JP3223747B2

JP3223747B2 - ミクサ

Info

Publication number: JP3223747B2
Application number: JP04431395A
Authority: JP
Inventors: 健治伊東; 憲司川上; 充弘下沢; 憲治末松; 明夫飯田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-03-03
Filing date: 1995-03-03
Publication date: 2001-10-29
Anticipated expiration: 2016-10-29
Also published as: JPH08242123A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、無線通信システムの
送受信装置等に用いられ、局部発振波の２倍波と信号波
との混合波を出力するミクサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】局部発振波の２倍波と信号波との混合波
を出力するミクサは、偶高調波ミクサと呼ばれる。局部
発振波の２倍波と信号波との混合を行うことにより、偶
高調波ミクサは、局部発振波の偶数次の高調波、及び、
ダイオードの端子間のコンダクタンスの奇数次の高調波
を抑圧することができる。

【０００３】偶高調波ミクサの構成は、かねてより種々
報告されている。図８は、1991年６月にBostonで開催さ
れたIEEE主催、International Microwave Symposium の
1991 MTT-S Digest の879 ページから882 ページに記載
された偶高調波ミクサである。同図において、３１はア
ンチパラレルダイオードペア（ＡＰＤＰ）であり、互い
に逆極性のミクサダイオード３０ａ，３０ｂとを並列に
接続して構成される。

【０００４】３２は周波数ｆ_rfの高周波信号が入力され
るＲＦ端子、３３は周波数ｆ_p の局部発振波が入力され
るＬＯ端子、３４は混合出力であるベースバンド信号
（または中間周波信号）が出力されるベースバンド端子
である。ＲＦ端子３２は、ＤＣカット用のキャパシタ３
８を介してＡＰＤＰの一端（Ａ端）に接続される。ベー
スバンド端子３４は、ＲＦチョークであるインダクタ３
７を介して、ＲＦ端子３２が接続される端子と同じＡＰ
ＤＰ３１の一端（Ａ端）に接続される。また、ＬＯ端子
３３は、ＲＦ端子３２及びベースバンド端子３３が接続
された端子と異なるＡＰＤＰ３１の他端（Ｂ端）に接続
される。

【０００５】３５はＡＰＤＰ３１のＡ端に接続された先
端開放スタブ、３６はＡＰＤＰ３１のＢ端に接続された
先端短絡スタブである。図８の偶高調波ミクサは、先端
開放スタブ３５と先端短絡スタブ３６とを用いてｆ_p と
ｆ_rf（＝２ｆ_p ）とを分波する構成である。

【０００６】また、図９は、図８の偶高調波ミクサを適
用したホモダイン構成の受信機の構成図の一例である。
この図９において、１は空中線（ＡＮＴ）、２は空中線
１からの信号波を増幅する低雑音増幅器（ＬＮＡ）、３
は低雑音増幅器２の出力に含まれる信号波を通過させる
帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）、４１は局部発振波に基づ
き信号波を検波して信号波の変調信号成分をＩ信号及び
Ｑ信号として出力する偶高調波直交ミクサである。

【０００７】偶高調波直交ミクサ４１は、帯域通過フィ
ルタ３の出力を等位相、等振幅で２つに分配する０度分
配器６、外部から局部発振波を受けて４５度の位相差を
もつ、等振幅の２つの信号に分配する４５度移相器４
２、分配された信号波と局部信号とをそれぞれ混合して
Ｉ信号、Ｑ信号をそれぞれ出力する偶高調波ミクサ４０
ａ，４０ｂから構成される。偶高調波ミクサ４０ａ，４
０ｂは、図８に示されたものである。ここで、信号波の
周波数をｆ_rf、局部発振波の周波数をｆ_p とするとｆ_rf
＝２ｆ_p の関係がある。また、移相器４２が４５度の移
相を行うのは、偶高調波ミクサは局部発振波の２倍波と
信号波との混合を行うため、４５度の位相差が２倍され
て９０度の位相差になるからである。

【０００８】８は局部発振波を発生する局部発振器、９
ａ，９ｂは偶高調波直交ミクサ４１のＩ出力、Ｑ出力を
それぞれろ波する低域通過フィルタ（ＬＰＦ）、１０
ａ，１０ｂは低域通過フィルタ（ＬＰＦ）９ａ，９ｂの
出力をそれぞれ増幅するベースバンド増幅器（ＡＭ
Ｐ）、１１はベースバンド増幅器１０ａ，１０ｂの出力
に基づきデータを復調する復調回路である。

【０００９】次に動作について説明する。空中線１で受
信された受信信号は、低雑音増幅器２、帯域通過フィル
タ３を介して、偶高調波直交ミクサ４１に入力される。
偶高調波直交ミクサ４１において、偶高調波ミクサ４０
ａが受信信号と局部発振波の２倍波とを混合してベース
バンドのＩ信号を得る。偶高調波ミクサ４０ｂが受信信
号と９０度移相された局部発振波の２倍波とを混合して
ベースバンドのＱ信号を得る。Ｉ信号及びＱ信号は、低
域通過フィルタ９ａ，９ｂ、ベースバンド増幅器１０
ａ，１０ｂを介して、復調回路１１に入力される。復調
回路１１において、データが復調される。

【００１０】次に、偶高調波ミクサ４０ａ，４０ｂの動
作を図８、図１０及び図１１に基づき説明する。偶高調
波ミクサ４０ａ，４０ｂにおいて、先端開放スタブ３５
及び先端短絡スタブ３６は、ｆ_p について概略４分の１
波長、すなわち、ｆ_rfについて概略２分の１波長となる
よう設計される。このとき、ＡＰＤＰ３１からみた先端
開放スタブ３５及び先端短絡スタブ３６のインピーダン
スは、それぞれ、図１０及び図１１に示されるようにな
る。

【００１１】先端開放スタブ３５は、ＲＦ端子３２及び
ベースバンド端子３４側のＡＰＤＰ３１の端子に接続さ
れており、図１０のようにＤＣ近傍とｆ_rf（＝２ｆ_p ）
近傍において高インピーダンスとなる。したがって、Ａ
ＰＤＰ３１はそれぞれの端子に接続される。一方、ｆ_p
近傍において低インピーダンスとなり、ＡＰＤＰ３１は
接地される。

【００１２】逆に、先端短絡スタブ３６は、ＬＯ端子３
３側のＡＰＤＰ３１側の端子に接続されており、図１１
のようにＤＣ近傍とｆ_rf近傍において低インピーダンス
となり、ＡＰＤＰ３１は接地される。一方、ｆ_p 近傍に
おいて高インピーダンスとなり、ＡＰＤＰ３１はＬＯ端
子３３に接続される。

【００１３】偶高調波ミクサ４０ａ，４０ｂは、ＬＯ端
子に局部発振波が供給されると、半周期ごとにミクサダ
イオード３０ａ，３０ｂがＯＮして電流が流れる。これ
により、ＡＰＤＰ３１は半周期ごとにコンダクタンスが
高まる動作をする。このため、局部発振波の高調波は奇
数次、コンダクタンスの高調波は偶数次しか存在しな
い。

【００１４】したがって、このＡＰＤＰ３１を適用して
ミクサを構成すると、ＡＰＤＰ３１があたかも局部発振
波の偶数次の高調波で変調されているように見えるた
め、局部発振波の２倍波２ｆ_p と信号波ｆ_rfとで混合が
行われ、ｆ_p とｆ_rfとの混合は抑制される。

【００１５】この偶高調波ミクサによれば、２つのダイ
オードのバランスのみで局部発振波の偶数次、コンダク
タンスの奇数次の高調波を抑制できるため、通常の平衡
型のミクサと比較して、はるかに高い抑制が可能であ
る。

【００１６】また、図１２は、従来の偶高調波ミクサの
他の例であり、1993年電子情報通信学会秋季全国大会C-
47に報告されたものである。同図において、８０は一端
がＬＯ端子３３であるスロット線路、８１は一端にキャ
パシタ３８を介してＲＦ端子３２が接続されるととも
に、インダクタ３７を介してベースバンド端子３４が接
続されるコプレナ線路、８２ａ，８２ｂはコプレナ線路
８１に励振される平衡モードを抑制するためのワイヤで
ある。また、スロット線路８０の他端、コプレナ線路８
１の他端は、アンチダイオードペア３１ａ〜３１ｄをリ
ング状に接続して構成されたＡＰＤＰ３１に、接続され
ている。

【００１７】図１２の偶高調波ミクサの動作は、図８の
偶高調波ミクサの動作と同様である。しかし、図１２の
偶高調波ミクサによれば、スロット線路８０とコプレナ
線路８１とは互いにアイソレーションが得られるので、
広帯域に分波ができるという利点がある。

【００１８】また、図１３は、従来のミクサの他の例で
あり、倍風館より出版された、P.R.グレイとR.G.メイヤ
の共著”アナログ集積回路設計技術”（P.R.Gray,R.G.M
ayer:”Analysis and Design of analog integrated ci
rcuits”）の10.3章に記載された、トランジスタを用い
たギルバートセルの平衡ミクサである。

【００１９】図１３において、１８ａ，１８ｂは抵抗、
１９ａ〜１９ｆはトランジスタ、２０は電流源である。
ＲＦおよびＬＯは差動入力である。互いに逆位相の信号
ＬＯが、トランジスタ１９ａ、１９ｂ及びトランジスタ
１９ｃ、１９ｄに給電される。また、互いに逆位相の信
号ＲＦがトランジスタ１９ｅ，１９ｆに給電される。ト
ランジスタ１９ａ〜１９ｆによりなされるＲＦとＬＯと
のアナログ乗算により生じる混合波は、トランジスタ１
９ｂ及び１９ｄのコレクタ、トランジスタ１９ａ及び１
９ｃのコレクタにそれぞれ接続された、差動出力である
ベースバンド出力端子１７に出力される。なお、ＲＦや
ＬＯは相殺されてベースバンド出力端子１７には出力さ
れない。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図８及び図
１２に示された従来の偶高調波ミクサには、サイズが大
きいという問題点があった。

【００２１】図８の偶高調波ミクサの構成は簡単である
が、これを比較的低周波領域で動作するように実現しよ
うとした場合、先端開放スタブ３５及び先端短絡スタブ
３６は長くなり、どうしても大形化してしまう。

【００２２】また、図１２の偶高調波ミクサを集積化し
て小型化しようとすると、スロット線路８０の集積化
は、地導体との接続を考えると困難であるとともに、外
部のマイクロストリップ線路との接続が狭帯域となる問
題がある。

【００２３】また、図１３のトランジスタを用いたギル
バートセルを集積化して小型化することができるが、そ
のままでは偶高調波ミクサに適用できなかったり、トラ
ンジスタの特性が不揃いである場合、各トランジスタで
の局部発振波の整流電流が相殺されず、Ｉ信号やＱ信号
の他に直流オフセットが生じるという問題がある。

【００２４】この発明は、性能を劣化させることがな
く、小型化が可能な偶高調波ミクサを提供することを目
的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係るミクサ
は、２つのダイオードを互いに逆極性で並列接続してな
り、上記２つのダイオードの第１の並列接続端を信号波
の入力端及び混合波の出力端とし、第２の並列接続端を
局部発振波の入力端としたダイオードペアと、集中定数
により構成され、上記局部発振波の周波数で短絡状態に
なるとともに、上記信号波の周波数で開放状態になり、
上記第１の並列接続端に接続された第１の分波回路と、
集中定数により構成され、上記局部発振波の周波数で開
放状態になるとともに、上記信号波の周波数で短絡状態
になり、上記第２の並列接続端に接続された第２の分波
回路とを備えたものである。

【００２６】請求項２に係るミクサは、上記第１の分波
回路を、互いに直列に接続されたキャパシタ及びインダ
クタからなる直列共振回路と、上記直列共振回路に並列
接続されたキャパシタとから構成したものである。

【００２７】請求項３に係るミクサは、上記第１の分波
回路を、互いに並列に接続されたキャパシタ及びインダ
クタからなる並列共振回路と、上記並列共振回路に直列
接続されたキャパシタとから構成したものである。

【００２８】請求項４に係るミクサは、上記第２の分波
回路を、互いに直列に接続されたキャパシタ及びインダ
クタからなる直列共振回路と、上記直列共振回路に並列
接続されたインダクタとから構成したものである。

【００２９】請求項５に係るミクサは、上記第２の分波
回路を、互いに並列に接続されたキャパシタ及びインダ
クタからなる並列共振回路と、上記並列共振回路に直列
接続されたインダクタとから構成したものである。

【００３０】請求項６に係るミクサは、局部発振波を増
幅し、互いに逆位相となる第１の出力及び第２の出力と
して出力する差動増幅器と、２つのダイオードを互いに
逆極性で並列接続してそれぞれなる複数のダイオードペ
アをリング状に接続して構成されたダイオードリングを
有し、上記差動増幅器の２つの出力に基づき、上記局部
発振波の２倍波と上記ダイオードリングに入力された信
号波との混合波を出力する混合部とを備えたものであ
る。

【００３１】請求項７に係るミクサは、さらに、上記差
動増幅器の出力に含まれる高調波を除去して、上記混合
部に供給するフィルタを備えたものである。

【００３２】請求項８に係るミクサは、信号波を増幅
し、互いに逆位相となる第１の出力及び第２の出力とし
て出力する第１の差動増幅器と、局部発振波を受けてこ
の局部発振波の２倍波を発生するとともに、この２倍波
と上記第１の差動増幅器の第１の出力とを乗算して差動
信号として出力する第２の差動増幅器と、上記第２の差
動増幅器の出力端と並列に接続された出力端をもち、上
記局部発振波を受けて上記第１の差動増幅器で発生する
局部発振波の２倍波と逆位相となる２倍波を発生すると
ともに、この２倍波と上記第１の差動増幅器の第２の出
力とを乗算して差動信号として出力する第３の差動増幅
器とを備えたものである。

【００３３】

【作用】請求項１の発明において、２つのダイオードを
互いに逆極性で並列接続してなるダイオードペアが、第
１の並列接続端に入力された信号波と第２の並列接続端
に入力された局部発振波の２倍波とを混合して上記第１
の並列接続端に出力し、集中定数により構成された第１
の分波回路が、上記第１の並列接続端を、上記局部発振
波の周波数で短絡状態にするとともに、上記信号波の周
波数で開放状態にし、集中定数により構成された第２の
分波回路が、上記第２の並列接続端を、上記局部発振波
の周波数で開放状態にするとともに、上記信号波の周波
数で短絡状態にする。

【００３４】請求項２の発明において、互いに直列に接
続されたキャパシタ及びインダクタからなる直列共振回
路と、上記直列共振回路に並列接続されたキャパシタと
が、上記第１の分波回路を構成する。

【００３５】請求項３の発明において、互いに並列に接
続されたキャパシタ及びインダクタからなる並列共振回
路と、上記並列共振回路に直列接続されたキャパシタと
が、上記第１の分波回路を構成する。

【００３６】請求項４の発明において、互いに直列に接
続されたキャパシタ及びインダクタからなる直列共振回
路と、上記直列共振回路に並列接続されたインダクタと
が、上記第２の分波回路を構成する。

【００３７】請求項５の発明において、互いに並列に接
続されたキャパシタ及びインダクタからなる並列共振回
路と、上記並列共振回路に直列接続されたインダクタと
が、上記第２の分波回路を構成する。

【００３８】請求項６の発明において、差動増幅器が局
部発振波を増幅し、互いに逆位相となる第１の出力及び
第２の出力として出力し、２つのダイオードを互いに逆
極性で並列接続してそれぞれなる複数のダイオードペア
をリング状に接続して構成されたダイオードリングが、
上記差動増幅器の２つの出力に基づき、上記局部発振波
の２倍波と上記ダイオードリングに入力された信号波と
の混合波を出力する。

【００３９】請求項７の発明において、フィルタが上記
差動増幅器の出力に含まれる高調波を除去して、上記混
合部に供給する。

【００４０】請求項８の発明において、第１の差動増幅
器が、信号波を増幅し、互いに逆位相となる第１の出力
及び第２の出力として出力し、第２の差動増幅器が、局
部発振波を受けてこの局部発振波の２倍波を発生すると
ともに、この２倍波と上記第１の差動増幅器の第１の出
力とを乗算して差動信号として出力し、第３の差動増幅
器が、上記第２の差動増幅器の出力端と並列に接続され
た出力端をもち、上記局部発振波を受けて上記第１の差
動増幅器で発生する局部発振波の２倍波と逆位相となる
２倍波を発生するとともに、この２倍波と上記第１の差
動増幅器の第２の出力とを乗算して差動信号として出力
する。

【００４１】

【実施例】

実施例１．この実施例１の偶高調波ミクサは、スタブに
代えて、同様の機能を実現する集中定数化分波回路を用
いることにより小形化を可能にするものである。

【００４２】図１は、この実施例１の偶高調波ミクサの
回路図である。同図において、３１は逆極性のミクサダ
イオード３０ａ，３０ｂを並列に接続してなるアンチパ
ラレルダイオードペア（ＡＰＤＰ）である。以下、説明
の便宜上、ＡＰＤＰ３１の２つの接続端を、それぞれ、
Ａ端及びＢ端とする。

【００４３】３２は直流阻止のためのキャパシタ３８を
介してＡＰＤＰ３１のＡ端に接続され、周波数ｆ_rfの高
周波受信信号が入力されるＲＦ端子、３３はＡＰＤＰ３
１のＢ端に接続され、周波数ｆ_p の局部発振信号が入力
されるＬＯ端子、３４は高周波信号阻止のためのインダ
クタ３７を介してＡＰＤＰ３１のＡ端に接続され、検波
されたベースバンド信号を出力するベースバンド端子で
ある。

【００４４】６４はＡＰＤＰ３１のＡ端に接続された集
中定数化スタブＡである。集中定数化スタブＡ６４は、
キャパシタ６１、６２、及びインダクタ６３からなる。
集中定数化スタブＡ６４において、容量Cp2pのキャパシ
タ６１は、その一端がＡ端に、他端が接地端にそれぞれ
接続されている。容量Csp のキャパシタ６２とインダク
タンスLsp のインダクタ６３は直列に接続されている。
そして、キャパシタ６２とインダクタ６３からなる直列
回路は、キャパシタ６１に並列に接続されている。

【００４５】また、６８はＡＰＤＰ３１のＢ端に接続さ
れた集中定数化スタブＢである。集中定数化スタブＢ６
５は、キャパシタ６６、及びインダクタ６５、６７から
なる。集中定数化スタブＢ６４において、インダクタン
スLpp のインダクタ６５と容量Cpp のキャパシタ６６と
は、並列に接続されている。２つの並列接続端のうちの
１つはＡＰＤＰ３１のＢ端に接続されている。インダク
タンスLs2pのインダクタ６７の一端は接地されている。
そして、インダクタ６５とキャパシタ６６とからなる並
列回路とインダクタ６７とは直列に接続されている。

【００４６】つぎに動作についてを説明する。集中定数
化スタブＡ６４は、図８の先端開放スタブ３５と同様に
動作するように設計される。すなわち、ｆ_p において、
キャパシタ６２とインダクタ６３とが直列共振して、低
インピーダンスとなるように、かつ、ｆ_rfにおいて、キ
ャパシタ６２とインダクタ６３とからなる直列共振回路
とキャパシタ６１とが並列共振して、高インピーダンス
となるように設計される。また、集中定数化スタブＡ６
４は、直流（ＤＣ）において開放であるから、高インピ
ーダンスとなる。従って、集中定数化スタブＡ６４は、
図１０と同様の特性を有する。

【００４７】集中定数化スタブＢ６８は、図８の先端短
絡スタブ３６と同様に動作するように設計される。すな
わち、ｆ_p において、インダクタ６５とキャパシタ６６
とが並列共振して、高インピーダンスとなるように、か
つ、ｆ_rfにおいて、インダクタ６５とキャパシタ６６と
からなる並列共振回路とインダクタ６７とが直列共振し
て、低インピーダンスとなるように設計される。また、
集中定数化スタブＢ６８は、ＤＣにおいて短絡であるか
ら、低インピーダンスとなる。従って、集中定数化スタ
ブＢ６８は、図１１と同様の特性を有する。

【００４８】集中定数化スタブＡ６４及びＢ６８は、図
８の先端開放スタブ３５及び先端短絡スタブ３６と等価
である。したがって、図１の偶高調波ミクサは、図８の
ものと同様に動作する。

【００４９】以上のようにこの実施例１の構成によれ
ば、従来のスタブと同じインピーダンス特性をもたせつ
つ、分波回路を集中定数により構成することができる。
したがって、周波数が低い場合に大型化してしまうスタ
ブを用いずに偶高調波ミクサを構成できて、ミクサの小
形化が可能となる。

【００５０】実施例２．図２は、この実施例２の偶高調
波ミクサの回路図である。同図において、７０はＡＰＤ
Ｐ３１のＡ端に接続された集中定数化スタブＣである。
集中定数化スタブＣ７０は、キャパシタ６１、６２、及
びインダクタ６９からなる。集中定数化スタブＣ７０に
おいて、容量Cp2pのキャパシタ６１とインダクタンスLp
2pのインダクタ６９とは並列に接続されている。このキ
ャパシタ６１とインダクタ６９からなる並列回路の一端
は、ＡＰＤＰ３１のＡ端に接続されている。この並列回
路と容量Csp のキャパシタ６２とは直列に接続されてい
る。そして、この並列回路はキャパシタ６２を介して接
地されている。

【００５１】また、７２はＡＰＤＰ３１のＢ端に接続さ
れた集中定数化スタブＤである。集中定数化スタブＤ７
２は、キャパシタ７１、及びインダクタ６５、６７から
なる。集中定数化スタブＤ７２において、インダクタン
スLs2pのインダクタ６７と容量Cs2pのキャパシタ７１と
は直列に接続され、直列回路を構成する。この直列回路
は、一端はＡＰＤＰ３１のＢ端に接続され、他端が接地
されている。そして、インダクタ６７とキャパシタ７１
とからなる直列回路とインダクタ６５とは並列に接続さ
れている。

【００５２】逆極性のミクサダイオード３０ａ，３０ｂ
を並列に接続してなるアンチパラレルダイオードペア
（ＡＰＤＰ）３１、ＲＦ端子３２、ＬＯ端子３３、ベー
スバンド端子３４、インダクタ３７、キャパシタ３８
は、図１に示されるものと同じものである。

【００５３】つぎに動作について説明する。集中定数化
スタブＣ７０は、図８の先端開放スタブ３５に相当する
特性を有するように設計される。すなわち、ｆ_rfにおい
て、キャパシタ６１とインダクタ６９とが並列共振し
て、高インピーダンスとなるように、かつ、ｆ_p におい
て、キャパシタ６１とインダクタ６９とからなる並列共
振回路とキャパシタ６２とが直列共振して、低インピー
ダンスとなるように設計される。また、集中定数化スタ
ブＣ７０は、ＤＣにおいて開放となり、高インピーダン
スである。従って、図１０と同様の特性を有する。

【００５４】集中定数化スタブＤ７２は、図８の先端短
絡スタブ３６に相当する特性を有するように設計され
る。すなわち、ｆ_rfにおいて、キャパシタ７１とインダ
クタ６７とが直列共振して、低インピーダンスとなるよ
うに、かつ、ｆ_p において、キャパシタ７１とインダク
タ６７とからなる直列共振回路とインダクタ６５とが並
列共振して、高インピーダンスとなるように設計され
る。また、集中定数化スタブＤ７２は、ＤＣにおいて短
絡となり、低インピーダンスである。従って、図１１と
同様の特性を有する。

【００５５】以上のようにこの実施例２の構成によれ
ば、実施例１の場合と同様に、従来のスタブと同じイン
ピーダンス特性をもたせつつ、分波回路を集中定数によ
り構成することができて、ミクサの小形化が可能とな
る。

【００５６】実施例３．図３は、この実施例３の偶高調
波ミクサの回路図である。図３の偶高調波ミクサは、図
１の集中定数化スタブＡ６４と図２の集中定数化スタブ
Ｄ７２とを組み合わせたものである。この実施例３の偶
高調波ミクサも、実施例１のものと同様の効果を奏す
る。

【００５７】実施例４．図４は、この実施例４の偶高調
波ミクサの回路図である。図４の偶高調波ミクサは、図
２の集中定数化スタブＣ７０と図１の集中定数化スタブ
Ｂ６８とを組み合わせたものである。この実施例４の偶
高調波ミクサも、実施例１のものと同様の効果を奏す
る。

【００５８】実施例５．図５は、この実施例５の偶高調
波ミクサの回路図である。この実施例５の偶高調波ミク
サは、図１２の偶高調波ミクサのスロット線路に代え
て、差動増幅器を用いる構成である。

【００５９】図５において、８６はＬＯ端子３３に入力
された局部発振波を増幅して差動出力する差動増幅器で
ある。差動増幅器３６は、一端がそれぞれＶＣＣに接続
された抵抗８３ａ，８３ｂ、抵抗８３ａ，８３ｂにそれ
ぞれコレクタが接続されたトランジスタ８４ａ，８４
ｂ、トランジスタ８４ａ，８４ｂのエミッタに接続され
た電流源３５から構成されている。トランジスタ８４ａ
のベースがＬＯ端子となる。また、トランジスタ８４ｂ
のベースは接地されている。電流源８５の他端も接地さ
れている。差動増幅器８６の出力端子は、トランジスタ
８４ａのコレクタ及びトランジスタ８４ｂのコレクタで
ある。

【００６０】８７ａ，８７ｂは、差動増幅器８６の出力
端にそれぞれ設けられたＤＣカット用キャパシタであ
る。８８はＤＣカットされた差動増幅器８６の出力に基
づきＲＦ端子に入力された信号波を検波して、ベースバ
ンド端子３４に出力する混合部である。

【００６１】混合部８８は、互いにリング状に接続され
たＡＰＤＰ３１ａ〜３１ｄ、ＲＦ端子３２の信号波のＤ
Ｃカットのためのキャパシタ３８、ベースバンド端子３
４の高周波信号カットのためのインダクタ３７から構成
される。ＡＰＤＰ３１ａ〜３１ｄは直列に接続されてい
る。説明の便宜上、ＡＰＤＰ３１ａとＡＰＤＰ３１ｂと
の接続点をＤ端、ＡＰＤＰ３１ｂとＡＰＤＰ３１ｃとの
接続点をＥ端、ＡＰＤＰ３１ｃとＡＰＤＰ３１ｄとの接
続点をＦ端とする。また、ＡＰＤＰ３１ａ，３１ｄの接
地端を、それぞれＣ端、Ｇ端とする。差動増幅器８６の
出力は、Ｄ端及びＦ端にそれぞれ接続されている。ま
た、Ｅ端が、ＲＦ端子３２及びベースバンド端子３４に
接続されている。

【００６２】つぎに動作を説明する。差動増幅器８６に
おいて、トランジスタ８４ａ，８４ｂが逆位相で励振さ
れるため、それぞれのコレクタに励振される電流も逆位
相となる。この動作により、差動増幅器８６を平衡・不
平衡変換器、すなわちバランの代用として用いることが
できる。この実施例５において、図１２のスロット線路
８０が平衡線路と等価であることに着目し、差動増幅器
８６をバランとして用いている。混合部８８の動作は図
１２の場合と同様である。

【００６３】以上のようにこの実施例５の構成によれ
ば、スロット線路を用いずに偶高調波ミクサを構成する
ことができて、ミクサの小型化が可能になる。

【００６４】実施例６．図６は、この実施例６による偶
高調波ミクサの回路図である。特に、偶数次の高調波が
ミクサに入力すると、ＡＰＤＰ３１を用いる利点である
局部発振波の偶数次の高調波の抑制が、等価的に劣化す
るという問題がある。そのため、図６の偶高調波ミクサ
は、図５の偶高調波ミクサの差動増幅器８６と混合部８
８との間に、差動増幅器で発生した高調波を除去するた
めのフィルタ９２を設けたものである。

【００６５】フィルタ９２は、キャパシタ８９ａ〜８９
ｄ，９０ａ，９０ｂ，及びインダクタ９１ａ，９１ｂか
ら構成される。キャパシタ８９ａ，９０ａ，８９ｃは直
列に接続され、キャパシタ８９ａ、８９ｃの一端が、そ
れぞれ接地されている。キャパシタ８９ｂ，９０ｂ，８
９ｄは直列に接続され、キャパシタ８９ｂ、８９ｄの一
端が、それぞれ接地されている。キャパシタ８９ａ，９
０ａとの接続点とキャパシタ８９ｂ、９０ｂとの接続点
とは、インダクタ９１ｂを介して接続されている。キャ
パシタ９０ａ，８９ｃとの接続点とキャパシタ９０ｂ，
８９ｄとの接続点とは、インダクタ９１ａを介して接続
されている。

【００６６】フィルタ９２は、キャパシタ８７ａ，８７
ｂを介して出力される差動出力に含まれる同相モード及
び逆相モードの双方について、高調波を除去する。フィ
ルタ９２のキャパシタの容量は、この点を考慮して設定
されている。

【００６７】以上のようにこの実施例６の構成によれ
ば、スロット線路を用いずに偶高調波ミクサを構成する
ことができて、ミクサの小型化が可能になるとともに、
差動増幅器の出力に含まれる高調波成分を除去できて、
ミキサの性能がさらに向上する。

【００６８】実施例７．図７は、この実施例７のトラン
ジスタを用いた偶高調波ミクサの回路図である。図７に
おいて、１８ａ，１８ｂは抵抗、１９ａ〜１９ｆはトラ
ンジスタ、２０は電流源である。ＲＦおよびＬＯは差動
入力である。互いに逆位相の信号ＬＯが、それぞれ、ト
ランジスタ１９ａ、１９ｄのベースに給電される。トラ
ンジスタ１９ｂ，１９ｃのベースは接地されている。ま
た、互いに逆位相の信号ＲＦがトランジスタ１９ｅ，１
９ｆのベースに給電される。トランジスタ１９ａ〜１９
ｆによりなされるＲＦとＬＯとのアナログ乗算により生
じる混合波は、トランジスタ１９ｂ及び１９ｄのコレク
タ、トランジスタ１９ａ及び１９ｃのコレクタにそれぞ
れ接続された、差動出力のベースバンド出力端子１７に
出力される。

【００６９】図７の偶高調波ミクサと図１３のミクサと
は、トランジスタの励振条件の点で異なる。トランジス
タ１９ａと１９ｂを互いに逆相で励振し、トランジスタ
１９ｃと１９ｄとを互いに逆相で励振している。また、
トランジスタ１９ａと１９ｄとを互いに逆相で励振して
いる。なお、図１３の偶高調波ミクサにおいて、トラン
ジスタ１９ａと１９ｄとを同相で励振している。

【００７０】トランジスタ１９ａと１９ｄとを互いに逆
相で励振することにより、基本波の混合は抑制され、偶
高調波ミクサとなる。したがって、トランジスタの特性
が不揃いであっても、各トランジスタでの整流電流が相
殺されて、直流オフセットが発生しない。なお、ＲＦや
ＬＯは相殺されてベースバンド出力端子１７には出力さ
れない。

【００７１】この点をさらに詳細に説明する。先に述べ
たように、図７の偶高調波ミクサでは、トランジスタ１
９ｂ及び１９ｃのベース端子をグランドに終端し、トラ
ンジスタ１９ａ，１９ｄに対し互いに逆相となるように
ＬＯを加えている。このとき、端子１６のＬＯの電位を
±Ｖ_LOとすると、トランジスタ１９ａのベースには＋Ｖ
_LO、トランジスタ１９ｂのベースには０［Ｖ］、トラン
ジスタ１９ｃのベースには０［Ｖ］、トランジスタ１９
ｄのベースには−Ｖ_LO、がそれぞれ供給される。したが
って、出力端子１７に対しては同相で出力され抑制され
ない。

【００７２】一方、トランジスタ１９ａ，１９ｂ，１９
ｃ，１９ｄにおいて、これらの非線形性により、Ｖ_LOの
２倍波＋Ｖ_2LO が発生する。この２倍波＋Ｖ_2LO に関
し、トランジスタ１９ａには＋Ｖ_2LO ，トランジスタ１
９ｂには０［Ｖ］、トランジスタ１９ｃにも０［Ｖ］、
トランジスタ１９ｄには＋Ｖ_2LO が、それぞれ発生す
る。したがって、出力端子１７に対しては逆相となり、
図１３におけるＶ_LOと同様抑制される。

【００７３】さらに端子１５にＲＦを印加し、その電圧
を±Ｖ_rfとすると、トランジスタ１９ｅ，１９ｆからな
る差動増幅器の差動出力＋Ｖ_rf及び−Ｖ_rfがトランジス
タ１９ａ，１９ｂ及びトランジスタ１９ｃ，１９ｄに対
してそれぞれ供給される。すなわち、トランジスタ１９
ａ，１９ｂに対し＋Ｖ_rf、トランジスタ１９ｃ，１９ｄ
に対し−Ｖ_rfとなる。したがって、Ｖ_LOと乗算された総
合波は、トランジスタ１９ａでＶ_LO・Ｖ_rf、トランジス
タ１９ｂで０［Ｖ］、トランジスタ１９ｃで０［Ｖ」、
トランジスタ１９ｄでＶ_LO・Ｖ_rfとなる。したがって、
出力端子１７に対しては逆相となり抑制される。

【００７４】一方、Ｖ_2LO と乗算された混合波は、トラ
ンジスタ１９ａでＶ_2LO ・Ｖ_rf、トランジスタ１９ｂで
０［Ｖ］、トランジスタ１９ｃで０［Ｖ］、トランジス
タ１９ｄで−Ｖ_2LO ・Ｖ_rf となる。したがって、出力
端子１７に対しては同相となり抑制されない。このよう
に、図７の構成によれば、トランジスタを用いた場合で
あっても偶高調波ミクサとして動作する。

【００７５】以上のようにこの実施例７の構成によれ
ば、トランジスタを用いて偶高調波ミクサを構成するこ
とができて、ミクサの小型化が可能になる。このこと
は、偶高調波ミクサをモノリシックで構成する際に、特
に有効である。

【００７６】なお、上記実施例１〜７において、ベース
バンドの出力を得る場合を例にとり説明してきたが、こ
れに限らず、これらのミクサは、中間周波帯の出力を得
る場合にも適用できる。

【００７７】

【発明の効果】以上のように、請求項１ないし請求項５
の発明によれば、２つのダイオードを互いに逆極性で並
列接続してなり、上記２つのダイオードの第１の並列接
続端を信号波の入力端及び混合波の出力端とし、第２の
並列接続端を局部発振波の入力端としたダイオードペア
と、集中定数により構成され、上記局部発振波の周波数
で短絡状態になるとともに、上記信号波の周波数で開放
状態になり、上記第１の並列接続端に接続された第１の
分波回路と、集中定数により構成され、上記局部発振波
の周波数で開放状態になるとともに、上記信号波の周波
数で短絡状態になり、上記第２の並列接続端に接続され
た第２の分波回路とを備えたので、集中定数を用いてミ
クサを構成でき、ミクサを小型化することができる。

【００７８】また、請求項６の発明によれば、局部発振
波を増幅し、互いに逆位相となる第１の出力及び第２の
出力として出力する差動増幅器と、２つのダイオードを
互いに逆極性で並列接続してそれぞれなる複数のダイオ
ードペアをリング状に接続して構成されたダイオードリ
ングを有し、上記差動増幅器の２つの出力に基づき、上
記局部発振波の２倍波と上記ダイオードリングに入力さ
れた信号波との混合波を出力する混合部とを備えたの
で、スロット線路を用いることなくミクサを構成でき、
ミクサを小型化することができる。

【００７９】また、請求項７の発明によれば、さらに、
上記差動増幅器の出力に含まれる高調波を除去して、上
記混合部に供給するフィルタを備えたので、差動増幅器
の出力に含まれる高調波成分を除去できて、ミキサの性
能がさらに向上する。

【００８０】また、請求項８の発明によれば、信号波を
増幅し、互いに逆位相となる第１の出力及び第２の出力
として出力する第１の差動増幅器と、局部発振波を受け
てこの局部発振波の２倍波を発生するとともに、この２
倍波と上記第１の差動増幅器の第１の出力とを乗算して
差動信号として出力する第２の差動増幅器と、上記第２
の差動増幅器の出力端と並列に接続された出力端をも
ち、上記局部発振波を受けて上記第１の差動増幅器で発
生する局部発振波の２倍波と逆位相となる２倍波を発生
するとともに、この２倍波と上記第１の差動増幅器の第
２の出力とを乗算して差動信号として出力する第３の差
動増幅器とを備えたので、差動増幅器を用いて偶高調波
ミクサを構成することができて、ミクサの小型化が可能
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１によるミクサの構成図であ
る。

【図２】本発明の実施例２によるミクサの構成図であ
る。

【図３】本発明の実施例３によるミクサの構成図であ
る。

【図４】本発明の実施例４によるミクサの構成図であ
る。

【図５】本発明の実施例５によるミクサの構成図であ
る。

【図６】本発明の実施例６によるミクサの構成図であ
る。

【図７】本発明の実施例７によるミクサの構成図であ
る。

【図８】従来のミクサの構成図である。

【図９】ミクサを用いた受信機の構成図である。

【図１０】先端開放スタブの周波数特性図である。

【図１１】先端短絡スタブの周波数特性図である。

【図１２】従来のミクサの構成図である。

【図１３】従来のミクサの構成図である。

【符号の説明】

1 空中線(ANT) 、2 低雑音増幅器（LNA ）、3 帯
域通過フィルタ（BPF）、6 0 度分配器、8 局部発
振器、9 低域通過フィルタ(LPF) 、10 ベースバンド
増幅器(AMP) 、11 復調回路、30 ミクサダイオード、
31 アンチパラレルダイオードペア（APDP）、32 RF端
子、33 LO端子、34 ベースバンド端子、35 先端開放
スタブ、36 先端短絡スタブ、37 RFチョーク、38 DC
カット、39 分波回路、40 偶高調波ミクサ、41 偶高
調波直交ミクサ、42 45度移相器、61 キャパシタCp2
p、62 キャパシタCsp 、63 インダクタLsp 、64 集
中定数化スタブA 、65 インダクタLpp 、66キャパシタ
Cpp 、67インダクタLs2p、68 集中定数化スタブB 、69
インダクタLp2p、70 集中定数化スタブC 、71キャパ
シタCs2p、72 集中定数化スタブD 、80 スロット線
路、81 コプレナ線路、82 ワイヤ、83 抵抗、84 ト
ランジスタ、85 電流源、86 差動増幅器、87 DCカッ
ト用キャパシタ、88 混合部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者末松憲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 (72)発明者飯田明夫鎌倉市大船五丁目１番１号三菱電機株式会社電子システム研究所内 (56)参考文献実開平２−141110（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−90315（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03D 7/02 - 7/18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２つのダイオードを互いに逆極性で並列
接続してなり、上記２つのダイオードの第１の並列接続
端を信号波の入力端及び混合波の出力端とし、第２の並
列接続端を局部発振波の入力端としたダイオードペア
と、集中定数により構成され、上記局部発振波の周波数で短
絡状態になるとともに、上記信号波の周波数で開放状態
になり、上記第１の並列接続端に接続された第１の分波
回路と、集中定数により構成され、上記局部発振波の周波数で開
放状態になるとともに、上記信号波の周波数で短絡状態
になり、上記第２の並列接続端に接続された第２の分波
回路とを備え、上記局部発振波の２倍波と上記信号波と
の混合波を出力するミクサ。
【請求項２】上記第１の分波回路を、互いに直列に接
続されたキャパシタ及びインダクタからなる直列共振回
路と、上記直列共振回路に並列接続されたキャパシタと
から構成したことを特徴とする請求項１記載のミクサ。
【請求項３】上記第１の分波回路を、互いに並列に接
続されたキャパシタ及びインダクタからなる並列共振回
路と、上記並列共振回路に直列接続されたキャパシタと
から構成したことを特徴とする請求項１記載のミクサ。
【請求項４】上記第２の分波回路を、互いに直列に接
続されたキャパシタ及びインダクタからなる直列共振回
路と、上記直列共振回路に並列接続されたインダクタと
から構成したことを特徴とする請求項１記載のミクサ。
【請求項５】上記第２の分波回路を、互いに並列に接
続されたキャパシタ及びインダクタからなる並列共振回
路と、上記並列共振回路に直列接続されたインダクタと
から構成したことを特徴とする請求項１記載のミクサ。
【請求項６】局部発振波を増幅し、互いに逆位相とな
る第１の出力及び第２の出力として出力する差動増幅器
と、２つのダイオードを互いに逆極性で並列接続してそれぞ
れなる複数のダイオードペアをリング状に接続して構成
されたダイオードリングを有し、上記差動増幅器の２つ
の出力に基づき、上記局部発振波の２倍波と上記ダイオ
ードリングに入力された信号波との混合波を出力する混
合部とを備えたミクサ。
【請求項７】上記差動増幅器の出力に含まれる高調波
を除去して、上記混合部に供給するフィルタを備えたこ
とを特徴とする請求項４記載のミクサ。
【請求項８】信号波を増幅し、互いに逆位相となる第
１の出力及び第２の出力として出力する第１の差動増幅
器と、局部発振波を受けてこの局部発振波の２倍波を発生する
とともに、この２倍波と上記第１の差動増幅器の第１の
出力とを乗算して差動信号として出力する第２の差動増
幅器と、上記第２の差動増幅器の出力端と並列に接続された出力
端をもち、上記局部発振波を受けて上記第１の差動増幅
器で発生する局部発振波の２倍波と逆位相となる２倍波
を発生するとともに、この２倍波と上記第１の差動増幅
器の第２の出力とを乗算して差動信号として出力する第
３の差動増幅器とを備え、上記局部発振波の２倍波と上
記信号波との混合波を出力するミクサ。