本發(fā)明涉及對(duì)無(wú)線頻率信號(hào)時(shí)間給予延遲的延時(shí)器。另外，涉及具備那樣的延時(shí)器的相控陣列天線。

背景技術(shù)：

為了實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信的大容量化，使用的頻帶的寬帶化和高頻化不斷發(fā)展。近年，不僅微波頻段(0.3ghz以上、30ghz以下)用于無(wú)線通信，毫米波段(30ghz以上300ghz以下)也用于無(wú)線通信。其中，作為不容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)的泄漏、能夠減少通信小區(qū)的尺寸而配置大量通信小區(qū)的頻帶，在大氣中的衰減較大的60ghz頻帶廣受注目。

60ghz頻帶的無(wú)線通信所使用的天線，除了追求寬頻帶性之外，還被期望高增益性。這是因?yàn)槿缟鲜瞿菢樱?0ghz頻帶在大氣中的衰減較大。作為具有承受得住在60ghz頻帶的使用的高增益性的天線，例如，能夠列舉陣列天線。這里，陣列天線是指將多個(gè)輻射元件排列為陣列狀或者矩陣狀的天線。

在陣列天線中，通過(guò)控制對(duì)向各輻射元件輸入的無(wú)線頻率信號(hào)給予的時(shí)間延遲，能夠使輻射的電磁波(使從各輻射元件輻射的電磁波重疊后得到的的電磁波)的主波束方向變化。具有這樣的波束形成功能的陣列天線被稱為相控陣列天線，研究開(kāi)發(fā)盛行。

參照?qǐng)D12對(duì)相控陣列天線中的波束形成的原理進(jìn)行說(shuō)明。在以下的說(shuō)明中，假設(shè)構(gòu)成相控陣列天線的多個(gè)輻射元件a1～an以既定的間隔d排列在特定的直線上。

若對(duì)輻射元件a1～an輸入同相位的無(wú)線頻率信號(hào)，則能夠形成與上述特定的直線平行的等相位面，主波束方向與該等相位面垂直。與此相對(duì)，若對(duì)向輻射元件a1～a輸入n的無(wú)線頻率信號(hào)給予等差的時(shí)間延遲δ1～δn，則與時(shí)間延遲差δt＝δ2－δ1＝δ3－δ2＝…＝δn－δn－1對(duì)應(yīng)地而等相位面傾斜。這里，在時(shí)間延遲差δt與等相位面的傾斜角(上述特定的直線與等相位面所成的角)α之間，以下的關(guān)系成立(c是真空中的光速)。

δt＝d×sinα/c

因此，若控制對(duì)向各輻射元件ai輸入的無(wú)線頻率信號(hào)給予的時(shí)間延遲δi，使時(shí)間延遲差δt增大，則能夠增大傾斜角α。相反，若控制對(duì)向各輻射元件ai輸入的無(wú)線頻率信號(hào)給予的時(shí)間延遲δi，使時(shí)間延遲差δt變小，則能夠減小傾斜角α。以上是波束形成的原理。

接下來(lái)，以往的相控陣列天線的典型的構(gòu)成如圖13～圖15所示。圖13所示的相控陣列天線13是發(fā)送用天線，圖14所示的相控陣列天線14是接收用天線，圖15所示的相控陣列天線15是發(fā)送接收兼用天線。此外，以下，將時(shí)間延遲僅稱為延遲。

圖13所示的相控陣列天線13(1)使用時(shí)間延遲元件td11～td1n針對(duì)從外部輸入的無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)給予等差的延遲δ1～δn，(2)并向輻射元件a1～an輸入所得到的延遲無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t－δ1)～vrf(t－δn)。若設(shè)定對(duì)無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)給予的延遲δ1～δn，使時(shí)間延遲差δt＝δ2－δ1＝δ3－δ2＝…＝δn－δn－1與d×sinα/c一致，則能夠高效地發(fā)送等相位面的傾斜角為α的電磁波。

圖14所示的相控陣列天線14(1)使用時(shí)間延遲元件td21～td2n針對(duì)從輻射元件a1～an輸出的無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t+δ1)～vrf(t+δn)給予等差的延遲δ1～δn，(2)并向外部輸出所得到的延遲無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)。若設(shè)定對(duì)無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t+δ1)～vrf(t+δn)給予的延遲δ1～δn，使時(shí)間延遲差δt＝δ2－δ1＝δ3－δ2＝…＝δn－δn－1與d×sinα/c一致，則能夠高效地接收等相位面的傾斜角為α的電磁波。

圖15所示的相控陣列天線15是使用循環(huán)器、或者雙工器、開(kāi)關(guān)c1～cn組合了圖13所示的相控陣列天線13、和圖14所示的相控陣列天線14后得到的天線。輻射元件ai為發(fā)送接收兼用。循環(huán)器ci是具備三個(gè)以上供信號(hào)進(jìn)行輸入輸出的端口，并將向某個(gè)端口輸入的信號(hào)從沿著圖15所示的旋轉(zhuǎn)箭頭的方向上的下一個(gè)端口輸出的元件。在相控陣列天線15中，各循環(huán)器ci擔(dān)負(fù)將從發(fā)送用的時(shí)間延遲元件td1i輸出的延遲無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t－δi)輸入輻射元件ai，并將從輻射元件ai輸出的無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t+δi)向接收用的時(shí)間延遲元件td2i輸入的功能。在采用雙工器、開(kāi)關(guān)的情況下，它們也負(fù)擔(dān)同樣的功能。

然而，圖13～圖15所示的相控陣列天線13～15并不適用于在毫米波段的使用。這是因?yàn)槔脮r(shí)間延遲元件等電氣單元，難以對(duì)毫米波段的無(wú)線頻率信號(hào)給予高精度的延遲。

與此相對(duì)，也已知有使用光學(xué)單元使無(wú)線頻率信號(hào)延遲的相控陣列天線，但需要使用價(jià)格高于電子部件的光學(xué)部件，所以避免不了成本的上升。特別是，若假定毫米波段的使用，則需要使用極其高價(jià)的調(diào)制器、光電轉(zhuǎn)換元件等，可以預(yù)見(jiàn)成本的大幅度的上升。

因此，為了不使用光學(xué)單元就實(shí)現(xiàn)能夠在毫米波段使用的相控陣列天線，考慮了代替使無(wú)線頻率信號(hào)延遲的延時(shí)器，而采用使頻率低于無(wú)線頻率信號(hào)的中間頻率信號(hào)或者本地信號(hào)延遲的延時(shí)器。這樣的延時(shí)器由專利文獻(xiàn)1和非專利文獻(xiàn)1公開(kāi)。

專利文獻(xiàn)1：日本國(guó)公開(kāi)專利公報(bào)“日本特開(kāi)2003－60424號(hào)公報(bào)(2003年2月28日公開(kāi))”

非專利文獻(xiàn)1：joshuad.schwartzetal.,"anelectronicuwbcontinuouslytunabletime-delaysystemwithnanoseconddelays",ieeemicrowaveandwirelesscomponentsletters,february2008,vol.18,no.2,pp103-105

在專利文獻(xiàn)1和非專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的延時(shí)器中，能夠通過(guò)使對(duì)無(wú)線頻率信號(hào)給予的延遲的大小與本地信號(hào)的頻率對(duì)應(yīng)地發(fā)生變化來(lái)控制對(duì)無(wú)線頻率信號(hào)給予的延遲的大小。然而，如以下所說(shuō)明的那樣，在專利文獻(xiàn)1和非專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的延時(shí)器中，作為控制變量的本地信號(hào)的頻率flo的變化量δflo與作為被控制變量的延遲δ的變化量δδ的關(guān)系，因無(wú)線頻率信號(hào)的頻率frf而異。因此，存在難以在較寬的頻帶精度良好地控制對(duì)無(wú)線頻率信號(hào)給予的時(shí)間延遲這樣的問(wèn)題。另外，在使用了專利文獻(xiàn)1和非專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的延時(shí)器的相控陣列天線中，存在難以在較寬的頻帶精度良好地控制能夠高效地發(fā)送或者接收電磁波的方向這樣的問(wèn)題。

(專利文獻(xiàn)1的問(wèn)題點(diǎn))

圖16是表示專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的延時(shí)器20的構(gòu)成的框圖。如圖16所示，延時(shí)器20具備相位器ps和兩個(gè)混合器mx1～mx2。

對(duì)混合器mx1輸入：從無(wú)線頻率信號(hào)源rf輸出的無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)、和從本地信號(hào)源lo輸出并被從本地信號(hào)源lo到混合器mx1的傳輸線路延遲的本地信號(hào)vlo(t)。無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)例如，能夠如下述的式(1)那樣表示，本地信號(hào)vlo(t)例如，能夠如下述的式(2)那樣表示。這里，是在從本地信號(hào)源lo到混合器mx1的傳輸線路上產(chǎn)生的線路延遲。此外，這里，考慮到在從無(wú)線頻率信號(hào)源rf到混合器mx1的傳輸線路上產(chǎn)生的線路延遲足夠小的情況，將從無(wú)線頻率信號(hào)源rf輸出的無(wú)線頻率信號(hào)與向混合器mx1輸入的無(wú)線頻率信號(hào)視為相同。

【式1】

vrf(t)＝vrfcos(2πfrft)…(1)

【式2】

混合器mx1通過(guò)將無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)與本地信號(hào)vlo(t)進(jìn)行乘法運(yùn)算后，去掉高頻成分(使用本地信號(hào)vlo(t)對(duì)無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)進(jìn)行下變頻)，來(lái)生成中間頻率信號(hào)vif(t)。在向混合器mx1輸入的無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)和本地信號(hào)vlo(t)分別如上述的式(1)和式(2)那樣表示的情況下，在混合器mx1生成的中間頻率信號(hào)vif(t)如下述的式(3)那樣表示。

【式3】

對(duì)混合器mx2輸入：從混合器mx1輸出的中間頻率信號(hào)vif(t)、和從本地信號(hào)源lo輸出且被從本地信號(hào)源lo到混合器mx2的傳輸線路和插入到該傳輸線路的相位器ps延遲的本地信號(hào)vlo’(t)。在本地信號(hào)vlo(t)如上述的式(2)那樣表示的情況下，本地信號(hào)vlo’(t)如下述的式(4)那樣表示。這里，是在從本地信號(hào)源lo到混合器mx2的傳輸線路上產(chǎn)生的線路延遲與在插入到該傳輸線路的相位器ps產(chǎn)生的延遲之和。此外，這里，考慮到在從混合器mx1到混合器mx2的傳輸線路上產(chǎn)生的線路延遲足夠小的情況，將從混合器mx1輸出的中間頻率信號(hào)與向混合器mx2輸入的中間頻率信號(hào)視為相同。

【式4】

混合器mx2通過(guò)將中間頻率信號(hào)vif(t)與延遲本地信號(hào)vlo’(t)進(jìn)行乘法運(yùn)算之后，去掉低頻成分(使用延遲本地信號(hào)vlo’(t)對(duì)中間頻率信號(hào)vif(t)進(jìn)行上變頻)，來(lái)生成延遲無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)。在向混合器mx2輸入的中間頻率信號(hào)vif(t)和延遲本地信號(hào)vlo’(t)分別如上述的式(3)和式(4)那樣表示的情況下，在混合器mx2處生成的延遲無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)如下述的式(5)那樣表示。

【式5】

因此，延遲無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)的相對(duì)于無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)的延遲δ以下述的式(6)表示。

【式6】

如上述的式(6)所示，延時(shí)器20對(duì)無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)給予的延遲δ與本地信號(hào)vlo(t)的頻率flo成正比。因此，根據(jù)延時(shí)器20，通過(guò)使本地信號(hào)vlo(t)的頻率flo變化，能夠使對(duì)無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)給予的延遲δ變化。

然而，如根據(jù)式(6)所明確的那樣，在作為控制變量的本地信號(hào)vlo(t)的頻率flo的變化量δflo與作為被控制變量的延遲δ的變化量δδ之間，有δflo這樣的關(guān)系成立。因此，為了使延遲δ變化δδ所需要的頻率flo的變化量δflo，在每個(gè)無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)的頻率frf下都有所不同。例如，若為了使相對(duì)于50ghz的無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)的延遲增大1ps所需要的頻率flo的變化量為1ghz，則為了使相對(duì)于100ghz的無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)的延遲增大1ps所需要的頻率flo的變化量就為2ghz。因此，難以在較寬的頻帶，精度良好地控制對(duì)無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)給予的延遲δ。

(非專利文獻(xiàn)1的問(wèn)題點(diǎn))

圖17是表示非專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的延時(shí)器21的構(gòu)成的框圖。延時(shí)器21具備頻散濾波器df和兩個(gè)混合器mx1～mx2。頻散濾波器df是對(duì)輸入信號(hào)給予頻散的元件，即，是對(duì)輸入信號(hào)給予與輸入信號(hào)的頻率f成正比的延遲df的元件，由cebg(chirpedelectromagneticbandgap)傳輸線路構(gòu)成。

對(duì)混合器mx1輸入：從無(wú)線頻率信號(hào)源rf輸出的無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)、和從本地信號(hào)源lo輸出且被從本地信號(hào)源lo到混合器mx1的傳輸線路tl1延遲的本地信號(hào)vlo’(t)。無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)能夠例如如下述的式(7)那樣表示。另外，從本地信號(hào)源lo輸出的本地信號(hào)vlo(t)能夠例如如下述的式(8)那樣表示，此時(shí)，向混合器mx1輸入的本地信號(hào)vlo’(t)如下述的(9)式那樣表示。這里，ψ1是在傳輸線路tl1產(chǎn)生的線路延遲。此外，這里，考慮到在從無(wú)線頻率信號(hào)源rf到混合器mx1的傳輸線路產(chǎn)生的線路延遲足夠小的情況，將從無(wú)線頻率信號(hào)源rf輸出的無(wú)線頻率信號(hào)與向混合器mx1輸入的無(wú)線頻率信號(hào)視為相同。

【式7】

vrf(t)＝vrfcos(2πfrft)…(7)

【式8】

vlo(t)＝vlocos(2πflot)…(8)

【式9】

vlo′(t)＝vlocos(2πflot-ψ1)…(9)

混合器mx1通過(guò)使用本地信號(hào)vlo’(t)對(duì)無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)進(jìn)行下變頻，來(lái)生成中間頻率信號(hào)vif(t)。在向混合器mx1輸入的無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)和本地信號(hào)vlo’(t)分別如上述的式(7)和式(9)那樣表示的情況下，在混合器mx1生成的中間頻率信號(hào)vif(t)如下述的式(10)那樣表示。

【式10】

在混合器mx1處生成的中間頻率信號(hào)vif(t)被插入了頻散濾波器df的傳輸線路tl3延遲。頻散濾波器df對(duì)頻率f的信號(hào)，給予延遲τ＝df+ψ0。傳輸線路tl3由從混合器mx1到循環(huán)器c的傳輸線路、在循環(huán)器c與頻散濾波器df之間往復(fù)的傳輸線路、以及從循環(huán)器c到混合器mx2的傳輸線路構(gòu)成。若將在該傳輸線路tl3(除去頻散濾波器df之外)上產(chǎn)生的線路延遲設(shè)為ψ3，則向混合器mx2輸入的中間頻率信號(hào)vif’(t)如下述的式(11)那樣表示。

【式11】

對(duì)于混合器mx2，除了輸入有上述的中間頻率信號(hào)vif’(t)之外，還輸入有從本地信號(hào)源lo輸出且被從本地信號(hào)源lo到混合器mx2的傳輸線路tl2延遲的本地信號(hào)vlo”(t)。在從本地信號(hào)源lo輸出的本地信號(hào)vlo(t)由上述的式(8)表示的情況下，向混合器mx2輸入的本地信號(hào)vlo”(t)如下述的式(12)那樣表示。這里，ψ2是在傳輸線路tl2產(chǎn)生的線路延遲。

【式12】

vlo″(t)＝vlocos(2πflo(t-ψ2))…(12)

混合器mx2通過(guò)使用本地信號(hào)vlo”(t)對(duì)中間頻率信號(hào)vif’(t)進(jìn)行上變頻，生成延遲無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)。在向混合器mx2輸入的中間頻率信號(hào)vif’(t)和本地信號(hào)vlo”(t)分別如上述的式(11)和式(12)那樣表示的情況下，在混合器mx2生成的延遲無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)如下述的式(13)那樣表示。

【式13】

因此，延遲無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)的相對(duì)于無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)的延遲δ以下述的式(14)表示。

【式14】

如上述的式(14)所示，延時(shí)器21對(duì)無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)給予的延遲δ是本地信號(hào)vlo(t)的頻率flo的二次函數(shù)。因此，根據(jù)延時(shí)器21，通過(guò)使本地信號(hào)vlo(t)的頻率flo變化，能夠使對(duì)無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)給予的延遲δ變化。

然而，如根據(jù)式(14)所明確的那樣，在作為控制變量的本地信號(hào)vlo(t)的頻率flo的變化量δflo與作為被控制變量的延遲δ的變化量δδ之間，δδ＝{2dflo/frf－(ψ1+ψ3－ψ2)/frf+2d}δflo這樣的關(guān)系成立。因此，為了使延遲δ變化δδ所需要的頻率flo的變化量δflo，在每個(gè)無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)的頻率frf與本地信號(hào)vlo(t)的頻率flo的組合上都有所不同。因此，難以在較寬的頻帶精度良好地控制對(duì)無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)給予的延遲δ。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于上述的課題而完成的，其主要的目的在于實(shí)現(xiàn)如下延時(shí)器，該延時(shí)器能夠通過(guò)使本地信號(hào)的頻率變化來(lái)控制對(duì)無(wú)線頻率信號(hào)給予的延遲，并且，能夠在較寬的頻帶比以往情況精度良好地控制對(duì)該無(wú)線頻率信號(hào)給予的延遲。

為了解決上述的課題，本發(fā)明的一方式所涉及的延時(shí)器的特征在于，具備：第一傳輸線路，其通過(guò)對(duì)具有頻率flo的第一本地信號(hào)vlo(t)給予延遲θ1，來(lái)生成第二本地信號(hào)vlo’(t)＝vlo(t－θ1)；第一混合器，其通過(guò)將具有頻率frf(flo＜frf)的第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)與上述第二本地信號(hào)vlo’(t)進(jìn)行乘法運(yùn)算，生成具有頻率frf－flo的第一中間頻率信號(hào)vif(t)；第二傳輸線路，其是插入了第一頻散濾波器的第二傳輸線路，通過(guò)對(duì)上述第一本地信號(hào)vlo(t)給予由上述第一頻散濾波器形成的延遲θd和由上述第二傳輸線路形成的延遲θ2，生成第三本地信號(hào)vlo”(t)＝vlo(t－θd－θ2)；第三傳輸線路，其是插入了給予與上述第一頻散濾波器相反符號(hào)的頻散的第二頻散濾波器的第三傳輸線路，通過(guò)對(duì)上述第一中間頻率信號(hào)vif(t)給予由上述第二頻散濾波器形成的延遲θd’和由上述第三傳輸線路形成的延遲θ3，生成第二中間頻率信號(hào)vif’(t)＝vif(t－θd’－θ3)；以及第二混合器，其通過(guò)將上述第三本地信號(hào)vlo”(t)與上述第二中間頻率信號(hào)vif’(t)進(jìn)行乘法運(yùn)算，生成具有頻率frf的第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)。

根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)如下延時(shí)器，該延時(shí)器能夠通過(guò)使本地信號(hào)的頻率變化來(lái)控制對(duì)無(wú)線頻率信號(hào)給予的延遲，并且，能夠在較寬的頻帶比以往情況精度良好地進(jìn)行該控制。

另外，通過(guò)使用本發(fā)明的延時(shí)器，能夠?qū)崿F(xiàn)能夠在較寬的頻帶比以往情況精度良好地控制能夠高效地發(fā)送或者接收電磁波的方向(輻射的電磁波的主波束方向)的相控陣列天線。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的延時(shí)器的構(gòu)成的框圖。

圖2是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的延時(shí)器的構(gòu)成的框圖。

圖3是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的延時(shí)器的構(gòu)成的框圖。

圖4是關(guān)于本發(fā)明的第四實(shí)施方式，表示具備了上述第一實(shí)施方式所涉及的延時(shí)器的發(fā)送用相控陣列天線的構(gòu)成的框圖。

圖5是關(guān)于本發(fā)明的第五實(shí)施方式，表示具備了上述第一實(shí)施方式所涉及的延時(shí)器的接收用相控陣列天線的構(gòu)成的框圖。

圖6是關(guān)于本發(fā)明的第六實(shí)施方式，表示組合了圖4所示的發(fā)送用相控陣列天線、和圖5所示的接收用相控陣列天線的發(fā)送接收兼用相控陣列天線的構(gòu)成的框圖。

圖7是關(guān)于本發(fā)明的第七實(shí)施方式，表示具備了上述第一實(shí)施方式所涉及的延時(shí)器的變形例的發(fā)送用相控陣列天線的構(gòu)成的框圖。

圖8是關(guān)于本發(fā)明的第八實(shí)施方式，表示具備了上述第一實(shí)施方式所涉及的延時(shí)器的變形例的接收用相控陣列天線的構(gòu)成的框圖。

圖9是關(guān)于本發(fā)明的第九實(shí)施方式，表示組合了圖4所示的發(fā)送用相控陣列天線、和圖8所示的接收用相控陣列天線的發(fā)送接收兼用相控陣列天線的構(gòu)成的框圖。

圖10是關(guān)于本發(fā)明的第十實(shí)施方式，表示組合了圖7所示的發(fā)送用相控陣列天線、和圖5所示的接收用相控陣列天線的發(fā)送接收兼用相控陣列天線的構(gòu)成的框圖。

圖11是關(guān)于本發(fā)明的第十一實(shí)施方式，表示組合了圖7所示的發(fā)送用相控陣列天線、和圖8所示的接收用相控陣列天線的發(fā)送接收兼用相控陣列天線的構(gòu)成的框圖。

圖12是用于說(shuō)明控制利用相控陣列天線發(fā)送接收的電波的主波束方向的原理的圖。

圖13是表示以往的發(fā)送用相控陣列天線的一構(gòu)成例的框圖。

圖14是表示以往的接收用相控陣列天線的一構(gòu)成例的框圖。

圖15是表示以往的發(fā)送接收兼用相控陣列天線的一構(gòu)成例的框圖。

圖16是表示以往的延時(shí)器的一構(gòu)成例的框圖。

圖17是表示以往的延時(shí)器的其它的構(gòu)成例的框圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1、2、3…延時(shí)器，4、5、6、7、8、9、10、11…相控陣列天線，a1、a2、…、an…輻射元件，df1…頻散濾波器(第一頻散濾波器)，df2…頻散濾波器(第二頻散濾波器)，df3、df4…頻散濾波器(第三頻散濾波器)，td11、td12、…、td1n…延時(shí)器，td21、td22、…、td2n…延時(shí)器，mx1…混合器(第一混合器)，mx2…混合器(第二混合器)，tl1…第一傳輸線路，tl2…第二傳輸線路，tl3…第三傳輸線路。

具體實(shí)施方式

〔第一實(shí)施方式〕

(延時(shí)器的構(gòu)成)

參照?qǐng)D1對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的延時(shí)器1進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示延時(shí)器1的構(gòu)成的框圖。延時(shí)器1能夠安裝于發(fā)送用相控陣列天線、接收用相控陣列天線、以及發(fā)送接收兼用相控陣列天線的任意一種天線。這一點(diǎn)對(duì)于后述的其它的實(shí)施方式所涉及的延時(shí)器也相同。

如圖1所示，延時(shí)器1具備兩個(gè)混合器mx1(第一混合器)、mx2(第二混合器)、兩個(gè)循環(huán)器c1、c2、以及兩個(gè)頻散濾波器df1(第一頻散濾波器)、df2(第二頻散濾波器)。循環(huán)器c1、c2的動(dòng)作如參照?qǐng)D15上述那樣。

在混合器mx1的兩個(gè)輸入端子中的第一輸入端子，連接有生成具有頻率frf(flo＜frf)的第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)的無(wú)線頻率信號(hào)源rf。在混合器mx1的兩個(gè)輸入端子中的第二輸入端子，連接有第一傳輸線路tl1。第一傳輸線路tl1是以生成具有頻率flo的第一本地信號(hào)vlo(t)的本地信號(hào)源lo的輸出端子為起點(diǎn)、到混合器mx1的第一輸入端子為止的這段線路。第一傳輸線路tl1對(duì)在本地信號(hào)源lo生成的第一本地信號(hào)vlo(t)給予線路延遲θ1，從而生成第二本地信號(hào)vlo’(t)＝vlo(t－θ1)。

在混合器mx2的兩個(gè)輸入端子中的第一輸入端子，連接有插入了頻散濾波器df1的第二傳輸線路tl2。第二傳輸線路tl2是以本地信號(hào)源lo的輸出端子為起點(diǎn)，經(jīng)由循環(huán)器c1的第一端口和第二端口在頻散濾波器df1處往復(fù)，并經(jīng)由循環(huán)器c1的第二端口和第三端口到達(dá)混合器mx2的第一輸入端子為止的這段線路。第二傳輸線路tl2對(duì)在本地信號(hào)源lo生成的第一本地信號(hào)vlo(t)給予線路延遲θ2和由頻散濾波器df1形成的延遲θd，從而生成第三本地信號(hào)vlo”(t)＝vlo(t－θd－θ2)。

在使用了給予負(fù)的頻散－d[s/hz]的頻散濾波器作為頻散濾波器df1的情況下，對(duì)第一本地信號(hào)vlo(t)給予的延遲θd為θd＝dflo+θ0，第三本地信號(hào)vlo”(t)為vlo”(t)＝vlo(t－dflo－θ0－θ2)。另一方面，在使用了給予正的頻散+d[s/hz]的頻散濾波器作為頻散濾波器df1的情況下，對(duì)第一本地信號(hào)vlo(t)給予的延遲θd為θd＝－dflo+θ0，第三本地信號(hào)vlo”(t)為vlo”(t)＝vlo(t+dflo－θ0－θ2)。

此外，這樣的頻散濾波器df1能夠由例如非專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)那樣的cebg(chirpedelectromagneticbandgap：啁啾電磁帶隙)傳輸線路構(gòu)成。cebg傳輸線路構(gòu)成為，使微帶線路的帶狀導(dǎo)體的寬度周期性地?cái)U(kuò)張、收縮。由此，cebg傳輸線路能夠根據(jù)輸入的信號(hào)的頻率改變線路上的反射該信號(hào)的位置而改變線路長(zhǎng)，所以能夠?qū)υ撔盘?hào)給予與輸入的信號(hào)的頻率對(duì)應(yīng)的延遲。

在混合器mx2的第二輸入端子連接有插入了頻散濾波器df2的第三傳輸線路tl3。第三傳輸線路tl3是以混合器mx1的輸出端子為起點(diǎn)，經(jīng)由循環(huán)器c2的第一端口和第二端口在頻散濾波器df2處往復(fù)，并經(jīng)由循環(huán)器c2的第二端口和第三端口到達(dá)混合器mx2的第二輸入端子為止的這段線路。第三傳輸線路tl3對(duì)在混合器mx1處生成的第一中間頻率信號(hào)vif(t)給予線路延遲θ3和由頻散濾波器df2形成的延遲θd’，從而生成第二中間頻率信號(hào)vif’(t)＝vif(t－θd’－θ2)。

使用給予絕對(duì)值與頻散濾波器df1所給予的頻散相等且符號(hào)相反的頻散的頻散濾波器，作為頻散濾波器df2。即，一方面，在使用給予負(fù)的頻散－d[s/hz]的頻散濾波器作為頻散濾波器df1的情況下，使用給予正的頻散+d[s/hz]的頻散濾波器，作為頻散濾波器df2。另一方面，在使用給予正的頻散+d[s/hz]的頻散濾波器作為頻散濾波器df1的情況下，使用給予負(fù)的頻散－d[s/hz]的頻散濾波器，作為頻散濾波器df2。

一方面，在頻散濾波器df2具有正的頻散+d[s/hz]的情況下，對(duì)第一中間頻率信號(hào)vif(t)給予的延遲θd’為θd’＝－d(frf－flo)+θ0，第二中間頻率信號(hào)vif’(t)為vif’(t)＝vif(t+d(frf－flo)－θ0－θ2)。另一方面，在頻散濾波器df2具有負(fù)的頻散－d[s/hz]的情況下，對(duì)第一中間頻率信號(hào)vif(t)給予的延遲θd’為θd’＝+d(frf－flo)+θ0，第二中間頻率信號(hào)vif’(t)為vif’(t)＝vif(t－d(frf－flo)－θ0－θ2)。

(延時(shí)器的動(dòng)作)

以下說(shuō)明具備上述的構(gòu)成的延時(shí)器1輸入第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)和第一本地信號(hào)vlo(t)，并最終輸出無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)的動(dòng)作。

首先，由無(wú)線頻率信號(hào)源rf生成的第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)和由局部頻率信號(hào)源lo生成的第一本地信號(hào)vlo(t)能夠例如以下述的式(15)和式(16)表示。

【式15】

vrf(t)＝vrfcos(2πfrft)…(15)

【式16】

vlo(t)＝vlocos(2πflot)…(16)

對(duì)混合器mx1的第一輸入端子輸入由無(wú)線頻率信號(hào)源rf生成的第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)。對(duì)混合器mx1的第二輸入端子輸入第二本地信號(hào)vlo’(t)，該第二本地信號(hào)vlo’(t)是通過(guò)利用上述的第一傳輸線路tl1使由本地信號(hào)源lo生成的第一本地信號(hào)vlo(t)形成延遲而得到的。在第一本地信號(hào)vlo(t)如上述的式(16)那樣表示的情況下，第二本地信號(hào)vlo’(t)如下述的式(17)那樣表示。

【式17】

vlo′(t)＝vlocos(2πflo(t-θ1))…(17)

混合器mx1通過(guò)在將無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)與第二本地信號(hào)vlo’(t)進(jìn)行乘法運(yùn)算之后，去掉高頻成分(使用第二本地信號(hào)vlo’(t)對(duì)無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)進(jìn)行下變頻)，來(lái)生成第一中間頻率信號(hào)vif(t)。在向混合器mx1輸入的無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)和第二本地信號(hào)vlo’(t)由上述的式(15)和(17)表示的情況下，在混合器mx1生成的第一中間頻率信號(hào)vif(t)如下述的式(18)那樣表示。

【式18】

對(duì)混合器mx2的第一輸入端子輸入：通過(guò)利用上述的第二傳輸線路tl2使由本地信號(hào)源lo生成的第一本地信號(hào)vlo(t)形成延遲而得到的第三本地信號(hào)vlo”(t)。若使用給予負(fù)的頻散－d[s/hz]的頻散濾波器，作為插入于第二傳輸線路tl2的頻散濾波器df1，則在第一本地信號(hào)vlo(t)如上述的式(16)那樣表示的情況下，第三本地信號(hào)vlo”(t)如下述的式(19)那樣表示。

【式19】

vlo″(t)＝vlocos(2πflo(t-dflo-θ0-θ2))…(19)

對(duì)混合器mx2的第二輸入端子輸入：通過(guò)利用上述的第三傳輸線路tl3使在混合器mx1處生成的第一中間頻率信號(hào)vif(t)形成延遲而得到的第二中間頻率信號(hào)vif’(t)。若使用給予正的頻散+d[s/hz]的頻散濾波器，作為插入于第三傳輸線路tl3的頻散濾波器df2，則在第一中間頻率信號(hào)vif(t)如上述的式(18)那樣表示的情況下，第二中間頻率信號(hào)vif’(t)如下述的式(20)那樣表示。

【式20】

混合器mx2通過(guò)在將第二中間頻率信號(hào)vif’(t)與第三本地信號(hào)vlo”(t)進(jìn)行乘法運(yùn)算之后，去掉低頻成分(使用第三本地信號(hào)vlo”(t)對(duì)第二中間頻率信號(hào)vif’(t)進(jìn)行上變頻)，來(lái)生成第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)。在向混合器mx2輸入的第二中間頻率信號(hào)vif’(t)和第三本地信號(hào)vlo”(t)如上述的式(20)和上述的式(19)那樣表示的情況下，在混合器mx2生成的第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)如下述的式(21)那樣表示。

【式21】

根據(jù)式(21)，第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)的相對(duì)于第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)的延遲δ以下述的式(22)表示。

【式22】

根據(jù)上述的式(22)，可知以下的情況。即，根據(jù)延時(shí)器1，能夠使延遲δ與第一本地信號(hào)vlo(t)的頻率flo對(duì)應(yīng)地變化自如。并且，在延時(shí)器1中，在作為控制變量的本地信號(hào)vlo(t)的頻率flo的變化量δflo與作為被控制變量的延遲δ的變化量δδ之間，δδ＝{(θ2－θ1－θ3)/frf－2d}δflo或者δδ＝{(θ2－θ1－θ3)/frf+2d}δflo這樣關(guān)系成立。因此，若通過(guò)使第二傳輸線路tl2的電長(zhǎng)度接近第一傳輸線路tl1的電長(zhǎng)度與第三傳輸線路tl3的電長(zhǎng)度之和，使θ2－θ1－θ3接近0，則能夠使延遲δ的變化量δδ取決于無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)的頻率frf的依存度非常小。特別是，若通過(guò)使第二傳輸線路tl2的電長(zhǎng)度和第一傳輸線路tl1的電長(zhǎng)度與第三傳輸線路tl3的電長(zhǎng)度之和一致，而使θ2－θ1－θ3＝0，則延遲δ的變化量δδ不取決于無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)的頻率frf。因此，以本地信號(hào)vlo(t)的頻率flo為控制變量的延遲δ的控制比以往容易。

此外，這里，對(duì)使用給予負(fù)的頻散－d[s/hz]的頻散濾波器作為頻散濾波器df1，使用給予正的頻散+d[s/hz]的頻散濾波器作為頻散濾波器df2的情況下的動(dòng)作進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于此。即，也可以使用給予正的頻散+d[s/hz]的頻散濾波器作為頻散濾波器df1，且使用給予負(fù)的頻散－d[s/hz]的頻散濾波器作為頻散濾波器df2。這種情況下的延遲δ以下述的式(23)表示。該情況下的作用效果與已經(jīng)說(shuō)明的作用效果完全相同。

【式23】

〔第二實(shí)施方式〕

(延時(shí)器的構(gòu)成)

參照?qǐng)D2對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的延時(shí)器2的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。圖2是表示延時(shí)器2的構(gòu)成的框圖。此外，為了方便說(shuō)明，對(duì)于具有與在上述實(shí)施方式說(shuō)明的構(gòu)成相同的功能的構(gòu)成，標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，并省略其說(shuō)明。

如圖2所示，延時(shí)器2除了具有上述延時(shí)器1的構(gòu)成之外，還在混合器mx2的輸出側(cè)，即在從混合器mx2輸出第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)的傳輸線路上，具備循環(huán)器c3和頻散濾波器df3?；旌掀鱩x2的輸出端子與循環(huán)器c3的三個(gè)端口中第一端口連接，在循環(huán)器c3的第二端口連接有頻散濾波器df3。

頻散濾波器df3給予的頻散被設(shè)定為與頻散濾波器df2給予的頻散相反符號(hào)。換句話說(shuō)，在頻散濾波器df2給予正的頻散+d[s/hz]的情況下，頻散濾波器df3給予負(fù)的頻散－d[s/hz]，在頻散濾波器df2給予負(fù)的頻散－d[s/hz]的情況下，頻散濾波器df3給予正的頻散+d[s/hz]。

由此，從循環(huán)器c3的第三端口，輸出對(duì)第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)所包含的延遲進(jìn)行了修正后的具有更合適的延遲的第三無(wú)線頻率信號(hào)vrf”(t)。

(延時(shí)器的動(dòng)作)

延時(shí)器2能夠生成具有更合適的延遲的第三無(wú)線頻率信號(hào)vrf”(t)的理由如以下那樣。根據(jù)上述式(21)，第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)的頻率為frf。因此，在頻散濾波器df2給予正的頻散+d[s/hz]，并且，頻散濾波器df3給予負(fù)的頻散－d[s/hz]的情況下，vrf”(t)＝vrf’(t－dfrf)。因此，能夠消去上述的式(22)的延遲δ所包含的項(xiàng)dfrf。

由此，在θ2－(θ1+θ3)＝0的情況下，能夠生成完全不包含頻率frf的延遲δ。該情況下，延時(shí)器2能夠生成與第一本地信號(hào)vlo(t)的頻率flo成正比地變動(dòng)的最佳的延遲δ。

〔第三實(shí)施方式〕

(延時(shí)器的構(gòu)成)

參照?qǐng)D3對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的延時(shí)器3的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。圖3是表示延時(shí)器3的構(gòu)成的框圖。此外，為了方便說(shuō)明，對(duì)于具有與在上述實(shí)施方式說(shuō)明的構(gòu)成相同的功能的構(gòu)成，標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，并省略其說(shuō)明。

如圖3所示，延時(shí)器3除了具備上述延時(shí)器1的構(gòu)成之外，還在混合器mx1的輸入側(cè)，即在向混合器mx1輸入第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)的傳輸線路上，具備循環(huán)器c4和頻散濾波器df4。在循環(huán)器c4的三個(gè)端口中的第一端口輸入第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)，在循環(huán)器c4的第二端口連接有頻散濾波器df4，循環(huán)器c4的第三端口與混合器mx1的第一輸入端子連接。

頻散濾波器df4給予的頻散被設(shè)定為與頻散濾波器df2給予的頻散相反符號(hào)。換句話說(shuō)，在頻散濾波器df2給予正的頻散+d[s/hz]的情況下，頻散濾波器df4給予負(fù)的頻散－d[s/hz]，在頻散濾波器df2給予負(fù)的頻散－d[s/hz]的情況下，頻散濾波器df4給予正的頻散+d[s/hz]。

由此，與延時(shí)器1相比，從混合器mx2的輸出端子輸出具有更合適的延遲的第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)。

(延時(shí)器的動(dòng)作)

以下說(shuō)明具備上述的構(gòu)成的延時(shí)器3輸入第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)和第一本地信號(hào)vlo(t)，并最終輸出無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)的動(dòng)作。

首先，在頻散濾波器df2給予正的頻散+d[s/hz]，并且頻散濾波器df4給予負(fù)的頻散－d[s/hz]的情況下，以上述的式(15)表示的第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)在頻散濾波器df4傳輸，從而給予延遲dfrf+θ0+θ5。因此，輸入混合器mx1的第二輸入端子的第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)以下述的式(24)表示。

【式24】

vrf′(t)＝vrfcos(2πfrf(t-dfrf-θ0-θ5))…(24)

混合器mx1通過(guò)使用以上述的式(17)表示的第二本地信號(hào)vlo’(t)對(duì)該第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)進(jìn)行下變頻，來(lái)生成如下述的式(25)那樣表示的第一中間頻率信號(hào)vif(t)。

【式25】

第一中間頻率信號(hào)vif(t)被從第三傳輸線路tl3和頻散濾波器df2給予如上述那樣的延遲，成為以下述的式(26)表示的第二中間頻率信號(hào)vif’(t)，并向混合器mx2的第二輸入端子輸入。

【式26】

混合器mx2通過(guò)使用以上述的式(19)表示的第三本地信號(hào)vlo”(t)對(duì)第二中間頻率信號(hào)vif’(t)進(jìn)行上變頻，來(lái)生成如下述的式(27)那樣表示的第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)。

【式27】

根據(jù)上述的式(27)，可知對(duì)第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)所包含的延遲，消去以式(22)或者式(23)表示的延時(shí)器1中的延遲δ所包含的dfrf項(xiàng)。

這樣，根據(jù)第二實(shí)施方式和第三實(shí)施方式，可知進(jìn)行從延遲δ消去項(xiàng)dfrf的動(dòng)作的頻散濾波器，既可以插入于向混合器mx1輸入第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)的傳輸線路，也可以插入于從混合器mx2輸出第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)的傳輸線路。

〔第四實(shí)施方式〕

作為第四實(shí)施方式，參照?qǐng)D4對(duì)具備了上述延時(shí)器1的發(fā)送用的相控陣列天線4進(jìn)行說(shuō)明。圖4是表示相控陣列天線4的構(gòu)成的框圖。此外，為了方便說(shuō)明，對(duì)于具有與在上述實(shí)施方式說(shuō)明的構(gòu)成相同的功能的構(gòu)成，標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，并省略其說(shuō)明。

如圖4所示，相控陣列天線4是具備n個(gè)輻射元件a1、a2、…、an、和n個(gè)延時(shí)器td11、td12、…、td1n的發(fā)送用天線。在各延時(shí)器td1i(i＝1～n)共同地供給從無(wú)線頻率信號(hào)源rf輸出的無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)(相當(dāng)于上述的第一無(wú)線頻率信號(hào))。被各延時(shí)器td1i延遲后的無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t－δi)(相當(dāng)于上述的第二無(wú)線頻率信號(hào))，供給至對(duì)應(yīng)的輻射元件ai。

在相控陣列天線4中，生成本地信號(hào)源lo1、lo2、…、lon的本地信號(hào)vloi(t)的頻率floi按照所對(duì)應(yīng)的輻射元件ai的排列順序等差地設(shè)定。由此，延時(shí)器td11、td12、…、td1n對(duì)第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)給予的延遲δ1、δ2、…、δn，按照所對(duì)應(yīng)的輻射元件ai的排列順序等差地設(shè)定。若設(shè)定頻率差δflo＝flo2－flo1＝flo3－flo2＝…＝flon－flon－1，使時(shí)間延遲差δt＝δ2－δ1＝δ3－δ2＝…＝δn－δn－1與d×sinα/c一致，則能夠高效地發(fā)送等相位面的傾斜角為α的電磁波。

《由本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)得到的主波束方向的對(duì)比》

(本發(fā)明的主波束方向)

首先，基于式(22)，各延時(shí)器tdi的延遲δi以下述的式(28)表示。

【式28】

這樣一來(lái)，相鄰的延時(shí)器td1i、td1i－1的時(shí)間延遲差δt＝δi－δi－1以下述的式(29)表示。

【式29】

若將向相鄰的延時(shí)器td1i、tdi－1輸入的第一本地信號(hào)vlo(t)的頻率設(shè)為floi，floi－1，將式(29)中的頻率差(floi－floi－1)設(shè)為δflo，則時(shí)間延遲差δt以下述的式(30)表示。

【數(shù)30】

|δt|＝2d|δflo|…(30)

根據(jù)該式(30)，可知具備本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的延時(shí)器1的發(fā)送用相控陣列天線4，無(wú)論第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)的頻率frf怎樣變化，其時(shí)間延遲差δt都能由頻散濾波器df1、df2的頻散d和第一本地信號(hào)vlo(t)的頻率差δflo唯一地決定。這也適合具備延時(shí)器2和延時(shí)器3的發(fā)送用相控陣列天線。

這里，對(duì)具體的主波束方向的設(shè)定例進(jìn)行說(shuō)明。例如，在輻射60ghz頻帶(57ghz以上、66ghz以下)的電磁波的情況下，鄰接的輻射元件間的距離，設(shè)定為例如與中心頻率61.5ghz對(duì)應(yīng)的自由空間波長(zhǎng)的1/2，即、2.44mm即可。另外，通過(guò)使第二傳輸線路tl2的電長(zhǎng)度、和第一傳輸線路tl1的電長(zhǎng)度與第三傳輸線路tl3的電長(zhǎng)度之總和相等，使θ2－(θ1+θ3)＝0。將頻散濾波器df1、df2的頻散的大小d設(shè)為5.7ps/ghz，將頻率差δflo設(shè)定為0.5ghz。該情況下，若將各值代入式(30)的頻散d和頻率差δflo，則時(shí)間延遲差δt為5.7ps。根據(jù)時(shí)間延遲差δt的該值、和d＝2.44mm，并根據(jù)δt＝dsinα/c求出的主波束方向的角度α大約為45°。

另外，在輻射70ghz頻帶(71ghz以上76ghz以下)的電磁波的情況下，鄰接的輻射元件間的距離設(shè)定為例如與中心頻率73.5ghz對(duì)應(yīng)的自由空間波長(zhǎng)的1/2，即、2.04mm即可。在這種情況下，主波束方向的角度α由于是與上述完全相同的求解方法，所以大約為45°。

(現(xiàn)有技術(shù)的主波束方向)

已經(jīng)說(shuō)明了具備專利文獻(xiàn)1的構(gòu)成(圖16)的延時(shí)器20中的延遲δ由式(6)給予。

在頻率frf為57ghz的情況下，在相鄰的延時(shí)器間需要的第一本地信號(hào)vlo(t)的頻率差δflo為3.2ghz。在該條件下，若基于式(6)求解在將由相位器ps給予的延遲θ1設(shè)為100ps，并將頻率frf設(shè)為66ghz的情況下的時(shí)間延遲差δt，則大約為4.9ps。與該時(shí)間延遲差對(duì)應(yīng)的主波束方向的角度α大約為37°。

另外，在頻率frf為71ghz的情況下，在相鄰的延時(shí)器間需要的第一本地信號(hào)vlo(t)的頻率差δflo為3.4ghz。在該條件下，若基于式(6)求解在將由相位器ps給予的延遲θ1設(shè)為100ps，并將頻率frf設(shè)為76ghz的情況下的時(shí)間延遲差δt，則大約為4.5ps。與該時(shí)間延遲差對(duì)應(yīng)的主波束方向的角度α大約為41°。

這樣，在專利文獻(xiàn)1的延時(shí)器中，若頻率frf改變，則主波束方向的角度α也改變，所以本發(fā)明所涉及的延時(shí)器的優(yōu)勢(shì)明確。

〔第五實(shí)施方式〕

作為第五實(shí)施方式，參照?qǐng)D5對(duì)具備上述延時(shí)器1的接收用的相控陣列天線5進(jìn)行說(shuō)明。圖5是表示相控陣列天線5的構(gòu)成的框圖。此外，為了方便說(shuō)明，對(duì)于具有與在上述實(shí)施方式說(shuō)明的構(gòu)成相同的功能的構(gòu)成，標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，并省略其說(shuō)明。

如圖5所示，相控陣列天線5是具備n個(gè)輻射元件a1、a2、…、an、和n個(gè)延時(shí)器td21、td22、…、td2n的接收用天線。在各延時(shí)器td2i(i＝1～n)獨(dú)立地輸入從對(duì)應(yīng)的輻射元件ai輸出的無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t+δi)(相當(dāng)于上述的第一無(wú)線頻率信號(hào))。被各延時(shí)器td2i延遲的無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)(相當(dāng)于上述的第二無(wú)線頻率信號(hào))被合波之后向外部輸出。

在相控陣列天線5中，本地信號(hào)源lo1、lo2、…、lon生成的第一本地信號(hào)vlo(t)的頻率flo按照對(duì)應(yīng)的輻射元件ai的排列順序等差地設(shè)定。由此，延時(shí)器td21、td22、…、td2n對(duì)無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)給予的延遲δ1、δ2、…、δn按照對(duì)應(yīng)的輻射元件ai的排列順序等差地設(shè)定。若設(shè)定頻率差δflo＝flo2－flo1＝flo3－flo2＝…＝flon－flon－1，使時(shí)間延遲差δt＝δ2－δ1＝δ3－δ2＝…＝δn－δn－1與d×sinα/c一致，則能夠高效地接收等相位面的傾斜角為α的電磁波。

〔第六實(shí)施方式〕

作為第六實(shí)施方式，參照?qǐng)D6對(duì)具備上述延時(shí)器1的發(fā)送接收兼用的相控陣列天線6進(jìn)行說(shuō)明。圖6是表示相控陣列天線6的構(gòu)成的框圖。此外，為了方便說(shuō)明，對(duì)于具有與在上述實(shí)施方式說(shuō)明的構(gòu)成相同的功能的構(gòu)成，標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，并省略其說(shuō)明。

如圖6所示，相控陣列天線6是組合了圖4所示的發(fā)送用的相控陣列天線4、和圖5所示的接收用的相控陣列天線5而得到的發(fā)送接收兼用的相控陣列天線。

但是，相控陣列天線6僅具備一組本地信號(hào)源lo1～lon，相控陣列天線4和相控陣列天線5共用這一組本地信號(hào)源。更具體而言，各本地信號(hào)源loi與相控陣列天線4中對(duì)應(yīng)的延時(shí)器td1i和相控陣列天線5中對(duì)應(yīng)的延時(shí)器td2i雙方連接。另外，相控陣列天線6僅具備一組輻射元件a1～an，相控陣列天線4和相控陣列天線5共用這一組輻射元件。更具體而言，各輻射元件ai與相控陣列天線4中對(duì)應(yīng)的延時(shí)器td1i和相控陣列天線5中對(duì)應(yīng)的延時(shí)器td2i雙方連接。

〔第七實(shí)施方式〕

作為第七實(shí)施方式，參照?qǐng)D7對(duì)具備上述延時(shí)器1的其它的發(fā)送用的相控陣列天線7進(jìn)行說(shuō)明。圖7是表示相控陣列天線7的構(gòu)成的框圖。此外，為了方便說(shuō)明，對(duì)于具有與在上述實(shí)施方式說(shuō)明的構(gòu)成相同的功能的構(gòu)成，標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，并省略其說(shuō)明。

如圖7所示，相控陣列天線7是具備n個(gè)輻射元件a1、a2、…、an、和n個(gè)延時(shí)器td11、td12、…、td1n的發(fā)送用天線。對(duì)各延時(shí)器td1i(i＝1～n)共同地供給從無(wú)線頻率信號(hào)源rf輸出的無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)(相當(dāng)于上述第一無(wú)線頻率信號(hào))。被各延時(shí)器td1i進(jìn)行過(guò)延遲處理的無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t－δi)供給至對(duì)應(yīng)的輻射元件an。

相控陣列天線7中的特征點(diǎn)是僅分別具備一個(gè)本地信號(hào)源lo和混合器mx1，n個(gè)延時(shí)器td11、td12、…、td1n共用這一個(gè)本地信號(hào)源lo和混合器mx1。

關(guān)于共用的混合器mx1，第一輸入端子與共用的無(wú)線頻率信號(hào)源rf的輸出端子連接，第二輸入端子經(jīng)由共用的第一傳輸線路tl1與共用的本地信號(hào)源lo的輸出端子連接。因此，對(duì)共用的混合器mx1輸入：由共用的無(wú)線頻率信號(hào)源rf生成的無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)、和通過(guò)利用共用的第一傳輸線路tl1使由共用的本地信號(hào)源lo生成的第一本地信號(hào)vlo(t)形成延遲而得到的第二本地信號(hào)vlo’(t)。共用的混合器mx1使用第二本地信號(hào)vlo’(t)對(duì)第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)進(jìn)行下變頻，從而生成中間頻率信號(hào)vif(t)。

關(guān)于各延時(shí)器td1i的混合器mx2，第一輸入端子經(jīng)由該延時(shí)器td1i的第二傳輸線路tl2(包含頻散濾波器df1)與共用的本地信號(hào)源lo的輸出端子連接，第二輸入端子經(jīng)由該延時(shí)器td1i的第三傳輸路tl3(包含頻散濾波器df2)與共用的混合器mx1的輸出端子連接。因此，對(duì)各延時(shí)器td1i的混合器mx2輸入：通過(guò)利用該延時(shí)器td1i的第二傳輸線路tl2使由共用的本地信號(hào)源lo生成的第一本地信號(hào)vlo(t)形成延遲而得到的第三本地信號(hào)vlo”(t)、和通過(guò)利用該延時(shí)器td1i的第三傳輸線路tl3使由共用的混合器mx1生成的中間頻率信號(hào)vif(t)形成延遲而得到的第二中間頻率信號(hào)vif’(t)。各延時(shí)器td1i的混合器mx2使用第三本地信號(hào)vlo”(t)對(duì)第二中間頻率信號(hào)vif’(t)進(jìn)行上變頻，從而生成第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)。由各延時(shí)器td1i的混合器mx2生成的第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)供給至與該延時(shí)器td1i對(duì)應(yīng)的輻射元件ai。此外，時(shí)間延遲元件td11～td1n中的第二傳輸線路tl2和第三傳輸線路tl3的電長(zhǎng)度分別相同。

此外，也可以在朝向?qū)?yīng)的輻射元件ai傳輸從各混合器mx2輸出的第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)的傳輸線路，插入給予與頻散濾波器df2相反符號(hào)的頻散的頻散濾波器df3(第三頻散濾波器)。更具體而言，在各混合器mx2與對(duì)應(yīng)的輻射元件ai之間插入循環(huán)器c3，將循環(huán)器c3的第一端口與各混合器mx2的輸出端子連接，將第二端口與頻散濾波器df3連接，并將第三端口與輻射元件ai連接。

由此，能夠從各延時(shí)器td1i輸出的第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)的相對(duì)于第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)的延遲δi中，除去與第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)的頻率frf成正比的項(xiàng)+dfrf或者－dfrf。其結(jié)果，通過(guò)朝向輻射元件ai傳輸?shù)诙o(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)的傳輸線路，抑制第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)的信號(hào)波形崩壞，所以能夠使第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)的信號(hào)質(zhì)量提高。

在相控陣列天線7中，延時(shí)器td11、td12、…、td1n的頻散濾波器df1、df2給予的頻散按照對(duì)應(yīng)的輻射元件ai的排列順序等差地設(shè)定。即，延時(shí)器td11、td12、…、td1n的頻散濾波器df1給予的頻散分別設(shè)定為－d、－(d+δd)、…、－(d+(n－1)δd)，延時(shí)器td11、td12、…、td1n的頻散濾波器df2給予的頻散分別設(shè)定為d、d+δd、…、d+(n－1)δd。由此，延時(shí)器td11、td12、…、td1n對(duì)無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)給予的延遲δ1、δ2、…、δn按照對(duì)應(yīng)的輻射元件ai的排列順序等差地設(shè)定。若以時(shí)間延遲差δt＝δ2－δ1＝δ3－δ2＝…＝δn－δn－1與d×sinα/c一致的方式，設(shè)定頻散差δd，則能夠高效地發(fā)送等相位面的傾斜角為α的電磁波。

在相控陣列天線7中，時(shí)間延遲差δt如下述的式(31)所示，與第一本地信號(hào)vlo(t)的頻率flo成正比，其比例系數(shù)不取決于無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)的頻率frf。因此，根據(jù)相控陣列天線7，能夠在較寬的頻帶正確地控制能夠高效地發(fā)送電磁波的方向(輻射的電磁波的主波束方向)。

【式31】

δt＝adδflo…(31)

〔第八實(shí)施方式〕

作為第八實(shí)施方式，參照?qǐng)D8對(duì)具備上述延時(shí)器1的變形例的接收用的相控陣列天線8進(jìn)行說(shuō)明。圖8是表示相控陣列天線8的構(gòu)成的框圖。

如圖8所示，相控陣列天線8是具備n個(gè)輻射元件a1、a2、…、an、和n個(gè)延時(shí)器td21、td22、…、td2n的接收用天線。在各延時(shí)器td2i(i＝1～n)獨(dú)立地輸入有從對(duì)應(yīng)的輻射元件ai輸出的無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t+δi)(相當(dāng)于上述的第一無(wú)線頻率信號(hào))。被各延時(shí)器td2i延遲的無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)(相當(dāng)于上述的第二無(wú)線頻率信號(hào))被合波之后向外部輸出。

相控陣列天線8中的特征點(diǎn)是僅具備一個(gè)本地信號(hào)源lo，n個(gè)延時(shí)器td21、td22、…、td2n共用這一個(gè)本地信號(hào)源。

關(guān)于各延時(shí)器td2i的混合器mx1，第一輸入端子與對(duì)應(yīng)的輻射元件ai連接，第二輸入端子經(jīng)由該延時(shí)器td2i的第一傳輸線路tl1與共用的本地信號(hào)源lo的輸出端子連接。因此，對(duì)各延時(shí)器td2i的混合器mx1輸入：從對(duì)應(yīng)的輻射元件ai輸出的無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)、和通過(guò)利用該延時(shí)器td2i的第一傳輸線路tl1使由共用的本地信號(hào)源lo生成的第一本地信號(hào)vlo(t)形成延遲而得到的第二本地信號(hào)vlo’(t)。各延時(shí)器td2i的混合器mx1使用第二本地信號(hào)vlo’(t)對(duì)第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)進(jìn)行下變頻，從而生成中間頻率信號(hào)vif(t)。

關(guān)于各延時(shí)器td2i的混合器mx2，第一輸入端子經(jīng)由該延時(shí)器td2i的第二傳輸線路tl2(包含頻散濾波器df1)與共用的本地信號(hào)源lo的輸出端子連接，第二輸入端子經(jīng)由該延時(shí)器td2i的第三傳輸路(包含頻散濾波器df2)與該延時(shí)器td2i的混合器mx1的輸出端子連接。因此，對(duì)各延時(shí)器td2i的混合器mx2輸入：通過(guò)利用該延時(shí)器td2i的第二傳輸線路tl2使由共用的本地信號(hào)源lo生成的第一本地信號(hào)vlo(t)形成延遲而得到的第三本地信號(hào)vlo”(t)、和通過(guò)利用該延時(shí)器td2i的第三傳輸線路tl3使由該延時(shí)器td2i的混合器mx1生成的中間頻率信號(hào)vif(t)形成延遲而得到的第二中間頻率信號(hào)vif’(t)。各延時(shí)器td2i的混合器mx2使用第三本地信號(hào)vlo”(t)對(duì)第二中間頻率信號(hào)vif’(t)進(jìn)行上變頻，從而生成第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)。由各延時(shí)器td2i的混合器mx2生成的第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)被合波之后向外部輸出。此外，時(shí)間延遲元件td21～td2n中的第一傳輸線路tl1、第二傳輸線路tl2、以及第三傳輸線路tl3的電長(zhǎng)度分別相同。

此外，也可以在從各混合器mx2輸出第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)的傳輸線路中，插入給予與頻散濾波器df2相反符號(hào)的頻散的頻散濾波器df3(第三頻散濾波器)。更具體而言，在各混合器mx2與輸出從各延時(shí)器td2i輸出的第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)的加和信號(hào)的匯合端子之間插入循環(huán)器c3，將循環(huán)器c3的第一端口與各混合器mx2的輸出端子連接，將第二端口與頻散濾波器df3連接，并將第三端口與匯合端子連接。

由此，能夠從各延時(shí)器td2i輸出的第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)的相對(duì)于第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)的延遲δi除去與第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)的頻率frf成正比的項(xiàng)+dfrf或者－dfrf。其結(jié)果，通過(guò)輸出第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)的傳輸線路，抑制第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)的信號(hào)波形崩壞，所以能夠使第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)的信號(hào)質(zhì)量提高。

此外，也可以代替在從各延時(shí)器td2i輸出的第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)的傳輸線路設(shè)置頻散濾波器df3，而是在向各延時(shí)器td2i輸入第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)的傳輸線路上插入給予與頻散濾波器df2相反符號(hào)的頻散的頻散濾波器df4，作為上述第三頻散濾波器。更具體而言，在各輻射元件ai與各延時(shí)器td2i之間插入循環(huán)器c4，將循環(huán)器c4的第一端口與各輻射元件ai連接，將第二端口與頻散濾波器df4連接，并將第三端口與各延時(shí)器td2i的混合器mx1的第一輸入端子連接。追加頻散濾波器df4所帶來(lái)的作用效果與追加頻散濾波器df3所帶來(lái)的已經(jīng)說(shuō)明的作用效果相同。

在相控陣列天線8中，延時(shí)器td21、td22、…、td2n的頻散濾波器df1、df2給予的頻散，按照對(duì)應(yīng)的輻射元件ai的排列順序等差地設(shè)定。即，延時(shí)器td21、td22、…、td2n的頻散濾波器df1給予的頻散分別設(shè)定為－d、－(d+δd)、…、－(d+(n－1)δd)，延時(shí)器td21、td22、…、td2n的頻散濾波器df2給予的頻散分別設(shè)定為d、d+δd、…、d+(n－1)δd。由此，延時(shí)器td21、td22、…、td2n對(duì)無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)給予的延遲δ1、δ2、…、δn按照對(duì)應(yīng)的輻射元件ai的排列順序等差地設(shè)定。若以時(shí)間延遲差δt＝δ2－δ1＝δ3－δ2＝…＝δn－δn－1與d×sinα/c一致的方式，設(shè)定頻散差δd，則能夠高效地接收等相位面的傾斜角為α的電磁波。

〔第九實(shí)施方式〕

作為第九實(shí)施方式，參照?qǐng)D9對(duì)發(fā)送接收兼用的相控陣列天線9進(jìn)行說(shuō)明。圖9是表示相控陣列天線9的構(gòu)成的框圖。

如圖9所示，相控陣列天線9是組合了圖4所示的發(fā)送用的相控陣列天線4、和圖8所示的接收用的相控陣列天線8而得到的發(fā)送接收兼用的相控陣列天線。

在這樣構(gòu)成相控陣列天線9的情況下，相控陣列天線9也起到與已經(jīng)說(shuō)明的發(fā)送接收兼用的相控陣列天線6相同的效果。

〔第十實(shí)施方式〕

作為第十實(shí)施方式，參照?qǐng)D10對(duì)發(fā)送接收兼用的相控陣列天線10進(jìn)行說(shuō)明。圖10是表示相控陣列天線10的構(gòu)成的框圖。

如圖10所示，相控陣列天線10是組合了圖7所示的發(fā)送用的相控陣列天線7、和圖5所示的接收用的相控陣列天線5而得到的發(fā)送接收兼用的相控陣列天線。

在這樣構(gòu)成相控陣列天線10的情況下，相控陣列天線10也起到與已經(jīng)說(shuō)明的發(fā)送接收兼用的相控陣列天線6相同的效果。

〔第十一實(shí)施方式〕

作為第十一實(shí)施方式，參照?qǐng)D11對(duì)發(fā)送接收兼用的相控陣列天線11進(jìn)行說(shuō)明。圖11是表示相控陣列天線11的構(gòu)成的框圖。

如圖11所示，相控陣列天線11是組合了圖7所示的發(fā)送用的相控陣列天線7、和圖8所示的接收用的相控陣列天線8而得到的發(fā)送接收兼用的相控陣列天線。

在這樣構(gòu)成相控陣列天線11的情況下，相控陣列天線11也起到與已經(jīng)說(shuō)明的發(fā)送接收兼用的相控陣列天線6相同的效果。

〔總結(jié)〕

為了解決上述的課題，本發(fā)明的一方式所涉及的延時(shí)器具備：第一傳輸線路，其通過(guò)對(duì)具有頻率flo的第一本地信號(hào)vlo(t)給予延遲θ1，來(lái)生成第二本地信號(hào)vlo’(t)＝vlo(t－θ1)；第一混合器，其通過(guò)將具有頻率frf(flo＜frf)的第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)與上述第二本地信號(hào)vlo’(t)進(jìn)行乘法運(yùn)算，生成具有頻率frf－flo的第一中間頻率信號(hào)vif(t)；第二傳輸線路，其是插入了第一頻散濾波器的第二傳輸線路，通過(guò)對(duì)上述第一本地信號(hào)vlo(t)給予由上述第一頻散濾波器形成的延遲θd和由上述第二傳輸線路形成的延遲θ2，生成第三本地信號(hào)vlo”(t)＝vlo(t－θd－θ2)；第三傳輸線路，其是插入了給予與上述第一頻散濾波器相反符號(hào)的頻散的第二頻散濾波器的第三傳輸線路，通過(guò)對(duì)上述第一中間頻率信號(hào)vif(t)給予由上述第二頻散濾波器形成的延遲θd’和由上述第三傳輸線路形成的延遲θ3，生成第二中間頻率信號(hào)vif’(t)＝vif(t－θd’－θ3)；以及第二混合器，其通過(guò)將上述第三本地信號(hào)vlo”(t)與上述第二中間頻率信號(hào)vif’(t)進(jìn)行乘法運(yùn)算，生成具有頻率frf的第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)。

根據(jù)上述的構(gòu)成，在第一頻散濾波器給予的延遲θd表示為θd＝+dflo+θ0，第二頻散濾波器給予的延遲θd’表示為θd’＝－d(frf－flo)+θ0的情況下，能夠使第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)的相對(duì)于第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)的延遲δ為δ＝{(θ2－θ1－θ3)/frf+2d}flo－dfrf+θ0+θ3或者δ＝{(θ2－θ1－θ3)/frf－2d}flo+dfrf+θ0+θ3。因此，能夠與第一本地信號(hào)vlo(t)的頻率flo對(duì)應(yīng)地使延遲δ變化。

并且，根據(jù)上述的構(gòu)成，在作為控制變量的本地信號(hào)vlo(t)的頻率flo的變化量δflo與作為被控制變量的延遲δ的變化量δδ之間，有δδ＝{(θ2－θ1-θ3)/frf+2d}δflo或者δδ＝{(θ2－θ1-θ3)/frf－2d}δflo等關(guān)系成立。因此，若例如通過(guò)使第二傳輸線路的電長(zhǎng)度接近于第一傳輸線路的電長(zhǎng)度與第三傳輸線路的電長(zhǎng)度之和，使θ2－θ1－θ3接近0，則能夠使延遲δ的變化量δδ取決于無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)的頻率frf的依存度非常小。因此，能夠在較寬的頻帶比以往情況精度良好地控制對(duì)第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)給予的延遲δ。

在本發(fā)明的一方式所涉及的上述延時(shí)器中，優(yōu)選上述第二傳輸線路的電長(zhǎng)度、與上述第一傳輸線路的電長(zhǎng)度和上述第三傳輸線路的電長(zhǎng)度之總和相等。

根據(jù)上述的構(gòu)成，θ2－θ1－θ3＝0，所以在作為控制變量的本地信號(hào)vlo(t)的頻率flo的變化量δflo與作為被控制變量的延遲δ的變化量δδ之間，有δδ＝2dδflo或者δδ＝－2dδflo等關(guān)系成立。因此，延遲δ的變化量δδ不取決于無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)的頻率frf。因此，能夠在較寬的頻帶進(jìn)一步精度良好地控制對(duì)第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)給予的延遲δ。

在本發(fā)明的一方式所涉及的上述延時(shí)器中，也可以上述第一頻散濾波器和上述第二頻散濾波器由cebg(chirpedelectromagneticbandgap)傳輸線路構(gòu)成。

cebg傳輸線路是能夠?qū)斎胄盘?hào)給予頻散(與該輸入信號(hào)的頻率成正比的延遲)的微帶線路。因此，根據(jù)上述的構(gòu)成，能夠以低成本(與微帶線路同等程度的成本)實(shí)現(xiàn)第一頻散濾波器和第二頻散濾波器。

在本發(fā)明的一方式所涉及的延時(shí)器中，優(yōu)選在對(duì)向上述第一混合器輸入的第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏斁€路，或者，在對(duì)從上述第二混合器輸出的上述第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏斁€路中，插入給予與上述第二頻散濾波器相反符號(hào)的頻散的第三頻散濾波器。

根據(jù)上述的構(gòu)成，能夠從第二無(wú)線頻率信號(hào)vrf’(t)的相對(duì)于第一無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)的延遲δ中除去與無(wú)線頻率信號(hào)vrf(t)的頻率frf成正比的項(xiàng)+dfrf或者－dfrf。

本發(fā)明的第一方式所涉及的相控陣列天線的特征在于，具備n個(gè)(n為2以上的整數(shù))輻射元件a1～an、和n個(gè)延時(shí)器td11～td1n，各延時(shí)器td1i(i＝1～n)具備上述延時(shí)器的任意一種構(gòu)成，由各延時(shí)器td1i生成的上述第二無(wú)線頻率信號(hào)供給至對(duì)應(yīng)的輻射元件ai。

根據(jù)上述的構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)能夠在較寬的頻帶比以往情況精度良好地控制能夠高效地發(fā)送電磁波的方向(發(fā)送的電磁波的主波束方向)的發(fā)送用的相控陣列天線。

在本發(fā)明的第一方式所涉及的相控陣列天線中，優(yōu)選供給至各延時(shí)器td1i的上述第一本地信號(hào)的頻率被按照對(duì)應(yīng)的輻射元件ai的排列順序等差地設(shè)定。

根據(jù)上述的構(gòu)成，在同一直線上等間隔地配置輻射元件a1～an的情況下，能夠在較寬的頻帶精度良好地控制能夠高效地發(fā)送電磁波的方向(發(fā)送的電磁波的主波束方向)。

本發(fā)明的第二方式所涉及的相控陣列天線的特征在于，具備n個(gè)(n為2以上的整數(shù))的輻射元件a1～an、和n個(gè)延時(shí)器td21～td2n，各延時(shí)器td2i(i＝1～n)具備上述延時(shí)器中的任意一者的構(gòu)成，將從各輻射元件ai輸出的無(wú)線信號(hào)作為上述第一無(wú)線頻率信號(hào)供給至對(duì)應(yīng)的延時(shí)器td2i。

根據(jù)上述的構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)能夠在較寬的頻帶比以往情況精度良好地控制能夠高效地接收電磁波的方向的接收用的相控陣列天線。

在本發(fā)明的第二方式所涉及的相控陣列天線中，優(yōu)選供給至各延時(shí)器td2i的上述第一本地信號(hào)的頻率被按照對(duì)應(yīng)的輻射元件ai的排列順序等差地設(shè)定。

根據(jù)上述的構(gòu)成，在同一直線上等間隔地配置輻射元件a1～an的情況下，能夠在較寬的頻帶精度良好地控制能夠高效地接收電磁波的方向。

本發(fā)明的第三方式所涉及的相控陣列天線構(gòu)成為，具備上述第一方式所涉及的相控陣列天線作為發(fā)送用天線，并且具備上述第二方式所涉及的相控陣列天線作為接收用天線，上述輻射元件a1、a2、…、an被上述發(fā)送用天線和上述接收用天線共用。

根據(jù)上述的構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)能夠在較寬的頻帶比以往情況精度良好地控制能夠高效地發(fā)送接收電磁波的方向的發(fā)送接收兼用的相控陣列天線。

〔附加事項(xiàng)〕

本發(fā)明并不限定于上述的實(shí)施方式、各變形例，能夠在權(quán)利要求所示的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更，適當(dāng)?shù)亟M合實(shí)施方式或者各變形例所公開(kāi)的技術(shù)手段得到的實(shí)施方式也包含于本發(fā)明的技術(shù)范圍。