(57)【要約】【課題】  形状を大きくすることなく、減衰量の微調整が可能な抵抗減衰器を得る。【解決手段】  この発明による抵抗減衰器は、誘電体基板上に形成された伝送線路間に装荷される第１の抵抗体と第２の抵抗体と、前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体の接続点に接続した第３の抵抗体と、前記接続点と接続する前記第３の抵抗体の他端と直列接続され、複数個の伝送線路に分離されたλ／４伝送線路と、を備え、前記複数個の伝送線路に分離されたλ／４伝送線路の各伝送線路を、前記第３の抵抗体に近い方から順にワイヤ接続することで前記λ／４伝送線路の線路長を調整して前記伝送線路を伝送する信号の減衰量を調整できるようにした【選択図】  図１
2009021860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入出力端子間に直列に接続した第１の抵抗体と第２の抵抗体と、
前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体の接続点に接続した第３の抵抗体と、
一端が前記接続点に接続する前記第３の抵抗体の他端と直列に接続され、線路長が調整可能なλ／４伝送線路と、を備えたことを特徴とする抵抗減衰器。
【請求項２】
誘電体基板上に形成された伝送線路間に装荷される第１の抵抗体と第２の抵抗体と、
前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体の接続点に接続した第３の抵抗体と、
一端が前記接続点に接続する前記第３の抵抗体の他端と直列に接続され、間に介在するスペーサにより複数の伝送線路に分離されて前記スペーサと当該分離された伝送線路とが所定数交互に並んだλ／４伝送線路と、を備え、
前記複数個の伝送線路に分離されたλ／４伝送線路の各伝送線路を、前記第３の抵抗体に近い方から順にワイヤ接続することで前記λ／４伝送線路の線路長を調整して前記伝送線路における減衰量を調整するようにしたことを特徴とする抵抗減衰器。
【請求項３】
前記第１の抵抗体、前記第２の抵抗体、前記第３の抵抗体のうち、所定の抵抗体を短絡することにより前記伝送線路における減衰量を調整するようにしたことを特徴とする請求項２記載の抵抗減衰器。
【請求項４】
誘電体基板上の伝送線路内に形成されたλ／４伝送線路の両端に、
直列に接続した第１の抵抗体と第２の抵抗体と、
前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体の接続点に接続した第３の抵抗体と、
一端が前記接続点に接続する前記第３の抵抗体の他端と直列に接続され、間に介在するスペーサにより複数の伝送線路に分離されて前記スペーサと当該分離された伝送線路とが所定数交互に並んだλ／４伝送線路と、を備え、
前記複数個の伝送線路に分離されたλ／４伝送線路の各伝送線路を、前記第３の抵抗体に近い方から順にワイヤ接続することで前記λ／４伝送線路の線路長を調整して前記伝送線路における減衰量を調整するようにしたことを特徴とする抵抗減衰器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばマイクロ波帯やミリ波帯で用いられる抵抗減衰器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、マイクロ波集積回路等で実現でき、小型で減衰可能な減衰器として、抵抗を並列に装荷したダイオードと、抵抗を直列に接続したダイオードとを接続し、これらのダイオードに印加するバイアス電圧を制御してダイオードのオン状態とオフ状態とを切替えることにより、通過回路と抵抗により構成される減衰回路を切替えて減衰を行う減衰器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１０１３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マイクロ波帯の増幅器等では半導体の特性ばらつきにより増幅器の特性が大きくばらつく。これを避けるためにマイクロ波帯の増幅器では利得調整用として簡単な構成の抵抗減衰器が用いられる。
従来の抵抗減衰器として、例えば、λ／４伝送線路の両端に抵抗Ｒ１を接続した抵抗減衰器と、λ／４伝送線路の両端に抵抗Ｒ２を接続した抵抗減衰器とを縦続接続したものが挙げられる。抵抗減衰器の減衰量は抵抗Ｒ１、Ｒ２によって決まる。そして、これらの抵抗の一部を短絡することにより減衰量を可変にすることができる。例えば、抵抗Ｒ１、Ｒ２とも短絡しない場合、最大減衰量が得られ、短絡した場合、最小の減衰量となる。また、抵抗Ｒ１又は抵抗Ｒ２のいずれかを短絡することにより、これらの中間的な減衰量が得られる。
このような抵抗減衰器を増幅器の利得調整用に用いた場合、抵抗の短絡によって減衰量を調整するので、抵抗の種類と数量に応じた数ｄＢステップ程度の大まかな減衰量の調整は可能であるが、細かな減衰量の調整はできないという課題があった。
また、細かい減衰量の調整を行うには減衰量の小さな抵抗減衰器を付加する必要があり、減衰器の形状が大きくなるという課題があった。
【０００５】
この発明は、係る課題を解決するためになされたものであり、形状を大きくすることなく、減衰量の微調整が可能な抵抗減衰器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明による抵抗減衰器は、入出力端子間に直列に接続した第１の抵抗体と第２の抵抗体と、前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体の接続点に接続した第３の抵抗体と、一端が前記接続点に接続する前記第３の抵抗体の他端と直列接続され、線路長が調整可能なλ／４伝送線路と、を備えるようにした。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、マイクロ波帯やミリ波帯の減衰器において減衰量の微調整が可能となる。この発明の抵抗減衰器をマイクロ波帯等の増幅器等に用いることで、所望の増幅特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
以下、この発明の好適な実施の形態に関し図面に基き説明する。
図１は、実施の形態１の抵抗減衰器の構成図である。本実施の形態の抵抗減衰器は、１つのλ／４の伝送線路の両端、あるいは一端にＴ形の抵抗減衰器を設けるとともに、Ｔ形の抵抗減衰器を構成する抵抗の一端に、間に介在するスペーサにより複数の伝送線路に分離されスペーサとこの分離された伝送線路とが所定数交互に並んだλ／４伝送線路を接続したものである。
図１において、入力端子１と出力端子２との間には、線路長がλ／４（λ：使用波長）のλ／４伝送線路３と、λ／４伝送線路３の両端に接続されるそれぞれ２個の抵抗４ａ、４ｂが設けられる。ここでは簡単のため抵抗４ａ、４ｂの抵抗値を同じＲ１とするが、各々異なる抵抗値であってもよい。また、図４では、λ／４伝送線路３の両端にＴ形の抵抗減衰器を設けているが、λ／４伝送線路３の一端のみにＴ形の抵抗減衰器を設ける構成であってもよい。抵抗４の接続点４１、４２には各々、抵抗５と、スペーサによりλ／４伝送線路を所定の線路長で複数個（ｎ個）に分離した分離λ／４伝送線路６とが直列に装荷された構成となる。なお、抵抗４ａが第１の抵抗、抵抗４ｂが第２の抵抗、抵抗５が第３の抵抗に対応する。また、伝送線路を分離しているスペーサの長さは、波長に比べ、十分小さな値に選ばれている。
【０００９】
図１に示した例では、分離λ／４伝送線路６は、スペーサを介在してλ／４伝送線路を６個（ｎ＝６）に分離するように形成されている。ここでは一例として、線路長がλ／２９の６個の伝送線路６１〜６６と、伝送線路６１〜６６の間に設けられ間隔がλ／１１６のスペーサ部７１〜７５とが交互に並び形成される。これら分離された伝送線路６１〜６６はスペーサ部７１〜７５により電気的に分離される。
【００１０】
次に、本実施の形態の抵抗減衰器において、減衰量を調整する動作について説明する。
まず、Ｔ形の抵抗減衰器とこのＴ形の抵抗減衰器を構成する抵抗の一端に接続した伝送線路長Ｌからなる抵抗減衰器の減衰量について説明する。図２は、減衰量の算出に用いる回路モデルであり、３個の抵抗４ａ（抵抗値Ｒ１）、４ｂ（抵抗値Ｒ１）、５（抵抗値Ｒ２）からなるＴ形の抵抗減衰器と、抵抗５の一端に接続する線路長Ｌの伝送線路からなる。このとき、入力端子１と出力端子２との間の減衰量ＡＴＴは数１で与えられる。
【００１１】
【数１】
2009021860.tif 000003
【００１２】
なお、線路長Ｌの伝送線路１１の抵抗値Ｒ３は数２で与えられる。また、Ｚ0は伝送線路の特性インピーダンスである。
【００１３】
【数２】
2009021860.tif 000004
図３は、図２の回路モデルにおいて特性インピーダンスＺ0を５０[Ω]、抵抗Ｒ１を８．６[Ω]、抵抗Ｒ２を８．６[Ω]としたとき、数１で与えられる減衰量ＡＴＴを表した図である。図３からわかるように伝送線路の線路長Ｌに対し減衰量ＡＴＴは変化する。このように、伝送線路の線路長Ｌを調整することにより、減衰量ＡＴＴを調整することできる。
【００１４】
実施の形態１の抵抗減衰器では、伝送線路１１の線路長Ｌを調整するために、図１で示したように、λ／４伝送線路を所定の線路長で複数個（ｎ個）に分離した分離λ／４伝送線路６を使用する。
図４は、伝送線路の線路長Ｌを調整する方法を示した図である。図４のように、例えば間隔λ／１１６のスペーサにより線路長λ／２９の６個の伝送線路に分離された分離λ／４伝送線路６の各伝送線路６１〜６６を、信号入力側（抵抗５側）から順にワイヤ１０で結線する。ここでは、図２の線路長Ｌが所望の減衰量ＡＴＴが得られる線路長Ｌｓとなるように、伝送線路６１と６２の間、及び、伝送線路６２と６３の間をワイヤで結線する。伝送線路６３〜６６の間は結線していない。このように分離された伝送線路６１〜６６の間を信号入力側から順次ワイヤで結線していくことにより、抵抗５の一端に接続した伝送線路の線路長を擬似的に調整することが可能となる。結果として、入力端子１から出力端子２へ伝搬する信号の減衰量ＡＴＴを微調性することができる。
なお、減衰量の調整においては、一度結線したワイヤを切断することでも減衰量ＡＴＴを微調性することができる。
【００１５】
実施の形態１ではλ／４伝送線路をスペーサにより所定の線路長の６個（ｎ＝６）の伝送線路に分離して分離λ／４伝送線路６を形成したが、分離する数は６個に限られるものではない。分離数ｎを大きく設定することでワイヤ結線の数は増えるがより細かに減衰量を調整することができる。
【００１６】
以上のように、本実施の形態の抵抗減衰器は、分離された所定の線路長の伝送線路間をワイヤで結線し、あるいは、一度結線したワイヤを切断することで伝送線路長Ｌを調整することが可能となり、減衰量ＡＴＴを微調性することができる。
この微調可能な抵抗減衰器を増幅器の利得調整用に用いることにより、半導体の特性ばらつきに応じて減衰量を設定することができるため、容易に、所望の増幅器特性を得ることができる。
【００１７】
実施の形態２．
図５は、実施の形態１で説明した抵抗減衰器を、マイクロ波集積回路を用いて構成した場合の構造の一例である。なお、実施の形態１と同様の構成には同一番号を付し、重複説明を省略する。
図５において、接地導体２１を有する誘電体基板２０上に形成された入力端子１、出力端子２を有する伝送線路において、λ／４伝送線路の両端に各々２個の抵抗４ａ、４ｂが装荷され、抵抗４ａ、４ｂの間には金属島２２が設けられている。また、金属島２２と接続するように抵抗５が設けられ、抵抗５には、λ／４伝送線路をスペーサにより所定の線路長で複数個（ｎ個）に分離した分離λ／４伝送線路６が直列に装荷された構成となっている。これらの接地導体２１、λ／４伝送線路３と、抵抗４、５と、所定の線路長でスペーサにより複数個（ｎ個）に分離した分離λ／４伝送線路６は、マイクロ波集積回路技術によって誘電体基板２０上に一体形成されている。
減衰量ＡＴＴの調整は、複数個（ｎ個）に分離した分離λ／４伝送線路６の各々を、抵抗５側から順次、ワイヤ１０で結線することにより行う。あるいは、一度結線したワイヤ１０を切断することで減衰量ＡＴＴの調整を行う。このように、分離λ／４伝送線路６の分離された各伝送線路（６１、６２、・・・）の間をワイヤ１０で短絡し、あるいは一度短絡したワイヤを切断することで、図２に示す伝送線路１１の線路長Ｌに対応する線路長Ｌｓを調整することが可能となる。線路長Ｌｓを調整することで図３で示したように減衰量を調整することが可能となる。この原理により、本実施の形態で示した図５の抵抗減衰器は、容易に減衰量を調整することができる。
なお、金属島２２の長さは波長に比べ、十分小さな値に選ばれている。また、図５では、λ／４伝送線路３の両端にＴ形の抵抗減衰器を設けているが、λ／４伝送線路３の一端のみにＴ形の抵抗減衰器を設ける構成であってもよい。
【００１８】
実施の形態３
実施の形態１、２では、λ／４伝送線路６を所定の線路長で分離した分離λ／４伝送線路６の各伝送線路をワイヤで結線し、あるいは切断することで減衰量ＡＴＴを調整していたが、実施の形態３では、さらにＴ型の抵抗減衰器を構成する抵抗についてワイヤで短絡することで、減衰量を調整する。なお、実施の形態１、２と同様の構成には同一番号を付し、重複説明を省略する。
【００１９】
図６は、実施の形態３にかかる抵抗減衰器の減衰量を調整する調整方法を示す図である。図６において、Ｔ型回路を構成する抵抗４ａ、４ｂ、５の抵抗値を適当な値に選ぶことにより入力端子１から出力端子２へ伝搬するマイクロ波の減衰量を設定できる。また実施の形態１、２で説明したように、分離λ／４伝送線路６の各伝送線路をワイヤ１０で結線することにより、減衰量を調整できる。なお、図６では、λ／４伝送線路３の両端にＴ形の抵抗減衰器を設けているが、λ／４伝送線路３の一端のみにＴ形の抵抗減衰器を設ける構成であってもよい。
実施の形態３では、更に、所望の減衰量に応じて抵抗４ａ、４ｂ、５のいずれかを短絡ワイヤ３０（３０ａ、３０ｂ）により短絡するように構成する。いずれの抵抗を短絡するかは、設計により予め定めることができる。
図７は、本実施の形態に係る抵抗減衰器の特性例である。図７の例では、抵抗４ａ、４ｂを短絡ワイヤ３０により短絡している。ここで、分離λ／４伝送線路６の線路長ＬｓをＬｓ＝０に選ぶことにより、抵抗減衰器の減衰量は最小(減衰量ＡＴＴ＝０ｄＢ)となる。一方、抵抗４ａ、４ｂは短絡しないで、分離λ／４伝送線路６の線路長Ｌｓのみを増加させることにより減衰量ＡＴＴは増加し、Ｌｓ=λ／４において最大の減衰量が得られる。
このように実施の形態３では、実施の形態１、２で示した抵抗減衰器の減衰量の調整に加え、更にＴ型回路を構成する抵抗４ａ、４ｂ、５のうち、設計で定めた所定の抵抗を短絡することにより減衰量を調整することができる。このように実施の形態３によれば、実施の形態１、２と比較し、より広い範囲で減衰量を微調整することが可能となる。
【００２０】
実施の形態４．
実施の形態１〜３では、λ／４伝送線路を固定の線路長で分離して分離λ／４伝送線路６を形成したが、各々異なった線路長で分離するようにしてもよい。なお、実施の形態１〜３と同様の構成には同一番号を付し、重複説明を省略する。
【００２１】
図８は実施の形態４の抵抗減衰器の構成を示す図である。図８において、線路長がλ／４のλ／４伝送線路を分離した分離λ／４伝送線路７は、スペーサより線路長Ｌｓ１〜Ｌｓ６（Ｌｓ１≧Ｌｓ２≧Ｌｓ３≧Ｌｓ４≧Ｌｓ５≧Ｌｓ６）で分離されている。スペーサは例えばλ／１１６の長さである。
本実施の形態では、減衰量の調整にあたり、比較的大きな減衰量のオフセットには比較的長い線路長（Ｌｓ１、Ｌｓ２等）を用いて減衰量のオフセットを行っておき、減衰量の微調を行うには短い線路長（Ｌｓ３、Ｌｓ４、Ｌｓ５、Ｌｓ６等）を用いて減衰量の調整ができるようになっている。図８の例では、抵抗５に接続された線路の線路長が所望の減衰量ＡＴＴが得られる線路長Ｌｓとなるように、抵抗５側から順に、伝送線路７１と７２の間、７２と７３の間、７３と７４の間、および７４と７５の間をワイヤ１０で結線している。伝送線路７５と７６の間は結線していない。
このように分離された伝送線路７１〜７６の間を抵抗５側（信号入力側）から順次ワイヤ１０で結線していくことより、抵抗５の一端に接続した伝送線路の線路長を擬似的に調整することが可能となる。結果として、入力端子１から出力端子２へ伝搬する信号の減衰量ＡＴＴを微調性することができる。
なお、減衰量の調整においては、一度結線したワイヤを切断することでも減衰量ＡＴＴを微調性することができる。また、図８では、λ／４伝送線路３の両端にＴ形の抵抗減衰器を設けているが、λ／４伝送線路３の一端のみにＴ形の抵抗減衰器を設ける構成であってもよい。
【００２２】
このように、実施の形態４では、分離した伝送線路間をワイヤで結線し、あるいは、一度結線したワイヤを切断することで、抵抗の一端に接続した伝送線路の線路長Ｌを調整することで減衰量ＡＴＴを微調性することができ、特に、線路長Ｌｓ１〜Ｌｓ６（Ｌｓ１≧Ｌｓ２≧Ｌｓ３≧Ｌｓ４≧Ｌｓ５≧Ｌｓ６）で分離するようにしたので、所望となる減衰量の近傍でより細かく減衰量を調整することが可能となる。
【００２３】
更には、実施の形態４において、実施の形態３で説明したようにＴ型回路を構成する抵抗のいずれかを短絡することで、減衰量を調整することも可能である。
【００２４】
以上のように本発明によれば、小型で、減衰量の微調整が可能な抵抗減衰器を得ることができる。本発明の抵抗減衰器をマイクロ波帯等の増幅器の利得調整用に用いることで、容易に、所望の利得特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施の形態１に係る抵抗減衰器の構成を示す図である。
【図２】実施に形態１に係る抵抗減衰器の特性を算出する回路モデルの図である。
【図３】実施に形態１に係る抵抗減衰器の減衰量の一例である。
【図４】実施の形態１における伝送線路の線路長Ｌを調整する方法を説明する図である。
【図５】実施の形態２における抵抗減衰器の構造の一例である。
【図６】実施の形態３に係る抵抗減衰器の減衰量を調整する調整方法を示す図である。
【図７】実施の形態３における抵抗減衰器の特性例である。
【図８】実施の形態４に係る抵抗減衰器の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  入力端子、２  出力端子、３  λ／４伝送線路、４  抵抗、５  抵抗、６、８  分離λ／４伝送線路、１０  ワイヤ、１１  線路長Ｌの伝送線路、２０  誘電体基板、２１  接地導体、２２  金属島、３０ａ、３０ｂ  抵抗短絡用ワイヤ、４１、４２  接続点、６１〜６６、８１〜８６  伝送線路、７１〜７５  スペーサ部
【図１】
2009021860.tif 000005
【図２】
2009021860.tif 000006
【図３】
2009021860.tif 000007
【図４】
2009021860.tif 000008
【図５】
2009021860.tif 000009
【図６】
2009021860.tif 000010
【図７】
2009021860.tif 000011
【図８】
2009021860.tif 000012