CN110651429B - 高频混频器 - Google Patents

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Abstract

第1移相电路(2)对阻抗进行转换以取得90度混合电路(1)的第3端子(1c)与第1非线性元件(4)的第1端子(4a)之间的阻抗匹配，并且将电波的相位移相180度，第2移相电路(3)对阻抗进行转换以取得90度混合电路(1)的第4端子(1d)与第2非线性元件(5)的第1端子(5a)之间的阻抗匹配，并且将电波的相位移相90度。由此，能够降低电波的转换损耗。

Description

高频混频器
技术领域
本发明涉及具备90度混合电路的高频混频器。
背景技术
在以下的专利文献1中，公开了具备90度混合电路以及第1二极管及第2二极管的高频混频器。
以下，对该高频混频器作为接收混频器而动作的情况进行说明。
90度混合电路具有第1端子到第4端子，从第1端子输入作为局部振荡波的LO波，从第2端子输入作为高频信号的RF信号。
由此，90度混合电路从第3端子输出相位为0度的LO波及相位为-90度的RF信号，从第4端子输出相位为-90度的LO波及相位为0度的RF信号。
第1二极管的阳极经由在LO波的频率下具有4分之1波长的长度的传输线路而与90度混合电路的第3端子连接。LO波的频率与RF信号的频率是大致相等的频率。
因此，传输线路将从90度混合电路的第3端子输出的LO波的相位移相-90度，将从90度混合电路的第3端子输出的RF信号的相位移相大致-90度。
由此，向第1二极管的阳极提供相位为-90度的LO波和相位大致为180度的RF信号。
第1二极管的阴极通过一端开路短截线而在LO波的频率下短路，第1二极管通过进行与LO波的振幅相应的开关动作而生成LO波与RF信号的混合波。
LO波与RF信号的混合波是LO波的频率与RF信号的频率的差频信号，以下，将差频信号称为第1IF信号。从第1二极管的阴极输出的第1IF信号的相位大致为-90度。
第2二极管的阴极与90度混合电路的第4端子连接。
由此，向第2二极管的阴极提供相位为-90度的LO波和相位为0度的RF信号。
第2二极管的阳极通过一端开路短截线而在LO波的频率下短路，第2二极管通过进行与LO波的振幅相应的开关动作而生成LO波与RF信号的混合波。
LO波与RF信号的混合波是LO波的频率与RF信号的频率的差频的信号，以下，将差频的信号称为第2IF信号。
第1二极管与第2二极管的方向相反，因此，从第2二极管的阳极输出的第2IF信号的相位为-90度。
从第1二极管的阴极输出的第1IF信号与从第2二极管的阳极输出的第2IF信号的频率大致相等，因此，大致同相合成后输出。
从第1二极管的阴极输出的RF信号与从第2二极管的阳极输出的RF信号处于大致反相的关系，因此大致被抵消。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平3-27604号公报
发明内容
发明要解决的问题
以往的高频混频器具备90度混合电路以及第1二极管及第2二极管，但第1二极管及第2二极管的输入阻抗比90度混合电路中的第3端子及第4端子的输出阻抗高。因此，90度混合电路与第1二极管及第2二极管之间的阻抗不匹配变大。由此，存在如下课题：在高频混频器作为接收混频器动作的情况下，从RF信号向IF信号的转换损耗变大，在高频混频器作为发送混频器动作的情况下，从IF信号向RF信号的转换损耗变大。
本发明是为了解决如上课题而完成的，其目的在于，得到一种能够降低电波的转换损耗的高频混频器。
用于解决问题的手段
本发明的高频混频器具备：90度混合电路，其具有第1端子至第4端子，在第1端子为电波的输入端子时，第2端子为隔离端子，第3端子为0度的输出端子，第4端子为-90度的输出端子；第1移相电路，其对阻抗进行转换以取得90度混合电路的第3端子与第1非线性元件的第1端子之间的阻抗匹配，并且，所述第1移相电路将电波的相位移相180度；以及第2移相电路，其对阻抗进行转换以取得90度混合电路的第4端子与第2非线性元件的第2端子之间的阻抗匹配，并且，第2移相电路将电波的相位移相90度。
发明的效果
根据本发明，构成为第1移相电路对阻抗进行转换以取得90度混合电路的第3端子与第1非线性元件的第1端子之间的阻抗匹配，并且，所述第1移相电路将电波的相位移相180度，第2移相电路对阻抗进行转换以取得90度混合电路的第4端子与第2非线性元件的第2端子之间的阻抗匹配，并且，所述第2移相电路将电波的相位移相90度，因此，具有能够降低电波的转换损耗的效果。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的高频混频器的结构图。
图2是示出由第1移相电路2进行的阻抗转换的结构图。
图3是示出第1移相电路2及第2移相电路3的结构图。
图4A是示出基于第1移相电路2中的第1传输线路11及第2传输线路12进行的阻抗转换的说明图，图4B是示出基于第2移相电路3中的第3传输线路13进行的阻抗转换的说明图。
图5A是示出第1电波短路电路7及第2电波短路电路8由电容器21形成的例子的结构图，图5B是示出第1电波短路电路7及第2电波短路电路8由一端开路短截线22形成的例子的结构图。
图6是示出本发明的实施方式2的高频混频器的结构图。
图7是示出本发明的实施方式3的高频混频器的结构图。
具体实施方式
以下，为了进一步详细地说明本发明，按照附图对其具体实施方式进行说明。
实施方式1
该实施方式1说明高频混频器作为接收混频器动作的例子。
图1是示出本发明的实施方式1的高频混频器的结构图。
在图1中，90度混合电路1是如下的电路：具有第1端子1a、第2端子1b、第3端子1c及第4端子1d，在第1端子1a是电波的输入端子时，第2端子1b为隔离端子，第3端子1c为0度的输出端子，第4端子1d为-90度的输出端子。
在图1的例子中，从90度混合电路1的第1端子1a输入作为高频信号的RF信号(电波)，从90度混合电路1的第2端子1b输入作为局部振荡波的LO波(电波)。
从90度混合电路1的第1端子1a输入的RF信号不向第2端子1b输出，而是被等分配到第3端子1c及第4端子1d。此外，分配到第3端子1c的第1RF信号(第1电波)和分配到第4端子1d的第2RF信号(第2电波)彼此具有90度的相位差。
从90度混合电路1的第2端子1b输入的LO波不向第1端子1a输出，而是被等分配到第3端子1c及第4端子1d。此外，分配到第3端子1c的第1LO波(第3电波)和分配到第4端子1d的第2LO波(第4电波)彼此具有90度的相位差。
在图1中，示出从第3端子1c输出的第1RF信号的相位为0度、从第3端子1c输出的第1LO波的相位为-90度、从第4端子1d输出的第2RF信号的相位为-90度、从第4端子1d输出的第2LO波的相位为0度的例子。
第1移相电路2通过将从90度混合电路1的第3端子1c输出的第1RF信号的相位移相180度，从而将第1RF信号的相位从0度移相到180度，将移相后的第1RF信号向第1非线性元件4输出。
此外，第1移相电路2通过将从90度混合电路1的第3端子1c输出的第1LO波的相位移相180度，从而将第1LO波的相位从-90度移相到90度，将移相后的第1LO波向第1非线性元件4输出。
第1移相电路2具有取得90度混合电路1的第3端子1c中的输出阻抗Zs1与第1非线性元件4的输入端子4a中的输入阻抗Zd1之间的匹配的功能。
第2移相电路3通过将从90度混合电路1的第4端子1d输出的第2RF信号的相位移相-90度，从而将第2RF信号的相位从-90度移相到180度，将移相后的第2RF信号向第2非线性元件5输出。由第2移相电路3移相后的第2RF信号的相位与由第1移相电路2移相后的第1RF信号的相位为同相。
此外，第2移相电路3通过将从90度混合电路1的第4端子1d输出的第2LO波的相位移相-90度，从而将第2LO波的相位从0度移相到-90度，将移相后的第2LO波向第2非线性元件5输出。由第2移相电路3移相后的第2LO波的相位与由第1移相电路2移相后的第1LO波的相位为反相。
第2移相电路3具有取得90度混合电路1的第4端子1d中的输出阻抗Zs2与第2非线性元件5的输入端子5a中的输入阻抗Zd2之间的匹配的功能。
第1非线性元件4例如由二极管实现，第1非线性元件4的第1端子即输入端子4a相当于作为二极管的阳极的阳极，第1非线性元件4的第2端子即输出端子4b相当于作为二极管的阴极的阴极。
第1非线性元件4将从第1移相电路2输出的第1RF信号与从第1移相电路2输出的第1LO波混合，生成第1IF信号(第1混合波)，将第1IF信号向合成电路6输出。
第2非线性元件5例如由二极管实现，第2非线性元件5的第2端子即输入端子5a相当于作为二极管的阴极的阴极，第2非线性元件5的第1端子即输出端子5b相当于作为二极管的阳极的阳极。
第2非线性元件5将从第2移相电路3输出的第2RF信号与从第2移相电路3输出的第2LO波混合，生成与第1IF信号同相的第2IF信号(第2混合波)，将第2IF信号向合成电路6输出。
另外，作为分别实现第1非线性元件4及第2非线性元件5的二极管，例如除了PN结的二极管之外，能够使用肖特基势垒二极管等。
合成电路6具备第1电波短路电路7及第2电波短路电路8。
合成电路6同相合成从第1非线性元件4输出的第1IF信号和从第2非线性元件5输出的第2IF信号，从输入输出端子6a向外部输出作为同相合成结果的IF信号。
第1电波短路电路7是在从90度混合电路1的第1端子1a输入的RF信号的频率或者从第2端子1b输入的LO波的频率下使第1非线性元件4的输出端子4b短路的电路。
第2电波短路电路8是在从90度混合电路1的第1端子1a输入的RF信号的频率或者从第2端子1b输入的LO波的频率下使第2非线性元件5的输出端子5b短路的电路。
接着对动作进行说明。
90度混合电路1在从第1端子1a输入RF信号时，将输入的RF信号等分配为第1RF信号与第2RF信号，从第3端子1c输出第1RF信号，从第4端子1d输出第2RF信号。
90度混合电路1在将从第1端子1a输入的RF信号等分配为第1RF信号与第2RF信号时，例如，如果从第1端子1a输入的RF信号的相位为0度，则将第1RF信号的相位移相θ度，将第2RF信号的相位移相(θ-90)度。
90度混合电路1在从第2端子1b输入LO波时，将输入的LO波等分配为第1LO波与第2LO波，从第3端子1c输出第1LO波，从第4端子1d输出第2LO波。
90度混合电路1在将从第2端子1b输入的LO波等分配为第1LO波与第2LO波时，例如，如果从第2端子1b输入的LO波的相位为0度，则将第1LO波的相位移相(θ-90)度，将第2LO波信号的相位移相θ度。
90度混合电路1中的上述的θ度可以为任意的值，但在该实施方式1中，为了简化说明，对θ＝0的例子进行说明。
因此，在图1中，如下那样表示90度混合电路1的第3端子1c中的第1RF信号的相位及第1LO波的相位。
(第1RF，第1LO)＝(0°，-90°)
此外，如下那样表示90度混合电路1的第4端子1d中的第2RF信号的相位及第2LO波的相位。
(第2RF，第2LO)＝(-90°，0°)
第1移相电路2通过将从90度混合电路1的第3端子1c输出的第1RF信号的相位移相180度，从而将第1RF信号的相位从0度移相到180度，将移相后的第1RF信号向第1非线性元件4输出。
此外，第1移相电路2通过将从90度混合电路1的第3端子1c输出的第1LO波的相位移相180度，从而将第1LO波的相位从-90度移相到90度，将移相后的第1LO波向第1非线性元件4输出。
由此，从第1移相电路2输出的第1RF信号的相位及第1LO波的相位如下那样被表示。
(第1RF，第1LO)＝(180°，90°)
第1移相电路2除了具有对第1RF信号的相位及第1LO波的相位进行移相的功能之外，如图2所示，还具有在第1RF信号的频率或第1LO波的频率下取得90度混合电路1的第3端子1c中的输出阻抗Zs1与第1非线性元件4的输入端子4a中的输入阻抗Zd1之间的匹配的功能。
图2是示出由第1移相电路2进行的阻抗转换的说明图。
第1移相电路2通过取得第3端子1c中的输出阻抗Zs1与第1非线性元件4的输入端子4a中的输入阻抗Zd1之间的匹配，来消除90度混合电路1与第1非线性元件4之间的不匹配。
由此，降低了从90度混合电路1的第3端子1c输出的第1RF信号的电力及第1LO波的电力中的、在第1非线性元件4的输入端子4a被反射的电力。
另外，将取得最佳匹配的频率调整为第1RF信号的频率与第1LO波的频率之间的频率等是设计事项。
第2移相电路3通过将从90度混合电路1的第4端子1d输出的第2RF信号的相位移相-90度，从而将第2RF信号的相位从-90度移相到180度，将移相后的第2RF信号向第2非线性元件5输出。
由第2移相电路3移相后的第2RF信号的相位与由第1移相电路2移相后的第1RF信号的相位为同相。
此外，第2移相电路3通过将从90度混合电路1的第4端子1d输出的第2LO波的相位移相-90度，从而将第2LO波的相位从0度移相到-90度，将移相后的第2LO波向第2非线性元件5输出。
由第2移相电路3移相后的第2LO波的相位与由第1移相电路2移相后的第1LO波的相位为反相。
由此，从第2移相电路3输出的第2RF信号的相位及第2LO波的相位如下那样被表示。
(第2RF，第2LO)＝(180°，-90°)
第2移相电路3除了具有对第2RF信号的相位及第2LO波的相位进行移相的功能之外，还具有在第2RF信号的频率或第2LO波的频率下取得90度混合电路1的第4端子1d中的输出阻抗Zs2与第2非线性元件5的输入端子5a中的输入阻抗Zd2之间的匹配的功能。
第2移相电路3通过取得第4端子1d中的输出阻抗Zs2与第2非线性元件5的输入端子5a中的输入阻抗Zd2之间的匹配，来消除90度混合电路1与第2非线性元件5之间的不匹配。
由此，降低了从90度混合电路1的第4端子1d输出的第2RF信号的电力及第2LO波的电力中的、在第2非线性元件5的输入端子5a被反射的电力。
另外，将取得最佳匹配的频率调整为第2RF信号的频率与第2LO波的频率之间的频率等是设计事项。
这里，第1移相电路2及第2移相电路3例如能够由包括如下传输线路在内的电路构成，该传输线路在RF信号的频率或LO波的频率下具有4分之1波长的长度。
图3是示出第1移相电路2及第2移相电路3的结构图。
在图3中，第1传输线路11在从第1端子1a输入的RF信号的频率或从第2端子1b输入的LO波的频率下具有4分之1波长的长度，一端与第1非线性元件4的输入端子4a连接。第1传输线路11的特性阻抗是Z1。
第2传输线路12在从第1端子1a输入的RF信号的频率或从第2端子1b输入的LO波的频率下具有4分之1波长的长度，一端与第1传输线路11的另一端连接，另一端与90度混合电路1的第3端子1c连接。第2传输线路12的特性阻抗是Z2。
第3传输线路13在从第1端子1a输入的RF信号的频率或从第2端子1b输入的LO波的频率下具有4分之1波长的长度，一端与第2非线性元件5的输入端子5a连接，另一端与90度混合电路1的第4端子1d连接。第3传输线路13的特性阻抗是Z3。
第1移相电路2是第1传输线路11与第2传输线路12的串联电路，如果第1传输线路11的线路长度及第2传输线路12的线路长度例如在从第1端子1a输入的RF信号的频率下分别为4分之1波长的长度，则能够将从90度混合电路1的第3端子1c输出的第1RF信号的相位移相180度。
由于从第2端子1b输入的LO波的频率与从第1端子1a输入的RF信号的频率大致相等，因此，第1移相电路2能够将从90度混合电路1的第3端子1c输出的第1LO波的相位大致移相180度。
在图3中，示出设针对第1LO波的移相量为180度而将第1LO波的相位从-90度移相到90度的例子。
第1移相电路2是第1传输线路11与第2传输线路12的串联电路，如果将第1传输线路11的特性阻抗Z1设定为以下的式(1)所表示的特性阻抗，则在没有电抗成分的实轴上进行阻抗转换。
Figure GDA0004085261850000081
此外，如果将第2传输线路12的特性阻抗Z2设定为以下的式(2)所表示的特性阻抗，则在没有电抗成分的实轴上进行阻抗转换。
Figure GDA0004085261850000091
在式(1)及式(2)中，Zi是第1传输线路11中的输入阻抗，是任意的值。
图4A是示出基于第1移相电路2中的第1传输线路11及第2传输线路12进行的阻抗转换的说明图。通过将Z1和Z2设为互不相同的值而得到图4A那样的轨迹。
如图4A所示，第1非线性元件4的输入端子4a中的输入阻抗Zd1通过第1传输线路11及第2传输线路12而转换成第3端子1c中的输出阻抗Zs1。
由此，取得第3端子1c中的输出阻抗Zs1与第1非线性元件4的输入端子4a中的输入阻抗Zd1之间的匹配。
如果第1传输线路11的输入阻抗Zi比第3端子1c中的输出阻抗Zs1高，则第1传输线路11的特性阻抗Z1及第2传输线路12的特性阻抗Z2成为比第3端子1c中的输出阻抗Zs1高的阻抗。
由此，能够使第1传输线路11的线路宽度及第2传输线路12的线路宽度变窄，因此，第1传输线路11的布线及第2传输线路12的布线变得容易，第1传输线路11的布局及第2传输线路12的布局变得容易。
如果第2移相电路3中的第3传输线路13的线路长度例如在从第1端子1a输入的RF信号的频率下为4分之1波长的长度，则能够将从90度混合电路1的第4端子1d输出的第2RF信号的相位移相-90度。
由于从第2端子1b输入的LO波的频率与从第1端子1a输入的RF信号的频率大致相等，因此，第2移相电路3能够将从90度混合电路1的第4端子1d输出的第2LO波的相位移相-90度。
在图3中，示出设针对第2LO波的移相量为-90度而将第2LO波的相位从0度移相到-90度的例子。
如果将第2移相电路3中的第3传输线路13的特性阻抗Z3设定为以下的式(3)所表示的特性阻抗，则在没有电抗成分的实轴上进行阻抗转换。
Figure GDA0004085261850000092
图4B是示出基于第2移相电路3中的第3传输线路13进行的阻抗转换的说明图。
如图4B所示，第2非线性元件5的输入端子5a中的输入阻抗Zd2通过第3传输线路13而转换成第4端子1d中的输出阻抗Zs2。
由此，取得第4端子1d中的输出阻抗Zs2与第2非线性元件5的输入端子5a中的输入阻抗Zd2之间的匹配。
第1非线性元件4的输出端子4b在从90度混合电路1的第2端子1b输入的LO波的频率下被第1电波短路电路7短路。
第1非线性元件4通过进行与第1LO波的振幅相应的开关动作，从而将从第1移相电路2输出的第1RF信号与从第1移相电路2输出的第1LO波混合，生成第1IF信号，将第1IF信号向合成电路6输出。
例如，由二极管实现的非线性元件的开关动作及RF信号与LO波的混合动作本身是公知的技术，因此省略详细的说明。
第1IF信号是从第1移相电路2输出的第1RF信号与从第1移相电路2输出的第1LO波的差频的混合波，如果第1RF信号的相位为180度且第1LO波的相位为90度，则第1IF信号的相位成为90度。
第2非线性元件5的输出端子5b在从90度混合电路1的第2端子1b输入的LO波的频率下被第2电波短路电路8短路。
第2非线性元件5通过进行与第2LO波的振幅相应的开关动作，从而将从第2移相电路3输出的第2RF信号与从第2移相电路3输出的第2LO波混合，生成第2IF信号，将第2IF信号向合成电路6输出。
第2IF信号是从第2移相电路3输出的第2RF信号与从第2移相电路3输出的第2LO波的差频的混合波。此外，第2非线性元件5与第1非线性元件4的方向相反。因此，如果第2RF信号的相位为180度且第2LO波的相位为-90度，则第2IF信号的相位成为90度。
合成电路6同相合成从第1非线性元件4输出的第1IF信号与从第2非线性元件5输出的第2IF信号，从输入输出端子6a向外部输出作为同相合成结果的IF信号。
这里，从第1端子1a输入的RF信号的频率是与从第2端子1b输入的LO波的频率大致相等的频率，因此，与LO波的频率同样地，第1非线性元件4的输出端子4b在RF信号的频率下也被第1电波短路电路7短路。
同样，与LO波的频率同样地，第2非线性元件5的输出端子5b在RF信号的频率下也被第2电波短路电路8短路。
因此，通过第1非线性元件4的第1RF信号及第1LO波不从输入输出端子6a被输出。
此外，通过第2非线性元件5的第2RF信号及第2LO波不从输入输出端子6a被输出。
另外，通过第1非线性元件4的第1LO波的相位与通过第2非线性元件5的第2LO波的相位为反相。因此，通过第1非线性元件4的第1LO波与通过第2非线性元件5的第2LO波被反向地合成，因此，即便第1非线性元件4的输出端子4b及第2非线性元件5的输出端子5b未被第1电波短路电路7及第2电波短路电路8短路，也不从输入输出端子6a输出LO波。但是，由于LO波的输入电力大，因此，在现实中由于相位的不平衡等而产生泄漏，因此，最好具备第1电波短路电路7及第2电波短路电路8。
从输入输出端子6a输出的IF信号是RF信号与LO波的差频的信号，IF信号的频率是低频率，因此，在第1电波短路电路7及第2电波短路电路8中不被短路。
当设第2移相电路3中的LO波的移相量大致为90度且设从90度的偏移为Δθ、设第1移相电路2中的LO波的移相量大致为180度且设从180度的偏移为2Δθ时，由第2非线性元件5生成的第2IF信号与由第1非线性元件4生成的第1IF信号的相位差成为Δθ。因此，Δθ成为第1IF信号与第2IF信号的同相合成中的合成损耗的主要原因。但是，由于RF信号与LO波的频率大致相等，因此，Δθ较小，对损耗的影响较小。此外，由于Δθ较小，因此，能够调整直到第1IF信号与第2IF信号的合成点为止的线路长度，使得消除Δθ，该调整是设计事项。
这里，图5A和图5B是示出第1电波短路电路7及第2电波短路电路8的一例的结构图。
图5A是示出由电容器21形成第1电波短路电路7及第2电波短路电路8的例子的结构图，图5B是示出由一端开路短截线22形成第1电波短路电路7及第2电波短路电路8的例子的结构图。
在图5A中，电容器21是在从90度混合电路1的第1端子1a输入的RF信号的频率的附近或从第2端子1b输入的LO波的频率的附近成为短路的电容器。
在图5B中，一端开路短截线22是在从90度混合电路1的第1端子1a输入的RF信号的频率或从第2端子1b输入的LO波的频率下具有4分之1波长的长度的一端开路短截线。
由以上内容可知，根据该实施方式1，构成为第1移相电路2对阻抗进行转换以取得90度混合电路的第3端子与第1非线性元件的第1端子之间的阻抗匹配，并且，该第1移相电路2将电波的相位移相180度，第2移相电路3对阻抗进行转换以取得90度混合电路的第4端子与第2非线性元件的第2端子之间的阻抗匹配，并且，该第2移相电路3将电波的相位移相90度，因此，起到能够降低电波的转换损耗的效果。
即，降低了从90度混合电路1的第3端子1c输出的第1RF信号的电力及第1LO波的电力中的、在第1非线性元件4的输入端子4a被反射的电力，因此，能够降低电波的转换损耗。
此外，降低了从90度混合电路1的第4端子1d输出的第2RF信号的电力及第2LO波的电力中的、在第2非线性元件5的输入端子5a被反射的电力，因此，能够降低电波的转换损耗。
在该实施方式1中，示出从90度混合电路1的第1端子1a输入RF信号、从90度混合电路1的第2端子1b输入LO波的例子，但不限于此。
例如，也可以从90度混合电路1的第1端子1a输入LO波，从90度混合电路1的第2端子1b输入RF信号。
在该实施方式1中，示出高频混频器具备90度混合电路1的例子，但作为90度混合电路1，也可以使用兰格耦合器。
在该实施方式1中，示出合成电路6对第1IF信号与第2IF信号进行合成并向外部输出的例子，但也可以将各个IF信号独立地向外部输出。
在该实施方式1中，示出第1非线性元件4的输入端子4a是阳极、第1非线性元件4的输出端子4b是阴极、第2非线性元件5的输入端子5a是阴极、并且第2非线性元件5的输出端子5b是阳极的例子。
第1非线性元件4与第2非线性元件5的方向相反即可，因此，也可以为，第1非线性元件4的输入端子4a是阴极，第1非线性元件4的输出端子4b是阳极，第2非线性元件5的输入端子5a是阳极，并且第2非线性元件5的输出端子5b是阴极。
此外，在该实施方式1中，设想了第1非线性元件4及第2非线性元件5分别由二极管实现的例子，但只要是能够进行开关动作的元件即可，例如，也可以由晶体管实现。
实施方式2
在该实施方式2中，对高频混频器作为发送混频器动作的例子进行说明。
图6是示出本发明的实施方式2的高频混频器的结构图。
图6所示的高频混频器的结构与图1所示的高频混频器的结构基本上相同，但第1非线性元件4的第1移相电路2侧的端子被用作输入输出端子，第1非线性元件4的合成电路6侧的端子被用作输入端子。
此外，第2非线性元件5的第2移相电路3侧的端子被用作输入输出端子，第2非线性元件5的合成电路6侧的端子被用作输入端子。
第1非线性元件4的输入输出端子4c相当于作为二极管的阳极的阳极，第1非线性元件4的输入端子4d相当于作为二极管的阴极的阴极。
第2非线性元件5的输入输出端子5c相当于作为二极管的阴极的阴极，第2非线性元件5的输入端子5d相当于作为二极管的阳极的阳极。
接着对动作进行说明。
90度混合电路1在从第2端子1b输入LO波时，将输入的LO波等分配为第1LO波与第2LO波，将第1LO波向第3端子1c输出，将第2LO波向第4端子1d输出。
90度混合电路1在将从第2端子1b输入的LO波等分配为第1LO波与第2LO波时，例如，如果从第2端子1b输入的LO波的相位为0度，则将第1LO波的相位移相(θ-90)度，将第2LO波信号的相位移相θ度。
90度混合电路1中的上述的θ度可以为任意的值，但在该实施方式2中，为了简化说明，对θ＝0的例子进行说明。
因此，90度混合电路1的第3端子1c中的第1LO波的相位为-90度，90度混合电路1的第4端子1d中的第2LO波的相位为0度。
第1移相电路2通过将从90度混合电路1的第3端子1c输出的第1LO波的相位移相180度，从而将第1LO波的相位从-90度移相到90度。
第1移相电路2除了具有对第1LO波的相位进行移相的功能之外，如图2所示，还具有在第1RF信号的频率或第1LO波的频率下取得90度混合电路1的第3端子1c中的输出阻抗Zs1与第1非线性元件4的输入输出端子4c中的输入阻抗Zd1之间的匹配的功能。
第1移相电路2通过取得第3端子1c中的输出阻抗Zs1与第1非线性元件4的输入输出端子4c中的输入阻抗Zd1之间的匹配，来消除90度混合电路1与第1非线性元件4之间的不匹配。
另外，将取得最佳匹配的频率调整为第1RF信号的频率与第1LO波的频率之间的频率等是设计事项。
第2移相电路3通过将从90度混合电路1的第4端子1d输出的第2LO波的相位移相-90度，从而将第2LO波的相位从0度移相到-90度。
第2移相电路3除了具有对第2LO波的相位进行移相的功能之外，还具有在第2RF信号的频率或第2LO波的频率下取得90度混合电路1的第4端子1d中的输出阻抗Zs2与第2非线性元件5的输入输出端子5c中的输入阻抗Zd2之间的匹配的功能。
第2移相电路3通过取得第4端子1d中的输出阻抗Zs2与第2非线性元件5的输入输出端子5c中的输入阻抗Zd2之间的匹配，来消除90度混合电路1与第2非线性元件5之间的不匹配。
另外，将取得最佳匹配的频率调整为第2RF信号的频率与第2LO波的频率之间的频率等是设计事项。
合成电路6作为如下的分配电路而动作，该分配电路在从输入输出端子6a输入IF信号时，将输入的IF信号等分配为第1IF信号与第2IF信号。
合成电路6将第1IF信号向第1非线性元件4输出，将第2IF信号向第2非线性元件5输出。
在图6的例子中，输入的IF信号的相位为0度，第1IF信号的相位及第2IF信号的相位分别为0度。
第1非线性元件4的输入端子4d在从90度混合电路1的第2端子1b输入的LO波的频率下被第1电波短路电路7短路。
第1非线性元件4通过进行与第1LO波的振幅相应的开关动作，从而将从第1移相电路2输出的第1LO波与从合成电路6输出的第1IF信号混合，生成第1RF信号，从输入输出端子4c向第1移相电路2输出第1RF信号。
第1RF信号是从第1移相电路2输出的第1LO波与从合成电路6输出的第1IF信号的和频的混合波，第1RF信号的相位成为90度。
第2非线性元件5的输入端子5d在从90度混合电路1的第2端子1b输入的LO波的频率下被第2电波短路电路8短路。
第2非线性元件5通过进行与第2LO波的振幅相应的开关动作，从而将从第2移相电路3输出的第2LO波与从合成电路6输出的第2IF信号混合，生成第2RF信号，从输入输出端子5c向第2移相电路3输出第2RF信号。
在该实施方式2中，第2非线性元件5的输入输出端子5c是阴极，第2非线性元件5的输入端子5d是阳极。因此，第2RF信号的相位成为90度。
第1移相电路2通过将从第1非线性元件4的输入输出端子4c输出的第1RF信号的相位移相180度，从而将第1RF信号的相位从90度移相到-90度，将移相后的第1RF信号向90度混合电路1的第3端子1c输出。
第1移相电路2具有取得90度混合电路1的第3端子1c中的输入阻抗Zs1与第1非线性元件4的输入输出端子4c中的输出阻抗Zd1之间的匹配的功能。
第1移相电路2通过取得第3端子1c中的输入阻抗Zs1与第1非线性元件4的输入输出端子4c中的输出阻抗Zd1之间的匹配，来消除90度混合电路1与第1非线性元件4之间的不匹配。
第2移相电路3通过将从第2非线性元件5的输入输出端子5c输出的第2RF信号的相位移相-90度，从而将第2RF信号的相位从90度移相到0度，将移相后的第2RF信号向90度混合电路1的第4端子1d输出。
第2移相电路3具有取得90度混合电路1的第4端子1d中的输入阻抗Zs2与第2非线性元件5的输入输出端子5c中的输出阻抗Zd2之间的匹配的功能。
第2移相电路3通过取得第4端子1d中的输入阻抗Zs2与第2非线性元件5的输入输出端子5c中的输出阻抗Zd2之间的匹配，来消除90度混合电路1与第2非线性元件5之间的不匹配。
90度混合电路1在由第3端子1c输入从第1移相电路2输出的第1RF信号、并由第4端子1d输入从第2移相电路3输出的第2RF信号时，对第1RF信号与第2RF信号进行合成，从第1端子1a输出同相合成后的RF信号。
在图6的例子中，从第1端子1a输出的RF信号的相位为-90度。
由以上可清楚，根据该实施方式2，与上述实施方式1同样地，起到能够降低电波的转换损耗的效果。
即，降低了从第1非线性元件4的输入输出端子4c输出的第1RF信号的电力中的、在90度混合电路1的第3端子1c被反射的电力，因此，能够降低电波的转换损耗。
此外，降低了从第2非线性元件5的输入输出端子5c输出的第2RF信号的电力中的、在90度混合电路1的第4端子1d被反射的电力，因此，能够降低电波的转换损耗。
实施方式3
在该实施方式3中，对具备并联谐振电路31、34的高频混频器进行说明。
图7是示出本发明的实施方式3的高频混频器的结构图。在图7中，与图1相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。
并联谐振电路31是如下的电路：具备第1电容器32和第1短路短截线33，在从90度混合电路1的第1端子1a输入的RF信号的频率或从90度混合电路1的第2端子1b输入的LO波的频率下进行并联谐振。
第1电容器32与第1非线性元件4并联连接。
第1短路短截线33的一端连接在第1移相电路2与第1非线性元件4之间。
并联谐振电路34是如下的电路：具备第2电容器35和第2短路短截线36，在从90度混合电路1的第1端子1a输入的RF信号的频率或从90度混合电路1的第2端子1b输入的LO波的频率下进行并联谐振。
第2电容器35与第2非线性元件5并联连接。
第2短路短截线36的一端连接在第2移相电路3与第2非线性元件5之间。
图7示出将并联谐振电路31、34应用于图1的高频混频器的例子，但也可以将并联谐振电路31、34应用于图6的高频混频器。
并联谐振电路31具备第1电容器32，并联谐振电路34具备第2电容器35，但第1电容器32可以是第1非线性元件4的寄生电容，也可以是外部元件。此外，第2电容器35可以是第2非线性元件5的寄生电容，也可以是外部元件。
第1短路短截线33及第2短路短截线36各自的线路长度比在并联谐振电路31、34的谐振频率下为4分之1波长的长度短，第1短路短截线33及第2短路短截线36被看作感应性元件或电感器。
接着对动作进行说明。
并联谐振电路31、34是在RF信号的频率或LO波的频率下进行并联谐振的电路，并联谐振电路31具有线路长度比在谐振频率下为4分之1波长的长度短的第1短路短截线33。此外，并联谐振电路34具有线路长度比在谐振频率下为4分之1波长的长度短的第2短路短截线36。
因此，即便第1IF信号从第1非线性元件4的输入端子4a向第1移相电路2侧泄漏，由于第1短路短截线33的连接点被看作短路点，因此，第1IF信号也向第1非线性元件4的输入端子4a反射。
由此，从第1非线性元件4的输出端子4b向合成电路6输出的第1IF信号的电力增加。
此外，即便第2IF信号从第2非线性元件5的输入端子5a向第2移相电路3侧泄漏，由于第2短路短截线36的连接点被看作短路点，因此，第2IF信号也向第2非线性元件5的输入端子5a反射。
由此，从第2非线性元件5的输出端子5b向合成电路6输出的第2IF信号的电力增加。
此外，由于并联谐振电路31、34在RF信号的频率或LO波的频率下进行并联谐振，因此，在RF信号的频率或LO波的频率下成为开路，RF信号及LO波的损耗增加等的影响小。因此，降低了从RF信号向IF信号的转换损耗。
此外，并联谐振电路31具备第1电容器32，并联谐振电路34具备第2电容器35。因此，即便在第1非线性元件4及第2非线性元件5分别具有寄生电容的情况下，第1短路短截线33及第2短路短截线36也能够消除由第1非线性元件4的寄生电容及第2非线性元件5的寄生电容产生的电容成分。
因此，能够在实轴上对第1非线性元件4的输入阻抗Zd1及第2非线性元件5的输入阻抗Zd2分别进行阻抗转换，第1移相电路2及第2移相电路3中的匹配变得容易。
由以上可清楚，根据该实施方式3，能够抑制RF信号的损耗的增加并且增加IF信号的输出电力。
另外，本申请发明在其发明的范围内，能够进行各实施方式的自由组合、或各实施方式的任意的构成要素的变形、或者在各实施方式中省略任意的构成要素。
产业利用性
本发明适于具备90度混合电路的高频混频器。
标号说明
1 90度混合电路，1a第1端子，1b第2端子，1c第3端子，1d第4端子，2第1移相电路，3第2移相电路，4第1非线性元件，4a输入端子，4b输出端子，4c输入输出端子，4d输入端子，5第2非线性元件，5a输入端子，5b输出端子，5c输入输出端子，5d输入端子，6合成电路，6a输入输出端子，7第1电波短路电路，8第2电波短路电路，11第1传输线路，12第2传输线路，13第3传输线路，21电容器，22一端开路短截线，31并联谐振电路，32第1电容器，33第1短路短截线，34并联谐振电路，35第2电容器，36第2短路短截线。

Claims (10)

1.一种高频混频器，该高频混频器具备：
90度混合电路，其具有第1端子、第2端子、第3端子、第4端子，在所述第1端子为电波的输入端子时，所述第2端子为隔离端子，所述第3端子为0度的输出端子，所述第4端子为-90度的输出端子；
第1移相电路，其对阻抗进行转换以取得所述90度混合电路的第3端子与第1非线性元件的第1端子之间的阻抗匹配，并且，所述第1移相电路将电波的相位移相180度；以及
第2移相电路，其对阻抗进行转换以取得所述90度混合电路的第4端子与第2非线性元件的第2端子之间的阻抗匹配，并且，所述第2移相电路将电波的相位移相90度。
2.根据权利要求1所述的高频混频器，其特征在于，
所述第1移相电路在针对所述90度混合电路的第1端子输入输出的电波的频率或者针对所述90度混合电路的第2端子输入输出的电波的频率下，将电波的相位移相180度，
所述第2移相电路在针对所述90度混合电路的第1端子输入输出的电波的频率或者针对所述90度混合电路的第2端子输入输出的电波的频率下，将电波的相位移相90度。
3.根据权利要求2所述的高频混频器，其特征在于，
所述第1移相电路具备第1传输线路和第2传输线路，该第2传输线路与所述第1传输线路串联地连接、且特性阻抗与所述第1传输线路的特性阻抗不同，
所述第1传输线路及第2传输线路是如下的线路，该线路在针对所述第1端子输入输出的电波的频率或者针对所述第2端子输入输出的电波的频率下具有四分之一波长(λ/4)的长度。
4.根据权利要求1所述的高频混频器，其特征在于，
所述90度混合电路的第1端子被输入第1电波，
所述90度混合电路的第2端子被输入第2电波，
该高频混频器具备合成电路，该合成电路对如下两种混合波进行合成：从所述第1非线性元件的第2端子输出的第1电波与第2电波的混合波；以及从所述第2非线性元件的第1端子输出的第1电波与第2电波的混合波。
5.根据权利要求1所述的高频混频器，其特征在于，
该高频混频器具备分配电路，该分配电路将所输入的电波等分配到所述第1非线性元件的第2端子及所述第2非线性元件的第1端子。
6.根据权利要求1所述的高频混频器，其特征在于，
该高频混频器具备：
第1电波短路电路，其使所述第1非线性元件的第2端子在从所述90度混合电路的第1端子输入的电波的频率下短路，或者使所述第1非线性元件的第2端子在从所述90度混合电路的第2端子输入的电波的频率下短路；以及
第2电波短路电路，其使所述第2非线性元件的第1端子在从所述90度混合电路的第1端子输入的电波的频率下短路，或者使所述第2非线性元件的第1端子在从所述90度混合电路的第2端子输入的电波的频率下短路。
7.根据权利要求3所述的高频混频器，其特征在于，
所述第1移相电路通过第1传输线路与第2传输线路的串联连接而构成，
该第1传输线路的一端与所述第1非线性元件的第1端子连接、且该第1传输线路具有特性阻抗Z1，
该第2传输线路的一端与所述90度混合电路的第3端子连接、且该第2传输线路具有特性阻抗Z2，
所述特性阻抗Z1、所述特性阻抗Z2、所述第1非线性元件的第1端子中的输入阻抗Zd1及所述90度混合电路的第3端子中的输出阻抗Zs1具有以下的关系：
Figure FDA0004085261840000021
8.根据权利要求7所述的高频混频器，其特征在于，
所述第2传输线路具有的特性阻抗Z2是比所述90度混合电路的第3端子中的输出阻抗Zs1高的阻抗。
9.根据权利要求1所述的高频混频器，其特征在于，
该高频混频器具备：
第1电容器，其与所述第1非线性元件并联连接；以及
第1短路短截线，其一端连接在所述第1移相电路与所述第1非线性元件之间，
所述第1电容器和所述第1短路短截线在从所述90度混合电路的第1端子输入的电波的频率或者从所述90度混合电路的第2端子输入的电波的频率下进行并联谐振。
10.根据权利要求1所述的高频混频器，其特征在于，
该高频混频器具备：
第2电容器，其与所述第2非线性元件并联连接；以及
第2短路短截线，其一端连接在所述第2移相电路与所述第2非线性元件之间，
所述第2电容器和所述第2短路短截线在从所述90度混合电路的第1端子输入的电波的频率或者从所述90度混合电路的第2端子输入的电波的频率下进行并联谐振。
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