(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御電圧により抵抗値が変化する可変抵抗手段を有し、この可変抵抗手段に制御電圧を印加するようにした可変減衰器であって、
前記可変抵抗手段の制御電圧と前記可変減衰器の通過減衰特性及び通過位相特性との関係を示すデータを記録したＲＯＭと、
前記ＲＯＭに記録された前記データを基に、所望の通過減衰量が得られ、かつ、通過位相量の変動が最小となる制御電圧印加条件を求める計算回路と、
前記制御電圧印加条件に基づき、前記可変抵抗手段に制御電圧を印加するＤ／Ａ変換回路と
を備え、
前記ＲＯＭが、前記データに加え、さらに、前記可変抵抗手段の制御電圧と前記可変減衰器の反射特性との関係を示すデータを記録しており、
前記計算回路が、前記ＲＯＭに記録された前記データを基に、所望の通過減衰量および反射量が得られ、かつ、通過位相量の変動が最小となる制御電圧印加条件を求める
ことを特徴とする可変減衰器。
【請求項２】
前記ＲＯＭが、各々の使用温度毎の、前記可変抵抗素子の制御電圧と前記可変減衰器の通過減衰特性、反射特性及び通過位相特性との関係を示すデータを記録しており、
前記計算回路が、使用する温度情報を入力とし、前記ＲＯＭに記録された前記データを基に、入力された使用温度において所望の通過減衰量および反射量が得られ、かつ、通過位相量の変動が最小となる制御電圧印加条件を求める
ことを特徴とする請求項１に記載の可変減衰器。
【請求項３】
制御電圧により抵抗値が変化する可変抵抗手段を有し、この可変抵抗手段に制御電圧を印加するようにした可変減衰器であって、
前記可変抵抗手段の制御電圧と前記可変減衰器の通過減衰特性及び通過位相特性との関係を示すデータを記録したＲＯＭと、
前記ＲＯＭに記録された前記データを基に、所望の通過減衰量が得られ、かつ、通過位相量の変動が最小となる制御電圧印加条件を求める計算回路と、
前記制御電圧印加条件に基づき、前記可変抵抗手段に制御電圧を印加するＤ／Ａ変換回路と
を備え、
前記ＲＯＭが、各々の使用温度毎の、前記可変抵抗素子の制御電圧と前記可変減衰器の通過減衰特性、反射特性及び通過位相特性との関係を示すデータを記録しており、
前記計算回路が、使用する温度情報を入力とし、前記ＲＯＭに記録された前記データを基に、入力された使用温度において所望の通過減衰量および反射量が得られ、かつ、通過位相量の変動が最小となる制御電圧印加条件を求める
ことを特徴とする可変減衰器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は可変減衰器に関し、特に、マイクロ波帯及びミリ波帯において信号の振幅を電気的に変化させるための可変減衰器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
可変減衰器は、レーダーや通信装置などの送受信器において、必要とする送信電力や受信電力を得るための、高周波信号の振幅制御用に広く用いられている。一方、複数のアンテナ素子の各々に接続されている送受信器と移相器を用い、高周波信号の位相を制御することでアンテナの指向方向を変えるフェーズドアレイアンテナにおいては、移相量の誤差はアンテナの指向方向の誤差要因となるため、送受信器の構成品の一部である可変減衰器においても、減衰量を可変した場合の通過位相量の変動を極力少なくする必要がある。
【０００３】
図８は、例えば特開平８−１６２８８６号公報に示された従来の可変減衰器の構成を示したものである。図において、１０１ａ及び１０１ｂは高周波信号入出力端子、１０２は可変減衰器、１０３は位相調整器、１０４は制御信号入力端子、１０５はＡ／Ｄ変換器、１０６はマイクロプロセッサユニット、１０７はＲＯＭ、１０８ａ及び１０８ｂはＤ／Ａ変換器である。
【０００４】
次に動作について説明する。高周波信号入出力端子１０１ａに入力された高周波信号は、可変減衰器１０２を経て位相調整器１０３に入力され、位相補償を与えられた後、高周波信号入出力端子１０１ｂから出力される。ここで、減衰量を制御するために制御信号入力端子１０４から入力される制御信号は、Ａ／Ｄ変換器１０５でデジタルデータに変換され、この変換されたデジタルデータはさらにマイクロプロセッサユニット１０６により可変減衰器２及び位相調整器１０３を制御するための２種のデジタル信号にさらに変換される。この変換は、ＲＯＭ１０７に記録された電圧―減衰特性及び電圧―位相特性の変換テーブルを用いて行われる。このようにして変換された２種のデジタル信号は、Ｄ／Ａ変換器１０８ａ及び１０８ｂにより、アナログ信号としての直流電圧に再変換され、それぞれ可変減衰器１０２及び位相調整器１０３に印加される。このとき可変減衰器１０２により生じる高周波信号の通過位相量の変動を、予めＲＯＭ１０７に記憶させておき、その通過位相量の変動を相殺させるような位相変化を、位相調整器１０３で行うことにより、減衰時の通過位相量の変動が少ない可変減衰器を得る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の可変減衰器は、可変減衰器の通過位相量の変動を補正するために位相調整器が必要であるため、回路が大型化し、高価になってしまうという問題点があった。
【０００６】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、減衰時の通過位相量の変動が少ない、小型で安価な可変減衰器を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、制御電圧により抵抗値が変化する可変抵抗手段を有し、この可変抵抗手段に制御電圧を印加するようにした可変減衰器であって、前記可変抵抗手段の制御電圧と前記可変減衰器の通過減衰特性及び通過位相特性との関係を示すデータを記録したＲＯＭと、前記ＲＯＭに記録された前記データを基に、所望の通過減衰量が得られ、かつ、通過位相量の変動が最小となる制御電圧印加条件を求める計算回路と、前記制御電圧印加条件に基づき、前記可変抵抗手段に制御電圧を印加するＤ／Ａ変換回路とを備え、前記ＲＯＭが、前記データに加え、さらに、前記可変抵抗手段の制御電圧と前記可変減衰器の反射特性との関係を示すデータを記録しており、前記計算回路が、前記ＲＯＭに記録された前記データを基に、所望の通過減衰量および反射量が得られ、かつ、通過位相量の変動が最小となる制御電圧印加条件を求めることを特徴とする可変減衰器である。
【０００８】
また、前記ＲＯＭが、各々の使用温度毎の、前記可変抵抗素子の制御電圧と前記可変減衰器の通過減衰特性、反射特性及び通過位相特性との関係を示すデータを記録しており、前記計算回路が、使用する温度情報を入力とし、前記ＲＯＭに記録された前記データを基に、入力された使用温度において所望の通過減衰量および反射量が得られ、かつ、通過位相量の変動が最小となる制御電圧印加条件を求める。
【０００９】
また、この発明は、制御電圧により抵抗値が変化する可変抵抗手段を有し、この可変抵抗手段に制御電圧を印加するようにした可変減衰器であって、前記可変抵抗手段の制御電圧と前記可変減衰器の通過減衰特性及び通過位相特性との関係を示すデータを記録したＲＯＭと、前記ＲＯＭに記録された前記データを基に、所望の通過減衰量が得られ、かつ、通過位相量の変動が最小となる制御電圧印加条件を求める計算回路と、前記制御電圧印加条件に基づき、前記可変抵抗手段に制御電圧を印加するＤ／Ａ変換回路とを備え、前記ＲＯＭが、各々の使用温度毎の、前記可変抵抗素子の制御電圧と前記可変減衰器の通過減衰特性、反射特性及び通過位相特性との関係を示すデータを記録しており、前記計算回路が、使用する温度情報を入力とし、前記ＲＯＭに記録された前記データを基に、入力された使用温度において所望の通過減衰量および反射量が得られ、かつ、通過位相量の変動が最小となる制御電圧印加条件を求めることを特徴とする可変減衰器である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による可変減衰器の構成を示す図である。図１において、１ａ及び１ｂは、高周波信号の入出力が行われる高周波信号入出力端子、２ａ及び２ｂは、制御電圧により抵抗値が変化する可変抵抗素子としての働きをする第１のＦＥＴ、３は同じく可変抵抗素子としての働きをする第２のＦＥＴ、４は第１のＦＥＴ２ａ，２ｂおよび第２のＦＥＴ３から構成される減衰回路、５は、後述するＲＯＭデータを基に、外部から設定された所望の通過減衰特性を満足しし、かつ、通過位相量の変動が最小となる制御電圧印加条件を求める計算回路、６は、第１及び第２のＦＥＴ２，３の制御電圧と可変減衰器４の通過減衰特性、通過位相特性の各々の関係を変換テーブルとして記録したＲＯＭ、７ａ及び７ｂは、計算回路５により得られた制御電圧印加条件に基づいて、第１及び第２のＦＥＴ２，３に制御電圧を印加するＤ／Ａ変換器である。
【００１１】
図２は、図１に示した可変減衰器内に設けられている減衰回路４の等価回路を示す図である。図２において、８ａ及び８ｂは図１中の第１のＦＥＴ２ａ及び２ｂの等価回路にあたる第１の可変抵抗、９は図１中の第２のＦＥＴ３の等価回路にあたる第２の可変抵抗である。
【００１２】
次に動作について説明する。第１のＦＥＴ２および第２のＦＥＴ３は、ゲート電極に印加する電圧を制御することで、ドレイン電極とソース電極間の抵抗値が変化し、可変抵抗素子と見なせるので、図１の減衰回路４は、図２に示すπ型減衰回路として動作する。高周波信号入出力端子１ａから入力された高周波信号は、第1のＦＥＴ２および第２のＦＥＴ３から構成される減衰回路４で所定の減衰を受けた後、高周波信号入出力端子１ｂから出力される。
【００１３】
次に、減衰回路４における減衰量設定方法について述べる。第１のＦＥＴ２ａ，２ｂ（のゲート電極）に印加される制御電圧をＶｇ１とし、第２のＦＥＴ３（のゲート電極）に印加される制御電圧をＶｇ２とすると、ＲＯＭ６には、制御電圧Ｖｇ１、Ｖｇ２をパラメータとした、予め取得された通過減衰特性および通過位相特性のデータが記録されている。図３に、制御電圧Ｖｇ１をｘ軸、Ｖｇ２をｙ軸にとった、通過減衰量の分布図の一例を示す。また、図４に、制御電圧Ｖｇ１をｘ軸、Ｖｇ２をｙ軸にとった、通過位相量の分布図の一例を示す。
【００１４】
計算回路５では、これらＲＯＭ６に記録された図３および図４のデータを用いて、外部から設定される所望の通過減衰量が得られ、かつ、通過位相量の変動が最小となる制御電圧条件を計算する。例えば、所望の通過減衰量が５〜２０ｄＢの範囲とした場合、通過位相量の変動が最小となるように、制御電圧印加線Ａを、図３および図４のように設定する。上記のように決定され、計算回路５から出力された制御電圧データは、Ｄ／Ａ変換器７ａ及び７ｂにて、第１のＦＥＴ２および第２のＦＥＴ３に印加される。このような減衰量設定を行うことで、図５に示す通過減衰量対通過位相量の特性が得られる。
【００１５】
以上のように、この実施の形態１における可変減衰器によれば、ＲＯＭ６に記録された、通過減衰量および通過位相量の分布データを用いて、計算回路５により、所望の通過減衰量が得られ、かつ、通過位相量の変動が最小となる制御電圧条件を計算し、この制御電圧条件を用いて減衰回路４を動作させるようにしたので、位相変動補償用の位相調整器が不要となり、通過位相変動量が小さく、かつ、小型で安価な可変減衰器を得ることができる。
【００１６】
実施の形態２．
上述の実施の形態１では、ＲＯＭ６に記録されたデータは、減衰回路４の制御電圧Ｖｇ１、Ｖｇ２をパラメータとした通過減衰特性及び通過位相特性であったが、本実施の形態においては、これらに加え、減衰回路４の制御電圧Ｖｇ１、Ｖｇ２をパラメータとした反射特性をＲＯＭ６に記録するようにしたものである。図６に制御電圧Ｖｇ１をｘ軸、Ｖｇ２をｙ軸にとった、反射量の分布図の一例を示す。反射特性は、回路に入力する高周波信号と回路から反射されて戻ってくる高周波信号との比を表すもので、入力する高周波信号と反射される高周波信号とが重畳されるため、反射量が大きいほど、入力した高周波信号の位相の変動が増大する。なお、本実施の形態における可変減衰器の構成は、図１及び図２に示すものと基本的に同じであるため、以下の説明においては、図１及び図２を参照するものとする。
【００１７】
本実施の形態の減衰回路４における減衰量設定方法について述べる。ＲＯＭ６には、減衰回路４の制御電圧Ｖｇ１、Ｖｇ２をパラメータとした、予め取得された通過減衰特性、通過位相特性、反射特性のデータが記録されている。計算回路５では、ＲＯＭ６に記録された図３、図４、図６のデータを用い、外部から設定される所望の通過減衰量および反射量が得られ、かつ、通過位相量の変動が最小となる制御電圧条件を計算する。例えば、所望の通過減衰量が５〜２０ｄＢの範囲で、反射量が−１０ｄＢ以下とした場合、通過位相量の変動が最小となるように、制御電圧印加線Ｂを、図３、図４、図６のように設定する。上記のように決定され、計算回路５から出力された制御電圧データは、Ｄ／Ａ変換器７にて第１のＦＥＴ２および第２のＦＥＴ３に印加される。
【００１８】
以上のように、この実施の形態２における可変減衰器によれば、ＲＯＭ６に記録された、通過減衰量、反射量、通過位相量の分布データを用いて、所望の通過減衰量および反射量が得られ、かつ、通過位相量の変動が最小となる制御電圧条件を計算し、この制御電圧条件を用いて減衰回路４を動作させるようにしたので、位相変動補償用の位相調整器が不要となり、また、高周波信号の振幅変動と位相変動の要因となる反射量を小さく抑えられるので、実施の形態１に比べ、更に通過位相変動量が小さく、かつ、小型で安価な可変減衰器が得られる。
【００１９】
実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３による可変減衰器の構成を示す図である。図１と同一または相当する構成については、同一の符号を付している。本実施の形態においては、計算回路５に、さらに、使用する温度情報を外部から入力するようにし、また、ＲＯＭ６に、第１及び第２のＦＥＴ２，３の制御電圧と可変減衰器４の通過減衰特性、反射特性、通過位相特性の各々の使用温度毎の関係を変換テーブルとして記録している点が、上述の実施の形態１と異なる。
【００２０】
実施の形態３では、ＲＯＭ６に記録するデータを、使用する温度毎に取得した、減衰回路４の制御電圧Ｖｇ１、Ｖｇ２をパラメータとした通過減衰特性、通過位相特性、反射特性のデータとし、計算回路５に、外部から使用する温度情報（以下、温度条件とする。）を入力するようにしたものである。
【００２１】
次に、実施の形態３の減衰回路４における減衰量設定方法について述べる。ＲＯＭ６には、使用する温度毎に予め取得した、減衰回路４の制御電圧Ｖｇ１、Ｖｇ２をパラメータとした通過減衰特性、通過位相特性、反射特性のデータが記録されている。計算回路５では、これらＲＯＭ６に記録されたデータと外部から入力する温度条件を用い、使用温度において、外部から設定される所望の通過減衰量および反射量が得られ、かつ、通過位相量の変動が最小となる制御電圧条件を計算する。計算回路５から出力された制御電圧データはＤ／Ａ変換器７にて第１のＦＥＴ２および第２のＦＥＴ３に印加される。
【００２２】
以上のように、この実施の形態３によれば、使用する温度条件における、可変減衰器４への制御電圧条件が設定できるため、更に、通過位相変動量を小さくすることができる。
【００２３】
上記実施の形態１〜３では、減衰回路４としてＦＥＴを使用したπ型減衰回路を用いた例について記しているが、ＦＥＴの代わりにダイオードなどの他の可変抵抗素子を用いてもよく、また、π型減衰回路の代わりにＴ型減衰回路やはしご型減衰回路などの、制御電圧を印加する可変抵抗素子を用いた減衰回路を用いても同様の効果が得られる。
【００２４】
また、上記実施の形態１〜３では、減衰回路４の制御電圧が２つの場合の例について記しているが、１つないし３つ以上の制御電圧を用いる減衰回路の場合でも、同様の減衰量設定方法を適用することが可能である。
【００２５】
【発明の効果】
この発明は、制御電圧により抵抗値が変化する可変抵抗手段を有し、この可変抵抗手段に制御電圧を印加するようにした可変減衰器であって、前記可変抵抗手段の制御電圧と前記可変減衰器の通過減衰特性及び通過位相特性との関係を示すデータを記録したＲＯＭと、前記ＲＯＭに記録された前記データを基に、所望の通過減衰量が得られ、かつ、通過位相量の変動が最小となる制御電圧印加条件を求める計算回路と、前記制御電圧印加条件に基づき、前記可変抵抗手段に制御電圧を印加するＤ／Ａ変換回路とを備えた可変減衰器であるので、位相変動補償用の位相調整器が不要で、可変減衰器の通過位相変動量が小さく、かつ、小型で安価に構成できるという効果が得られる。
【００２６】
また、前記ＲＯＭが、前記データに加え、さらに、前記可変抵抗手段の制御電圧と前記可変減衰器の反射特性との関係を示すデータを記録しており、前記計算回路が、前記ＲＯＭに記録された前記データを基に、所望の通過減衰量および反射量が得られ、かつ、通過位相量の変動が最小となる制御電圧印加条件を求めるようにしたので、位相変動補償用の位相調整器が不要で、可変減衰器の通過位相変動量が更に小さく、かつ、小型で安価に構成できるという効果が得られる。
【００２７】
また、この発明は、制御電圧により抵抗値が変化する可変抵抗手段を有し、この可変抵抗手段に制御電圧を印加するようにした可変減衰器であって、前記可変抵抗手段の制御電圧と前記可変減衰器の通過減衰特性及び通過位相特性との関係を示すデータを記録したＲＯＭと、前記ＲＯＭに記録された前記データを基に、所望の通過減衰量が得られ、かつ、通過位相量の変動が最小となる制御電圧印加条件を求める計算回路と、前記制御電圧印加条件に基づき、前記可変抵抗手段に制御電圧を印加するＤ／Ａ変換回路とを備え、前記ＲＯＭが、各々の使用温度毎の、前記可変抵抗素子の制御電圧と前記可変減衰器の通過減衰特性、反射特性及び通過位相特性との関係を示すデータを記録しており、前記計算回路が、使用する温度情報を入力とし、前記ＲＯＭに記録された前記データを基に、入力された使用温度において所望の通過減衰量および反射量が得られ、かつ、通過位相量の変動が最小となる制御電圧印加条件を求めることを特徴とする可変減衰器であるので、位相変動補償用の位相調整器が不要で、可変減衰器の通過位相変動量が小さく、かつ、小型で安価に構成できるという効果が得られる。また、前記ＲＯＭが、各々の使用温度毎の、前記可変抵抗素子の制御電圧と前記可変減衰器の通過減衰特性、反射特性及び通過位相特性との関係を示すデータを記録しており、前記計算回路が、使用する温度情報を入力とし、前記ＲＯＭに記録された前記データを基に、入力された使用温度において所望の通過減衰量および反射量が得られ、かつ、通過位相量の変動が最小となる制御電圧印加条件を求めるようにしたので、使用する温度条件毎における、可変減衰器への制御電圧条件が設定できるため、可変減衰器の通過位相変動量が更に小さく、かつ、小型で安価に構成できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による可変減衰器の構成を示す構成図である。
【図２】  図１に示した可変減衰器における減衰回路の等価回路を示す回路図である。
【図３】  図１及び図２に示した減衰回路の制御電圧対通過減衰量の分布の一例を示す説明図である。
【図４】  図１及び図２に示した減衰回路の制御電圧対通過位相量の分布の一例を示す説明図である。
【図５】  この発明の実施の形態１による可変減衰器の通過減衰量対通過位相量の特性を示す説明図である。
【図６】  この発明の実施の形態２による可変減衰器における減衰回路の制御電圧対反射量の分布の一例を示す説明図である。
【図７】  この発明の実施の形態３による可変減衰器の構成を示す図である。
【図８】  従来の可変減衰器の構成を示す構成図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ  高周波信号入出力端子、２，２ａ，２ｂ  第１のＦＥＴ、３第２のＦＥＴ、４  減衰回路、５  計算回路、６  ＲＯＭ、７，７ａ，７ｂ  Ｄ／Ａ変換器、８  第１の可変抵抗、９  第２の可変抵抗、１０１ａ，１０１ｂ高周波信号入出力端子、１０２  可変減衰器、１０３  位相調整器、１０４  制御信号入力端子、１０５  Ａ／Ｄ変換器、１０６  マイクロプロセッサユニット、１０７  ＲＯＭ、１０８ａ，１０８ｂ  Ｄ／Ａ変換器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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