JP2009118386A - Level adjustment circuit of reception signal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、増幅器および周波数変換器のレベル制御に関し、特にミリ波受信機の中間周波増幅器の出力安定化回路に供して好適な受信信号のレベル調整回路に関する。 The present invention relates to level control of an amplifier and a frequency converter, and more particularly to a received signal level adjustment circuit suitable for use in an output stabilization circuit of an intermediate frequency amplifier of a millimeter wave receiver.
ミリ波受信機に入力された受信信号のレベル調整回路が適用された無線通信システムには、例えば、複数の移動体のそれぞれに装備され、移動体間の半固定通信(移動後に固定して回線を仮設)として高速データ伝送が行える数10GHz帯無線伝送装置がある。 In a radio communication system to which a level adjustment circuit for a received signal input to a millimeter wave receiver is applied, for example, each mobile unit is equipped with a semi-fixed communication (a fixed line after moving) Is a several tens GHz band wireless transmission apparatus capable of high-speed data transmission.
このミリ波の無線伝送装置は、無線機(送受信機)、アンテナおよび端末側インターフェースの各装置を有し、直線見通し距離にて互いにアンテナを対向させるようにして設置される。 This millimeter-wave wireless transmission device includes a wireless device (transceiver), an antenna, and a terminal-side interface, and is installed so that the antennas face each other at a straight line-of-sight distance.
通信を行うために展開される移動体間のアンテナ距離は、様々な距離となる。 There are various antenna distances between moving bodies deployed for communication.
従って、至近距離に展開されれば、一方の移動体からの送信波は、これに対向する他方の移動体の受信機において、強電界受信波となり、過入力となる場合がある。このような場合、ミリ波受信機の中間周波増幅回路の直線性確保が問題となる。 Therefore, if deployed at a short distance, the transmission wave from one mobile body may become a strong electric field reception wave at the receiver of the other mobile body opposite to this, resulting in excessive input. In such a case, securing the linearity of the intermediate frequency amplifier circuit of the millimeter wave receiver becomes a problem.
従来技術であるミリ波受信機に入力される受信信号のレベル調整回路のブロック図を図9に示し、概略の説明を行う。 A block diagram of a level adjustment circuit for a received signal input to a millimeter wave receiver, which is a prior art, is shown in FIG.
この受信信号のレベル調整回路は、導波管整合器11とミキサダイオード12とミキサダイオード整合回路13とが順次、直列に接続された回路としたミリ波帯導波管ダイオードミキサ1と、更に、該ミリ波帯導波管ダイオードミキサ1に直列に接続される中間周波増幅器21(複数段(A)〜(G))と受信レベル調整回路22とから成るマイクロ波帯中間周波増幅器20により構成される。
The received signal level adjusting circuit includes a millimeter wave band
その動作は、先ず、ミキサダイオード12によって、入力された受信信号がマイクロ波帯中間周波信号aに変換され、次に、変換された信号が、多段構成とした中間周波増幅器21によって所定のレベルまで増幅される。
First, the
受信レベル調整回路22は、受信レベル変化に応じた制御電圧bを発生させる。そこで、中間周波増幅器21の利得制御端に制御電圧bを印加して、利得を制御して所定のレベルの中間周波信号を出力する。
The reception
受信信号の入力回路に過大なレベルの信号が入力された場合、ミリ波帯導波管ダイオードミキサ1の回路の直線性範囲に対して、マイクロ波帯中間周波増幅器20の回路の直線性範囲は、一般に狭いので、マイクロ波帯中間周波増幅器20側が先に歪みを発生させてしまう。
When an excessive level signal is input to the input circuit of the received signal, the linearity range of the circuit of the microwave band
マイクロ波帯中間周波増幅器20の出力信号の歪み発生を避けて所定の出力レベルを得るには、増幅器1段あたりの増幅度を抑えて、中間周波増幅器21を多段接続(図9の例示では21(A)〜(G)の7段)することによって達成される。例えば、入力レベル変動範囲70dBに対応させるには、増幅器1段あたりの増幅度を10dBとし、7段とすればよい。
In order to avoid distortion of the output signal of the microwave band
記載はしていないが、所定のマイクロ波帯中間周波の信号を得るために増幅器の入力側にフィルタを挿入させる必要がある。 Although not described, it is necessary to insert a filter on the input side of the amplifier in order to obtain a predetermined microwave band intermediate frequency signal.
このような回路構成では、回路規模が大きくなり、小型、軽量、低価格の装置の実現が難しくなる。 In such a circuit configuration, the circuit scale becomes large, and it becomes difficult to realize a small, light, and low-priced device.
ミリ波帯FM送受信機において、受信機の周波数変換器の出力信号から送信周波数の直流誤差電圧を抽出して、送信周波数を安定化させるようにして、安価で小型なAFC回路を有する送信機の提案がある。(例えば、特許文献1 参照)
従来技術では、受信信号の過入力に対して、所望の直線性、出力レベルを有する中間周波信号を得る手段として、マイクロ波帯中間周波増幅器を多段構成により実現されていた。 In the prior art, as a means for obtaining an intermediate frequency signal having desired linearity and output level with respect to an excessive input of a received signal, a microwave band intermediate frequency amplifier has been realized by a multistage configuration.
これでは、回路規模が大きくなり、小型化、軽量化、低価格化の面で問題であった。 This increases the circuit scale, and is problematic in terms of size reduction, weight reduction, and price reduction.
更に、過入力が繰り返されることにより、増幅器トップの増幅素子の寿命が短くなることがあり、最悪の場合は、増幅素子の内部破壊に至るような信頼性上の問題もあった。 Furthermore, the repetition of excessive input sometimes shortens the life of the amplifier element at the top of the amplifier, and in the worst case, there is a problem in reliability that leads to internal destruction of the amplifier element.
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、回路規模を小さくし、小型、軽量、低価格の回路方式によって受信信号の過入力に対して所望の中間周波信号を得る受信信号のレベル調整回路を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, reduce the circuit scale, and obtain a desired intermediate frequency signal with respect to the excessive input of the received signal by a small, light and low cost circuit system. It is to provide a level adjustment circuit.
この目的を達成するために、本発明の受信信号のレベル調整回路は、ミリ波の受信信号を入力とし、該入力のインピーダンス整合を行う第1の整合手段と、該第1の整合手段を通過した前記受信信号とローカル信号とによる周波数変換を行うミキサ手段と、該ミキサ手段によって作成される所定のマイクロ波帯周波数成分を含む複数の周波数成分のうち、該所定のマイクロ波帯周波数成分に整合させる第2の整合手段とが順次接続されたミリ波帯導波管ダイオードミキサと、前記ミリ波帯導波管ダイオードミキサの出力信号を所望のレベルに増幅して中間周波信号として出力する増幅手段と、該増幅手段を前記所望のレベルに制御する制御電圧を作成する受信レベル調整手段とが接続されたマイクロ波帯中間周波増幅器と、を備えた受信信号のレベル調整回路であって、 In order to achieve this object, a received signal level adjusting circuit according to the present invention receives a millimeter-wave received signal as an input, passes through the first matching means for impedance matching of the input, and the first matching means. Mixer means for performing frequency conversion between the received signal and the local signal, and matching with the predetermined microwave band frequency component among a plurality of frequency components including the predetermined microwave band frequency component created by the mixer means A millimeter-wave band waveguide diode mixer sequentially connected to the second matching means to be amplified, and amplifying means for amplifying the output signal of the millimeter-wave band waveguide diode mixer to a desired level and outputting it as an intermediate frequency signal And a microwave band intermediate frequency amplifier connected to a reception level adjusting means for creating a control voltage for controlling the amplification means to the desired level. A level adjustment circuit,
前記ミリ波帯導波管ダイオードミキサの出力回路に接続された高インピーダンス手段とバイアス電圧発生手段とを有し、該バイアス電圧発生手段は、前記受信信号の過入力レベル時に受信レベル調整が行えるバイアス電圧を前記出力回路に重畳して前記ミキサ手段に供給することを特徴とする。 A high-impedance means connected to an output circuit of the millimeter-wave band waveguide diode mixer and a bias voltage generating means, the bias voltage generating means being a bias capable of adjusting a reception level when an over-input level of the received signal The voltage is superimposed on the output circuit and supplied to the mixer means.
本発明によれば、ミリ波受信機における過大入力時において、中間増幅回路の増幅段数を削減し、かつ、増幅素子内部の特性劣化の進行による動作不安定性を防止できる。 According to the present invention, it is possible to reduce the number of amplification stages of the intermediate amplifier circuit and to prevent operation instability due to the progress of characteristic deterioration inside the amplifier element when the millimeter wave receiver is excessively input.
例えば、移動体間の半固定通信として高速データ通信が行える数10GHz帯無線伝送装置システムに適用の際、個々の移動体に設置できるような小型、軽量、低消費電力であり、且つ、設備の展開が容易で、安価な装置が提供できる。 For example, when applied to a several tens GHz band wireless transmission system that can perform high-speed data communication as semi-fixed communication between moving bodies, it is small, lightweight, low power consumption that can be installed on each moving body, and Easy to deploy and inexpensive equipment can be provided.
本発明の実施形態としてミリ波受信機に入力される受信信号のレベル調整回路のブロック図を図1に示し、説明を行う。 A block diagram of a level adjustment circuit for a received signal input to a millimeter wave receiver as an embodiment of the present invention is shown in FIG.
本発明のミリ波受信機における受信信号のレベル調整回路の実施例は、次の各ブロックによって構成されている。 The embodiment of the received signal level adjusting circuit in the millimeter wave receiver of the present invention is constituted by the following blocks.
導波管整合器11(第1の整合手段)は、ミリ波の受信信号を入力とし、この入力回路のインピーダンス整合を行う立体回路である。 The waveguide matching unit 11 (first matching unit) is a three-dimensional circuit that receives a millimeter-wave reception signal and performs impedance matching of the input circuit.
ミキサダイオード12(ミキサ手段)は、導波管整合器11を通過した受信信号と外部から入力され、導波管整合器11を通過したローカル信号とを入力とし、この2つの信号によるミリ波の受信信号の周波数変換(ダウンコンバージョン)を行う回路素子である。
The mixer diode 12 (mixer means) receives a received signal that has passed through the
ミキサダイオード整合回路13(第2の整合手段)は、ミキサダイオード12によって作成される所定のマイクロ波帯周波数成分を含む複数個の周波数成分のうち、この所定のマイクロ波帯周波数成分に整合させて、マイクロ波帯中間周波信号aを得て出力とする整合回路である。
The mixer diode matching circuit 13 (second matching means) matches the predetermined microwave band frequency component among a plurality of frequency components including the predetermined microwave band frequency component created by the
このように、ミリ波帯導波管ダイオードミキサ1は、導波管整合器11、ミキサダイオード12およびミキサダイオード整合回路13が順次直列に接続されたブロック構成のモジュールユニットである。
As described above, the millimeter waveband
次に、中間周波増幅器21(増幅手段)は、ミリ波帯導波管ダイオードミキサ1の出力信号であるマイクロ波帯中間周波信号aを入力とし、これに帯域制限を加え、所望のレベルとなるような利得で増幅し、増幅された中間周波信号を出力とする増幅回路である。
Next, the intermediate frequency amplifier 21 (amplifying means) receives the microwave band intermediate frequency signal a, which is the output signal of the millimeter wave band
なお、増幅回路の増幅素子の段数は、1段または、記載はないが複数段を直列に接続してもよい。 Note that the number of stages of amplifier elements in the amplifier circuit may be one or a plurality of stages may be connected in series although not described.
受信レベル調整回路22(受信レベル調整手段)は、中間周波増幅器21の増幅動作に対し、ミリ波の受信信号の入力レベル変化に応じ、所望の出力レベルとなるような利得に制御する制御電圧bを作成する制御回路である。
The reception level adjustment circuit 22 (reception level adjustment means) controls the control voltage b to control the gain to a desired output level in response to the input level change of the millimeter wave reception signal for the amplification operation of the
このように、マイクロ波帯中間周波増幅器2は、中間周波増幅器21と受信レベル調整回路22とから成る自動利得制御が行われる増幅回路であり、受信機に入力される受信信号から所定の出力レベルの中間周波信号を得るブロック構成のモジュールユニットである。
As described above, the microwave band
なお、記載はしていないが、マイクロ波帯中間周波増幅器2の出力以降は、中間周波信号に対し、所定の信号処理が行われ、得られた信号(データ)は、高速データ端末および画像装置などにインターフェースされる。
Although not described, after the output of the microwave band
次に、本発明では、高インピーダンス線路31(高インピーダンス手段)が、ミリ波帯導波管ダイオードミキサ1の出力回路に分岐接続され、マイクロ波帯中間周波信号aである高周波成分に対し高インピーダンスとなり、高周波を阻止し、DC成分を通過させる回路となる。
Next, in the present invention, the high impedance line 31 (high impedance means) is branched and connected to the output circuit of the millimeter wave band
バイアス電圧発生器32(バイアス電圧発生手段)は、その出力が高インピーダンス線路31に接続され、中間周波信号を分岐して入力とし、これによって受信信号の過入力レベルを検出し、前記入力をDCレベルに変換し、バイアス電圧cとして高インピーダンス線路31を経由してミリ波帯導波管ダイオードミキサ1の出力回路に供給する制御回路である。
The bias voltage generator 32 (bias voltage generating means) has an output connected to the
このように、バイアス電圧発生回路3は、高インピーダンス線路31とバイアス電圧発生器32とから成る回路であり、バイアス電圧cをマイクロ波帯中間周波信号aの信号線に重畳して、ミキサダイオード整合回路13を経由してミキサダイオード12に対して与えられ、受信信号の過入力時に入力レベルを低減させるように受信レベル調整を行うバイアス電圧cを供給するブロック構成のモジュールユニットである。
Thus, the bias
次に、図2に本発明のミリ波帯導波管ダイオードミキサ回路図の実施例を示し、説明する。 Next, FIG. 2 shows an embodiment of a millimeter-wave band waveguide diode mixer circuit diagram of the present invention, which will be described.
本発明のミリ波帯導波管ダイオードミキサ1の回路は、外部からミリ波の受信信号とローカル信号が供給される導波管結合によってそれぞれ入力され、導波管による入力回路のインピーダンス整合が行われる導波管整合器11と、受信信号とローカル信号とのミキシングを行い、マイクロ波帯の周波数成分を得る周波数変換(ダウンコンバータ)を行う導波管整合器11の導波管内に配置されたミキサダイオード12と、ミキサダイオード12のアノードに直列接続され、所望のマイクロ波帯中間周波信号でインピーダンス整合がとれるようにするミキサダイオード整合回路13およびミキサダイオード整合回路13の出力である同軸の出力端子とを具備したモジュール構造回路である。
The circuit of the millimeter waveband
なお、同軸の出力端子からミキサダイオード12のアノードまでの回路は、高周波回路としての機能に加え、バイアス電圧経路としても用いられるように、バイアス電圧cを通過させ、ミキサダイオード12のアノードに印加するDC電圧経路を形成している。
The circuit from the coaxial output terminal to the anode of the
次に、図3に本発明のバイアス電圧発生回路図の実施例を示し、説明する。 Next, FIG. 3 shows an embodiment of a bias voltage generation circuit diagram of the present invention, which will be described.
本発明のバイアス電圧発生回路3は、ミリ波帯導波管ダイオードミキサ1とマイクロ波帯中間周波増幅器2との接続回路に一方の端子33が分岐接続され、他方の端子34がマイクロ波帯中間周波増幅器2の出力に分岐接続されている。
In the bias
上記一方の端子33は、高インピーダンス線路31に接続されている。
The one
上記他方の端子34は、バイアス電圧発生器32に接続され、その出力が、高インピーダンス線路31に接続されている。
The
バイアス電圧発生回路3は、高周波を阻止し、DCを通過させる例えばストリップラインなどで構成したインダクタによって実現される高インピーダンス線路31と、高インピーダンス線路31に接続されてバイアス電圧cを出力する回路となる一方の端子33と、マイクロ波帯中間周波増幅器2の出力線に接続されてマイクロ波帯中間周波信号aの一部のレベルを分岐入力する回路である他方の端子34と、受信信号の入力レベルが定常範囲であればバイアス電圧を発生せず、過入力であれば任意のバイアス電圧cを発生するバイアス電圧発生器32とを具備した回路構成である。
The bias
なお、マイクロ波帯中間周波増幅器2の信号入力回路において、マイクロ波帯中間周波信号aを通過させ、DCを阻止するため、中間周波増幅器21の入力側に直列にコンデンサ23が接続されている。
In the signal input circuit of the microwave band
従って、バイアス電圧cは、マイクロ波帯中間周波信号aと逆方向の経路によってミキサダイオード12へ供給される。
Therefore, the bias voltage c is supplied to the
更に、バイアス電圧発生器32は、マイクロ波帯中間周波増幅器2の出力である中間周波信号を分岐入力して、これを検波して得られるDC電圧に対して、過入力と判定する任意のしきい値と比較し、越えていればバイアス電圧cを発生し、出力とする信号処理回路を有する。
Further, the
次に、図4に本発明のミリ波帯導波管ダイオードミキサ回路の変換損失特性図を例示し、説明する。 Next, FIG. 4 illustrates and explains the conversion loss characteristic diagram of the millimeter waveband waveguide diode mixer circuit of the present invention.
この特性図は、受信信号の入力レベルに対応して作成されるバイアス電圧対ミキサの変換損失を特性図にしたものである。 This characteristic diagram is a characteristic diagram of the conversion loss of the bias voltage versus the mixer created corresponding to the input level of the received signal.
受信信号の入力レベルが「定常入力」レベルであれば、ミキサダイオード12に対し、受信レベル調整用のバイアス電圧の発生はない。(図4の黒丸点;バイアス電圧0V、変換損失;−5dB)。即ち、変換損失が最小であり、所望の変換周波数信号成分が最小減衰でミリ波帯導波管ダイオードミキサ1から出力される。
If the input level of the received signal is the “steady input” level, no bias voltage for receiving level adjustment is generated for the
次に、受信信号の入力レベルが「過入力」レベルであれば、ミキサダイオード12に対する受信レベル調整用のバイアス電圧の発生がある。(図4の矢印方向;最大バイアス電圧+2.5V、最大変換損失;−55dB)。即ち、変換損失が最大値であり、所望の変換周波数が50dBだけ減衰されてミリ波帯導波管ダイオードミキサ1から出力される。
Next, if the input level of the received signal is an “over-input” level, a bias voltage for adjusting the reception level for the
なお、実際に想定される入力変化範囲(70dB)に対して設定される制御量は、マイクロ波帯中間周波増幅器2の制御量負担分(30dB)を考慮し、ミキサ側の制御量負担分は、40dB程度(バイアス電圧;0〜2.4V、変換損失;−5dB〜−45dB)とする。
Note that the control amount set for the input variation range (70 dB) that is actually assumed takes into account the control amount share (30 dB) of the microwave band
これにより、後段のマイクロ波帯中間周波増幅器2の自動利得制御量を30dBに抑えられるので、受信信号の過入力による増幅素子での歪み発生を防止させ、中間周波増幅段での直線性が確保される。
As a result, the amount of automatic gain control of the subsequent microwave band
次に、図5に本発明のミリ波帯導波管ダイオードミキサ回路の入出力波形図を例示し、説明する。 Next, FIG. 5 illustrates and describes an input / output waveform diagram of the millimeter waveband waveguide diode mixer circuit of the present invention.
通常レベルの入力信号波形(正弦波に模式化)がバイアス電圧0Vのミキサダイオードに入力され、その出力信号波形はダイオード特性(実際は非直線特性)により半波波形分が出力に現れるので、高調波を含んだ歪み波となり、各種の周波数成分が得られる。 A normal-level input signal waveform (similar to a sine wave) is input to a mixer diode with a bias voltage of 0V, and the output signal waveform appears as a half-wave waveform at the output due to diode characteristics (actually non-linear characteristics). It becomes a distorted wave that contains various frequency components.
図示されてはいないが、通常レベルの2つの信号が入力されれば、図6のミキサダイオード特性により2つの周波数の和、差(本発明回路で必要とするマイクロ波信号成分)および高次周波数成分が発生する。(ミキサ機能)。 Although not shown, if two signals of normal level are input, the sum, difference (microwave signal component required by the circuit of the present invention), and higher-order frequency due to the mixer diode characteristics of FIG. Ingredients are generated. (Mixer function).
次に、図6に本発明のミリ波帯導波管ダイオードミキサ回路にバイアス電圧が与えられた場合の入出力波形図を例示し、説明する。 Next, FIG. 6 illustrates and describes an input / output waveform diagram when a bias voltage is applied to the millimeter waveband waveguide diode mixer circuit of the present invention.
過入力レベルの入力信号波形(正弦波に模式化)が、バイアス電圧として正電圧(+数V)にシフト(矢印方向)されて、ミキサダイオードに入力され、その出力信号波形はダイオード特性(実際は非直線特性)により半波分とはならず、概ね、入力波形に類似するような波形が出力に現れるので、高調波を含んだ歪み波分が少なくなり、ミキサで得られる各種の周波数成分のレベルも減衰される。 The input signal waveform of the excessive input level (schematically expressed as a sine wave) is shifted to the positive voltage (+ several V) as the bias voltage (in the direction of the arrow) and input to the mixer diode. The output signal waveform is diode characteristics (actually Because the waveform does not become half-wave due to (non-linear characteristics) and generally appears in the output as a waveform similar to the input waveform, distortion components including harmonics are reduced, and various frequency components obtained by the mixer are reduced. The level is also attenuated.
図示されてはいないが、過入力の入力信号を含む2つの信号が図6のミキサダイオードに入力されれば、バイアスされたダイオードの特性により、和、差(本発明回路で必要とするマイクロ波信号成分)および高次周波数成分が発生するものの、そのレベルが図5のミキサダイオードの特性に比べて抑えられる。(ミキサ変換損失の増加) Although not shown in the figure, if two signals including an over-input signal are input to the mixer diode of FIG. 6, the sum and difference (microwaves required in the circuit of the present invention) depending on the characteristics of the biased diode. Signal component) and higher-order frequency components are generated, but their levels are suppressed compared to the characteristics of the mixer diode of FIG. (Increase in mixer conversion loss)
次に、図7に本発明のミリ波帯導波管ダイオードミキサ回路の入出力特性図を例示し、説明する。 Next, FIG. 7 illustrates and describes an input / output characteristic diagram of the millimeter waveband waveguide diode mixer circuit of the present invention.
横軸をミリ波帯導波管ダイオードミキサ1の入力レベル(dBm)、縦軸をミリ波帯導波管ダイオードミキサ1の出力レベル(dBm)とした入出力特性カーブである。実線の特性が通常入力レベルとしてバイアス設定(0V)された入出力特性図であり、実線上の黒丸点は、歪まない最大入力点(入力;0dBm、出力;−5dBm)である。この黒丸点以上の入力レベルでは、ダイオードのクリッピングによる飽和特性が現れ、出力に歪みが発生する。
It is an input / output characteristic curve in which the horizontal axis represents the input level (dBm) of the millimeter waveband
次に、破線の特性が過入力レベルとしてバイアス設定(+V)されてレベル低減を行った入出力特性図例であり、波線上の黒丸点は、入力0dBm点において、実線の特性に比較し出力を10dBm減衰させた点である。
Next, an example of an input / output characteristic diagram in which the characteristic of the broken line is biased (+ V) as an excessive input level and the level is reduced, and the black dot on the wavy line is an output compared with the characteristic of the solid line at the
これは、出力値が(実線上の黒丸点;−5dBm)から(破線上の黒丸点;−15dBm)にシフトされた特性(イ→ロ)であり、歪を起こさない最大入力が10dB分だけ過入力側にシフト(入力;+10dBm、出力;−5dBm)される。即ち、入力信号の過入力レベルとして+10dBmまで歪まない特性が得られる。このことは、ミキサ入出力特性として、入出力の直線性の範囲を拡大しつつ、ダイオード素子固有の非直線カーブに載せて周波数変換を行うことである。 This is a characteristic (i → b) in which the output value is shifted from (solid circle point on solid line; −5 dBm) to (black circle point on broken line; −15 dBm), and the maximum input that does not cause distortion is only 10 dB. Shifted to the excessive input side (input; +10 dBm, output; -5 dBm). That is, a characteristic that does not distort up to +10 dBm as an excessive input level of the input signal can be obtained. This means that, as the mixer input / output characteristics, the frequency conversion is performed on a non-linear curve unique to the diode element while expanding the input / output linearity range.
実際面では、40dB分の減衰量(シフト量)を得るようにする。 In practice, an attenuation amount (shift amount) of 40 dB is obtained.
次に、図8に本発明のマイクロ波帯中間周波増幅器2の入出力特性図を例示し、説明する。
Next, FIG. 8 illustrates and describes an input / output characteristic diagram of the microwave band
図8は、ミキサの出力、即ち、中間周波増幅器の入力に対する同出力の特性カーブである。この特性図は、カーブの左側(黒丸点Xより更に左側)が直線性を確保した領域である。 FIG. 8 is a characteristic curve of the output of the mixer, that is, the output of the same output with respect to the input of the intermediate frequency amplifier. In this characteristic diagram, the left side of the curve (further to the left of the black circle point X) is an area in which linearity is ensured.
ところが、特性カーブ上での黒丸点Xより右側カーブ範囲になると、その出力信号に歪み分が含まれるようになり、信号復調に際し、信号対雑音比の劣化を招き、データに誤りなどを発生させてしまう。 However, when the curve is on the right curve from the black circle point X on the characteristic curve, the output signal will contain distortion, which will cause the signal to noise ratio to deteriorate during signal demodulation and cause errors in the data. End up.
即ち、ミキサへの通常入力レベルのカーブにおける最大入力点(図7、入力;0dBm)での出力(図7実線カーブ、−5dBm)点(イ)は、中間周波増幅器の入力点(図8,黒丸点Y)であり、ここでは、直線増幅が要求される中間周波増幅器の出力信号に非直線歪みを起こす領域に入ってしまう。このことは、ミキサ段階では、直線領域であっても、増幅器段階で歪ませてしまう。 That is, the output (FIG. 7, solid curve, −5 dBm) at the maximum input point (FIG. 7, input; 0 dBm) in the curve of the normal input level to the mixer is the input point (FIG. 8, FIG. 8). Here, the black circle point Y), where the output signal of the intermediate frequency amplifier that requires linear amplification enters a region that causes nonlinear distortion. In the mixer stage, this is distorted in the amplifier stage even in the linear region.
そこで、前記のミキサ段階で10dBm減衰点(図7,ロ:−15dBm)への減衰動作によって、中間周波増幅器の入力点を10dBm分だけマイナス側にシフトして、黒丸点Xとすることにより、中間周波増幅器の出力信号に直線性を確保する領域にできる。 Therefore, by shifting the input point of the intermediate frequency amplifier to the minus side by 10 dBm by the attenuation operation to the 10 dBm attenuation point (FIG. 7, b: −15 dBm) in the mixer stage, the black circle point X is obtained. This can be an area that ensures the linearity of the output signal of the intermediate frequency amplifier.
入力レベル変動範囲70dBに対応させるには、先に、ミリ波帯導波管ダイオードミキサ1で40dB分のシフト量を得ているので、マイクロ波帯中間周波増幅器2での自動利得制御の範囲を30dB分にすればよく、中間周波増幅器21の増幅素子の回路は、段数を削減した3段構成以下で済まされる。(従来構成に対し、少なくとも4段分が削減された。)
In order to correspond to the input level fluctuation range of 70 dB, the shift amount for 40 dB is obtained by the millimeter wave band
本発明は、移動通信に用いられる無線通信システムに適用されて、一例として、仮設された移動体間のデータ通信等に利用することができる。 The present invention is applied to a wireless communication system used for mobile communication, and can be used as an example for data communication between temporary mobile bodies.
1 ミリ波帯導波管ダイオードミキサ
2、20 マイクロ波帯中間周波増幅器
3 バイアス電圧発生回路
11 導波管整合器
12 ミキサダイオード
13 ミキサダイオード整合回路
21 中間周波増幅器
22 受信レベル調整回路
23 直流阻止コンデンサ
31 高インピーダンス線路
32 バイアス電圧発生器
33,34 端子
a マイクロ波帯中間周波信号
b 制御電圧
c バイアス電圧
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記ミリ波帯導波管ダイオードミキサの出力信号を所望のレベルに増幅して中間周波信号として出力する増幅手段と、該増幅手段を前記所望のレベルに制御する制御電圧を作成する受信レベル調整手段とが接続されたマイクロ波帯中間周波増幅器と、
を備えた受信信号のレベル調整回路であって、
前記ミリ波帯導波管ダイオードミキサの出力回路に接続された高インピーダンス手段とバイアス電圧発生手段とを有し、該バイアス電圧発生手段は、前記受信信号の過入力レベル時に受信レベル調整が行えるバイアス電圧を前記出力回路に重畳して前記ミキサ手段に供給することを特徴とする受信信号のレベル調整回路。 A first matching unit that receives a millimeter-wave reception signal as input and performs impedance matching of the input; mixer unit that performs frequency conversion between the received signal that has passed through the first matching unit and a local signal; and the mixer Millimeter wave waveguide diode in which a plurality of frequency components including a predetermined microwave band frequency component created by the means are sequentially connected to second matching means for matching the predetermined microwave band frequency component A mixer,
Amplifying means for amplifying the output signal of the millimeter-wave band waveguide diode mixer to a desired level and outputting it as an intermediate frequency signal, and reception level adjusting means for creating a control voltage for controlling the amplifying means to the desired level A microwave band intermediate frequency amplifier connected to
A received signal level adjusting circuit comprising:
A high-impedance means connected to an output circuit of the millimeter-wave band waveguide diode mixer and a bias voltage generating means, the bias voltage generating means being a bias capable of adjusting a reception level when an over-input level of the received signal A received signal level adjusting circuit, wherein a voltage is superimposed on the output circuit and supplied to the mixer means.
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