JP6407473B1 - 高周波ミクサ - Google Patents

Abstract

偶高調波ミクサ（３）から出力された第１の混合波を２つに分配し、第１の混合波の２つの分配信号のうち、第１の混合波と同相の分配信号である第１の分配信号を第１の出力端子（１４）に出力し、第１の混合波と逆相の分配信号である第２の分配信号を第２の出力端子（１５）に出力する第１の平衡不平衡回路（７）と、偶高調波ミクサ（３）から出力された第２の混合波を２つに分配し、第２の混合波の２つの分配信号のうち、第２の混合波と同相の分配信号である第３の分配信号を第２の出力端子（１５）に出力し、第２の混合波と逆相の分配信号である第４の分配信号を第１の出力端子（１４）に出力する第２の平衡不平衡回路（１１）とを備える。

Description

この発明は、中間周波数信号と、ローカル信号の周波数の２倍の周波数を有する高調波とを混合する偶高調波ミクサを備える高周波ミクサに関するものである。

例えば、マイクロ波又はミリ波帯の無線装置の周波数変換部に用いるコンポーネントとして、高周波ミクサがある。
無線装置の低コスト化及び周波数安定度の改善などを図るには、ローカル信号であるＬＯ波の低周波化が求められる。
このため、ＬＯ波の周波数の２倍の周波数を有する高調波である２倍波と、中間周波数信号であるＩＦ信号との混合波を生成する偶高調波ミクサを用いることがある。
高周波ミクサが偶高調波ミクサを用いる場合、ＬＯ波とＩＦ信号を混合する高周波ミクサと比べて、ＬＯ波の周波数を２分の１にすることができる。

以下の特許文献１に開示されている偶高調波ミクサは、以下に示す３つのトランジスタを備える単位ミクサが、２つ並列に配置されているものである。
（１）コレクタ端子が出力負荷を介して電源に接続されている第１のＮＰＮトランジスタ
（２）コレクタ端子が第１のＮＰＮトランジスタのコレクタ端子と接続され、エミッタ端子が第１のＮＰＮトランジスタのエミッタ端子と接続されている第２のＮＰＮトランジスタ
（３）コレクタ端子が第１及び第２のＮＰＮトランジスタのエミッタ端子と接続され、エミッタ端子がグランドと接続されている第３のＮＰＮトランジスタ

この偶高調波ミクサでは、差動のＬＯ波が入力される差動ＬＯ入力端子が、各々の単位ミクサの第１及び第２のＮＰＮトランジスタのベース端子に接続され、差動のＩＦ信号が入力される差動ＩＦ入力端子が、第３のＮＰＮトランジスタのベース端子に接続されている。
このため、差動ＬＯ入力端子から入力されたＬＯ波の２倍波と、差動ＩＦ入力端子から入力されたＩＦ信号とが混合された混合波が、第１及び第２のＮＰＮトランジスタのコレクタ端子から出力される。これにより、第１及び第２のＮＰＮトランジスタのコレクタ端子と接続されている出力端子から、当該混合波が出力される。
ＬＯ波の周波数がｆ_ＬＯ、ＩＦ信号の周波数がｆ_ＩＦであれば、第１及び第２のＮＰＮトランジスタのコレクタ端子と接続されている出力端子から、周波数が２ｆ_ＬＯ＋ｆ_ＩＦの混合波と、周波数が２ｆ_ＬＯ−ｆ_ＩＦの混合波とが出力される。

一方の単位ミクサの出力端子から出力される周波数が２ｆ_ＬＯ＋ｆ_ＩＦの混合波と、他方の単位ミクサの出力端子から出力される周波数が２ｆ_ＬＯ−ｆ_ＩＦの混合波とは、位相が反転している。このため、周波数が２ｆ_ＬＯ＋ｆ_ＩＦの混合波と、周波数が２ｆ_ＬＯ−ｆ_ＩＦの混合波とは、差動信号である。
また、一方の単位ミクサの出力端子からは、周波数が２ｆ_ＬＯ＋ｆ_ＩＦの混合波のほかに、周波数が２ｆ_ＬＯの信号としてＬＯ波の２倍波が出力され、他方の単位ミクサの出力端子からは、周波数が２ｆ_ＬＯ−ｆ_ＩＦの混合波のほかに、ＬＯ波の２倍波が出力される。
一方の単位ミクサの出力端子から出力されるＬＯ波の２倍波と、他方の単位ミクサの出力端子から出力されるＬＯ波の２倍波とは、同相信号である。

周波数が２ｆ_ＬＯ＋ｆ_ＩＦの混合波及び周波数が２ｆ_ＬＯ−ｆ_ＩＦの混合波のうち、例えば、周波数が２ｆ_ＬＯ＋ｆ_ＩＦの混合波が所望の信号である場合、周波数が２ｆ_ＬＯ−ｆ_ＩＦの混合波及びＬＯ波の２倍波は、不要波である。
周波数が２ｆ_ＬＯ−ｆ_ＩＦの混合波及びＬＯ波の２倍波を除去するには、偶高調波ミクサの後段にフィルタを設ければよいが、ＬＯ波の２倍波は、所望の信号である周波数が２ｆ_ＬＯ＋ｆ_ＩＦの混合波と周波数が近いため、ＬＯ波の２倍波を除去するには、急峻な特性のフィルタが必要である。

国際公開公報第０１／００１５６４号公報

従来の偶高調波ミクサは、後段に急峻な特性のフィルタを設ければ、不要波であるＬＯ波の２倍波を除去する際、所望の信号である周波数が２ｆ_ＬＯ＋ｆ_ＩＦの混合波の通過損失を抑えることができる。しかし、急峻な特性のフィルタを用いても、所望の信号である周波数が２ｆ_ＬＯ＋ｆ_ＩＦの混合波の通過損失を無くすことは困難である。
また、不要波であるＬＯ波の２倍波を除去する際に、周波数が２ｆ_ＬＯ−ｆ_ＩＦの混合波も不要波として除去されてしまう。
このため、周波数が２ｆ_ＬＯ＋ｆ_ＩＦの混合波と、周波数が２ｆ_ＬＯ−ｆ_ＩＦの混合波とを差動信号として出力することができないという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、不要波の除去に伴う通過損失を招くことなく、差動信号を出力することができる高周波ミクサを得ることを目的とする。

この発明に係る高周波ミクサは、差動の中間周波数信号と、差動のローカル信号の周波数の２倍の周波数を有する高調波とを混合して、中間周波数信号と高調波との混合波である第１の混合波を出力し、第１の混合波と逆相の混合波である第２の混合波を出力する偶高調波ミクサと、偶高調波ミクサから出力された第１の混合波を２つに分配し、第１の混合波の２つの分配信号のうち、第１の混合波と同相の分配信号である第１の分配信号を第１の出力端子に出力し、第１の混合波と逆相の分配信号である第２の分配信号を第２の出力端子に出力する第１のマーチャントバランと、偶高調波ミクサから出力された第２の混合波を２つに分配し、第２の混合波の２つの分配信号のうち、第２の混合波と同相の分配信号である第３の分配信号を第２の出力端子に出力し、第２の混合波と逆相の分配信号である第４の分配信号を第１の出力端子に出力する第２のマーチャントバランとを備えるようにしたものである。

この発明によれば、偶高調波ミクサから出力された第１の混合波を２つに分配し、第１の混合波の２つの分配信号のうち、第１の混合波と同相の分配信号である第１の分配信号を第１の出力端子に出力し、第１の混合波と逆相の分配信号である第２の分配信号を第２の出力端子に出力する第１のマーチャントバランと、偶高調波ミクサから出力された第２の混合波を２つに分配し、第２の混合波の２つの分配信号のうち、第２の混合波と同相の分配信号である第３の分配信号を第２の出力端子に出力し、第２の混合波と逆相の分配信号である第４の分配信号を第１の出力端子に出力する第２のマーチャントバランとを備えるように構成したので、不要波の除去に伴う通過損失を招くことなく、差動信号を出力することができる効果がある。

この発明の実施の形態１による高周波ミクサを示す構成図である。 偶高調波ミクサ３の出力信号に含まれている複数の周波数成分を示す説明図である。 この発明の実施の形態２による高周波ミクサを示す構成図である。 この発明の実施の形態３による高周波ミクサを示す構成図である。 この発明の実施の形態４による高周波ミクサを示す構成図である。 第１のトランス４１及び第２のトランス４４の一例を示す説明図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による高周波ミクサを示す構成図である。
図１において、差動ＩＦ端子１は、差動のＩＦ信号（中間周波数信号）として、位相が０°のＩＦ信号と、位相が１８０°のＩＦ信号とを入力する端子である。
差動ＬＯ端子２は、差動のＬＯ波（ローカル信号）として、位相が０°のＬＯ波と、位相が１８０°のＬＯ波とを入力する端子である。
偶高調波ミクサ３は、差動ＩＦ端子１から入力された差動のＩＦ信号と、差動ＬＯ端子２から入力された差動のＬＯ波の周波数の２倍の周波数を有する高調波である２倍波とを混合し、正相出力端子４から、ＩＦ信号とＬＯ波の２倍波との混合波である第１の混合波を出力し、逆相出力端子５から、第１の混合波と逆相の混合波である第２の混合波を出力する。
正相出力端子４は、第１の混合波を出力する偶高調波ミクサ３の正相ＲＦ端子である。
逆相出力端子５は、第２の混合波を出力する偶高調波ミクサ３の逆相ＲＦ端子である。

第１の不平衡端子６は、偶高調波ミクサ３の正相出力端子４と接続されている第１の平衡不平衡回路７の端子である。
第１の平衡不平衡回路７は、偶高調波ミクサ３の正相出力端子４から出力された第１の混合波を２つに分配する。
第１の平衡不平衡回路７は、第１の混合波の２つの分配信号のうち、第１の混合波と同相の分配信号である第１の分配信号を第１の出力端子１４に出力し、第１の混合波と逆相の分配信号である第２の分配信号を第２の出力端子１５に出力する回路である。
第１の平衡正相端子８は、第１の出力端子１４と接続されている第１の平衡不平衡回路７の端子である。
第１の平衡逆相端子９は、第２の出力端子１５と接続されている第１の平衡不平衡回路７の端子である。

第２の不平衡端子１０は、偶高調波ミクサ３の逆相出力端子５と接続されている第２の平衡不平衡回路１１の端子である。
第２の平衡不平衡回路１１は、偶高調波ミクサ３の逆相出力端子５から出力された第２の混合波を２つに分配する。
第２の平衡不平衡回路１１は、第２の混合波の２つの分配信号のうち、第２の混合波と同相の分配信号である第３の分配信号を第２の出力端子１５に出力し、第２の混合波と逆相の分配信号である第４の分配信号を第１の出力端子１４に出力する回路である。
第２の平衡正相端子１２は、第２の出力端子１５と接続されている第２の平衡不平衡回路１１の端子である。
第２の平衡逆相端子１３は、第１の出力端子１４と接続されている第２の平衡不平衡回路１１の端子である。

第１の出力端子１４は、第１の平衡不平衡回路７の第１の平衡正相端子８及び第２の平衡不平衡回路１１の第２の平衡逆相端子１３のそれぞれと接続されている正相出力端子である。
第２の出力端子１５は、第１の平衡不平衡回路７の第１の平衡逆相端子９及び第２の平衡不平衡回路１１の第２の平衡正相端子１２のそれぞれと接続されている逆相出力端子である。

次に動作について説明する。
差動ＩＦ端子１から差動のＩＦ信号として、位相が０°のＩＦ信号と、位相が１８０°のＩＦ信号とが入力され、差動ＬＯ端子２から差動のＬＯ波として、位相が０°のＬＯ波と、位相が１８０°のＬＯ波とが入力される。
偶高調波ミクサ３は、差動ＩＦ端子１から入力された差動のＩＦ信号と、差動ＬＯ端子２から入力された差動のＬＯ波の２倍波とを混合する。
偶高調波ミクサ３は、正相出力端子４から、ＩＦ信号とＬＯ波の２倍波との混合波である第１の混合波を出力し、逆相出力端子５から、第１の混合波と逆相の混合波である第２の混合波を出力する。

ＬＯ波の周波数がｆ_ＬＯ、ＩＦ信号の周波数がｆ_ＩＦであれば、偶高調波ミクサ３の正相出力端子４から、周波数が２ｆ_ＬＯ＋ｆ_ＩＦの混合波と、周波数が２ｆ_ＬＯ−ｆ_ＩＦの混合波とが第１の混合波として出力される。
また、逆相出力端子５から、周波数が２ｆ_ＬＯ＋ｆ_ＩＦの混合波と、周波数が２ｆ_ＬＯ−ｆ_ＩＦの混合波とが第２の混合波として出力される。
また、偶高調波ミクサ３の正相出力端子４及び逆相出力端子５から、ＬＯ波及びＬＯ波の２倍波のそれぞれが漏洩する。

図２は、偶高調波ミクサ３の出力信号に含まれている複数の周波数成分を示す説明図である。
ＬＯ波の周波数ｆ_ＬＯは、図２に示すように、高周波信号であるＲＦ波の周波数から離れた周波数であるため、フィルタ等で容易に遮断することが可能である。ＲＦ波の周波数は、２ｆ_ＬＯ＋ｆ_ＩＦ，２ｆ_ＬＯ−ｆ_ＩＦなどの周波数である。
しかし、ＬＯ波の２倍波の周波数２ｆ_ＬＯは、ＲＦ波の周波数と近接しているため、フィルタを用いて遮断する場合には、急峻な特性のフィルタを用いる必要がある。ただし、急峻な特性のフィルタを用いても、例えば、周波数が２ｆ_ＬＯ＋ｆ_ＩＦの混合波の通過損失を無くすことは困難である。

偶高調波ミクサ３の正相出力端子４及び逆相出力端子５から出力される信号の位相関係は、以下の通りである。
正相出力端子４ 逆相出力端子５
２ｆ_ＬＯ＋ｆ_ＩＦ ０° １８０°
２ｆ_ＬＯ−ｆ_ＩＦ ０° １８０°
２ｆ_ＬＯ ０° ０°

したがって、偶高調波ミクサ３の正相出力端子４から出力される第１の混合波と、逆相出力端子５から出力される第２の混合波とは、逆相の関係にある。
また、偶高調波ミクサ３の正相出力端子４から出力されるＬＯ波の２倍波と、逆相出力端子５から出力されるＬＯ波の２倍波とは、同相の関係にある。
ここでは、説明の簡単化のために、第１の混合波の位相が０°で、第２の混合波の位相が１８０°である例を示しているが、第１の混合波の位相と第２の混合波の位相とが逆相の関係であればよい。
したがって、例えば、第１の混合波の位相が３０°で、第２の混合波の位相が２１０°である例も考えられる。

第１の平衡不平衡回路７は、偶高調波ミクサ３の正相出力端子４から出力された第１の混合波を２つに分配する。
第１の平衡不平衡回路７は、第１の混合波の２つの分配信号のうち、第１の平衡正相端子８から、第１の混合波と同相の分配信号である第１の分配信号を第１の出力端子１４に出力する。
また、第１の平衡不平衡回路７は、第１の平衡逆相端子９から、第１の混合波と逆相の分配信号である第２の分配信号を第２の出力端子１５に出力する。
第２の分配信号は、第１の混合波の２つの分配信号のうち、第１の分配信号ではない方の分配信号の位相を１８０°移相した信号であり、第１の分配信号とは逆相の分配信号である。
第１の平衡不平衡回路７の第１の平衡正相端子８及び第１の平衡逆相端子９から出力される信号の位相関係は、以下の通りである。
第１の平衡正相端子８ 第１の平衡逆相端子９
２ｆ_ＬＯ＋ｆ_ＩＦ ０° １８０°
２ｆ_ＬＯ−ｆ_ＩＦ ０° １８０°
２ｆ_ＬＯ ０° １８０°

第２の平衡不平衡回路１１は、偶高調波ミクサ３の逆相出力端子５から出力された第２の混合波を２つに分配する。
第２の平衡不平衡回路１１は、第２の混合波の２つの分配信号のうち、第２の平衡正相端子１２から、第２の混合波と同相の分配信号である第３の分配信号を第２の出力端子１５に出力する。
また、第２の平衡不平衡回路１１は、第２の平衡逆相端子１３から、第２の混合波と逆相の分配信号である第４の分配信号を第１の出力端子１４に出力する。
第４の分配信号は、第２の混合波の２つの分配信号のうち、第３の分配信号ではない方の分配信号の位相を１８０°移相した信号であり、第３の分配信号とは逆相の分配信号である。
第２の平衡不平衡回路１１の第２の平衡正相端子１２及び第２の平衡逆相端子１３から出力される信号の位相関係は、以下の通りである。
第２の平衡正相端子１２ 第２の平衡逆相端子１３
２ｆ_ＬＯ＋ｆ_ＩＦ １８０° ０°
２ｆ_ＬＯ−ｆ_ＩＦ １８０° ０°
２ｆ_ＬＯ ０° １８０°

第１の平衡不平衡回路７の第１の平衡正相端子８から出力される周波数２ｆ_ＬＯ＋ｆ_ＩＦの信号及び周波数２ｆ_ＬＯ−ｆ_ＩＦの信号と、第２の平衡不平衡回路１１の第２の平衡逆相端子１３から出力される周波数２ｆ_ＬＯ＋ｆ_ＩＦの信号及び周波数２ｆ_ＬＯ−ｆ_ＩＦの信号とは、共に位相が０°の同相信号である。
したがって、第１の出力端子１４から、位相が０°の周波数２ｆ_ＬＯ＋ｆ_ＩＦの信号及び位相が０°の周波数２ｆ_ＬＯ−ｆ_ＩＦの信号が出力される。

また、第１の平衡不平衡回路７の第１の平衡逆相端子９から出力される周波数２ｆ_ＬＯ＋ｆ_ＩＦの信号及び周波数２ｆ_ＬＯ−ｆ_ＩＦの信号と、第２の平衡不平衡回路１１の第２の平衡正相端子１２から出力される周波数２ｆ_ＬＯ＋ｆ_ＩＦの信号及び周波数２ｆ_ＬＯ−ｆ_ＩＦの信号とは、共に位相が１８０°の同相信号である。
したがって、第２の出力端子１５から、位相が１８０°の周波数２ｆ_ＬＯ＋ｆ_ＩＦの信号及び位相が１８０°の周波数２ｆ_ＬＯ−ｆ_ＩＦの信号が出力される。
よって、第１の出力端子１４及び第２の出力端子１５から、互いの位相が１８０°異なる信号の組である差動信号が出力される。

第１の平衡不平衡回路７の第１の平衡正相端子８から出力される周波数２ｆ_ＬＯの２倍波と、第２の平衡不平衡回路１１の第２の平衡逆相端子１３から出力される周波数２ｆ_ＬＯの２倍波とは、位相が１８０°異なる逆相の信号である。
このため、第１の平衡正相端子８から出力される周波数２ｆ_ＬＯの２倍波と、第２の平衡逆相端子１３から出力される周波数２ｆ_ＬＯの２倍波とは、第１の出力端子１４において、相殺される。このため、第１の出力端子１４から周波数２ｆ_ＬＯの２倍波は出力されない。

第１の平衡不平衡回路７の第１の平衡逆相端子９から出力される周波数２ｆ_ＬＯの２倍波と、第２の平衡不平衡回路１１の第２の平衡正相端子１２から出力される周波数２ｆ_ＬＯの２倍波とは、位相が１８０°異なる逆相の信号である。
このため、第１の平衡逆相端子９から出力される周波数２ｆ_ＬＯの２倍波と、第２の平衡正相端子１２から出力される周波数２ｆ_ＬＯの２倍波とは、第２の出力端子１５において、相殺される。このため、第２の出力端子１５から周波数２ｆ_ＬＯの２倍波は出力されない。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、偶高調波ミクサ３から出力された第１の混合波を２つに分配し、第１の混合波の２つの分配信号のうち、第１の混合波と同相の分配信号である第１の分配信号を第１の出力端子１４に出力し、第１の混合波と逆相の分配信号である第２の分配信号を第２の出力端子１５に出力する第１の平衡不平衡回路７と、偶高調波ミクサ３から出力された第２の混合波を２つに分配し、第２の混合波の２つの分配信号のうち、第２の混合波と同相の分配信号である第３の分配信号を第２の出力端子１５に出力し、第２の混合波と逆相の分配信号である第４の分配信号を第１の出力端子１４に出力する第２の平衡不平衡回路１１とを備える。
これにより、不要波の除去に伴う通過損失を招くことなく、差動信号を出力することができる効果を奏する。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、高周波ミクサが、第１の平衡不平衡回路７及び第２の平衡不平衡回路１１を備えている例を示している。
この実施の形態２では、第１の平衡不平衡回路７が第１のマーチャントバランであり、第２の平衡不平衡回路１１が第２のマーチャントバランである例を説明する。

図３は、この発明の実施の形態２による高周波ミクサを示す構成図である。図３において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
第１のマーチャントバランである第１の平衡不平衡回路７は、伝送線路２１，２２，２３を備えている。
第１のマーチャントバランである第１の平衡不平衡回路７は、上記実施の形態１と同様に、偶高調波ミクサ３から出力された第１の混合波を２つに分配し、第１の混合波の２つの分配信号のうち、第１の混合波と同相の分配信号である第１の分配信号を第１の出力端子１４に出力し、第１の混合波と逆相の分配信号である第２の分配信号を第２の出力端子１５に出力する。

第１のマーチャントバランの伝送線路２１は、一端が第１の不平衡端子６と接続されて、他端が開放されており、２倍波の周波数２ｆ_ＬＯで、２分の１波長の長さを有する線路である。
第１のマーチャントバランの伝送線路２２は、一端が第１の平衡正相端子８と接続されて、他端が接地されており、伝送線路２１と平行に隣接配置されている。
また、伝送線路２２は、２倍波の周波数２ｆ_ＬＯで、４分の１波長の長さを有する線路である。
第１のマーチャントバランの伝送線路２３は、一端が第１の平衡逆相端子９と接続されて、他端が接地されており、伝送線路２１と平行に隣接配置されている。
また、伝送線路２３は、２倍波の周波数２ｆ_ＬＯで、４分の１波長の長さを有する線路である。

第２のマーチャントバランである第２の平衡不平衡回路１１は、伝送線路２４，２５，２６を備えている。
第２のマーチャントバランである第２の平衡不平衡回路１１は、上記実施の形態１と同様に、偶高調波ミクサ３の逆相出力端子５から出力された第２の混合波を２つに分配し、第２の混合波の２つの分配信号のうち、第２の混合波と同相の分配信号である第３の分配信号を第２の出力端子１５に出力し、第２の混合波と逆相の分配信号である第４の分配信号を第１の出力端子１４に出力する。

第２のマーチャントバランの伝送線路２４は、一端が第２の不平衡端子１０と接続されて、他端が開放されており、２倍波の周波数２ｆ_ＬＯで、２分の１波長の長さを有する線路である。
第２のマーチャントバランの伝送線路２５は、一端が第２の平衡正相端子１２と接続されて、他端が接地されており、伝送線路２４と平行に隣接配置されている。
また、伝送線路２５は、２倍波の周波数２ｆ_ＬＯで、４分の１波長の長さを有する線路である。
第２のマーチャントバランの伝送線路２６は、一端が第２の平衡逆相端子１３と接続されて、他端が接地されており、伝送線路２４と平行に隣接配置されている。
また、伝送線路２６は、２倍波の周波数２ｆ_ＬＯで、４分の１波長の長さを有する線路である。

この実施の形態２では、第１の平衡不平衡回路７として、第１のマーチャントバランを使用し、第２の平衡不平衡回路１１として、第２のマーチャントバランを使用している点で、上記実施の形態１と相違している。
第１のマーチャントバラン及び第２のマーチャントバランは、広帯域な平衡不平衡変換回路として知られている。
このため、第１のマーチャントバラン及び第２のマーチャントバランのそれぞれは、偶高調波ミクサ３から出力されるＬＯ波の２倍波以外の不要波も抑制することができる。
例えば、ＬＯ波及び周波数が３ｆ_ＬＯである３倍波についても抑制することができる。

以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、第１の平衡不平衡回路７が第１のマーチャントバランであり、第２の平衡不平衡回路１１が第２のマーチャントバランであるように構成したので、上記実施の形態１と同様に、不要波の除去に伴う通過損失を招くことなく、差動信号を出力することができるほか、２倍波以外の不要波を抑制することができる。

実施の形態３．
この実施の形態３では、第１の平衡不平衡回路７及び第２の平衡不平衡回路１１の具体的な構成を説明する。
図４は、この発明の実施の形態３による高周波ミクサを示す構成図である。図４において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。

第１の平衡不平衡回路７は、第１の同相分配器３１、第１の伝送線路３２及び第２の伝送線路３３を備えている。
第１の同相分配器３１は、第１の不平衡端子６と接続されており、偶高調波ミクサ３の正相出力端子４から出力された第１の混合波を同相分配する。
第１の伝送線路３２は、一端が第１の同相分配器３１と接続され、他端が第１の平衡正相端子８と接続されており、第１の同相分配器３１により同相分配された一方の第１の混合波を伝搬する線路である。
第２の伝送線路３３は、一端が第１の同相分配器３１と接続され、他端が第１の平衡逆相端子９と接続されており、第１の同相分配器３１により同相分配された他方の第１の混合波を伝搬する線路である。
第２の伝送線路３３は、２倍波の周波数２ｆ_ＬＯで２分の１波長の長さだけ、第１の伝送線路３２よりも線路長が長い。

第２の平衡不平衡回路１１は、第２の同相分配器３４、第３の伝送線路３５及び第４の伝送線路３６を備えている。
第２の同相分配器３４は、第２の不平衡端子１０と接続されており、偶高調波ミクサ３の逆相出力端子５から出力された第２の混合波を同相分配する。
第３の伝送線路３５は、一端が第２の同相分配器３４と接続され、他端が第２の平衡正相端子１２と接続されており、第２の同相分配器３４により同相分配された一方の第２の混合波を伝搬する線路である。
第４の伝送線路３６は、一端が第２の同相分配器３４と接続され、他端が第２の平衡逆相端子１３と接続されており、第２の同相分配器３４により同相分配された他方の第２の混合波を伝搬する線路である。
第４の伝送線路３６は、２倍波の周波数２ｆ_ＬＯで２分の１波長の長さだけ、第３の伝送線路３５よりも線路長が長い。
第１の伝送線路３２と第３の伝送線路３５は、同じ長さである。

次に動作について説明する。
第１の平衡不平衡回路７の第１の同相分配器３１は、偶高調波ミクサ３の正相出力端子４から出力された第１の混合波を同相分配し、同相分配した一方の第１の混合波を第１の伝送線路３２に出力し、同相分配した他方の第１の混合波を第２の伝送線路３３に出力する。
第１の平衡不平衡回路７の第２の伝送線路３３は、２倍波の周波数２ｆ_ＬＯで２分の１波長の長さだけ、第１の伝送線路３２よりも線路長が長くなっている。
このため、第２の伝送線路３３を伝搬されて、第１の平衡逆相端子９から出力される信号の位相は、第１の伝送線路３２を伝搬されて、第１の平衡正相端子８から出力される信号の位相よりも１８０°遅れている。

第２の平衡不平衡回路１１の第２の同相分配器３４は、偶高調波ミクサ３の逆相出力端子５から出力された第２の混合波を同相分配し、同相分配した一方の第２の混合波を第３の伝送線路３５に出力し、同相分配した他方の第２の混合波を第４の伝送線路３６に出力する。
第２の平衡不平衡回路１１の第４の伝送線路３６は、２倍波の周波数２ｆ_ＬＯで２分の１波長の長さだけ、第３の伝送線路３５よりも線路長が長くなっている。
このため、第４の伝送線路３６を伝搬されて、第２の平衡逆相端子１３から出力される信号の位相は、第３の伝送線路３５を伝搬されて、第２の平衡正相端子１２から出力される信号の位相よりも１８０°遅れている。

第１の同相分配器３１から出力される２つの第１の混合波の位相差は、本来、０°であるが、２つの第１の混合波の位相差が０°からずれていても、第１の伝送線路３２及び第２の伝送線路３３の線路長のそれぞれを調整することで、第１の平衡正相端子８から出力される信号と、第１の平衡逆相端子９から出力される信号との位相差を１８０°にすることができる。
また、第２の同相分配器３４から出力される２つの第２の混合波の位相差は、本来、０°であるが、２つの第２の混合波の位相差が０°からずれていても、第３の伝送線路３５及び第４の伝送線路３６の線路長のそれぞれを調整することで、第２の平衡正相端子１２から出力される信号と、第２の平衡逆相端子１３から出力される信号との位相差を１８０°にすることができる。

この実施の形態３では、上記実施の形態１と同様に、不要波の除去に伴う通過損失を招くことなく、差動信号を出力することができる。ＬＯ波の２倍波の抑制量は、第１の平衡不平衡回路７及び第２の平衡不平衡回路１１の位相精度に依存する。

実施の形態４．
この実施の形態４では、第１の平衡不平衡回路７及び第２の平衡不平衡回路１１の具体的な構成を説明する。
図５は、この発明の実施の形態４による高周波ミクサを示す構成図である。図５において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。

この実施の形態４では、第１の平衡不平衡回路７が第１のトランス４１を備え、第２の平衡不平衡回路１１が第２のトランス４４を備えている。
第１のトランス４１は、第１のスパイラル線路４２と第２のスパイラル線路４３とを備えている。
第１のスパイラル線路４２は、一端が第１の不平衡端子６と接続されて、他端が接地されているスパイラル形状の線路である。
第２のスパイラル線路４３は、一端が第１の平衡正相端子８と接続されて、他端が第１の平衡逆相端子９と接続されており、第１のスパイラル線路４２との間で電磁誘導するスパイラル形状の線路である。

第２のトランス４４は、第３のスパイラル線路４５と第４のスパイラル線路４６とを備えている。
第３のスパイラル線路４５は、一端が第２の不平衡端子１０と接続されて、他端が接地されているスパイラル形状の線路である。
第４のスパイラル線路４６は、一端が第２の平衡正相端子１２と接続されて、他端が第２の平衡逆相端子１３と接続されており、第３のスパイラル線路４５との間で電磁誘導するスパイラル形状の線路である。

高周波帯では、第１のトランス４１は、図６に示すように、スパイラル形状の線路である第１のスパイラル線路４２及び第２のスパイラル線路４３が、誘電体基板上に配置されることで形成される。
第２のトランス４４についても、図６に示すように、スパイラル形状の線路である第３のスパイラル線路４５及び第４のスパイラル線路４６が、誘電体基板上に配置されることで形成される。
図６は、第１のトランス４１及び第２のトランス４４の一例を示す説明図である。
図６では、第１のトランス４１及び第２のトランス４４のそれぞれのターン数が１ターンである例を示しているが、ターン数を増やすことで、２つのスパイラル線路の結合を強めて、第１のトランス４１及び第２のトランス４４のサイズを小さくすることができる。

上記実施の形態２，３では、第１の平衡不平衡回路７及び第２の平衡不平衡回路１１が伝送線路を備えており、少なくとも、２倍波の周波数２ｆ_ＬＯで２分の１波長の長さが必要である。このため、少なくとも、周波数２ｆ_ＬＯで２分の１波長の長さがある伝送線路を実装する面積を確保する必要がある。
この実施の形態４では、第１のトランス４１における第１のスパイラル線路４２及び第２のスパイラル線路４３が、スパイラル形状の線路であり、また、第２のトランス４４における第３のスパイラル線路４５及び第４のスパイラル線路４６が、スパイラル形状の線路である。このため、上記実施の形態２，３よりも、実装面積を小さくすることができる。
また、この実施の形態４では、上記実施の形態１と同様に、不要波の除去に伴う通過損失を招くことなく、差動信号を出力することができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

この発明は、中間周波数信号と、ローカル信号の周波数の２倍の周波数を有する高調波とを混合する偶高調波ミクサを備える高周波ミクサに適している。

１ 差動ＩＦ端子、２ 差動ＬＯ端子、３ 偶高調波ミクサ、４ 正相出力端子、５ 逆相出力端子、６ 第１の不平衡端子、７ 第１の平衡不平衡回路、８ 第１の平衡正相端子、９ 第１の平衡逆相端子、１０ 第２の不平衡端子、１１ 第２の平衡不平衡回路、１２ 第２の平衡正相端子、１３ 第２の平衡逆相端子、１４ 第１の出力端子、１５ 第２の出力端子、２１，２２，２３，２４，２５，２６ 伝送線路、３１ 第１の同相分配器、３２ 第１の伝送線路、３３ 第２の伝送線路、３４ 第２の同相分配器、３５ 第３の伝送線路、３６ 第４の伝送線路、４１ 第１のトランス、４２ 第１のスパイラル線路、４３ 第２のスパイラル線路、４４ 第２のトランス、４５ 第３のスパイラル線路、４６ スパイラル線路。

Claims (2)

1. 差動の中間周波数信号と、差動のローカル信号の周波数の２倍の周波数を有する高調波とを混合して、前記中間周波数信号と前記高調波との混合波である第１の混合波を出力し、前記第１の混合波と逆相の混合波である第２の混合波を出力する偶高調波ミクサと、
   前記偶高調波ミクサから出力された第１の混合波を２つに分配し、前記第１の混合波の２つの分配信号のうち、前記第１の混合波と同相の分配信号である第１の分配信号を第１の出力端子に出力し、前記第１の混合波と逆相の分配信号である第２の分配信号を第２の出力端子に出力する第１のマーチャントバランと、
   前記偶高調波ミクサから出力された第２の混合波を２つに分配し、前記第２の混合波の２つの分配信号のうち、前記第２の混合波と同相の分配信号である第３の分配信号を前記第２の出力端子に出力し、前記第２の混合波と逆相の分配信号である第４の分配信号を前記第１の出力端子に出力する第２のマーチャントバランと
   を備えた高周波ミクサ。
2. 差動の中間周波数信号と、差動のローカル信号の周波数の２倍の周波数を有する高調波とを混合して、前記中間周波数信号と前記高調波との混合波である第１の混合波を出力し、前記第１の混合波と逆相の混合波である第２の混合波を出力する偶高調波ミクサと、
   前記偶高調波ミクサから出力された第１の混合波を２つに分配し、前記第１の混合波の２つの分配信号のうち、前記第１の混合波と同相の分配信号である第１の分配信号を第１の出力端子に出力し、前記第１の混合波と逆相の分配信号である第２の分配信号を第２の出力端子に出力する第１の平衡不平衡回路と、
   前記偶高調波ミクサから出力された第２の混合波を２つに分配し、前記第２の混合波の２つの分配信号のうち、前記第２の混合波と同相の分配信号である第３の分配信号を前記第２の出力端子に出力し、前記第２の混合波と逆相の分配信号である第４の分配信号を前記第１の出力端子に出力する第２の平衡不平衡回路とを備え、
   前記第１の平衡不平衡回路は、
   一端から前記偶高調波ミクサから出力された第１の混合波が入力され、他端が接地されている第１のスパイラル線路と、一端が前記第１の出力端子と接続され、他端が前記第２の出力端子と接続されている第２のスパイラル線路とが電磁誘導する第１のトランスを備え、
   前記第２の平衡不平衡回路は、
   一端が前記偶高調波ミクサから出力された第２の混合波が入力され、他端が接地されている第３のスパイラル線路と、一端が前記第２の出力端子と接続され、他端が前記第１の出力端子と接続されている第４のスパイラル線路とが電磁誘導する第２のトランスを備えている
   ことを特徴とする高周波ミクサ。

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