JP3162403B2 - ウィンドー処理技術によるミリ波帯ミクサ装置 - Google Patents
ウィンドー処理技術によるミリ波帯ミクサ装置Info
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- H03D9/06—Transference of modulation using distributed inductance and capacitance
- H03D9/0608—Transference of modulation using distributed inductance and capacitance by means of diodes
- H03D9/0633—Transference of modulation using distributed inductance and capacitance by means of diodes mounted on a stripline circuit
- H03D9/0641—Transference of modulation using distributed inductance and capacitance by means of diodes mounted on a stripline circuit located in a hollow waveguide
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Description
【発明の詳細な説明】 従来の技術 本発明は請求の範囲第１項の上位概念に記載の、ウイ
ンドー処理技術によって実現されるミリ波帯ミクサ装置
に関する。
ンドー処理技術によって実現されるミリ波帯ミクサ装置
に関する。
今日では、ミリ波帯ミクサのますますの小型化や低コ
スト化への要求と同時にミクサ出力に対する要求の高ま
りに基づいて、さらにこの種のミクサを技術思想的に適
合させながら新しい技術へ転換させることも必要となっ
ている。
スト化への要求と同時にミクサ出力に対する要求の高ま
りに基づいて、さらにこの種のミクサを技術思想的に適
合させながら新しい技術へ転換させることも必要となっ
ている。
本発明の請求の範囲記載され、一般的に“ウインドー
処理技術”の概念でもって表される技術思想は既に提案
されている。この技術思想のもとで製造されるミクサ
は、片側が金属化された基板を有している。この基板は
導波管内に配設される。
処理技術”の概念でもって表される技術思想は既に提案
されている。この技術思想のもとで製造されるミクサ
は、片側が金属化された基板を有している。この基板は
導波管内に配設される。
さらにプッシュプルミクサにおいてはミクサダイオー
ドが、局部発振器（LO）−信号に対しては並列に、そし
て中間周波数帯に混合されるべき高周波信号に対しては
直列に接続されることが公知である。それ故に入力回路
の実現の際には次のことに注意しなければならない。す
なわち局部発信器ソース抵抗は実際のダイオード抵抗の
半分に、そして信号ソース抵抗はダイオード抵抗の２倍
に整合させることに注意しなければならない。
ドが、局部発振器（LO）−信号に対しては並列に、そし
て中間周波数帯に混合されるべき高周波信号に対しては
直列に接続されることが公知である。それ故に入力回路
の実現の際には次のことに注意しなければならない。す
なわち局部発信器ソース抵抗は実際のダイオード抵抗の
半分に、そして信号ソース抵抗はダイオード抵抗の２倍
に整合させることに注意しなければならない。
その場合は信号も局発電力も所属の導波管（この導波
管のソース抵抗はほぼミクサダイオードのソース抵抗に
相応している）から供給されるので、局発入力側回路に
おいてはソースインピーダンスとダイオードインピーダ
ンスの間において信号入力側回路よりも４倍大きい変成
比が形成されなければならない。ミリ波周波数帯域では
ミクサダイオードの実効抵抗はふつうは10オームよりも
小さく、通常の導波管の特性インピーダンスはだいたい
400オームであるので、局発入力側回路を用いてインピ
ーダンス−変成比が1:80で形成されなければならない。
管のソース抵抗はほぼミクサダイオードのソース抵抗に
相応している）から供給されるので、局発入力側回路に
おいてはソースインピーダンスとダイオードインピーダ
ンスの間において信号入力側回路よりも４倍大きい変成
比が形成されなければならない。ミリ波周波数帯域では
ミクサダイオードの実効抵抗はふつうは10オームよりも
小さく、通常の導波管の特性インピーダンスはだいたい
400オームであるので、局発入力側回路を用いてインピ
ーダンス−変成比が1:80で形成されなければならない。
このことは同調変圧器を使用しない限りは実現不可能
である。複数の波長の局発導波管と信号導波管が相互に
離れているならば、局発入力側回路の帯域幅は迅速に低
減する。ミクサダイオードの個所において局発入力側回
路を改善するための手段は普通は信号入力側回路に対す
る影響を持っている。
である。複数の波長の局発導波管と信号導波管が相互に
離れているならば、局発入力側回路の帯域幅は迅速に低
減する。ミクサダイオードの個所において局発入力側回
路を改善するための手段は普通は信号入力側回路に対す
る影響を持っている。
さらに低抵抗の構成素子を所定のソースインピーダン
スに広帯域に整合するために、ベース−インピーダンス
（アース端子と構成素子間のインピーダンス）は低く抑
えなければならない。
スに広帯域に整合するために、ベース−インピーダンス
（アース端子と構成素子間のインピーダンス）は低く抑
えなければならない。
ここにおいて望まれることは、これまでの通常の電気
的な要求事項（例えば高い耐障害性、広帯域性等）を満
たすと同時に（あるいはそれを越えて）、さらにウイン
ドー処理技術の利点である最小化の可及的に高いレベル
を、ミリ波技術における別の構成素子群にももたらすこ
とである。
的な要求事項（例えば高い耐障害性、広帯域性等）を満
たすと同時に（あるいはそれを越えて）、さらにウイン
ドー処理技術の利点である最小化の可及的に高いレベル
を、ミリ波技術における別の構成素子群にももたらすこ
とである。
故に本発明の課題は、ウインドー処理技術による小型
のミリ波帯ミクサ装置を、軽量でしかも材料の節約や低
コストでの製造が可能となるように改善し、さらにこの
ミクサ装置を広帯域で耐障害性の高いものにすることで
ある。
のミリ波帯ミクサ装置を、軽量でしかも材料の節約や低
コストでの製造が可能となるように改善し、さらにこの
ミクサ装置を広帯域で耐障害性の高いものにすることで
ある。
この課題の本発明による解決手段は、請求の範囲第１
項の特徴部分に記載されている。その他の請求項には本
発明の別の有利な実施例及び改善例が含まれている。
項の特徴部分に記載されている。その他の請求項には本
発明の別の有利な実施例及び改善例が含まれている。
本発明によれば前記課題は、基板の金属化部からコプ
レーナ線路が引き出し形成されており、該コプレーナ線
路は金属化部を２つの区分に分割しており、前記コプレ
ーナ線路は導波管の狭幅側にて引き出されて案内されて
おり、前記コプレーナ線路は前記２つの区分のそれぞれ
と第１ないし第２ダイオードを介して接続されており少
なくとも２つのスロット線路が導波管の広幅側に対して
平行に金属化部から引き出し形成されるように構成され
て解決される。
レーナ線路が引き出し形成されており、該コプレーナ線
路は金属化部を２つの区分に分割しており、前記コプレ
ーナ線路は導波管の狭幅側にて引き出されて案内されて
おり、前記コプレーナ線路は前記２つの区分のそれぞれ
と第１ないし第２ダイオードを介して接続されており少
なくとも２つのスロット線路が導波管の広幅側に対して
平行に金属化部から引き出し形成されるように構成され
て解決される。
この場合本発明によって得られる利点は、ミクサ自体
が非常に高精度に小型化されることである。それにより
例えば本発明によるミクサの大量生産の際の製造コスト
は大幅に低減される。さらなる利点は広帯域性と共に高
い耐障害性を備えていることである。
が非常に高精度に小型化されることである。それにより
例えば本発明によるミクサの大量生産の際の製造コスト
は大幅に低減される。さらなる利点は広帯域性と共に高
い耐障害性を備えていることである。
次に本発明を図面に基づき以下に詳細に説明する。こ
の場合各図において同じ構成素子には同じ符号が付され
ている。
の場合各図において同じ構成素子には同じ符号が付され
ている。
図面 図１には本発明によるミリ波帯ミクサの有利な実施例
の正面図が示されている。図２には図１による本発明の
ミリ波帯ミクサの断面図が示されている。
の正面図が示されている。図２には図１による本発明の
ミリ波帯ミクサの断面図が示されている。
実施例 図１に示されているミリ波帯ミクサ21は基板211上に
金属化部212を有している。この基板211は導波管内にお
いて該導波管の中心軸線に対して垂直方向に構成されて
いる。この導波管は、ウインドー処理技術において通常
のように、同じ配向と間隔の第１及び第２導波管11,12
で構成されている。この第１及び第２の導波管11,12の
間に基板211が固定されている。
金属化部212を有している。この基板211は導波管内にお
いて該導波管の中心軸線に対して垂直方向に構成されて
いる。この導波管は、ウインドー処理技術において通常
のように、同じ配向と間隔の第１及び第２導波管11,12
で構成されている。この第１及び第２の導波管11,12の
間に基板211が固定されている。
基板211は第１の導波管11の２つの狭幅側から引き出
されて構成されている。この場合第１の導波管11は基板
211から見て僅かな間隔をおいて導波管短絡部121を有し
ている。この第１の導波管11の短絡部と基板211との間
の間隔は平均動作波長λの約1/4である。
されて構成されている。この場合第１の導波管11は基板
211から見て僅かな間隔をおいて導波管短絡部121を有し
ている。この第１の導波管11の短絡部と基板211との間
の間隔は平均動作波長λの約1/4である。
図１の本発明による有利なミリ波帯ミクサの実施例の
断面図が示されている図２においては、前記間隔が符号
ａで示されている。図１に示されているように基板211
の金属化部212からはコプレーナ線路320が引き出し形成
されている。このコプレーナ線路320は金属化部212を有
利にはほぼ同じ大きさの２つの区分に分割している。
断面図が示されている図２においては、前記間隔が符号
ａで示されている。図１に示されているように基板211
の金属化部212からはコプレーナ線路320が引き出し形成
されている。このコプレーナ線路320は金属化部212を有
利にはほぼ同じ大きさの２つの区分に分割している。
コプレーナ線路320は前記２つの区分のそれぞれと第
１ないし第２のダイオード41,42を介して接続されてい
る。
１ないし第２のダイオード41,42を介して接続されてい
る。
同様に金属化部212からは少なくとも２つのスロット
線路が例えばコプレーナ線路320に対して鏡面対称的に
引き出し形成されている。特に有利な電気的特性（例え
ば導波管12とミクサダイオード41,42との整合に関し
て）は、図１に示されているように、相互に鏡面対称的
に配設されたスロット線路51,52,53,54が金属化部212か
ら引き出し形成されている場合に得られる。ここではス
ロット線路はほぼＬ字形状に形成されている。このＬ字
形状のスロット線路51,52,53,54の短い方の部分はそれ
ぞれ第１の導波管11の狭幅側に平行に延在している。ま
たこのＬ字形状のスロット線路51,52,53,54のそれぞれ
の長い方の部分は、第１の導波管11の広幅側にほぼ平行
に延在している。さらにこのスロット線路51,52,53,54
の長い方の部分はコプレーナ線路320に対してもほぼ平
行に形成されている。このＬ字形状のスロット線路51,5
2,53,54の部分はそれぞれ平均動作波長λの1/2の長さを
有している。
線路が例えばコプレーナ線路320に対して鏡面対称的に
引き出し形成されている。特に有利な電気的特性（例え
ば導波管12とミクサダイオード41,42との整合に関し
て）は、図１に示されているように、相互に鏡面対称的
に配設されたスロット線路51,52,53,54が金属化部212か
ら引き出し形成されている場合に得られる。ここではス
ロット線路はほぼＬ字形状に形成されている。このＬ字
形状のスロット線路51,52,53,54の短い方の部分はそれ
ぞれ第１の導波管11の狭幅側に平行に延在している。ま
たこのＬ字形状のスロット線路51,52,53,54のそれぞれ
の長い方の部分は、第１の導波管11の広幅側にほぼ平行
に延在している。さらにこのスロット線路51,52,53,54
の長い方の部分はコプレーナ線路320に対してもほぼ平
行に形成されている。このＬ字形状のスロット線路51,5
2,53,54の部分はそれぞれ平均動作波長λの1/2の長さを
有している。
図１のコプレーナ線路320は、相互に軸線方向に配向
された第１及び第２のコプレーナ線路321,322によって
実現されている。それらの線路長は異なっている。
された第１及び第２のコプレーナ線路321,322によって
実現されている。それらの線路長は異なっている。
この場合結合点は基板211のほぼ中央にある。第１及
び第２コプレーナ線路321,322の結合点は、第１及び第
２のダイオード41,42の結合点と重なっている。この結
合はそれぞれダイオードの一方の端部と直流的に行われ
る。ダイオード41,42のダイオード基点（他方では金属
化部212と直流的に接続されたダイオード41,42の端部）
は後続の第２の導波管12の各広幅側に対して誘導的な結
合を有している。
び第２コプレーナ線路321,322の結合点は、第１及び第
２のダイオード41,42の結合点と重なっている。この結
合はそれぞれダイオードの一方の端部と直流的に行われ
る。ダイオード41,42のダイオード基点（他方では金属
化部212と直流的に接続されたダイオード41,42の端部）
は後続の第２の導波管12の各広幅側に対して誘導的な結
合を有している。
基本的に本発明によるミリ波帯ミクサの有利な実施例
は以下のように機能する。
は以下のように機能する。
局発電力が第２の導波管（信号導波管）12内部の領域
におけるダイオード41,42近傍にコプレーナ線路320を介
して案内されると、金属化部212の十分に大きな金属面
とこれらの導波管ケーシングとの直流的結合によって、
コプレーナの外側線路の所要の低抵抗性が形成される。
局発電力を供給するコプレーナ線路320の外側線路の実
現のための金属化部212の金属面は、第２の導波管12の
断面の大半を占めるようになる。それはミクサ回路後方
で短絡された第１の導波管（11）（導波管短絡部121）
における信号出力の伝送を大幅に制限する。しかしなが
ら回路を介して伝送されるそのような信号出力成分は、
動作周波数のもとで平均動作波長λの約1/4の長さの導
波管部分の導波管短絡部121における反射の後で回路内
に存在する無効電力を補償するためには必要である。第
１の導波管11の近傍で２つの導波管広幅側のそれぞれに
平行にスロット線路51,52,53,54が配設されている。こ
れらのスロット線路は中心周波数のもとで平均動作波長
λの約1/2の長さで、高周波信号を案内する第１及び第
２導波管11,12の電界分布によって励振される。両端が
短絡されているこれらのスリット線路51,52,53,54の中
央で発生する電界は、共振絞りの場合のようにミクサ回
路に後続する第１の導波管11の短絡部にて信号出力を結
合する。その場合の伝送は周波数に依存するので、スリ
ット線路51,52,53,54は、信号入力側回路の実現の際の
調整手段として用いられる。共振周波数が動作周波数の
上方か又は下方にあるようにスリット線路の長さが選定
されているかどうかに応じて、ミクサリアクタンスの一
部はスリット線路によって既に補償可能となる。それに
より基板に後続する導波管短絡部の長さを考慮に入れて
信号入力側回路が２系統で広帯域に実現される。
におけるダイオード41,42近傍にコプレーナ線路320を介
して案内されると、金属化部212の十分に大きな金属面
とこれらの導波管ケーシングとの直流的結合によって、
コプレーナの外側線路の所要の低抵抗性が形成される。
局発電力を供給するコプレーナ線路320の外側線路の実
現のための金属化部212の金属面は、第２の導波管12の
断面の大半を占めるようになる。それはミクサ回路後方
で短絡された第１の導波管（11）（導波管短絡部121）
における信号出力の伝送を大幅に制限する。しかしなが
ら回路を介して伝送されるそのような信号出力成分は、
動作周波数のもとで平均動作波長λの約1/4の長さの導
波管部分の導波管短絡部121における反射の後で回路内
に存在する無効電力を補償するためには必要である。第
１の導波管11の近傍で２つの導波管広幅側のそれぞれに
平行にスロット線路51,52,53,54が配設されている。こ
れらのスロット線路は中心周波数のもとで平均動作波長
λの約1/2の長さで、高周波信号を案内する第１及び第
２導波管11,12の電界分布によって励振される。両端が
短絡されているこれらのスリット線路51,52,53,54の中
央で発生する電界は、共振絞りの場合のようにミクサ回
路に後続する第１の導波管11の短絡部にて信号出力を結
合する。その場合の伝送は周波数に依存するので、スリ
ット線路51,52,53,54は、信号入力側回路の実現の際の
調整手段として用いられる。共振周波数が動作周波数の
上方か又は下方にあるようにスリット線路の長さが選定
されているかどうかに応じて、ミクサリアクタンスの一
部はスリット線路によって既に補償可能となる。それに
より基板に後続する導波管短絡部の長さを考慮に入れて
信号入力側回路が２系統で広帯域に実現される。
混合の際に分離される２つの高周波信号（有効信号、
局発信号）の供給は、回路の２つの異なる基点で行われ
る。アンテナから到来する有効信号は、導波管を介して
導波管波の形状で、第２の導波管12内にあるミクサ回路
（図２）に供給され、該ミクサ回路からは直列に接続さ
れている第１及び第２のミクサダイオード41,42（図
１）に直接供給される。この第１及び第２のダイオード
11,12の直列的な配置構成により、ミクサ回路は有効信
号に対し、この有効信号を導波管インピーダンスから２
倍のダイオードインピーダンスに変成する変成器とな
る。
局発信号）の供給は、回路の２つの異なる基点で行われ
る。アンテナから到来する有効信号は、導波管を介して
導波管波の形状で、第２の導波管12内にあるミクサ回路
（図２）に供給され、該ミクサ回路からは直列に接続さ
れている第１及び第２のミクサダイオード41,42（図
１）に直接供給される。この第１及び第２のダイオード
11,12の直列的な配置構成により、ミクサ回路は有効信
号に対し、この有効信号を導波管インピーダンスから２
倍のダイオードインピーダンスに変成する変成器とな
る。
局発信号は導波管狭幅側からコプレーナ線路装置320
を介してダイオード41,42に供給される。このコプレー
ナ線路装置に対してダイオードは並列に接続される。そ
れにより回路は局発信号に対して次のような変成器とな
る。すなわち局発信号をコプレーナ線路上に存在する出
力インピーダンスからダイオードインピーダンスの1/2
のインピーダンスに変成する変成器となる。
を介してダイオード41,42に供給される。このコプレー
ナ線路装置に対してダイオードは並列に接続される。そ
れにより回路は局発信号に対して次のような変成器とな
る。すなわち局発信号をコプレーナ線路上に存在する出
力インピーダンスからダイオードインピーダンスの1/2
のインピーダンスに変成する変成器となる。
Claims (11)
- 【請求項１】矩形状の導波管内における片側が金属化さ
れた基板からなる、ウインドー処理技術によるミリ波帯
ミクサ装置において、 基板（211）の金属化部（212）からコプレーナ線路（32
0）が引き出し形成されており、該コプレーナ線路（32
0）は金属化部（212）を２つの区分に分割しており、 前記コプレーナ線路（320）は導波管の狭幅側にて引き
出されて案内されており、 前記コプレーナ線路（320）は前記２つの区分のそれぞ
れと第１ないし第２ダイオード（41,42）を介して接続
されており、 少なくとも２つのスロット線路が導波管の広幅側に対し
て平行に金属化部（212）から引き出し形成されている
ことを特徴とする、ウインドー処理技術によるミリ波帯
ミクサ装置。 - 【請求項２】前記区分はほぼ同じ大きさである、請求の
範囲第１項記載の装置。 - 【請求項３】前記コプレーナ線路（320）は、相互に軸
線方向に配向された第１及び第２コプレーナ線路（321,
322）によって形成されている、請求の範囲第１項又は
２項記載の装置。 - 【請求項４】前記第１及び第２コプレーナ線路（321,32
2）の結合点は、前記第１及び第２のダイオード（41,4
2）の結合点と直流的に結合されている、請求の範囲第
３項記載の装置。 - 【請求項５】前記結合点は、基板（211）のほぼ中央に
ある、請求の範囲第４項記載の装置。 - 【請求項６】前記個々のスロット線路（51,52,53,54）
の少なくとも大半の部分がそれぞれコプレーナ線路（32
0）に対して平行に延在している、請求の範囲第３項〜
５項いずれか１項記載の装置。 - 【請求項７】前記スロット線路（51,52,53,54）は、そ
れぞれ平均動作波長（λ）の1/2の長さである、請求の
範囲第６項記載の装置。 - 【請求項８】前記スロット線路（51,52,53,54）の少な
くとも１つの端部が導波管の狭幅側の１つに対して平行
に案内されている、請求の範囲第６項又は７項記載の装
置。 - 【請求項９】前記スロット線路（51,52,53,54）は、コ
プレーナ線路（320）に対して鏡面対称に配設され、有
利には４つのスロット線路（51,52,53,54）で構成され
ている、請求の範囲第６項〜８項いずれか１項記載の装
置。 - 【請求項１０】前記導波管の一方の端部に導波管短絡部
（121）が形成されており、該短絡部（121）は基板（21
1）に対して平均動作波長（λ）のほぼ1/4の長さの間隔
（ａ）を有している、請求の範囲第１項〜９項いずれか
１項記載の装置。 - 【請求項１１】前記導波管（12）内に高周波エネルギが
蓄積され、 前記導波管（12）の一方の狭幅側から第１のコプレーナ
線路（321）へ局部発振器信号が給電され、 前記導波管（12）の他方の狭幅側にて高周波エネルギと
局部発振器信号との混合電力が出力結合される、請求の
範囲第１項〜10項いずれか１項記載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4426543A DE4426543A1 (de) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | Millimeterwellen-Mischer in Fenstertechnik |
| DE4426543.3 | 1994-07-27 | ||
| PCT/EP1995/002844 WO1996003801A1 (de) | 1994-07-27 | 1995-07-19 | Millimeterwellen-mischer in fenstertechnik |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09503368A JPH09503368A (ja) | 1997-03-31 |
| JP3162403B2 true JP3162403B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=6524233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50544096A Expired - Fee Related JP3162403B2 (ja) | 1994-07-27 | 1995-07-19 | ウィンドー処理技術によるミリ波帯ミクサ装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5794135A (ja) |
| EP (1) | EP0721697B1 (ja) |
| JP (1) | JP3162403B2 (ja) |
| DE (2) | DE4426543A1 (ja) |
| WO (1) | WO1996003801A1 (ja) |
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Cited By (1)
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