JP3184417B2 - 広帯域コンバータ回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は衛星放送受信機に関し、
特に、ＬＮＢ（ロー・ノイズ・ブロックダウン・コンバ
ータ）に使用される衛星放送受信機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９を参照して、代表的な衛星放送受信
システムは、アウトドアユニットとインドアユニットと
に分けることができる。

【０００３】図９を参照して、アウトドアユニットはア
ンテナ２２０とＬＮＢ２２２とを含む。ＬＮＢ２２２の
出力は同軸ケーブル２２４によりインドアユニットのイ
ンドアレシーバ２２６に与えられる。

【０００４】インドアレシーバ２２６は、ＤＢＳチュー
ナ２２８と、ＦＭデモジュレータ２３０と、映像および
音声回路２３２と、ＲＦモジュレータ２３４とを含み、
同軸ケーブル２２４から与えられる信号はこれら回路に
よって処理されてテレビジョン２３６に与えられる。

【０００５】図１０に、従来のＬＮＢの一例を示す。図
１０に示されるものは欧州のアストラ衛星や米国のＫｕ
バンド衛星からの放送を受信するＬＮＢの一般的な回路
である。このＬＮＢは、アストラ衛星の場合には入力周
波数が１０．７ＧＨｚ〜１１．８ＧＨｚ（エンハンス仕
様）の水平偏波信号と垂直偏波信号とをそれぞれ識別し
て低雑音増幅し、かつＩＦ周波数（９５０ＭＨｚ〜２０
５０ＭＨｚ）に変換する。

【０００６】たとえば図１０を参照して、入力端子１０
１から与えられる水平偏波信号は、ＨＥＭＴ素子１０２
の２段構成のＬＮＡ（低雑音増幅器）で増幅される。Ｈ
ＥＭＴ素子１０２には、バイアス回路１１８からバイア
スが与えられる。ＬＮＡの出力はバンドパスフィルタ１
０３を通し、ＨＥＭＴミキサ１０４およびローカルオシ
レータ１０６によりＩＦ周波数に変換され、ＩＦ出力端
子１０７から出力される。このＩＦ出力は、ＩＦ出力端
子１０７に接続される次のＩＦアンプによって適切なレ
ベルの信号に増幅される。

【０００７】入力端子１０８から与えられる垂直偏波信
号は、ＨＥＭＴ素子１０９の２段構成のＬＮＡで増幅さ
れる。ＬＮＡには、バイアス回路１１９からバイアスが
与えられる。ＬＮＡの出力はバンドパスフィルタ１１０
を通してＨＥＭＴミキサ１１１とローカルオシレータ１
０６とによってＩＦ周波数に変換され、ＩＦ出力端子１
１３に出力される。このＩＦ出力は出力端子１１３に接
続される次のＩＦアンプによって適切なレベルの信号に
増幅される。

【０００８】なお図１０においてローカルオシレータ１
０６の出力パワーは、出力端子１１６を介してＹ型分配
回路１１４によりＨＥＭＴミキサ１０４と１１１とに、
それぞれ結合コンデンサ１２７および１２８を通して供
給される。なおローカルオシレータ１０６にはローカル
オシレータ用供給電源端子１１７を介して電源が供給さ
れる。またミキサ１０４および１１１には、それぞれゲ
ートバイアス供給端子１２０および１２１によりバイア
スが供給される。

【０００９】図１１に、従来技術の他の例のＬＮＢを示
す。図１１に示されるＬＮＢが図１０に示されるＬＮＢ
と異なるのは、ＬＮＡのＨＥＭＴ素子１０２および１０
９の構成が２段ではなくそれぞれ３段であることと、ミ
キサがＨＥＭＴミキサではなくダイオードミキサ１２９
および１３０であることと、これらミキサ１２９および
１３０にローカルオシレータのパワーを供給するための
結合コンデンサ１２７および１２８に代えて、リングフ
ィルタ１０５および１１２を使用していることとであ
る。なおミキサ１２９および１３０には、バイアス供給
端子１３１および１３２を介してそれぞれバイアスが供
給される。

【００１０】図１１において図１０と同一の部品には同
一の参照符号および名称が与えられている。それらの機
能も同一である。したがってここではそれらについての
詳しい説明は繰り返さない。

【００１１】図１０および図１１に示した例は欧州のア
ストラ衛星による衛星放送を受信するためのＬＮＢであ
る。米国のＫｕバンド衛星の場合には、入力周波数が１
１．７ＧＨｚ〜１２．２ＧＨｚに、出力周波数が９５０
ＭＨｚ〜１４５０ＭＨｚに変わることを除き、基本的に
動作原理は同一である。

【００１２】図１２は、上述した従来技術の回路がその
上に配置される回路基板構成の一例を示す。図１２を参
照して、この回路基板１４０は、３層の銅箔１４１、１
４３、１４５と、テフロン（ポリテトラフルオロエチレ
ンの米国デュポン社の商品名）層１４２およびガラスエ
ポキシ層１４４との２層の誘電体層からなる多層基板で
構成されている。

【００１３】テフロン層１４２の銅箔１４１側の表面に
はいわゆるＲＦ回路部が配置される。ＲＦ回路部とは、
扱う周波数が９から１３ＧＨｚの回路部分のことを指
す。より具体的には低雑音アンプ（ＬＮＡ１、２）、イ
メージ信号除去用バンドパスフィルタＢＰＦ１および２
と、ローカルオシレータＬ０１と、ミキサＭＩＸ１およ
び２とをいう。

【００１４】ガラスエポキシ層１４４の銅箔１４５側表
面にはＩＦ回路部が配置される。ＩＦ回路部とは、扱う
周波数が直流から２．１５ＧＨｚまでの回路部分を指
す。すなわちＩＦアンプＩＦ ＡＭＰ１，２と、電源回
路ＰＯＷＥＲと、ＩＦスイッチ回路ＳＷＩＴＣＨと、Ｌ
ＮＡのバイアス供給回路ＢＩＡＳ１および２とを指す。

【００１５】このように各回路部分が扱う周波数によっ
て、その回路部分が配置される基板表面側の誘電体の材
質を変えるのは、各材料の扱う周波数において保証でき
る電気的仕様が異なることと、その費用対効果とによ
る。なお電気的仕様とは、誘電体の誘電率とその安定
度、高周波信号に対する誘電体損失や導体損失の程度等
の性質を指す。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
入力周波数が１０．７ＧＨｚから１１．８ＧＨｚまでで
あれば有効に動作できる。しかし、たとえば入力周波数
が１０．７ＧＨｚから１２．７５ＧＨｚという広帯域周
波数の場合、出力周波数が９５０ＭＨｚから３０００Ｍ
Ｈｚとなるため、既存のインドアレシーバではこの出力
を受信できない。上述の広帯域周波数は、アストラ衛星
が計画しているユニバーサル仕様であり、今後この仕様
に対処するＬＮＢが求められることは確実である。しか
し従来の技術では、上述のように技術的な問題点があ
り、仮に対処が可能であるとしてもシステムとして高価
となることが予想され、実現性は乏しいと考えられる。

【００１７】さらに従来の図３および図４に示される回
路では、１０．７ＧＨｚから１１．８ＧＨｚのＲＦ信号
のアイソレーションに対しては、必要とされる２５ｄＢ
以上の実力が実現可能である。しかし、１０．７ＧＨｚ
から１２．７５ＧＨｚの広帯域周波数に対しては、ミキ
サ回路に使用されるＨＥＭＴ素子やダイオードの逆方向
のアイソレーション特性に限界があり、広帯域周波数に
従来の回路を適用したＬＮＢを実現することは困難であ
ると考えられる。

【００１８】さらに、ミキサ回路として１０．７ＧＨｚ
から１２．７５ＧＨｚの２ＧＨｚ以上の広帯域動作を、
わずか１段のＨＥＭＴ素子やダイオード素子で実現する
ことは困難である。仮に実現できたとしても、素子数を
増やすか特別に高周波特性の良い素子を使用する必要が
ある。たとえば民生レベルではなくミリタリーレベルの
技術を適用した素子を使用する必要がある。その結果仮
にそうしたＬＮＢが実現できたとしても、非常に高価な
ものとなると予想される。

【００１９】一方従来の回路では、ローカルオシレータ
が１個ですんでいる。そのため図１２に示されるような
Ｃｕ（銅箔）３層基板を使用して、コンパクトな回路構
成が実現できるためこうした３層基板を使用することが
現在主流となっている。

【００２０】しかし、上述したように１０．７ＧＨｚか
ら１２．７５ＧＨｚの入力周波数を実現するためには、
後述するようにたとえばローカルオシレータを２個、ミ
キサ回路を４個必要とするような回路を使用しなければ
ならない。これらはいずれもＲＦ回路部である。ＲＦ回
路部が大規模となるため、こうした回路を図１２に示さ
れるようなＣｕ（銅箔）３層基板で実現しようとする
と、テフロン基板上に配置しなければならない回路が大
幅に増加する。そのため必然的に基板面積を大きくしな
ければならない。

【００２１】結局、ユニバーサル仕様の入力周波数を実
現しようとすると、図１２に示されるような基板構造で
コンパクトなＬＮＢを構成することが困難となる。ＬＮ
Ｂの形状が大きくなりコストが増加すること、美観の点
でも不利となることなどが予想される。

【００２２】一方、入力周波数が１０．７ＧＨｚから１
２．７５ＧＨｚのアストラ衛星のユニバーサル仕様は、
将来の主流になると予想される。したがってこのユニッ
ト仕様を満足するＬＮＢをコンパクトなサイズで、かつ
美観を損わない形状で実現できれば望ましい。またその
場合も費用対効果の優れたＬＮＢであればより好まし
い。さらに製造面において組立が容易であること、作業
性がよいこと、調整・検査が簡便に行なえること、量産
に向きかつ信頼性の高いＬＮＢを提供できればより好ま
しい。

【００２３】それゆえに請求項１に記載の発明の目的
は、より小型の、より広帯域の衛星放送電波の信号処理
を行なうことができる、製造の簡単な広帯域コンバータ
回路を提供することである。

【００２４】請求項２の記載の目的は、より小型の、よ
り広帯域の衛星放送電波の信号処理を行なうことができ
る、製造の簡単な広帯域コンバータ回路を提供すること
である。

【００２５】請求項３に記載の発明の目的は、より小型
の、より広帯域の衛星放送電波の信号処理を行なうこと
ができる、製造が簡単でかつ安価な広帯域コンバータ回
路を提供することである。

【００２６】請求項４に記載の発明の目的は、より小型
の、より広帯域の衛星放送電波の信号処理を行なうこと
ができる、製造の簡単な広帯域コンバータ回路を提供す
ることである。

【００２７】請求項５に記載の発明の目的は、より小型
の、より広帯域の衛星放送電波の信号処理を行なうこと
ができる、製造の簡単な広帯域コンバータ回路を提供す
ることである。

【００２８】請求項６に記載の発明の目的は、より小型
の、より広帯域の衛星放送電波の信号処理を行なうこと
ができる、製造の簡単な広帯域コンバータ回路を提供す
ることである。

【００２９】

【００３０】請求項７に記載の発明の目的は、より小型
の、より広帯域の衛星放送電波の信号処理を低雑音に行
なうことができる、製造の簡単な広帯域コンバータ回路
を提供することである。

【００３１】請求項８に記載の発明の目的は、より小型
の、より広帯域の衛星放送電波の信号処理を行なうこと
ができる、製造の簡単で信頼性も高い広帯域コンバータ
回路を提供することである。

【００３２】請求項９に記載の発明の目的は、より小型
の、より広帯域の衛星放送電波の信号処理を行なうこと
ができる、製造の簡単な広帯域コンバータ回路を提供す
ることである。

【００３３】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の広帯域
コンバータ回路は、放送電波の水平偏波信号が入力され
る第１の入力端子と、前記放送電波の垂直偏波信号が入
力される第２の入力端子とを有し、入力される第１の信
号および第２の信号に所定のコンバート処理を行なう広
帯域コンバータ回路である。この広帯域コンバータ回路
は、主表面および裏面を有する、処理するＲＦ信号の周
波数に応じて定められる第１の種類の誘電体材料の２つ
の誘電体層と、前記第１の種類の誘電体材料の２つの誘
電体層の各々の前記主表面上および前記裏面上にそれぞ
れ形成された４つの薄膜導電体層と、前記２つの誘電体
層の前記裏面の間に挟まれた、前記第１の種類とは異な
る第２の種類の誘電体材料の誘電体層とから構成される
多層回路基板と、この多層回路基板の、前記２つの誘電
体層の前記主表面側の前記薄膜導電体層上に配置されて
いる、前記所定のコンバート処理を行なうためのＲＦ処
理回路とを含み、前記ＲＦ処理回路は、それぞれ前記第
１の入力端子および前記第２の入力端子から水平偏波信
号と垂直偏波信号とを受け、低雑音増幅する第１および
第２の半導体増幅素子と、それぞれ前記第１の半導体増
幅素子および前記第２の半導体増幅素子の出力を受け、
各々入力信号を第１および第２の２つのバンドに分離す
るための第１および第２の分離手段と、前記第１の分離
手段の２つの出力を受け、相互に周波数の異なる第１お
よび第２のオシレータ信号とそれぞれミキシングして中
間周波数に変換するための第１のミキサと、前記第２の
分離手段の２つの出力を受け、前記第１および第２のオ
シレータ信号とそれぞれミキシングして中間周波数に変
換するための第２のミキサーと、それぞれ前記第１のオ
シレータ信号および前記第２のオシレータ信号を出力す
るための第１および第２のローカルオシレータとを含
み、前記第１および第２のローカルオシレータは、前記
多層基板回路の、互いに異なる主表面上にそれぞれ配置
されていることを特徴とする。

【００３４】請求項２に記載の発明に係る広帯域コンバ
ータ回路は、請求項１に記載の広帯域コンバータ回路で
あって、前記第１の種類の誘電体材料はテフロンであ
る。

【００３５】請求項３に記載の広帯域コンバータ回路
は、請求項１に記載の広帯域コンバータ回路であって、
前記第２の種類の誘電体材料は、ガラスエポキシであ
る。

【００３６】請求項４に記載の広帯域コンバータ回路
は、請求項１に記載の広帯域コンバータ回路であって、
前記第２の種類の誘電体材料は、導電性の接着剤または
導電性の塗料である。

【００３７】請求項５に記載の広帯域コンバータ回路
は、請求項１に記載の広帯域コンバータ回路であって、
前記第２の種類の誘電体材料は金属材料である。

【００３８】請求項６に記載の広帯域コンバータ回路
は、請求項１に記載の広帯域コンバータ回路であって、
前記薄膜導電体層は銅箔で形成される。

【００３９】

【００４０】請求項７に記載の広帯域コンバータ回路
は、請求項１に記載の広帯域コンバータ回路であって、
前記第１および第２の半導体増幅素子がＨＥＭＴ素子を
含む。

【００４１】請求項８に記載の広帯域コンバータ回路
は、請求項１に記載の広帯域コンバータ回路であって、
前記広帯域コンバータ回路の少なくとも一部が、前記多
層回路基板上に配置された半導体集積回路として実現さ
れていることを特徴とする。

【００４２】請求項９に記載の広帯域コンバータ回路
は、放送電波の水平偏波信号が入力される第１の入力端
子と、前記放送電波の垂直偏波信号が入力される第２の
入力端子とを有し、入力される第１の信号および第２の
信号に所定のコンバート処理を行なう広帯域コンバータ
回路である。この広帯域コンバータ回路は、主表面およ
び裏面を有する、処理するＲＦ信号の周波数に応じて定
められる第１の種類の誘電体材料の２つの誘電体層と、
前記第１の種類の誘電体材料の２つの誘電体層の各々の
前記主表面上にそれぞれ形成された２つの薄膜導電体層
とから構成される多層回路基板と、この多層回路基板上
の、前記２つの誘電体層上の前記主表面側の前記薄膜導
電体層上に配置されている、所定のコンバート処理を行
なうＲＦ処理回路とを含む。前記２つの誘電体層は、そ
の裏面側において、薄膜導電体層を介して相互に接着さ
れている。前記ＲＦ処理回路は、それぞれ前記第１の入
力端子および前記第２の入力端子から水平偏波信号と垂
直偏波信号とを受け、低雑音増幅する第１および第２の
半導体増幅素子と、それぞれ前記第１の半導体増幅素子
および前記第２の半導体増幅素子の出力を受け、各々入
力信号を第１および第２の２つのバンドに分離するため
の第１および第２の分離手段と、前記第１の分離手段の
２つの出力を受け、相互に周波数の異なる第１および第
２のオシレータ信号とそれぞれミキシングして中間周波
数に変換するための第１のミキサと、前記第２の分離手
段の２つの出力を受け、前記第１および第２のオシレー
タ信号とそれぞれミキシングして中間周波数に変換する
ための第２のミキサーと、それぞれ前記第１のオシレー
タ信号および前記第２のオシレータ信号を出力するため
の第１および第２のローカルオシレータとを含み、前記
第１および第２のローカルオシレータは、前記多層基板
回路の、互いに異なる主表面上にそれぞれ配置されてい
る。

【００４３】

【作用】請求項１に記載の発明に係る広帯域コンバータ
回路においては、広帯域コンバータ回路のＲＦ処理回路
は、多層回路基板の２つの誘電体層の主表面側の薄膜導
電体層上に配置される。また、二つのローカルオシレー
タが、多層カイロ基板の二つの表面の異なる面にそれぞ
れ配置される。回路基板の一面のみにＲＦ処理回路を配
置する場合と比較して、同じ面積により多くのＲＦ処理
回路要素を配置でき、回路面積をむやみに増大させる必
要がない。またスルーホールで回路要素を接続できるの
で、回路の製造も容易である。さらに、二つのローカル
信号の干渉を防止することができ、広帯域コンバータ回
路を小型化することが可能となる。

【００４４】請求項２に記載の広帯域コンバータ回路に
おいては、請求項１に記載の発明の作用に加え、第１の
種類の誘電体材料がテフロンであるので、広帯域周波数
の信号に適した電気的仕様を持っており、かつ容易に入
手可能である。

【００４５】請求項３に記載の広帯域コンバータ回路
は、請求項１に記載の広帯域コンバータ回路の作用に加
え、第２の種類の誘電体材料は、ガラスエポキシである
ので、基板上の回路のアースをとるのに適した電気的仕
様を持っており、また適度の強度を持っているので、２
つの誘電体層を支持するのに適している。

【００４６】請求項４に記載の広帯域コンバータ回路
は、請求項１に記載の広帯域コンバータ回路の作用に加
え、第２の種類の誘電体材料は、導電性の接着剤または
導電性の塗料であるので、基板上の回路のアースをとる
のに適した電気的仕様を持っており、また２つの誘電体
層を容易に接着できるので、多層回路基板を作製するの
に適している。

【００４７】請求項５に記載の広帯域コンバータ回路
は、請求項１に記載の広帯域コンバータ回路の作用に加
え、第２の種類の誘電体材料は金属材料である。金属材
料は基板上の回路のアースをとるのに適した電気的仕様
を持っており、また適度の強度を持っているので、２つ
の誘電体層を支持するのに適している。

【００４８】請求項６に記載の発明に係る広帯域コンバ
ータ回路は、請求項１に記載の発明の作用に加え、薄膜
導電体層が銅箔で形成されるので、多層基板を形成する
のに適した電気的特性を持っており、また加工が容易で
ある。

【００４９】

【００５０】請求項７に記載の発明に係る広帯域コンバ
ータ回路は、請求項１に記載の発明の作用に加え、第１
および第２の半導体増幅素子がＨＥＭＴ素子を含むの
で、低雑音な動作が実現できる。

【００５１】請求項８に記載の発明に係る広帯域コンバ
ータ回路は、請求項１に記載の発明の作用に加え、広帯
域コンバータ回路の少なくとも一部が、多層回路基板上
に配置された半導体集積回路として実現されているの
で、回路全体の構造および組立が容易で、かつ信頼性も
高くなる。

【００５２】請求項９に記載の発明に係る広帯域コンバ
ータ回路のＲＦ処理回路は、多層回路基板の、２つの誘
電体層の主表面側の薄膜導電体層上に配置されている。
また、二つのローカルオシレータが、多層回路基板の二
つの表面の異なる面にそれぞれ配置される。回路基板の
一面のみにＲＦ処理回路を配置する場合と比較して、同
じ面積により多くのＲＦ処理回路要素を配置でき、回路
面積をむやみに増大させる必要がない。さらに２つの誘
電体層は、その裏面側において薄膜導電体層を介して相
互に接着されているので間に誘電体層を挟む場合と比較
して材料がより少なくすみ、かつ組立の工程数も減少す
る。さらに、二つのローカル信号の干渉を防止すること
ができ、広帯域コンバータ回路を小型化することが可能
となる。

【００５３】

【実施例】図１に、本発明を実施する回路構成の一例の
ＬＮＢの回路ブロック図を示す。このＬＮＢは、今後欧
州の衛星放送市場にて主流となると考えられるアストラ
衛星の広帯域化（ユニバーサル仕様）に対応できる。な
おユニバーサル仕様とは、前述したように入力周波数が
１０．７ＧＨｚから１２．７５ＧＨｚであるような仕様
をいう。

【００５４】図１に示される回路において、水平偏波２
０１はＬＮＡ１で低雑音増幅され、ＢＰＦ１およびＢＰ
Ｆ２で１０．７０〜１１．８０ＧＨｚのバンド１と、１
１．７０〜１２．７５ＧＨｚのバンド２とに分離され
る。このように２分配された広帯域の入力信号を、２つ
のローカルオシレータＬＯ１（９．７５ＧＨｚ）とＬＯ
２（１０．６ＧＨｚ）とを用いて、ミキサＭＩＸ１およ
びＭＩＸ２によってそれぞれ異なった２つのＩＦバンド
に周波数変換する。ミキサＭＩＸ１およびＭＩＸ２はそ
れぞれＩＦプリアンプによって増幅されスイッチ１およ
びスイッチ２に与えられる。

【００５５】一方垂直偏波も同様にＬＮＡ２により低雑
音増幅され、バンドパスフィルタＢＰＦ３およびＢＰＦ
４によってそれぞれバンド１およびバンド２に分配され
る。このように分配された入力信号を、ミキサＭＩＸ３
およびＭＩＸ４でローカルオシレータＬＯ１およびＬＯ
２を用いてＩＦバンドに周波数変換する。ミキサＭＩＸ
３およびＭＩＸ４の出力はＩＦプリアンプ２０２によっ
て増幅され、高周波スイッチ２０３および２０４に与え
られる。

【００５６】なお、ＬＮＡ１およびＬＮＡ２には、電源
回路（ＰＯＷＥＲ）２０５からそれぞれバイアス１およ
びバイアス２が与えられている。

【００５７】高周波スイッチ２０３および２０４をコン
パレータ２０６により発生される２つの制御信号によっ
て切換えることにより、４種類の信号（水平・バンド
１、水平・バンド２、垂直・バンド１、垂直・バンド
２）を選択できる。高周波スイッチ２０３および２０４
で選択されたＩＦ周波数信号はそれぞれＩＦアンプ１お
よびＩＦアンプ２によって増幅されて出力１および出力
２から出力される。

【００５８】なお制御信号は、各出力端子に供給される
電圧の値と基準値とを比較してその比較結果により、ま
たは該電圧に低周波のパルスが重畳されているか否かを
検出することにより発生される。後者の場合はディテク
タ２０７を使用する。

【００５９】このような回路により、ＬＮＢ側のＩＦ周
波数信号帯域は９５０から２１５０ＭＨｚまでとなる。
この周波数帯域は既存のインドアレシーバが扱う周波数
帯域であり、既存のインドアシステムで対応できる。

【００６０】図２は、図１に示した回路構成のうち、Ｉ
Ｆプリアンプ２０２より前の回路をより具体的に示した
回路図である。

【００６１】図２を参照してこの回路は、水平偏波信号
が入力される入力端子１と、水平偏波信号を低雑音増幅
するための、ＨＥＭＴ素子２の３段構成からなるＬＮＡ
と、このＬＮＡのバイアス回路１８と、ＬＮＡの出力信
号を２つのバンドに分配するためのＹ型分配回路４３
と、分配されたバンド１およびバンド２におけるイメー
ジ除去のためのバンドパスフィルタ３および３３と、そ
れぞれバンドパスフィルタ３および３３の出力に、ロー
カルオシレータ６および４６からのローカルオシレータ
信号をミキシングするためのダイオードミキサ２９およ
び３９とを含む。

【００６２】またこの回路は、垂直偏波信号が入力され
る入力端子８と、垂直偏波信号を低雑音増幅するため
の、ＨＥＭＴ素子９の３段構成からなるＬＮＡと、ＬＮ
Ａのバイアス回路１９と、ＬＮＡの出力信号をバンド１
およびバンド２の２つのバンドに分配するためのＹ型分
配回路４４と、このように分配された各バンドにおける
イメージ除去のためのバンドパスフィルタ３４および１
０と、バンドパスフィルタ３４および１０の出力に、そ
れぞれローカルオシレータ４６および６からのローカル
オシレータ信号をミキシングするめたのダイオードミキ
サ４０および３０とを含む。

【００６３】ローカルオシレータ６の出力端子１６から
のオシレータパワーはＹ型分配回路１４によって２つの
ミキサ２９および３０に均等に配分される。Ｙ型分配回
路１４はそれとともに、２つのミキサ２９および３０と
の整合をとる働きも持つ。またＹ型分配回路１４により
分配されたローカルオシレータ信号は、ミキサ２９およ
び３０にそれぞれローカルオシレータ信号を注入するた
めのフィルタとしての方向性結合器５および１２を介し
て各ミキサに注入される。なおローカルオシレータ６に
は、電源供給端子１７を介して電源が供給される。

【００６４】ローカルオシレータ４６の出力端子４８か
らのオシレータパワーは、Ｙ型分配回路４５によって２
つのミキサ３９および４０に均等に分配される。Ｙ型分
配回路４５はまた、これら２つのミキサ３９および４０
との整合をとる働きも持つ。

【００６５】Ｙ型分配回路４５により分配されたローカ
ルオシレータ信号は、フィルタとしての方向性結合器３
５および３６を介してそれぞれダイオードミキサ３９お
よび４０に注入される。なおローカルオシレータ４６に
は電源供給端子４７を介して電源が与えられる。

【００６６】なお図２にはさらに、ＩＦ出力端子７およ
び１３と、方向性フィルタの終端抵抗２４および２５
と、ダイオードミキサ２９および３０のバイアス供給端
子３１および３２と、方向性フィルタ３５および３６の
終端抵抗３７および３８と、ダイオードミキサ４０およ
び３９のバイアス供給端子４２および７１と、ＩＦ出力
端子５１および５２とも図示されている。

【００６７】図２に示す広帯域コンバータ回路は次のよ
うに動作する。入力端子１に水平偏波信号が入力され、
ＨＥＭＴ素子２の３段構成からなるＬＮＡによって３０
〜３６ｄＢ低雑音増幅される。この出力はＹ型分配回路
４３によってバンド１（１０．７〜１１．８ＧＨｚ）と
バンド２（１１．７〜１２．７５ＧＨｚ）の２つのバン
ドに分配され、それぞれのバンドにおけるイメージ除去
フィルタであるバンドパスフィルタ３および３３によっ
てイメージ除去される。イメージ除去された信号はそれ
ぞれダイオードミキサ２９および３９によってＩＦ信号
に変換される。変換されたＩＦ信号はそれぞれＩＦ出力
端子７および５１から出力される。このＩＦ信号は出力
端子７および５１から、次段に接続されるＩＦプリアン
プに与えられる。

【００６８】このとき変換に必要なオシレータパワー
は、ローカルオシレータ６および４６からそれぞれＹ型
分配回路１４および方向性フィルタ５と、Ｙ型分配回路
４５および方向性フィルタ３５とを介してそれぞれダイ
オードミキサ２９および３９に加えられる。一方、入力
端子８から入力された垂直偏波信号は、ＨＥＭＴ素子９
の３段構成からなるＬＮＡによって３０〜３６ｄＢ低雑
音される。増幅された信号はＹ型分配回路４４によっ
て、バンド１（１０．７〜１１．８ＧＨｚ）とバンド２
（１１．７〜１２．７５ＧＨｚ）の２つのバンドに分配
され、それぞれのイメージ除去フィルタであるバンドパ
スフィルタ３４および１０によってイメージ除去され
る。イメージ除去された信号はそれぞれダイオードミキ
サ４０および３０によってＩＦ信号に変換される。変換
されたＩＦ信号は出力端子５２および１３から出力さ
れ、次段に接続されるＩＦプリアンプに与えられる。

【００６９】このとき変換に必要なオシレータパワー
は、ローカルオシレータ６および４６からそれぞれＹ型
分配回路１４および方向性フィルタ１２と、Ｙ型分配回
路４５および方向性フィルタ３６とを介してダイオード
ミキサ３０および４０に加えられる。

【００７０】こうした回路構成により、１０．７ＧＨｚ
から１２．７５ＧＨｚという、ＬＮＢとしては最も広帯
域なコンバータ回路を実現できる。しかも出力されるＩ
Ｆ信号を既存のインドアシステムが処理することがで
き、既存のインドアシステムをそのまま使用できるのて
市場に受入れられやすいという利点がある。

【００７１】なお、図２に示される回路構成の変形を図
３に示す。図３に示される回路が図２に示される回路と
異なるのは、図２におけるダイオードミキサ２９、３
９、４０および３０が、ＨＥＭＴミキサ４、５３、５
４、１１に置換えられていることと、図２の方向性フィ
ルタ５および１２に代えてそれぞれ方向性フィルタ５５
および５６を使用していることとである。また図３の回
路は、図２に示される回路に加えてさらに、ＨＥＭＴミ
キサ４、５３、５４および１１のためのゲートバイアス
供給端子２０、４９、５０および２１を含む。図３に示
される回路も図２に示される回路と同様に動作する。し
たがってここではその動作の詳細は繰り返さない。

【００７２】図４は、図３に示される回路をさらに変形
したものである。図４に示される回路が図３に示される
回路と異なるのは、図３の方向性結合器３５、３６、５
５および５６をそれぞれ結合コンデンサ５７、５８、２
７および２８に置換えている点のみである。図４に示さ
れる回路の動作も図２に示される回路および図３に示さ
れる回路のそれと同じであるので、ここではその詳細は
繰り返さない。

【００７３】図５に図２〜図４に示される回路構成を回
路基板上に配置する際の回路基板６０の構成と、その上
の回路配置を模式的に示している。

【００７４】図５を参照して、回路基板６０は、表面に
銅箔層６１が、裏面に銅箔層６３が設けられた第１の種
類の誘電体材料としてのテフロン層６２と、表面に銅箔
層６７が、裏面に銅箔層６５がそれぞれ形成されたテフ
ロン層６６と、テフロン層６２および６６の間に挟まれ
た第２の種類の誘電体材料としてのガラスエポキシ層６
４とを含む。各誘電体層の厚みは、代表的にはテフロン
が約０．８ｍｍ、ガラスエポキシ層は約０．４ｍｍであ
る。銅箔は導電性材料の一例である。導電性材料として
は他のもの、たとえば他の導電性金属またはめっきを使
用しても良い。しかし、銅箔が加工もしやすく好まし
い。

【００７５】図５に示される例では、ローカルオシレー
タＬＯ２以外のＲＦ回路部分（９から１３ＧＨｚ周波数
を扱う部分）はテフロン層６２の表面上に配置してあ
り、ローカルオシレータＬＯ２と、他のＲＦ回路部分以
外の回路、すなわちＩＦ回路と、電源回路と、ＬＮＡの
バイアス回路（ＢＩＡＳ１、ＢＩＡＳ２）と、スイッチ
回路とはテフロン層６６側の表面に配置している。多層
基板の表面と裏面側とがともにテフロン層であるため、
上述の例のようにローカルオシレータ２を基板の裏面側
に配置することが可能となった。そのためＲＦ回路部分
がさらに増大したとしても、それら増大した部分を裏面
側に効率よく配置することにより、一面のみにＲＦ回路
部分を配置する場合と比較して回路の面積をより少なく
することができる。またそうすることで美観上も優れた
ＬＮＢを得ることができる。

【００７６】図６に、多層回路基板６０の表面および裏
面への回路配置の他の例を示す。この例では、図５に示
される配置において、裏面の電源回路ＰＯＷＥＲと表面
のローカルオシレータＬＯ１とを入換えている。この基
板が搭載されるシャーシ設計によっては、図５または図
６のいずれか一方の配置を行なう必要が生ずることもあ
る。そうした場合でもこのように回路配置を表面と裏面
との間で交代することができ、より効率的な回路配置を
行なうことができる。またガラスエポキシ層６４は適度
な強度を持ち、テフロン層の支持に適している。また製
造・検査時の作業性も良い。

【００７７】図７に、多層回路基板の他の例８０を示
す。この多層回路基板８０は、表面および裏面にそれぞ
れ銅箔層６１および６３を有するテフロン層６２と、表
面および裏面にそれぞれ銅箔層６７および６５を有する
テフロン層６６とを含み、これら２つのテフロン層６６
および６２を導電性の接着剤または塗料８１で接着した
ことを特徴としている。こうした構成とすることによ
り、ガラスエポキシ層を使用した場合と比較して、テフ
ロン層を支持する働きはやや弱くなるが、製造が容易に
行なえるという効果がある。また材料も少なくてすむの
で、コスト的にも有利である。

【００７８】回路基板のさらに他の例を図８に示す。こ
の回路基板８２は、表面に銅箔層６１を有するテフロン
層６２と、表面に銅箔層６７を有するテフロン層６６と
を、間に導電体層８３を挟んで熱圧着などにより接着し
たものである。熱圧着するにあたっては、たとえばテフ
ロン層６２および６６の双方の裏面に銅箔層を作製して
おき、これを熱圧着により接着することが考えられる。
図８に示される構成では回路をより薄くすることがで
き、コンパクトにできる。またその製造も容易である。

【００７９】なお図５および６に示される例において、
たとえばミキサやＩＦアンプ、さらにはローカルオシレ
ータやスイッチなどを集積化した半導体ＩＣを使用する
こともできる。半導体ＩＣにどのような回路部分を含ま
せるかは設計者の任意な選択による。電源回路を半導体
ＩＣに含ませるようにしてもよい。そのように半導体Ｉ
Ｃを多層回路基板の表面および裏面のどちらにも配置す
ることができるため、用途に応じた最適な回路配置を得
ることができる。また半導体ＩＣを使用することによ
り、組立が容易でかつ信頼性も向上するという効果があ
る。

【００８０】以上のように多層回路基板を構成すること
により、その表面および裏面のいずれにもＲＦ回路部分
を配置することができる。そのため広帯域入力信号を処
理するためにＲＦ回路部分が増大したしても、効率的な
回路配置を行なうことができ、回路面積をそれほど増大
させる必要がない。費用的な増大も小さく抑えられる。
したがって費用対効果に優れ、かつコンパクトなＬＮＢ
を実現することができる。

【００８１】また多層回路基板を使用するため、基板の
表面および裏面に配置された各回路の接続は、回路基板
に形成したスルーホールを用いて簡単に行なうことがで
きる。またそのための工数も少なくてすむ。したがって
組立が容易であり、作業性に優れた、製造の容易なＬＮ
Ｂを実現できる。またスルーホールにより接続するため
に信頼性という面でも有利である。

【００８２】また上述のような１つの多層回路基板上に
広帯域コンバータ回路を構成する全回路を配置すること
ができる。各回路の調整や検査における製品の取扱いも
簡便となり、量産を行なう場合にも容易に対応できると
考えられる。また半導体集積回路を使用すればより量産
に適し、信頼性も向上した、組立の簡単なＬＮＢを得る
ことができる。

【００８３】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載の発明によ
れば、広帯域コンバータ回路は、同じ面積に従来より多
くのＲＦ回路要素を効率的に配置でき、基板面積をむや
みに増大させる必要がない。またスルーホールで回路要
素を接続できるので、回路の製造も容易でかつ信頼性に
も優れている。その上、二つのローカル信号の干渉を防
止することができる。その結果、より小型の、より広帯
域の衛星放送電波のＲＦ信号処理を行なうことができ
る、製造の簡単な広帯域コンバータ回路を提供できる。

【００８４】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加え、第１の種類の誘電体材料が
テフロンであるので、広帯域周波数の信号に適した電気
的仕様を持っており、かつ容易に入手可能である。その
結果、より小型の、より広帯域のＲＦ信号処理を行なう
ことができる、製造の簡単な広帯域コンバータ回路を提
供できる。

【００８５】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加え、第２の種類の誘電体材料
は、ガラスエポキシであるので、安価でかつ容易に入手
可能である。また基板上の回路のアースをとるのに適し
た電気的仕様をっている。適度の強度を持っているの
で、２つの誘電体層を支持するのに適しており、回路基
板を作製する上でも、またその上に回路要素を配置する
上でも作業が容易になり、また検査も容易に行なえる。
その結果、より小型の、より広帯域のＲＦ信号処理を行
なうことができる、製造が簡単で、かつ安価な広帯域コ
ンバータ回路を提供できる。

【００８６】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加え、第２の種類の誘電体材料
は、導電性の接着剤または導電性の塗料であるので、基
板上の回路のアースをとるのに適した電気的仕様を持っ
ており、また２つの誘電体層を容易に接着できるので多
層回路基板を作製するのに適している。回路基板を作製
する上でも、またその上にＲＦ処理回路要素を配置する
上でも作業が容易になる。その結果、より小型の、より
広帯域のＲＦ信号処理を行なうことができる、製造の簡
単な広帯域コンバータ回路を提供できる。

【００８７】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加え、第２の種類の誘電体材料は
金属材料であるので、基板上の回路のアースをとるのに
適した電気的仕様を持っており、また適度の強度を持っ
ているので、２つの誘電体層を支持するのに適してい
る。回路基板を作製する上でも、またその上に回路要素
を配置する上でも作業が容易になる。その結果、より小
型の、より広帯域のＲＦ信号処理を行なうことができ
る、製造の簡単な広帯域コンバータ回路を提供できる。

【００８８】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加え、薄膜導電体層は銅箔で形成
されるので、多層基板を形成するのに適した電気的特性
を持っており、また加工が容易である。その結果、より
小型の、より広帯域のＲＦ信号処理を行なうことができ
る、製造の簡単な広帯域コンバータ回路を提供できる。

【００８９】請求項７に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加え、第１および第２の半導体増
幅素子がＨＥＭＴ素子を含むので、低雑音な動作が実現
できる。その結果、より小型の、より広帯域の衛星放送
電波のＲＦ信号処理を低雑音に行なうことができる、製
造の簡単な広帯域コンバータ回路を提供できる。

【００９０】請求項８に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加え、広帯域コンバータ回路の少
なくとも一部が、多層回路基板上に配置された半導体集
積回路として実現されているので、回路全体の構造およ
び組立が容易で、かつ信頼性も高くなる。その結果、よ
り小型の、より広帯域の衛星放送電波のＲＦ信号処理を
低雑音に行なうことができる、製造が簡単で信頼性も高
い広帯域コンバータ回路を提供できる。

【００９１】請求項９に記載の発明によれば、広帯域コ
ンバータ回路は、同じ基板面積に従来より多くのＲＦ回
路要素を効率的に配置でき、基板面積をむやみに増大さ
せる必要がない。さらに２つの誘電体層は、その裏面側
において、薄膜導電体層を介して相互に接着されている
ので、間に誘電体層を含む場合と比較して材料がより少
なくすみ、かつ組立の工程数も減少する。さらに、二つ
のローカル信号の干渉を防止することができる。その結
果、より小型の、より広帯域の衛星放送電波のＲＦ信号
処理を行なうことができる、製造の簡単な広帯域コンバ
ータ回路を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の広帯域コンバータ回路の概
略構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示す広帯域コンバータ回路の、ＲＦ回路
部の具体的な構成を示す回路図である。

【図３】図２に示される回路の変形例を示す回路図であ
る。

【図４】図３に示される回路の変形例を示す回路図であ
る。

【図５】本発明の実施例で使用される多層回路基板およ
びその上の回路配置を模式的に示す図である。

【図６】図５とは異なる回路配置を示す、本発明の実施
例で使用される多層回路基板の模式図である。

【図７】本発明に係る多層回路基板の他の例の断面図で
ある。

【図８】本発明で使用される多層回路基板のさらに他の
例の断面図である。

【図９】代表的な衛星放送受信システムの概略を示す模
式図である。

【図１０】従来のＬＮＢの一例を示す回路図である。

【図１１】従来のＬＮＢの他の一例を示す回路図であ
る。

【図１２】従来のＬＮＢに使用される回路基板およびそ
の上の回路配置を模式的に示す図である。

【符号の説明】

４、１１、５３、５４、１０４、１１１ ＨＥＭＴミキ
サ ２、９、１０２、１０９ ＬＮＡ １４、４３、４４、４５、１１４ Ｙ型分配回路 ６４、１４４ ガラスエポキシ層 ２９、３０、３９、４０、１２９、１３０ ダイオード
ミキサ ６２、６６、１４２ テフロン層 ３、１０、３３、３４、１０３、１１０ バンドパスフ
ィルタ ６、４６、１０６ ローカルオシレータ ８１ 接着剤層 ６０、８０、８２ 多層回路基板 ６１、６３、６５、６７、８３、１４１、１４３、１４
５ 銅箔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−53713（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−176006（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−22248（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−101133（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−327544（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−183732（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−14899（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03D 7/00 - 9/06 H04B 1/18 - 1/26

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放送電波の水平偏波信号が入力される第
   １の入力端子と、前記放送電波の垂直偏波信号が入力さ
   れる第２の入力端子とを有し、入力される第１の信号お
   よび第２の信号に所定のコンバート処理を行なう広帯域
   コンバータ回路であって、 主表面および裏面を有する、処理するＲＦ信号の周波数
   に応じて定められる第１の種類の誘電体材料の２つの誘
   電体層と、前記第１の種類の誘電体材料の２つの誘電体
   層の各々の前記主表面上および前記裏面上にそれぞれ形
   成された４つの薄膜導電体層と、前記２つの誘電体層の
   前記裏面の間に挟まれた、前記第１の種類とは異なる第
   ２の種類の誘電体材料の誘電体層とから構成される多層
   回路基板と、 前記多層回路基板の、前記２つの誘電体層の前記主表面
   側の前記薄膜導電体層上に配置されている、前記所定の
   コンバート処理を行なうためのＲＦ処理回路とを含み、前記ＲＦ処理回路は、 それぞれ前記第１の入力端子および前記第２の入力端子
   から水平偏波信号と垂直偏波信号とを受け、低雑音増幅
   する第１および第２の半導体増幅素子と、 それぞれ前記第１の半導体増幅素子および前記第２の半
   導体増幅素子の出力を受け、各々入力信号を第１および
   第２の２つのバンドに分離するための第１および第２の
   分離手段と、 前記第１の分離手段の２つの出力を受け、相互に周波数
   の異なる第１および第２のオシレータ信号とそれぞれミ
   キシングして中間周波数に変換するための第１のミキサ
   と、 前記第２の分離手段の２つの出力を受け、前記第１およ
   び第２のオシレータ信号とそれぞれミキシングして中間
   周波数に変換するための第２のミキサーと、 それぞれ前記第１のオシレータ信号および前記第２のオ
   シレータ信号を出力するための第１および第２のローカ
   ルオシレータとを含み、 前記第１および第２のローカルオシレータは、前記多層
   基板回路の、互いに異なる主表面上にそれぞれ配置され
   ている、 広帯域コンバータ回路。
2. 【請求項２】 前記第１の種類の誘電体材料はテフロン
   である、請求項１に記載の広帯域コンバータ回路。
3. 【請求項３】 前記第２の種類の誘電体材料は、ガラス
   エポキシである、請求項１に記載の広帯域コンバータ回
   路。
4. 【請求項４】 前記第２の種類の誘電体材料は、導電性
   の接着剤または導電性の塗料である、請求項１に記載の
   広帯域コンバータ回路。
5. 【請求項５】 前記第２の種類の誘電体材料は、金属材
   料である、請求項１に記載の広帯域コンバータ回路。
6. 【請求項６】 前記薄膜導電体層は銅箔で形成される、
   請求項１に記載の広帯域コンバータ回路。
7. 【請求項７】 前記第１および第２の半導体増幅素子が
   ＨＥＭＴ素子を含む、請求項１に記載の広帯域コンバー
   タ回路。
8. 【請求項８】 前記広帯域コンバータ回路の少なくとも
   一部が、前記多層回路基板上に配置された半導体集積回
   路として実現されていることを特徴とする、請求項１に
   記載の広帯域コンバータ回路。
9. 【請求項９】 放送電波の水平偏波信号が入力される第
   １の入力端子と、前記放送電波の垂直偏波信号が入力さ
   れる第２の入力端子とを有し、入力される第１の信号お
   よび第２の信号に所定のコンバート処理を行なう広帯域
   コンバータ回路であって、 主表面および裏面を有する、処理するＲＦ信号の周波数
   に応じて定められる第１の種類の誘電体材料の２つの誘
   電体層と、前記第１の種類の誘電体材料の２つの誘電体
   層の各々の前記主表面上にそれぞれ形成された２つの薄
   膜導電体層とから構成される多層回路基板と、 前記多層回路基板上の、前記２つの誘電体層上の前記主
   表面側の前記薄膜導電体層上に配置され、前記所定のコ
   ンバート処理を行なうＲＦ処理回路とを含み、 前記２つの誘電体層は、その裏面側において、薄膜導電
   体層を介して相互に接着されており、 前記ＲＦ処理回路は、 それぞれ前記第１の入力端子および前記第２の入力端子
   から水平偏波信号と垂 直偏波信号とを受け、低雑音増幅
   する第１および第２の半導体増幅素子と、 それぞれ前記第１の半導体増幅素子および前記第２の半
   導体増幅素子の出力を受け、各々入力信号を第１および
   第２の２つのバンドに分離するための第１および第２の
   分離手段と、 前記第１の分離手段の２つの出力を受け、相互に周波数
   の異なる第１および第２のオシレータ信号とそれぞれミ
   キシングして中間周波数に変換するための第１のミキサ
   と、 前記第２の分離手段の２つの出力を受け、前記第１およ
   び第２のオシレータ信号とそれぞれミキシングして中間
   周波数に変換するための第２のミキサーと、 それぞれ前記第１のオシレータ信号および前記第２のオ
   シレータ信号を出力するための第１および第２のローカ
   ルオシレータとを含み、 前記第１および第２のローカルオシレータは、前記多層
   基板回路の、互いに異なる主表面上にそれぞれ配置され
   て いることを特徴とする、広帯域コンバータ回路。