JP3414071B2 - 周波数混合器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、マイクロ波及び
ミリ波等の高周波信号について、局部発振信号を用いて
ダウンコンバートあるいはアップコンバートの周波数変
換を行う周波数混合器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の周波数混合器として、図７に示す
バランス型ミキサ（singly balancedmixer ）がある。
同図において、１０１ａ，１０１ｂは高周波信号（Ｒ
Ｆ）と局部発振信号（ＬＯ）とを混合して中間周波信号
を得るためのダイオード、ダイオード１０１ａ，１０１
ｂの出力信号に含まれるＲＦ信号を除去して中間周波信
号（ＩＦ）を得るためのフィルタである。また、図中の
ＲＦは高周波信号端子を、ＬＯは局発信号端子を、ＩＦ
は中間周波信号端子をそれぞれ示す。高周波信号は変成
器を介してダイオード１０１ａ，１０１ｂに入力され
る。また、局発信号はこの変成器の２次側巻線の中点に
供給される。ダイオード１０１ａ，１０１ｂの中点が中
間周波出力端である。この図からわかるように、ＲＦの
給電回路とＬＯの給電回路は一部共用されている。した
がって、変成器はＲＦ信号とＬＯ信号の両方に対して良
好な特性を備える必要がある。

【０００３】次に動作について説明する。ＲＦ端子から
入力されたＲＦ信号及びＬＯ端子から入力されたＬＯ信
号は、ダイオード１０１ａ，１０１ｂに印加される。こ
のとき、図７に示されたＲＦの分配回路の構成からわか
るように、ダイオード１０１ａ，１０１ｂに対して、Ｒ
Ｆ信号は同相（図中のＲＦの矢印）で印加される。これ
に対し、ＬＯの分配回路は、局発信号が変成器の２次側
巻線の中点に供給されるように構成されているから、Ｌ
Ｏ信号はダイオード１０１ａ，１０１ｂに対して互いに
逆相（図中のＬＯの矢印）で印加される。したがって、
ＬＯ信号はダイオード１０１ａ，１０１ｂにおいて相殺
されて、フィルタ１０２及びＩＦ端子には出力されな
い。このことにより、同図のバランス型ミキサは、ＩＦ
信号からＬＯ信号を除去するフィルタを必要としない。
したがって、フィルタ１０２はＲＦ信号を除去できれば
よい。なお、同時にＬＯ信号の同相ノイズも相殺され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ダイオード
１０１の代わりに、２つのダイオードを互いに逆極性で
接続してなるアンチパラレルダイオードペアを用いて、
ＬＯ信号の２次高調波とＲＦ信号とを混合する高調波ミ
キサが知られている。このアンチパラレルダイオードペ
アを図７のバランス型ミキサに用いると、ＲＦ信号を供
給する経路とＬＯ信号を供給する経路とが共通であるの
で、次のような問題があった。

【０００５】ＲＦ信号及びＬＯ信号を分配するためにハ
イブリッド等が用いられるが、その周波数帯域はＬＯ信
号周波数からＲＦ信号周波数にかけて、すなわちＬＯ信
号周波数からその２倍の周波数にかけてという広帯域領
域において良好な特性を備えなければならなかった。し
かしながら、ハイブリッドにおいてその性能を実現する
ことには困難が伴うとともに、装置が複雑かつ高価にな
るという問題点があった。

【０００６】この発明は上記の問題にかんがみてなされ
たもので、容易に実現でき、かつ構成が簡単な周波数混
合器を提供することを目的とする。

【０００７】この発明における周波数混合器は、一端に
高周波信号端が接続され、高周波信号が入力される第１
の給電回路と、一端に局部発振信号端が接続され、局部
発振信号が入力される第２の給電回路と、上記第１の給
電回路の他端及び上記第２の給電回路の他端が接続さ
れ、上記局部発振信号の偶高調波と上記高周波信号とを
周波数混合し、この周波数混合されて発生した上記局部
発振信号の偶高調波と上記高周波信号との差の周波数信
号を出力する複数のアンチパラレルダイオードと、上記
複数のアンチパラレルダイオードに接続され、上記アン
チパラレルダイオードから出力された上記周波数信号を
出力する中間周波信号端とを備え、上記第２の給電回路
により上記複数のアンチパラレルダイオードに供給され
る局部発振信号の位相を互いに異ならせたものである。

【０００８】また、上記第２の給電回路に、上記局部発
振信号端から信号を受けてこの信号を分配する電力分配
器と、上記電力分配器の分配出力を受けて上記複数のア
ンチパラレルダイオードのうちの一部に供給する第１の
伝送線路と、上記電力分配器の分配出力を受けて、上記
第１の伝送線路の出力と逆極性の信号を他の上記アンチ
パラレルダイオードに供給する第２の伝送線路とを備え
たものである。

【０００９】さらに、上記局部発振信号の波長をλとし
たとき、上記第１の伝送線路の電気長と上記第２の伝送
線路の電気長との差を、（ｎ＋１／２）λ（ただしｎ＝
０，１，２，・・・）としたものである。この電気長の
差により上記複数のアンチパラレルダイオードに供給さ
れる局部発振信号の極性は互いに逆（位相差が１８０
度）になる。

【００１０】また、上記第２の給電回路に、上記局部発
振信号端から信号を受けてこの信号を分配する電力分配
器と、上記電力分配器の分配出力をそれぞれ受けて、互
いに逆極性の信号を上記複数のアンチパラレルダイオー
ドに供給する第１のハイブリッドカプラ及び第２のハイ
ブリッドカプラとを備えたものである。

【００１１】また、上記第２の給電回路に、上記局部発
振信号端から信号を受けてこの信号を互いに逆極性の信
号に分配して上記複数のアンチパラレルダイオードに供
給するハイブリッドカプラを備えたものである。

【００１２】この発明における周波数混合器は、リング
状の給電回路と、上記リング状の給電回路に接続され、
高周波信号が入力される高周波信号端と、上記リング状
の給電回路に接続され、局部発振信号が入力される局部
発振信号端と、上記リング状の給電回路に接続され、上
記局部発振信号の偶高調波と上記高周波信号とを周波数
混合し、この周波数混合されて発生した上記局部発振信
号の偶高調波と上記高周波信号との差の周波数信号を出
力する第１のアンチパラレルダイオード及び第２のアン
チパラレルダイオードと、上記第１のアンチパラレルダ
イオード及び上記第２のアンチパラレルダイオードに接
続され、上記第１のアンチパラレルダイオード及び第２
のアンチパラレルダイオードから出力された上記周波数
信号を出力する中間周波信号端とを備え、上記局部発振
信号の波長をλとしたとき、上記リング状の給電回路の
全周の電気長を３λ／２とし、上記局部発振信号端から
上記第１のアンチパラレルダイオードまでの電気長をλ
／４とし、上記局部発振信号端から上記第２のアンチパ
ラレルダイオードまでの電気長を３λ／４とし、上記高
周波信号端から上記第１のアンチパラレルダイオードま
での電気長をλ／２とし、上記高周波信号端から上記第
２のアンチパラレルダイオードまでの電気長をλ／２と
したものである。

【００１３】

【００１４】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．この実施の形態１の周波数混合器につい
て説明する。この実施の形態１は、電力分配器及び電気
長が異なる２つの伝送線路を用いてＲＦ供給経路とＬＯ
供給経路とを分離するものである。

【００１５】図１は、この実施の形態１の周波数混合器
のブロック図である。同図において、１は局発信号（Ｌ
Ｏ）端子、２は高周波信号（ＲＦ）端子、４ａ，４ｂは
互いの電気長が（局部発振信号の波長λ／２）だけ異な
り、電力分配器１２の出力をそれぞれ伝送する伝送線路
である。伝送線路４ａ，４ｂの出力信号は互いに逆位相
である。

【００１６】５ａ、５ｂ、５ｃ，５ｄは互いにリング状
に接続されたアンチパラレルダイオードペアである。図
１の場合、ＬＯ信号の入力端（５ａと５ｂとの間及び５
ｃと５ｄとの間に給電される）とＲＦ信号の入力端（５
ｂと５ｃとの間に給電される）が異なる。６はアンチパ
ラレルダイオードペア５ａ〜５ｄの出力をろ波する低域
通過フィルタ（ＬＰＦ）、８はＬＰＦ６の出力に接続さ
れた中間周波信号（ＩＦ）端子、１２はＬＯ端子１に入
力されたＬＯ信号を等位相、等振幅で２つに分配して伝
送線路４ａ，４ｂにそれぞれ供給する電力分配器であ
る。

【００１７】次に動作を説明する。以下の説明におい
て、伝送線路４ａ，４ｂ以外の部分で生じる信号の位相
差は無視できるものとする。高周波信号端子２に入力さ
れた高周波信号は、高周波信号のみを通過する帯域通過
フィルタ９を介してアンチパラレルダイオードペア５ｂ
と５ｃとの間の端子に入力される。帯域通過フィルタ９
は、ＩＦ信号がＲＦ端子２に漏れないようにするために
設けられている。

【００１８】局発信号端子１に入力された局発信号は、
電力分配器１２により等振幅・等位相で２つに分配され
る。二分配された局発信号の一方は、伝送線路４ａを介
してアンチパラレルダイオードペア５ａと５ｂとの間の
端子に入力される。一方、電力分配器１２の他の出力信
号は、伝送線路４ｂを介してアンチパラレルダイオード
ペア５ｃと５ｄとの間の端子に入力される。このとき伝
送線路４ａ，４ｂの電気長に応じて、それぞれ所定の位
相遅れｐ，ｑが生じる。

【００１９】ところで、伝送線路４ａ，４ｂ間の電気長
の差は、λ／２（一般的にはｎを正の整数として（ｎ＋
１／２）λ）であるから、アンチパラレルダイオードペ
ア５ａと５ｂとの間の端子に入力される局発信号と、ア
ンチパラレルダイオードペア５ｃと５ｄとの間の端子に
入力される局発信号との位相差（ｐ−ｑ）は１８０度で
ある。したがって、アンチパラレルダイオードペア５ｂ
と５ｃとの間の端子の電圧は０Ｖであり、図１の回路は
バランス型ミクサとして動作する。

【００２０】アンチパラレルダイオードペア５ａ、５
ｂ、５ｃ、５ｄに入力された局発信号と高周波信号とは
周波数混合される。周波数混合されるとき、アンチパラ
レルダイオードペアにおいて局発信号の２次高調波と周
波数混合される。周波数混合されて発生した局発信号の
２次高調波と高周波信号との差の周波数の中間周波数信
号は、低域通過フィルタ６を介して中間周波数端子８か
ら出力される。

【００２１】ここで、４つのアンチパラレルダイオード
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの局発信号の位相と高周波信号
の位相との関係が各々異なるために局発信号は打ち消し
合い、中間周波信号が出力されるアンチパラレルダイオ
ード５ｂと５ｃとの間の端子には、局発信号は出力され
ない。

【００２２】ところで、図１の周波数混合器は、ＬＯ信
号を供給する経路とＲＦ信号を供給する経路とが分離さ
れているため、これら経路を構成する、帯域通過フィル
タ９、電力分配器１２、伝送線路４ａ、４ｂ、オープン
スタブ１０ａ，１０ｂは、それぞれＬＯ信号あるいはＲ
Ｆ信号いずれか一方に対して最適なように設計すればよ
い。したがって、この実施の形態１の周波数混合器によ
れば、広帯域の通過特性を有する構成要素を用いる必要
はなく、容易に実現でき、構成が簡単で、安価になると
ともに、性能が安定するという効果を奏する。

【００２３】実施の形態２．この実施の形態２の周波数
混合器について説明する。この実施の形態２は、２つの
９０度ハイブリッドカプラを用いてＲＦ供給経路とＬＯ
供給経路とを分離するものである。

【００２４】図２は、この実施の形態２の周波数混合器
のブロック図である。同図において、１は局発信号（Ｌ
Ｏ）端子、２は高周波信号（ＲＦ）端子、３ａ，３ｂは
それぞれＬＯを等振幅、９０度位相差で分配する９０度
ハイブリッドカプラ、５ａ、５ｂ、５ｃ，５ｄは互いに
リング状に接続されたアンチパラレルダイオードペア、
６はアンチパラレルダイオードペア５ａ〜５ｄの出力を
ろ波する低域通過フィルタ（ＬＰＦ）、８はＬＰＦ６の
出力に接続された中間周波信号（ＩＦ）端子、１０ａ、
１０ｂは９０度ハイブリッドカプラ３ａの端子にぞれぞ
れ設けられたオープンスタブ、１２はＬＯ端子１に入力
された、ＬＯ信号を等位相、等振幅で２つに分配して９
０度ハイブリッドカプラ３ａ，３ｂにそれぞれ供給する
電力分配器である。

【００２５】次に動作を説明する。以下の説明におい
て、ハイブリッドカプラ３ａ，３ｂ以外の部分で生じる
信号の位相差は無視できるものとする。高周波信号端子
２に入力された高周波信号は、高周波信号のみを通過す
る帯域通過フィルタ９を介してアンチパラレルダイオー
ドペア５ｂと５ｃとの間の端子に入力される。帯域通過
フィルタ９は、ＩＦ信号がＲＦ端子２に漏れないように
するために設けられている。

【００２６】一方、局発信号端子１に入力された局発信
号は、電力分配器１２により等振幅・等位相で２つに分
配される。二分配された局発信号の一方は、９０度ハイ
ブリッドカプラ３ａを介してアンチパラレルダイオード
ペア５ａと５ｂとの間の端子に入力される。

【００２７】ここで、９０度ハイブリッドカプラ３の動
作について、図３に基づき説明する。９０度ハイブリッ
ドカプラ３は、端子Ａに入力された信号を位相遅れ０度
で端子Ｃに出力し、かつ、位相遅れ９０度で端子Ｄに出
力するとともに、端子Ｂに入力された信号を位相遅れ０
度で端子Ｄに出力し、かつ、位相遅れ９０度で端子Ｃに
出力する機能を有する。

【００２８】ところで、９０度ハイブリッドカプラ３ａ
の端子には、局発信号周波数において概略λ／４のオー
プンスタブ１０ａ，１０ｂが接続されているから、これ
らオープンスタブ１０ａ，１０ｂが接続されている端子
（端子Ｃ、Ｄ）は短絡されていることになる。ここで端
子Ａに局発信号を入力したとき端子Ｂに現れる信号の位
相について検討する。端子Ａから端子Ｂへ伝搬する経路
は２種類ある。 （ケース１）端子Ａ−＞端子Ｄ−＞端子Ｂ （ケース２）端子Ａ−＞端子Ｃ−＞端子Ｂ

【００２９】ケース１の場合、局発信号はオープンスタ
ブ１０ａの接続端を経由して伝搬する。このとき、（オ
ープンスタブ１０ａの接続端（端子Ｄ）における反射の
際の位相変化量）＋（９０度ハイブリッドカプラ３ａに
よる遅延位相量）＝１８０°＋９０°＝２７０°だけ位
相が変化する。またケース２の場合も同じである。この
ことは、９０度ハイブリッドカプラ３ａにおいて、局発
信号の位相は９０度進むことを意味する。

【００３０】一方、電力分配器１２の他の出力信号は、
９０度ハイブリッドカプラ３ｂを介してアンチパラレル
ダイオードペア５ｃと５ｄとの間の端子に入力される。
９０度ハイブリッドカプラ３ｂにはオープンスタブ１０
ａ，１０ｂは接続されていない。端子Ｃ及びＤにおける
反射の際の位相変化量は０°である。したがって、９０
度ハイブリッドカプラ３ｂにおいて、局発信号の位相は
９０度遅れる。

【００３１】すなわち、アンチパラレルダイオードペア
５ａと５ｂとの間の端子に入力される局発信号と、アン
チパラレルダイオードペア５ｃと５ｄとの間の端子に入
力される局発信号との位相差は１８０度である。したが
って、アンチパラレルダイオードペア５ｂと５ｃとの間
の端子の電圧は０Ｖであり、図２の回路はバランス型ミ
クサとして動作する。

【００３２】アンチパラレルダイオードペア５ａ、５
ｂ、５ｃ、５ｄに入力された局発信号と高周波信号とは
周波数混合される。周波数混合されるとき、アンチパラ
レルダイオードペアにおいて局発信号の２次高調波と周
波数混合される。周波数混合されて発生した局発信号の
２次高調波と高周波信号との差の周波数の中間周波数信
号は、低域通過フィルタ６を介して中間周波数端子８か
ら出力される。

【００３３】ここで、４つのアンチパラレルダイオード
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの局発信号の位相と高周波信号
の位相との関係が各々異なるために局発信号は打ち消し
合い、中間周波信号が出力されるアンチパラレルダイオ
ード５ｂと５ｃとの間の端子には、局発信号は出力され
ない。

【００３４】ところで、図２の周波数混合器は、ＬＯ信
号を供給する経路とＲＦ信号を供給する経路とが分離さ
れているため、これら経路を構成する、帯域通過フィル
タ９、電力分配器１２、９０度ハイブリッドカプラ３
ａ、３ｂ、オープンスタブ１０ａ，１０ｂは、それぞれ
ＬＯ信号あるいはＲＦ信号いずれか一方に対して最適な
ように設計すればよい。したがって、この実施の形態２
の周波数混合器によれば、広帯域の通過特性を有する構
成要素を用いる必要はなく、容易に実現でき、構成が簡
単で、安価になるとともに、性能が安定するという効果
を奏する。

【００３５】また、所定の位相差を得るという点で、ハ
イブリッドカプラは伝送線路よりも広帯域であるから、
実施の形態１の場合に比べてさらに、局発信号の周波数
が多少変化しても安定して動作するという特徴がある。

【００３６】なお、９０度ハイブリッドカプラ３ａにオ
ープンスタブ１０ａ，１０ｂを接続する代わりに、ショ
ートするようにしても同様の作用・効果を奏する。

【００３７】実施の形態３．この実施の形態３の周波数
混合器について説明する。この実施の形態３は、１８０
度ハイブリッドカプラを用いてＲＦ供給経路とＬＯ供給
経路とを分離するものである。

【００３８】図４は、この実施の形態１の周波数混合器
のブロック図である。同図において、１は局発信号（Ｌ
Ｏ）端子、２は高周波信号（ＲＦ）端子、５ａ、５ｂ、
５ｃ，５ｄは互いにリング状に接続されたアンチパラレ
ルダイオードペア、６はアンチパラレルダイオードペア
５ａ〜５ｄの出力をろ波する低域通過フィルタ（ＬＰ
Ｆ）、８はＬＰＦ６の出力に接続された中間周波信号
（ＩＦ）端子、１３は一方の端子にＬＯ端子１及び終端
抵抗１４が接続され、他方の端子にアンチパラレルダイ
オードペア５ａ及び５ｂ、５ｃ及び５ｄがそれぞれ接続
された１８０度ハイブリッドカプラである。

【００３９】次に動作を説明する。以下の説明におい
て、１８０度ハイブリッドカプラ１３以外の部分で生じ
る信号の位相差は無視できるものとする。高周波信号端
子２に入力された高周波信号は、高周波信号のみを通過
する帯域通過フィルタ９を介してアンチパラレルダイオ
ードペア５ｂと５ｃとの間の端子に入力される。帯域通
過フィルタ９は、ＩＦ信号がＲＦ端子２に漏れないよう
にするために設けられている。

【００４０】局発信号端子１に入力された局発信号は、
１８０度ハイブリッドカプラ１３により等振幅・逆位相
で２つに分配される。二分配された局発信号の一方は、
アンチパラレルダイオードペア５ａと５ｂとの間の端子
に、他方は、アンチパラレルダイオードペア５ｃと５ｄ
との間の端子に入力される。

【００４１】ところで、１８０度ハイブリッドカプラ１
３の出力端に現れるＬＯ信号の位相は１８０°ずれてい
る。したがって、アンチパラレルダイオードペア５ｂと
５ｃとの間の端子の電圧は０Ｖであり、図４の回路はバ
ランス型ミクサとして動作する。なお、終端抵抗１４は
１８０度ハイブリッドカプラ１３内で反射された信号を
吸収するためのものである。

【００４２】アンチパラレルダイオードペア５ａ、５
ｂ、５ｃ、５ｄに入力された局発信号と高周波信号とは
周波数混合される。周波数混合されるとき、アンチパラ
レルダイオードペアにおいて局発信号の２次高調波と周
波数混合される。周波数混合されて発生した局発信号の
２次高調波と高周波信号との差の周波数の中間周波数信
号は、低域通過フィルタ６を介して中間周波数端子８か
ら出力される。

【００４３】ここで、４つのアンチパラレルダイオード
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの局発信号の位相と高周波信号
の位相との関係が各々異なるために局発信号は打ち消し
合い、中間周波信号が出力されるアンチパラレルダイオ
ード５ｂと５ｃとの間の端子には、局発信号は出力され
ない。

【００４４】ところで、図４の周波数混合器は、ＬＯ信
号を供給する経路とＲＦ信号を供給する経路とが分離さ
れているため、これら経路を構成する、帯域通過フィル
タ９、１８０度ハイブリッドカプラ１３は、それぞれＬ
Ｏ信号あるいはＲＦ信号いずれか一方に対して最適なよ
うに設計すればよい。したがって、この実施の形態３の
周波数混合器によれば、広帯域の通過特性を有する構成
要素を用いる必要はなく、容易に実現でき、構成が簡単
で、安価になるとともに、性能が安定するという効果を
奏する。さらに、実施の形態２の場合よりも構成が簡単
になるという特徴がある。

【００４５】実施の形態４．この実施の形態４の周波数
混合器について説明する。この実施の形態４の周波数混
合器は、リング状の線路により所望の位相差を得てＲＦ
供給経路とＬＯ供給経路とを分離するものである。図５
は、この実施の形態４の周波数混合器のブロック図であ
る。同図において、１６は、局発信号周波数（ｆ_LO）に
おける波長をλとしたとき、全長の電気長が６λ／４で
あるリング（ラットレース）である。リング１６は伝送
線路により構成されている。

【００４６】リング１６には、高周波信号（ＲＦ）端子
２、局発信号（ＬＯ）端子１、アンチパラレルダイオー
ドペア５ａ，５ｂが接続されている。これらの接続点を
それぞれＥ，Ｆ，Ｇ，Ｈとすると、これらの関係は図６
に示すようになる。すなわち、ＦＧ間の電気長は周波数
ｆ_LOにおいて２７０°（３λ／４）、ＦＨ間の電気長は
周波数ｆ_LOにおいて９０°（λ／４）、ＥＧ間の電気長
は周波数ｆ_RFにおいて１８０°すなわち周波数ｆ_LOにお
いて９０°（λ／４）、ＥＨ間の電気長は周波数ｆ_RFに
おいて１８０°すなわち周波数ｆ_LOにおいて９０°（λ
／４）である。これらの合計はＦＧ＋ＦＨ＋ＥＧ＋ＥＨ
＝（３λ／４＋λ／４＋λ／４＋λ／４）＠ｆ_LO＝６λ
／４である。

【００４７】次に動作を説明する。以下の説明におい
て、リング（ラットレース）１６以外の部分で生じる信
号の位相差は無視できるものとする。局発信号端子１か
ら入力した局発信号は、リング状の伝送線路１６上の一
点Ｆに入力される。局発信号は、伝送線路であるリング
１６上の点Ｆから、電気的に局発信号周波数にてそれぞ
れ３λ／４及びλ／４だけ離れた点Ｇ，Ｈに伝搬する。
点Ｇ，Ｈはそれぞれアンチパラレルダイオードペア５
ａ，５ａに接続されている。ここで点Ｇの局発信号と点
Ｈの局発信号の伝搬位相差は、３λ／４−λ／４＝λ／
２であるから、アンチパラレルダイオードペア５ａ、５
ｂに入力される局発信号は互いに逆位相である。

【００４８】高周波信号端子２から入力した高周波信号
は、リング１６上の一点Ｅに入力される。高周波信号
は、伝送線路であるリング１６上の点Ｅから、電気的に
高周波信号周波数にていずれもλ／２だけ離れた点Ｇ、
Ｈに伝搬する。したがってアンチパラレルダイオードペ
ア５ａ、５ｂに入力される高周波信号信号は等位相であ
る。なお、局発信号端子１から高周波信号端子２への系
統は２通りあり、これらの電気長の差はλ／２であるか
ら、局発信号は高周波信号端子２側に漏れ出さない。し
たがって高周波信号端子２側にバンドパスフィルタは不
要である。

【００４９】以上の説明からわかるように、リング１６
の２つの出力端からはＲＦ信号及びＬＯ信号の両方が出
力される。したがって非線形素子であるアンチパラレル
ダイオードペアの給電点は共用され、アンチパラレルダ
イオードペアは２つですむ。なお、実施の形態１〜３の
場合、ＲＦ信号の給電点とＬＯ信号の給電点とは別々で
あるのでアンチパラレルダイオードペアは４つ必要であ
る。

【００５０】二つのアンチパラレルダイオードペア５
ａ，５ｂに入力した局発信号と高周波信号は、各々周波
数混合される。アンチパラレルダイオードペアにおいて
は、周波数混合されるとき局発信号の２次高調波と周波
数混合される。周波数混合されて発生した局発信号の２
次高調波と高周波信号との差の周波数の中間周波数信号
は、低域通過フィルタ６ａ、６ｂを各々介して同位相に
て合成され、この中間周波信号は中間周波信号端子８か
ら出力される。以上のことからわかるように、局発信号
は互いに打ち消され、中間周波信号端子８には現れな
い。図５の回路はバランス型ミクサとして動作する。

【００５１】ところで、図５の周波数混合器は、ＬＯ信
号を供給する経路とＲＦ信号を供給する経路とが分離さ
れているため、これら経路を構成するリング１６の点Ｅ
Ｇ間及び点ＥＨ間、あるいは点ＦＧ間及び点ＦＧ間を、
そこを伝搬する信号が高周波信号であるか局発信号であ
るかに応じて、それぞれＬＯ信号あるいはＲＦ信号いず
れか一方に対して最適なように設計すればよい。また、
ラットレースを図６のように構成すればＬＯ信号及びこ
の信号の２倍の周波数のＲＦ信号いずれに対しても所定
の条件（２つのＬＯ信号の位相が１８０°ずれているこ
と、ＬＯ信号とＲＦ信号との間でアイソレーションがと
れること）を満足する。

【００５２】したがって、この実施の形態４の周波数混
合器によれば、広帯域の通過特性を有する構成要素を用
いる必要はなく、容易に実現でき、構成が簡単で、安価
になるとともに、性能が安定するという効果を奏する。
さらに、実施の形態４の構成は、実施の形態１〜３の構
成に比べ、部品点数が少なく構成が簡単であるという特
徴を有する。

【００５３】なお、上記実施の形態１〜４に示した周波
数混合器は、ダウンコンバータ及びアップコンバータの
いずれにも適用できるのは言うまでもない。

【００５４】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、高周
波信号をアンチパラレルダイオードに供給する第１の給
電回路と局部発振信号をアンチパラレルダイオードに供
給する第２の給電回路とを別々に設けたので、第１の給
電回路及び第２の給電回路をそれぞれ高周波信号あるい
は局部発振信号いずれか一方に対して適するように設計
すればよく、したがって、広帯域の通過特性を有する構
成要素を用いる必要はなく、周波数変換器を容易に実現
できる。

【００５５】また、上記第２の給電回路に、上記局部発
振信号端から信号を受けてこの信号を分配する電力分配
器と、上記電力分配器の分配出力を受けて上記複数のア
ンチパラレルダイオードのうちの一部に供給する第１の
伝送線路と、上記電力分配器の分配出力を受けて、上記
第１の伝送線路の出力と逆極性の信号を他の上記アンチ
パラレルダイオードに供給する第２の伝送線路とを備え
たので、さらに、上記第２の給電回路を簡単に構成でき
るという効果を奏する。

【００５６】また、上記第２の給電回路に、上記局部発
振信号端から信号を受けてこの信号を分配する電力分配
器と、上記電力分配器の分配出力をそれぞれ受けて、互
いに逆極性の信号を上記複数のアンチパラレルダイオー
ドにそれぞれ供給する第１のハイブリッドカプラ及び第
２のハイブリッドカプラとを備えたので、さらに、上記
第２の給電回路の通過帯域を広くできて広範囲の局部発
振周波数に対応できるという効果を奏する。

【００５７】また、上記第２の給電回路に、上記局部発
振信号端から信号を受けてこの信号を互いに逆極性の信
号に分配して上記複数のアンチパラレルダイオードに供
給するハイブリッドカプラを備えたので、さらに、上記
第２の給電回路を簡単に構成できるという効果を奏す
る。

【００５８】また、この発明によれば、リング状の給電
回路と、上記リング状の給電回路に接続された高周波信
号端及び局部発振信号端と、上記リング状の給電回路に
接続された第１のアンチパラレルダイオード及び第２の
アンチパラレルダイオードと、上記第１のアンチパラレ
ルダイオード及び上記第２のアンチパラレルダイオード
に接続された中間周波信号端とを備えたので、高周波信
号を上記複数のアンチパラレルダイオードに供給する回
路と局部発振信号を上記複数のアンチパラレルダイオー
ドに供給する回路を高周波信号及び局部発振信号それぞ
れに対して適するように設計することができ、周波数変
換器の性能が安定する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１の周波数混合器の構成を示す回
路図である。

【図２】 実施の形態２の周波数混合器の構成を示す回
路図である。

【図３】 実施の形態２の周波数混合器のハイブリッド
カプラの動作の説明図である。

【図４】 実施の形態３の周波数混合器の構成を示す回
路図である。

【図５】 実施の形態４の周波数混合器の構成を示す回
路図である。

【図６】 実施の形態４の周波数混合器のラットレース
（リング状）線路の動作の説明図である。

【図７】 従来のバランス型ミクサの構成を示す回路図
である。

【符号の説明】

１ 局発信号（ＬＯ）端子、２ 高周波信号（ＲＦ）端
子、３ ９０度ハイブリッドカプラ、４ 伝送線路、５
アンチパラレルダイオードペア、６ 低域通過フィル
タ、８ 中間周波信号（ＩＦ）端子、１０ オープンス
タブ、１２ 電力分配器、１３ １８０度ハイブリッド
カプラ、１４ 終端抵抗、１６ ラットレース（リング
状）線路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−21204（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−209207（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−68004（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−315843（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−318822（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−350343（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−242123（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−141110（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03D 7/02 H03D 7/14 H03D 9/06

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端に高周波信号端が接続され、高周波
   信号が入力される第１の給電回路と、一端に局部発振信
   号端が接続され、局部発振信号が入力される第２の給電
   回路と、上記第１の給電回路の他端及び上記第２の給電
   回路の他端が接続され、上記局部発振信号の偶高調波と
   上記高周波信号とを周波数混合し、この周波数混合され
   て発生した上記局部発振信号の偶高調波と上記高周波信
   号との差の周波数信号を出力する複数のアンチパラレル
   ダイオードと、上記複数のアンチパラレルダイオードに
   接続され、上記アンチパラレルダイオードから出力され
   た上記周波数信号を出力する中間周波信号端とを備え、
   上記第２の給電回路により上記複数のアンチパラレルダ
   イオードに供給される局部発振信号の位相を互いに異な
   らせたことを特徴とする周波数混合器。
2. 【請求項２】 上記第２の給電回路に、上記局部発振信
   号端から信号を受けてこの信号を分配する電力分配器
   と、上記電力分配器の分配出力を受けて上記複数のアン
   チパラレルダイオードのうちの一部に供給する第１の伝
   送線路と、上記電力分配器の分配出力を受けて、上記第
   １の伝送線路の出力と逆極性の信号を他の上記アンチパ
   ラレルダイオードに供給する第２の伝送線路とを備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の周波数混合器。
3. 【請求項３】 上記局部発振信号の波長をλとしたと
   き、上記第１の伝送線路の電気長と上記第２の伝送線路
   の電気長との差を、（ｎ＋１／２）λ（ただしｎ＝０，
   １，２，・・・）としたことを特徴とする請求項２記載
   の周波数混合器。
4. 【請求項４】 上記第２の給電回路に、上記局部発振信
   号端から信号を受けてこの信号を分配する電力分配器
   と、上記電力分配器の分配出力をそれぞれ受けて、互い
   に逆極性の信号を上記複数のアンチパラレルダイオード
   に供給する第１のハイブリッドカプラ及び第２のハイブ
   リッドカプラとを備えたことを特徴とする請求項１記載
   の周波数混合器。
5. 【請求項５】 上記第２の給電回路に、上記局部発振信
   号端から信号を受けてこの信号を互いに逆極性の信号に
   分配して上記複数のアンチパラレルダイオードに供給す
   るハイブリッドカプラを備えたことを特徴とする請求項
   １記載の周波数混合器。
6. 【請求項６】 リング状の給電回路と、上記リング状の
   給電回路に接続され、高周波信号が入力される高周波信
   号端と、上記リング状の給電回路に接続され、局部発振
   信号が入力される局部発振信号端と、上記リング状の給
   電回路に接続され、上記局部発振信号の偶高調波と上記
   高周波信号とを周波数混合し、この周波数混合されて発
   生した上記局部発振信号の偶高調波と上記高周波信号と
   の差の周波数信号を出力する第１のアンチパラレルダイ
   オード及び第２のアンチパラレルダイオードと、上記第
   １のアンチパラレルダイオード及び上記第２のアンチパ
   ラレルダイオードに接続され、上記第１のアンチパラレ
   ルダイオード及び第２のアンチパラレルダイオードから
   出力された上記周波数信号を出力する中間周波信号端と
   を備え、上記局部発振信号の波長をλとしたとき、上記
   リング状の給電回路の全周の電気長を３λ／２とし、上
   記局部発振信号端から上記第１のアンチパラレルダイオ
   ードまでの電気長をλ／４とし、上記局部発振信号端か
   ら上記第２のアンチパラレルダイオードまでの電気長を
   ３λ／４とし、上記高周波信号端から上記第１のアンチ
   パラレルダイオードまでの電気長をλ／２とし、上記高
   周波信号端から上記第２のアンチパラレルダイオードま
   での電気長をλ／２としたことを特徴とする周波数混合
   器。