トップへ 目次 1.PINダイオード 2.スイッチ 3.移相器 (1)移相とは? (2)反射によって位相を変える? 電気的に位相を変える方法には、前項の線路切り替え方式のほかに、反射による位相 変化を利用する方式と2信号の合成による方式が有ります。ここでは前者の反射による 位相変化を利用した方式を見てみましょう。 反射による位相変化と聞いて ??? となってしまった方は、高校の物理の教科書 でも見てください。「光の反射・屈折」のところで反射と位相変化の説明が出てくるは ずです。光と同様に電気信号も波ですから、どこかにぶつかれば反射して位相も変わり ます。光の場合は媒質の境界面で反射を起します。それでは電気信号の場合は・・・。 そうです、インピーダンスが変化する所で反射を起します。 先ずは、下図のように特性インピーダンス50Ωの伝送線路の途中に色々なものを接 続し、反射を起させ、位相がどのように変化するのか見てみましょう。図5−26 位相の変化を調べてみよう 伝送線路の電気長は90度(at 1GHz)とします。何も接続されていない時の通過位相 特性は図5−27のようになります。電気長が90度ですから、1GHzで−90°になってい ます(挿入位相=90°)。
図5−27 伝送線路のみの通過位相特性 ○コンデンサ(C)を接続 (伝送線路の中央に) 0pF,1pF,2pF,3pF,4pF,5pFと変化させた時の挿入移相・損失の変化を 下図に示します。Cの値を大きくするに従って、挿入移相・損失共に大きくなってい ます。
図5−28 伝送線路 + C ○インダクタ(L)を接続 (伝送線路の中央に) 100nH,30nH,10nH,5nH,3nHと変化させた時の挿入移相・損失の変化を下図に 示します。Lの値を小さくするに従って、挿入移相は小さくなり、挿入損失は大き くなっています。
図5−29 伝送線路 + L ○ Short Stub を接続 (伝送線路の中央に) Short Stub の電気長を 90°,80°,70°,60°,50°と変化させた時の挿入 移相・損失の変化を下図に示します。短くするに従って、挿入移相は小さくなり、 挿入損失は大きくなっています。
図5−30 伝送線路 + Short Stub ○ Open Stub を接続 (伝送線路の中央に) Open Stub の電気長を 0°,10°,20°,30°,40°と変化させた時の挿入 移相・損失の変化を下図に示します。長くするに従って、挿入移相は大きくなり、 挿入損失は大きくなっています。
図5−31 伝送線路 + Open Stub 伝送線路に接続する素子の値によって、挿入位相を調整できることが判って頂けたと思 います。しかし、大きな問題が一つ有ります。それは、挿入損失の悪化です。伝送線路 にL,C,Stubのようなリアクタンス素子を接続したことによって反射(ミスマッチ) が起こり、損失が大きくなっています。もちろん入出力のインピーダンス特性も悪化し ています。挿入損失や入出力のインピーダンスを悪化させずに位相を変えるには。。。 その解決策の説明は次項で。 (3)Loaded Line Type 移相器