(57)【要約】【課題】キャパシタンスの変化の自在度が高く、その変化も迅速である移相器の提供を目的とする。【解決手段】入力端子Ｐと、この入力端子Ｐに接続され、温度制御により誘電率が変化する強誘電体基板１上に形成された導体からなるマイクロストリップライン２と、前記マイクロストリップライン２に接続された出力端子Ｑとを備えたことを特徴とする移相器である。特に、前記強誘電体は、チタン酸バリウムであることを特徴とし、チタン酸バリウムの温度による誘電率の変化を利用している。【選択図】  図１
2005347849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子と、この入力端子に接続され、温度制御装置により誘電率が変化する強誘電体基板１上に形成された導体からなるマイクロストリップラインと、前記マイクロストリップラインに接続された出力端子と、前記温度制御装置を備えたことを特徴とする移相器。
【請求項２】
前記強誘電体は、ＢａＴｉＯ３であることを特徴とする請求項１記載の移相器。
【請求項３】
前記強誘電体は、純度が９８％以上のＢａＴｉＯ３であることを特徴とする請求項２に記載の移相器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体を利用した移相器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移相器として図３ａ）に示したような、入力端子Ｐと、この入力端子Ｐに接続され、誘電体基板１上に形成された導体からなるマイクロストリップライン２と、そのマイクロストリップライン２に接続された出力端子Ｑとを備えたものがある。入力端子Ｐと出力端子Ｑ間には、分布定数回路が接続される。これにより、出力信号の位相を入力信号の位相と変えることができ、インピーダンスの整合を取ることが可能である。
【０００３】
図３ａ）に示した移相器の誘電体基板１、マイクロストリップライン２の形は予めきまっているため、移相器のキャパシタンスは一定である。そのため、入力信号の周波数が変化した場合は、インピーダンスの整合を取ることができないという問題がある。
【０００４】
そのため、特許文献１に示したように、第１の地導体と内導体および第２の地導体と内導体の間に位置する１対の可動誘電体板により構成される移相器がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２０５００２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記移相器は誘電体板を機械的に動かしてキャパシタンスを変化させるため、寿命が短く、屋外での使用に適さない上に、キャパシタンスの変化を迅速に行なうことができない。そのため、バラクタダイオードを移相器に利用して、キャパシタンスの変化を電気的に迅速に行なわせる方法もあるが、バラクタダイオードを用いた場合のキャパシタの変化の割合は小さい。
【０００７】
そこで本発明が解決しようとする課題は、キャパシタンスの変化量が大きく、その変化も迅速で長寿命の移相器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、移相器において、入力端子と、この入力端子に接続され、温度制御装置により誘電率が変化する強誘電体基板１上に形成された導体からなるマイクロストリップラインと、前記マイクロストリップラインに接続された出力端子と、前記温度制御装置を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の移相器において、前記強誘電体は、ＢａＴｉＯ３であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の移相器において、前記強誘電体は、純度が９８％以上のＢａＴｉＯ３であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る移相器は、小型かつキャパシタンスの変化量が大きいため、移相変化量が大きいという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１ａ）ｂ）に本発明に係る移相器の実施例を示した。
図１ａ）ｂ）に示した移相器は、誘電体基板１と、その基板上に形成された導体からなるマイクロストリップライン２を基本とする。そして、マイクロストリップライン２の適切な箇所に入力端子Ｐと、出力端子Ｑが接続される。
【００１３】
誘電体の誘電率の変化には温度依存性があり、キュリー温度付近に昇温すると誘電率が急激に上がり始め、キュリー温度を越えると誘電率が急激に下がる性質がある。
【００１４】
そのため、誘電体基板１を温度制御することにより移相器における誘電体基板１の誘電率を変化させることができる。これにより、マイクロストリップライン２と誘電体基板１からなるキャパシタンスが無段階で変化するので、出力端子Ｑの信号の位相を入力端子Ｐの位相を無段階で変化させることができる。
【００１５】
ところで、使用する誘電体基板１として利用する誘電体は強誘電体であることが望ましい。特に純度の高い強誘電体は一般的にキュリー温度近傍で急激に誘電率が変化するので、わずかな温度変化で、誘電率を大きく変化させることが可能なためである。これは、誘電率の変化を迅速に行なわせることをも意味する。
【００１６】
なお、強誘電体としては、純度が９８％以上のＢａＴｉＯ３を用いるのが好適である。純度が９８％以上のＢａＴｉＯ３を用いた場合、キュリー温度（Ｔｃ）が１２０℃程度であり、誘電率が上昇し始める温度が１１０℃程度、誘電率が降下する温度が１３０℃程度である（図２参照）。そのため、１１０〜１３０℃の温度範囲で温度制御することにより、非常にわずかな温度変化により誘電率を大きく変化させることが可能となるとともに、その変化も迅速に行なわせることができる。
【００１７】
誘電体基板を温度制御する手段としては、ペルチェ素子を用いるのが望ましい。ペルチェ素子は温度変化の応答が迅速であり、また、微細な温度制御が可能なためである。特に、誘電体基板１の誘電体としてＢａＴｉＯ３を用いた場合では、キュリー温度近傍では特に微細な温度制御が必要で、かつ、わずかな温度変化で誘電率を大きく変化するので、温度変化の応答が迅速で微細な温度制御が可能なペルチェ素子を用いる意義は大きい。
【実施例１】
【００１８】
本発明の実施例に係る移相器を図１に示した。移相器の本体は、厚さが０．８ｍｍ、２０ｍｍ×５ｍｍの純度８９％のＢａＴｉＯ３からなる強誘電体基板１の表面に、一組の厚さ１８μｍの銅からなるマイクロストリップライン２が形成されたものである。
【００１９】
一組のマイクロストリップライン２の一方の端面には、入力端子Ｐが接続され、他方の端面には出力端子Ｑが接続されている。入力端子Ｐ及び出力端子Ｑ、移相器の本体の組合せにより、分布定数回路が形成されている。
【００２０】
この移相器の強誘電体基板１は温度制御素子３であるペルチェ素子により温度制御がなされる。ペルチェ素子による温度制御の範囲は１１０〜１２０℃とした。このとき、ＢａＴｉＯ３の誘電率の温度依存係数は３０ε／Ｋである。これによる、マイクロストリップライン２と誘電体基板１からなるキャパシタンスの変化は、０．２２〜０．４４ｐＦである。
【００２１】
入力端子Ｐからの入力信号の周波数が２．４５ＧＨｚの場合、位相を少なくとも９０°変化させるのに必要な、キャパシタンスの変化の範囲は０．２〜０．５ｐＦであった。そのため、ペルチェ素子による温度制御の範囲は１１０〜１２０℃であれば十分であることが確認された。
【００２２】
なお、マイクロストリップライン２、誘電体基板１、温度制御素子３は、断熱された容器に格納することが望ましい。これは、外気温による、強誘電体に与える誘電率の擾乱を防ぐためである。
【００２３】
本実施例に係る移相器は、温度制御素子３としてペルチェ素子を用いており、温度制御する範囲もＢａＴｉＯ３の誘電率の温度変化がキュリー温度近傍の急峻な位置と重なっている。そのため、入力信号の周波数の位相を少なくとも１８０°変化させるのに必要な温度変化の範囲は１１０〜１２０℃と極めて狭くすることができる。そのため、マイクロストリップライン２と誘電体基板１からなるキャパシタンスの変化を非常に迅速に行なうことができた。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る移相器である。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ―Ａ´における断面図である。
【図２】誘電体の誘電率の温度変化を示した図である。
【図３】従来技術に係る移相器である。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ―Ａ´における断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  誘電体基板
２  マイクロストリップライン
３  温度制御素子
【図１】
2005347849.tif 000003
【図２】
2005347849.tif 000004
【図３】
2005347849.tif 000005