JP4421273B2

JP4421273B2 - 高周波減衰器

Info

Publication number: JP4421273B2
Application number: JP2003402487A
Authority: JP
Inventors: 範行加賀屋; 雅樹須藤; 貴内田; 壽雄 ▲たか▼田
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2003-12-02
Filing date: 2003-12-02
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2023-12-02
Also published as: JP2005167533A

Description

本発明は、通信機器に用いられる減衰器に関し、特にＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯の高周波信号を可変減衰して出力する高周波減衰器に関するものである。

従来から通信機には、信号を制御信号により振幅を可変する減衰器が用いられている。
例えば、図４に示すように、ＰＩＮダイオードを用いた減衰器が知られており、ＰＩＮダイオード４０は、このダイオードに流れる電流により高周波抵抗（直列抵抗）が変化するため、この特性を利用して可変減衰器を成している。

また、図５に示すように、ＦＥＴを用いた減衰器が知られており、ＧａＡｓ（ガリウム・ヒ素）等のＦＥＴ５０は、制御電圧によりＦＥＴ６５のゲート、ソース間電圧の抵抗値が変化するため、この特性を利用して可変減衰器を成している。

また、２つのハイブリッドトランス間に、可変抵抗器を接続し、可変抵抗器の抵抗値を変化させることにより減衰量を変化させる高周波用可変減衰器がある。（引用文献１参照）
特開平０９−２３８００４号公報

しかしながら、従来のＰＩＮダイオードを用いた可変減衰器では、ＰＩＮダイオードに数百ＫＨｚ以上の制御信号使用できないという問題点があり、また、ＧａＡｓＦＥＴを用いた可変減衰器では、振幅を可変させる場合に移相も変化してしまうという問題点があった。

本発明は、上記従来技術の課題に鑑み為されたものであり、振幅を可変にする制御信号を数十ＭＨｚまで使用可能であり、移相変化量の少ない高周波可変減衰器を提供することにある。

本発明の高周波可変減衰器は、入力信号の高周波信号を９０°分配する２分配器と、当該分配器の０°出力信号を位相制御する第１の移相器と、分配器の９０°出力信号を位相制御する第２の位相器と、第１の移相器の出力信号と第２の移相器の出力信号とを合成する合成器とから構成され、第１の移相器と第２の移相器とは、単一の制御信号で制御され、第１の移相器に制御信号を供給するための非反転増幅回路と、第２の移相器には第１の移相器の制御信号を反転させた制御信号を供給するための差動増幅回路と、第１の移相器への制御信号と第２の移相器への制御信号との遅延差を補償する遅延回路とを有することを特徴とするものである。

本発明による高周波減衰器によれば、単一の数十ＭＨｚの制御信号を用いて減衰制御が可能となり、また、移相変化量が少ない高周波減衰器を簡単な回路構成で実現することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
本発明の実施の形態に係る高周波減衰器の構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の高周波減衰器の構成図である。
図１において、１は高周波信号を入力端子であり、２は入力端子１に入力された高周波信号を９０度分配する９０度分配器、３は９０度分配器で分配された高周波信号を合成する合成器、４は合成器３０で合成された高周波信号を出力する出力端子である。

また、９、１０、１１、１２はそれぞれ直流阻止及び高周波パスのコンデンサであり、１３、１４、１５、１６はそれぞれ容量可変のバリキャップダイオードであり、１７、１８、１９、２０はそれぞれ直流印加及び高周波阻止のチョークコイルである。
また、５及び６は数十ＭＨｚまで減衰制御可能な移相器の機能を果たす３ｄＢカプラであり、３ｄＢカプラ５、６それぞれは、制御信号（制御電圧）Ｖｃｏｎｔにより位相を変化させる移相器である。

また、７及び８はオペアンプであり、７はボルテージフォロア回路（非反転増幅回路）、８は差動増幅回路である。
上記差動増幅回路８は、２３、２４、２５の抵抗とで構成され、制御信号Ｖｃｏｎｔを反転した制御信号を出力する。
また、差動増幅回路８はボルテージ・フォロア回路７に比べて動作の遅延時間が多いため、ボルテージ・フォロワ回路（非反転増幅回路）７には、遅延時間を補正するために、２１の時定数調整抵抗と２２の時定数調整コンデンサとで構成する時定数回路が設けられている。

次に、図２及び図３を用いて、本発明の高周波減衰器の動作について説明する。
図２は、本発明の移相器５及び６の特性を示す特性図であり、また、図３は、本発明の高周波減衰器から出力される合成信号を示す図である。
まず、移相器５は、差動増幅回路８の遅延時間を補正する時定数回路及びボルテージ・フォロア回路７を介して制御信号（制御電圧）Ｖｃｏｎｔ（Ｖ１＜Ｖ０＜Ｖ２）により、位相がＰ１からＰ２に変化した信号３０を合成器３に出力する。

また、移相器６は、差動増幅器８で上記ボルテージフォロワ回路７が出力する制御信号を反転した制御信号Ｖｃｏｎｔ（Ｖ１＜Ｖ０＜Ｖ２）により、位相がＰ２からＰ１に変換した信号３１を合成器３に出力する。
この時の移相器５、６から出力信号の振幅は、同図から明らかなように定振幅の信号が出力される。

図５に示すように、９０度分配器１で直交分配された入力信号は移相器５、６に入力され、移相器５からの出力信号は制御電圧により３０のＰ１、Ｐ０、Ｐ２の信号、すなわち、電圧Ｖ１による出力信号３０のＰ１、電圧Ｖ０による出力信号３０のＰ０、電圧Ｖ２による出力信号３０のＰ２が出力され、また、移相器６からの出力信号は上記移相器５に入力する制御電圧を反転した制御電圧により３１のＰ２、Ｐ０、Ｐ１の信号、すなわち、電圧Ｖ１による出力信号３１のＰ２、電圧Ｖ０による出力信号３１のＰ０、電圧Ｖ２による出力信号３１のＰ１が出力される。

この移相器５及び移相器６からの出力信号３０及び３１が合成器３で合成されると、制御電圧Ｖ１の時には合成出力信号３２が出力され、また、制御電圧Ｖ０の時には合成出力信号３３が出力され、また、制御信号Ｖ２の時には合成出力信号３４が出力端子４から出力される。

すなわち、９０度分配器２で直交分配された入力信号は、移相器５にボルテージ・フォロワ回路７からの制御電圧の入力及び移相器６に差動増幅器８で反転された制御電圧の入力により、それぞれの移相器５、６から位相がＰ０、Ｐ１、Ｐ２に変化した出力信号に変換されて合成器３に入力され、合成器３で合成された後には振幅が変化するが位相は変化しない合成信号が出力される。

本発明に係る高周波減衰器の構成を示す回路図である。本発明の高周波減衰器の移相器の特性を示す特性図本発明の動作を説明するための図である従来のＰＩＮダイオードを用いた波減衰器の構成を示す回路図である。従来のＦＥＴを用いた減衰器の構成を示す回路図である。

符号の説明

１…入力端子
２…９０度分配器
３…合成器
４…出力端子
５、６…３ｄＢカプラ
７、８…オペアンプ
９、１０、１１、１２…コンデンサ
１３、１４、１５、１６…バリキャップダイオード
１７、１８、１９、２０…チョークコイル
２１…時定数調整抵抗
２２…時定数調整コンデンサ
２３、２４、２５…抵抗

Claims

入力信号の高周波信号を９０°分配する２分配器と、当該分配器の０°出力信号を位相制御する第１の移相器と、前記分配器の９０°出力信号を位相制御する第２の位相器と、前記第１の移相器の出力信号と前記第２の移相器の出力信号とを合成する合成器とから構成される高周波減衰器であって、
前記第１の移相器と前記第２の移相器とは、単一の制御信号で制御され、
前記第１の移相器に移相量が制御信号に比例した制御信号を供給するための非反転増幅回路と、
前記第２の移相器に移相量が制御信号に反比例した制御信号を供給するための差動増幅回路と、
前記第１の移相器への制御信号と前記第２の移相器への制御信号との遅延差を補償する遅延回路とを有することを特徴とする高周波減衰器。
前記遅延回路が抵抗とコンデンサとで構成されたことを特徴とする請求項１記載の高周波減衰器。