JP2868037B2 - マイクロ波回路 - Google Patents

マイクロ波回路

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JP2868037B2 JP3934992A JP3934992A JP2868037B2 JP 2868037 B2 JP2868037 B2 JP 2868037B2 JP 3934992 A JP3934992 A JP 3934992A JP 3934992 A JP3934992 A JP 3934992A JP 2868037 B2 JP2868037 B2 JP 2868037B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、マイクロ波またはミ
リ波帯等で用いるマイクロ波回路に係わり、特に、スロ
ットを介して入出力される高周波信号と中間周波信号の
周波数変換をする周波数変換器を備えたマイクロ波回路
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は、特開平2−244803号に示
された従来のマイクロ波回路の斜視図である。また、図
6は図5の平面図、図7は図6のAA断面図である。図
において、1は誘電体基板、3は地導体、6は地導体3
と共にマイクロストリップ線路を構成するストリップ導
体、20はスロットアンテナ、9は接地ピン、30は電
子回路である。
【0003】上記マイクロ波回路では、誘電体基板1の
一方の面に地導体3を形成し、その地導体3の一部に、
長さが約1/2波長のスロットを設けてスロットアンテ
ナ20とする。スロットアンテナ20は、そのスロット
の中央の開放点近傍に接地ピン9により一方を接地した
ストリップ導体6と地導体3からなるマイクロストリッ
プ線路を介して電子回路30と結合させた構成となって
いる。
【0004】次に動作を説明する。スロットアンテナ2
0に入力した信号波は、ストリップ導体6と地導体3か
らなるマイクロストリップ線路を介して、電子回路30
に入力される。電子回路30から出力された信号波は、
ストリップ導体6と地導体3とからなるマイクロストリ
ップ線路を介して出力される。
【0005】また、図8は図5に示したマイクロ波回路
を近接させて並べたマイクロ波回路を示す平面図であ
る。
【0006】図8において、等位相の信号が各々のスロ
ットアンテナ20に入力したとき、出力波の位相を等し
くするために、スロットアンテナ20に対して同一方向
にストリップ導体6を配設してスロットアンテナ20と
結合させるため、電子回路30を各々のスロットアンテ
ナ20の同一側に配置している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のマイクロ波
回路の電子回路30にスロットアンテナ20を介して入
出力される高周波信号と中間周波信号の周波数変換をす
る従来の周波数変換器を備えた場合には、局発信号の位
相を各周波数変換器で合わせ、共通の局発信号を用いよ
うとするとき、スロットアンテナ20の裏面の電子回路
30を各スロットアンテナ20の同一側に配置する必要
があるため寸法の制約により、一対のスロットアンテナ
20の間隔を所定の値まで狭く設定できず、所要のアン
テナ放射パターンが得られないという問題点がある。さ
らに、スロットアンテナ20の間隔を狭くするために、
スロットアンテナ20を隣接させて線対称で2列に配置
し、スロットアンテナ20の裏面の電子回路30を各ス
ロットアンテナ20の反対側に配置する場合、各々のス
ロットアンテナ20に入力する信号波の位相が等しい場
合、出力される中間周波信号の位相が180度異なり、
この中間周波信号出力を位相合成するような用途には適
さないという問題点がある。
【0008】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、マイクロ波回路の各部分での反
射等による周波数特性の劣化等を低減するため、対称に
配置構成したマイクロ波回路において、共通の局発信号
に対して、各々のスロットに入出力する信号波を等位相
にした場合に各々の中間周波信号入出力端子に出入力す
る中間周波信号が等位相となるマイクロ波回路を得るこ
とを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めにこのマイクロ波回路では、隣接して配置され、等位
相の信号波を入出力する少なくとも一対のスロットと、
局発信号入力端子と、上記一対のスロットの対称軸に対
してほぼ対称に形成され、上記スロットと電磁的に結合
し、上記スロットを介して入出力される高周波信号の伝
送路を形成するストリップ導体と、中間周波信号を入出
力する中間周波信号入出力端子と、上記局発信号入力端
子に接続された局発信号の伝送路と、局発信号の入力励
起により高周波信号と中間周波数信号の周波数変換をす
る非線形素子とを有する第一の周波数変換器と第二の周
波数変換器とを備え、上記第一の周波数変換器と第二の
周波数変換器のそれぞれ対応する非線形素子の極性を逆
にしたものである。
【0010】
【作用】上記のように構成されたマイクロ波回路におい
ては、第一の周波数変換器と第二の周波数変換器のそれ
ぞれ対応する非線形素子の極性を逆にすると、それぞれ
の非線形素子に加わる局発信号は逆向き、高周波信号は
同じ向きとなり、さらに、それぞれの非線形素子への中
間周波信号入出力端子の接続方向が逆向きとなるため、
各々のスロットに入出力する信号波を等位相にした場合
に各々の中間周波信号入出力端子に出入力する中間周波
信号が等位相となる。
【0011】
【実施例】実施例1.図1はこの発明のマイクロ波回路
の実施例1を示す平面図である。図2は図1のマイクロ
波回路の裏面を示す平面図、図3は図1のマイクロ波回
路の側面図である。図において、1はマイクロ波回路側
の誘電体基板、3はマイクロ波回路の地導体、5a,5
bは隣接して配置され、等位相の信号波を入出力する一
対のスロットであり、例えば長さを約1/2波長とした
スロット線路、6は地導体3と共にマイクロストリップ
線路を構成するストリップ導体、7a,7bは高周波信
号通過フィルタ、8a,8bは周波数変換をする非線形
素子であるダイオード、9はダイオード8a,8bの端
子を接地する接地ピン、10は局発信号入力端子、11
は電力等分配器、12a,12bは局発信号通過フィル
タ、13a,13bは中間周波信号通過フィルタ、14
a,14bは中間周波信号入出力端子である。なお、こ
こでマイクロ波回路はスロット線路5a,5bの対称軸
に対してほぼ対称に形成されており、シングルエンドミ
クサによる周波数変換器を備えた例である。
【0012】次に動作について説明する。まず、スロッ
ト線路5a,5bに等位相の信号波が入力される場合に
ついて、上記マイクロ波回路のうちの片方について説明
する。スロット線路5aに入射した信号波は、ストリッ
プ導体6と地導体3により構成されたマイクロストリッ
プ線路を介して高周波信号通過フィルタ7aに入力す
る。高周波信号通過フィルタ7aは、高周波信号のみを
通過する。高周波信号通過フィルタ7aを出力した高周
波信号は、ストリップ導体6と地導体3により構成され
たマイクロストリップ線路を介して一方の端子を接地ピ
ン9を介して接地されたダイオード8aに入力される。
【0013】また、局発信号入力端子10から入力した
局発信号は、ストリップ導体6と地導体3により構成さ
れたマイクロストリップ線路を介して電力等分配器11
に入力する。電力等分配器11にて等位相、等振幅で2
分配された局発信号は、ストリップ導体6と地導体3に
より構成されたマイクロストリップ線路を介して局発信
号通過フィルら12aに入力される。局発信号通過フィ
ルタ12aは、局発信号のみを通過する構成になってお
り、局発信号通過フィルタ12aを通過した局発信号
は、ストリップ導体6と地導体3により構成されたマイ
クロストリップ線路を介してダイオード8aに入力し、
ダイオード8aを励起する。
【0014】ダイオード8aに入力した高周波信号と局
発信号は、ダイオード8aにおいてミクシングされ、中
間周波信号を発生する。ダイオード8aにおいて発生し
た中間周波信号は、ストリップ導体6と地導体3により
構成されたマイクロストリップ線路を介して中間周波信
号通過フィルタ13aに入力される。中間周波信号通過
フィルタ13aは中間周波信号のみを通過する構成にな
っており、中間周波信号通過フィルタ13aを通過した
中間周波信号は、ストリップ導体6と地導体3により構
成されたマイクロストリップ線路を介して、中間周波信
号入出力端子14aに出力され、これがマイクロ波回路
の出力になる。
【0015】一方、上記マイクロ波回路のうちの他方の
スロット線路5bに入射した信号波についても、同様に
中間周波信号入出力端子14bより出力される。
【0016】ここで、スロット線路5a,5bに同一の
高周波信号が入力した場合、ダイオード8aとダイオー
ド8bに加わる局発信号の位相は180度異なり、高周
波信号の位相は等しくなり、さらに、ダイオード8aと
ダイオード8bへの中間周波信号入出力端子14a,1
4bの接続方向が逆向きとなるため、スロット線路5
a,5bに入力する信号波の位相を等しくした場合に、
中間周波信号入出力端子14a,14bに出力する中間
周波信号の位相を等しくできる。
【0017】実施例2.上記実施例1では、マイクロ波
回路の周波数変換器としてシングルエンドミクサを用い
たものを示したが、バランス型ミクサを用いても同様の
効果がある。次に、バランス型ミクサを用いた実施例に
ついて説明する。
【0018】図4は、この発明のマイクロ波回路の実施
例2を示すマイクロ波回路の平面図である。図におい
て、5a,5bは隣接して配置され、等位相の信号波を
入出力する一対のスロットであり、例えば長さを約1/
2波長としたスロット線路、61,62は地導体3と共
にマイクロストリップ線路を構成するストリップ導体、
81a,81b,82a,82bは周波数変換をする非
線形素子であるダイオード、15は高周波信号において
長さがλ/4となるオープンスタブ(λ:高周波信号の
マイクロストリップ線路における1波長)、16はハイ
ブリッド回路であり、その他は図1と同様である。な
お、図4のマイクロ波回路の裏面および側面は図2およ
び図3に示したものと同一構成である。
【0019】次に動作について説明する。実施例1と同
一構成部分については説明を省略する。まず、スロット
線路5a,5bに等位相の信号波が入力される場合につ
いて、上記マイクロ波回路のうちの片方について説明す
る。スロット線路5aに入力した高周波信号は、ストリ
ップ導体6と地導体3により構成されたマイクロストリ
ップ線路を介してハイブリッド回路16に入力する。ハ
イブリッド回路16にて2分配された高周波信号は、ス
トリップ導体61およびストリップ導体62と地導体3
からなるマイクロストリップ線路を介して、一方の端子
を高周波信号において長さλ/4となるオープンスタブ
15に接続したダイオード81a及び82aに入力す
る。
【0020】また、局発信号入力端子10から入力した
局発信号は、ストリップ導体6と地導体3により構成さ
れたマイクロストリップ線路を介して電力等分配器11
に入力する。電力等分配器11にて等位相、等振幅で2
分配された局発信号は、ストリップ導体6と地導体3に
より構成されたマイクロストリップ線路を介してハイブ
リッド回路16に入力する。ハイブリッド回路16にて
2分配された局発信号は、ストリップ導体61およびス
トリップ導体62と地導体3からなるマイクロストリッ
プ線路を介して、一方の端子を高周波信号において長さ
がλ/4となるオープンスタブ15に接続したダイオー
ド81a及び82aに入力し、ダイオード81a及び8
2aを励起する。
【0021】ここで、ストリップ導体61と62の長さ
を異ならせ、90度位相をずらすことにより、ダイオー
ド81aと82aに入力する高周波信号の位相を等し
く、また局発信号の位相を逆相にする。
【0022】ダイオード81aおよび82aに入力した
高周波信号と局発信号は、ダイオード81aおよび82
aにおいてミクシングされ、中間周波信号を発生する。
ダイオード81aおよび82aにおいて発生した中間周
波信号は、ストリップ導体6と地導体3により構成され
たマイクロストリップ線路を介して合成され、中間周波
数信号入出力端子14aに出力され、これがマイクロ波
回路の出力になる。
【0023】ここで、オープンスタブ15のダイオード
81a,82a側より中間周波信号を取り出すことによ
り、高周波信号が中間周波信号入出力端子14aへ漏れ
出さない。また、ダイオード81a,82aに局発信号
を逆位相で入力することにより、ダイオード81a、8
2aから漏れ出した局発信号は、中間周波信号を合成す
る際に打ち消しあい、中間周波信号入出力端子14aへ
漏れ出さない。
【0024】なお、以上の実施例ではスロット線路5
a,5bに等位相の信号波が入力され、周波数変換器が
ミクサとして動作する場合について説明したが、周波数
変換器をアップコンバータとして動作させ、スロット線
路5a,5bから等位相の信号波を出力する場合は上記
説明の逆であり、上記同様の効果が得られることは言う
までもない。
【0025】実施例3.以上の実施例では周波数変換を
する非線形素子として半導体素子であるダイオードを用
いた場合について示したが、非線形素子としてFETな
どを用いても同様の効果が得られる。その場合、極性と
してn型とp型のFETを用いればよい。
【0026】実施例4.さらに非線形素子として用いる
半導体素子の特性の違いにより、各々の出力の振幅の違
いが発生しない様に、誘電体基板にかえて半導体基板を
用いてモノリシック化したものであっても、同様の効果
が得られる。
【0027】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、マイク
ロ波回路の配置構成の対称性を損なうこと無く、共通の
局発信号に対して、各々のスロットに入出力する信号波
を等位相にした場合に各々の中間波信号入出力端子に出
入力する中間周波信号が等位相となるマイクロ波回路を
得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を示す平面図である。
【図2】図1の裏面を示す平面図である。
【図3】図1の側面図である。
【図4】この発明の実施例2を示す平面図である。
【図5】従来のマイクロ波回路の斜視図である。
【図6】図5の平面図である。
【図7】図5のAA断面図である。
【図8】従来のマイクロ波回路の平面図である。
【符号の説明】
1 誘電体基板 3 地導体 5a,5b スロット線路 6 ストリップ導体 7a,7b 高周波信号通過フィルタ 8a,8b ダイオード 81a,81b ダイオード 82a,82b ダイオード 9 接地ピン 10 局発信号入力端子 11 電力等分配器 12a,12b 局発信号通過フィルタ 13a,13b 中間周波信号通過フィルタ 14a,14b 中間周波信号入出力端子 15 オープンスタブ15 16 ハイブリッド回路 20 スロットアンテナ 30 電子回路
フロントページの続き (72)発明者 浦崎 修治 鎌倉市大船五丁目1番1号 三菱電機株 式会社 電子システム研究所内 (56)参考文献 特開 平2−244803(JP,A) 実開 平3−10613(JP,U) 実開 平3−101030(JP,U) 実開 平3−79521(JP,U) 特公 平2−19646(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H03D 9/06 H01Q 23/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 隣接して配置され、等位相の信号波を入
    出力する少なくとも一対のスロットと、局発信号入力端
    子と、上記一対のスロットの対称軸に対してほぼ対称に
    形成され、上記スロットと電磁的に結合し、上記スロッ
    トを介して入出力される高周波信号の伝送路を形成する
    ストリップ導体と、中間周波信号を入出力する中間周波
    信号入出力端子と、上記局発信号入力端子に接続された
    局発信号の伝送路と、局発信号の入力励起により高周波
    信号と中間周波信号の周波数変換をする非線形素子とを
    有する第一の周波数変換器と第二の周波数変換器とを備
    え、上記第一の周波数変換器と第二の周波数変換器のそ
    れぞれ対応する非線形素子の極性を逆にしたことを特徴
    とするマイクロ波回路。
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