JP2896011B2 - 高調波ミクサ - Google Patents
高調波ミクサInfo
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- JP2896011B2 JP2896011B2 JP4076382A JP7638292A JP2896011B2 JP 2896011 B2 JP2896011 B2 JP 2896011B2 JP 4076382 A JP4076382 A JP 4076382A JP 7638292 A JP7638292 A JP 7638292A JP 2896011 B2 JP2896011 B2 JP 2896011B2
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- Japan
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- frequency signal
- frequency
- line
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、マイクロ波・ミリ波
帯において使用される高調波ミクサに関するものであ
る。
帯において使用される高調波ミクサに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図３は、例えば１９９０年電子情報通信
学会春季全国大会講演論文集２−５０８ページに示され
た従来のミクサの構成図である。図において、１は半導
体素子としてのトランジスタ、５は高周波信号端子、６
は局発信号端子、７は中間周波信号端子、１１は線路と
しての入力整合回路、１２は上記高周波信号端子５から
の高周波信号を上記入力整合回路１１に供給する半波長
側面結合型帯域通過フィルタ、１３は上記局発信号端子
６からの局発信号を上記入力整合回路１１に供給する誘
電体共振器帯域通過フィルタ、２１は出力整合回路であ
る。このミクサは、受信ミクサとして構成されている。
学会春季全国大会講演論文集２−５０８ページに示され
た従来のミクサの構成図である。図において、１は半導
体素子としてのトランジスタ、５は高周波信号端子、６
は局発信号端子、７は中間周波信号端子、１１は線路と
しての入力整合回路、１２は上記高周波信号端子５から
の高周波信号を上記入力整合回路１１に供給する半波長
側面結合型帯域通過フィルタ、１３は上記局発信号端子
６からの局発信号を上記入力整合回路１１に供給する誘
電体共振器帯域通過フィルタ、２１は出力整合回路であ
る。このミクサは、受信ミクサとして構成されている。
【０００３】なお、上記各線路１１〜２１の回路は、誘
電体基板上にマイクロストリップ線路で構成されている
電体基板上にマイクロストリップ線路で構成されている
【０００４】次に動作について説明する。端子５に印加
された高周波信号（周波数ｆrf）は、ｆrfを通過帯域と
する帯域通過フィルタ１２を介して、整合回路１１に入
力する。端子６に印加された局発信号（周波数ｆlo）
は、ｆloを通過帯域とする帯域通過フィルタ１３を介し
て、整合回路１１に入力する。高周波信号と局発信号の
両者に対してトランジスタ１が整合されるように、整合
回路１１は設計されている。トランジスタ１の非線形性
により生じた周波数ｆif（＝ｆrf−ｆlo）の中間周波数
信号は、出力整合回路２１をへて、端子７に出力され
る。
された高周波信号（周波数ｆrf）は、ｆrfを通過帯域と
する帯域通過フィルタ１２を介して、整合回路１１に入
力する。端子６に印加された局発信号（周波数ｆlo）
は、ｆloを通過帯域とする帯域通過フィルタ１３を介し
て、整合回路１１に入力する。高周波信号と局発信号の
両者に対してトランジスタ１が整合されるように、整合
回路１１は設計されている。トランジスタ１の非線形性
により生じた周波数ｆif（＝ｆrf−ｆlo）の中間周波数
信号は、出力整合回路２１をへて、端子７に出力され
る。
【０００５】ミクサの変換損を低くするためには、高周
波信号の損失を低減する必要があり、このため、帯域通
過フィルタ１３はｆrfに対して遮断となることが望まれ
る。また、局発信号の高周波信号端子５への漏れ込みを
防ぐために、帯域通過フィルタ１２はｆloに対して遮断
となることが望まれる。周波数ｆrfとｆloは、ｆifしか
離れていないために、いずれの帯域通過フィルタ１２，
１３も、狭帯域な通過特性が要求される。このため、こ
の例では、高周波信号側のフィルタ１２を３段の半波長
側面結合型帯域通過フィルタとし、局発信号側のフィル
タ１３を誘電体共振器帯域通過フィルタとしている。
波信号の損失を低減する必要があり、このため、帯域通
過フィルタ１３はｆrfに対して遮断となることが望まれ
る。また、局発信号の高周波信号端子５への漏れ込みを
防ぐために、帯域通過フィルタ１２はｆloに対して遮断
となることが望まれる。周波数ｆrfとｆloは、ｆifしか
離れていないために、いずれの帯域通過フィルタ１２，
１３も、狭帯域な通過特性が要求される。このため、こ
の例では、高周波信号側のフィルタ１２を３段の半波長
側面結合型帯域通過フィルタとし、局発信号側のフィル
タ１３を誘電体共振器帯域通過フィルタとしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のミクサは以上の
ように構成されており、特に中間周波信号の周波数ｆif
が低いときに、高周波信号入力、および、局発信号入力
に狭帯域な通過特性を持つ帯域通過フィルタ１２，１３
が必要となり、分波回路が複雑となる問題点があった。
ように構成されており、特に中間周波信号の周波数ｆif
が低いときに、高周波信号入力、および、局発信号入力
に狭帯域な通過特性を持つ帯域通過フィルタ１２，１３
が必要となり、分波回路が複雑となる問題点があった。
【０００７】この発明は上記のような課題を解決するた
めのもので、中間周波信号の周波数ｆifが低いとき、高
周波信号および局発信号の分波が簡便な回路により実現
される高調波ミクサを得ることを目的としている。
めのもので、中間周波信号の周波数ｆifが低いとき、高
周波信号および局発信号の分波が簡便な回路により実現
される高調波ミクサを得ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る高調波ミ
クサは、高周波信号と局発信号とを半導体素子に入力
し、上記半導体素子の非線形性により生じる上記局発信
号の２倍の周波数の高調波周波数と上記高周波信号の周
波数の差または和の周波数成分をもつ信号を出力する高
調波ミクサであって、上記半導体素子に接続された線路
の先端に、高周波信号に対しておよそλ／２（λは高周
波信号の周波数の波長）の長さとなる結合線路を介して
局発信号を給電し、かつ、上記半導体素子に接続された
線路の先端に、およそλ／２の線路を介して高周波信号
を給電し、さらに、上記高周波信号の給電点に、およそ
λ／２の先端開放の線路を並列接続することにより、高
周波信号と局発信号の分波回路を構成したものである。
クサは、高周波信号と局発信号とを半導体素子に入力
し、上記半導体素子の非線形性により生じる上記局発信
号の２倍の周波数の高調波周波数と上記高周波信号の周
波数の差または和の周波数成分をもつ信号を出力する高
調波ミクサであって、上記半導体素子に接続された線路
の先端に、高周波信号に対しておよそλ／２（λは高周
波信号の周波数の波長）の長さとなる結合線路を介して
局発信号を給電し、かつ、上記半導体素子に接続された
線路の先端に、およそλ／２の線路を介して高周波信号
を給電し、さらに、上記高周波信号の給電点に、およそ
λ／２の先端開放の線路を並列接続することにより、高
周波信号と局発信号の分波回路を構成したものである。
【０００９】
【作用】この発明においては、出力される中間周波信号
は、高周波信号周波数はｆrfと局発信号周波数ｆloの２
倍の周波数２ｆloの差で生成される。このため、中間周
波信号の周波数ｆifが低いときは、ｆrfはｆloの２倍と
ほぼ等しいとみなせる。したがって、局発信号を給電す
る、高周波信号に対しておよそλ／２の長さの結合線路
（側面結合線路１８）は、局発信号に対しておよそ１／
４波長となり、局発信号が伝搬される。一方、高周波信
号に対しては開放となり遮断とみなせるため、高周波信
号の局発信号側への漏洩はない。また、高周波信号を給
電する回路において、高周波信号に対しておよそλ／２
の長さとなる先端開放の線路（マイクロストリップ線路
１７）は、高周波信号に対しては開放とみなせる一方、
局発信号に対しては短絡とみなせるため、高周波信号に
対しておよそλ／２の長さとなる線路（マイクロストリ
ップ線路１６）と入力整合回路等の線路（入力整合回路
１１）との接続点では開放となり遮断とみなせるため、
局発信号の高周波信号側への漏洩はない。
は、高周波信号周波数はｆrfと局発信号周波数ｆloの２
倍の周波数２ｆloの差で生成される。このため、中間周
波信号の周波数ｆifが低いときは、ｆrfはｆloの２倍と
ほぼ等しいとみなせる。したがって、局発信号を給電す
る、高周波信号に対しておよそλ／２の長さの結合線路
（側面結合線路１８）は、局発信号に対しておよそ１／
４波長となり、局発信号が伝搬される。一方、高周波信
号に対しては開放となり遮断とみなせるため、高周波信
号の局発信号側への漏洩はない。また、高周波信号を給
電する回路において、高周波信号に対しておよそλ／２
の長さとなる先端開放の線路（マイクロストリップ線路
１７）は、高周波信号に対しては開放とみなせる一方、
局発信号に対しては短絡とみなせるため、高周波信号に
対しておよそλ／２の長さとなる線路（マイクロストリ
ップ線路１６）と入力整合回路等の線路（入力整合回路
１１）との接続点では開放となり遮断とみなせるため、
局発信号の高周波信号側への漏洩はない。
【００１０】
【実施例】実施例１．図１はこの発明の一実施例を示す
構成図である。図において、１は半導体素子としてのト
ランジスタ、５は高周波信号端子、６は局発信号端子、
７は中間周波信号端子、１１は入力整合回路、１６は長
さλ／２（λ：高周波信号の波長）の線路としてのマイ
クロストリップ線路、１７は長さλ／２の先端開放の線
路としてのマイクロストリップ線路、１８は長さλ／２
の結合線路としての側面結合線路、２１は出力整合回路
である。そして、入力整合回路１１の先端側に、高周波
信号に対しておよそλ／２（λは高周波信号の波長）の
長さとなる結合線路（側面結合線路１８）を介して上記
局発信号を局発信号端子５より給電し、かつ、上記入力
整合回路１１の先端に、およそλ／２の線路（マイクロ
ストリップ線路１６）を介して高周波信号を高周波信号
端子６より給電するとともに、この高周波信号の給電点
に、λ／２の先端開放の線路（マイクロストリップ線路
１７）を並列接続する。
構成図である。図において、１は半導体素子としてのト
ランジスタ、５は高周波信号端子、６は局発信号端子、
７は中間周波信号端子、１１は入力整合回路、１６は長
さλ／２（λ：高周波信号の波長）の線路としてのマイ
クロストリップ線路、１７は長さλ／２の先端開放の線
路としてのマイクロストリップ線路、１８は長さλ／２
の結合線路としての側面結合線路、２１は出力整合回路
である。そして、入力整合回路１１の先端側に、高周波
信号に対しておよそλ／２（λは高周波信号の波長）の
長さとなる結合線路（側面結合線路１８）を介して上記
局発信号を局発信号端子５より給電し、かつ、上記入力
整合回路１１の先端に、およそλ／２の線路（マイクロ
ストリップ線路１６）を介して高周波信号を高周波信号
端子６より給電するとともに、この高周波信号の給電点
に、λ／２の先端開放の線路（マイクロストリップ線路
１７）を並列接続する。
【００１１】次に動作について説明する。本ミクサは受
信用の高周波ミクサであり、入力は高周波信号（周波数
ｆrf）と局発信号（周波数ｆlo）、出力は周波数ｆ
if（＝ｆrf−２ｆlo）の中間周波数信号である。ここで
は、中間周波数信号の周波数ｆifが、高周波信号周波数
ｆrfおよび局発信号周波数ｆloに比べて十分に低い時、
すなわち、周波数ｆrfが周波数ｆloのほぼ２倍とみなせ
る場合について説明する。
信用の高周波ミクサであり、入力は高周波信号（周波数
ｆrf）と局発信号（周波数ｆlo）、出力は周波数ｆ
if（＝ｆrf−２ｆlo）の中間周波数信号である。ここで
は、中間周波数信号の周波数ｆifが、高周波信号周波数
ｆrfおよび局発信号周波数ｆloに比べて十分に低い時、
すなわち、周波数ｆrfが周波数ｆloのほぼ２倍とみなせ
る場合について説明する。
【００１２】端子５に印加された高周波信号は、長さλ
／２のマイクロストリップ線路１６を介して、整合回路
１１に入力する。端子６に印加された局発信号（周波数
ｆlo）は、長さλ／２、すなわち局発信号に対して１／
４波長の側面結合線路１８を介して、整合回路１１に入
力する。高周波信号と局発信号の両者に対してトランジ
スタ１が整合されるように、整合回路１１は設計されて
いる。トランジスタ１の非線形性により生じた周波数ｆ
if（＝ｆrf−２ｆlo）の中間周波数信号は、整合回路２
１をへて、端子７に出力される。なお、整合回路２１
は、中間周波数信号に対してトランジスタ１が整合され
るように設計されている。
／２のマイクロストリップ線路１６を介して、整合回路
１１に入力する。端子６に印加された局発信号（周波数
ｆlo）は、長さλ／２、すなわち局発信号に対して１／
４波長の側面結合線路１８を介して、整合回路１１に入
力する。高周波信号と局発信号の両者に対してトランジ
スタ１が整合されるように、整合回路１１は設計されて
いる。トランジスタ１の非線形性により生じた周波数ｆ
if（＝ｆrf−２ｆlo）の中間周波数信号は、整合回路２
１をへて、端子７に出力される。なお、整合回路２１
は、中間周波数信号に対してトランジスタ１が整合され
るように設計されている。
【００１３】高周波信号端子５には、長さλ／２の先端
開放のマイクロストリップ線路１７が接続されている。
これは、端子５に印加された高周波信号に対し、開放と
なり遮断とみなせるため、影響を与えない。一方、局発
信号に対して１／４波長の線路であり、短絡とみなせる
ため、局発信号に対して１／４波長のマイクロストリッ
プ線路１６が整合回路１１と接続されている点では開放
となり遮断とみなせるため、端子６に印加された局発信
号は高周波信号端子５へ漏洩しない。
開放のマイクロストリップ線路１７が接続されている。
これは、端子５に印加された高周波信号に対し、開放と
なり遮断とみなせるため、影響を与えない。一方、局発
信号に対して１／４波長の線路であり、短絡とみなせる
ため、局発信号に対して１／４波長のマイクロストリッ
プ線路１６が整合回路１１と接続されている点では開放
となり遮断とみなせるため、端子６に印加された局発信
号は高周波信号端子５へ漏洩しない。
【００１４】また、前期マイクロストリップ線路１６と
整合回路１１の接続点に接続されている側面結合線路１
８は、長さλ／２であるため、前記接続点からみると開
放となり遮断とみなせる。したがって、高周波信号は、
局発信号端子６へ漏洩しない。
整合回路１１の接続点に接続されている側面結合線路１
８は、長さλ／２であるため、前記接続点からみると開
放となり遮断とみなせる。したがって、高周波信号は、
局発信号端子６へ漏洩しない。
【００１５】なお、図１に示すように、マイクロストリ
ップ線路１６を高インピーダンス、先端開放のマイクロ
ストリップ線路１７の先端よりの線路を低インピーダン
スにすると、分波特性が良好となる。
ップ線路１６を高インピーダンス、先端開放のマイクロ
ストリップ線路１７の先端よりの線路を低インピーダン
スにすると、分波特性が良好となる。
【００１６】実施例２．上記実施例１では、線路はすべ
てマイクロストリップ線路であったが、コプレーナ線路
などの、他の形式の線路であってもよい。
てマイクロストリップ線路であったが、コプレーナ線路
などの、他の形式の線路であってもよい。
【００１７】実施例３．上記実施例１では、半導体素子
としてのトランジスタ１を用いた場合について説明した
が、ダイオードであっても、同様の効果を奏する。
としてのトランジスタ１を用いた場合について説明した
が、ダイオードであっても、同様の効果を奏する。
【００１８】図２はこの時の一実施例を示したものであ
り、図において、２は半導体素子としてのダイオード、
１９は中間周波信号分波回路、２０は長さλ／４の側面
結合線路である。また、図１と同一符号は同一構成要素
である。分波回路１９は、長さλ／４の高インピーダン
ス線路１９ａと低インピーダンス線路１９ｂにより構成
されており、分波回路１９と側面結合線路２０との接続
点において高周波信号に対し開放となり遮断とみなせる
ため、中間周波信号のみが分波回路１９から中間周波信
号端子７に出力される。また、結合線路１８および２０
は、中間周波信号に対して開放となり遮断とみなせるの
で、中間周波信号は端子５および６に出力されない。す
なわち、この場合においても入力整合回路１１の先端に
高周波信号に対しておよそλ／２の長さとなる側面結合
線路１８を介して局発信号を入力するとともに、およそ
λ／２のマイクロストリップ線路を介して高周波信号を
給電し、さらにこの高周波信号の給電点に、λ／２の先
端開放のマイクロストリップ線路を並列接続したので、
実施例１と同様の原理により中間周波信号の周波数の低
い場合においても高周波信号と局発信号を分波できる。
り、図において、２は半導体素子としてのダイオード、
１９は中間周波信号分波回路、２０は長さλ／４の側面
結合線路である。また、図１と同一符号は同一構成要素
である。分波回路１９は、長さλ／４の高インピーダン
ス線路１９ａと低インピーダンス線路１９ｂにより構成
されており、分波回路１９と側面結合線路２０との接続
点において高周波信号に対し開放となり遮断とみなせる
ため、中間周波信号のみが分波回路１９から中間周波信
号端子７に出力される。また、結合線路１８および２０
は、中間周波信号に対して開放となり遮断とみなせるの
で、中間周波信号は端子５および６に出力されない。す
なわち、この場合においても入力整合回路１１の先端に
高周波信号に対しておよそλ／２の長さとなる側面結合
線路１８を介して局発信号を入力するとともに、およそ
λ／２のマイクロストリップ線路を介して高周波信号を
給電し、さらにこの高周波信号の給電点に、λ／２の先
端開放のマイクロストリップ線路を並列接続したので、
実施例１と同様の原理により中間周波信号の周波数の低
い場合においても高周波信号と局発信号を分波できる。
【００１９】実施例４．上記実施例１〜３では、受信ミ
クサについて説明したが、送信ミクサであってもよい。
例えば、実施例３に示したミクサは、送信用にも使用す
ることができる。この時、送信すべき中間周波信号を端
子７から入力し、送信波である高周波信号は端子５から
出力される。
クサについて説明したが、送信ミクサであってもよい。
例えば、実施例３に示したミクサは、送信用にも使用す
ることができる。この時、送信すべき中間周波信号を端
子７から入力し、送信波である高周波信号は端子５から
出力される。
【００２０】
【発明の効果】この発明によれば、局発信号の２倍の周
波数の高調波を用いる高調波ミクサにおいて、従来のよ
うなフィルタを含む複雑な分波回路によらずに、中間周
波信号の周波数が低い場合の高周波信号および局発信号
の分波を簡便な回路で実現できる高調波ミクサが得られ
る。
波数の高調波を用いる高調波ミクサにおいて、従来のよ
うなフィルタを含む複雑な分波回路によらずに、中間周
波信号の周波数が低い場合の高周波信号および局発信号
の分波を簡便な回路で実現できる高調波ミクサが得られ
る。
【図１】この発明の実施例１によるミクサの構成図であ
る。
る。
【図２】この発明の実施例３におけるミクサの構成図で
ある。
ある。
【図３】従来のミクサの構成図である。
１ トランジスタ ２ ダイオード ５ 高周波信号端子 ６ 局発信号端子 ７ 中間周波信号端子 １１ 入力整合回路 １２ 半波長側面結合型帯域通過フィルタ １３ 誘電体共振器帯域通過フィルタ １６ マイクロストリップ線路 １７ 先端開放のマイクロストリップ線路 １８ 側面結合線路 １９ 中間周波信号分波回路 ２０ 側面結合線路 ２１ 出力整合回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−10507（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−269502（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−135005（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−83404（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−133202（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−176909（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−75618（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H03D 7/00 - 9/06
Claims (1)
- 【請求項１】 高周波信号と局発信号とを半導体素子に
入力し、上記半導体素子の非線形性により生じる上記局
発信号の２倍の周波数の高調波周波数と上記高周波信号
の周波数の差または和の周波数成分をもつ信号を出力す
る高調波ミクサであって、 上記半導体素子に接続された線路の先端に、高周波信号
に対しておよそλ／２（λは高周波信号の周波数の波
長）の長さとなる結合線路を介して局発信号を給電し、
かつ、上記半導体素子に接続された線路の先端に、およ
そλ／２の線路を介して高周波信号を給電し、さらに、
上記高周波信号の給電点に、およそλ／２の先端開放の
線路を並列接続することにより、高周波信号と局発信号
の分波回路を構成したことを特徴とする高調波ミクサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4076382A JP2896011B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 高調波ミクサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4076382A JP2896011B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 高調波ミクサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05243855A JPH05243855A (ja) | 1993-09-21 |
| JP2896011B2 true JP2896011B2 (ja) | 1999-05-31 |
Family
ID=13603789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4076382A Expired - Lifetime JP2896011B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 高調波ミクサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2896011B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001097323A1 (fr) * | 2000-06-14 | 2001-12-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Circuit d'adaptation d'impedance |
-
1992
- 1992-02-27 JP JP4076382A patent/JP2896011B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05243855A (ja) | 1993-09-21 |
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