JP2001203537A - Mixer - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、2つの信号を入力
してこれらの周波数の差の成分から成る中間周波数信号
を取り出すミキサに関し、特に、中間周波数信号を生成
するに際して、実用上で支障がない程度で不要な周波数
成分の信号の発生を抑制して、これにより、変換損失を
低減させるミキサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mixer for inputting two signals and extracting an intermediate frequency signal composed of a component of a difference between these frequencies, and particularly has a problem in practical use when generating an intermediate frequency signal. The present invention relates to a mixer that suppresses generation of an unnecessary frequency component signal to a small extent, thereby reducing conversion loss.
【0002】[0002]
【従来の技術】2つの信号を入力して、これらの周波数
の差の成分から成る中間周波数信号を取り出すことがミ
キサにより行われており、例えばスーパーヘテロダイン
方式を採用した受信機では、受信した高周波信号(RF
波信号)と受信機内部で発生した局部発振波信号(LO
波信号)とをミキサによりミキシングして中間周波数信
号(IF波信号)を取り出すことが行われている。2. Description of the Related Art Mixers are used to input two signals and extract an intermediate frequency signal composed of a component of a difference between these frequencies. For example, in a receiver employing a superheterodyne method, a received high-frequency signal is used. Signal (RF
Wave signal) and a local oscillation wave signal (LO
Wave signal) is mixed by a mixer to extract an intermediate frequency signal (IF wave signal).
【0003】図5には、1つのダイオードを用いたシン
グルミキサの構成例を示してある。このシングルミキサ
では、フィルタ11を通過したLO波信号とフィルタ1
2を通過したRF波信号とが加えられてダイオードD5
に入力され、このダイオードD5から出力されたIF波
信号がフィルタ13を通過して取り出される。なお、こ
の構成では、例えばシングルミキサの外部に方向性結合
器があり、ダイオードD5に入力されるLO波信号とR
F波信号とは同一線路上にあるとしている。FIG. 5 shows a configuration example of a single mixer using one diode. In this single mixer, the LO wave signal passing through the filter 11 and the filter 1
2 and the RF wave signal passed through the diode D5.
And the IF signal output from the diode D5 is extracted through the filter 13. In this configuration, for example, a directional coupler is provided outside the single mixer, and the LO wave signal input to the diode D5 and the R
The F-wave signal is on the same line.
【0004】上記したシングルミキサにおける信号処理
の手順を数式を用いて更に詳しく説明する。例えば式1
に示すLO波信号の信号電圧VLOとRF波信号の信号電
圧VRFとがシングルミキサに入力された場合、ダイオー
ドD5に入力される信号電圧V5は式2に示すようにな
る。[0004] The signal processing procedure in the above-described single mixer will be described in more detail using mathematical expressions. For example, Equation 1
If the signal voltage V RF signal voltages V LO and RF wave signal of the LO wave signal shown in it is input to a single mixer, the signal voltage V5 which is inputted to the diode D5 is as shown in equation 2.
【0005】[0005]
【数1】 (Equation 1)
【0006】[0006]
【数2】 (Equation 2)
【0007】ここで、ダイオードD5に信号電圧Vが入
力された場合に、当該ダイオードD5に流れる信号電流
Iが式3に示すようになるとする。Here, it is assumed that, when a signal voltage V is input to the diode D5, the signal current I flowing through the diode D5 becomes as shown in Expression 3.
【0008】[0008]
【数3】 (Equation 3)
【0009】式3で、a、b、c、・・・は所定の係数
であり、一般にダイオードD5の特性等に応じて定まる
ものである。以下の説明では簡単化のため、式3につい
てVの2乗までの項をとることとし、例えば信号電流I
への影響が比較的少ないVの3乗以上の項については計
算上無視することとする。上記した式3中のVにダイオ
ードD5に入力される信号電圧V5を代入して、ダイオ
ードD5に流れる信号電流I5を計算すると式4のよう
になる。In Equation 3, a, b, c,... Are predetermined coefficients, which are generally determined according to the characteristics of the diode D5. In the following description, for simplicity, terms up to the square of V in Equation 3 will be taken.
The term of the third power of V or more, which has relatively little influence on, is ignored in the calculation. By substituting the signal voltage V5 input to the diode D5 for V in the above equation 3, and calculating the signal current I5 flowing through the diode D5, the equation 4 is obtained.
【0010】[0010]
【数4】 (Equation 4)
【0011】ここで、信号電流I5の成分の内の第1項
目は直流成分(定数の成分)であり、第2項目は入力波
の成分(周波数がωLOやωRFである成分)であり、第3
項目は2倍波の成分(周波数が2ωLOや2ωRFである成
分)であり、第4項目はLO波信号とRF波信号との和
の成分(周波数がωLO+ωRFである成分)であり、第5
項目はLO波信号とRF波信号との差の成分(周波数が
ωRF−ωLOである成分)である。これらの成分の内の第
5項目がIF波信号として検波される中間周波数成分で
あり、このIF波信号の成分は式3においてVの2乗の
項(cV2)に起因して発生する。なお、式3における
Vの0乗の項(a)やVの1乗の項(bV)からはIF
波信号は発生しない。The first item of the component of the signal current I5 is a DC component (a component of a constant), and the second item is a component of an input wave (a component having a frequency of ω LO or ω RF ). , Third
The item is the second harmonic component (the component whose frequency is 2ω LO or 2ω RF ), and the fourth item is the sum component of the LO wave signal and the RF wave signal (the component whose frequency is ω LO + ω RF ). Yes, fifth
The item is a difference component (a component whose frequency is ω RF −ω LO ) between the LO wave signal and the RF wave signal. The fifth item among these components is an intermediate frequency component detected as an IF wave signal, and this IF wave signal component is generated due to the square of V (cV 2 ) in Equation 3. It should be noted that from the term of the zeroth power of V (a) and the term of the first power of V (bV) in Equation 3,
No wave signal is generated.
【0012】また、第1項目から第4項目までの成分
は、IF波信号を生成するに際してノイズとして発生し
た不要な周波数成分である。このような不要な周波数成
分を排除するため、図5に示したシングルミキサの出力
端には、フィルタ13として例えばIF波信号の周波数
より大きな周波数の信号を遮断するローパスフィルタが
設けられている。すなわち、ダイオードD5から出力さ
れた信号電流I5 がローパスフィルタ13を通過するこ
とにより、IF波信号の中間周波数電流IIFが出力端か
ら取り出される構成となっている。このような構成で
は、フィルタ13により不要な周波数成分の信号を排除
することができるものの、出力端から得られるIF波信
号の出力が非常に微弱なものとなってしまうといったこ
とが生じていた。The components of the first to fourth items are unnecessary frequency components generated as noise when the IF wave signal is generated. In order to eliminate such unnecessary frequency components, a low-pass filter for blocking a signal having a frequency higher than the frequency of the IF wave signal is provided as a filter 13 at the output end of the single mixer shown in FIG. That is, the signal current I5 output from the diode D5 by passing through the low-pass filter 13 has a structure in which an intermediate frequency current I IF of IF wave signal is extracted from the output end. In such a configuration, although an unnecessary frequency component signal can be eliminated by the filter 13, the output of the IF wave signal obtained from the output terminal becomes extremely weak.
【0013】一般に、LO波信号については受信機等の
内部に備えられた発信源から発信されるため、十分な大
きさの電力で入力信号を得ることができるが、RF波信
号については外部から無線等によって受信されるため、
入力信号が非常に微弱な電力で得られる場合が多い。こ
のため、LO波信号とRF波信号とを合成して十分な大
きさのIF波信号の出力を得るためには、RF波信号を
高い効率でIF波信号へ変換することが必要となるが、
上記したシングルミキサの構成では、実用上等において
不十分なものであった。In general, since an LO wave signal is transmitted from a transmission source provided inside a receiver or the like, an input signal can be obtained with a sufficiently large power. Because it is received by radio, etc.
In many cases, an input signal can be obtained with very weak power. Therefore, in order to combine the LO wave signal and the RF wave signal to obtain an output of a sufficiently large IF wave signal, it is necessary to convert the RF wave signal into an IF wave signal with high efficiency. ,
The configuration of the single mixer described above is insufficient for practical use and the like.
【0014】図6には、2つのダイオードを用いたバラ
ンスドミキサの構成例を示してある。このバランスドミ
キサでは、ハイブリッド結合器H4に入力されたLO波
信号とRF波信号とが合成されて、当該結合器H4から
出力された2つの合成波信号がそれぞれダイオードD
6、ダイオードD7に入力される。そして、これらの合
成波信号に応じてそれぞれのダイオードD6、D7に生
じた信号電流が総和されて、この総和電流がローパスフ
ィルタ14を通過することによりIF波信号が取り出さ
れる。このようなバランスドミキサでは、上記したシン
グルミキサに比べて中間周波数以外の不要な周波数成分
の信号の発生をより抑えることができ、RF波信号から
IF波信号への変換の効率をより高めることができるこ
とが知られている。FIG. 6 shows a configuration example of a balanced mixer using two diodes. In this balanced mixer, the LO wave signal and the RF wave signal input to the hybrid coupler H4 are combined, and the two combined wave signals output from the coupler H4 are respectively converted into diodes D
6. Input to diode D7. Then, the signal currents generated in the respective diodes D6 and D7 are summed in accordance with these synthesized wave signals, and the summed current passes through the low-pass filter 14 to extract an IF wave signal. In such a balanced mixer, generation of signals of unnecessary frequency components other than the intermediate frequency can be further suppressed as compared with the single mixer described above, and the efficiency of conversion from an RF wave signal to an IF wave signal can be further increased. It is known that can be.
【0015】このようなバランスドミキサにおける信号
処理の手順を数式を用いて更に詳しく説明する。なお、
バランスドミキサに入力されるLO波信号の信号電圧V
LOとRF波信号の信号電圧VRFとは式1で示したものと
同じであるとする。また、ハイブリッド結合器H4とし
ては90゜ハイブリッドの3dB方向性結合器(90°hy
brid 3dB coupler)が用いられており、この結合器H4
では、LO波信号とRF波信号とが入力されると、LO
波信号の位相を90度ずらしてRF波信号と加えた合成
信号と、RF波信号の位相を同方向に90度ずらしてL
O波信号と加えた合成信号とを出力する。なお、3dB
とは入力信号に対する出力信号の振幅比を表しており、
3dBの場合には(1/2)1/2となる。The procedure of signal processing in such a balanced mixer will be described in more detail using mathematical expressions. In addition,
Signal voltage V of LO wave signal input to balanced mixer
It is assumed that the LO and the signal voltage V RF of the RF wave signal are the same as those shown in Expression 1. As the hybrid coupler H4, a 90-degree hybrid 3 dB directional coupler (90 ° hysteresis) is used.
brid 3dB coupler), and this coupler H4
Then, when the LO wave signal and the RF wave signal are input, the LO
The phase of the wave signal is shifted by 90 degrees and the combined signal is added to the RF wave signal, and the phase of the RF signal is shifted by 90 degrees in the same direction and L
The O-wave signal and the added composite signal are output. 3 dB
Represents the amplitude ratio of the output signal to the input signal,
In the case of 3 dB, it becomes (1/2) 1/2 .
【0016】ハイブリッド結合器H4から出力されてダ
イオードD6に入力される信号電圧V6及びハイブリッ
ド結合器H4から出力されてダイオードD7に入力され
る信号電圧V7は式5のように示される。The signal voltage V6 output from the hybrid coupler H4 and input to the diode D6 and the signal voltage V7 output from the hybrid coupler H4 and input to the diode D7 are expressed by Equation 5.
【0017】[0017]
【数5】 (Equation 5)
【0018】このバランスドミキサでは、信号電圧V6
が入力されることによりダイオードD6を流れる信号電
流I6の方向と、信号電圧V7が入力されることによりダ
イオードD7を流れる信号電流I7の方向とが互いに逆
向きになるように構成されており、これら両ダイオード
D6、D7から出力された信号電流I6、I7の総和電流
IBSは、式6のように示される。なお、ダイオードD6
及びダイオードD7の特性は上記図5に示したダイオー
ドD5と同様に、上記した式3のように示されるとす
る。In this balanced mixer, the signal voltage V6
Is input, the direction of the signal current I6 flowing through the diode D6 is opposite to the direction of the signal current I7 flowing through the diode D7 when the signal voltage V7 is input. total current I BS signal current I6, I7 outputted from both diodes D6, D7 are as shown in equation 6. Note that the diode D6
Also, it is assumed that the characteristics of the diode D7 are expressed as in the above-described Expression 3 similarly to the diode D5 shown in FIG.
【0019】[0019]
【数6】 (Equation 6)
【0020】このようにしてバランスドミキサによりL
O波信号とRF波信号とからIF波信号を取り出した場
合には、上記したシングルミキサの場合と比べて、直流
成分が全く発生せず、また、シングルミキサの場合には
IF波信号と同じ大きさの振幅で発生した2つの信号周
波数の和の成分も発生しない。このように、バランスド
ミキサでは、中間周波数以外の不要な周波数信号の発生
をシングルミキサに比べてより抑えることができ、ま
た、IF波信号の振幅についてはシングルミキサの場合
と同じ大きさの振幅(すなわち、”cAB”)が得られ
るため、総じてバランスドミキサの方がシングルミキサ
よりRF波信号からIF波信号への変換の効率を高める
ことができる。In this manner, L is adjusted by the balanced mixer.
When the IF wave signal is extracted from the O wave signal and the RF wave signal, no DC component is generated at all as compared with the case of the above-described single mixer, and the same as the IF wave signal in the case of the single mixer. Neither does the component of the sum of the two signal frequencies generated with a large amplitude occur. As described above, in the balanced mixer, generation of unnecessary frequency signals other than the intermediate frequency can be suppressed as compared with the single mixer, and the amplitude of the IF wave signal is the same as that of the single mixer. (I.e., "cAB"), the balanced mixer can generally increase the efficiency of conversion from the RF signal to the IF signal compared to the single mixer.
【0021】[0021]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなバランスドミキサでは、シングルミキサとの相対
的な比較においては不要な周波数成分の信号の発生を抑
制して、RF波信号を効率よくIF波信号へ変換するこ
とができるというものの、実用上においてはかなりの損
失があり、まだ不十分なものであった。すなわち、上記
したバランスドミキサでは、LO波信号とRF波信号と
の合成波信号を生成して、この合成波信号の信号電圧の
2乗に比例する信号電流成分を得ることによりIF波信
号を発生させているが、このIF波信号の発生と同時に
例えば2倍波といった不要な周波数成分までもが発生し
てしまうため、実用上で十分な効率での変換が行われな
いといった不具合があった。However, in the above-described balanced mixer, the generation of unnecessary frequency component signals is suppressed in the relative comparison with the single mixer, and the RF wave signal is efficiently converted into IF signals. Although it can be converted into a wave signal, there is a considerable loss in practical use and it is still insufficient. That is, in the above-described balanced mixer, the IF wave signal is generated by generating a composite wave signal of the LO wave signal and the RF wave signal and obtaining a signal current component proportional to the square of the signal voltage of the composite wave signal. Although an unnecessary frequency component such as a second harmonic is generated at the same time as the generation of the IF wave signal, there is a problem that conversion with sufficient efficiency in practical use is not performed. .
【0022】このようなことから、実用上で支障がない
程度で中間周波数以外の不要な周波数成分の信号の発生
をなくすことにより変換損失を低減させて、これによ
り、RF波信号からLO波信号への変換の効率を向上さ
せることができるミキサが要求されていた。また、例え
ば上記のようなバランスドミキサでは、変換の際の損失
が大きいために、得られたIF波信号を増幅器等により
増幅することが必要な場合が多く、こうした増幅処理を
行うことを回避等するためにもミキサによる変換の効率
を向上させることが要求されていた。From the above, it is possible to reduce the conversion loss by eliminating the generation of unnecessary frequency components other than the intermediate frequency to the extent that there is no problem in practical use. There has been a demand for a mixer that can improve the efficiency of the conversion into a liquid. Further, for example, in the above-described balanced mixer, since the loss at the time of conversion is large, it is often necessary to amplify the obtained IF wave signal with an amplifier or the like, and it is possible to avoid performing such amplification processing. For this purpose, it has been required to improve the efficiency of conversion by the mixer.
【0023】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、2つの信号を入力して、これ
らの周波数の差の成分から成る中間周波数信号を取り出
すに際して、実用上で支障がない程度で不要な周波数成
分の信号の発生を抑制することができるミキサを提供す
ることを目的とする。更に具体的には、中間周波数信号
を生成するに際して、例えばダイオード等において信号
電圧の2乗の項に起因して生じる2倍波の周波数成分と
いった不要な信号電流の発生を抑えることにより、入力
された信号から中間周波数信号への変換損失を低減させ
て、これにより、当該変換の効率を向上させることを実
現する。The present invention has been made in order to solve such a conventional problem. When two signals are input and an intermediate frequency signal composed of a component of a difference between these frequencies is taken out, the present invention is practically used. An object of the present invention is to provide a mixer that can suppress generation of an unnecessary frequency component signal to the extent that there is no problem. More specifically, when an intermediate frequency signal is generated, unnecessary signal current such as a frequency component of a second harmonic generated by a square of a signal voltage in a diode or the like is suppressed, thereby making it possible to input an intermediate frequency signal. The conversion loss from the converted signal to the intermediate frequency signal is reduced, thereby improving the efficiency of the conversion.
【0024】[0024]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るミキサでは、次のようにして、2つの
信号を入力してこれらの周波数の差の成分から成る中間
周波数信号を取り出す。まず、第1のハイブリッド結合
器では、例えばLO波信号とRF波信号といった2つの
信号cos(ωLOt)、cos(ωRFt)が入力され
て、これら入力信号の内の一方の信号電圧の位相を90
度ずらして他方の入力信号電圧と加えた第1の合成電圧
Vm1と、前記他方の入力信号電圧の位相を同方向に90
度ずらして前記一方の入力信号電圧と加えた第2の合成
電圧Vm2とが出力される。例えば第1の合成電圧Vm1と
第2の合成電圧Vm2とは式7のように示される。In order to achieve the above object, in a mixer according to the present invention, two signals are input and an intermediate frequency signal composed of a component of a difference between these signals is extracted as follows. . First, in the first hybrid coupler, two signals cos (ω LO t) and cos (ω RF t) such as an LO wave signal and an RF wave signal are input, and one of these input signals has a signal voltage. 90
The phase of the first composite voltage Vm1 added to the other input signal voltage and the phase of the other input signal voltage are shifted by 90 degrees in the same direction.
The second combined voltage Vm2 added to the one input signal voltage and the one input signal voltage is output with a stagger. For example, the first combined voltage Vm1 and the second combined voltage Vm2 are represented by Expression 7.
【0025】[0025]
【数7】 (Equation 7)
【0026】次に、第2のハイブリッド結合器では、前
記第1のハイブリッド結合器から前記第1の合成電圧V
m1が入力され、当該第1の合成電圧Vm1と当該第1の合
成電圧の位相を90度ずらした第3の合成電圧Vm3とが
出力される。また、第3のハイブリッド結合器では、前
記第1のハイブリッド結合器から前記第2の合成電圧V
m2が入力され、当該第2の合成電圧Vm2と当該第2の合
成電圧の位相を90度ずらした第4の合成電圧Vm4とが
出力される。例えば第3の合成電圧Vm3と第4の合成電
圧Vm4とは式8のように示される。Next, in the second hybrid coupler, the first composite voltage V
m1 is input, and the first combined voltage Vm1 and a third combined voltage Vm3 obtained by shifting the phase of the first combined voltage by 90 degrees are output. In the third hybrid coupler, the second composite voltage V is output from the first hybrid coupler.
m2 is input, and the second combined voltage Vm2 and a fourth combined voltage Vm4 obtained by shifting the phase of the second combined voltage by 90 degrees are output. For example, the third combined voltage Vm3 and the fourth combined voltage Vm4 are represented by Expression 8.
【0027】[0027]
【数8】 (Equation 8)
【0028】次いで、例えばダイオードから構成される
第1の電流変換手段により、前記第2のハイブリッド結
合器から出力された前記第1の合成電圧Vm1が、当該電
圧Vm1の2乗に所定の係数cで比例する成分を包含した
第1の合成電流Im1へ変換される。また、例えばダイオ
ードから構成される第2の電流変換手段により、前記第
2のハイブリッド結合器から出力された前記第3の合成
電圧Vm3が、当該電圧Vm3の2乗に前記所定の係数cで
比例する成分を包含した第2の合成電流Im2へ変換され
る。Next, the first combined voltage Vm1 output from the second hybrid coupler is converted into a predetermined coefficient c by the square of the voltage Vm1 by the first current converting means composed of, for example, a diode. Is converted into a first combined current Im1 including a component proportional to. Further, the third combined voltage Vm3 output from the second hybrid coupler is proportional to the square of the voltage Vm3 by the predetermined coefficient c by the second current converting means composed of, for example, a diode. Is converted into a second combined current Im2 including the component.
【0029】また、例えばダイオードから構成される第
3の電流変換手段により、前記第3のハイブリッド結合
器から出力された前記第2の合成電圧Vm2が、当該電圧
Vm2の2乗に前記所定の係数cで比例する成分を包含し
た第3の合成電流Im3へ変換される。また、例えばダイ
オードから構成される第4の電流変換手段により、前記
第3のハイブリッド結合器から出力された前記第4の合
成電圧Vm4が、当該電圧Vm4の2乗に前記所定の係数c
で比例する成分を包含した第4の合成電流Im4へ変換さ
れる。Further, the second combined voltage Vm2 output from the third hybrid coupler is converted into the square of the voltage Vm2 by a predetermined coefficient by third current converting means constituted by, for example, a diode. It is converted to a third combined current Im3 including a component proportional to c. Further, the fourth combined voltage Vm4 output from the third hybrid coupler is converted to the square of the voltage Vm4 by the predetermined coefficient c
Is converted to a fourth combined current Im4 including a component proportional to.
【0030】次いで、電流取出手段により前記第1の合
成電流Im1乃至前記第4の合成電流Im4の総和に基づい
て中間周波数電流が取り出される。例えば第1の合成電
流Im1乃至第4の合成電流Im4の総和電流IFSを式9に
示すようにとる。Next, an intermediate frequency current is extracted by the current extracting means based on the sum of the first combined current Im1 to the fourth combined current Im4. For example summing current I FS of first combined current Im1 to fourth combined current Im4 as shown in Equation 9.
【0031】[0031]
【数9】 (Equation 9)
【0032】式9において、例えば第1の合成電流Im1
乃至第4の合成電流Im4について信号電圧の2乗に比例
する成分のみを取り出すと、これら信号電圧の2乗に比
例する成分が総和電流IFSへ寄与する電流成分IFS(V
2)は式10に示すようになって、2倍波の信号が発生
せずに中間周波数電流のみが発生する。In Equation 9, for example, the first combined current Im1
Or when taking out only a component proportional to the square of the signal voltage for the fourth combined current Im 4, contributing current component I FS (V component proportional to the square of signal voltage to the sum current I FS
2 ) is as shown in Expression 10, and only the intermediate frequency current is generated without generating the signal of the second harmonic.
【0033】[0033]
【数10】 (Equation 10)
【0034】従って、入力された2つの信号を第1乃至
第3のハイブリッド結合器により合成して、例えばこの
ようにして得られた合成波信号の2乗に比例する項によ
り中間周波数電流を生成するに際して、上記したように
2倍波といった不要な周波数成分の信号の発生を抑制す
ることができるため、実用上で支障がない程度で不要な
周波数成分の信号の発生をなくして、入力信号から中間
周波数信号への変換損失を低減させることができ、これ
により、当該変換の効率を向上させることができる。Therefore, the two input signals are combined by the first to third hybrid couplers, and an intermediate frequency current is generated by, for example, a term proportional to the square of the combined wave signal thus obtained. As described above, since generation of unnecessary frequency component signals such as second harmonics can be suppressed as described above, generation of unnecessary frequency component signals to the extent that there is no problem in practical use is eliminated, and The conversion loss to the intermediate frequency signal can be reduced, and the efficiency of the conversion can be improved.
【0035】[0035]
【発明の実施の形態】本発明に係る一実施例を図面を参
照して説明する。図1には、本発明に係るミキサの一例
を示してあり、このミキサには、3つのハイブリッド結
合器H1〜H3と、4つのダイオードD1〜D4と、フ
ィルタ1とが備えられている。このミキサは、第1のハ
イブリッド結合器H1に備えられた2つの出力端の内の
一方を第2のハイブリッド結合器H2の入力端に接続す
るとともに、他方を第3のハイブリッド結合器H3の入
力端に接続し、第2のハイブリッド結合器H2及び第3
のハイブリッド結合器の出力端のそれぞれにダイオード
D1〜D4を接続した構成となっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a mixer according to the present invention. The mixer includes three hybrid couplers H1 to H3, four diodes D1 to D4, and a filter 1. This mixer connects one of the two output terminals provided in the first hybrid coupler H1 to the input terminal of the second hybrid coupler H2, and connects the other to the input terminal of the third hybrid coupler H3. The second hybrid coupler H2 and the third
Are connected to diodes D1 to D4, respectively, at the output terminals of the hybrid coupler.
【0036】本例では、例えばスーパーヘテロダイン方
式を採用した受信機に本発明のミキサを備え、このミキ
サにより、受信機の内部に備えられた局部発振器から発
振された局部発振波信号(LO波信号)と受信された高
周波信号(RF波信号)とをミキシングして中間周波数
信号(IF波信号)を取り出すことを行う。以下では、
上記図1に示したミキサの構成と共に、このミキサによ
り行われる信号処理の手順を数式を用いて詳しく説明す
る。なお、ミキサには上記した式1と同様な信号電圧が
入力されるとし、すなわち、式11に示すようなLO波
信号の信号電圧VLOとRF波信号の信号電圧VRFとが入
力されるとする。In the present embodiment, for example, a receiver employing a superheterodyne system is provided with the mixer of the present invention, and the mixer uses the mixer to generate a local oscillation wave signal (LO wave signal) oscillated from a local oscillator provided inside the receiver. ) And the received high-frequency signal (RF wave signal) are mixed to extract an intermediate frequency signal (IF wave signal). Below,
The procedure of the signal processing performed by the mixer, together with the configuration of the mixer shown in FIG. 1, will be described in detail using mathematical expressions. It is assumed that a signal voltage similar to the above equation 1 is input to the mixer, that is, a signal voltage V LO of the LO wave signal and a signal voltage V RF of the RF wave signal as shown in the equation 11 are input. And
【0037】[0037]
【数11】 [Equation 11]
【0038】また、ハイブリッド結合器H1〜H3とし
ては、本例では、90°ハイブリッドの3dB方向性結
合器が用いられている。ハイブリッド結合器H1は、上
記したように本例では第1のハイブリッド結合器を構成
し、LO波信号とRF波信号とを入力して、これら入力
信号の内の一方の信号電圧VLOの位相を90度ずらして
他方の入力信号電圧VRFと加えた第1の合成電圧Vp
と、前記他方の入力信号電圧VRFの位相を同方向に90
度ずらして前記一方の入力信号電圧VLOと加えた第2の
合成電圧Vqとを出力する機能を有している。ここで、
信号電圧VLOは入力されたLO波信号の信号電圧であ
り、信号電圧VRFは入力されたRF波信号の信号電圧で
ある。As the hybrid couplers H1 to H3, in this embodiment, 90-degree hybrid 3 dB directional couplers are used. As described above, the hybrid coupler H1 forms the first hybrid coupler in the present embodiment, receives the LO wave signal and the RF wave signal, and outputs the phase of one of the input signals V LO . Is shifted by 90 degrees to add the other input signal voltage VRF to the first composite voltage Vp
And the phase of the other input signal voltage VRF in the same direction by 90
It has a function of outputting the one input signal voltage V LO and the added second combined voltage Vq with a stagger. here,
The signal voltage V LO is the signal voltage of the input LO wave signal, and the signal voltage V RF is the signal voltage of the input RF wave signal.
【0039】また、本例では、ハイブリッド結合器H1
として90°ハイブリッドの3dB方向性結合器が用い
られているため、当該結合器H1に入力された信号電圧
には実際には(1/2)1/2という係数が乗算されて出
力され、このため、ハイブリッド結合器H1から実際に
出力される第1の合成電圧Vp及び第2の合成電圧Vq
は式12のように示される。In this embodiment, the hybrid coupler H1
Since a 90-degree hybrid 3 dB directional coupler is used, the signal voltage input to the coupler H1 is actually multiplied by a coefficient of (1/2) 1/2 and output. Therefore, the first combined voltage Vp and the second combined voltage Vq actually output from the hybrid coupler H1
Is shown as Equation 12.
【0040】[0040]
【数12】 (Equation 12)
【0041】なお、本例では、ハイブリッド結合器H1
において信号電圧の位相を90度ずらす仕方として、当
該信号電圧の位相を遅らせる方向で90度ずらす構成を
用いたが、これとは逆に、当該信号電圧の位相を進ませ
る方向で90度ずらすようにすることもできる。In this example, the hybrid coupler H1
In the above, a method of shifting the phase of the signal voltage by 90 degrees was used to shift the phase of the signal voltage by 90 degrees. However, conversely, the phase of the signal voltage was shifted by 90 degrees in the direction of advancing the phase. You can also
【0042】ハイブリッド結合器H2は、上記したよう
に本例では第2のハイブリッド結合器を構成し、ハイブ
リッド結合器H1から出力された第1の合成電圧Vpを
入力して、第1の合成電圧Vpと第1の合成電圧Vpの
位相を90度ずらした第3の合成電圧V3とを出力する
機能を有している。なお、本例では、ハイブリッド結合
器H2の一方の入力端子からは上記したように第1の合
成電圧Vpが入力されるとともに、他方の入力端子には
無反射終端T1が接続されている。すなわち、無反射終
端T1が接続されている入力端子からは信号が全く入力
されないようになっている。As described above, the hybrid coupler H2 forms a second hybrid coupler in the present embodiment, and receives the first composite voltage Vp output from the hybrid coupler H1 and inputs the first composite voltage Vp. It has a function of outputting a third combined voltage V3 obtained by shifting the phase of Vp and the first combined voltage Vp by 90 degrees. In this example, the first combined voltage Vp is input from one input terminal of the hybrid coupler H2 as described above, and the non-reflection terminal T1 is connected to the other input terminal. That is, no signal is input from the input terminal to which the non-reflection terminal T1 is connected.
【0043】また、本例では、ハイブリッド結合器H2
として90°ハイブリッドの3dB方向性結合器が用い
られているため、当該結合器H2に入力された合成電圧
Vpには実際には(1/2)1/2という係数が乗算され
て出力され、このため、ハイブリッド結合器H2から実
際に出力される第1の合成電圧V1及び第3の合成電圧
V3は式13のように示される。In this embodiment, the hybrid coupler H2
Since a 90 ° hybrid 3 dB directional coupler is used, the composite voltage Vp input to the coupler H2 is actually multiplied by a coefficient of (1 /) 1/2 and output. For this reason, the first combined voltage V1 and the third combined voltage V3 actually output from the hybrid coupler H2 are expressed by Expression 13.
【0044】[0044]
【数13】 (Equation 13)
【0045】なお、本例では、ハイブリッド結合器H2
において信号電圧の位相を90度ずらす仕方として、当
該信号電圧の位相を遅らせる方向で90度ずらす構成を
用いたが、これとは逆に、当該信号電圧の位相を進ませ
る方向で90度ずらすようにすることもできる。In this example, the hybrid coupler H2
In the above, a method of shifting the phase of the signal voltage by 90 degrees was used to shift the phase of the signal voltage by 90 degrees. However, conversely, the phase of the signal voltage was shifted by 90 degrees in the direction of advancing the phase. You can also
【0046】ハイブリッド結合器H3は、上記したよう
に本例では第3のハイブリッド結合器を構成し、ハイブ
リッド結合器H1から出力された第2の合成電圧Vqを
入力して、第2の合成電圧Vqと第2の合成電圧Vqの
位相を90度ずらした第4の合成電圧V4とを出力する
機能を有している。なお、本例では、上記したハイブリ
ッド結合器H2の場合と同様に、ハイブリッド結合器H
4の一方の入力端子からは上記したように第2の合成電
圧Vqが入力されるとともに、他方の入力端子には無反
射終端T2が接続されている。As described above, the hybrid coupler H3 forms a third hybrid coupler in the present embodiment, and receives the second composite voltage Vq output from the hybrid coupler H1 to input the second composite voltage Vq. It has a function of outputting a fourth combined voltage V4 obtained by shifting the phase of Vq and the second combined voltage Vq by 90 degrees. Note that, in the present example, as in the case of the above-described hybrid coupler H2, the hybrid coupler H
As described above, the second combined voltage Vq is input from one of the input terminals of No. 4 and the non-reflection terminal T2 is connected to the other input terminal.
【0047】また、本例では、ハイブリッド結合器H3
として90°ハイブリッドの3dB方向性結合器が用い
られているため、当該結合器H3に入力された合成電圧
Vqには実際には(1/2)1/2という係数が乗算され
て出力され、このため、ハイブリッド結合器H3から実
際に出力される第2の合成電圧V2及び第4の合成電圧
V4は式14のように示される。In this embodiment, the hybrid coupler H3
Since a 90 dB hybrid 3 dB directional coupler is used as the above, the composite voltage Vq input to the coupler H3 is actually multiplied by a coefficient of (1/2) 1/2 and output. For this reason, the second combined voltage V2 and the fourth combined voltage V4 actually output from the hybrid coupler H3 are expressed as in Expression 14.
【0048】[0048]
【数14】 [Equation 14]
【0049】なお、本例では、ハイブリッド結合器H3
において信号電圧の位相を90度ずらす仕方として、当
該信号電圧の位相を遅らせる方向で90度ずらす構成を
用いたが、これとは逆に、当該信号電圧の位相を進ませ
る方向で90度ずらすようにすることもできる。In this example, the hybrid coupler H3
In the above, a method of shifting the phase of the signal voltage by 90 degrees was used to shift the phase of the signal voltage by 90 degrees. However, conversely, the phase of the signal voltage was shifted by 90 degrees in the direction of advancing the phase. You can also
【0050】ダイオードD1は、第2のハイブリッド結
合器H2から出力された第1の合成電圧V1を入力し
て、当該電圧V1を当該電圧V1の2乗に所定の係数cで
比例する成分を包含した第1の合成電流I1へ変換する
機能を有しており、本例では、このダイオードD1によ
り第1の電流変換手段が構成されている。ダイオードD
2は、第2のハイブリッド結合器H2から出力された第
3の合成電圧V3を入力して、当該電圧V3を当該電圧V
3の2乗に前記所定の係数cで比例する成分を包含した
第1の合成電流I2へ変換する機能を有しており、本例
では、このダイオードD2により第2の電流変換手段が
構成されている。The diode D1 receives the first composite voltage V1 output from the second hybrid coupler H2, and includes a component proportional to the square of the voltage V1 by a predetermined coefficient c. In this example, the diode D1 constitutes a first current conversion means. Diode D
2 receives the third combined voltage V3 output from the second hybrid coupler H2 and converts the voltage V3 to the voltage V3.
It has a function of converting to a first combined current I2 including a component proportional to the square of 3 by the predetermined coefficient c. In this example, the diode D2 constitutes a second current conversion means. ing.
【0051】ダイオードD3は、第3のハイブリッド結
合器H3から出力された第2の合成電圧V2を入力し
て、当該電圧V2を当該電圧V2の2乗に前記所定の係数
cで比例する成分を包含した第3の合成電流I3へ変換
する機能を有しており、本例では、このダイオードD3
により第3の電流変換手段が構成されている。ダイオー
ドD4は、第3のハイブリッド結合器H3から出力され
た第4の合成電圧V4を入力して、当該電圧V4を当該電
圧V4の2乗に前記所定の係数cで比例する成分を包含
した第4の合成電流I4へ変換する機能を有しており、
本例では、このダイオードD4により第4の電流変換手
段が構成されている。The diode D3 receives the second composite voltage V2 output from the third hybrid coupler H3 and converts the voltage V2 into a component proportional to the square of the voltage V2 by the predetermined coefficient c. The diode D3 has a function of converting it into the included third combined current I3.
Constitutes a third current converting means. The diode D4 receives the fourth synthesized voltage V4 output from the third hybrid coupler H3, and includes a component that includes a component proportional to the square of the voltage V4 by the predetermined coefficient c. 4 has a function of converting to a combined current I4 of
In this example, the diode D4 constitutes a fourth current converter.
【0052】本例では、ダイオードD1〜D4が上記し
た式3で示される特性と同様の特性を有しているとし、
すなわち、ダイオードD1〜D4に信号電圧Vが入力さ
れた場合に、当該ダイオードD1〜D4に流れる信号電
流Iが式15に示すように表されるとする。In this example, it is assumed that the diodes D1 to D4 have characteristics similar to the characteristics expressed by the above-mentioned equation (3).
That is, when the signal voltage V is input to the diodes D1 to D4, the signal current I flowing through the diodes D1 to D4 is expressed as shown in Expression 15.
【0053】[0053]
【数15】 (Equation 15)
【0054】ここで、本例では、例えば信号電流Iに対
する影響が比較的少ない信号電圧Vの3乗以上の項につ
いては計算上無視することとし、以下では、信号電圧V
の2乗の項までをとって説明を行う。Here, in the present example, for example, a term of the third or higher power of the signal voltage V, which has relatively little influence on the signal current I, is neglected in the calculation.
The explanation will be made up to the square of.
【0055】上記のようにしてダイオードD1〜D4に
より変換された第1〜第4の信号電流I1〜I4は、これ
らの総和がとられてフィルタ1に入力される。ここで、
本例のミキサでは上記図1に示したように、ダイオード
D1及びダイオードD2に流れる信号電流の方向と、ダ
イオードD3及びダイオードD4に流れる信号電流の方
向とが互いに逆向きとなる構成となっており、このた
め、フィルタ1に入力される第1〜第4の信号電流I1
〜I4の総和電流Isは式16のように示される。The first to fourth signal currents I1 to I4 converted by the diodes D1 to D4 as described above are summed up and input to the filter 1. here,
As shown in FIG. 1, the mixer of this embodiment has a configuration in which the directions of the signal currents flowing through the diodes D1 and D2 and the directions of the signal currents flowing through the diodes D3 and D4 are opposite to each other. Therefore, the first to fourth signal currents I1 input to the filter 1
The total current Is of .about.I4 is shown as in equation (16).
【0056】[0056]
【数16】 (Equation 16)
【0057】このようにして得られた総和電流Isで
は、2倍波の信号成分(すなわち、周波数が2ωLOや2
ωRFである成分)が全く発生せず、式16に示したよう
に本例では、入力波の信号成分(周波数がωLOやωRFで
ある成分)と中間周波数信号の成分(周波数がωRF−ω
LOである成分)のみが発生している。[0057] In the thus obtained sum current Is, the signal component of the second harmonic wave (i.e., the frequency 2 [omega LO and 2
a omega RF component) without at all occurs, in this example as shown in Equation 16, the component (the frequency of the signal component (the frequency of the input wave is a RF omega LO and omega component) and the intermediate frequency signal omega RF −ω
Only the component that is LO ) occurs.
【0058】フィルタ1は例えばローパスフィルタ(L
PF)から構成されており、本例では、このフィルタ1
は、周波数が(ωRF−ωLO)である中間周波数信号を通
過させる一方、周波数がωLOやωRFである信号成分につ
いては遮断する機能を有している。すなわち、上記のよ
うにして得られた総和電流Isがフィルタ1を通過する
ことにより、ミキサの出力端からは中間周波数信号IIF
のみが取り出されて出力される。The filter 1 is, for example, a low-pass filter (L
PF). In this example, this filter 1
Has a function of passing an intermediate frequency signal having a frequency of (ω RF −ω LO ), while blocking a signal component having a frequency of ω LO or ω RF . That is, when the total current Is obtained as described above passes through the filter 1, the intermediate frequency signal I IF is output from the output terminal of the mixer.
Only are retrieved and output.
【0059】本例では、このフィルタ1により、上記し
た第1の合成電流I1乃至第4の合成電流I4の総和Is
に基づいて中間周波数電流を取り出す電流取出手段が構
成されている。なお、電流取出手段としては、生成され
た中間周波数信号を取り出すことができる構成であれば
どのような構成であってもよく、例えばフィルタを設け
ることなく、発生した他の周波数成分の信号と共に中間
周波数信号を取り出すといった構成が用いられてもよ
い。In this embodiment, the filter 1 allows the total sum Is of the above-described first to fourth combined currents I1 to I4.
The current extracting means for extracting the intermediate frequency current based on the above is constituted. The current extracting means may have any configuration as long as it can extract the generated intermediate frequency signal. For example, without providing a filter, the intermediate output signal may be generated together with the other generated frequency component signals. A configuration for extracting a frequency signal may be used.
【0060】以上のように、本発明に係るミキサでは、
上記従来例で示した図5のシングルミキサや図6のバラ
ンスドミキサに比べて、例えば2倍波の周波数成分とい
った最も不要な周波数成分の信号の発生を抑えることが
できる。また、このように不要な周波数成分を抑える一
方、中間周波数信号の振幅(cAB)についてはシング
ルミキサやバランスドミキサの場合と同じであるため、
入力信号から中間周波数信号への変換損失を低減させる
ことができ、これにより、当該変換の効率を向上させる
ことができる。このように、本発明では、実用上で支障
のない程度で不要な周波数成分の信号の発生をなくし
て、これにより、変換の効率を向上させることができ
る。As described above, in the mixer according to the present invention,
Compared with the single mixer shown in FIG. 5 and the balanced mixer shown in FIG. 6 shown in the above conventional example, it is possible to suppress the generation of the signal of the most unnecessary frequency component such as the frequency component of the second harmonic. In addition, while suppressing unnecessary frequency components in this way, the amplitude (cAB) of the intermediate frequency signal is the same as in the case of the single mixer or the balanced mixer.
Conversion loss from the input signal to the intermediate frequency signal can be reduced, thereby improving the efficiency of the conversion. As described above, according to the present invention, it is possible to eliminate the generation of unnecessary frequency component signals to the extent that there is no problem in practical use, thereby improving the conversion efficiency.
【0061】次に、上記図1に示したミキサにおける変
換損失を測定した実験例を示す。本例の実験で用いたミ
キサでは、NRDガイドが信号を伝送する線路として用
いられており、NRDに使用する誘電体材料としては非
誘電率が2.04であるポリ−テトラ−フルオロ−エチ
レン(商標名:テフロン)が用いられている。また、中
心周波数としては60GHzの信号が用いられている。
本実験で用いられたNRDガイド構造の上金属板をはず
した外観によるミキサの構成例を図2に示す。同図に示
したミキサには、上記図1に示した構成と同様に、3つ
の90°ハイブリッドの3dB方向性結合器H1〜H3
と、4つのダイオードD1〜D4が備えられており、こ
れらの機能としては上記した通りである。Next, an experimental example in which the conversion loss in the mixer shown in FIG. 1 is measured will be described. In the mixer used in the experiment of this example, an NRD guide is used as a line for transmitting a signal, and a poly-tetra-fluoro-ethylene (non-dielectric constant: 2.04) is used as a dielectric material for the NRD. (Trade name: Teflon) is used. A signal of 60 GHz is used as the center frequency.
FIG. 2 shows a configuration example of a mixer having an appearance in which the upper metal plate is removed from the NRD guide structure used in this experiment. The mixer shown in the figure has three 90-degree hybrid 3 dB directional couplers H1 to H3 similarly to the configuration shown in FIG.
And four diodes D1 to D4, and their functions are as described above.
【0062】なお、本例では、ダイオードD1〜D4は
ダイオードマウントから構成されており、図3はダイオ
ードマウント部の立体図である。同図に示すように、本
例では、ダイオードD1〜D4としてショットキーバリ
アダイオードが用いられており、また、このマウント部
にはローパスフィルタ(LPF)1が設けられている。
ダイオードマウントの両端はセミリジッドケーブルによ
り裏面回路と接続されており、裏面回路から中間周波数
信号が出力される構成となっている。In this embodiment, the diodes D1 to D4 are constituted by diode mounts, and FIG. 3 is a three-dimensional view of the diode mount. As shown in the figure, in this example, Schottky barrier diodes are used as the diodes D1 to D4, and a low-pass filter (LPF) 1 is provided in this mount.
Both ends of the diode mount are connected to a back surface circuit by a semi-rigid cable, and an intermediate frequency signal is output from the back surface circuit.
【0063】また、本例では、LO波信号の発振にはガ
ン発振器が用いられ、RF波信号の発振にはシンセサイ
ズドスイーパが用いられ、IF波信号の測定にはスペク
トラムアナライザが用いられている。また、上記図1に
示したミキサの構成では、ハイブリッド結合器H2、H
3の一方の入力端には無反射終端T1、T2が接続され
ていたが、本例の実験では、無反射終端を接続する代わ
りに、変換効率が最も良くなるようにハイブリッド結合
器H2、H3の当該一方の入出力端に接続されている線
路の長さを調整している。In this example, a Gunn oscillator is used for the oscillation of the LO wave signal, a synthesized sweeper is used for the oscillation of the RF wave signal, and a spectrum analyzer is used for the measurement of the IF wave signal. I have. In the configuration of the mixer shown in FIG. 1, the hybrid couplers H2, H2
Although the non-reflection terminals T1 and T2 were connected to one input terminal of No. 3, in the experiment of this example, instead of connecting the non-reflection terminals, the hybrid couplers H2 and H3 were changed so that the conversion efficiency became the best. The length of the line connected to the one input / output terminal is adjusted.
【0064】以上の構成から成るミキサにより、RF波
信号からIF波信号への変換損失の測定を行った。な
お、このミキサにより入力されたLO波信号とRF波信
号とをミキシングしてIF波信号を取り出す処理の手順
としては、上記図1を用いて説明した通りである。The conversion loss from the RF signal to the IF signal was measured by the mixer having the above configuration. The procedure of mixing the LO wave signal and the RF wave signal input by the mixer to extract the IF wave signal is as described with reference to FIG.
【0065】図4には、上記図2に示したミキサを用い
て測定された変換損失と、従来例に係る通常のバランス
ドミキサを用いて測定された変換損失とを表すグラフを
示してある。このグラフでは、横軸に中間周波数信号の
周波数(MHz)を表しており、縦軸に変換損失(d
B)を表してある。本発明のミキサと従来のバランスド
ミキサとを比較すると、破線で示した通常のバランスド
ミキサの変換損失が8dB程度であるのに比べて、実線
で示した本発明のミキサでは1.0〜1.5dB程度の
変換損失の改善、すなわち変換損失の低減が実現され
た。FIG. 4 is a graph showing the conversion loss measured by using the mixer shown in FIG. 2 and the conversion loss measured by using the conventional balanced mixer according to the conventional example. . In this graph, the horizontal axis represents the frequency (MHz) of the intermediate frequency signal, and the vertical axis represents the conversion loss (d
B). When comparing the mixer of the present invention with the conventional balanced mixer, the conversion loss of the normal balanced mixer shown by the broken line is about 8 dB, while the conversion loss of the mixer of the present invention shown by the solid line is 1.0 to 1.0 dB. Improvement of the conversion loss of about 1.5 dB, that is, reduction of the conversion loss was realized.
【0066】なお、本例の実験に係るミキサでは、上記
したようにハイブリッド結合器H2、H3の一方の入力
端に無反射終端を接続しない構成を用いた影響から、バ
ランスドミキサの特性に比べて帯域が狭くなったが、上
記した実験の結果から、本発明のミキサにより従来のバ
ランスドミキサに比べて変換損失を改善することができ
ることが実証された。In the mixer according to the experiment of this example, the effect of using the configuration in which the non-reflection termination is not connected to one of the input terminals of the hybrid couplers H2 and H3 as described above is compared with the characteristics of the balanced mixer. Although the bandwidth became narrower, the results of the above experiments demonstrated that the mixer of the present invention can improve the conversion loss as compared with the conventional balanced mixer.
【0067】以上のように、本発明では、2つの信号を
入力してこれらの中間周波数信号を取り出すといった処
理を行うに際して、不要な周波数成分の信号の発生を実
用上で支障がない程度で抑えることができ、これによ
り、変換損失を低減させて、当該変換の効率を向上させ
ることができる。例えば上記した実験では、従来のバラ
ンスドミキサに比べて変換損失を1.0〜1.5dBも
改善することができることが確認された。このように本
発明のミキサでは高い変換の効率を得ることができるた
め、例えば回路を構成するに際して増幅器の使用が困難
である場合等において特に有効であり、すなわち、本発
明のミキサを用いて高い変換の効率を確保することによ
り、増幅器を用いなくとも、大きな出力の中間周波数信
号を得ることができる。As described above, in the present invention, when a process of inputting two signals and extracting an intermediate frequency signal therebetween is performed, generation of unnecessary frequency component signals is suppressed to a level that does not hinder practical use. Thus, the conversion loss can be reduced, and the efficiency of the conversion can be improved. For example, in the above experiment, it was confirmed that the conversion loss can be improved by 1.0 to 1.5 dB as compared with the conventional balanced mixer. As described above, the mixer of the present invention can obtain high conversion efficiency, and is particularly effective when, for example, it is difficult to use an amplifier when constructing a circuit. By ensuring the conversion efficiency, a large output intermediate frequency signal can be obtained without using an amplifier.
【0068】また、上記実施例のように、3つの同一の
90°ハイブリッド3dB方向性結合器や4つの同一の
ダイオードを用いて本発明のミキサを構成する場合に
は、90°ハイブリッド3dB方向性結合器やダイオー
ドとしては同一の部品を組み立てればよいため、ミキサ
の構成が複雑でなく、生産性等を向上させることができ
る。When the mixer of the present invention is formed by using three identical 90 ° hybrid 3 dB directional couplers and four identical diodes as in the above embodiment, the 90 ° hybrid 3 dB directional coupler is used. Since the same components may be assembled as the coupler and the diode, the configuration of the mixer is not complicated, and the productivity and the like can be improved.
【0069】ここで、上記実施例では、ハイブリッド結
合器として90°ハイブリッドの3dB方向性結合器を
用い、また、第2、第3のハイブリッド結合器からの合
成電圧を当該電圧の2乗に比例する成分を包含した合成
電流へ変換する電流変換手段としてダイオードを用いた
場合を示したが、これらの構成については、同様な機能
を有した回路部品等が用いられればどのような構成が用
いられてもよく、要は、中間周波数信号を生成するに際
して、不要な周波数成分の信号の発生を実用上で支障が
ない程度で抑えることができる構成であればよい。Here, in the above embodiment, a 90 ° hybrid 3 dB directional coupler is used as the hybrid coupler, and the combined voltage from the second and third hybrid couplers is proportional to the square of the voltage. Although the case where a diode is used as a current converting means for converting into a combined current including the components having the above-mentioned components has been described, any configuration may be used as long as circuit components or the like having similar functions are used. In other words, any configuration may be used as long as the generation of the intermediate frequency signal can suppress the generation of the signal of the unnecessary frequency component to the extent that there is no problem in practical use.
【0070】また、上記実施例では、本発明に係るミキ
サをスーパーヘテロダイン方式を採用した受信機に適用
して、受信された高周波信号と局部発振波信号とから中
間周波数信号を取り出す場合を示したが、本発明は、2
つの信号を入力してこれらの周波数の差の成分から成る
中間周波数信号を取り出す処理を行うものであれば任意
のものに適用可能であり、本発明を適用することによ
り、実用上で支障がない程度で中間周波数以外の不要な
周波数成分の信号の発生を抑えて、これにより、入力信
号から中間周波数信号への変換の効率を向上させること
ができる。In the above embodiment, the case where the mixer according to the present invention is applied to a receiver employing the superheterodyne system and an intermediate frequency signal is extracted from a received high frequency signal and a local oscillation signal has been described. However, the present invention
Any signal can be applied as long as it performs a process of inputting two signals and extracting an intermediate frequency signal composed of components of these frequency differences. By applying the present invention, there is no practical problem. The generation of signals of unnecessary frequency components other than the intermediate frequency is suppressed to the extent that the conversion efficiency of the input signal to the intermediate frequency signal can be improved.
【0071】[0071]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るミキ
サによると、2つの信号を入力して、これらの周波数の
差の成分から成る中間周波数信号を取り出すに際して、
上記したように3つのハイブリッド結合器により2つの
入力信号電圧から4つの合成電圧を生成し、これら4つ
の合成電圧をそれぞれダイオード等といった電流変換手
段により4つの合成電流へ変換して、変換された4つの
合成電流の総和に基づいて中間周波数電流を取り出すよ
うにしたため、中間周波数以外の不要な周波数成分の信
号の発生を実用上で支障がない程度で抑制することがで
き、これにより、入力信号から中間周波数信号への変換
損失を低減させて、当該変換の効率を向上させることが
できる。As described above, according to the mixer of the present invention, when two signals are input and an intermediate frequency signal composed of a component of a difference between these frequencies is extracted,
As described above, four combined voltages are generated from the two input signal voltages by the three hybrid couplers, and these four combined voltages are converted into four combined currents by current conversion means such as diodes, respectively, and are converted. Since the intermediate frequency current is extracted based on the sum of the four combined currents, the generation of signals of unnecessary frequency components other than the intermediate frequency can be suppressed to a level that does not hinder practical use. To the intermediate frequency signal, and the efficiency of the conversion can be improved.
【図1】本発明の一実施例に係るミキサの構成例であ
る。FIG. 1 is a configuration example of a mixer according to an embodiment of the present invention.
【図2】変換損失を測定する実験に用いたミキサの構成
例である。FIG. 2 is a configuration example of a mixer used in an experiment for measuring conversion loss.
【図3】ダイオードマウント部の構成例である。FIG. 3 is a configuration example of a diode mount unit.
【図4】実験により得られた変換損失のグラフである。FIG. 4 is a graph of conversion loss obtained by an experiment.
【図5】従来例に係るシングルミキサの構成例である。FIG. 5 is a configuration example of a single mixer according to a conventional example.
【図6】従来例に係るバランスドミキサの構成例であ
る。FIG. 6 is a configuration example of a balanced mixer according to a conventional example.
H1、H2、H3・・ハイブリッド結合器、D1、D
2、D3、D4・・ダイオード、 T1、T2・・無反
射終端、1・・フィルタ、H1, H2, H3 ··· Hybrid coupler, D1, D
2, D3, D4, diode, T1, T2, non-reflective termination, 1, filter
Claims (1)
の差の成分から成る中間周波数信号を取り出すミキサに
おいて、 2つの信号が入力されて、これら入力信号の内の一方の
信号電圧の位相を90度ずらして他方の入力信号電圧と
加えた第1の合成電圧と、前記他方の入力信号電圧の位
相を同方向に90度ずらして前記一方の入力信号電圧と
加えた第2の合成電圧とを出力する第1のハイブリッド
結合器と、 前記第1のハイブリッド結合器から前記第1の合成電圧
が入力され、当該第1の合成電圧と当該第1の合成電圧
の位相を90度ずらした第3の合成電圧とを出力する第
2のハイブリッド結合器と、 前記第1のハイブリッド結合器から前記第2の合成電圧
が入力され、当該第2の合成電圧と当該第2の合成電圧
の位相を90度ずらした第4の合成電圧とを出力する第
3のハイブリッド結合器と、 前記第2のハイブリッド結合器から出力された前記第1
の合成電圧を、当該電圧の2乗に所定の係数で比例する
成分を包含した第1の合成電流へ変換する第1の電流変
換手段と、 前記第2のハイブリッド結合器から出力された前記第3
の合成電圧を、当該電圧の2乗に前記所定の係数で比例
する成分を包含した第2の合成電流へ変換する第2の電
流変換手段と、 前記第3のハイブリッド結合器から出力された前記第2
の合成電圧を、当該電圧の2乗に前記所定の係数で比例
する成分を包含した第3の合成電流へ変換する第3の電
流変換手段と、 前記第3のハイブリッド結合器から出力された前記第4
の合成電圧を、当該電圧の2乗に前記所定の係数で比例
する成分を包含した第4の合成電流へ変換する第4の電
流変換手段と、 前記第1の合成電流乃至前記第4の合成電流の総和に基
づいて中間周波数電流を取り出す電流取出手段と、 を備えたことを特徴とするミキサ。1. A mixer for inputting two signals and extracting an intermediate frequency signal composed of a component of a difference between these frequencies, wherein two signals are input and a phase of one signal voltage of one of these input signals is inputted. And a second composite voltage obtained by adding the one input signal voltage by shifting the phase of the other input signal voltage by 90 degrees in the same direction by adding 90 degrees to the other input signal voltage. And a first hybrid combiner that outputs the following. The first combined voltage is input from the first hybrid combiner, and the phases of the first combined voltage and the first combined voltage are shifted by 90 degrees. A second hybrid combiner that outputs a third combined voltage, and a second combined voltage that is input from the first hybrid combiner, and the phase of the second combined voltage and the phase of the second combined voltage Shifted 90 degrees A third hybrid combiner that outputs a fourth combined voltage; and a first hybrid combiner that outputs the fourth combined voltage.
A first current converting means for converting the composite voltage of the first voltage into a first composite current including a component proportional to the square of the voltage by a predetermined coefficient; and 3
A second current converting means for converting the composite voltage of the above to a second composite current including a component proportional to the square of the voltage by the predetermined coefficient; and Second
A third current converting means for converting the combined voltage of the above to a third combined current including a component proportional to the square of the voltage by the predetermined coefficient; and 4th
A fourth current conversion means for converting the combined voltage of the first to fourth combined currents into a fourth combined current including a component proportional to the square of the voltage by the predetermined coefficient; and the first combined current to the fourth combined current. A current extracting means for extracting an intermediate frequency current based on the sum of the currents.
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