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公開番号2024088246
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-02
出願番号2022203322
出願日2022-12-20
発明の名称デジタル移相回路およびデジタル移相器
出願人株式会社フジクラ
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01P 1/18 20060101AFI20240625BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】小型化と、低遅延モード時の位相と高遅延モード時の位相との差の拡大と、を両立できるデジタル移相回路およびデジタル移相器を提供する。
【解決手段】デジタル移相回路は、信号線路と、前記信号線路と平行に延びる第1平行線路を含む第1線路と、前記信号線路と平行に延びる第2平行線路と、前記第2平行線路の一方の端部から前記信号線路の長手方向と交差する交差方向において前記信号線路から遠ざかるように延びる第1交差線路と、前記第1交差線路の一方の端部から前記信号線路と平行に延びる第3平行線路と、前記第3平行線路の一方の端部から前記交差方向において前記信号線路に近づくように延びる第2交差線路と、を含む第2線路と、第1接地導体と、第2接地導体と、第1電子スイッチと、第2電子スイッチと、を備え、前記第1平行線路と前記第2平行線路との間に前記信号線路が位置する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
信号線路と、
前記信号線路と平行に延びる第１平行線路を含む第１線路と、
前記信号線路と平行に延びる第２平行線路と、前記第２平行線路の一方の端部から前記信号線路の長手方向と交差する交差方向において前記信号線路から遠ざかるように延びる第１交差線路と、前記第１交差線路の一方の端部から前記信号線路と平行に延びる第３平行線路と、前記第３平行線路の一方の端部から前記交差方向において前記信号線路に近づくように延びる第２交差線路と、を含む第２線路と、
前記第１平行線路の一方の端部および前記第２平行線路の一方の端部に電気的に接続された第１接地導体と、
前記第２線路の一方の端部に接続された第２接地導体と、
前記第１平行線路の他方の端部と前記第２接地導体との間に設けられた第１電子スイッチと、
前記第２平行線路の他方の端部と前記第２接地導体との間に設けられた第２電子スイッチと、を備え、
前記第１平行線路と前記第２平行線路との間に前記信号線路が位置する、
デジタル移相回路。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記第２平行線路の他方の端部と前記第２電子スイッチとの間に設けられた接続パッドをさらに備え、
前記接続パッドの前記交差方向における寸法の最大値は、前記第２平行線路の幅よりも大きい、
請求項１に記載のデジタル移相回路。
【請求項３】
前記第２交差線路の少なくとも一部と、前記接続パッドの少なくとも一部とは、前記長手方向において対向している、
請求項２に記載のデジタル移相回路。
【請求項４】
前記交差方向において、前記第２平行線路の中心線と前記第３平行線路の中心線との間の距離は、前記第２平行線路の中心線と前記第１接地導体の前記第３平行線路側の外縁との間の距離よりも大きい、
請求項１から３のいずれか一項に記載のデジタル移相回路。
【請求項５】
前記第１接地導体および前記第２接地導体のうち少なくとも一方は、多層構造を有する、
請求項１から３のいずれか一項に記載のデジタル移相回路。
【請求項６】
前記第２交差線路は、平面視において前記第２平行線路、前記信号線路、および前記第１平行線路と交差するように延びており、
前記第２線路は、前記第２交差線路の一方の端部から前記信号線路と平行に延びる第４平行線路と、前記第４平行線路の一方の端部から前記交差方向において前記信号線路に近づくように延びる第３交差線路と、をさらに含む、
請求項１から３のいずれか一項に記載のデジタル移相回路。
【請求項７】
前記第１線路は、前記第１平行線路の一方の端部から前記交差方向において前記信号線路から遠ざかるように延びる第４交差線路と、前記第４交差線路の一方の端部から前記信号線路と平行に延びる第５平行線路と、前記第５平行線路の一方の端部から前記交差方向において前記信号線路に近づくように延びる第５交差線路と、をさらに含む、
請求項１から３のいずれか一項に記載のデジタル移相回路。
【請求項８】
請求項１から３のいずれか一項に記載のデジタル移相回路を複数と、
当該デジタル移相回路を前記信号線路の中心線に対して反転させた反転デジタル移相回路を複数備え、
複数の前記デジタル移相回路および複数の前記反転デジタル移相回路は、前記長手方向において交互に縦続接続されている、
デジタル移相器。
【請求項９】
前記長手方向に隣り合う前記デジタル移相回路および前記反転デジタル移相回路は、互いに一部が入り込むように縦続接続されている、
請求項８に記載のデジタル移相器。
【請求項１０】
請求項１から３のいずれか一項に記載のデジタル移相回路を複数と、当該デジタル移相回路を前記信号線路の中心線に対して反転させた反転デジタル移相回路を複数有する第１列と、
請求項１から３のいずれか一項に記載のデジタル移相回路を複数と、当該デジタル移相回路を前記信号線路の中心線に対して反転させた反転デジタル移相回路を複数有し、前記交差方向から見て前記第１列と重なるように前記第１列と平行に延びる第２列と、
前記第１列の一方の端部と前記第２列の一方の端部とを電気的に接続する接続部と、を備え、
前記第１列が有する複数の前記デジタル移相回路および複数の前記反転デジタル移相回路は、前記長手方向において交互に縦続接続されており、
前記第２列が有する複数の前記デジタル移相回路および複数の前記反転デジタル移相回路は、前記長手方向において交互に縦続接続されており、
前記第１列が有する複数の前記第３平行線路と、前記第２列が有する複数の前記第３平行線路とは、前記交差方向において隣接していない、
デジタル移相器。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル移相回路およびデジタル移相器に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば非特許文献１には、マイクロ波、準ミリ波あるいはミリ波を対象とするデジタル制御型の移相回路（デジタル移相回路）が開示されている。このデジタル移相回路は、非特許文献１の図２に示されているように、信号線路（signal line）、一対の内側線路（inner lines）、一対の外側線路（outer lines）、第１接地バー、第２接地バー、および一対のＮＭＯＳスイッチ等を備える。一対の内側線路は、信号線路の両側に設けられる。一対の外側線路は、一対の内側線路の外側に設けられる。第１接地バーは、各内側線路及び各外側線路の一端に接続される。第２接地バーは、各外側線路の他端に接続される。各ＮＭＯＳスイッチは、各内側線路の他端と第２接地バーとの間に設けられる。
【０００３】
このようなデジタル移相回路は、信号線路における信号波の伝送に起因して生じるリターン電流が、一対の内側線路および一対の外側線路のいずれに流れるかを、一対のＮＭＯＳスイッチの開／閉に応じて切り替える。これにより、デジタル移相回路の動作モードが、低遅延モードと高遅延モードとの間で切り替わる。すなわち、このデジタル移相回路は、一対の内側線路にリターン電流が流れる場合に動作モードが低遅延モードとなり、一対の外側線路にリターン電流が流れる場合に動作モードが高遅延モードとなる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
A Ka-band Digitally-Controlled Phase Shifter with sub-degree Phase Precision (2016,IEEE,RFIC)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したようなデジタル移相回路においては、回路定数の１つであるインダクタンスについて、高遅延モード時の値（インダクタンス値）を低遅延モード時のインダクタンス値に対して十分に大きくすることが望ましい。しかしながら、デジタル移相回路に上述した従来の構造を適用した場合、インダクタンス値を大きくしようとすると回路のサイズが大きくなるという問題があった。この結果、従来のデジタル移相回路では、小型化と、低遅延モード時の位相と高遅延モード時の位相との差（移相量）を十分に確保することと、を両立することが困難であった。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされ、小型化と、低遅延モード時の位相と高遅延モード時の位相との差の拡大と、を両立できるデジタル移相回路およびデジタル移相器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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の態様１に係るデジタル移相回路は、信号線路と、前記信号線路と平行に延びる第１平行線路を含む第１線路と、前記信号線路と平行に延びる第２平行線路と、前記第２平行線路の一方の端部から前記信号線路の長手方向と交差する交差方向において前記信号線路から遠ざかるように延びる第１交差線路と、前記第１交差線路の一方の端部から前記信号線路と平行に延びる第３平行線路と、前記第３平行線路の一方の端部から前記交差方向において前記信号線路に近づくように延びる第２交差線路と、を含む第２線路と、前記第１平行線路の一方の端部および前記第２平行線路の一方の端部に電気的に接続された第１接地導体と、前記第２線路の一方の端部に接続された第２接地導体と、前記第１平行線路の他方の端部と前記第２接地導体との間に設けられた第１電子スイッチと、前記第２平行線路の他方の端部と前記第２接地導体との間に設けられた第２電子スイッチと、を備え、前記第１平行線路と前記第２平行線路との間に前記信号線路が位置する。
【０００８】
本発明の態様１によれば、第１交差線路、第３平行線路、および第２交差線路が、Ｕ字状にループしたループ線路を構成する。このため、リターン電流が第１交差線路で発生させる磁界と、第３平行線路で発生させる磁界と、第２交差線路で発生させる磁界とが、当該ループの中心において互いに強め合う。これにより、デジタル移相回路のサイズを過度に大きくせずとも、高遅延モード時のインダクタンス値を高めることができ、低遅延モード時の位相と高遅延モード時の位相の差（移相量）を十分に拡大することができる。
【０００９】
また、本発明の態様２は、態様１のデジタル移相回路において、前記第２平行線路の他方の端部と前記第２電子スイッチとの間に設けられた接続パッドをさらに備え、前記接続パッドの前記交差方向における寸法の最大値は、前記第２平行線路の幅よりも大きい。
【００１０】
また、本発明の態様３は、態様２のデジタル移相回路において、前記第２交差線路の少なくとも一部と、前記接続パッドの少なくとも一部とは、前記長手方向において対向している。
（【００１１】以降は省略されています）

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