JP2597596Y2 - 平衡出力型高周波用トランスおよびこれを用いたミキサ - Google Patents

平衡出力型高周波用トランスおよびこれを用いたミキサ

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JP2597596Y2
JP2597596Y2 JP1992081503U JP8150392U JP2597596Y2 JP 2597596 Y2 JP2597596 Y2 JP 2597596Y2 JP 1992081503 U JP1992081503 U JP 1992081503U JP 8150392 U JP8150392 U JP 8150392U JP 2597596 Y2 JP2597596 Y2 JP 2597596Y2
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  • Superheterodyne Receivers (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、マイクロ波帯の周波数
変換器を有する受信器、測定器等に適用される平衡出力
型高周波用トランスおよびこれを用いたミキサに関し、
配線の対称性を崩すことなくダブルバランストミキサを
構成することで、マイクロ波帯での周波数変換を極めて
低い歪みで実現する上記トランスおよびミキサに関す
る。
【0002】
【技術背景】マイクロ波回路におけるミキサでは、小型
化できること、安定した特性を持つこと等の理由から、
トランスに高周波コアを使用することなく、プリント基
板上にマイクロストリップライン(本明細書において
は、「ストリップライン」と言う)を形成し、該ストリ
ップラインをトランスとして用いることが行われる。
【0003】図6(A)は、従来のミキサ回路の部分図
であり、プリント基板の表面側にストリップライン6
1,62が形成されると共に、プリント基板の裏面(グ
ランドパターンを斜線で示す)には各ストリップライン
61,62と対となってトランスを形成するストリップ
ライン(本明細書においては、「グランドライン」と言
う)63,64が形成されている。ストリップライン6
3は両端がグランド面GNDに連続し、グランドライン
64はダイオードリング70側のみがグランド面GND
に連続している。
【0004】このダイオードリング70は、図7に示す
ように、4個のダイオードが同一向きにリング状に接続
されて構成され、各接続点が該ダイオードリング70の
4端子a′,d′,b′,c′となるように(この場合
には、2個のダイオードがクロスするように)接続され
ている。ストリップライン61の先端は、ダイオードリ
ング70の一端子a′に接続されており、ストリップラ
イン62の一端は、ダイオードリング70の他の一端子
b′に接続されている。ストリップライン61の基部
(RF入力端子となる)は、前記グランドライン64の
先端にスルーホール85を介して接続され、ストリップ
ライン62はその先端がスルーホール86を介してグラ
ンド面GNDに接続されている。
【0005】そして、ダイオードリング70の残る端子
c′,d′が、図6(B)に示すようなトランス90の
一方の巻線(センタからにIF端子が引き出されてい
る)の両端91a,91bに接続される。トランス90
の他方の巻線(センタが接地されている)の両端92
a,92bにはコモンモードチョーク93を介して局発
LOが与えられる。なお、図6(A)に示したミキサ
は、たとえば、米国ミニサーキット社から入手でき、型
番ZFM−4212のものでは、最大4GHz程度のマ
イクロ波帯で使用できる。
【0006】ところで、このようなミキサは、ダブルバ
ランスト形式のため、変換損失は6dB程度であるが、
ダイオードリング70が、ダイオード同士でカップリン
グを生じやすい構造となっているため2次歪が悪く、低
歪が要求される用途には使用することができない。換言
するなら、基板上のパターンでは対称性の高いものを作
ることができても、ダイオードを上述のようにクロスせ
ざるを得ず、低歪のミキサを作ることができない。一
方、ダイオードリングとして、図2に示すような、ダイ
オード同士がカップリングを生じない構造としたとする
と、ダイオードリング自体の対称性は担保できても、配
線パターンをクロスさせざるを得ず、やはり回路として
は左右の対称性が崩れる。
【0007】このため、多くのマイクロ波帯のミキサ
は、図8に示すようなシングルバランスト形式を採用し
ている。同図では、一対のダイオード71,72の直列
接続回路が図6(B)に示したトランス90の一方の巻
線の端子901a,91b間に接続される。ダイオード
71,72の接続点がRF入力端子となっている。とこ
ろが、このようなシングルバランストミキサでは、変換
損失が9dBと高く、ノイズフィギュア(NF)の点
で、ダブルバランスト形式に比べて劣るという不都合が
ある。
【0008】
【考案の目的】本考案は、上記のような問題を解決する
ために提案されたものであって、ダブルバランスト形式
で、しかも左右対称を崩すことなく構成し、マイクロ波
帯での周波数変換を極めて低い歪みで実現する平衡出力
型高周波用トランスおよびこれを用いたミキサを提供す
ることを目的とする。本考案は、配線パターンの対称性
を担保したまま、図2に示したような対称のダイオード
リングを使用した上記トランスおよびミキサを提供する
ものである。
【0009】
【考案の概要】本考案の平衡出力型高周波用トランスで
は、プリント基板表面に、(i)2股対称に枝分かれし
た分枝ストリップライン、(ii)両分枝ストリップラ
イン間に位置し、これら分枝ストリップラインとは絶縁
されかつほぼ同じ長さ延在し、前記分枝ストリップライ
ンの付け根部とは反対側の先端が第1の入出力端子とな
る単枝ストリップラインが形成される。また、グランド
面が形成されたプリント基板裏面に、(i)両分枝スト
リップラインの対応部位にそれぞれ位置し、前記分枝ス
トリップラインの付け根部側に位置する一端のみがグラ
ンド面に連続した一対の双枝グランドストリップ、(i
i)単枝ストリップラインの対応部位に位置し、両端の
みが前記グランド面とグランド面に連続したブリッジ状
グランドストリップが形成される。そして、分枝ストリ
ップラインの先端は、基板面を貫通して前記グランド面
に接続されると共に、前記単枝ストリップラインの基部
は、基板面を貫通して各双枝グランドストリップの先端
に、それぞれ接続される。さらに、4個のダイオードが
リング状に接続されてなる対称型ダイオードリング(図
2参照)が、一の端子が前記分枝ストリップラインの付
け根部に接続され、該端子と対角関係にある端子が、前
記単枝ストリップラインの先端に接続され、対称型ダイ
オードリングの、残る2端子が第2の入出力端子とされ
る。
【0010】上記のような平衡出力型高周波用トランス
では、第1,第2の入出力端子の何れを入力端子(ある
いは出力端子)とすることもできる。また、分枝ストリ
ップライン等を、特性インピーダンスが入出力系統の特
性インダクタンスとマッチングするように形成すること
もできる。この場合には、第1,第2の入出力端子から
該トランスを見た場合に、ストリップラインは並列接続
されているので、ストリップラインの特性インピーダン
スは入出力系統の特性インピーダンスの2倍とされる。
【0011】ストリップラインの長さは、扱う周波数を
考慮し、適宜定められる。例えば、扱う信号の最大周波
数の波長λの1/4内外の長さを目安に定められる。ス
トリップラインの長さが長い場合には、低周波数域での
トランスのカップリングは良好となるが、高い周波数で
共振が生じる場合がある。したがって、通常ストリップ
ラインの長さは前記最大周波数でも共振しない範囲でな
るべく長く設定することが好ましい。
【0012】本考案のミキサは、上記平衡出力型高周波
用トランスを使用したもので、前記第1の入出力端子が
第1の入出力ポートとされ、前記第2の入出力端子に、
一方の巻線に局発信号が与えられるトランスの他方の巻
線が接続され、該巻線のセンタからは第2の入出力ポー
トが引き出されて構成される。この場合、RF,IFポ
ートを第1,第2の入出力ポートの何れとすることもで
きる。ただし、本考案のトランスはストリップラインが
グランドされているので、低周波には向かないので、通
常、第1のポートをRFとし、第2のポートをIFポー
トとする。
【0013】
【実施例】図1(A),(B)は本考案の平衡出力型高
周波用トランスの一実施例を示す説明図であり、(A)
は基板表面側を示し(B)は基板裏面側を示している。
同図(A)において、基板表面には分枝したストリップ
ライン1a,1bが形成され、両ストリップライン間に
は単枝ストリップライン2が形成されている。分枝スト
リップライン1a,1bの先端はそれぞれ中心線に対し
て外側に折れ曲がっており、それぞれの先端には、後述
するグランド面GNDに連通するスルーホール51a,
51bが形成されている。単枝ストリップライン2の基
部には中心線に対して外側に突出して形成されており、
これらの先端にもスルーホール52a,52bが形成さ
れている。また、分枝ストリップライン1a,1bの分
枝の付け根部1cと、単枝ストリップライン2とには、
図2に示したダイオードリング10の対角端子a,cが
それぞれ接続されている。
【0014】図1(B)において、基板裏面には、分枝
ストリップライン1a,1bの対応部位に双枝グランド
ストリップ3a,3bが形成されている。これらグラン
ドストリップ3a,3bは、分枝ストリップライン1
a,1bの付け根部1c側に位置する一端のみがグラン
ド面GNDに連続して形成される。この双枝グランドス
トリップ3a,3bの先端には、単枝ストリップライン
2の基部に形成したスルーホール52a,52bが貫通
している。また、基板裏面には、単枝ストリップライン
2の対応部位に、ブリッジ状グランドストリップ4が形
成されている。このグランドストリップ4は、両端がグ
ランド面GNDに連続している。
【0015】グランド面GNDのパターンを上記のよう
に構成することにより、図1(B)では、グランド面G
ND上に、2つのコ字形状をなすパターン非形成領域5
a,5bが形成されることになる。このようなトランス
では、単枝ストリップライン2の基部が第1の入出力端
子T1とされ、ダイオードリング10の対角端子b,d
が第2の入出力端子T2とされる。
【0016】図3は、上記のように構成された回路の等
価回路図である。同図に示す符号は、図1(A),
(B)における同一符号を付した各要素に対応してい
る。
【0017】図4は、上記のトランスを用いたミキサの
一実施例を示す図である。同図では、上記第2の入出力
端子に、本考案者により先に特願平3−153904号
として提案されている高周波用トランス20が接続され
た場合を示している。同図において、トランス01の第
1の入出力端子T1が、RFポートとされている。
【0018】高周波用トランス20は以下のように構成
される。基板上にはコ字形のパターン21が形成されて
おり、該コ字形の2本のストリップライン21a,21
bは一端側で短絡されている。このコ字形ストリップラ
イン21a,21bの先端は、トランス01の第2の入
出力端子T2に接続されている。また、ストリップライ
ン21a,21b上には、該ライン長さと略同一長さの
外部導体がむき出しの同軸ケーブル22a,22bがハ
ンダ付により接合されている。これらの同軸ケーブル2
2a,22bのコ字形先端側に位置する端部は短絡成端
されており、コ字形の短絡部側に位置する端部は、コモ
ンモードチョーク15を介して局発LOに接続されてい
る。また、ストリップライン21a,21bのコ字形基
部がIF入力ポートとされている。
【0019】図5(A),(B)は図4の等価回路図で
あり、(B)は(A)をさらに簡易化した等価回路であ
る。なお、図4に示したミキサを使用することで、変換
損失6dBかつ低歪みが実現できた。
【0020】
【考案の効果】本考案は、配線の対称性を崩すことなく
ダブルバランストミキサを構成したので、マイクロ波帯
での周波数変換を極めて低い歪みで実現する上記トラン
スおよびミキサを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案のトランスの一実施例の説明図であり、
(A)はプリント基板の表面のパターンを示す図、
(B)は同じく裏面のパターンを示す図である。
【図2】本考案に使用するダイオードリングを示す図で
ある。
【図3】図1のトランスの等価回路図である。
【図4】図1のトランスを用いた、本考案のミキサの一
実施例を示す図である。
【図5】(A),(B)はそれぞれ図4に示すミキサの
等価回路図である。
【図6】従来のダブルバランストミキサを示す図であ
り、(A)はプリント基板に形成された該ミキサの部分
図、(B)は(A)の回路に接続されるトランス部を示
す図である。
【図7】図6のミキサに使用したダイオードリングを示
す図である。
【図8】従来のシングルバランストミキサの回路図であ
る。
【符号の説明】
1a,1b 分枝ストリップライン 2 単枝ストリップライン 3a,3b 双枝グランドストリップ 4 単枝グランドストリップ 10 ダイオードリング

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プリント基板表面に、 2股対称に付け根から枝分かれした分枝ストリップライ
    ンと、 前記両分枝ストリップライン間に位置し、これら分枝ス
    トリップラインとは絶縁されかつほぼ同じ長さ延在し、
    前記分枝ストリップラインの付け根部とは反対側の先端
    が第1の入出力端子となる単枝ストリップラインと、 が形成され、 グランド面が形成されたプリント基板裏面に、 前記両分枝ストリップラインの対応部位にそれぞれ位置
    し、前記付け根部側に位置する一端のみがグランド面に
    連続した一対の双枝グランドストリップと、 前記単枝ストリップラインの対応部位に位置し、両端の
    みが前記グランド面とグランド面に連続したブリッジ状
    グランドストリップと、 が形成されると共に、 前記分枝ストリップラインの先端は、基板面を貫通して
    前記グランド面に接続され、前記単枝ストリップライン
    の基部は、基板面を貫通して各双枝グランドストリップ
    の先端に、それぞれ接続され、 4個のダイオードがリング状に接続されてなる対称型ダ
    イオードリングが、一の端子が前記分枝ストリップライ
    ンの付け根部に接続され、該端子と対角関係にある端子
    が、前記単枝ストリップラインの先端に接続され、 前記対称型ダイオードリングの、残る2端子が第2の入
    出力端子とされてなることを特徴とする平衡出力型高周
    波用トランス。
  2. 【請求項2】 前記第1の入出力端子が第1の入出力ポ
    ートとされ、 前記第2の入出力端子に、一方の巻線に局発信号が与え
    られるトランスの他方の巻線が接続され、該巻線のセン
    タからは第2の入出力ポートが引き出されてなることを
    特徴とする、請求項1に記載の平衡出力型高周波用トラ
    ンスを用いたミキサ。
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