５】
また前述した各実施の形態の移相器では、誘電体線路７は、誘電率が変化する物質から成るが、本発明の実施のさらに他の形態において、誘電体線路７は、誘電率が変化する物質から成る変化部を含む構成であればよい。前記変化部は、電界強度が高くなる部分に形成されるのが好ましく、たとえば幅方向Ｙおよび積層方向Ｚの中央部に形成される。このような構成すると、誘電体線路７のうち変化部が占める割合と、誘電体線路７のうち変化部が形成される領域とに応じて、同じ大きさで移相器を作製したときに得られる位相変化量が決定され、誘電体線路７全体が誘電率が変化する物質から成る場合よりも、位相変化量は小さくなるが、前述の実施の形態と同様に、小型な移相器を提供することができる。
【０１７６】
図３１は、本発明の実施の一形態の高周波送信器６０の構成を示す模式図である。高周波送信器６０は、前述した図１に示す実施の形態の移相器２０と、高周波発振器６１と、伝送線路６２と、送信用アンテナ６３と、スタブ６４とを含んで構成される。高周波発振器６１は、ガンダイオードを利用したガン発振器、またはインパットダイオードを利用したインパット発振器またはＦＥＴ（Field Effect Transistor）などを利用したＭＭＩＣ
（Microwave Monolithic Integrated Circuit）発振器などを含んで構成され高周波信号
を発生する。伝送線路６２は、マイクロストリップ線路またはストリップ線路によって構成される。伝送線路６２の高周波信号の伝送方向の第１端部６２ａは高周波発振器６１に接続され、伝送線路６２の高周波信号の伝送方向の第２端部６２ｂは送信用アンテナ６３に接続される。送信用アンテナ６３は、バッチアンテナまたはアレイアンテナによって実現される。高周波信号の伝送方向は、電磁波の伝播方向である。
【０１７７】
移相器２０は、高周波信号が誘電体線路７を通過するように、前述した非放射性誘電体線路３およびマイクロストリップ線路４が伝送線路６２に接続されて、伝送線路６２に挿入される。スタブ６４は、たとえばオープンスタブによって実現され、高周波発振器６１の特性調整回路として機能する。スタブ６４は、高周波信号の伝送方向における移相器２０の上流側および下流側のうち少なくとも一方で、前記伝送線路６２に設けられる。
【０１７８】
さらに具体的に述べると、伝送線路６２は、第１および第２伝送線路６８，６９を含んで構成される。第１伝送線路６８の高周波信号の伝送方向における第１端部６８ａは、高周波発振器６１に接続され、第１伝送線路６８の高周波信号の伝送方向における第２端部６８ｂは、移相器２０の位相制御部２１に接続される。第２伝送線路６９の高周波信号の伝送方向における第１端部６９ａは、移相器２０のマイクロストリップ線路４に接続され、第２伝送線路６９の高周波信号の伝送方向における第２端部６９ｂは、送信用アンテナ６３に接続される。
【０１７９】
高周波発振器６１で発生した高周波信号は、第１伝送線路６８、移相器２０の誘電体線路７およびストリップ導体部１３、ならびに第２伝送線路６９を通過して、送信用アンテナ６３に与えられ、送信用アンテナ６３から電波として放射される。
【０１８０】
高周波送信器６０では、高周波発振器６１と送信用アンテナ６３の途中にはスタブ６４が設けられ、高周波発振器６１の伝送線路６２への接続部や送信用アンテナ６３の伝送線路６２への接続部における不整合を整合できるようになっている。これによって接続部での反射を小さく抑えることができ、安定な発振特性が得られるとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い送信出力が得られる。ただし、スタブ６４を設けても、たとえば高周波発振器を接続するためのワイヤーおよび／またはバンプの形状ばらつき、および伝送線路６２の配線幅のばらつきなどによって一律に整合することができない。高周波送信器６０では、伝送線路６２に、伝送線路６２を伝送される高周波信号の電磁波が誘電体線路７を通過するように、前記移相器２０が挿入されるので、たとえば高周波発振器６１を接続するためのワイヤーおよび／またはバンプの形状ばらつき、および伝送線路の配線幅のばらつきなどによって伝送線路６２に起因して発生する位相のずれを個々に調整して整合をとることができ、安定な発振特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い送信出力を持つ高周波送信器６０を実現することができる。また移相器２０を前述したように小型で、かつ低電圧で動作させることができるので、移相器２０を設けても高周波送信器６０を小型に形成することができ、また移相器２０に電圧を与えるための構成が複雑化してしまうことを抑制することができる。
【０１８１】
高周波送信器６０では、移相器２０を用いているが、前記移相器２０に変えて、前述した実施の形態の移相器３０，４０，１１０，１４０，１５０など、前述した各実施の形態の移相器のうちのいずれか１つを用いてもよい。このように構成しても、同様の効果を達成することができる。また高周波送信器６０において、前記伝送線路６２は、マイクロストリップ線路およびストリップ線路の他に、コプレーナ線路、グランド付きコプレーナ線路、スロット線路、導波管または誘電体導波管などによって実現されてもよい。
【０１８２】
図３２は、本発明の実施の一形態の高周波受信器７０の構成を示す模式図である。図１４に示す前述した実施の形態の高周波送信器６０と同様の構成には、同一の参照符号を付して、その説明を省略する場合がある。
【０１８３】
高周波受信器７０は、前述した実施の形態の移相器２０と、高周波検波器７１と、伝送線路６２と、スタブ６４と、受信用アンテナ７３とを含んで構成される。高周波検波器７１は、たとえば、ショットキーバリアダイオード検波器、ビデオ検波器またはミキサＭＭＩＣなどによって実現される。
【０１８４】
伝送線路６２の高周波信号の伝送方向の第１端部６２ａは、高周波検波器７１に接続され、伝送線路６２の高周波信号の伝送方向の第２端部６２ｂは、受信用アンテナ７３に接続される。受信用アンテナ７３は、パッチアンテナまたはホーンアンテナによって実現される。
【０１８５】
移相器２０は、高周波信号が誘電体線路７を通過するように、伝送線路６２に挿入される。スタブ６４は、高周波信号の伝送方向における移相器２０の上流側および下流側のうち少なくとも一方で、前記伝送線路６２に設けられる。
【０１８６】
受信用アンテナ７３によって外部から到来する電波を捕捉すると、受信用アンテナ７３は電波に基づく高周波信号を伝送線路６２に与え、移相器２０の誘電体線路７を通過して、高周波検波器７１に受信した高周波信号が与えられる。高周波検波器７１は、高周波信号を検波して、高周波信号に含まれる情報を検出する。
【０１８７】
受信用アンテナ７３によって捕捉した高周波信号は、伝送線路６２に伝送されて高周波検波器７１によって検波される。受信用アンテナ７３と高周波検波器７１の途中にはスタブ６４が設けられ、高周波検波器７１の伝送線路６２への接続部や受信用アンテナ７３の伝送線路６２への接続部における不整合を整合できるようになっている。これによって接続部での反射を小さく抑えることができ、安定な検波特性が得られるとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い検波出力が得られる。スタブ６４を設けても、たとえば高周波検波器７１を接続するためのワイヤーおよび／またはバンプの形状ばらつき、および伝送線路６２の配線幅のばらつきなどによって一律に整合することができない。高周波受信器７０では、伝送線路６２には、伝送線路６２を伝送される高周波信号の電磁波が前記誘電体線路７を通過するように、前記移相器２０が挿入されるので、たとえば高周波検波器７１を接続するためのワイヤーおよび／またはバンプの形状ばらつき、および伝送線路の配線幅のばらつきなどによって伝送線路６２に起因して発生する位相のずれを個々に調整して、整合をとることができ、安定な検波特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い検波出力を持つ高周波受信器７０を実現することができる。また移相器２０を前述したように小型で、かつ低電圧で動作させることができるので、移相器２０を設けても高周波受信器７０を小型に形成することができ、また移相器２０に電圧を与えるための構成が複雑化してしまうことを抑制することができる。
【０１８８】
高周波受信器７０では、移相器２０を用いているが、前記移相器２０に変えて、前述した実施の形態の移相器３０，４０，１１０，１４０，１５０など、前述した各実施の形態の移相器のうちのいずれか１つを用いてもよい。このように構成しても、同様の効果を達成することができる。また高周波受信器７０において、前記伝送線路６２は、マイクロストリップ線路およびストリップ線路の他に、コプレーナ線路、グランド付きコプレーナ線路、スロット線路、導波管または誘電体導波管などによって実現されてもよい。
【０１８９】
図３３は、本発明の実施の一形態の高周波送受信器８０を備えるレーダ装置９０の構成を示す模式図である。レーダ装置９０において、図３１および図３２に示す前述した実施の形態の高周波送信器６０および高周波受信器７０と同様の構成には、同一の参照符号を付して、その説明を省略する場合がある。レーダ装置９０は、高周波送受信器８０と、距離検出器９１を含んで構成される。
【０１９０】
高周波送受信器８０は、前述した実施の形態の移相器２０と、高周波発振器６１と、第１〜第５伝送線路８１，８２，８３，８４，８５と、分岐器８６と、分波器８７と、送受信用アンテナ８８と、ミキサ８９と、スタブ６４とを含んで構成される。送受信用アンテナ８８は、パッチアンテナまたはホーンアンテナによって実現される。第１〜第５伝送線路８１，８２，８３，８４，８５は、前述した伝送線路６２と同様の構成を有する。
【０１９１】
第１伝送線路８１の高周波信号の伝送方向の第１端部８１ａは、高周波発振器６１に接続され、第１伝送線路８１の高周波信号の伝送方向の第２端部８１ｂは、分岐器８６に接続される。移相器２０は、高周波信号が誘電体線路７を通過するように、第１伝送線路８１に挿入される。スタブ６４は、高周波信号の伝送方向における移相器２０の上流側および下流側のうち少なくとも一方で、前記第１伝送線路８１に設けられる。
【０１９２】
分岐器８６は、第１、第２および第３端子８６ａ，８６ｂ，８６ｃを有し、第１端子８６ａに与えられる高周波信号を、第２端子８６ｂおよび第３端子８６ｃに選択的に出力する。分岐器８６は、たとえば高周波スイッチ素子によって実現される。分岐器８６には、図示しない制御部から制御信号が与えられ、制御信号に基づいて第１端子８６ａおよび第２端子８６ｂ、または第１端子８６ａおよび第３端子８６ｃを選択的に接続する。レーダ装置９０は、パルスレーダによって実現される。前記制御部は、第１端子８６ａおよび第２端子８６ｂを接続して、パルス状の高周波信号を第２端子８６ｂから出力させた後、第１端子８６ａおよび第３端子８６ｃを接続して、高周波信号を第３端子８６ｃから出力させる。第２端子８６ｂには、第２伝送線路８２の高周波信号の伝送方向の第１端部８２ａが接続される。前記第３端子８６ｃには、第４伝送線路８４の高周波信号の伝送方向の第１端部８４ａが接続される。
【０１９３】
分波器８７は、第４、第５および第６端子８７ａ，８７ｂ，８７ｃを有し、第４端子８７ａに与えられる高周波信号を第５端子８７ｂに出力し、第５端子８７ｂに与えられる高周波信号を第６端子８７ｃに出力する。第２伝送線路８２の高周波信号の伝送方向の第２端部８２ｂは、前記第４端子８７ａに接続される。前記第５端子８７ｂには、第３伝送線路８３の高周波信号の伝送方向の第１端部８３ａが接続される。第３伝送線路８３の高周波信号の伝送方向の第２端部８３ｂは、送受信用アンテナ８８に接続される。
【０１９４】
前記第６端子８７ｃには、第５伝送線路８５の高周波信号の伝送方向の第１端部８５ａが接続される。第４伝送線路８４の高周波信号の伝送方向の第２端部８４ｂと、第５伝送線路８５の高周波信号の伝送方向の第２端部８５ｂとは、ミキサ８９に接続される。分波器８７は、ハイブリッド回路によって実現される。ハイブリッド回路は、方向性結合器であって、マジックＴ、ハイブリッドリングまたはラットレースなどによって実現される。
【０１９５】
高周波発振器６１で発生した高周波信号は、第１伝送線路８１および移相器２０の誘電体線路７を通過して、分岐器８６、第２伝送線路８２、分波器８７、および第３伝送線路８２を介して送受信用アンテナ８８に与えられ、送受信用アンテナ８８から電波として放射される。また、高周波発振器６１で発生した高周波信号は、第１伝送線路８１および移相器２０の誘電体線路７を通過して、分岐器８６および第４伝送線路８４を介してミキサ８９にローカル信号として与えられる。
【０１９６】
送受信用アンテナ８８によって外部から到来する電波を受信すると、送受信用アンテナ８８は電波に基づく高周波信号を第３伝送線路８３に与え、分波器８７、第５伝送線路８５を介してミキサ８９に与えられる。
【０１９７】
ミキサ８９は、第４および第５伝送線路８４，８５から与えられる高周波信号を混合して中間周波信号を出力する。ミキサ８９から出力される中間周波信号は、距離検出器９１に与えられる。
【０１９８】
距離検出器９１は、前述した高周波検波器７１を含んで構成され、高周波送受信器８０から放射され、測定対象物によって反射された電波（エコー）を受信して得られる前記中間周波信号に基づいて、高周波送受信器８０から測定対象物までの距離、たとえば送受信用アンテナ８８と測定対象物との間の距離を算出する。距離検出器９１は、たとえばマイクロコンピュータによって実現される。
【０１９９】
高周波送受信器８０では、高周波信号が前記誘電体線路７を通過するように、前記第１伝送線路８１に、前記移相器２０が挿入されることによって、たとえば配線幅のばらつきなどによって伝送線路６２に起因して不所望に変化する高周波信号の位相を調整して、たとえば安定な発振特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い送信出力を持つ高周波送受信器８０を実現することができ、また、たとえば安定な検波特性を持つとともに、挿入損失が小さく抑えられるために高い検波出力を持つ高周波送受信器８０を実現することができ、また、たとえばミキサ８９によって生成される中間周波数信号の信頼性を向上させることができる。また移相器２０を前述したように小型で、かつ低電圧で動作させることができるので、移相器２０を設けても高周波送受信器８０を小型に形成することができ、また移相器２０に電圧を与えるための構成が複雑化してしまうことを抑制することができる。
【０２００】
レーダ装置９０では、前記高周波送受信器８０からの中間周波信号に基づいて、距離検出器が探知対象物までの距離を検出するので、検知対象物までの距離を正確に検出することができる。
【０２０１】
前記分岐器８６は、方向性結合器によって実現されてもよく、この場合第１端子８６ａに与えられる高周波信号は、第２端子８６ｂおよび第３端子８６ｃに分岐して出力される。この場合には、前述した構成と比較して、送受信用アンテナ８８から出力される電波の電力が低くなるが、分岐器８６を制御する必要がないので装置の制御が簡単になる。
【０２０２】
本実施の形態では、第１伝送線路８１に移相器２０が挿入されるが、本発明のさらに他の実施では、移相器２０は、第１〜第５伝送線路８１〜８５の少なくともいずれか１つに、高周波信号が前記誘電体線路７を通過するように挿入されてもよい。このような構成であっても、同様の効果を達成することができる。
【０２０３】
また高周波送受信器８０では、移相器２０を用いているが、前記移相器２０に変えて、前述した実施の形態の移相器３０，４０，１１０，１４０，１５０など、前述した各実施の形態の移相器のうちのいずれか１つを用いてもよい。このように構成しても、同様の効果を達成することができる。
【０２０４】
また本発明の実施のさらに他の形態では、前記分波器８７は、サーキュレータによって実現されてもよく、この様な構成であっても、同様の効果を達成することができる。
【０２０５】
図３４は、本発明の実施の形態の移相器２０を備えるアレイアンテナ装置９９を含むレーダ装置１００の構成を示す模式図である。本発明の形態において、前述実施の形態と同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する。レーダ装置１００は、アレイアンテナ装置９９と、高周波送受信器１０９と距離検出器９１を含んで構成される。
【０２０６】
アレイアンテナ装置９９は、アンテナ素子１０１とこのアンテナ素子１０１に付加される移相器２０とによって構成される移相器付アンテナ素子１０５が配列されて設けられるアンテナアレー体１０２と、各移相器付アンテナ素子１０５に接続される伝送線路１０７とを含んで構成される。本発明の実施の形態では、複数のアンテナ素子１０１は、放射方向を揃えて、一列に並べられる。アンテナ素子１０１は、配列方向Ｒに沿って、相互に等しい間隔をあけて設けられる。
【０２０７】
アンテナ素子１０１は、たとえばスロットアンテナ、マイクロストリップアンテナ、ホーンアンテナまたは反射鏡アンテナによって実現される。本発明の実施の形態では、アレイアンテナ装置９９は、８つのアンテナ素子１０１と、８つの移相器２０とを有する。
【０２０８】
伝送線路１０７は、分岐器１０３を含んで構成され、入力部１０４から入力される高周波信号を分岐器１０３によって複数に分岐して、各移相器付アンテナ１０５に与える。伝送線路１０７は、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、グランド付きコプレーナ線路、スロット線路、導波管または誘電体導波管などによって実現される。
【０２０９】
高周波送受信器１０９は、前述した各実施の形態の高周波送受信器８０によって構成されてもよく、また高周波送受信器８０において移相器を備えないものであってもよく、アレイアンテナ装置９９に高周波信号を与え、かつアレイアンテナ装置９９によって捕捉した高周波信号を受信する従来からの高周波送受信器によって構成されてもよい。
【０２１０】
伝送線路１０７と、各移相器付アンテナ素子１０５のアンテナ素子１０１との間には、それぞれ移相器２０が設けられる。伝送線路１０７を伝播する高周波信号は、移相器２０の誘電体部２２を通過してアンテナ素子１０１に与えられる。各移相器２０によって、高周波信号の位相をずらすことによって、各アンテナ素子から放射される電波の位相を調整して、図３４に示すように等位相面を配列方向Ｒの第１方向Ｒ１から第２方向Ｒ２に向かうにつれて、隣接するアンテナ素子１０１から放射される電波の位相を、Δφずつずらすことによって、放射ビーム１０６の方向を正面からアンテナ素子１０１の配列方向Ｒの第１方向Ｒ１または第２方向Ｒ２に角度θだけ傾けることができる。
【０２１１】
移相器２０は、小型でかつ低電圧で動作させることができるので、アレイアンテナ装置９９が大型化することがない。アレイアンテナ装置９９は、移相器２０を備えることによって、放射ビームの方向を変更することができ、これによってアンテナ素子１０１を機械的に動作させることなく、放射ビームの方向を変更することができ、利便性を向上させることができる。またレーダ装置１００が大型化することなく、また放射ビームの方向を容易に変更することができるので、利便性の高いレーダ装置を実現することができる。
【０２１２】
またアレイアンテナ装置９９では、移相器２０を用いているが、前記移相器２０に変えて、移相器３０，４０，１１０，１４０，１５０および前述した各実施の形態の移相器のうちのいずれか１つを用いてもよい。このように構成しても、同様の効果を達成することができる。
【０２１３】
本発明の実施の一形態の誘電体導波路デバイスである高周波スイッチは、前述した各実施の形態の移相器のいずれかと同じ構成を有する。以下、「高周波スイッチ」を、単に「スイッチ」という。このようなスイッチでは、第１および第２電極２３ａ，２３ｂに電圧を印加することによって、非放射性誘電体線路３におけるカットオフ周波数を変更することができる。誘電体線路７に印加される電界に応じて、非放射性誘電体線路３におけるカットオフ周波数が、誘電体線路７を伝播する電磁波の周波数より低くなる伝播状態と、前記電磁波の周波数より高くなるカットオフ状態とを切り替え可能であるので、第１および第２電極２３ａ，２３ｂに印加する電圧を変化させることによって、前記伝播状態と前記カットオフ状態とを容易に切り替えることができる。スイッチング態様がＯＦＦ状態の時は、カットオフ状態になるので、本質的に高いＯＮ／ＯＦＦ比を得ることができる。また、機械的な駆動部分がないため、耐久性に優れた信頼性の高い高周波スイッチを実現することができる。また前記構成によって、低い電圧でカットオフ周波数を変化させることができるスイッチを実現することができる。また前記接続構造によって、ＬＳＥモードの高周波信号を、平面線路に良好に取り出すことができるので、平面回路基板上への実装性が良好である高周波スイッチを実現することができる。また、機械的な駆動部分がないため、耐久性に優れた信頼性の高い高周波スイッチを実現することができる。
【０２１４】
本発明の実施の一形態の誘電体導波路デバイスである減衰器は、前述した各実施の形態の移相器のいずれかと同じ構成を有する。このような減衰器では、第１および第２電極２３ａ，２３ｂに電圧を印加することによって、非放射性誘電体線路３におけるカットオフ周波数を変更して、伝播特性を変化させることができる。誘電体線路７に印加される電界に応じて、非放射性誘電体線路３における伝播特性を変化させることによって、高周波信号を減衰することができ、また前記接続構造によって、ＬＳＥモードの高周波信号を、平面線路に良好に取り出すことができるので、平面回路基板上への実装性が良好である減衰器を実現することができる。減衰器は、前述した移相器と同様にカットオフ周波数をｆｃとし、使用周波数をｆとしたとき、１．０３＜ｆ／ｆｃ＜１．５となるように、好ましくは、１．０３＜ｆ／ｆｃ＜１．２となるように形成される。また第１および第２電極２３ａ，２３ｂに与える電圧を小さくしても、変化部に大きな電界強度の電界が与えられ、またカットオフ周波数近傍の減衰特性を用いることから、伝送線路の線路長が短くても、変化部に大きな電界強度の電界が与えられ、伝送線路の線路長が短くても電磁波を十分に減衰させることができるので、小型で、かつ低電圧で動作させることができる減衰器を実現することができる。また、機械的な駆動部分がないため、耐久性に優れた信頼性の高い減衰器を実現することができる。
【０２１５】
図３５は、本発明の実施の他の形態の高周波送信器１６０の構成を示す模式図である。高周波送信器１６０は、前述した図３１の高周波送信器６０の移相器２０に代えて、高周波スイッチ１６１を設け、スタブ６４を除いた構成であるので、同様の構成には、同様の参照符号を付してその説明を省略する。スイッチ１６１は、前述した実施の形態の移相器３０，４０，１１０，１４０，１５０など、前述した各実施の形態の移相器のいずれかと同じ構成を有する。
【０２１６】
スイッチ１６１は、前述した非放射性誘電体線路３と、マイクロストリップ線路４、ストリップ線路３１、コプレーナ線路４１またはマイクロストリップ線路１５１とが高周波伝送線路６２に接続されて、高周波伝送線路６２に挿入され、伝播状態とすることによって高周波伝送線路６２に伝送される高周波信号を透過し、カットオフ状態とすることによって高周波伝送線路６２に伝送される高周波信号を遮断する。
【０２１７】
スイッチ１６１が伝播状態のとき、高周波発振器６１が発生した高周波信号は、伝送線路６２に伝送されて、スイッチ１６１の誘電体線路７を通過して送信用アンテナ６３に与えられ、電波として放射される。またスイッチ１６１がカットオフ状態のとき、高周波発振器６１が発生した高周波信号は、スイッチ１６１を透過しないので送信用アンテナ６３には伝送されない。スイッチ１６１の伝播状態とカットオフ状態とを切換えることによって、送信用アンテナ６３からパルス信号波を放射することができる。大きなＯＮ／ＯＦＦ比を得ることができるとともに、耐久性に優れた信頼性の高い高周波スイッチを用いることによって、信頼性の高い高周波送信器を実現することができる。電圧印加手段が、所定の情報に基づいて、スイッチ１６１に電圧を印加して、スイッチ１６１をＯＮ／ＯＦＦすることによって、所定の情報に対応した電波を送信用アンテナ６３から放射させることができる。
【０２１８】
本発明の実施の他の形態のレーダ装置では、図３３に示される前述したレーダ装置９０において、高周波送受信器８０における移相器２０を前記スイッチ１６１に代えて構成してもよい。第１伝送線路８１に挿入されるスイッチ１６１を伝播状態とすることによって、高周波発振器６１が発生した高周波信号は、第１伝送線路８１に伝送されて分岐器８６の第１端子８６ａに与えられ、分岐器８６の第２端子８６ｂから第２伝送線路８２に与えられ、分波器８７の第４端子８７ａに与えられて、分波器８７の第５端子８７ｂから第３伝送線路８３に与えられて、送受信用アンテナ８８から放射される。また第１伝送線路８１に挿入されるスイッチ１６１がカットオフ状態となると、高周波発振器６１が発生した高周波信号はスイッチ１６１を透過しないので、遮断されて、送受信用アンテナ８８からは放射されない。スイッチ１６１の伝播状態とカットオフ状態とを切換えることによって、送受信用アンテナ８８からパルス信号波を放射することができる。大きなＯＮ／ＯＦＦ比を得ることができるとともに、耐久性に優れた信頼性の高いスイッチ１６１を用いることによって、信頼性の高い高周波送受信器を実現することができる。本実施の形態では、第１伝送線路８１にスイッチ１６１が挿入されるが、本発明のさらに他の実施では、スイッチ１６１は、第１〜第３伝送線路８１〜８３の少なくともいずれか１つに、挿入されてもよい。このような構成であっても、第１〜第３伝送線路８１〜８３の少なくともいずれか１つに挿入されるスイッチ１６１を全て伝播状態とし、また第１〜第３伝送線路８１〜８３の少なくともいずれか１つに挿入されるスイッチ１６１のうち１つでもカットオフ状態とすることによって、送受信用アンテナ８８からパルス信号波を放射することができ、前述のレーダ装置と同様の効果を達成することができる。
【０２１９】
本発明の実施のさらに他の形態のレーダ装置は、前記各実施の形態のレーダ装置において、高周波送受信器８０を構成する分岐器８６を、２つのスイッチ１６１によって構成してもよい。
【０２２０】
図３６は、スイッチ１６１によって構成される分岐器８６の構成を示す模式図である。２つのスイッチ１６１を、第１スイッチ１６１Ａおよび第２スイッチ１６１Ｂという。第１スイッチ１６１Ａは、伝播状態とすることによって第１端子８６ａおよび第２端子８６ｂ間で高周波信号を透過し、かつカットオフ状態とすることによって第１端子８６ａおよび第２端子８６ｂ間で高周波信号を遮断する。第２スイッチ１６１Ｂは、伝播状態とすることによって第１端子８６ａおよび第３端子８６ｃ間で高周波信号を透過し、かつカットオフ状態とすることによって第１端子８６ａおよび第３端子８６ｃ間で高周波信号を遮断する。第１および第２スイッチ１６１Ａ，１６１Ｂの、電磁波の伝播方向Ｘにおける第１端部同士を接続して第１端子８６ａとする。また第１スイッチ１６１Ａの電磁波の導波方向Ｘにおける第２端部を第２端子８６ｂとする。また第２スイッチ１６１Ｂの電磁波の導波方向Ｘにおける第２端部を第３端子８６ｃとする。
【０２２１】
第１および第２スイッチ１６１Ａ，１６１Ｂには、図示しない制御部から制御信号が与えられ、制御信号に基づいて第１スイッチ１６１Ａが伝播状態のときに、第２スイッチ１６１Ｂをカットオフ状態とし、第１スイッチ１６１Ａがカットオフ状態のときに、第２スイッチ１６１Ｂを伝播状態とすることによって、第１端子８６ａから入力される高周波信号を、第２および第３端子８６ｂ，８６ｃから選択的に出力することができる。レーダ装置９０は、パルスレーダによって実現される。前記制御部は、第１および第２スイッチ１６１Ａ，１６１Ｂを制御して、第１端子８６ａおよび第２端子８６ｂを接続して、パルス状の高周波信号を第２端子８６ｂから出力させた後、第１および第２スイッチ１６１Ａ，１６１Ｂを制御して、第１端子８６ａおよび第３端子８６ｃを接続して、高周波信号を第３端子８６ｃから出力させる。大きなＯＮ／ＯＦＦ比を得ることができるとともに、耐久性に優れた信頼性の高いスイッチ１６１を用いて分岐器８６を構成することによって、信頼性の高い高周波送受信器を実現することができる。
【０２２２】
本発明の実施のさらに他の形態のレーダ装置は、前記各実施の形態のレーダ装置において、高周波送受信器８０を構成する分波器８７を、２つのスイッチ１６１によって構成してもよい。
【０２２３】
図３７は、スイッチ１６１によって構成される分波器８７の構成を示す模式図である。分波器８７は、２つのスイッチ１６１を含んで構成される。２つのスイッチ１６１を、第３スイッチ１６１Ｃおよび第４スイッチ１６１Ｄという。第３スイッチ１６１Ｃは、伝播状態とすることによって第４端子８７ａおよび第５端子８７ｂ間で高周波信号を透過し、かつカットオフ状態とすることによって第４端子８７ａおよび第５端子８７ｂ間で高周波信号を遮断する。第４スイッチ１６１Ｄは、伝播状態とすることによって第５端子８７ｂおよび第６端子８７ｃ間で高周波信号を透過し、かつカットオフ状態とすることによって第５端子８７ｂおよび第６端子８７ｃ間で高周波信号を遮断する。第３スイッチ１６１Ｃの、電磁波の伝播方向Ｘにおける第１端部を、第４端子８７ａとする。また第３および第４スイッチ１６１Ｃ，１６１Ｄの、電磁波の伝播方向Ｘの第２端部同士を共通に接続して、第５端子８７ｂとする。第４スイッチ１６１Ｄの電磁波の伝播方向Ｘの第１端部を、第６端子８７ｃとする。
【０２２４】
第３および第４スイッチ１６１Ｃ，１６１Ｄには、図示しない制御部から制御信号が与えられ、制御信号に基づいて第３スイッチ１６１Ｃが伝播状態のときに、第４スイッチ１６１Ｄをカットオフ状態とし、第３スイッチ１６１Ｃがカットオフ状態のときに、第４スイッチ１６１Ｄを伝播状態とすることによって、第４端子８７ａから入力される高周波信号を、第５端子８７ｂから出力し、第５端子８７ｂから入力される高周波信号を、第６端子８７ｃから出力することができる。前記制御部は、第３および第４スイッチ１６１Ｃ，１６１Ｄを制御して、第４端子８７ａおよび第５端子８７ｂを接続して、パルス状の高周波信号を送受信用アンテナ８８に伝送した後、第３および第４スイッチ１６１Ｃ，１６１Ｄを制御して、第５端子８７ｂおよび第６端子８７ｃを接続して、送受信用アンテナ８８によって捕捉した高周波信号を第６端子８７ｃから出力させる。制御部は、第１および第３スイッチ１６１Ａ，１６１Ｃが伝播状態となり、かつ第２および第４スイッチ１６１Ｂ，１６１Ｄがカットオフ状態となるように、または、第１および第３スイッチ１６１Ａ，１６１Ｃがカットオフ状態となり、第２および第４スイッチ１６１Ｂ，１６１Ｄが伝播状態となるように、第１〜第４スイッチ１６１Ａ〜１６１Ｄを制御する。大きなＯＮ／ＯＦＦ比を得ることができるとともに、耐久性に優れた信頼性の高いスイッチ１６１を用いて分波器８７を構成することによって、信頼性の高い高周波送受信器を実現することができる。
【０２２５】
前述した各実施の形態において、前記変化部は、印加電界に応じて寸法が変化する圧電素子によって構成されてもよい。印加電圧に応じて、電圧の印加方向において圧電素子の寸法が変化する、すなわち圧電素子の前記電圧の印加の方向における厚さが変化することによって、カットオフ周波数を変化させることができ、前述した実施の形態と同様の効果を達成することができる。圧電素子は、たとえば水晶、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３、ＢａＴｉＯ３、ＬｉＮｂＯ３またはＳｂＳＩなどによって形成される。
【０２２６】
なお、本発明は以上の実施の形態の例および実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行なうことは何等差し支えない。すなわち本発明の実施のさらに他の形態では、前述した各実施の形態を組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２２７】
【図１】本発明の実施の一形態の非放射性誘電体線路と平面線路との接続構造を有する伝送線路２の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】電磁波の伝播方向Ｘに沿う誘電体線路７およびストリップ導体部１３の軸線Ａ１を含み、誘電体線路７と第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂとの積層方向Ｚに沿う仮想一平面における伝送線路２の断面図である。
【図３】図２の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図である。
【図４】図２の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た断面図である。
【図５】本発明の実施の一形態の移相器２０の構成を模式的に示す斜視図である。
【図６】位相制御部２１の電磁波の伝播方向Ｘに垂直な仮想一平面における断面図である。
【図７】移相器２０の製造工程を示す模式図であり、図７（１）〜図７（３）は各工程終了後の位相制御部２１が形成される部位の断面図である。
【図８】図７（１）の切断面線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩから見た断面図である。
【図９】本発明の実施の一形態の移相器３０の断面図である。
【図１０】図９の切断面線Ｘ−Ｘから見た断面図である。
【図１１】図９の切断面線ＸＩ−ＸＩから見た断面図である。
【図１２】図９の切断面線ＸＩＩ−ＸＩＩから見た断面図である。
【図１３】図９の切断面線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩから見た断面図である。
【図１４】移相器３０の製造工程を示す模式図であり、図１４（１）〜図１４（３）は各工程終了後の位相制御部３２が形成される部位の断面図である。
【図１５】図１４（１）の切断面線ＸＶ−ＸＶから見た断面図である。
【図１６】本発明の実施のさらに他の形態の移相器４０の構成を模式的に示す斜視図である。
【図１７】電磁波の伝播方向Ｘに沿う誘電体線路７およびストリップ導体部１３の軸線Ａ１を含み、誘電体線路７と第１および第２平板導電体部８ａ，８ｂとの積層方向Ｚに垂直な仮想一平面における断面図である。
【図１８】図１７の切断面線ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩから見た断面図である。
【図１９】図１８の切断面線ＸＩＸ−ＸＩＸから見た断面図である。
【図２０】図１８の切断面線ＸＸ−ＸＸから見た断面図である。
【０２２８】
【図２１】本発明の実施のさらに他の形態の移相器１１０の構成を模式的に示す断面図である。
【図２２】図２１の切断面線Ｂ１−Ｂ１から見た移相器１１０の断面図である。
【図２３】移相器１１０の一部を切欠いて模式的に示す斜視図である。
【図２４】図２１の切断面線Ｂ２−Ｂ２から見た断面図である。
【図２５】図２１の切断面線Ｂ３−Ｂ３から見た断面図である。
【図２６】図２１の切断面線Ｂ４−Ｂ４から見た断面図である。
【図２７】図２１の切断面線Ｂ５−Ｂ５から見た断面図である。
【図２８】図２１の切断面線Ｂ６−Ｂ６から見た断面図である。
【図２９】本発明の実施のさらに他の形態の移相器１４０の構成を示す断面図である。
【図３０】本発明の実施のさらに他の形態の移相器１５０の構成を示す断面図である。
【図３１】本発明の実施の一形態の高周波送信器６０の構成を示す模式図である。
【図３２】本発明の実施の一形態の高周波受信器７０の構成を示す模式図である。
【図３３】本発明の実施の一形態の高周波送受信器８０を備えるレーダ装置９０の構成を示す模式図である。
【図３４】本発明の実施の形態の移相器２０を備えるアレイアンテナ装置９９の構成を示す模式図である。
【図３５】本発明の実施の他の形態の高周波送信器１６０の構成を示す模式図である。
【図３６】スイッチ１６１によって構成される分岐器８６の構成を示す模式図である。
【図３７】スイッチ１６１によって構成される分波器８７の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【０２２９】
２  伝送線路
３  非放射性誘電体線路
４  マイクロストリップ線路
５，６  第１端面
７  誘電体線路
８ａ  第１平板導電体部
８ｂ  第２平板導電体部
１１  接続導体部
１２，３４  ストリップ誘電体部
１３  ストリップ導体部
１４，３５  接地導体部
２０，３０，４０，１１０，１４０，１５０  移相器
２２  第２誘電体部
２３ａ  第１電極
２３ｂ  第２電極
３１  ストリップ線路
３７  突出部
４１  コプレーナ線路
４４  第２ストリップ導体部
６０  高周波送信器
６１  高周波発信器
６２  伝送線路
６３  送信用アンテナ
６４  スタブ
７０  高周波受信器
７１  高周波検波器
７３  受信用アンテナ
８０  高周波送受信器
９０  レーダ装置
９１  距離検出器
８１，８２，８３，８４，８５  第１〜第５伝送線路
８６  分岐器
８７  分波器
８８  送受信用アンテナ
８９  ミキサ
１１２  平面線路
１１４  第１平面線路誘電体部
１１５  第２平面線路誘電体部
１１７  第１部分
１１８  第２部分
１２４  電極接続配線
【図１】
0004615486.tif 000005
【図２】
0004615486.tif 000006
【図３】
0004615486.tif 000007
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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