電力分配型移相器及び電波送信システム
【課題】リターンロスを悪化させることなく、所望の電力分配比に合わせることが可能な電力分配型移相器、及び、該電力分配型移相器を備える電波送信システムを提供する。
【解決手段】電力分配型移相器(12)の第１導体パターン(24)は、回転軸の少なくとも一部を囲む第１囲繞部(30)と、第１囲繞部(30)から離間した位置にて、回転軸の周方向に延びる第１円弧部(36)とを含む。誘電層を挟んで第１導体パターン(24)と対向する第２導体パターン(52)は、回転軸の少なくとも一部を囲み且つ第１囲繞部(30)と対向する第２囲繞部(54)と、回転軸の周方向に延び且つ第１円弧部(36)と対向する第２円弧部(68)と、第２囲繞部(54)と第２円弧部(68)の間をそれぞれ延びる第１アーム部(64a)及び第２アーム部(64b)とを含む。第１アーム部(64a)は、第２アーム部(64b)とは異なる幅を有する。
【解決手段】電力分配型移相器(12)の第１導体パターン(24)は、回転軸の少なくとも一部を囲む第１囲繞部(30)と、第１囲繞部(30)から離間した位置にて、回転軸の周方向に延びる第１円弧部(36)とを含む。誘電層を挟んで第１導体パターン(24)と対向する第２導体パターン(52)は、回転軸の少なくとも一部を囲み且つ第１囲繞部(30)と対向する第２囲繞部(54)と、回転軸の周方向に延び且つ第１円弧部(36)と対向する第２円弧部(68)と、第２囲繞部(54)と第２円弧部(68)の間をそれぞれ延びる第１アーム部(64a)及び第２アーム部(64b)とを含む。第１アーム部(64a)は、第２アーム部(64b)とは異なる幅を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力分配型移相器、及び、電力分配型移相器を備える電波送信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力分配型移相器は、高周波信号の線路長を機械的に変化させることによって、位相が変化させられた高周波信号を、設計電力分配比に応じて複数の出力端子から出力する。この種の電力分配型移相器は、例えば、フェーズドアレイアンテナの給電系に用いられる。
【０００３】
例えば、特許文献１が開示する電力分配型移相器は、第１及び第２誘電体基板を備え、第１誘電体基板には、信号出力用ストリップ導体と信号入力用固定ストリップ導体が設けられている。信号出力用ストリップ導体は円環部及び２つの出力部を有してＵ字型をなし、信号入力用固定ストリップ導体は、出力部と平行に延びている。
【０００４】
第２誘電体基板には、可動ストリップ導体が設けられ、可動ストリップ導体は、アーム部及び線状部を有する。アーム部は、信号入力用固定ストリップ導体とピンによって回動可能に連結され、線状部は、信号出力用ストリップ導体の円環部と同一の曲率を有する。可動ストリップ導体がピンを中心として回転すると、線状部は、円環部に沿って移動する。
【０００５】
信号入力用固定ストリップ導体に対し高周波信号を入力すると、可動ストリップ導体の回転角度に応じて、２つの出力部から、位相が変化させられた高周波信号が出力される。
また、線状部は、設計電力分配比に対応した幅、及び、設計周波数の波長の１／４或いはその奇数倍の長さを有する。このため、設計電力分配比にしたがって、２つの出力部の各々から高周波信号が出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−４３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１が開示する電力分配型移相器には、線状部の幅の設定によって、電力分配比を所望の電力分配比（設計電力分配比）に合わせることができたとしても、リターンロスが悪化するという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであり、リターンロスを悪化させることなく、所望の電力分配比に合わせることが可能な電力分配型移相器、及び、該電力分配型移相器を備える電波送信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、第１誘電体基板と、前記第１誘電体基板と対向して配置され、且つ、前記第１誘電体基板に対して垂直な回転軸を中心として相対回転可能な第２誘電体基板と、前記第１誘電体基板及び前記第２誘電体基板にそれぞれ設けられ、誘電層を挟んで相互に対向する第１導体パターン及び第２導体パターンと、を有し、前記第１導体パターンは、前記回転軸の少なくとも一部を囲む第１囲繞部と、前記第１囲繞部から離間した位置にて、前記回転軸の周方向に延びる第１円弧部とを含み、前記第２導体パターンは、前記回転軸の少なくとも一部を囲み且つ前記第１囲繞部と対向する第２囲繞部と、前記回転軸の周方向に延び且つ前記第１円弧部と対向する第２円弧部と、前記第２囲繞部と前記第２円弧部の間をそれぞれ延びる第１アーム部及び第２アーム部とを含み、前記第１アーム部は、前記第２アーム部とは異なる幅を有する、ことを特徴とする電力分配型移相器が提供される。
【００１０】
好ましい態様として、前記第１アーム部及び前記第２アーム部は、径方向外側に向かうに連れて相互に離れるように延びており、前記第１アーム部及び前記第２アーム部の径方向外側の端は、前記第２円弧部に連なっている。
【００１１】
好ましい態様として、前記第１アーム部及び前記第２アーム部の径方向外側の端は、前記第２円弧部の両端に連なっており、前記第２円弧部の両端は、径方向外側に向かうに連れて前記第２円弧部の長さが短くなるように、面取りされている。
【００１２】
好ましい態様として、前記第１導体パターンは、前記第１円弧部の径方向外側に、前記第１円弧部から離間した位置にて前記回転軸の周方向に延びる１つ以上の第１外側円弧部を更に含み、前記第２導体パターンは、前記第２円弧部の径方向外側に、前記回転軸の周方向に延び且つ前記第１外側円弧部の各々と対向する少なくとも１つの第２外側円弧部と、前記第２円弧部と前記第２外側円弧部との間若しくは前記第２外側円弧部同士の間をそれぞれ延びる、第１外側アーム部及び第２外側アーム部とを更に含み、前記第１外側アーム部は、前記第２外側アーム部とは異なる幅を有する。
【００１３】
好ましい態様として、前記第１外側アーム部及び前記第２外側アーム部は、径方向外側に向かうに連れて相互に離れるように延びており、前記第１外側アーム部及び前記第２外側アーム部の径方向外側の端は、前記第２外側円弧部に連なっている。
【００１４】
好ましい態様として、前記第１外側アーム部及び前記第２外側アーム部の径方向外側の端は、前記第２円弧部の両端に連なっており、前記第２外側円弧部の両端は、径方向外側に向かうに連れて前記第２外側円弧部の長さが短くなるように、面取りされている。
【００１５】
好ましい態様として、前記第１導体パターンは、前記第１囲繞部を経由して直線状に延びる入出力用ストリップ線路と、前記第１円弧部及び前記第１外側円弧部の各々の両端に連なるとともに前記入出力用ストリップ線路と平行に延び、前記第１円弧部及び前記第１外側円弧部の各々と協働して出力用ストリップ線路を構成する直線部とを含み、前記入出力用ストリップ線路の一端に入力された高周波信号を、前記入出力用ストリップ線路の他端、及び、前記直線部の各々の一端から出力する。
【００１６】
また、本発明の一態様によれば、第１誘電体基板と、前記第１誘電体基板と対向して配置され、且つ、前記第１誘電体基板に対して垂直な回転軸を中心として相対回転可能な第２誘電体基板と、前記第１誘電体基板及び前記第２誘電体基板にそれぞれ設けられ、誘電層を挟んで相互に対向する第１導体パターン及び第２導体パターンと、を有し、前記第１導体パターンは、前記回転軸から離間した位置にて、前記回転軸の周方向に延びる第１円弧部を含み、前記第２導体パターンは、前記回転軸の周方向に延び且つ前記第１円弧部と対向する第２円弧部と、前記回転軸の径方向に延び且つ前記第２円弧部に連なる第１アーム部及び第２アーム部とを含み、前記第１アーム部は、前記第２アーム部とは異なる幅を有する、ことを特徴とする電力分配型移相器が提供される。
また、本発明の一態様によれば、前記電力分配型移相器と、前記電力分配型移相器と接続された複数のアンテナ素子を有するフェイズドアレーアンテナと、を備えることを特徴とする電波送信システムが提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、リターンロスを悪化させることなく、所望の電力分配比に合わせることが可能な電力分配型移相器、及び、該電力分配型移相器を備える電波送信システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態の電波送信システムを概略的に示す図である。
【図２】第１実施形態の電力分配型移相器を分解して概略的に示す斜視図である。
【図３】第１実施形態の電力分配型移相器における、第１導体パターン及び第２導体パターンの形状を説明するための平面図である。
【図４】第２実施形態の電波送信システムを概略的に示す図である。
【図５】第２実施形態の電力分配型移相器を分解して概略的に示す斜視図である。
【図６】第２実施形態の電力分配型移相器における、第１導体パターン及び第２導体パターンの形状を説明するための平面図である。
【図７】第２実施形態の電力分配型移相器の実施例における、第１導体パターン及び第２導体パターンの寸法を説明するための平面図である。
【図８】（ａ）は、図７の寸法を有する電力分配型移相器における、入力電力と各出力電力の比のデシベル値（ＬｏｇＭａｇ）の周波数依存性を示すグラフであり、（ｂ）は、（ａ）の縦軸を拡大して示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
〔第１実施形態〕
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態の電波送信システム１０を概略的に示す図である。
電波送信システム１０は、高周波回路（送信回路）１２を有し、高周波回路１２は、送信すべき高周波信号を生成し、電力分配型移相器（以下、単に移相器ともいう）１４に向けて出力する。移相器１４は、入力された高周波信号を、それぞれ適当な位相及び電力を有する複数の高周波信号に分割し、フェイズドアレーアンテナ（以下、ＰＡアンテナともいう）１６に向けて出力する。
【００２０】
ＰＡアンテナ１６は、適当に配列された複数のアンテナ素子１８を有し、アンテナ素子１８は、入力された高周波信号を電波として放射する。本実施形態では、移相器１４は、例えば、１入力３出力の電力分配型移相器であり、ＰＡアンテナ１６は、移相器１４の出力数に対応して３つのアンテナ素子１８を有する。なお、ＰＡアンテナ１６の各アンテナ素子１８は、位相及び電力（強度）が相互に異なる電波を放射し、これによって、ＰＡアンテナ１６は、全体として特定の指向性をもって、電波を放射する。
【００２１】
〔電力分配型移相器〕
図２は、移相器１４を分解して概略的に示す斜視図である。
移相器１４は、例えば四角形状の第１誘電体基板２０を有する。第１誘電体基板２０は、例えば、ガラスエポキシ及びＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等からなる群より選択される一種からなる。
【００２２】
第１誘電体基板２０の一方の面には、全面に渡って、導電体からなる接地層２２が設けられている。接地層２２は、例えば、第１誘電体基板２０に積層された、銅等の金属からなる箔やめっき膜によって構成される。
【００２３】
〔第１導体パターン〕
また、第１誘電体基板２０の他方の面には、所定形状の第１導体パターン２４が設けられている。第１導体パターン２４は、例えば、第１誘電体基板２０の表面に積層された、銅等の金属からなる箔又はめっき膜をエッチングすることによって作製可能である。
【００２４】
第１導体パターン２４は、入出力用ストリップ線路２６及び出力用ストリップ線路２８を含む。入出力用ストリップ線路２６は、第１誘電体基板２０の一辺に沿って、端から端まで真っ直ぐに延びている。入出力用ストリップ線路２６は、長手方向中央に囲繞部（第１囲繞部）３０を含み、囲繞部３０の内周縁は、貫通孔３２の壁面を構成している。貫通孔３２は、第１誘電体基板２０、接地層２２及び入出力用ストリップ線路２６を、第１誘電体基板２０の厚さ方向に貫通している。
なお、囲繞部３０は、平面でみて環状をなしているが、円弧形状やＣ字形状であってもよい。即ち、囲繞部３０は、貫通孔３２の少なくとも一部を囲むような形状とすることができる。また、囲繞部３０は、貫通孔３２の壁面を構成せずに、貫通孔３２から離間して設けることもできる。
【００２５】
入出力用ストリップ線路２６の一方の端部は、第１誘電体基板２０に固定されたコネクタ３４ａに接続され、コネクタ３４ａを通じて、高周波回路１２に接続される。一方、入出力用ストリップ線路２６の他方の端部は、第１誘電体基板２０に固定されたコネクタ３４ｂに接続され、コネクタ３４ｂを通じて、アンテナ素子１８に接続される。
【００２６】
このため以下では、入出力用ストリップ線路２６における、囲繞部３０からコネクタ３４ａ側の部分を、入力用ストリップ線路２６ａとも称し、囲繞部３０からコネクタ３４ｂ側の部分を、出力用ストリップ線路２６ｂとも称する。このような定義によれば、入力用ストリップ線路２６ａ及び出力用ストリップ線路２６ｂは、囲繞部３０を介して同軸上に配置されている。
なお、入力用ストリップ線路２６ａ及び出力用ストリップ線路２６ｂには、特性インピーダンスの調整のため、適当な形状の拡幅部が設けられている。
【００２７】
出力用ストリップ線路２８は、貫通孔３２の中心を曲率中心として円弧状に延びる円弧部（第１円弧部）３６と、円弧部３６の両端に一体に連なり、それぞれ入出力用ストリップ線路２６と平行に延びる直線部３８を含む。つまり、直線部３８は、円弧部３６の両端に連なるとともに入出力用ストリップ線路２６と平行に延び、円弧部３６と協働して出力用ストリップ線路２８を構成している。
円弧部３６と直線部３８とが繋がっている部分には、面取りが施されており、円弧部３６の径方向内側の円弧と直線部３８の側辺とは、面取り線３９を介して繋がっている。
【００２８】
直線部３８，３８の端部は、第１誘電体基板２０に固定されたコネクタ３４ｃ，３４ｄに接続され、コネクタ３４ｃ，３４ｄを通じて、アンテナ素子１８，１８にそれぞれ接続される。
なお以下では、コネクタ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄをコネクタ３４ともいう。
【００２９】
第１誘電体基板２０には、第１導体パターン２４を覆うように、誘電体シート４０が積層される。誘電体シート４０は、例えば、超高分子量ポリエチレン、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、及び、ポリエステル等からなる群より選択される一種からなる。誘電体シート４０には、第１誘電体基板２０の貫通孔３２に対応する位置に、連通孔４２が形成されている。
【００３０】
また、第１誘電体基板２０上には、誘電体シート４０を間に挟んで、第２誘電体基板４４が配置されている。第２誘電体基板４４は、例えば、ガラスエポキシ、及び、ＰＴＦＥ等からなる群より選択される一種からなり、略扇形状を有する。
【００３１】
第２誘電体基板４４の頂部には、貫通孔４６が設けられ、貫通孔４６は、誘電体シート４０の連通孔４２を通じて、第１誘電体基板２０の貫通孔３２と連通する。そして、貫通孔３２、連通孔４２、及び貫通孔４６には、樹脂製の螺子４８が挿通され、螺子４８の先端に２つのナット５０が螺合される。螺子４８及びナット５０によって、第２誘電体基板４４は、第１誘電体基板２０に対し、螺子４８を回転軸として相対回転可能に連結される。第１誘電体基板２０に対する第２誘電体基板４４の相対回転角度は、例えば、図示しないアクチュエータによって適宜調整される。
【００３２】
〔第２導体パターン〕
第２誘電体基板４４の第１誘電体基板２０側の面には、所定形状の第２導体パターン５２が設けられている。第２導体パターン５２は、例えば、第１誘電体基板４４の表面に積層された、銅等の金属からなる箔又はめっき膜をエッチングすることによって作製可能である。
【００３３】
図３は、第２導体パターン５２の形状とともに、第１導体パターン２４を示す概略的な平面図である。図３では、誘電体シート４０が省略され、且つ、第２誘電体基板４４が１点鎖線にて示されている。
【００３４】
図３に示したように、第２導体パターン５２は、略扇形状の外形形状を有する。
第２誘電体基板４４に形成された貫通孔４６は、第２導体パターン５２の頂部も貫通しており、第２導体パターン５２の頂部は、貫通孔４６の壁面を規定する囲繞部（第２囲繞部）５４を有する。囲繞部５４は、第１導体パターン５２の囲繞部３０と対向するように配置される。
なお、囲繞部５４は、平面でみて環状をなしているが、囲繞部３０と同様に、円弧形状やＣ字形状等、貫通孔３２の少なくとも一部を囲むような形状とすることができ、貫通孔３２から離間して設けることもできる。
【００３５】
第２導体パターン５２の外形形状は、囲繞部５４の一部の外縁と、囲繞部５４から径方向外側に向かって延びる２本の線分（半径線）５６ａ，５６ｂと、貫通孔４６の中心を曲率中心とする円弧５８によって主に構成されている。半径線５６ａ，５６ｂと円弧５８が交わるべき角は面取りされており、半径線５６ａ，５６ｂは、面取り線５７ａ，５７ｂを介して、円弧５８に繋がっている。面取り線５７ａ，５７ｂは、第１導体パターン２４の円弧部３６の内側から外側まで、円弧部３６を跨いで延びている。
【００３６】
また、第２導体パターン５２には、扇形状の開口６０が形成されており、第２導体パターン５２は、開口６０を囲む閉ループによって構成されている。
より詳しくは、第２導体パターン５２は、開口６０を規定する半径線６２ａと半径線５６ａの間に位置するアーム部（第１アーム部）６４ａと、開口６０を規定する半径線６２ｂと半径線５６ｂの間に位置するアーム部（第２アーム部）６４ｂと、開口６０を規定する円弧６６と円弧５８の間に位置する円弧部（第２円弧部）６８とを有する。
【００３７】
アーム部６４ａ及びアーム部６４ｂは、径方向外側に向かうに連れて相互に離間するようにそれぞれ直線状に延び、円弧部６８の両端に連なっている。
ここで、開口６０の円弧６６の曲率中心は、貫通孔４６の中心（回転中心）に一致しており、円弧部３６及び円弧５８の曲率中心に一致しているが、第２導体パターン５２において、開口６０の位置は、半径線６２ａの側に偏っている。このため、本実施形態では、径方向と直交する方向でのアーム部６４ａの幅がアーム部６４ｂの幅よりも細くなっている。
【００３８】
このように、アーム部６４ａの幅が、アーム部６４ｂの幅と異なっているのは、アーム部６４ａ，６４ｂの各々の幅が、コネクタ３４ｂ，３４ｃ，３４ｄから出力されるべき電力の比（電力分配比）に応じて設定されるからである。
【００３９】
また、径方向でみて、円弧６６は円弧部３６の内側に位置し、円弧５８は円弧部３６の外側に位置している。従って、径方向での円弧部６８の幅は、円弧部３６の幅よりも大である。
円弧部６８の幅方向中心は、円弧部３６の幅方向中心に一致しており、また、円弧部６８の曲率中心は、円弧部３６の曲率中心に一致しているので、第２誘電体基板４４が第１誘電体基板２０に対して相対回転すると、円弧部６８は、円弧部３６と対向しながら、円弧部３６に沿って移動する。
なお、周方向での円弧部６８の長さは、面取りによって、径方向外側に向かうに連れて徐々に短くなっている。
【００４０】
そして、アーム部６４ａ，６４ｂ及び円弧部６８の各々の幅方向中心での長さは、好ましくは、使用周波数に対応する波長の１／４の奇数倍に設定されるが、必ずしもこれに限定されることはない。
【００４１】
上述した第１実施形態の移相器１４では、第２導体パターン５２において、２つのアーム部６４ａ，６４ｂの幅が相互に異なることによって、所望の電力分配比が達成される。
【００４２】
一方、上述した第１実施形態の移相器１４では、第２導体パターン５２が閉ループによって構成されていることによって、リターンロスが低減されている。すなわち、リターンロスを悪化させることなく、所望の電力分配比に合わせることが可能となる。
【００４３】
また、上述した第１実施形態の移相器１４では、第１導体パターン２４の円弧部３６と直線部３８との交差部分が面取りされているため、より一層、リターンロスの低減が図られている。
【００４４】
更に、上述した第１実施形態の移相器１４では、第２導体パターン５２の円弧部６８の両端が面取りされているため、より一層、リターンロスの低減が図られている。
【００４５】
また更に、上述した第１実施形態の移相器１４では、円弧部６８の長さをアーム部６４ａ，６４ｂの長さと略同一に設定することによって、全体として小型化が図られる。
【００４６】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態について説明する。なお、以下の実施形態の説明では、先行する実施形態と同一又は類似の構成については、同一の名称又は同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４７】
図４は、第２実施形態の電波送信システム１００を概略的に示す図である。電波送信システム１００では、移相器１０２は、１入力７出力の電力分配型移相器である。つまり、移相器１０２の出力数は、電波送信システムの構成に応じて選択可能であり、２以上であればよい。
そして、電波送信システム１００のＰＡアンテナ１０４は、移相器１０２の出力数に対応して、７つのアンテナ素子１８を有する。
【００４８】
図５は、移相器１０２を分解して概略的に示す斜視図である。
移相器１０２の第１誘電体基板１１０は、第１実施形態の第１誘電体基板２０よりも大であり、一方の面の全域が接地層１１２よって覆われている。
〔第１導体パターン〕
第１誘電体基板１１０の他方の面に設けられた第１導体パターン１１４は、入出力用ストリップ線路２６及び出力用ストリップ線路（第１の出力用ストリップ線路）２８に加えて、第２の出力用ストリップ線路１１６、及び、第３の出力用ストリップ線路１１８を含んでいる。
【００４９】
第２の出力用ストリップ線路１１６は、第１の出力用ストリップ線路２８と同様に、円弧部（第１外側円弧部）１２０及び直線部１２２，１２２を有する。つまり、直線部１２２は、円弧部１２０の両端に連なるとともに入出力用ストリップ線路２６と平行に延び、円弧部１２０と協働して出力用ストリップ線路１１６を構成している。
円弧部１２０の曲率中心は、貫通孔３２の中心に一致し、円弧部１２０の曲率半径は、円弧部３６よりも大である。直線部１２２は、直線部３８と平行に延びており、直線部１２２の長さは、直線部３８の長さよりも短い。
【００５０】
第３の出力用ストリップ線路１１８も、円弧部（第１外側円弧部）１２４及び直線部１２６，１２６を有する。つまり、直線部１２６は、円弧部１２４の両端に連なるとともに入出力用ストリップ線路２６と平行に延び、円弧部１２４と協働して出力用ストリップ線路１１８を構成している。
円弧部１２４の曲率中心は、貫通孔３２の中心に一致し、円弧部１２４の曲率半径は、円弧部３６，１２０よりも大である。つまり、円弧部３６，１２０，１２４は、同心状に配列されている。直線部１２６は、直線部３８，１２２と平行に延びており、直線部１２６の長さは、直線部３８，１２２の長さよりも短い。
【００５１】
第２の出力用ストリップ線路１１６及び第３の出力用ストリップ線路１１８の両端には、コネクタ３４ｅ，３４ｆ，３４ｇ，３４ｈがそれぞれ接続され、第２の出力用ストリップ線路１１６及び第３の出力用ストリップ線路１１８は、コネクタ３４ｅ，３４ｆ，３４ｇ，３４ｈを通じて、アンテナ素子１８に接続される。
なお、円弧部１２０の径方向内側の円弧と直線部１２２の側辺、及び、円弧部１２４の径方向内側の円弧と直線部１２６の側辺も、面取り線１２８，１２９を介してそれぞれ繋がっている。
【００５２】
誘電体シート１３０は、第１誘電体基板１１０の大きさに合わせて誘電体シート４０よりも大であり、第１導体パターン１１４を覆っている。
【００５３】
第２誘電体基板１３２の長さも、円弧部１２４の曲率半径の大きさに合わせて、第２誘電体基板４４よりも延長されている。このため、第２誘電体基板１３２は、一部に曲線を含む略五角形の細長い外形形状を有する。
【００５４】
〔第２導体パターン〕
第２誘電体基板１３２の第１誘電体基板１１０側の面には、第２導体パターン１３４が設けられている。
図６は、第２導体パターン１３４の形状とともに、第１導体パターン１１４を示す概略的な平面図である。図６では、誘電体シート１３０が省略され、且つ、第２誘電体基板１３２が１点鎖線にて示されている。
【００５５】
図３に示したように、第２導体パターン１３４は、第１の領域１４０、第２の領域１４２、及び、第３の領域１４４からなり、第１の領域１４０は、第２導体パターン５２と略同一の形状を有する。
第２の領域１４２は、第１の領域１４０の円弧部６８の径方向外側に連なっている。より詳しくは、第２の領域１４２は、略扇形の外形形状を有し、第２の領域１４２の頂部は、第２導体パターン５２の円弧部６８に重なっている。
【００５６】
第２の領域１４２の外形形状は、第１の領域１４０の円弧５８から径方向外側に向かって延びる２本の半径線１４６ａ，１４６ｂと、貫通孔４６の中心を曲率中心とする円弧１４８によって主に構成されている。半径線１４６ａ，１４６ｂと円弧１４８とが交わるべき角は面取りされており、半径線１４６ａ，１４６ｂは、面取り線１５０ａ，１５０ｂを介して、円弧１４８に繋がっている。面取り線１５０ａ，１５０ｂは、第１導体パターン１１４の円弧部１２０の内側から外側まで、円弧部１２０を跨いで延びている。
【００５７】
また、第２の領域１４２には、扇形状の開口１５２が形成されており、第２の領域１４２は、開口１５２を囲む閉ループによって構成されている。
より詳しくは、第２の領域１４２は、開口１５２を規定する半径線１５４ａと半径線１４６ａの間に位置するアーム部（第１外側アーム部）１５８ａと、開口１５２を規定する半径線１５４ｂと半径線１４６ｂの間に位置するアーム部（第２外側アーム部）１５８ｂと、開口１５２を規定する円弧１５６と円弧１４８の間に位置する円弧部（第２外側円弧部）１６０とを有する。アーム部１５８ａ及びアーム部１５８ｂは、それぞれ円弧部６８と円弧部１６０の間を延びている。
【００５８】
アーム部１５８ａ及びアーム部１５８ｂは、径方向外側に向かうに連れて相互に離間するようにそれぞれ直線状に延び、円弧部１６０の両端に連なっている。
ここで、開口１５２の円弧１５６の曲率中心は、貫通孔４６の中心に一致しており、円弧部１２０及び円弧１４８の曲率中心に一致しているが、第２の領域１４２において、開口１５２の位置は、半径線１４６ａの側に偏っている。このため、径方向と直交する方向でのアーム部１５８ａの幅がアーム部１５８ｂの幅よりも細くなっている。
【００５９】
また、径方向でみて、円弧１５６は円弧部１２０の内側に位置し、円弧１４８は円弧部１２０の外側に位置している。従って、径方向に沿う方向での円弧部１６０の幅は、円弧部１２０の幅よりも大である。
円弧部１６０の幅方向中心は、円弧部１２０の幅方向中心に一致しており、また、円弧部１６０の曲率中心は、円弧部１２０の曲率中心に一致しているので、第２誘電体基板１３２が第１誘電体基板１１０に対して相対回転すると、円弧部１６０は、円弧部１２０と対向しながら、円弧部１２０に沿って移動する。
なお、周方向での円弧部１６０の長さは、面取りによって、径方向外側に向かうにつれて徐々に短くなっている。
【００６０】
第３の領域１４４は、第２の領域１４２の円弧部１６０の径方向外側に連なっている。より詳しくは、第３の領域１４４は、略扇形の外形形状を有し、第３の領域１４４の頂部は、第２の領域１４２の円弧部１６０に重なっている。
【００６１】
第３の領域１４４の外形形状は、第２の領域１４２の円弧１４８から径方向外側に向かって延びる２本の半径線１６２ａ，１６２ｂと、貫通孔４６の中心を曲率中心とする円弧１６４によって主に構成されている。半径線１６２ａ，１６２ｂと円弧１６４とが交わるべき角は面取りされており、半径線１６２ａ，１６２ｂは、面取り線１６６ａ，１６６ｂを介して、円弧１６４に繋がっている。面取り線１６６ａ，１６６ｂは、第１導体パターン１１４の円弧部１２４の内側から外側まで、円弧部１２４を跨いで延びている。
【００６２】
また、第３の領域１４４には、扇形状の開口１６８が形成されており、第３の領域１４４は、開口１６８を囲む閉ループによって構成されている。
より詳しくは、第３の領域１４４は、開口１６８を規定する半径線１７０ａと半径線１６２ａの間に位置するアーム部（第１外側アーム部）１７４ａと、開口１６８を規定する半径線１７０ｂと半径線１６２ｂの間に位置するアーム部（第２外側アーム部）１７４ｂと、開口１６８を規定する円弧１７２と円弧１６４の間に位置する円弧部（第２外側円弧部）１７６とを有する。アーム部１７４ａ及びアーム部１７４ｂは、それぞれ円弧部１６０と円弧部１７６の間を延びている。
【００６３】
アーム部１７４ａ及びアーム部１７４ｂは、径方向外側に向かうに連れて相互に離間するようにそれぞれ直線状に延び、円弧部１６０の両端に連なっている。
ここで、開口１６８の円弧１７２の曲率中心は、貫通孔４６の中心に一致しており、円弧部１２４及び円弧１６４の曲率中心に一致しているが、第３の領域１４４において、開口１６８の位置は、半径線１６２ａの側に偏っている。このため、径方向と直交する方向でのアーム部１７４ａの幅がアーム部１７４ｂの幅よりも細くなっている。
【００６４】
また、径方向でみて、円弧１７２は円弧部１２４の内側に位置し、円弧１６４は円弧部１２４の外側に位置している。従って、径方向に沿う方向での円弧部１７６の幅は、円弧部１２４の幅よりも大である。
円弧部１７６の幅方向中心は、円弧部１２４の幅方向中心に一致しており、また、円弧部１７６の曲率中心は、円弧部１２０の曲率中心に一致しているので、第２誘電体基板１３２が第１誘電体基板１１０に対して相対回転すると、円弧部１７６は、円弧部１２４と対向しながら、円弧部１２４に沿って移動する。
なお、周方向での円弧部１７６の長さは、面取りによって、径方向外側に向かうにつれて徐々に短くなっている。
【００６５】
このように、アーム部６４ａの幅がアーム部６４ｂの幅と異なっており、アーム部１５８ａの幅がアーム部１５８ｂの幅と異なっており、アーム部１７４ａの幅が、アーム部１７４ｂの幅と異なっているのは、アーム部６４ａ，６４ｂ，１５８ａ，１５８ｂ，１７４ａ，１７４ｂの各々の幅が、コネクタ３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆ，３４ｇ，３４ｈから出力されるべき電力の比（電力分配比）に応じて設定されるからである。
【００６６】
上述した第２実施形態の移相器１０２では、第２導体パターン１３４において、アーム部６４ａとアーム部６４ｂの間、アーム部１５８ａとアーム部１５８ｂの間、アーム部１７４ａとアーム部１７４ｂの間で、幅が相互に異なることによって、所望の電力分配比が達成される。
【００６７】
一方、上述した第２実施形態の移相器１０２では、第２導体パターン１３４が閉ループによって構成されていることによって、リターンロスが低減されている。すなわち、リターンロスを悪化させることなく、所望の電力分配比に合わせることが可能となる。
【００６８】
また、上述した第２実施形態の移相器１０２では、第１導体パターン１１４において、円弧部３６，１２０，１２４と直線部３８，１２２，１２６とが交差する部分が面取りされているため、より一層、リターンロスの低減が図られている。
【００６９】
更に、上述した第２実施形態の移相器１０２では、第２導体パターン１３４の円弧部６８，１６０，１６４の両端が面取りされているため、より一層、リターンロスの低減が図られている。
【００７０】
また、上述した第２実施形態の移相器１０２では、第１乃至第３の領域１４０，１４２，１４４の各々の扇形の中心角度や、扇形の周方向での、第１の領域１４０に対する第２の領域１４２の連結位置及び第２の領域１４２に対する第３の領域１４４の連結位置の設定によっても、希望する電力の分配比や良好なリターンロスを達成することができる。
【実施例】
【００７１】
以下、第２実施形態の移相器１０２の実施例について説明する。
１．構成
（１）材料
使用した材料は以下の通りである。
・第１誘電体基板１１０及び第２誘電体基板１３２
厚さ：１．６ｍｍ，比誘電率：３．４２５
・接地層１１２、第１導体パターン１１４及び第２導体パターン１３４
プロファイルフリー銅箔３５μｍ
・誘電体シート１３０
製品名：中興化成工業株式会社ＦＧＦ−４００−２
実測厚さ：４０μｍ
・コネクタ３４
ＳＭＡ−Ｊ
【００７２】
（２）寸法
第１導体パターン１１４及び第２導体パターン１３４の各部位の寸法を図７に示す。図７に示すように、アーム部６４ａ，６４ｂ，１５８ａ，１５８ｂ，１７４ａ，１７４ｂの幅ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４，ｗ５，ｗ６は、それぞれ、１．１ｍｍ，７．６ｍｍ，１ｍｍ，７．８ｍｍ，１．５ｍｍ，９．８ｍｍである。
そして、円弧部３６，６８，１２０，１６０，１２４，１７６の幅方向中心での曲率半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、それぞれ、２８ｍｍ，５６ｍｍ，８４ｍｍである。
【００７３】
２．評価
（１）評価方法
上記１（１），（２）の構成を有する移相器１０２において、コネクタ３４ａに２ＧＨｚ帯（１．８ＧＨｚ〜２．２ＧＨｚ）の高周波の入力電圧Ｖｉｎを印加したときの、各コネクタ３４ａ〜３４ｈからの出力電圧Ｖａ〜Ｖｈをシミュレーション（Ｍｅｎｔｏｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ社製ＩＥ３Ｄ）によって求めた。
【００７４】
そして、式（１）に出力電圧Ｖａの場合を示すように、入力電圧Ｖｉｎに対する出力電圧Ｖａ〜Ｖｈの各々の比を２乗して電力比としてからデシベルに換算し、これをＬｏｇＭａｇとして図８のグラフに示した。また、中心周波数２０２５ＭＨｚにおけるＬｏｇＭａｇの値を表１に示した。
【００７５】
図８（ａ）のグラフは、全てのコネクタ３４ａ〜３４ｈについてのＬｏｇＭａｇを示しており、図８（ｂ）のグラフは、図８（ａ）の縦軸を拡大して、コネクタ３４ｂ〜３４ｈについてのＬｏｇＭａｇを示している。
なお、コネクタ３４ｂ〜３４ｈについてのＬｏｇＭａｇは、電力の減衰量を表しているということができる。また、コネクタ３４ａについてのＬｏｇＭａｇは、リターンロスの大きさを表しているということができる。
【００７６】
【数１】
【００７７】
【表１】
【００７８】
（２）評価結果
（ｉ）表１及び図８に示すように、コネクタ３４ａからの出力、則ち、リターンロスは、広帯域に渡って小さい。具体的には、１．８ＧＨｚ〜２．２ＧＨｚの範囲で−２０ｄＢ以下である。
【００７９】
（ｉｉ）表１及び図８に示すように、同一の出力用ストリップ線路２８，１１６，１１８の両端からの出力は、相互に異なっており、電力が良好に分配されている。具体的には、中心周波数である２０２５ＭＨｚにおいて、コネクタ３４ｃとコネクタ３４ｄとでは１ｄＢ、コネクタ３４ｅとコネクタ３４ｆとでは０．９ｄＢ、コネクタ３４ｇとコネクタ３４ｈとでは１．５ｄＢだけ、ＬｏｇＭａｇが異なっている。
【００８０】
（ｉｉｉ）表１及び図８に示すように、各コネクタ３４ｂ〜３４ｈについてのＬｏｇＭａｇの値は周波数依存性が少なく、周波数特性に優れている。具体的には、各コネクタ３４ｂ〜３４ｈのＬｏｇＭａｇの変化量は、１．８ＧＨｚ〜２．２ＧＨｚの範囲で１ｄＢ以下である。
【００８１】
本発明は、上述した第１実施形態、第２実施形態、及び、第２実施形態の実施例に限定されることはなく、第１及び第２実施形態を適宜組み合わせた形態や、これら形態に変更を加えた形態も含む。
【００８２】
第１実施形態の移相器１４においては、第２導体パターン５２の閉ループの外形形状は、好ましい態様として、略扇形によって構成されていたけれども、他の形状によって構成されていてもよい。すなわち、アーム部６４ａ，６４ｂは、径方向に真っ直ぐに延びていたが、折れ曲がっていても、径方向に対して傾いていてもよい。
【００８３】
また、第２実施形態の移相器１０２では、第２導体パターン１３４は、好ましい態様として、いずれも外形形状が略扇形の第１乃至第３の領域１４０，１４２，１４４、即ち３つの閉ループによって構成されていたが、各領域１４０，１４２，１４４の外形形状は相互に異なっていてもよい。
【００８４】
更に、第１及び第２の実施形態では、好ましい態様として、第２導体パターン５２，１３４の円弧部６８，１６０，１７６とアーム部６４ａ，６４ｂ，１５８ａ，１５８ｂ，１７４ａ，１７４ｂとが交わる角は、面取りされていたが、円弧部６８，１６０，１７６は、リターンロスが悪化しない範囲において、周方向にて、アーム部６４ａ，６４ｂ，１５８ａ，１５８ｂ，１７４ａ，１７４ｂから突出してもよい。
【００８５】
また更に、第２の実施形態では、出力用ストリップ線路２８，１１６，１１８の数が３本であり、これに対応して、第２導体パターン１３４が３つの領域１４０，１４２，１４４によって構成されていたが、出力用ストリップ線路の数は１本以上であればよく、これに対応して、第２導体パターンを構成する領域の数を設定可能である。
【００８６】
一方、第１及び第２実施形態の移相器１４，１０２では、第１導体パターン２４，１１４と第２導体パターン５２，１３４の間に絶縁シート４０，１３０が配置されていたが、第１導体パターン２４，１１４と第２導体パターン５２，１３４の間に誘電層が設けられていればよい。誘電層は、設計によっては、空気からなる層であってもよい。
【００８７】
また、実施例では、２ＧＨｚ帯における移相器１０２のＬｏｇＭａｇについて説明したが、移相器１０２は、必要に応じて設計を変更することによって、８００ＭＨｚ帯等の他の周波数帯域にも適用可能である。
【００８８】
最後に、本発明の電力分配型移相器は、フェイズドアレーアンテナとともに用いることによって、電波送信システムに好適であるが、他の機器やシステムにも適用可能であるのは勿論である。
【符号の説明】
【００８９】
１０，１００ 電波送信システム
１４，１０２ 電力分配型移相器
２０，１１０ 第１誘電体基板
２４，１１４ 第１導体パターン
３０ 囲繞部（第１囲繞部）
３６ 円弧部（第１円弧部）
４０，１３０ 誘電体シート
４４，１３２ 第２誘電体基板
４８ 螺子（回転軸）
５２，１３４ 第２導体パターン
５４ 囲繞部（第２囲繞部）
６４ａ アーム部（第１アーム部）
６４ｂ アーム部（第２アーム部）
６８ 円弧部（第２円弧部）
１２０，１２４ 円弧部（第１外側円弧部）
１５８ａ，１７４ａ アーム部（第１外側アーム部）
１５８ｂ，１７４ｂ アーム部（第２外側アーム部）
１６０，１７６ 円弧部（第２外側円弧部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力分配型移相器、及び、電力分配型移相器を備える電波送信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力分配型移相器は、高周波信号の線路長を機械的に変化させることによって、位相が変化させられた高周波信号を、設計電力分配比に応じて複数の出力端子から出力する。この種の電力分配型移相器は、例えば、フェーズドアレイアンテナの給電系に用いられる。
【０００３】
例えば、特許文献１が開示する電力分配型移相器は、第１及び第２誘電体基板を備え、第１誘電体基板には、信号出力用ストリップ導体と信号入力用固定ストリップ導体が設けられている。信号出力用ストリップ導体は円環部及び２つの出力部を有してＵ字型をなし、信号入力用固定ストリップ導体は、出力部と平行に延びている。
【０００４】
第２誘電体基板には、可動ストリップ導体が設けられ、可動ストリップ導体は、アーム部及び線状部を有する。アーム部は、信号入力用固定ストリップ導体とピンによって回動可能に連結され、線状部は、信号出力用ストリップ導体の円環部と同一の曲率を有する。可動ストリップ導体がピンを中心として回転すると、線状部は、円環部に沿って移動する。
【０００５】
信号入力用固定ストリップ導体に対し高周波信号を入力すると、可動ストリップ導体の回転角度に応じて、２つの出力部から、位相が変化させられた高周波信号が出力される。
また、線状部は、設計電力分配比に対応した幅、及び、設計周波数の波長の１／４或いはその奇数倍の長さを有する。このため、設計電力分配比にしたがって、２つの出力部の各々から高周波信号が出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−４３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１が開示する電力分配型移相器には、線状部の幅の設定によって、電力分配比を所望の電力分配比（設計電力分配比）に合わせることができたとしても、リターンロスが悪化するという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであり、リターンロスを悪化させることなく、所望の電力分配比に合わせることが可能な電力分配型移相器、及び、該電力分配型移相器を備える電波送信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、第１誘電体基板と、前記第１誘電体基板と対向して配置され、且つ、前記第１誘電体基板に対して垂直な回転軸を中心として相対回転可能な第２誘電体基板と、前記第１誘電体基板及び前記第２誘電体基板にそれぞれ設けられ、誘電層を挟んで相互に対向する第１導体パターン及び第２導体パターンと、を有し、前記第１導体パターンは、前記回転軸の少なくとも一部を囲む第１囲繞部と、前記第１囲繞部から離間した位置にて、前記回転軸の周方向に延びる第１円弧部とを含み、前記第２導体パターンは、前記回転軸の少なくとも一部を囲み且つ前記第１囲繞部と対向する第２囲繞部と、前記回転軸の周方向に延び且つ前記第１円弧部と対向する第２円弧部と、前記第２囲繞部と前記第２円弧部の間をそれぞれ延びる第１アーム部及び第２アーム部とを含み、前記第１アーム部は、前記第２アーム部とは異なる幅を有する、ことを特徴とする電力分配型移相器が提供される。
【００１０】
好ましい態様として、前記第１アーム部及び前記第２アーム部は、径方向外側に向かうに連れて相互に離れるように延びており、前記第１アーム部及び前記第２アーム部の径方向外側の端は、前記第２円弧部に連なっている。
【００１１】
好ましい態様として、前記第１アーム部及び前記第２アーム部の径方向外側の端は、前記第２円弧部の両端に連なっており、前記第２円弧部の両端は、径方向外側に向かうに連れて前記第２円弧部の長さが短くなるように、面取りされている。
【００１２】
好ましい態様として、前記第１導体パターンは、前記第１円弧部の径方向外側に、前記第１円弧部から離間した位置にて前記回転軸の周方向に延びる１つ以上の第１外側円弧部を更に含み、前記第２導体パターンは、前記第２円弧部の径方向外側に、前記回転軸の周方向に延び且つ前記第１外側円弧部の各々と対向する少なくとも１つの第２外側円弧部と、前記第２円弧部と前記第２外側円弧部との間若しくは前記第２外側円弧部同士の間をそれぞれ延びる、第１外側アーム部及び第２外側アーム部とを更に含み、前記第１外側アーム部は、前記第２外側アーム部とは異なる幅を有する。
【００１３】
好ましい態様として、前記第１外側アーム部及び前記第２外側アーム部は、径方向外側に向かうに連れて相互に離れるように延びており、前記第１外側アーム部及び前記第２外側アーム部の径方向外側の端は、前記第２外側円弧部に連なっている。
【００１４】
好ましい態様として、前記第１外側アーム部及び前記第２外側アーム部の径方向外側の端は、前記第２円弧部の両端に連なっており、前記第２外側円弧部の両端は、径方向外側に向かうに連れて前記第２外側円弧部の長さが短くなるように、面取りされている。
【００１５】
好ましい態様として、前記第１導体パターンは、前記第１囲繞部を経由して直線状に延びる入出力用ストリップ線路と、前記第１円弧部及び前記第１外側円弧部の各々の両端に連なるとともに前記入出力用ストリップ線路と平行に延び、前記第１円弧部及び前記第１外側円弧部の各々と協働して出力用ストリップ線路を構成する直線部とを含み、前記入出力用ストリップ線路の一端に入力された高周波信号を、前記入出力用ストリップ線路の他端、及び、前記直線部の各々の一端から出力する。
【００１６】
また、本発明の一態様によれば、第１誘電体基板と、前記第１誘電体基板と対向して配置され、且つ、前記第１誘電体基板に対して垂直な回転軸を中心として相対回転可能な第２誘電体基板と、前記第１誘電体基板及び前記第２誘電体基板にそれぞれ設けられ、誘電層を挟んで相互に対向する第１導体パターン及び第２導体パターンと、を有し、前記第１導体パターンは、前記回転軸から離間した位置にて、前記回転軸の周方向に延びる第１円弧部を含み、前記第２導体パターンは、前記回転軸の周方向に延び且つ前記第１円弧部と対向する第２円弧部と、前記回転軸の径方向に延び且つ前記第２円弧部に連なる第１アーム部及び第２アーム部とを含み、前記第１アーム部は、前記第２アーム部とは異なる幅を有する、ことを特徴とする電力分配型移相器が提供される。
また、本発明の一態様によれば、前記電力分配型移相器と、前記電力分配型移相器と接続された複数のアンテナ素子を有するフェイズドアレーアンテナと、を備えることを特徴とする電波送信システムが提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、リターンロスを悪化させることなく、所望の電力分配比に合わせることが可能な電力分配型移相器、及び、該電力分配型移相器を備える電波送信システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態の電波送信システムを概略的に示す図である。
【図２】第１実施形態の電力分配型移相器を分解して概略的に示す斜視図である。
【図３】第１実施形態の電力分配型移相器における、第１導体パターン及び第２導体パターンの形状を説明するための平面図である。
【図４】第２実施形態の電波送信システムを概略的に示す図である。
【図５】第２実施形態の電力分配型移相器を分解して概略的に示す斜視図である。
【図６】第２実施形態の電力分配型移相器における、第１導体パターン及び第２導体パターンの形状を説明するための平面図である。
【図７】第２実施形態の電力分配型移相器の実施例における、第１導体パターン及び第２導体パターンの寸法を説明するための平面図である。
【図８】（ａ）は、図７の寸法を有する電力分配型移相器における、入力電力と各出力電力の比のデシベル値（ＬｏｇＭａｇ）の周波数依存性を示すグラフであり、（ｂ）は、（ａ）の縦軸を拡大して示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
〔第１実施形態〕
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態の電波送信システム１０を概略的に示す図である。
電波送信システム１０は、高周波回路（送信回路）１２を有し、高周波回路１２は、送信すべき高周波信号を生成し、電力分配型移相器（以下、単に移相器ともいう）１４に向けて出力する。移相器１４は、入力された高周波信号を、それぞれ適当な位相及び電力を有する複数の高周波信号に分割し、フェイズドアレーアンテナ（以下、ＰＡアンテナともいう）１６に向けて出力する。
【００２０】
ＰＡアンテナ１６は、適当に配列された複数のアンテナ素子１８を有し、アンテナ素子１８は、入力された高周波信号を電波として放射する。本実施形態では、移相器１４は、例えば、１入力３出力の電力分配型移相器であり、ＰＡアンテナ１６は、移相器１４の出力数に対応して３つのアンテナ素子１８を有する。なお、ＰＡアンテナ１６の各アンテナ素子１８は、位相及び電力（強度）が相互に異なる電波を放射し、これによって、ＰＡアンテナ１６は、全体として特定の指向性をもって、電波を放射する。
【００２１】
〔電力分配型移相器〕
図２は、移相器１４を分解して概略的に示す斜視図である。
移相器１４は、例えば四角形状の第１誘電体基板２０を有する。第１誘電体基板２０は、例えば、ガラスエポキシ及びＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等からなる群より選択される一種からなる。
【００２２】
第１誘電体基板２０の一方の面には、全面に渡って、導電体からなる接地層２２が設けられている。接地層２２は、例えば、第１誘電体基板２０に積層された、銅等の金属からなる箔やめっき膜によって構成される。
【００２３】
〔第１導体パターン〕
また、第１誘電体基板２０の他方の面には、所定形状の第１導体パターン２４が設けられている。第１導体パターン２４は、例えば、第１誘電体基板２０の表面に積層された、銅等の金属からなる箔又はめっき膜をエッチングすることによって作製可能である。
【００２４】
第１導体パターン２４は、入出力用ストリップ線路２６及び出力用ストリップ線路２８を含む。入出力用ストリップ線路２６は、第１誘電体基板２０の一辺に沿って、端から端まで真っ直ぐに延びている。入出力用ストリップ線路２６は、長手方向中央に囲繞部（第１囲繞部）３０を含み、囲繞部３０の内周縁は、貫通孔３２の壁面を構成している。貫通孔３２は、第１誘電体基板２０、接地層２２及び入出力用ストリップ線路２６を、第１誘電体基板２０の厚さ方向に貫通している。
なお、囲繞部３０は、平面でみて環状をなしているが、円弧形状やＣ字形状であってもよい。即ち、囲繞部３０は、貫通孔３２の少なくとも一部を囲むような形状とすることができる。また、囲繞部３０は、貫通孔３２の壁面を構成せずに、貫通孔３２から離間して設けることもできる。
【００２５】
入出力用ストリップ線路２６の一方の端部は、第１誘電体基板２０に固定されたコネクタ３４ａに接続され、コネクタ３４ａを通じて、高周波回路１２に接続される。一方、入出力用ストリップ線路２６の他方の端部は、第１誘電体基板２０に固定されたコネクタ３４ｂに接続され、コネクタ３４ｂを通じて、アンテナ素子１８に接続される。
【００２６】
このため以下では、入出力用ストリップ線路２６における、囲繞部３０からコネクタ３４ａ側の部分を、入力用ストリップ線路２６ａとも称し、囲繞部３０からコネクタ３４ｂ側の部分を、出力用ストリップ線路２６ｂとも称する。このような定義によれば、入力用ストリップ線路２６ａ及び出力用ストリップ線路２６ｂは、囲繞部３０を介して同軸上に配置されている。
なお、入力用ストリップ線路２６ａ及び出力用ストリップ線路２６ｂには、特性インピーダンスの調整のため、適当な形状の拡幅部が設けられている。
【００２７】
出力用ストリップ線路２８は、貫通孔３２の中心を曲率中心として円弧状に延びる円弧部（第１円弧部）３６と、円弧部３６の両端に一体に連なり、それぞれ入出力用ストリップ線路２６と平行に延びる直線部３８を含む。つまり、直線部３８は、円弧部３６の両端に連なるとともに入出力用ストリップ線路２６と平行に延び、円弧部３６と協働して出力用ストリップ線路２８を構成している。
円弧部３６と直線部３８とが繋がっている部分には、面取りが施されており、円弧部３６の径方向内側の円弧と直線部３８の側辺とは、面取り線３９を介して繋がっている。
【００２８】
直線部３８，３８の端部は、第１誘電体基板２０に固定されたコネクタ３４ｃ，３４ｄに接続され、コネクタ３４ｃ，３４ｄを通じて、アンテナ素子１８，１８にそれぞれ接続される。
なお以下では、コネクタ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄをコネクタ３４ともいう。
【００２９】
第１誘電体基板２０には、第１導体パターン２４を覆うように、誘電体シート４０が積層される。誘電体シート４０は、例えば、超高分子量ポリエチレン、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、及び、ポリエステル等からなる群より選択される一種からなる。誘電体シート４０には、第１誘電体基板２０の貫通孔３２に対応する位置に、連通孔４２が形成されている。
【００３０】
また、第１誘電体基板２０上には、誘電体シート４０を間に挟んで、第２誘電体基板４４が配置されている。第２誘電体基板４４は、例えば、ガラスエポキシ、及び、ＰＴＦＥ等からなる群より選択される一種からなり、略扇形状を有する。
【００３１】
第２誘電体基板４４の頂部には、貫通孔４６が設けられ、貫通孔４６は、誘電体シート４０の連通孔４２を通じて、第１誘電体基板２０の貫通孔３２と連通する。そして、貫通孔３２、連通孔４２、及び貫通孔４６には、樹脂製の螺子４８が挿通され、螺子４８の先端に２つのナット５０が螺合される。螺子４８及びナット５０によって、第２誘電体基板４４は、第１誘電体基板２０に対し、螺子４８を回転軸として相対回転可能に連結される。第１誘電体基板２０に対する第２誘電体基板４４の相対回転角度は、例えば、図示しないアクチュエータによって適宜調整される。
【００３２】
〔第２導体パターン〕
第２誘電体基板４４の第１誘電体基板２０側の面には、所定形状の第２導体パターン５２が設けられている。第２導体パターン５２は、例えば、第１誘電体基板４４の表面に積層された、銅等の金属からなる箔又はめっき膜をエッチングすることによって作製可能である。
【００３３】
図３は、第２導体パターン５２の形状とともに、第１導体パターン２４を示す概略的な平面図である。図３では、誘電体シート４０が省略され、且つ、第２誘電体基板４４が１点鎖線にて示されている。
【００３４】
図３に示したように、第２導体パターン５２は、略扇形状の外形形状を有する。
第２誘電体基板４４に形成された貫通孔４６は、第２導体パターン５２の頂部も貫通しており、第２導体パターン５２の頂部は、貫通孔４６の壁面を規定する囲繞部（第２囲繞部）５４を有する。囲繞部５４は、第１導体パターン５２の囲繞部３０と対向するように配置される。
なお、囲繞部５４は、平面でみて環状をなしているが、囲繞部３０と同様に、円弧形状やＣ字形状等、貫通孔３２の少なくとも一部を囲むような形状とすることができ、貫通孔３２から離間して設けることもできる。
【００３５】
第２導体パターン５２の外形形状は、囲繞部５４の一部の外縁と、囲繞部５４から径方向外側に向かって延びる２本の線分（半径線）５６ａ，５６ｂと、貫通孔４６の中心を曲率中心とする円弧５８によって主に構成されている。半径線５６ａ，５６ｂと円弧５８が交わるべき角は面取りされており、半径線５６ａ，５６ｂは、面取り線５７ａ，５７ｂを介して、円弧５８に繋がっている。面取り線５７ａ，５７ｂは、第１導体パターン２４の円弧部３６の内側から外側まで、円弧部３６を跨いで延びている。
【００３６】
また、第２導体パターン５２には、扇形状の開口６０が形成されており、第２導体パターン５２は、開口６０を囲む閉ループによって構成されている。
より詳しくは、第２導体パターン５２は、開口６０を規定する半径線６２ａと半径線５６ａの間に位置するアーム部（第１アーム部）６４ａと、開口６０を規定する半径線６２ｂと半径線５６ｂの間に位置するアーム部（第２アーム部）６４ｂと、開口６０を規定する円弧６６と円弧５８の間に位置する円弧部（第２円弧部）６８とを有する。
【００３７】
アーム部６４ａ及びアーム部６４ｂは、径方向外側に向かうに連れて相互に離間するようにそれぞれ直線状に延び、円弧部６８の両端に連なっている。
ここで、開口６０の円弧６６の曲率中心は、貫通孔４６の中心（回転中心）に一致しており、円弧部３６及び円弧５８の曲率中心に一致しているが、第２導体パターン５２において、開口６０の位置は、半径線６２ａの側に偏っている。このため、本実施形態では、径方向と直交する方向でのアーム部６４ａの幅がアーム部６４ｂの幅よりも細くなっている。
【００３８】
このように、アーム部６４ａの幅が、アーム部６４ｂの幅と異なっているのは、アーム部６４ａ，６４ｂの各々の幅が、コネクタ３４ｂ，３４ｃ，３４ｄから出力されるべき電力の比（電力分配比）に応じて設定されるからである。
【００３９】
また、径方向でみて、円弧６６は円弧部３６の内側に位置し、円弧５８は円弧部３６の外側に位置している。従って、径方向での円弧部６８の幅は、円弧部３６の幅よりも大である。
円弧部６８の幅方向中心は、円弧部３６の幅方向中心に一致しており、また、円弧部６８の曲率中心は、円弧部３６の曲率中心に一致しているので、第２誘電体基板４４が第１誘電体基板２０に対して相対回転すると、円弧部６８は、円弧部３６と対向しながら、円弧部３６に沿って移動する。
なお、周方向での円弧部６８の長さは、面取りによって、径方向外側に向かうに連れて徐々に短くなっている。
【００４０】
そして、アーム部６４ａ，６４ｂ及び円弧部６８の各々の幅方向中心での長さは、好ましくは、使用周波数に対応する波長の１／４の奇数倍に設定されるが、必ずしもこれに限定されることはない。
【００４１】
上述した第１実施形態の移相器１４では、第２導体パターン５２において、２つのアーム部６４ａ，６４ｂの幅が相互に異なることによって、所望の電力分配比が達成される。
【００４２】
一方、上述した第１実施形態の移相器１４では、第２導体パターン５２が閉ループによって構成されていることによって、リターンロスが低減されている。すなわち、リターンロスを悪化させることなく、所望の電力分配比に合わせることが可能となる。
【００４３】
また、上述した第１実施形態の移相器１４では、第１導体パターン２４の円弧部３６と直線部３８との交差部分が面取りされているため、より一層、リターンロスの低減が図られている。
【００４４】
更に、上述した第１実施形態の移相器１４では、第２導体パターン５２の円弧部６８の両端が面取りされているため、より一層、リターンロスの低減が図られている。
【００４５】
また更に、上述した第１実施形態の移相器１４では、円弧部６８の長さをアーム部６４ａ，６４ｂの長さと略同一に設定することによって、全体として小型化が図られる。
【００４６】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態について説明する。なお、以下の実施形態の説明では、先行する実施形態と同一又は類似の構成については、同一の名称又は同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４７】
図４は、第２実施形態の電波送信システム１００を概略的に示す図である。電波送信システム１００では、移相器１０２は、１入力７出力の電力分配型移相器である。つまり、移相器１０２の出力数は、電波送信システムの構成に応じて選択可能であり、２以上であればよい。
そして、電波送信システム１００のＰＡアンテナ１０４は、移相器１０２の出力数に対応して、７つのアンテナ素子１８を有する。
【００４８】
図５は、移相器１０２を分解して概略的に示す斜視図である。
移相器１０２の第１誘電体基板１１０は、第１実施形態の第１誘電体基板２０よりも大であり、一方の面の全域が接地層１１２よって覆われている。
〔第１導体パターン〕
第１誘電体基板１１０の他方の面に設けられた第１導体パターン１１４は、入出力用ストリップ線路２６及び出力用ストリップ線路（第１の出力用ストリップ線路）２８に加えて、第２の出力用ストリップ線路１１６、及び、第３の出力用ストリップ線路１１８を含んでいる。
【００４９】
第２の出力用ストリップ線路１１６は、第１の出力用ストリップ線路２８と同様に、円弧部（第１外側円弧部）１２０及び直線部１２２，１２２を有する。つまり、直線部１２２は、円弧部１２０の両端に連なるとともに入出力用ストリップ線路２６と平行に延び、円弧部１２０と協働して出力用ストリップ線路１１６を構成している。
円弧部１２０の曲率中心は、貫通孔３２の中心に一致し、円弧部１２０の曲率半径は、円弧部３６よりも大である。直線部１２２は、直線部３８と平行に延びており、直線部１２２の長さは、直線部３８の長さよりも短い。
【００５０】
第３の出力用ストリップ線路１１８も、円弧部（第１外側円弧部）１２４及び直線部１２６，１２６を有する。つまり、直線部１２６は、円弧部１２４の両端に連なるとともに入出力用ストリップ線路２６と平行に延び、円弧部１２４と協働して出力用ストリップ線路１１８を構成している。
円弧部１２４の曲率中心は、貫通孔３２の中心に一致し、円弧部１２４の曲率半径は、円弧部３６，１２０よりも大である。つまり、円弧部３６，１２０，１２４は、同心状に配列されている。直線部１２６は、直線部３８，１２２と平行に延びており、直線部１２６の長さは、直線部３８，１２２の長さよりも短い。
【００５１】
第２の出力用ストリップ線路１１６及び第３の出力用ストリップ線路１１８の両端には、コネクタ３４ｅ，３４ｆ，３４ｇ，３４ｈがそれぞれ接続され、第２の出力用ストリップ線路１１６及び第３の出力用ストリップ線路１１８は、コネクタ３４ｅ，３４ｆ，３４ｇ，３４ｈを通じて、アンテナ素子１８に接続される。
なお、円弧部１２０の径方向内側の円弧と直線部１２２の側辺、及び、円弧部１２４の径方向内側の円弧と直線部１２６の側辺も、面取り線１２８，１２９を介してそれぞれ繋がっている。
【００５２】
誘電体シート１３０は、第１誘電体基板１１０の大きさに合わせて誘電体シート４０よりも大であり、第１導体パターン１１４を覆っている。
【００５３】
第２誘電体基板１３２の長さも、円弧部１２４の曲率半径の大きさに合わせて、第２誘電体基板４４よりも延長されている。このため、第２誘電体基板１３２は、一部に曲線を含む略五角形の細長い外形形状を有する。
【００５４】
〔第２導体パターン〕
第２誘電体基板１３２の第１誘電体基板１１０側の面には、第２導体パターン１３４が設けられている。
図６は、第２導体パターン１３４の形状とともに、第１導体パターン１１４を示す概略的な平面図である。図６では、誘電体シート１３０が省略され、且つ、第２誘電体基板１３２が１点鎖線にて示されている。
【００５５】
図３に示したように、第２導体パターン１３４は、第１の領域１４０、第２の領域１４２、及び、第３の領域１４４からなり、第１の領域１４０は、第２導体パターン５２と略同一の形状を有する。
第２の領域１４２は、第１の領域１４０の円弧部６８の径方向外側に連なっている。より詳しくは、第２の領域１４２は、略扇形の外形形状を有し、第２の領域１４２の頂部は、第２導体パターン５２の円弧部６８に重なっている。
【００５６】
第２の領域１４２の外形形状は、第１の領域１４０の円弧５８から径方向外側に向かって延びる２本の半径線１４６ａ，１４６ｂと、貫通孔４６の中心を曲率中心とする円弧１４８によって主に構成されている。半径線１４６ａ，１４６ｂと円弧１４８とが交わるべき角は面取りされており、半径線１４６ａ，１４６ｂは、面取り線１５０ａ，１５０ｂを介して、円弧１４８に繋がっている。面取り線１５０ａ，１５０ｂは、第１導体パターン１１４の円弧部１２０の内側から外側まで、円弧部１２０を跨いで延びている。
【００５７】
また、第２の領域１４２には、扇形状の開口１５２が形成されており、第２の領域１４２は、開口１５２を囲む閉ループによって構成されている。
より詳しくは、第２の領域１４２は、開口１５２を規定する半径線１５４ａと半径線１４６ａの間に位置するアーム部（第１外側アーム部）１５８ａと、開口１５２を規定する半径線１５４ｂと半径線１４６ｂの間に位置するアーム部（第２外側アーム部）１５８ｂと、開口１５２を規定する円弧１５６と円弧１４８の間に位置する円弧部（第２外側円弧部）１６０とを有する。アーム部１５８ａ及びアーム部１５８ｂは、それぞれ円弧部６８と円弧部１６０の間を延びている。
【００５８】
アーム部１５８ａ及びアーム部１５８ｂは、径方向外側に向かうに連れて相互に離間するようにそれぞれ直線状に延び、円弧部１６０の両端に連なっている。
ここで、開口１５２の円弧１５６の曲率中心は、貫通孔４６の中心に一致しており、円弧部１２０及び円弧１４８の曲率中心に一致しているが、第２の領域１４２において、開口１５２の位置は、半径線１４６ａの側に偏っている。このため、径方向と直交する方向でのアーム部１５８ａの幅がアーム部１５８ｂの幅よりも細くなっている。
【００５９】
また、径方向でみて、円弧１５６は円弧部１２０の内側に位置し、円弧１４８は円弧部１２０の外側に位置している。従って、径方向に沿う方向での円弧部１６０の幅は、円弧部１２０の幅よりも大である。
円弧部１６０の幅方向中心は、円弧部１２０の幅方向中心に一致しており、また、円弧部１６０の曲率中心は、円弧部１２０の曲率中心に一致しているので、第２誘電体基板１３２が第１誘電体基板１１０に対して相対回転すると、円弧部１６０は、円弧部１２０と対向しながら、円弧部１２０に沿って移動する。
なお、周方向での円弧部１６０の長さは、面取りによって、径方向外側に向かうにつれて徐々に短くなっている。
【００６０】
第３の領域１４４は、第２の領域１４２の円弧部１６０の径方向外側に連なっている。より詳しくは、第３の領域１４４は、略扇形の外形形状を有し、第３の領域１４４の頂部は、第２の領域１４２の円弧部１６０に重なっている。
【００６１】
第３の領域１４４の外形形状は、第２の領域１４２の円弧１４８から径方向外側に向かって延びる２本の半径線１６２ａ，１６２ｂと、貫通孔４６の中心を曲率中心とする円弧１６４によって主に構成されている。半径線１６２ａ，１６２ｂと円弧１６４とが交わるべき角は面取りされており、半径線１６２ａ，１６２ｂは、面取り線１６６ａ，１６６ｂを介して、円弧１６４に繋がっている。面取り線１６６ａ，１６６ｂは、第１導体パターン１１４の円弧部１２４の内側から外側まで、円弧部１２４を跨いで延びている。
【００６２】
また、第３の領域１４４には、扇形状の開口１６８が形成されており、第３の領域１４４は、開口１６８を囲む閉ループによって構成されている。
より詳しくは、第３の領域１４４は、開口１６８を規定する半径線１７０ａと半径線１６２ａの間に位置するアーム部（第１外側アーム部）１７４ａと、開口１６８を規定する半径線１７０ｂと半径線１６２ｂの間に位置するアーム部（第２外側アーム部）１７４ｂと、開口１６８を規定する円弧１７２と円弧１６４の間に位置する円弧部（第２外側円弧部）１７６とを有する。アーム部１７４ａ及びアーム部１７４ｂは、それぞれ円弧部１６０と円弧部１７６の間を延びている。
【００６３】
アーム部１７４ａ及びアーム部１７４ｂは、径方向外側に向かうに連れて相互に離間するようにそれぞれ直線状に延び、円弧部１６０の両端に連なっている。
ここで、開口１６８の円弧１７２の曲率中心は、貫通孔４６の中心に一致しており、円弧部１２４及び円弧１６４の曲率中心に一致しているが、第３の領域１４４において、開口１６８の位置は、半径線１６２ａの側に偏っている。このため、径方向と直交する方向でのアーム部１７４ａの幅がアーム部１７４ｂの幅よりも細くなっている。
【００６４】
また、径方向でみて、円弧１７２は円弧部１２４の内側に位置し、円弧１６４は円弧部１２４の外側に位置している。従って、径方向に沿う方向での円弧部１７６の幅は、円弧部１２４の幅よりも大である。
円弧部１７６の幅方向中心は、円弧部１２４の幅方向中心に一致しており、また、円弧部１７６の曲率中心は、円弧部１２０の曲率中心に一致しているので、第２誘電体基板１３２が第１誘電体基板１１０に対して相対回転すると、円弧部１７６は、円弧部１２４と対向しながら、円弧部１２４に沿って移動する。
なお、周方向での円弧部１７６の長さは、面取りによって、径方向外側に向かうにつれて徐々に短くなっている。
【００６５】
このように、アーム部６４ａの幅がアーム部６４ｂの幅と異なっており、アーム部１５８ａの幅がアーム部１５８ｂの幅と異なっており、アーム部１７４ａの幅が、アーム部１７４ｂの幅と異なっているのは、アーム部６４ａ，６４ｂ，１５８ａ，１５８ｂ，１７４ａ，１７４ｂの各々の幅が、コネクタ３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆ，３４ｇ，３４ｈから出力されるべき電力の比（電力分配比）に応じて設定されるからである。
【００６６】
上述した第２実施形態の移相器１０２では、第２導体パターン１３４において、アーム部６４ａとアーム部６４ｂの間、アーム部１５８ａとアーム部１５８ｂの間、アーム部１７４ａとアーム部１７４ｂの間で、幅が相互に異なることによって、所望の電力分配比が達成される。
【００６７】
一方、上述した第２実施形態の移相器１０２では、第２導体パターン１３４が閉ループによって構成されていることによって、リターンロスが低減されている。すなわち、リターンロスを悪化させることなく、所望の電力分配比に合わせることが可能となる。
【００６８】
また、上述した第２実施形態の移相器１０２では、第１導体パターン１１４において、円弧部３６，１２０，１２４と直線部３８，１２２，１２６とが交差する部分が面取りされているため、より一層、リターンロスの低減が図られている。
【００６９】
更に、上述した第２実施形態の移相器１０２では、第２導体パターン１３４の円弧部６８，１６０，１６４の両端が面取りされているため、より一層、リターンロスの低減が図られている。
【００７０】
また、上述した第２実施形態の移相器１０２では、第１乃至第３の領域１４０，１４２，１４４の各々の扇形の中心角度や、扇形の周方向での、第１の領域１４０に対する第２の領域１４２の連結位置及び第２の領域１４２に対する第３の領域１４４の連結位置の設定によっても、希望する電力の分配比や良好なリターンロスを達成することができる。
【実施例】
【００７１】
以下、第２実施形態の移相器１０２の実施例について説明する。
１．構成
（１）材料
使用した材料は以下の通りである。
・第１誘電体基板１１０及び第２誘電体基板１３２
厚さ：１．６ｍｍ，比誘電率：３．４２５
・接地層１１２、第１導体パターン１１４及び第２導体パターン１３４
プロファイルフリー銅箔３５μｍ
・誘電体シート１３０
製品名：中興化成工業株式会社ＦＧＦ−４００−２
実測厚さ：４０μｍ
・コネクタ３４
ＳＭＡ−Ｊ
【００７２】
（２）寸法
第１導体パターン１１４及び第２導体パターン１３４の各部位の寸法を図７に示す。図７に示すように、アーム部６４ａ，６４ｂ，１５８ａ，１５８ｂ，１７４ａ，１７４ｂの幅ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４，ｗ５，ｗ６は、それぞれ、１．１ｍｍ，７．６ｍｍ，１ｍｍ，７．８ｍｍ，１．５ｍｍ，９．８ｍｍである。
そして、円弧部３６，６８，１２０，１６０，１２４，１７６の幅方向中心での曲率半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、それぞれ、２８ｍｍ，５６ｍｍ，８４ｍｍである。
【００７３】
２．評価
（１）評価方法
上記１（１），（２）の構成を有する移相器１０２において、コネクタ３４ａに２ＧＨｚ帯（１．８ＧＨｚ〜２．２ＧＨｚ）の高周波の入力電圧Ｖｉｎを印加したときの、各コネクタ３４ａ〜３４ｈからの出力電圧Ｖａ〜Ｖｈをシミュレーション（Ｍｅｎｔｏｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ社製ＩＥ３Ｄ）によって求めた。
【００７４】
そして、式（１）に出力電圧Ｖａの場合を示すように、入力電圧Ｖｉｎに対する出力電圧Ｖａ〜Ｖｈの各々の比を２乗して電力比としてからデシベルに換算し、これをＬｏｇＭａｇとして図８のグラフに示した。また、中心周波数２０２５ＭＨｚにおけるＬｏｇＭａｇの値を表１に示した。
【００７５】
図８（ａ）のグラフは、全てのコネクタ３４ａ〜３４ｈについてのＬｏｇＭａｇを示しており、図８（ｂ）のグラフは、図８（ａ）の縦軸を拡大して、コネクタ３４ｂ〜３４ｈについてのＬｏｇＭａｇを示している。
なお、コネクタ３４ｂ〜３４ｈについてのＬｏｇＭａｇは、電力の減衰量を表しているということができる。また、コネクタ３４ａについてのＬｏｇＭａｇは、リターンロスの大きさを表しているということができる。
【００７６】
【数１】
【００７７】
【表１】
【００７８】
（２）評価結果
（ｉ）表１及び図８に示すように、コネクタ３４ａからの出力、則ち、リターンロスは、広帯域に渡って小さい。具体的には、１．８ＧＨｚ〜２．２ＧＨｚの範囲で−２０ｄＢ以下である。
【００７９】
（ｉｉ）表１及び図８に示すように、同一の出力用ストリップ線路２８，１１６，１１８の両端からの出力は、相互に異なっており、電力が良好に分配されている。具体的には、中心周波数である２０２５ＭＨｚにおいて、コネクタ３４ｃとコネクタ３４ｄとでは１ｄＢ、コネクタ３４ｅとコネクタ３４ｆとでは０．９ｄＢ、コネクタ３４ｇとコネクタ３４ｈとでは１．５ｄＢだけ、ＬｏｇＭａｇが異なっている。
【００８０】
（ｉｉｉ）表１及び図８に示すように、各コネクタ３４ｂ〜３４ｈについてのＬｏｇＭａｇの値は周波数依存性が少なく、周波数特性に優れている。具体的には、各コネクタ３４ｂ〜３４ｈのＬｏｇＭａｇの変化量は、１．８ＧＨｚ〜２．２ＧＨｚの範囲で１ｄＢ以下である。
【００８１】
本発明は、上述した第１実施形態、第２実施形態、及び、第２実施形態の実施例に限定されることはなく、第１及び第２実施形態を適宜組み合わせた形態や、これら形態に変更を加えた形態も含む。
【００８２】
第１実施形態の移相器１４においては、第２導体パターン５２の閉ループの外形形状は、好ましい態様として、略扇形によって構成されていたけれども、他の形状によって構成されていてもよい。すなわち、アーム部６４ａ，６４ｂは、径方向に真っ直ぐに延びていたが、折れ曲がっていても、径方向に対して傾いていてもよい。
【００８３】
また、第２実施形態の移相器１０２では、第２導体パターン１３４は、好ましい態様として、いずれも外形形状が略扇形の第１乃至第３の領域１４０，１４２，１４４、即ち３つの閉ループによって構成されていたが、各領域１４０，１４２，１４４の外形形状は相互に異なっていてもよい。
【００８４】
更に、第１及び第２の実施形態では、好ましい態様として、第２導体パターン５２，１３４の円弧部６８，１６０，１７６とアーム部６４ａ，６４ｂ，１５８ａ，１５８ｂ，１７４ａ，１７４ｂとが交わる角は、面取りされていたが、円弧部６８，１６０，１７６は、リターンロスが悪化しない範囲において、周方向にて、アーム部６４ａ，６４ｂ，１５８ａ，１５８ｂ，１７４ａ，１７４ｂから突出してもよい。
【００８５】
また更に、第２の実施形態では、出力用ストリップ線路２８，１１６，１１８の数が３本であり、これに対応して、第２導体パターン１３４が３つの領域１４０，１４２，１４４によって構成されていたが、出力用ストリップ線路の数は１本以上であればよく、これに対応して、第２導体パターンを構成する領域の数を設定可能である。
【００８６】
一方、第１及び第２実施形態の移相器１４，１０２では、第１導体パターン２４，１１４と第２導体パターン５２，１３４の間に絶縁シート４０，１３０が配置されていたが、第１導体パターン２４，１１４と第２導体パターン５２，１３４の間に誘電層が設けられていればよい。誘電層は、設計によっては、空気からなる層であってもよい。
【００８７】
また、実施例では、２ＧＨｚ帯における移相器１０２のＬｏｇＭａｇについて説明したが、移相器１０２は、必要に応じて設計を変更することによって、８００ＭＨｚ帯等の他の周波数帯域にも適用可能である。
【００８８】
最後に、本発明の電力分配型移相器は、フェイズドアレーアンテナとともに用いることによって、電波送信システムに好適であるが、他の機器やシステムにも適用可能であるのは勿論である。
【符号の説明】
【００８９】
１０，１００ 電波送信システム
１４，１０２ 電力分配型移相器
２０，１１０ 第１誘電体基板
２４，１１４ 第１導体パターン
３０ 囲繞部（第１囲繞部）
３６ 円弧部（第１円弧部）
４０，１３０ 誘電体シート
４４，１３２ 第２誘電体基板
４８ 螺子（回転軸）
５２，１３４ 第２導体パターン
５４ 囲繞部（第２囲繞部）
６４ａ アーム部（第１アーム部）
６４ｂ アーム部（第２アーム部）
６８ 円弧部（第２円弧部）
１２０，１２４ 円弧部（第１外側円弧部）
１５８ａ，１７４ａ アーム部（第１外側アーム部）
１５８ｂ，１７４ｂ アーム部（第２外側アーム部）
１６０，１７６ 円弧部（第２外側円弧部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１誘電体基板と、
前記第１誘電体基板と対向して配置され、且つ、前記第１誘電体基板に対して垂直な回転軸を中心として相対回転可能な第２誘電体基板と、
前記第１誘電体基板及び前記第２誘電体基板にそれぞれ設けられ、誘電層を挟んで相互に対向する第１導体パターン及び第２導体パターンと、を有し、
前記第１導体パターンは、前記回転軸の少なくとも一部を囲む第１囲繞部と、前記第１囲繞部から離間した位置にて、前記回転軸の周方向に延びる第１円弧部とを含み、
前記第２導体パターンは、前記回転軸の少なくとも一部を囲み且つ前記第１囲繞部と対向する第２囲繞部と、前記回転軸の周方向に延び且つ前記第１円弧部と対向する第２円弧部と、前記第２囲繞部と前記第２円弧部の間をそれぞれ延びる第１アーム部及び第２アーム部とを含み、
前記第１アーム部は、前記第２アーム部とは異なる幅を有する、
ことを特徴とする電力分配型移相器。
【請求項２】
前記第１アーム部及び前記第２アーム部は、径方向外側に向かうに連れて相互に離れるように延びており、
前記第１アーム部及び前記第２アーム部の径方向外側の端は、前記第２円弧部に連なっている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力分配型移相器。
【請求項３】
前記第１アーム部及び前記第２アーム部の径方向外側の端は、前記第２円弧部の両端に連なっており、
前記第２円弧部の両端は、径方向外側に向かうに連れて前記第２円弧部の長さが短くなるように、面取りされている、
ことを特徴とする請求項２に記載の電力分配型移相器。
【請求項４】
前記第１導体パターンは、前記第１円弧部の径方向外側に、前記第１円弧部から離間した位置にて前記回転軸の周方向に延びる１つ以上の第１外側円弧部を更に含み、
前記第２導体パターンは、前記第２円弧部の径方向外側に、前記回転軸の周方向に延び且つ前記第１外側円弧部の各々と対向する少なくとも１つの第２外側円弧部と、前記第２円弧部と前記第２外側円弧部との間若しくは前記第２外側円弧部同士の間をそれぞれ延びる、第１外側アーム部及び第２外側アーム部とを更に含み、
前記第１外側アーム部は、前記第２外側アーム部とは異なる幅を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の電力分配型移相器。
【請求項５】
前記第１外側アーム部及び前記第２外側アーム部は、径方向外側に向かうに連れて相互に離れるように延びており、
前記第１外側アーム部及び前記第２外側アーム部の径方向外側の端は、前記第２外側円弧部に連なっている、
ことを特徴とする請求項４に記載の電力分配型移相器。
【請求項６】
前記第１外側アーム部及び前記第２外側アーム部の径方向外側の端は、前記第２円弧部の両端に連なっており、
前記第２外側円弧部の両端は、径方向外側に向かうに連れて前記第２外側円弧部の長さが短くなるように、面取りされている、
ことを特徴とする請求項５に記載の電力分配型移相器。
【請求項７】
前記第１導体パターンは、
前記第１囲繞部を経由して直線状に延びる入出力用ストリップ線路と、
前記第１円弧部及び前記第１外側円弧部の各々の両端に連なるとともに前記入出力用ストリップ線路と平行に延び、前記第１円弧部及び前記第１外側円弧部の各々と協働して出力用ストリップ線路を構成する直線部とを含み、
前記入出力用ストリップ線路の一端に入力された高周波信号を、前記入出力用ストリップ線路の他端、及び、前記直線部の各々の一端から出力する、
ことを特徴とする請求項４乃至６の何れか一項に記載の電力分配型移相器。
【請求項８】
前記出力用ストリップ線路において、前記第１円弧部若しくは前記第１外側円弧部と前記直線部とが繋がる部分が面取りされている、
ことを特徴とする請求項７に記載の電力分配型移相器。
【請求項９】
第１誘電体基板と、
前記第１誘電体基板と対向して配置され、且つ、前記第１誘電体基板に対して垂直な回転軸を中心として相対回転可能な第２誘電体基板と、
前記第１誘電体基板及び前記第２誘電体基板にそれぞれ設けられ、誘電層を挟んで相互に対向する第１導体パターン及び第２導体パターンと、を有し、
前記第１導体パターンは、前記回転軸から離間した位置にて、前記回転軸の周方向に延びる第１円弧部を含み、
前記第２導体パターンは、前記回転軸の周方向に延び且つ前記第１円弧部と対向する第２円弧部と、前記回転軸の径方向に延び且つ前記第２円弧部に連なる第１アーム部及び第２アーム部とを含み、
前記第１アーム部は、前記第２アーム部とは異なる幅を有する、
ことを特徴とする電力分配型移相器。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか一項に記載の電力分配型移相器と、
前記電力分配型移相器と接続された複数のアンテナ素子を有するフェイズドアレーアンテナと、
を備えることを特徴とする電波送信システム。
【請求項１】
第１誘電体基板と、
前記第１誘電体基板と対向して配置され、且つ、前記第１誘電体基板に対して垂直な回転軸を中心として相対回転可能な第２誘電体基板と、
前記第１誘電体基板及び前記第２誘電体基板にそれぞれ設けられ、誘電層を挟んで相互に対向する第１導体パターン及び第２導体パターンと、を有し、
前記第１導体パターンは、前記回転軸の少なくとも一部を囲む第１囲繞部と、前記第１囲繞部から離間した位置にて、前記回転軸の周方向に延びる第１円弧部とを含み、
前記第２導体パターンは、前記回転軸の少なくとも一部を囲み且つ前記第１囲繞部と対向する第２囲繞部と、前記回転軸の周方向に延び且つ前記第１円弧部と対向する第２円弧部と、前記第２囲繞部と前記第２円弧部の間をそれぞれ延びる第１アーム部及び第２アーム部とを含み、
前記第１アーム部は、前記第２アーム部とは異なる幅を有する、
ことを特徴とする電力分配型移相器。
【請求項２】
前記第１アーム部及び前記第２アーム部は、径方向外側に向かうに連れて相互に離れるように延びており、
前記第１アーム部及び前記第２アーム部の径方向外側の端は、前記第２円弧部に連なっている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力分配型移相器。
【請求項３】
前記第１アーム部及び前記第２アーム部の径方向外側の端は、前記第２円弧部の両端に連なっており、
前記第２円弧部の両端は、径方向外側に向かうに連れて前記第２円弧部の長さが短くなるように、面取りされている、
ことを特徴とする請求項２に記載の電力分配型移相器。
【請求項４】
前記第１導体パターンは、前記第１円弧部の径方向外側に、前記第１円弧部から離間した位置にて前記回転軸の周方向に延びる１つ以上の第１外側円弧部を更に含み、
前記第２導体パターンは、前記第２円弧部の径方向外側に、前記回転軸の周方向に延び且つ前記第１外側円弧部の各々と対向する少なくとも１つの第２外側円弧部と、前記第２円弧部と前記第２外側円弧部との間若しくは前記第２外側円弧部同士の間をそれぞれ延びる、第１外側アーム部及び第２外側アーム部とを更に含み、
前記第１外側アーム部は、前記第２外側アーム部とは異なる幅を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の電力分配型移相器。
【請求項５】
前記第１外側アーム部及び前記第２外側アーム部は、径方向外側に向かうに連れて相互に離れるように延びており、
前記第１外側アーム部及び前記第２外側アーム部の径方向外側の端は、前記第２外側円弧部に連なっている、
ことを特徴とする請求項４に記載の電力分配型移相器。
【請求項６】
前記第１外側アーム部及び前記第２外側アーム部の径方向外側の端は、前記第２円弧部の両端に連なっており、
前記第２外側円弧部の両端は、径方向外側に向かうに連れて前記第２外側円弧部の長さが短くなるように、面取りされている、
ことを特徴とする請求項５に記載の電力分配型移相器。
【請求項７】
前記第１導体パターンは、
前記第１囲繞部を経由して直線状に延びる入出力用ストリップ線路と、
前記第１円弧部及び前記第１外側円弧部の各々の両端に連なるとともに前記入出力用ストリップ線路と平行に延び、前記第１円弧部及び前記第１外側円弧部の各々と協働して出力用ストリップ線路を構成する直線部とを含み、
前記入出力用ストリップ線路の一端に入力された高周波信号を、前記入出力用ストリップ線路の他端、及び、前記直線部の各々の一端から出力する、
ことを特徴とする請求項４乃至６の何れか一項に記載の電力分配型移相器。
【請求項８】
前記出力用ストリップ線路において、前記第１円弧部若しくは前記第１外側円弧部と前記直線部とが繋がる部分が面取りされている、
ことを特徴とする請求項７に記載の電力分配型移相器。
【請求項９】
第１誘電体基板と、
前記第１誘電体基板と対向して配置され、且つ、前記第１誘電体基板に対して垂直な回転軸を中心として相対回転可能な第２誘電体基板と、
前記第１誘電体基板及び前記第２誘電体基板にそれぞれ設けられ、誘電層を挟んで相互に対向する第１導体パターン及び第２導体パターンと、を有し、
前記第１導体パターンは、前記回転軸から離間した位置にて、前記回転軸の周方向に延びる第１円弧部を含み、
前記第２導体パターンは、前記回転軸の周方向に延び且つ前記第１円弧部と対向する第２円弧部と、前記回転軸の径方向に延び且つ前記第２円弧部に連なる第１アーム部及び第２アーム部とを含み、
前記第１アーム部は、前記第２アーム部とは異なる幅を有する、
ことを特徴とする電力分配型移相器。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか一項に記載の電力分配型移相器と、
前記電力分配型移相器と接続された複数のアンテナ素子を有するフェイズドアレーアンテナと、
を備えることを特徴とする電波送信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２２７９１１（Ｐ２０１２−２２７９１１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２１７５８（Ｐ２０１２−２１７５８）
【出願日】平成２４年２月３日（２０１２．２．３）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月３日（２０１２．２．３）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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