JP3315580B2 - 高周波集積回路 - Google Patents
高周波集積回路Info
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- JP3315580B2 JP3315580B2 JP08965596A JP8965596A JP3315580B2 JP 3315580 B2 JP3315580 B2 JP 3315580B2 JP 08965596 A JP08965596 A JP 08965596A JP 8965596 A JP8965596 A JP 8965596A JP 3315580 B2 JP3315580 B2 JP 3315580B2
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は集積回路化された高
周波回路に利用する。本発明は集積回路の小型化、簡単
化技術に関する。本発明は、高周波信号を被測定電子回
路に供給し、その反射信号を分析することにより、その
被測定電子回路の特性を調べる装置、あるいは高周波信
号をアンテナから被測定物に照射し、その反射信号を分
析することにより、その被測定物の移動速度などを調べ
る装置に利用するに適する。
周波回路に利用する。本発明は集積回路の小型化、簡単
化技術に関する。本発明は、高周波信号を被測定電子回
路に供給し、その反射信号を分析することにより、その
被測定電子回路の特性を調べる装置、あるいは高周波信
号をアンテナから被測定物に照射し、その反射信号を分
析することにより、その被測定物の移動速度などを調べ
る装置に利用するに適する。
【0002】
【従来の技術】電子回路に高周波信号を印加し、その反
射信号を分析することによってその電子回路の特性を算
出するネットワークアナライザが知られている。あるい
は、連続した高周波信号を被測定物に対して照射し、そ
の反射信号を分析することによって被測定物の動きを測
定する連続波レーダが知られている。
射信号を分析することによってその電子回路の特性を算
出するネットワークアナライザが知られている。あるい
は、連続した高周波信号を被測定物に対して照射し、そ
の反射信号を分析することによって被測定物の動きを測
定する連続波レーダが知られている。
【0003】この従来例を図5ないし図7を参照して説
明する。図5および図6は従来例のネットワークアナラ
イザの構成図である。図7は従来例の連続波レーダの構
成図である。図5はヘテロダイン型であり、高周波発振
器1により発振した高周波信号はドライバアンプ2によ
り要求されるレベルにまで増幅され、カプラ22を介し
て高周波入出力端子4に出力され、被測定電子回路DU
Tに供給される。高周波信号は、具体的には、3〜30
GHzあるいは30〜300GHzのマイクロ波または
ミリ波と呼ばれる周波数帯の信号を用いている。
明する。図5および図6は従来例のネットワークアナラ
イザの構成図である。図7は従来例の連続波レーダの構
成図である。図5はヘテロダイン型であり、高周波発振
器1により発振した高周波信号はドライバアンプ2によ
り要求されるレベルにまで増幅され、カプラ22を介し
て高周波入出力端子4に出力され、被測定電子回路DU
Tに供給される。高周波信号は、具体的には、3〜30
GHzあるいは30〜300GHzのマイクロ波または
ミリ波と呼ばれる周波数帯の信号を用いている。
【0004】被測定電子回路DUTにより反射された高
周波信号は、被測定電子回路DUTの特性にしたがっ
て、印加された時点の高周波信号とは振幅および位相が
変化している。この高周波信号は高周波入出力端子4か
ら再びカプラ22に到達し、ミキサ21が備えられてい
る線路に出力される。ミキサ21では、局部発振器20
の出力と混合され、その結果として得られた中間周波数
信号(IF)がローパスフィルタ8に入力される。ロー
パスフィルタ8では、余分な高周波成分が除去される。
この中間周波数信号は中間周波増幅器19により要求さ
れるレベルまで増幅されて出力端子10に出力される。
出力端子10から出力される中間周波出力は、モニタな
どの表示装置に接続されて分析処理が行われる。
周波信号は、被測定電子回路DUTの特性にしたがっ
て、印加された時点の高周波信号とは振幅および位相が
変化している。この高周波信号は高周波入出力端子4か
ら再びカプラ22に到達し、ミキサ21が備えられてい
る線路に出力される。ミキサ21では、局部発振器20
の出力と混合され、その結果として得られた中間周波数
信号(IF)がローパスフィルタ8に入力される。ロー
パスフィルタ8では、余分な高周波成分が除去される。
この中間周波数信号は中間周波増幅器19により要求さ
れるレベルまで増幅されて出力端子10に出力される。
出力端子10から出力される中間周波出力は、モニタな
どの表示装置に接続されて分析処理が行われる。
【0005】図6はホモダイン型であり、図5に示した
ヘテロダイン型と比較すると局部発振器20が不要であ
る。高周波発振器1により発振した高周波信号はドライ
バアンプ2により要求されるレベルにまで増幅され、パ
ワーデバイダ24により分岐されて片方は高周波入出力
端子4から被測定電子回路DUTに印加される。他方は
ミキサ21に供給される。
ヘテロダイン型と比較すると局部発振器20が不要であ
る。高周波発振器1により発振した高周波信号はドライ
バアンプ2により要求されるレベルにまで増幅され、パ
ワーデバイダ24により分岐されて片方は高周波入出力
端子4から被測定電子回路DUTに印加される。他方は
ミキサ21に供給される。
【0006】被測定電子回路DUTにより反射された高
周波信号は、被測定電子回路DUTの特性にしたがっ
て、印加された時点の高周波信号とは振幅および位相が
変化している。この高周波信号は高周波入出力端子4か
ら再びカプラ22に到達し、ミキサ21が備えられてい
る線路に出力される。ミキサ21では、高周波発振器1
から発振されたままの高周波信号と被測定電子回路DU
Tにより反射された高周波信号とが混合される。ミキサ
21の出力はベース・バンド信号であり、ローパスフィ
ルタ8、増幅器9を介して出力端子10に出力される。
周波信号は、被測定電子回路DUTの特性にしたがっ
て、印加された時点の高周波信号とは振幅および位相が
変化している。この高周波信号は高周波入出力端子4か
ら再びカプラ22に到達し、ミキサ21が備えられてい
る線路に出力される。ミキサ21では、高周波発振器1
から発振されたままの高周波信号と被測定電子回路DU
Tにより反射された高周波信号とが混合される。ミキサ
21の出力はベース・バンド信号であり、ローパスフィ
ルタ8、増幅器9を介して出力端子10に出力される。
【0007】例えば、被測定電子回路DUTに印加され
た高周波信号を a・sinωt (ただし、aは振幅、ωは角周波数、tは時間) とし、これが被測定電子回路DUTにより反射されて、 b・sin(ωt+α) (ただし、bは振幅、αは位相ずれ) と変化した場合に、これをミキサ21で混合すると、 a・sinωt×〔b・sin(ωt+α)〕=−(a
・b/2)・〔cos(2ωt+α)+cosα〕 となり、2ωの成分を取り除いた検出出力は、 −(a・b/2)・cosα である。位相ずれαと、振幅値bは、どちらかが固定で
あるかまたは無視できるならば他方がわかる。
た高周波信号を a・sinωt (ただし、aは振幅、ωは角周波数、tは時間) とし、これが被測定電子回路DUTにより反射されて、 b・sin(ωt+α) (ただし、bは振幅、αは位相ずれ) と変化した場合に、これをミキサ21で混合すると、 a・sinωt×〔b・sin(ωt+α)〕=−(a
・b/2)・〔cos(2ωt+α)+cosα〕 となり、2ωの成分を取り除いた検出出力は、 −(a・b/2)・cosα である。位相ずれαと、振幅値bは、どちらかが固定で
あるかまたは無視できるならば他方がわかる。
【0008】図7は連続波を使ったレーダである。高周
波発振器1により発振した高周波信号はドライバアンプ
2により要求されるレベルにまで増幅され、パワーデバ
イダ24により分岐されて片方はサーキュレータ23を
介して高周波入出力端子4に接続されているアンテナA
NTから被測定物に照射される。他方はミキサ21に供
給される。
波発振器1により発振した高周波信号はドライバアンプ
2により要求されるレベルにまで増幅され、パワーデバ
イダ24により分岐されて片方はサーキュレータ23を
介して高周波入出力端子4に接続されているアンテナA
NTから被測定物に照射される。他方はミキサ21に供
給される。
【0009】被対象物からの反射波はアンテナANTに
接続されている高周波入出力端子4から再びサーキュレ
ータ23に到達し、ミキサ21が備えられている線路に
出力される。ミキサ21では、高周波発振器1から発振
されたままの高周波信号と被測定物により反射された高
周波信号とが混合される。ミキサ21の出力はベース・
バンド信号であり、ローパスフィルタ8、増幅器9を介
して出力端子10に出力される。
接続されている高周波入出力端子4から再びサーキュレ
ータ23に到達し、ミキサ21が備えられている線路に
出力される。ミキサ21では、高周波発振器1から発振
されたままの高周波信号と被測定物により反射された高
周波信号とが混合される。ミキサ21の出力はベース・
バンド信号であり、ローパスフィルタ8、増幅器9を介
して出力端子10に出力される。
【0010】出力端子10の検出出力からドプラシフト
などによる周波数変化を検出することにより被測定物の
動きを測定することができる。
などによる周波数変化を検出することにより被測定物の
動きを測定することができる。
【0011】これらの回路は集積回路として実現され
る。この従来例を図8を参照して説明する。図8は連続
波レーダの回路を集積回路として実現した例を示す図で
ある。図8(a)に示す集積回路上の各符号(1、2、
4、9、10、21、23、24)は、図7に示した各
符号と対応するものである。ただし、図8(a)に示す
集積回路では、増幅器9に周波数選択性があるものを用
いることによりローパスフィルタ8は省略した。図8
(b)は、図8(a)に示す集積回路を側面から見た図
である。半導体基板の底面にはグランドプレーン50が
設けられ、フェライト製のサーキュレータ23が半導体
基板の表面から突出している。
る。この従来例を図8を参照して説明する。図8は連続
波レーダの回路を集積回路として実現した例を示す図で
ある。図8(a)に示す集積回路上の各符号(1、2、
4、9、10、21、23、24)は、図7に示した各
符号と対応するものである。ただし、図8(a)に示す
集積回路では、増幅器9に周波数選択性があるものを用
いることによりローパスフィルタ8は省略した。図8
(b)は、図8(a)に示す集積回路を側面から見た図
である。半導体基板の底面にはグランドプレーン50が
設けられ、フェライト製のサーキュレータ23が半導体
基板の表面から突出している。
【0012】図9はミキサ21の構成例を示す図であ
る。4分の1波長の伝送線路をリング形状となるように
6本組み合わせて構成される。これは一般にラットレー
ス回路と呼ばれているものである。
る。4分の1波長の伝送線路をリング形状となるように
6本組み合わせて構成される。これは一般にラットレー
ス回路と呼ばれているものである。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】このような従来例で
は、ミキサ21を構成するラットレース回路において、
4分の1波長の伝送線路を6本用いてリング形状を形成
することから、寸法を縮小させる上での制約があり、集
積回路の小型化に問題が生じる。
は、ミキサ21を構成するラットレース回路において、
4分の1波長の伝送線路を6本用いてリング形状を形成
することから、寸法を縮小させる上での制約があり、集
積回路の小型化に問題が生じる。
【0014】また、個別にみると、図5はカプラ22を
用いているが、その結合長は通常、4分の1波長または
それ以上であり、小型化の際に問題となる。また、高周
波発振器1の他に局部発振器20を用いているため、P
LL(位相同期ループ)などで制御を行う複雑な回路を
多用しなければならず、集積回路の小型化、簡単化の上
で問題が生じる。
用いているが、その結合長は通常、4分の1波長または
それ以上であり、小型化の際に問題となる。また、高周
波発振器1の他に局部発振器20を用いているため、P
LL(位相同期ループ)などで制御を行う複雑な回路を
多用しなければならず、集積回路の小型化、簡単化の上
で問題が生じる。
【0015】図6は、パワーデバイダ24を用いている
が発熱があり、小型化には不適当で、低消費電力化も難
しい。図6とは異なる形のパワーデバイダとしてウィル
キンソン型が知られているが、これも伝送線路を用いて
いるため、小型化の際に問題となる。また、カプラ22
を用いているが、上述した理由により集積回路化には不
適当である。
が発熱があり、小型化には不適当で、低消費電力化も難
しい。図6とは異なる形のパワーデバイダとしてウィル
キンソン型が知られているが、これも伝送線路を用いて
いるため、小型化の際に問題となる。また、カプラ22
を用いているが、上述した理由により集積回路化には不
適当である。
【0016】図7は、サーキュレータ23を用いている
が図8(b)に示すように、半導体基板上に突出してし
まい、集積回路化には不適当である。製造上も、サーキ
ュレータの円板状フェライトを置く工程が増え、また、
その位置合わせなどの工程が増えるなどの問題が生じ
る。
が図8(b)に示すように、半導体基板上に突出してし
まい、集積回路化には不適当である。製造上も、サーキ
ュレータの円板状フェライトを置く工程が増え、また、
その位置合わせなどの工程が増えるなどの問題が生じ
る。
【0017】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、小型化および簡単化を行うことができる高周
波集積回路提供することを目的とする。本発明は、半導
体基板上に突出した部分のない高周波集積回路を提供す
ることを目的とする。本発明は、低消費電力化を行うこ
とができる高周波集積回路を提供することを目的とす
る。
であって、小型化および簡単化を行うことができる高周
波集積回路提供することを目的とする。本発明は、半導
体基板上に突出した部分のない高周波集積回路を提供す
ることを目的とする。本発明は、低消費電力化を行うこ
とができる高周波集積回路を提供することを目的とす
る。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明は高周波集積回路
であって、その特徴とするところは、高周波発振器と、
この高周波発振器の出力端に接続される高周波入出力端
子と、前記高周波発振器の出力端と接地電位との間に接
続される非線形素子と、前記高周波入出力端子に生じる
前記高周波発振器の出力信号に対する応答信号とその高
周波発振器の出力信号との差分周波数の信号としてこの
非線形素子の両端に現れるベースバンド信号を抽出する
回路手段とを一つの半導体基板に形成したところにあ
る。
であって、その特徴とするところは、高周波発振器と、
この高周波発振器の出力端に接続される高周波入出力端
子と、前記高周波発振器の出力端と接地電位との間に接
続される非線形素子と、前記高周波入出力端子に生じる
前記高周波発振器の出力信号に対する応答信号とその高
周波発振器の出力信号との差分周波数の信号としてこの
非線形素子の両端に現れるベースバンド信号を抽出する
回路手段とを一つの半導体基板に形成したところにあ
る。
【0019】本発明の構成を採ることにより、高周波集
積回路を小型化および簡単化することができる。また、
半導体基板上に突出した部分のない高周波集積回路を実
現することができる。さらに、低消費電力化を行うこと
ができる。
積回路を小型化および簡単化することができる。また、
半導体基板上に突出した部分のない高周波集積回路を実
現することができる。さらに、低消費電力化を行うこと
ができる。
【0020】前記非線形素子と直列にインピーダンス整
合回路が接続されることが望ましい。この非線形素子は
ダイオードでよい。このダイオードはショットキーバリ
ア・ダイオードを用いることができる。
合回路が接続されることが望ましい。この非線形素子は
ダイオードでよい。このダイオードはショットキーバリ
ア・ダイオードを用いることができる。
【0021】前記高周波入出力端子は前記高周波発振器
出力にバンドパスフィルタを介して接続される構成とす
ることもできる。また、前記回路手段はローパスフィル
タを含む構成とすることもできる。
出力にバンドパスフィルタを介して接続される構成とす
ることもできる。また、前記回路手段はローパスフィル
タを含む構成とすることもできる。
【0022】例えば、前記ローパスフィルタは前記半導
体基板上に形成された4分の1波長の伝送線路と、この
伝送線路と接地電位との間に接続された静電容量とを含
む構成とすることもできる。
体基板上に形成された4分の1波長の伝送線路と、この
伝送線路と接地電位との間に接続された静電容量とを含
む構成とすることもできる。
【0023】前記半導体基板上の伝送線路はCPW( コ
プレーナウェーブガイド)として形成されることが望ま
しい。
プレーナウェーブガイド)として形成されることが望ま
しい。
【0024】これにより、半導体基板を片面パターンの
みで実現することができるので、さらに、製造工程上の
作業効率を向上させることができる。
みで実現することができるので、さらに、製造工程上の
作業効率を向上させることができる。
【0025】前記発振器は目的周波数の整数分の1を出
力する発振回路と、この発振回路の出力を目的周波数に
逓倍する逓倍器とを含む構成とすることもできる。さら
に、前記非線形素子は、この逓倍器を兼用することもで
きる。
力する発振回路と、この発振回路の出力を目的周波数に
逓倍する逓倍器とを含む構成とすることもできる。さら
に、前記非線形素子は、この逓倍器を兼用することもで
きる。
【0026】
【0027】
(第一実施例)本発明第一実施例の構成を図1を参照し
て説明する。図1は本発明第一実施例回路の構成図であ
る。
て説明する。図1は本発明第一実施例回路の構成図であ
る。
【0028】本発明は高周波集積回路であって、その特
徴とするところは、高周波発振器1と、この高周波発振
器1の出力端に接続される高周波入出力端子4と、高周
波発振器1の出力端と接地電位との間に接続される非線
形素子としてのミキサダイオード6と、高周波入出力端
子4に生じる高周波発振器1の出力信号に対する応答信
号とその高周波発振器1の出力信号との差分周波数の信
号としてこのミキサダイオード6の両端に現れるベース
バンド信号を抽出する回路手段としてのローパスフィル
タ8、増幅器9、出力端子10とを一つの半導体基板に
形成したところにある。
徴とするところは、高周波発振器1と、この高周波発振
器1の出力端に接続される高周波入出力端子4と、高周
波発振器1の出力端と接地電位との間に接続される非線
形素子としてのミキサダイオード6と、高周波入出力端
子4に生じる高周波発振器1の出力信号に対する応答信
号とその高周波発振器1の出力信号との差分周波数の信
号としてこのミキサダイオード6の両端に現れるベース
バンド信号を抽出する回路手段としてのローパスフィル
タ8、増幅器9、出力端子10とを一つの半導体基板に
形成したところにある。
【0029】ミキサダイオード6と直列にインピーダン
ス整合回路5が接続されている。また、ミキサダイオー
ド6には、ショットキーバリア・ダイオードを用いた。
ス整合回路5が接続されている。また、ミキサダイオー
ド6には、ショットキーバリア・ダイオードを用いた。
【0030】高周波入出力端子4は高周波発振器1の出
力にバンドパスフィルタ3を介して接続されている。
力にバンドパスフィルタ3を介して接続されている。
【0031】本発明では、半導体基板上の伝送線路はC
PW( コプレーナウェーブガイド)として形成されてい
る。
PW( コプレーナウェーブガイド)として形成されてい
る。
【0032】高周波入出力端子4には、従来例で既に説
明したように、ネットワークアナライザであるならば被
測定電子回路が接続され、連続波レーダならばアンテナ
が接続される。
明したように、ネットワークアナライザであるならば被
測定電子回路が接続され、連続波レーダならばアンテナ
が接続される。
【0033】バンドパスフィルタ3は、被測定電子回路
に供給すべき高周波信号が通るものである。同じ結果が
得られるならば、ハイパスフィルタを用いることもでき
るし、または、連続波レーダとする場合に、アンテナに
共振特性がありフィルタの役割を代行できる場合には省
略することもできる。
に供給すべき高周波信号が通るものである。同じ結果が
得られるならば、ハイパスフィルタを用いることもでき
るし、または、連続波レーダとする場合に、アンテナに
共振特性がありフィルタの役割を代行できる場合には省
略することもできる。
【0034】ドライバアンプ2とバンドパスフィルタ3
の接続点にミキサ回路7を接続する。ミキサ回路7はイ
ンピーダンス整合回路5とミキサダイオード6からな
る。ミキサダイオード6としてはショットキーバリア・
ダイオードが好適である。インピーダンス整合回路5
は、ミキサダイオード6に所望の高周波信号が印加さ
れ、かつ、ドライバアンプ2から高周波入出力端子4へ
の信号の流れをなるべく妨げないものがよい。ミキサダ
イオード6のインピーダンスが高い場合には、インピー
ダンス整合回路5を省略することもできる。
の接続点にミキサ回路7を接続する。ミキサ回路7はイ
ンピーダンス整合回路5とミキサダイオード6からな
る。ミキサダイオード6としてはショットキーバリア・
ダイオードが好適である。インピーダンス整合回路5
は、ミキサダイオード6に所望の高周波信号が印加さ
れ、かつ、ドライバアンプ2から高周波入出力端子4へ
の信号の流れをなるべく妨げないものがよい。ミキサダ
イオード6のインピーダンスが高い場合には、インピー
ダンス整合回路5を省略することもできる。
【0035】ローパスフィルタ8は、ミキシングによっ
て生じた差成分の信号のみを通し、高周波を通さないた
めのものである。高周波信号は、増幅器9によって所定
のレベルまで増幅され出力端子10から出力される。
て生じた差成分の信号のみを通し、高周波を通さないた
めのものである。高周波信号は、増幅器9によって所定
のレベルまで増幅され出力端子10から出力される。
【0036】次に、本発明第一実施例の動作を説明す
る。高周波発振器1で高周波信号を発生し、それをドラ
イバアンプ2により増幅し、所望のレベルとする。これ
をバンドパスフィルタ3を介して高周波入出力端子4に
供給するとともに、ミキサ回路7に印加する。ローパス
フィルタ8にもつながっているが、フィルタの作用でそ
の先にはつながらない。
る。高周波発振器1で高周波信号を発生し、それをドラ
イバアンプ2により増幅し、所望のレベルとする。これ
をバンドパスフィルタ3を介して高周波入出力端子4に
供給するとともに、ミキサ回路7に印加する。ローパス
フィルタ8にもつながっているが、フィルタの作用でそ
の先にはつながらない。
【0037】高周波入出力端子4には、被測定電子回路
またはアンテナがつながり、反射波がバンドパスフィル
タ3を介して戻ってくる。これをミキサ回路7で先の高
周波信号と混合する。直流または周波数差成分(高周波
信号よりずっと低い周波数)の信号をローパスフィルタ
8で取り出し、増幅器9で所望のレベルまで増幅し検出
出力として出力端子10に出力する。この検出出力にし
たがって、分析処理を行う。ミキサ回路7に高周波信号
を印加すると高調波成分を生じるので、検出出力につい
てはハイパスフィルタを用いて高調波成分を除去するよ
うにしてもよい。
またはアンテナがつながり、反射波がバンドパスフィル
タ3を介して戻ってくる。これをミキサ回路7で先の高
周波信号と混合する。直流または周波数差成分(高周波
信号よりずっと低い周波数)の信号をローパスフィルタ
8で取り出し、増幅器9で所望のレベルまで増幅し検出
出力として出力端子10に出力する。この検出出力にし
たがって、分析処理を行う。ミキサ回路7に高周波信号
を印加すると高調波成分を生じるので、検出出力につい
てはハイパスフィルタを用いて高調波成分を除去するよ
うにしてもよい。
【0038】これにより、集積回路化の上で問題となる
パワーデバイダ、カプラ、ラットレース回路、サーキュ
レータなどの構成部品を用いることなく高周波集積回路
が構成できるため、小型で簡単な構成の集積回路化され
た高周波回路を実現することができる。
パワーデバイダ、カプラ、ラットレース回路、サーキュ
レータなどの構成部品を用いることなく高周波集積回路
が構成できるため、小型で簡単な構成の集積回路化され
た高周波回路を実現することができる。
【0039】(第二実施例)本発明第二実施例を図2を
参照して説明する。図2は本発明第二実施例回路の構成
図である。本発明第二実施例は、図1に示した本発明第
一実施例のミキサ回路7からインピーダンス整合回路5
を省いている。インピーダンス整合回路5を省くために
は、ミキサダイオード6のインピーダンスを高く設定す
ればよい。また、ローパスフィルタ8を4分の1波長の
伝送線路11とコンデンサ12により構成した。ミキサ
ダイオード6側からみると高周波信号にとってはコンデ
ンサ12はほとんど短絡状態となっており接地電位に逃
げて行き低周波成分のみが増幅器9に入力される。
参照して説明する。図2は本発明第二実施例回路の構成
図である。本発明第二実施例は、図1に示した本発明第
一実施例のミキサ回路7からインピーダンス整合回路5
を省いている。インピーダンス整合回路5を省くために
は、ミキサダイオード6のインピーダンスを高く設定す
ればよい。また、ローパスフィルタ8を4分の1波長の
伝送線路11とコンデンサ12により構成した。ミキサ
ダイオード6側からみると高周波信号にとってはコンデ
ンサ12はほとんど短絡状態となっており接地電位に逃
げて行き低周波成分のみが増幅器9に入力される。
【0040】図3は本発明第二実施例回路を集積回路化
した状態を示す図である。図3に示した集積回路例で
は、伝送線路をCPW(コプレーナウェーブガイド)に
より構成している。CPWの利点は半導体基板の片面だ
けで構成できる点や基板の穴開けが不要である点が優れ
ている。図3のGNDパターンは、適宜エアーブリッジ
または多層配線技術で同電位にする。
した状態を示す図である。図3に示した集積回路例で
は、伝送線路をCPW(コプレーナウェーブガイド)に
より構成している。CPWの利点は半導体基板の片面だ
けで構成できる点や基板の穴開けが不要である点が優れ
ている。図3のGNDパターンは、適宜エアーブリッジ
または多層配線技術で同電位にする。
【0041】高周波発振器1の出力端には3段構成のド
ライバアンプ2が接続され、ドライバアンプ2の出力端
には、ミキサダイオード6のアノードと、バンドパスフ
ィルタ3およびローパスフィルタ8の入力端が接続され
ている。バンドパスフィルタ3は、2本の4分の1波長
の伝送線路が直列に接続されたハイパスフィルタであ
り、その接続点にさらに1本の4分の1波長の伝送線路
の一端が接続されて構成されている。この接続点に一端
が接続された1本の4分の1波長の伝送線路の他端がバ
ンドパスフィルタ3の入力端となる。また、直列に接続
された2本の4分の1波長の伝送線路の一端は接地電位
(GND)に接続され、他端は高周波入出力端子4とな
る。ローパスフィルタ8は、1本の4分の1波長の伝送
線路11とコンデンサ12により構成され、この伝送線
路11の一端がローパスフィルタ8の入力端となり、他
端はコンデンサ12の一端に接続されるとともに、増幅
器9の入力端に接続される。コンデンサ12の他端は接
地電位(GND)に接続される。増幅器9は1個のNP
N型トランジスタにより構成されている。増幅器9の入
力端はこのNPN型トランジスタのベースに接続され、
出力端子10はコレクタに接続されている。また、コレ
クタには増幅器9の直流電源の正電位が接続され、エミ
ッタには増幅器9の直流電源の負電位が接続されてい
る。配線パターンはCPWにより片面のみの加工によっ
て施されている。高周波発振器1およびドライバアンプ
2については、図3においては詳細な構成を省略して図
示しているが、その構成は既知の技術であり本発明と直
接関係がないので詳細な説明は省略する。
ライバアンプ2が接続され、ドライバアンプ2の出力端
には、ミキサダイオード6のアノードと、バンドパスフ
ィルタ3およびローパスフィルタ8の入力端が接続され
ている。バンドパスフィルタ3は、2本の4分の1波長
の伝送線路が直列に接続されたハイパスフィルタであ
り、その接続点にさらに1本の4分の1波長の伝送線路
の一端が接続されて構成されている。この接続点に一端
が接続された1本の4分の1波長の伝送線路の他端がバ
ンドパスフィルタ3の入力端となる。また、直列に接続
された2本の4分の1波長の伝送線路の一端は接地電位
(GND)に接続され、他端は高周波入出力端子4とな
る。ローパスフィルタ8は、1本の4分の1波長の伝送
線路11とコンデンサ12により構成され、この伝送線
路11の一端がローパスフィルタ8の入力端となり、他
端はコンデンサ12の一端に接続されるとともに、増幅
器9の入力端に接続される。コンデンサ12の他端は接
地電位(GND)に接続される。増幅器9は1個のNP
N型トランジスタにより構成されている。増幅器9の入
力端はこのNPN型トランジスタのベースに接続され、
出力端子10はコレクタに接続されている。また、コレ
クタには増幅器9の直流電源の正電位が接続され、エミ
ッタには増幅器9の直流電源の負電位が接続されてい
る。配線パターンはCPWにより片面のみの加工によっ
て施されている。高周波発振器1およびドライバアンプ
2については、図3においては詳細な構成を省略して図
示しているが、その構成は既知の技術であり本発明と直
接関係がないので詳細な説明は省略する。
【0042】従来例の図8で示した構成では、サーキュ
レータ23はマイクロストリップラインを用いて半導体
基板の表裏を使用し、両面の処理や穴開けが必要であ
る。このために、この部分だけ別基板とすることも必要
になる場合がある。これらのことから、本発明が有用で
あることがわかる。
レータ23はマイクロストリップラインを用いて半導体
基板の表裏を使用し、両面の処理や穴開けが必要であ
る。このために、この部分だけ別基板とすることも必要
になる場合がある。これらのことから、本発明が有用で
あることがわかる。
【0043】なお、図3ではハイパスフィルタ用として
3本の4分の1波長線路を用いているが、既知のフィル
タ構成技術を用いて本数を減らすこともできる。また、
高周波入出力に導波管を接続すればそれ自体にハイパス
フィルタの作用がある。また、アンテナを接続する場合
には、それ自体に周波数選択性が通常あるので、この点
からもハイパスフィルタを簡単化または省略することが
できる。
3本の4分の1波長線路を用いているが、既知のフィル
タ構成技術を用いて本数を減らすこともできる。また、
高周波入出力に導波管を接続すればそれ自体にハイパス
フィルタの作用がある。また、アンテナを接続する場合
には、それ自体に周波数選択性が通常あるので、この点
からもハイパスフィルタを簡単化または省略することが
できる。
【0044】(第三実施例)本発明第三実施例を図4を
参照して説明する。図4は本発明第三実施例回路の構成
図である。本発明第三実施例では、発振器15で目的の
高周波信号fを直接発振させずに、fの整数分の1の周
波数で発振させ、逓倍器13による逓倍により目的周波
数を得るようにしている。逓倍器13の出力はバンドパ
スフィルタ32 を通過し、逓倍により生じた不要な周波
数成分を除去される。逓倍自体は既知の技術であり、詳
細な説明は省略する。さらに、この逓倍器13の作用を
非線形素子であるミキサ回路7に兼用させることもでき
る。さらに、バンドパスフィルタ32 をバンドパスフィ
ルタ31 に兼用させることもできる。この場合の構成は
図1〜図3に示した構成と同様である。
参照して説明する。図4は本発明第三実施例回路の構成
図である。本発明第三実施例では、発振器15で目的の
高周波信号fを直接発振させずに、fの整数分の1の周
波数で発振させ、逓倍器13による逓倍により目的周波
数を得るようにしている。逓倍器13の出力はバンドパ
スフィルタ32 を通過し、逓倍により生じた不要な周波
数成分を除去される。逓倍自体は既知の技術であり、詳
細な説明は省略する。さらに、この逓倍器13の作用を
非線形素子であるミキサ回路7に兼用させることもでき
る。さらに、バンドパスフィルタ32 をバンドパスフィ
ルタ31 に兼用させることもできる。この場合の構成は
図1〜図3に示した構成と同様である。
【0045】(実施例まとめ)ローパスフィルタ8は、
特別に回路を設けなくとも、例えば、対象とする高周波
信号でまったく利得がなく、かつ、それで飽和しないよ
うな帯域の狭い増幅器で兼用することもできる。
特別に回路を設けなくとも、例えば、対象とする高周波
信号でまったく利得がなく、かつ、それで飽和しないよ
うな帯域の狭い増幅器で兼用することもできる。
【0046】ドライバアンプ2や増幅器9をHBT(Het
ero Bipolar Transistor: ヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタ)とし、ミキサダイオード6をショットキーバリ
アダイオードとしてモノリシックIC化することもでき
る。また、ドライバアンプ2をHEMT(High Electron
Mobility Transistor) とし、ダイオード6をショット
キーバリアダイオードとしてモノリシックIC化するこ
ともできる。
ero Bipolar Transistor: ヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタ)とし、ミキサダイオード6をショットキーバリ
アダイオードとしてモノリシックIC化することもでき
る。また、ドライバアンプ2をHEMT(High Electron
Mobility Transistor) とし、ダイオード6をショット
キーバリアダイオードとしてモノリシックIC化するこ
ともできる。
【0047】ドライバアンプ2と高周波入出力端子4と
検出信号を取り出すローパスフィルタ8とミキサ回路7
とを一点で直接接続するようにし、ハードウェア量を少
なくして小型化、低価格化することがきる。フェライト
やサイズの大きなエレメントが少なくIC化がしやす
い。また、ミキサ回路7において高周波信号と局部発振
信号とが同一端子から加えられるので、局部発振信号の
高周波発振器1側への漏れに気を配る必要がない。
検出信号を取り出すローパスフィルタ8とミキサ回路7
とを一点で直接接続するようにし、ハードウェア量を少
なくして小型化、低価格化することがきる。フェライト
やサイズの大きなエレメントが少なくIC化がしやす
い。また、ミキサ回路7において高周波信号と局部発振
信号とが同一端子から加えられるので、局部発振信号の
高周波発振器1側への漏れに気を配る必要がない。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高周波集積回路を小型化および簡単化することができ
る。本発明によれば、半導体基板上に突出した部分がで
きないような高周波集積回路を実現できる。また、低消
費電力化を行うことができる。
高周波集積回路を小型化および簡単化することができ
る。本発明によれば、半導体基板上に突出した部分がで
きないような高周波集積回路を実現できる。また、低消
費電力化を行うことができる。
【図1】本発明第一実施例回路の構成図。
【図2】本発明第二実施例回路の構成図。
【図3】本発明第二実施例回路を集積回路化した状態を
示す図。
示す図。
【図4】本発明第三実施例回路の構成図。
【図5】従来例のネットワークアナライザの構成図。
【図6】従来例のネットワークアナライザの構成図。
【図7】従来例の連続波レーダの構成図。
【図8】連続波レーダの回路を集積回路として実現した
例を示す図。
例を示す図。
【図9】ミキサの構成例を示す図。
1 高周波発振器 2 ドライバアンプ 3、31 、32 バンドパスフィルタ 4 高周波入出力端子 5 インピーダンス整合回路 6 ミキサダイオード 7 ミキサ回路 8 ローパスフィルタ 9 増幅器 10 出力端子 11 伝送線路 12 コンデンサ 13 逓倍器 15 発振器 19 中間周波増幅器 20 局部発振器 21 ミキサ 22 カプラ 23 サーキュレータ 24 パワーデバイダ 50 グランドプレーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 手塚 賢太郎 東京都武蔵野市中町二丁目11番13号 株 式会社テラテック内 (56)参考文献 特開 平5−243855(JP,A) 特開 平3−13106(JP,A) 特開 昭62−136113(JP,A) 実開 昭58−96321(JP,U) 実開 平1−110511(JP,U) 実開 昭59−29814(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03D 7/00 - 9/06 H04B 1/26
Claims (10)
- 【請求項1】 高周波発振器と、この高周波発振器の出
力端に一端が接続され他端に接続されたアンテナまたは
被測定電子回路に前記高周波発振器の高周波を出力し、
前記アンテナから被測定物に放射され前記被測定物から
の反射信号が応答信号として入力され、または前記被測
定電子回路からの反射信号が応答信号として入力される
高周波入出力端子と、前記高周波発振器の出力端と接地
電位との間に接続される非線形素子と、前記高周波入出
力端子に入力される前記アンテナまたは被測定電子回路
からの応答信号とその高周波発振器の出力信号との差分
周波数の信号としてこの非線形素子の両端に現れるベー
スバンド信号を抽出する回路手段とを一つの半導体基板
に形成したことを特徴とする高周波集積回路。 - 【請求項2】 前記非線形素子と直列にインピーダンス
整合回路が接続された請求項1記載の高周波集積回路。 - 【請求項3】 前記非線形素子はダイオードである請求
項1または2記載の高周波集積回路。 - 【請求項4】 前記ダイオードはショットキーバリア・
ダイオードである請求項3記載の高周波集積回路。 - 【請求項5】 前記高周波入出力端子は前記高周波発振
器出力にバンドパスフィルタを介して接続された請求項
1記載の高周波集積回路。 - 【請求項6】 前記回路手段はローパスフィルタを含む
請求項1記載の高周波集積回路。 - 【請求項7】 前記ローパスフィルタは前記半導体基板
上に形成された4分の1波長の伝送線路と、この伝送線
路と接地電位との間に接続された静電容量とを含む請求
項6記載の高周波集積回路。 - 【請求項8】 前記半導体基板上の伝送線路としてCP
W( コプレーナウェーブガイド)を形成した請求項1記
載の高周波集積回路。 - 【請求項9】 前記発振器は目的周波数の整数分の1を
出力する発振回路と、この発振回路の出力を目的周波数
に逓倍する逓倍器とを含む請求項1記載の高周波集積回
路。 - 【請求項10】 前記非線形素子は、前記逓倍器を兼用
する請求項9記載の高周波集積回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08965596A JP3315580B2 (ja) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | 高周波集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08965596A JP3315580B2 (ja) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | 高周波集積回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09284161A JPH09284161A (ja) | 1997-10-31 |
JP3315580B2 true JP3315580B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=13976782
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08965596A Expired - Fee Related JP3315580B2 (ja) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | 高周波集積回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3315580B2 (ja) |
-
1996
- 1996-04-11 JP JP08965596A patent/JP3315580B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09284161A (ja) | 1997-10-31 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |