JP2683432B2 - MIC type frequency converter - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、マイクロ波帯のRF信号をUHF帯(1GHz)
のIF信号に周波数変換するためのダウンコンバータに使
用されるMIC(MICROWAVE INTEGRATED CIRCUIT)形周波
数変換器(以下MIC形ミキサと呼ぶ)に関するものであ
り、特にこの種の周波数変換器を安価に得ることを目的
としてなされたものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention converts an RF signal in a microwave band into a UHF band (1 GHz).
The present invention relates to a MIC (MICROWAVE INTEGRATED CIRCUIT) type frequency converter (hereinafter referred to as MIC type mixer) used in a down converter for frequency conversion to the IF signal of the It was made for the purpose.
第3図は信学技報MW88−28に記載された、22GHz帯の
マイクロ波信号(以下RF信号と呼ぶ)を1GHz帯のIF信号
に変換するダウンコンバータの構成を示すブロック図で
ある。図において、1はRF信号の入力端子、2はRF AM
P、3はRF BPF、4はミキサ用ダイオード、6は局部発
振器(以下、LOと呼ぶ)、5はLO BPF、7はLO信号入
力端子、8はIF LPF、9はIF信号出力端子である。な
お、説明の便宜のためRF BPF3,ミキサ用ダイオード4,L
O BPF5及びIF LPF8をまとめて周波数変換器(ミキ
サ)10と呼ぶことにする。11はミキサ10のRF信号入力端
子である。FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a down-converter for converting a microwave signal in the 22 GHz band (hereinafter referred to as an RF signal) to an IF signal in the 1 GHz band, which is described in IEICE Technical Report MW88-28. In the figure, 1 is an RF signal input terminal, 2 is RF AM
P, 3 RF BPF, 4 mixer diode, 6 local oscillator (hereinafter referred to as LO), 5 LO BPF, 7 LO signal input terminal, 8 IF LPF, 9 IF signal output terminal . For convenience of explanation, RF BPF3, mixer diode 4, L
The O BPF5 and the IF LPF8 are collectively called a frequency converter (mixer) 10. Reference numeral 11 is an RF signal input terminal of the mixer 10.
また図中、f1はRF信号周波数、f2はLO信号周波数、f3
はIF信号周波数、f4はf1のイメージ信号周波数である。
そしてこれらの周波数の間に成り立つ関係はf1>f2>f4
≫f3であり、かつf3=f1−f2=f2−f4である。In the figure, f 1 is the RF signal frequency, f 2 is the LO signal frequency, and f 3
Is the IF signal frequency, and f 4 is the image signal frequency of f 1 .
And the relation that holds between these frequencies is f 1 > f 2 > f 4
A »f 3, and is f 3 = f 1 -f 2 = f 2 -f 4.
ダウンコンバータの主な機能はRF信号入力端子1から
入力されるRF信号とLO6で発生されたLO信号とをミキサ
ダイオード4に注入して混合し、RF信号の周波数f1とLO
信号の周波数f2との差の周波数f3を得るものである。The primary function of the down converter and mixed by injecting the LO signal generated by the RF signal and LO6 inputted from the RF signal input terminal 1 to the mixer diode 4, the RF signal frequency f 1 and LO
The frequency f 3 of the difference from the frequency f 2 of the signal is obtained.
以下に各部分の基本的な動作を説明する。 The basic operation of each part will be described below.
RF AMP2は入力されたRF信号を増幅するもので、RF信
号の周波数帯域f1において、低雑音性,所定の利得の平
坦性が要求される。RF AMP2の出力はRF BPF3を介して
ミキサダイオード(MIX DIODE)4に供給される。RF AMP2 is intended to amplify the input RF signal, in the frequency band f 1 of the RF signal, low noise, flatness of the predetermined gain is required. The output of RF AMP2 is supplied to the mixer diode (MIX DIODE) 4 via RF BPF3.
RF BPF3はミキサダイオード4におけるRF信号に対す
るイメージ信号f4を抑圧すると同時に、LO信号f2のエネ
ルギーがダイオード4に十分に供給されるようにRF BP
F3を介してLO信号が漏れ出さないようにLO信号を抑圧す
るものである。LO6は局部信号の発振器であり、出力のL
O信号はLO信号入力端子7及びLO BPF5を介してミキサ
ダイオード4に供給される。The RF BPF 3 suppresses the image signal f 4 with respect to the RF signal in the mixer diode 4, and at the same time, the RF BP is adjusted so that the energy of the LO signal f 2 is sufficiently supplied to the diode 4.
The LO signal is suppressed so that the LO signal does not leak through F3. LO6 is the local signal oscillator, and the output L
The O signal is supplied to the mixer diode 4 via the LO signal input terminal 7 and LO BPF5.
LO BPF5はLO6からの不要出力波を抑圧すると同時
に、RF信号のエネルギーがLO BPF3を介して外部に漏れ
出さないようにRF信号を抑圧するものである。ミキサダ
イオード4はRF BPF3を介して供給されるRF信号とLO
BPF5を介して供給されるLO信号とを混合し、RF信号の周
波数f1とLOの信号周波数f2の和と差のIF周波数f3(=|f
1±f2|)を出力するものである。LO BPF5 suppresses the unnecessary output wave from LO6, and at the same time suppresses the RF signal so that the energy of the RF signal does not leak to the outside via LO BPF3. The mixer diode 4 and the RF signal supplied via RF BPF3 and LO
BPF5 mixing the LO signal supplied through the, IF frequency f 3 of the sum and difference of the signal frequency f 2 of the frequency f 1 and LO of the RF signal (= | f
1 ± f 2 |) is output.
ミキサダイオード4の出力はIF LPF8によって低い方
の周波数成分のみが選択され、f3=|f1−f2|のみがIF出
力端子9から取り出される。Only the lower frequency component of the output of the mixer diode 4 is selected by the IF LPF8, and only f 3 = | f 1 −f 2 | is taken out from the IF output terminal 9.
以上の通り、第3図のダウンコンバータにおいてマイ
クロ波のRF信号f1が1GHz帯のIF信号f3に変換されること
となる。As described above, the microwave RF signal f 1 is converted to the 1 GHz band IF signal f 3 in the down converter of FIG.
ミキサ10の部分における等価回路を第4図に示す。第
4図において、11はミキサのRF入力端子、22はRF BPF3
とミキサダイオード4とをつなぐマイクロストリップ線
路、23はミキサダイオード4の入力端で、LOの周波数帯
において短絡となるように設けられたLO周波数の1/4波
長開放線路、24はLO BPF5とミキサダイオード4とをつ
なぐマイクロストリップ線路、25はIF LPF8の等価回路
である。また、26はミキサダイオード4の電流帰還回
路、27はミキサダイオード4の動作点を決めるバイアス
回路であり、これらはチップ部品で構成されている。な
お、RF信号の周波数帯が12GHz帯付近の周波数では上記
の構成要素はすべて同一のテフロン基板上に構成でき
る。An equivalent circuit in the mixer 10 part is shown in FIG. In FIG. 4, 11 is the RF input terminal of the mixer, and 22 is the RF BPF3.
The microstrip line connecting the mixer diode 4 with the mixer diode 23, the input end of the mixer diode 4 is a 1/4 wavelength open line of the LO frequency provided so as to be short-circuited in the LO frequency band, and 24 is the LO BPF5 and the mixer. A microstrip line connecting the diode 4 and 25 is an IF LPF8 equivalent circuit. Further, 26 is a current feedback circuit for the mixer diode 4, 27 is a bias circuit for determining the operating point of the mixer diode 4, and these are composed of chip parts. It should be noted that all of the above components can be formed on the same Teflon substrate when the frequency band of the RF signal is near the 12 GHz band.
第4図中、RF BPF3及びLO BPF5はマイクロストリッ
プ線路で構成されるサイドカップル形BPFを示してい
る。この第4図中のマイクロストリップ線路22は、RF
BPF3のイメージ信号周波数帯での当該マイクロストリッ
プ線路22側のインピーダンスがミキサダイオード4から
みて短絡又は開放になるような長さが通常選ばれてい
る。又、マイクロストリップ線路24は、LO BPFのRF信
号の周波数帯域での当該マイクロストリップ線路24側の
インピーダンスがミキサダイオード4からみて短絡又は
開放となるような長さが選ばれている。ミキサ10の性能
の良さを示す変換損はRF BPF3,LO BPF5の特性及びマ
イクロストリップ線路22,24の長さに大きく依存してい
るため、これらの構成要素の組合せ方が回路実現のため
の重要なポイントになる。In FIG. 4, RF BPF3 and LO BPF5 are side-coupled BPFs composed of microstrip lines. The microstrip line 22 in FIG. 4 is RF
A length is usually selected so that the impedance on the microstrip line 22 side in the image signal frequency band of BPF3 is short-circuited or open when viewed from the mixer diode 4. Further, the length of the microstrip line 24 is selected so that the impedance on the side of the microstrip line 24 in the frequency band of the RF signal of LO BPF is short-circuited or open when viewed from the mixer diode 4. The conversion loss, which indicates the good performance of the mixer 10, depends largely on the characteristics of the RF BPF3, LO BPF5 and the length of the microstrip lines 22 and 24.Therefore, the combination of these components is important for realizing the circuit. It will be a point.
第4図中、Z11,Z12,Z21,Z31,Z32,Z33,Z34はそれぞれ
のマイクロストリップ線路の特性インピーダンスを示
し、l11,l12,l21,l31,l32,l33,l34はそれぞれのマイク
ロストリップ線路の電気長を示している。又、λ1,λ2,
λ3,λ4はそれぞれRF信号,LO信号,IF信号,イメージ信
号の波長を示している。Z11〜Z34,l11〜l34は各々実験
により決定される場合が多いが、おおよその目安を第4
図中の表に示している。Z11〜Z34についてはZL<50Ω,Z
0≒50Ω,ZH>50Ωとする。In FIG. 4, Z 11 ,, Z 12 ,, Z 21 ,, Z 31 ,, Z 32 , Z 33 , Z 34 represent characteristic impedances of the respective microstrip lines, and l 11 ,, l 12 ,, l 21 ,, l 31 ,, l 32 , l 33 , and l 34 indicate the electrical length of each microstrip line. Also, λ 1 , λ 2 ,
λ 3 and λ 4 indicate the wavelengths of the RF signal, LO signal, IF signal and image signal, respectively. Z 11 to Z 34 and l 11 to l 34 are often determined by experiments, but a rough guideline is
This is shown in the table in the figure. Z L <50Ω, Z for Z 11 to Z 34
Set 0 ≈ 50Ω and Z H > 50Ω.
RF BPF3及びLO BPF5は第4図中にも記載されている
マイクロストリップ線路形のものが構成も容易で性能も
安定している点から、ミキサ10としてテフロン等の誘電
体をベースとしたプリント基板上の構成要素として広く
使用されている。これによって、第4図中の構成要素が
MIC回路としてすべて同一のプリント基板上に構成で
き、安価なミキサが実現できる。As the RF BPF3 and LO BPF5, the microstrip line type described in FIG. 4 is easy to configure and the performance is stable. Therefore, the mixer 10 is a printed circuit board based on a dielectric such as Teflon. Widely used as the above component. As a result, the components shown in FIG.
All the MIC circuits can be configured on the same printed circuit board, and an inexpensive mixer can be realized.
しかし、RF信号の周波数及びLO信号の周波数が20GHz
帯付近にまで高くなると、誘電体損失が無視できなくな
り、テフロン基板上に構成したBPFでは材料の性質上、B
PFの通過損失が大きくなることから、信学技報MW88−28
に見られるように、アルミナセラミック基板上に誘電体
共振器を用いたRF BPF,LO BPFを構成して所要の性能
を得る必要がある。However, the frequency of the RF signal and the frequency of the LO signal are 20 GHz.
When it gets higher near the band, the dielectric loss cannot be ignored, and in the case of BPF configured on a Teflon substrate, due to the nature of the material, B
Since the passing loss of PF becomes large,
As shown in, it is necessary to construct RF BPF and LO BPF using a dielectric resonator on an alumina ceramic substrate to obtain the required performance.
ところが、アルミナセラミック基板や誘電体共振器を
用いたBPFは大変高価で、一枚の基板には構成できない
ためミキサ及びダウンコンバータ自体が高価なものとな
り、量産にも不向きとなるという欠点があった。However, the BPF using an alumina ceramic substrate or a dielectric resonator is very expensive, and since it cannot be configured on a single substrate, the mixer and down converter itself become expensive, and they are not suitable for mass production. .
この発明は、上記のような従来のものの問題点を解決
するためになされたもので、安価で量産性の高いミキサ
を実現でき、ダウンコンバータとしても安価で、かつ小
型で性能が安定したMIC形周波数変換器を実現すること
を目的としている。The present invention has been made to solve the problems of the conventional ones described above, and it is possible to realize a mixer that is inexpensive and has high mass productivity. It is also a down converter that is inexpensive, small, and stable in performance. The purpose is to realize a frequency converter.
この発明に係るMIC形周波数変換器は、RF信号と局部
発振信号とを入力してIF信号を出力するミキサ部を同一
プリント基板上に形成してなるMIC形周波数変換器にお
いて、入力された前記RF信号を増幅する増幅器と、該増
幅器が出力するRF信号を通過させるとともにイメージ信
号を抑圧する、第1のマイクロストリップ線路と,該第
1のマイクロストリップ線路の両端にそれぞれ接続され
るとともに、その先端が短絡または開放された第2,第3
のマイクロストリップ線路とにより構成されたハイパス
フィルタまたはバンドリジェクションフィルタと、前記
局部発振信号を通過させるとともに前記増幅器が出力す
るRF信号を抑圧する、第4のマイクロストリップ線路
と,該第4のマイクロストリップ線路の両端にそれぞれ
接続されるとともに、その先端が短絡または開放された
第5,第6のマイクロストリップ線路とにより構成された
ローパスフィルタまたはバンドリジェクションフィルタ
と、前記ハイパスフィルタと前記ローパスフィルタとに
接続され、前記局部発振信号の周波数を倍増して前記RF
信号と混合するミキサダイオードと、該ダイオードの出
力を入力して前記IF信号を出力するIF信号用ローパスフ
ィルタとを備えるようにしたものである。The MIC type frequency converter according to the present invention is a MIC type frequency converter in which a mixer section for inputting an RF signal and a local oscillation signal and outputting an IF signal is formed on the same printed circuit board. An amplifier for amplifying an RF signal, a first microstrip line for passing the RF signal output from the amplifier and suppressing an image signal, and a first microstrip line connected to both ends of the first microstrip line, respectively. 2nd, 3rd with shorted or opened tip
A high-pass filter or a band-rejection filter configured by a microstrip line of the fourth microstrip line, and a fourth microstrip line that passes the local oscillation signal and suppresses the RF signal output from the amplifier, and the fourth microstrip line. A low-pass filter or a band-rejection filter, which is connected to both ends of the strip line and has fifth and sixth microstrip lines whose ends are short-circuited or opened, the high-pass filter and the low-pass filter, respectively. Is connected to the RF signal by doubling the frequency of the local oscillation signal.
A mixer diode for mixing with a signal and an IF signal low-pass filter for receiving the output of the diode and outputting the IF signal are provided.
この発明におけるMIC形周波数変換器においては、ミ
キサダイオードを2次高調波ミキサとして動作させるこ
とにより、LO信号の周波数とRF信号の周波数の差が大き
くなり、RF BPFに要求される帯域外特性、LO BPFに要
求されるLO信号とRF信号の選択度が軽減されるので、BP
Fの代わりに第1のマイクロストリップ線路と,該第1
のマイクロストリップ線路の両端にそれぞれ接続される
とともに、その先端が短絡または開放された第2,第3の
マイクロストリップ線路とにより構成されたハイパスフ
ィルタまたはバンドリジェクションフィルタ、及び第4
のマイクロストリップ線路と,該第4のマイクロストリ
ップ線路の両端にそれぞれ接続されるとともに、その先
端が短絡または開放された第5,第6のマイクロストリッ
プ線路とにより構成されたローパスフィルタまたはバン
ドリジェクションフィルタを使用して挿入損失を増加さ
せずにミキサとしての所定の性能を実現するものであ
る。In the MIC type frequency converter according to the present invention, by operating the mixer diode as a second harmonic mixer, the difference between the frequency of the LO signal and the frequency of the RF signal becomes large, and the out-of-band characteristics required for RF BPF, Since the LO signal and RF signal selectivity required for LO BPF is reduced, BP
The first microstrip line instead of F and the first microstrip line
High-pass filter or band-rejection filter, which is connected to both ends of the microstrip line and has a second and a third microstrip line whose ends are short-circuited or open, and a fourth
Low-pass filter or band rejection including a microstrip line and a fifth and sixth microstrip line which are respectively connected to both ends of the fourth microstrip line and whose ends are short-circuited or opened. A filter is used to achieve a predetermined performance as a mixer without increasing insertion loss.
ここで、RF HPF及びLO LPF又はRF BRF及びLO BRF
はテフロン基板上に構成しても誘電体損失が伝送特性上
問題とならないため、MIC形周波数変換器として一枚の
テフロン基板上に安価に構成することが可能である。Where RF HPF and LO LPF or RF BRF and LO BRF
Since the dielectric loss does not pose a problem in terms of transmission characteristics even if it is configured on a Teflon substrate, it can be inexpensively configured on a single Teflon substrate as a MIC type frequency converter.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例によるMIC形周波数変換器
を示し、図において、第4図と同一符号は同一のものを
示す。33はRF HPF、35はLO LPF、36はRF信号f1とIF信
号の周波数f3の差f2の1/2の周波数f5(=f2/2)の発振
出力を有するLO、40はRF HPF33,LO LPF35,ミキサダイ
オード4及びIF LPF8からなるミキサである。FIG. 1 shows a MIC type frequency converter according to an embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 4 indicate the same elements. 33 LO, 40 with an oscillation output of the RF HPF, 35 is LO LPF, 36 is an RF signal f 1 and half of the frequency f 5 of the difference f 2 of the frequency f 3 of the IF signal (= f 2/2) Is a mixer including RF HPF33, LO LPF35, mixer diode 4 and IF LPF8.
また、RF AMPに符号2′を付したのは、ミキサ40の
変換損失を補うため、第3図のRF AMP2よりRF信号の周
波数帯域での利得を増加させたからである。Further, the reference numeral 2'is attached to RF AMP because the gain in the frequency band of the RF signal is increased from that of RF AMP2 in FIG. 3 in order to compensate the conversion loss of the mixer 40.
次に、第1図における各部分の動作について説明す
る。Next, the operation of each part in FIG. 1 will be described.
RF AMP2′はRF信号入力端子1から入力されたRF信号
を増幅する。ミキサ40の変換損がミキサ10の変換損より
実際上、大きくなるため、損失の差に相当する分だけRF
AMP2よりRF信号の周波数帯域において利得を大きく設
定している。しかし、このことによる製造コストの上昇
は小さい。The RF AMP 2'amplifies the RF signal input from the RF signal input terminal 1. Since the conversion loss of the mixer 40 is actually larger than that of the mixer 10, the RF loss is equal to the difference in loss.
The gain is set larger than that of AMP2 in the frequency band of the RF signal. However, the increase in manufacturing cost due to this is small.
RF HPF33はRF信号f1を通過させ、かつRF信号f1とIF
信号f3との差の周波数f2{=LO信号f5の2倍の周波数}
及びRF信号f1に対するイメージ周波数f4{=2×f5−
f3}に対して抑圧効果を持たせたものである。RF HPF 33 passes the RF signals f 1, and RF signals f 1 and IF
Frequency f 2 of the difference from the signal f 3 {= frequency twice the LO signal f 5 }
And the image frequency f 4 for the RF signal f 1 {= 2 × f 5 −
It has a suppressing effect on f 3 }.
また、LO LPF35はLO信号f5を通過させ、RF信号f1とL
O信号f5の2倍の周波数f2に対して抑圧効果を持たせた
ものである。Furthermore, LO LPF 35 passes the LO signal f 5, RF signal f 1 and L
This is to suppress the frequency f 2 which is twice the frequency of the O signal f 5 .
LO36はRF信号f1とIF信号f3の差の周波数f2の1/2の周
波数f5を発振出力とし、LO LPF35を介してミキサダイ
オード(MIX DIODE)4にLO信号を供給する。ミキサダ
イオード4ではミキサダイオードの非線形特性によりLO
信号f5の2倍の周波数、即ちf2を発生し、これがRF信号
周波数f1と混合されることにより、第3図の場合と同じ
く、|f1±(2×f5)|=|f1±f2|の周波数が得られ、I
F LPF8を介することにより、差の周波数|f1−f2|=f3
のみが出力として得られる。The LO 36 oscillates at a frequency f 5 that is half the frequency f 2 that is the difference between the RF signal f 1 and the IF signal f 3 , and supplies the LO signal to the mixer diode (MIX DIODE) 4 via the LO LPF 35. The mixer diode 4 has an LO due to the nonlinear characteristics of the mixer diode.
By generating a frequency twice as high as the signal f 5 , that is, f 2 , and mixing it with the RF signal frequency f 1 , | f 1 ± (2 × f 5 ) | = | as in the case of FIG. The frequency f 1 ± f 2 |
The difference frequency | f 1 −f 2 | = f 3
Only available as output.
上記の動作によって第1図の回路は第3図の回路とそ
の要求機能が一致する。By the above operation, the required function of the circuit of FIG. 1 matches that of the circuit of FIG.
ミキサ40についての等価回路を第2図に示す。第2図
について各部分の動作を説明する。図中、Z11〜Z34,l11
〜l34は第4図と同様の意味の記号である。λ5はLO36
の発振周波数f5の波長である。An equivalent circuit for the mixer 40 is shown in FIG. The operation of each part will be described with reference to FIG. In the figure, Z 11 to Z 34 , l 11
~ L 34 is a symbol having the same meaning as in FIG. 4. λ 5 is LO36
Is the wavelength of the oscillation frequency f 5 .
RF HPF33はミキサダイオード4からマイクロストリ
ップ線路22′のイメージ信号の1/4波長(=λ4/4)に相
当する距離に、又1/4波長がとれないときはイメージ信
号の1/2波長の距離にイメージ信号の1/4波長先端開放線
路を設け、さらにそこからイメージ信号の1/4波長の位
置にイメージ信号の周波数の1/4波長先端開放線路を設
ける。即ち、図中において、l1=λ4/4,l2=λ4/4,l3=
λ4/4とし、第4図の場合と同様、Z1=ZL,Z2=ZO,Z3=Z
Lと決める。RF HPFの通過特性は第5図のような特性と
することが可能で、ミキサダイオード4からRF HPFを
みたとき、イメージ周波数において短絡に近い大きな減
衰量を持たせることができる。これによってRF HPFはR
F信号f1を通過させるが、イメージ周波数に対して抑圧
量を持つことになり、又、第5図に示す通りf2に対して
も抑圧量を持つので、RF BPF3と置き換えが可能とな
る。しかし、RF BPFと異なり、RF信号の周波数帯域に
対してはマイクロストリップ線路が伝送線路となるため
通過損失は大きくならない。RF HPF 33 1/2 wavelength of the image signal when the distance corresponding to a quarter wavelength of the image signal of the microstrip line 22 'from the mixer diodes 4 (= λ 4/4) , which also is not possible to quarter wave A 1/4 wavelength open-ended line of the image signal is provided at the distance of 1/4, and a 1/4 wavelength open-ended line of the frequency of the image signal is further provided at a position of 1/4 wavelength of the image signal. Namely, In FIG, l 1 = λ 4/4 , l 2 = λ 4/4, l 3 =
Assuming that λ 4/4 , Z 1 = Z L , Z 2 = Z O , Z 3 = Z as in the case of FIG.
Decide as L. The pass characteristic of the RF HPF can be set as shown in FIG. 5, and when the RF HPF is seen from the mixer diode 4, a large attenuation amount close to a short circuit can be provided at the image frequency. This causes RF HPF to be R
Although the F signal f 1 is passed, it has a suppression amount for the image frequency, and since it also has an suppression amount for f 2 as shown in FIG. 5, it can be replaced with RF BPF3. . However, unlike RF BPF, the pass loss does not increase because the microstrip line serves as a transmission line for the frequency band of the RF signal.
第2図においては、RF HPF33は2段の場合を示して
いるが、3段として同じパターンを繰り返して接続する
ことも可能であり、その場合、段数に応じて抑圧量が増
加する。LO周波数f5の1/4波長開放線路21はミキサダイ
オード4の入力端で、f5の周波数において短絡となるよ
うに設けたものである。Although FIG. 2 shows the case where the RF HPF 33 has two stages, it is also possible to repeatedly connect the same pattern with three stages, in which case the suppression amount increases in accordance with the number of stages. The 1/4 wavelength open line 21 having the LO frequency f 5 is provided at the input end of the mixer diode 4 so as to be short-circuited at the frequency f 5 .
一方、LO LPF35はミキサダイオード4からマイクロ
ストリップ線路23′を介してRF信号の1/4波長の位置又
は1/2波長の位置に、RF信号の1/2波長の先端短絡線路を
設け、さらにRF信号の1/4波長分離してRF信号の1/2波長
の先端短絡線路を設ける。LO LPFは第6図のような通
過特性を示し、ミキサダイオード4からマイクロストリ
ップ線路24を介してLO LPF35をみたとき、RF信号周波
数に対して開放に近い減衰量を持たせることができる。On the other hand, the LO LPF35 is provided with a tip short-circuit line of 1/2 wavelength of the RF signal at a position of 1/4 wavelength or 1/2 wavelength of the RF signal from the mixer diode 4 via the microstrip line 23 '. Separate the 1/4 wavelength of the RF signal and provide a short-circuit line at the tip of the 1/2 wavelength of the RF signal. The LO LPF exhibits the pass characteristic as shown in FIG. 6, and when the LO LPF 35 is seen from the mixer diode 4 through the microstrip line 24, it is possible to provide the RF signal frequency with an attenuation amount which is almost open.
一方、LO信号f5はRF信号の周波数f1に比べて1/2程度
の周波数であるため、LO LPF35における通過損失はマ
イクロストリップ線路の伝送損失が支配的であるため、
実用上十分に小さい。これによって、第4図に示したLO
BPF5との置き換えが可能となる。On the other hand, since the LO signal f 5 has a frequency that is about 1/2 of the frequency f 1 of the RF signal, the transmission loss of the microstrip line is dominant in the pass loss in the LO LPF 35.
Small enough for practical use. As a result, the LO shown in FIG.
It can be replaced with BPF5.
また、RF HPFは33イメージ周波数の1/4波長先端開放
線路によるHPFを示したが、LO LPF35の構成のような形
状で、イメージ周波数における1/2波長先端短絡線路に
よるイメージ周波数に対するBRFでもよく、LO LPF35は
RF HPF33の構成のような形状で、RF信号周波数の1/4波
長先端開放線路で構成してもよい。Also, the RF HPF shows an HPF with a 1/4 wavelength open-ended line of 33 image frequencies, but it has a shape similar to that of the LO LPF35, and it may be a BRF for an image frequency with a 1/2 wavelength short-circuited line at the image frequency. , LO LPF35
The RF HPF 33 may have a shape similar to that of the RF HPF 33, and may be configured by a 1/4 wavelength open-ended line of the RF signal frequency.
さらに、第7図,第8図の他の実施例に示すように、
RF HPF33において、最大抑圧量を与える周波数をイメ
ージ周波数とLOの2倍の周波数の間に選ぶことや、LO
LPF35において最大抑圧量を与える周波数をRF信号周波
数とLOの2倍の周波数の間に選ぶことも可能である。Furthermore, as shown in other embodiments of FIGS. 7 and 8,
In the RF HPF33, select the frequency that gives the maximum suppression amount between the image frequency and twice the LO frequency, or LO
It is also possible to select the frequency that gives the maximum amount of suppression in the LPF35 between the RF signal frequency and twice the LO frequency.
これらの変形はすべて実際の回路における調整段階で
実行される。All these modifications are carried out in the adjustment stage of the actual circuit.
第2図中にも示された通り、RF HPF33は第1のマイ
クロストリップ線路と,該第1のマイクロストリップ線
路の両端にそれぞれ接続されるとともに、その先端が開
放された第2,第3のマイクロストリップ線路とにより構
成されたものであり、LO LPF35は第4のマイクロスト
リップ線路と,該第4のマイクロストリップ線路の両端
にそれぞれ接続されるとともに、その先端が短絡された
第5,第6のマイクロストリップ線路とにより構成された
ものであるので、これらを同一プリント基板上に容易に
構成でき、従って、MIC形周波数変換器が安価に実現で
きる。As also shown in FIG. 2, the RF HPF 33 is connected to the first microstrip line and to both ends of the first microstrip line, respectively, and the tip ends of the second and third RF strips are opened. The LO LPF35 is composed of a microstrip line, and the LO LPF35 is connected to the fourth microstrip line and both ends of the fourth microstrip line, respectively, and the fifth and the sixth are short-circuited at their tips. , And the microstrip line can be easily formed on the same printed circuit board, so that the MIC type frequency converter can be realized at low cost.
なお、上記実施例ではミキサダイオードを2次高調波
ミキサとして動作させるようにしたが、n次(nは2以
上の整数)高調波ミキサとして動作させてもよく、上記
実施例と同様の効果を奏する。Although the mixer diode is operated as a second-order harmonic mixer in the above-described embodiment, it may be operated as an n-th order (n is an integer of 2 or more) harmonic mixer, and the same effect as that of the above-described embodiment is obtained. Play.
以上のようにこの発明によれば、RF信号と局部発振信
号とを入力してIF信号を出力するミキサ部を同一プリン
ト基板上に形成してなるMIC形周波数変換器において、
入力された前記RF信号を増幅する増幅器と、該増幅器が
出力するRF信号を通過させるとともにイメージ信号を抑
圧する、第1のマイクロストリップ線路と,該第1のマ
イクロストリップ線路の両端にそれぞれ接続されるとと
もに、その先端が短絡または開放された第2,第3のマイ
クロストリップ線路とにより構成されたハイパスフィル
タまたはバンドリジェクションフィルタと、前記局部発
振信号を通過させるとともに前記増幅器が出力するRF信
号を抑圧する、第4のマイクロストリップ線路と,該第
4のマイクロストリップ線路の両端にそれぞれ接続され
るとともに、その先端が短絡または開放された第5,第6
のマイクロストリップ線路とにより構成されたローパス
フィルタまたはバンドリジェクションフィルタと、前記
ハイパスフィルタと前記ローパスフィルタとに接続さ
れ、前記局部発振信号の周波数を倍増して前記RF信号と
混合するミキサダイオードと、該ダイオードの出力を入
力して前記IF信号を出力するIF信号用ローパスフィルタ
とを備えるようにしたので、RF信号周波数とLO信号周波
数との差が大きくなり、20GHz帯の高い周波数において
は入手の容易な部品では構成が難しいRF BPFやLO BPF
の代わりに、第1のマイクロストリップ線路と,該第1
のマイクロストリップ線路の両端にそれぞれ接続される
とともに、その先端が短絡または開放された第2,第3の
マイクロストリップ線路とにより構成されたハイパスフ
ィルタまたはバンドリジェクションフィルタ、及び第4
のマイクロストリップ線路と,該第4のマイクロストリ
ップ線路の両端にそれぞれ接続されるとともに、その先
端が短絡または開放された第5,第6のマイクロストリッ
プ線路とにより構成されたローパスフィルタまたはバン
ドリジェクションフィルタを使用して安価なミキサを構
成することができ、ミキサを含むダウンコンバータを安
価に構成できるという効果がある。As described above, according to the present invention, in the MIC type frequency converter formed by forming the mixer section for inputting the RF signal and the local oscillation signal and outputting the IF signal on the same printed circuit board,
An amplifier that amplifies the input RF signal, a first microstrip line that passes an RF signal output from the amplifier and suppresses an image signal, and is connected to both ends of the first microstrip line, respectively. And a high-pass filter or band-rejection filter composed of second and third microstrip lines whose ends are short-circuited or open, and an RF signal output from the amplifier while passing the local oscillation signal. A fourth microstrip line for suppressing and fifth and sixth lines connected to both ends of the fourth microstrip line and having their ends short-circuited or opened.
A low-pass filter or a band-rejection filter constituted by a microstrip line, connected to the high-pass filter and the low-pass filter, and a mixer diode for doubling the frequency of the local oscillation signal and mixing with the RF signal, Since the output of the diode is input and the IF signal low-pass filter that outputs the IF signal is provided, the difference between the RF signal frequency and the LO signal frequency becomes large, and it is available at a high frequency of 20 GHz band. RF BPF and LO BPF that are difficult to configure with easy components
Instead of the first microstrip line and the first microstrip line,
High-pass filter or band-rejection filter, which is connected to both ends of the microstrip line and has a second and a third microstrip line whose ends are short-circuited or open, and a fourth
Low-pass filter or band-rejection composed of the fifth and sixth microstrip lines which are respectively connected to both ends of the fourth microstrip line and whose ends are short-circuited or opened. There is an effect that an inexpensive mixer can be configured by using a filter, and a down converter including the mixer can be configured at low cost.
第1図はこの発明の一実施例によるダウンコンバータの
ブロック図、第2図はこの発明の一実施例によるミキサ
の等価回路図、第3図は従来のダウンコンバータのブロ
ック図、第4図は従来のミキサの等価回路図、第5図は
RF HPFの通過損失特性を示す説明図、第6図はLO LPF
の通過損失特性を示す説明図、第7図はRF HPFの変形
例の通過損失特性を示す説明図、第8図はLO LPFの変
形例の通過損失特性を示す説明図である。 図において、4はミキサダイオード、33はRF HPF、35
はLO LPF、36は第2次高調波ミキサを動作させる局部
信号発振器である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。1 is a block diagram of a down converter according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a mixer according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a block diagram of a conventional down converter, and FIG. An equivalent circuit diagram of a conventional mixer, FIG.
Explanatory diagram showing pass loss characteristics of RF HPF, Fig. 6 is LO LPF
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a passage loss characteristic of a modification of RF HPF, and FIG. 8 is an explanatory diagram showing a passage loss characteristic of a modification of LO LPF. In the figure, 4 is a mixer diode, 33 is an RF HPF, 35
Is a LO LPF, and 36 is a local signal oscillator for operating the second harmonic mixer. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
を出力するミキサ部を同一プリント基板上に形成してな
るMIC形周波数変換器において、 入力された前記RF信号を増幅する増幅器と、 該増幅器が出力するRF信号を通過させるとともにイメー
ジ信号を抑圧する、第1のマイクロストリップ線路と,
該第1のマイクロストリップ線路の両端にそれぞれ接続
されるとともに、その先端が短絡または開放された第2,
第3のマイクロストリップ線路とにより構成されたハイ
パスフィルタまたはバンドリジェクションフィルタと、 前記局部発振信号を通過させるとともに前記増幅器が出
力するRF信号を抑圧する、第4のマイクロストリップ線
路と,該第4のマイクロストリップ線路の両端にそれぞ
れ接続されるとともに、その先端が短絡または開放され
た第5,第6のマイクロストリップ線路とにより構成され
たローパスフィルタまたはバンドリジェクションフィル
タと、 前記ハイパスフィルタと前記ローパスフィルタとに接続
され、前記局部発振信号の周波数を倍増して前記RF信号
と混合するミキサダイオードと、 該ダイオードの出力を入力して前記IF信号を出力するIF
信号用ローパスフィルタとを備えたことを特徴とするMI
C形周波数変換器。1. A MIC type frequency converter in which a mixer section for inputting an RF signal and a local oscillation signal and outputting an IF signal is formed on the same printed circuit board, and an amplifier for amplifying the inputted RF signal. And a first microstrip line that passes an RF signal output from the amplifier and suppresses an image signal,
Second ends connected to both ends of the first microstrip line and short-circuited or open at their ends,
A high-pass filter or a band-rejection filter configured by a third microstrip line; a fourth microstrip line that passes the local oscillation signal and suppresses an RF signal output by the amplifier; , A low-pass filter or a band-rejection filter, which is connected to both ends of the microstrip line and has fifth and sixth microstrip lines whose ends are short-circuited or open, and the high-pass filter and the low-pass filter. A mixer diode connected to the filter for doubling the frequency of the local oscillation signal and mixing with the RF signal; and an IF for inputting the output of the diode and outputting the IF signal.
MI characterized by having a signal low-pass filter
C type frequency converter.
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---|---|---|---|
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