JP2850937B2 - マイクロ波帯域用位相変調器 - Google Patents

マイクロ波帯域用位相変調器

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JP2850937B2
JP2850937B2 JP5237869A JP23786993A JP2850937B2 JP 2850937 B2 JP2850937 B2 JP 2850937B2 JP 5237869 A JP5237869 A JP 5237869A JP 23786993 A JP23786993 A JP 23786993A JP 2850937 B2 JP2850937 B2 JP 2850937B2
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diodes
modulation signal
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modulation
voltage
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新一 大曲
修 山本
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03CMODULATION
    • H03C7/00Modulating electromagnetic waves
    • H03C7/02Modulating electromagnetic waves in transmission lines, waveguides, cavity resonators or radiation fields of antennas
    • H03C7/025Modulating electromagnetic waves in transmission lines, waveguides, cavity resonators or radiation fields of antennas using semiconductor devices
    • H03C7/027Modulating electromagnetic waves in transmission lines, waveguides, cavity resonators or radiation fields of antennas using semiconductor devices using diodes

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Amplitude Modulation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波帯域(1〜
100[GHz])で用いられる平衡形の位相変調器に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のマイクロ波帯域用位相変
調器は、例えば特開昭57−155865号公報に開示
されたものでは、図3に示すような回路構成になってい
る。この位相変調器は、入力端子1及び出力端子2を備
えたブランチライン3[dB]ハイブリッド10に対
し、ダイオード20,20′を用いて変調信号端子30
を設けている。この位相変調器では、入力端子1から入
ったマイクロ波信号がブランチライン3[dB]ハイブ
リッド10に入り、ダイオード20,20′によって変
調を受ける。通常ダイオード20,20′にはショット
キバリアダイオードが使用される。
【0003】図4は、この位相変調器における変調特性
を変調電圧Vm と出力信号電圧Vout との関係で示した
ものである。この位相変調器の場合、変調特性に従って
変調電圧Vm の小さい範囲で使用すれば線形変調器とし
て動作する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図3に示した位相変調
器の場合、変調電圧の小さい範囲で使用するため、信号
損失が大きくなってしまうという問題がある。
【0005】又、ダイオードにショットキバリアダイオ
ードを使用しているため、変調器における最大入力電力
が+10[dBm]と低くなり、出力電力の方は−5
[dBm]程度となるので、所望の出力電力を得るため
には増幅器の段数を増加させる必要がある。ところが、
このように増幅段を増加させると、回路構成が複雑にな
ってしまう。
【0006】更に、出力電圧レベルが低過ぎて回路全体
のインピーダンスを一定に保ち難いという欠点がある。
【0007】本発明は、かかる問題点を解決すべくなさ
れたもので、その技術的課題は、信号損失が小さく、簡
素な構成で所望の出力電力が得られると共に、インピー
ダンスが一定に保たれるマイクロ波帯域用位相変調器を
提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、バラン
ス・アンバランス変換部に2つのダイオードを出力端子
からバイアス回路の間に互いに同極性に接続したマイク
ロ波域用位相変調器において、バイアス回路では、2つ
のダイオードのそれぞれに2つのオペアンプを通して同
相のバイアスを和が一定になるように印加すると共に、
変調信号を該2つのオペアンプの一方のものには反転さ
せ,且つ他方のものには反転せずに与えて該2つのダイ
オードに逆相の変調電圧を印加するマイクロ波帯域用位
相変調器が得られる。
【0009】又、本発明によれば、バランス・アンバラ
ンス変換部に2つのダイオードを互いに同極性で接続し
たマイクロ波域用位相変調器において、2つのダイオー
ドのうちの一方に固定バイアス電圧と変調信号とを重畳
させて印加する第1の重畳印加手段と、2つのダイオー
ドのうちの他方に固定バイアス電圧と変調信号の位相が
反転した反転変調信号とを重畳させて印加する第2の重
畳印加手段とを含み、固定バイアス電圧は、変調信号が
零のときに入力,又は出力のインピーダンスが安定状態
となるように選定されたマイクロ波帯域用位相変調器が
得られる。
【0010】更に、本発明によれば、バランス・アンバ
ランス変換部に2つのダイオードを互いに逆極性で接続
したマイクロ波域用位相変調器において、2つのダイオ
ードのうちの一方に固定バイアス電圧と変調信号とを重
畳させて印加する第1の重畳印加手段と、2つのダイオ
ードのうちの他方に固定バイアス電圧と変調信号の位相
が反転した反転変調信号とを重畳させて印加する第2の
重畳印加手段とを含み、固定バイアス電圧は、変調信号
が零のときに入力,又は出力のインピーダンスが安定状
態となるように選定されたマイクロ波帯域用位相変調器
が得られる。
【0011】
【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明のマイクロ波帯
域用位相変調器について、図面を参照して詳細に説明す
る。図1は、本発明の一実施例に係るマイクロ波帯域用
位相変調器の基本構成を回路図により示したものであ
る。
【0012】この位相変調器は、バランス・アンバラン
ス変換部としてのマーチャントバラン(受動分布定数回
路)1を含む位相変調回路17と、これに接続されたバ
イアス回路18とから構成されている。
【0013】位相変調回路17は、マーチャントバラン
1の他、これに互いに同極性となるように接続された2
つのPINダイオード2,3を有している。これらのP
INダイオード2,3は、出力端子Oに接続されてい
る。
【0014】バイアス回路18は、PINダイオード2
にその出力端子が接続されたオペアンプ4と、PINダ
イオード3にその出力端子が接続されたオペアンプ9
と、オペアンプ4の出力端子及び反転入力端子間に接続
された帰還抵抗5と、オペアンプ9の出力端子及び反転
入力端子間に接続された帰還抵抗10と、オペアンプ4
の反転入力端子に入力抵抗6を介し、又オペアンプ9の
非反転入力端子に入力抵抗13を介してそれぞれ接続さ
れた変調信号用入力端子B.Bと、オペアンプ4の非反
転入力端子とグランドを繋ぐ接地抵抗8と、オペアンプ
9の反転入力端子とグランドを繋ぐ接地抵抗11と、オ
ペアンプ4の非反転入力端子に入力抵抗7を介し、又オ
ペアンプ9の非反転入力端子に入力抵抗12を介してそ
れぞれ並列接続された電圧印加回路100とを有してい
る。
【0015】この電圧印加回路100は、電圧印加端子
ccに接続された抵抗16とグランドに繋がれたPIN
ダイオード14との間に可変抵抗15を介在させ、直列
接続して成っている。因みに、入力抵抗7,12はPI
Nダイオード14及び可変抵抗15間で接続されてい
る。又、上述したPINダイオード2,3,14は、シ
ョットキバリアダイオードよりも出力電圧レベルが高
い。
【0016】この位相変調器では、ダイオード3に固定
バイアス電圧と変調信号とを重畳させて印加する構成,
即ち、変調信号用入力端子B.B,電圧印加回路10
0,オペアンプ9,及び入力抵抗12,13は合わせて
第1の重畳印加手段として働く。又、ダイオード2に固
定バイアス電圧と変調信号の位相が反転した反転変調信
号とを重畳させて印加する構成,即ち、変調信号用入力
端子B.B,電圧印加回路100,オペアンプ4,及び
入力抵抗6,7は合わせて第2の重畳印加手段として働
く。ここで、電圧印加回路100により印加する固定バ
イアス電圧は、変調信号が零のときに回路全体の入力又
は出力のインピーダンスが最安定状態となるように選定
される。
【0017】この位相変調器の場合、マーチャントバラ
ン1の入力端子LO から入力されるRF(無線周波数)
信号は、マーチャントバラン1で位相が反転されてPI
Nダイオード2,3に入る。又、変調信号用入力端子
B.Bから入る変調(ベースバンド)信号VBBは、バイ
アス回路18から位相変調回路17へと与えられる。P
INダイオード2,3を通ったRF信号とバイアス回路
18からの変調信号VBBとは、掛け算されて位相変調回
路17における出力端子Oから出力される。
【0018】ここでは、電圧印加回路100の電圧印加
端子Vccから印加される電圧が可変抵抗15を通して基
準電圧(固定バイアス電圧)VREF としてオペアンプ
4,9に印加されるので、オペアンプ4の出力電力は−
(VREF −VBB),オペアンプ9の出力電力は−(V
REF +VBB)となり、バイアス回路18からの出力電圧
の和は一定となる。
【0019】このような電圧を印加することにより、入
力電圧(Vin)と出力電圧(Vout)を入力電圧
(Vin)で乗じた(Vout )/(Vin)との関係におい
て、図2(a)に示すような曲線から図2(b)に示す
ような所望の比例直線(所定の傾きを有する)に変化さ
せることができる。又、変調時のインピーダンスZも図
2(c)に示すような釣り鐘状の曲線(信号損失が大き
いことを示す)から図2(d)に示すような勾配の無い
直線(信号損失が極めて小さいことを示す)へと変化さ
せることができ、インピーダンスZを一定に保つことが
できる。
【0020】尚、上述した実施例の場合、PINダイオ
ード2,3は互いに同極性となるようにマーチャントバ
ラン1に接続されるものとしたが、これらのPINダイ
オード2,3を互いに逆極性となるようにマーチャント
バラン1に接続し、オペアンプ4,9の極性をこれに揃
えて構成した場合にも同等の効果が得られる。
【0021】
【発明の効果】以上に述べた通り、本発明のマイクロ波
帯域用位相変調器によれば、入力電圧と出力電圧/入力
電圧との関係で示される変調特性が所望の比例直線で得
られるため、信号損失が小さく、インピーダンスが一定
に保たれるようになる。又、この位相変調器の場合、特
にPINダイオードに整流作用を無くすことを可能にし
ているため、高周波による変調特性への影響が小さく、
簡素な構成で所望の出力電力が得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るマイクロ波帯域用位相
変調器の基本構成を示した回路図である。
【図2】図1に示すマイクロ波帯域用位相変調器におけ
る変調特性及びインピーダンス特性を説明するために示
したもので、(a)は変調前の入力電圧と出力電圧/入
力電圧との関係を示し、(b)は変調時の入力電圧と出
力電圧/入力電圧との関係を示し、(c)は変調前のイ
ンピーダンス特性を示し、(d)は変調時のインピーダ
ンス特性を示したものである。
【図3】従来のマイクロ波帯域用位相変調器の基本構成
を示した回路図である。
【図4】図3に示す位相変調器における変調特性を変調
電圧Vm と出力信号電圧Voutとの関係で示したもので
ある。
【符号の説明】
1 マーチャントバラン 2,3,14 PINダイオード 4,9 オペアンプ 5,10 帰還抵抗 6,7,8,11,12,13,16 抵抗 15 可変抵抗 17 位相変調回路 18 バイアス回路 100 電圧印加回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−56092(JP,A) 特開 昭59−148405(JP,A) 特公 昭63−38137(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04L 27/00 - 27/38

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バランス・アンバランス変換部に2つの
    ダイオードを出力端子からバイアス回路の間に互いに同
    極性に接続したマイクロ波域用位相変調器において、前
    記バイアス回路では、前記2つのダイオードのそれぞれ
    に2つのオペアンプを通して同相のバイアスを和が一定
    になるように印加すると共に、変調信号を該2つのオペ
    アンプの一方のものには反転させ,且つ他方のものには
    反転せずに与えて該2つのダイオードに逆相の変調電圧
    を印加することを特徴とするマイクロ波帯域用位相変調
    器。
  2. 【請求項2】 バランス・アンバランス変換部に2つの
    ダイオードを互いに同極性で接続したマイクロ波域用位
    相変調器において、前記2つのダイオードのうちの一方
    に固定バイアス電圧と変調信号とを重畳させて印加する
    第1の重畳印加手段と、前記2つのダイオードのうちの
    他方に前記固定バイアス電圧と前記変調信号の位相が反
    転した反転変調信号とを重畳させて印加する第2の重畳
    印加手段とを含み、前記固定バイアス電圧は、前記変調
    信号が零のときに入力,又は出力のインピーダンスが安
    定状態となるように選定されたことを特徴とするマイク
    ロ波帯域用位相変調器。
  3. 【請求項3】 バランス・アンバランス変換部に2つの
    ダイオードを互いに逆極性で接続したマイクロ波域用位
    相変調器において、前記2つのダイオードのうちの一方
    に固定バイアス電圧と変調信号とを重畳させて印加する
    第1の重畳印加手段と、前記2つのダイオードのうちの
    他方に前記固定バイアス電圧と前記変調信号の位相が反
    転した反転変調信号とを重畳させて印加する第2の重畳
    印加手段とを含み、前記固定バイアス電圧は、前記変調
    信号が零のときに入力,又は出力のインピーダンスが安
    定状態となるように選定されたことを特徴とするマイク
    ロ波帯域用位相変調器。
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DE69430836T DE69430836T2 (de) 1993-09-24 1994-09-23 Gegentaktphasenmodulator für den Mikrowellenbereich
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