JP4501711B2

JP4501711B2 - 偶高調波ミクサ

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Publication number: JP4501711B2
Application number: JP2005030138A
Authority: JP
Inventors: 聡濱野; 憲司川上; 守▲やす▼ 宮▲ざき▼; 紀雄竹内; 寛池松
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-02-07
Filing date: 2005-02-07
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2025-02-07
Also published as: JP2006217460A

Description

この発明は、マイクロ波帯およびミリ波帯の無線通信システムやレーダシステムおよび光通信システム等の送受信装置に用いられる偶高調波ミクサに関するものである。

図１０は、マイクロ波帯およびミリ波帯で使用されるスタブ分波形偶高調波ミクサの回路構成図である。図１０において、１はLO波を入力するLO端子、２はRF信号を入出力するRF端子、３はIF信号を入出力するIF端子である。４はダイオードを逆並列に接続したアンチパラレルダイオードペアである。
なお、LO波は局部発振波、RF信号は高周波信号、IF信号は中間周波信号を示す。

５はフィルタの機能を担うRF周波数帯で2分の1波長の先端短絡スタブである。
６はフィルタの機能を担うLO周波数帯で4分の1波長の先端開放スタブである。
７はRF周波数帯のみを通過させる高域通過フィルタ、８はIF周波数帯のみを通過させる低域通過フィルタである。

次に、一般的なスタブ分波形偶高調波ミクサの動作について説明する。ここでは、RF信号を入力して、Frf−2 Floの周波数帯のIF信号を出力する、受信用ミクサについて説明する。FrfはRF周波数、FloはLO周波数である。

LO端子１から入力されたLO波は、先端開放スタブ６によるLO周波数帯の短絡点を基準にアンチパラレルダイオードペア４の端子間にLO周波数帯の電圧を印加する。この印加電圧による電流の瞬時値に応じて、アンチパラレルダイオードペア４のコンダクタンスが変化する。ここで、先端短絡スタブ５は、Frf≒2Floであれば、つまり、RF周波数帯域が狭帯域であれば、アンチパラレルダイオードペア５側の端部がLO周波数帯でほぼ開放となるため、LO波に対して殆ど影響を与えない。

一方、RF端子２から入力されたRF信号は、高域通過フィルタ７を経由して、先端短絡スタブ５によるRF周波数帯の短絡点を基準にアンチパラレルダイオードペア４の端子間にRF周波数帯の電圧を印加する。ここで、先端開放スタブ６は、Frf ≒ 2Floであれば、つまり、RF周波数帯域が狭帯域であれば、アンチパラレルダイオードペア４側の端部がRF周波数帯でほぼ開放となるため、RF信号に対して殆ど影響を与えない。また、低域通過フィルタ８についても、RF周波数帯では開放となるため、RF信号に対して影響を与えない。

前記LO波とRF信号を各入力端子に入力すると、アンチパラレルダイオードペア４において、LO波により励振された前記コンダクタンスと、RF信号により印加された電圧に応じたIF周波数帯の電流が生成され、IF端子３からIF信号が出力される。ここで、IF信号としては、アンチパラレルダイオードペア４の各ダイオードで生成されるFrf−2 Floの周波数成分が同相合成されて、出力される。ここでは、Frf ≒ 2Floであれば、RF周波数帯およびLO周波数帯に比べて、IF周波数帯のFrf−2Floの周波数は非常に小さくなり（DC近傍）、RF周波数帯の2分の1波長およびLO周波数帯の4分の1波長の線路長では、位相のまわり方が非常に小さくなるため、先端短絡スタブ５はIF周波数帯でほぼ短絡となり、先端開放スタブ６はIF周波数帯でほぼ開放となり、IF信号に対して殆ど影響を与えない。また、高域通過フィルタ７についても、IF周波数帯では開放となるため、IF信号に対して影響を与えない。（非特許文献１参照）。

「A 40 GHz band monolithic even harmonic mixer with an anti-parallel diode pair」１９９１年 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest、Ｐ．８７９〜８８２

従来のスタブ分波形偶高調波ミクサは、LO波とRF信号およびIF信号を分波するのに、上記したような2つのスタブを用いているため、Frf ≒ 2Floである必要があり、RF周波数帯域の広帯域化が困難であるという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、RF周波数帯域を広帯域化することを目的とする。

この発明に係る偶高調波ミクサは、LO波が入力されるLO端子と、RF信号が入出力されるRF端子と、IF信号が入出力されるIF端子と、全長がLO周波数帯で２分の１波長の伝送線路と、前記伝送線路の一方の端部である第１端部と前記LO端子との間に挿入接続された第１のアンチパラレルダイオードペアと、前記伝送線路の他方の端部である第２端部と前記LO端子との間に挿入接続された第２のアンチパラレルダイオードペアと、前記RF端子と前記伝送線路の中点との間に挿入接続されたLO周波数帯およびIF周波数帯では開放でRF周波数帯を通過させる高域または帯域通過フィルタと、前記LO端子と前記第１のアンチパラレルダイオードペアとの間の第１の接続路に設けたLO周波数帯で通過域、RF周波数帯およびIF周波数帯で遮断域かつ短絡となる第１のフィルタと、前記LO端子と前記第２のアンチパラレルダイオードペアとの間の第２の接続路に設けたLO周波数帯で通過域、RF周波数帯およびIF周波数帯で遮断域かつ短絡となる第２のフィルタと、前記第２端部と前記IF端子との間に挿入接続されたLO周波数帯およびRF周波数帯では開放でIF周波数帯を通過させる低域通過フィルタと、を備え、前記LO端子から前記第１の接続路を経て前記第１端部へ至る第１の経路と前記第２の接続路を経て前記第２端部へ至る第２の経路とを伝搬するLO波が前記第１端部と前記第２端部で同位相となる配置構成を有するものである。

以上のように、この発明によれば、RF周波数帯域を制限する要因となるLO周波数帯で4分の1波長の先端開放スタブを用いずにLO波とRF信号およびIF信号を分波する偶高調波ミクサを得られるため、RF周波数帯域を広帯域化できる効果がある。

また、RF信号およびLO波に対して、短絡点に接続された2つのアンチパラレルダイオードペアを並列に接続しているため、各ダイオードペアの寄生インダクタ成分の影響を低減できる効果がある。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係わる偶高調波ミクサの構成を示す構成説明図である。図１において、１はLO波を入力するLO端子、２はRF信号を入出力するRF端子、３はIF信号を入出力するIF端子である。４はダイオードを逆並列に接続したアンチパラレルダイオードペアである。ここで、２つのアンチパラレルダイオードペアの特性は同一であるとする。５はLO周波数帯で通過域、RF周波数帯およびIF周波数帯で遮断域かつ短絡となるフィルタ機能を担うものとして例示するものであり、RF周波数帯で2分の1波長の先端短絡スタブである。７はRF周波数帯を通過させる高域通過フィルタ（又は帯域通過フィルタ）であり、LO周波数帯、およびIF周波数帯ではほぼ開放である。８はIF周波数帯を通過させる低域通過フィルタであり、LO周波数帯、およびRF周波数帯ではほぼ開放である。９はLO周波数帯で2分の1波長の伝送線路である。また、２つのアンチパラレルダイオードペア４の特性を同一としており、伝送線路９の両端においてLO波は同相となっている。このとき、伝送線路９の中点はLO周波数帯で開放点となっており、伝送線路９の両端はLO周波数帯で短絡点となっている。

なお、この発明の偶高調波ミクサにおいては、伝送線路９はLO周波数帯で４分の１波長の伝送線路を２本接続して構成した場合とも同等であり、１本の線路でなくても良い。また、この発明に係わる偶高調波ミクサでは、LO端子１から伝送線路９の両端部へ至るそれぞれの経路を伝搬するLO波が伝送線路９の両端部で同位相となるように構成する。

次に動作について説明する。
ここでは、RF信号を入力して、Frf−2 Floの周波数帯のIF信号を出力する、受信用ミクサについて説明する。

LO端子１から入力されたLO波は、伝送線路９の両端の短絡点を基準に各々のアンチパラレルダイオードペア４の端子間にLO周波数帯で同相の電圧を印加する。この印加電圧による電流の瞬時値に応じて、各々のアンチパラレルダイオードペア４のコンダクタンスが変化する。

一方、RF端子２から入力されたRF信号は、高域通過フィルタ７を経由して、先端短絡スタブ５によるRF周波数帯の短絡点を基準に各々のアンチパラレルダイオードペア４の端子間にRF周波数帯で同相の電圧を印加する。ここで、低域通過フィルタ８は、RF周波数帯では開放となるため、RF信号に対して影響を与えない。従来のスタブ分波形偶高調波ミクサのようにLO周波数帯で4分の1波長の先端開放スタブによるRF周波数への影響がなくなるため、RF帯域の広帯域化が可能である。

前記LO波とRF信号を各入力端子に入力すると、各々のアンチパラレルダイオードペア４において、LO信号により励振された前記コンダクタンスと、RF信号により印加された電圧に応じたIF周波数帯の電流が生成される。ここで、各々のアンチパラレルダイオードペア４からは逆並列接続された2つの各ダイオードで生成されたFrf−2 Floの周波数成分の信号が同相合成されて、IF信号として出力される。2つのアンチパラレルダイオードペア４から出力されたIF信号は、合成された後に、低域通過フィルタ８を経由して、IF端子３から出力される。ここで、IF周波数帯のFrf−2Floの周波数成分も、RF周波数帯およびLO周波数帯に比べて小さくなっており、高域通過フィルタ７はIF周波数帯では開放となるため、IF信号に対して影響を与えない。また、先端短絡スタブ５はIF周波数帯でほぼ短絡となる。

前記の偶高調波ミクサは、IF信号を入力してRF信号を出力する送信用ミクサとしても適用可能であり、上記同様の効果が得られる。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、従来例におけるRF周波数帯域を制限する要因となるLO周波数帯で4分の1波長の先端開放スタブの影響を除去することができるため、RF周波数帯域を広帯域化することができる効果を奏する。

また、RF信号およびLO波に対して、短絡点に接続された2つのアンチパラレルダイオードペア４を並列に接続しているため、各ダイオードペア４の寄生インダクタ成分の影響を低減する効果を奏する。特に、ディスクリート部品を用いて比較的高い周波数帯におけるミクサを実現する際に有効である。

また、IF端子３に接続された低域通過フィルタ８は、伝送線路９の片端、つまり、LO周波数帯の短絡点に接続されており、LO端子１から入力されたLO波は、前記短絡点で入力側へ全反射されるため、低域通過フィルタ８およびIF端子３へのLO波の漏れ込み量を低減する効果を奏する。

実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２に係わる偶高調波ミクサの構成を示す構成説明図である。図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。

上記実施の形態１では、低域通過フィルタ８を、どちらかのアンチパラレルダイオードペア４のRF端子側とIF端子３の間に接続した構成のものについて示したが、この実施の形態２は低域通過フィルタ８を伝送線路９の中点とIF端子３の間に接続した構成のもので、上記実施の形態１と同様に、従来例におけるRF周波数帯域を制限する要因となるLO周波数帯で4分の1波長の先端開放スタブの影響を除去することができるため、RF周波数帯域を広帯域化することができる効果を奏する。

また、上記実施の形態１と同様に、各ダイオードペアの寄生インダクタ成分の影響を低減する効果を奏する。

また、各ダイオードペアで生成されたIF信号を同相合成できるため、IF信号の出力レベルを高める効果を奏する。
なお、LO波についても同相合成となるため、実施の形態１で示した構成に比べれば、LO波のIF端子への漏れ込み量は大きくなる。

実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３に係わる偶高調波ミクサの構成を示す構成説明図である。図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。

上記実施の形態１では、低域通過フィルタ８を、どちらかのアンチパラレルダイオードペア４のRF端子側とIF端子３の間に接続した構成のものについて示したが、この実施の形態３は2つのアンチパラレルダイオードペア４の各RF端子側とIF端子３の間にそれぞれ低域通過フィルタ８を挿入し、対称的な構成としたもので、上記実施の形態１と同様に、従来例におけるRF周波数帯域を制限する要因となるLO周波数帯で4分の1波長の先端開放スタブの影響を除去することができるため、RF周波数帯域を広帯域化することができる効果を奏する。

IF端子３に接続された2つの低域通過フィルタ８は、伝送線路９の2つの端子、つまり、LO周波数帯の2つの短絡点に各々接続されており、LO端子１から入力されて2つに分岐した各々のLO波は、前記各々の短絡点で入力側へ全反射されるため、2つの低域通過フィルタ８およびIF端子３へのLO波の漏れ込み量を低減する効果を奏する。一方、各ダイオードペアで生成されたIF信号は、同相で合成されてIF端子３から出力されるため、出力レベルを高める効果を奏する。

実施の形態４．
図４は、この発明の実施の形態４に係わる偶高調波ミクサの構成を示す構成説明図である。図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。１０はLO周波数帯で2分の1波長の伝送線路であり、LO周波数帯においては、実施の形態１と同様に、両端が短絡点となっている。また、伝送線路１０は、RF周波数帯において、RF端子２および高域通過フィルタ７と各アンチパラレルダイオードペア４との間のインピーダンス整合を行うインピーダンス変成器としての機能を持たせたもので、インピーダンス整合を行うために線路幅を最適化したものです。

本実施の形態４においては、上記実施の形態１の伝送線路９を、RF周波数帯においてインピーダンス変成器としての機能を有する伝送線路１０に置き換えており、伝送線路１０が、アンチパラレルダイオードペア４のRF端子２側からLO端子１側を見込んだインピーダンスと、前記RF端子２から2つのアンチパラレルダイオードペアへ分かれる分岐点である伝送線路１０の中点からRF端子２側を見込んだインピーダンスとのインピーダンス整合を行うことにより、上記実施の形態１と比べて、RF周波数帯域をさらに広帯域化することができる効果を奏する。

実施の形態５．
図５は、この発明の実施の形態５に係わる偶高調波ミクサの構成を示す構成説明図である。図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。１１はRF周波数帯で4分の1波長の先端開放スタブ、１２はRF周波数帯で2分の1波長以下の先端短絡スタブである。

上記実施の形態１では、RF周波数帯で2分の1波長の先端短絡スタブにより、RF周波数帯の短絡点、およびIF周波数帯の短絡点を決定したものについて示したが、この実施の形態５は、RF周波数帯で4分の1波長の先端開放スタブ１１とRF周波数帯で2分の1波長以下の先端短絡スタブ１２を並列に接続した構成としたもので、RF周波数帯で4分の1波長の先端開放スタブ１１によりRF周波数帯の短絡点を決定し、RF周波数帯で2分の1波長以下の先端短絡スタブ１２によりＩＦ周波数帯でほぼ2分の1波長の先端短絡スタブとし、IF周波数帯の短絡点を決定したものである。従って、従来例におけるRF周波数帯域を制限する要因となるLO周波数帯で4分の1波長の先端開放スタブの影響を除去することができるため、RF周波数帯域を広帯域化することができるなど、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。

実施の形態６．
図６は、この発明の実施の形態６に係わる偶高調波ミクサの構成を示す構成説明図である。図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。１３は片側を接地した集中定数のキャパシタ、１４は片側を接地した集中定数のインダクタである。

上記実施の形態１では、RF周波数帯で2分の1波長の先端短絡スタブにより、RF周波数帯の短絡点、およびIF周波数帯の短絡点を決定したものについて示したが、この実施の形態６は、片側を接地した集中定数のキャパシタ１３と片側を接地した集中定数のインダクタ１４を並列に接続した構成としたもので、片側を接地した集中定数のキャパシタ１３によりRF周波数帯の短絡点を決定し、片側を接地した集中定数のインダクタ１４により、IF周波数帯の短絡点を決定したものである。従って、従来例におけるRF周波数帯域を制限する要因となるLO周波数帯で4分の1波長の先端開放スタブの影響を除去することができるため、RF周波数帯域を広帯域化することができるなど、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。

実施の形態７．
図７は、この発明の実施の形態７に係わる偶高調波ミクサの構成を示す構成説明図である。図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。

上記実施の形態１では、LO端子から2つのアンチパラレルダイオードペアへ分かれる分岐点と各々のアンチパラレルダイオードペアとの間に、それぞれRF周波数帯で2分の1波長の先端短絡スタブ５を並列に接続した構成のものについて示したが、この実施の形態７は、前記分岐点と前記LO端子１との間にRF周波数帯で2分の1波長の先端短絡スタブ５を1つ並列に接続した構成のものである。従って、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。

また、この発明の実施の形態７に係わる偶高調波ミクサでは、前記実施の形態１に係わる偶高調波ミクサを小型化する効果を奏する。

なお、上記実施の形態７は、実施の形態１の図１に対して適用した場合を例示して説明したが、これに限らず、図２〜４に対しても同様に適用でき、偶高調波ミクサを小型化する効果を奏する。また、実施の形態７で説明したRF周波数帯で2分の1波長の先端短絡スタブ５を１つ用いた構成は、実施の形態５または実施の形態６で説明した上記RF周波数帯で2分の1波長の先端短絡スタブ５に代わる構成を用いても実施の形態７と同様に構成でき、これについても、図１〜４に対して同様に適用でき、偶高調波ミクサを小型化する効果を奏する。

実施の形態８．
図８は、この発明の実施の形態８に係わる直交ミクサの構成を示す構成説明図である。図において、図１から図７と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。１５は直交ミクサにLO波を入力するLO端子、１６は直交ミクサにRF信号を入出力するRF端子、１７は直交ミクサにIF信号の同相成分を入出力するIF端子、１８は直交ミクサにIF信号の直交成分を入出力するIF端子である。１９は上記実施の形態１から実施の形態７で示したいずれかの偶高調波ミクサである。２０はLO信号を同相分配する分配器、２１はRF信号を90°分配合成する分配合成器である。このように、実施の形態８は、上記実施の形態１から実施の形態７に示したいずれかの偶高調波ミクサを単位ミクサとして使用して構成した直交ミクサである。

次に動作について説明する。
ここでは、例えばRF信号を入力して、Frf-2Floの周波数帯のIF信号を出力する、受信用直交ミクサの動作を説明する。
LO端子１５から入力されたLO波は、分波器２０で同相分配され、単位ミクサとして使用される2つの偶高調波ミクサ１９のLO端子１に各々入力される。このとき、2つの偶高調波ミクサに入力されたLO波の位相は同相である。一方、RF端子１６から入力されたRF信号は、分配合成器２１で90°分配され、単位ミクサとして使用される2つの偶高調波ミクサ１９のRF端子２に各々入力される。このとき、2つの偶高調波ミクサに入力されたRF信号の位相差は90°である。前記LO波とRF信号を入力された各々の偶高調波ミクサは、各々のIF端子３からFrf-2Floの周波数帯のIF信号を出力する。このとき、2つの偶高調波ミクサから出力されたIF信号の位相差は90°となっている。これら2つのIF信号は、同相成分および直交成分として、IF端子１７およびIF端子１８から出力される。

以上から明らかなように、単位ミクサとして実施の形態１から実施の形態７で示したRF周波数帯域を広帯域化した偶高調波ミクサを使用しているため、直交ミクサのRF周波数帯域についても広帯域化することができる効果を奏する。

また、実施の形態１から実施の形態７で示したアンチパラレルダイオードペアの寄生インダクタンス成分の影響が少ない偶高調波ミクサを単位ミクサとして使用することで、単位ミクサのRF端子およびLO端子における反射特性が改善され、RF信号分配合成器およびLO波分波器との整合が各々容易に取れて、同相成分と直交成分の振幅誤差および位相誤差を低減できるため、直交精度を向上できる効果を奏する。

また、単位ミクサとして実施の形態１および実施の形態３から実施の形態７で示したLO波のIF端子への漏れ込み量が少ない偶高調波ミクサを使用することで、同相成分および直交成分を取り出すIF端子に出力される不要なLO漏れ込み波を低減できるため、直交精度を向上できる効果を奏する。

実施の形態９．
図９は、この発明の実施の形態９に係わるイメージリジェクションミクサの構成を示す構成説明図である。図において、図１から図７と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。２２はイメージリジェクションミクサにLO波を入力するLO端子、２３はイメージリジェクションミクサにRF信号を入出力するRF端子、２４はイメージリジェクションミクサにIF信号を入出力するIF端子である。２５はLO信号をθ_LOの位相差で分配する分配器、２６はRF信号をθ_RFの位相差で分配合成する分配合成器、２７はIF信号をθ_IFの位相差で分配合成する分配合成器である。このように、実施の形態９は、上記実施の形態１から実施の形態７に示したいずれかの偶高調波ミクサを単位ミクサとして使用して構成したイメージリジェクションミクサである。

次に動作について説明する。
ここでは、例えばRF信号を入力して、Frf-2Floの周波数帯のIF信号を出力する、受信用イメージリジェクションミクサの動作を説明する。
LO端子２２から入力されたLO波は、分波器２５で分配され、単位ミクサとして使用される2つの偶高調波ミクサ１９のLO端子１に各々入力される。このとき、2つの偶高調波ミクサに入力されたLO波の位相差はθ_LOである。一方、RF端子２３から入力されたRF信号は、分配合成器２６で分配され、単位ミクサとして使用される2つの偶高調波ミクサ１９のRF端子２に各々入力される。このとき、2つの偶高調波ミクサに入力されたRF信号の位相差はθ_RFである。前記LO波とRF信号を入力された各々の偶高調波ミクサは、各々のIF端子３からFrf-2Floの周波数帯のIF信号を出力する。これら2つ偶高調波ミクサから出力されたIF信号は、θ_IFの位相差で分配合成する分配合成器２７で合成され、IF端子２４から出力される。このとき、各位相の関係は以下のようになっており、この関係を満足しているとき、所望のIF信号は同相合成され、不要なイメージ信号はキャンセルされる。
θ_RF -θ_LO +θ_IF = 2mπ
θ_LO -θ_RF +θ_IF = (2n+1)π
ここで、m および n は整数である。

以上から明らかなように、単位ミクサとして実施の形態１から実施の形態７で示したRF周波数帯域を広帯域化した偶高調波ミクサを使用しているため、イメージリジェクションミクサのRF周波数帯域を広帯域化することができる効果を奏する。

また、実施の形態１から実施の形態７で示したアンチパラレルダイオードペアの寄生インダクタンス成分の影響が少ない偶高調波ミクサを単位ミクサとして使用することで、単位ミクサのRF端子およびLO端子における反射特性が改善され、RF信号分配合成器およびLO波分波器との整合が各々容易に取れて、振幅および位相の誤差成分を低減できるため、イメージリジェクション比を向上できる効果を奏する。

また、単位ミクサとして実施の形態１および実施の形態３から実施の形態７で示したLO波のIF端子への漏れ込み量が少ない偶高調波ミクサを使用することで、2つの単位ミクサ間のLO波漏れ込み量を低減できるため、イメージリジェクション比を向上できる効果を奏する。

この発明の実施の形態１に係わる偶高調波ミクサの構成を示す構成説明図である。この発明の実施の形態２に係わる偶高調波ミクサの構成を示す構成説明図である。この発明の実施の形態３に係わる偶高調波ミクサの構成を示す構成説明図である。この発明の実施の形態４に係わる偶高調波ミクサの構成を示す構成説明図である。この発明の実施の形態５に係わる偶高調波ミクサの構成を示す構成説明図である。この発明の実施の形態６に係わる偶高調波ミクサの構成を示す構成説明図である。この発明の実施の形態７に係わる偶高調波ミクサの構成を示す構成説明図である。この発明の実施の形態８に係わる直交ミクサの構成を示す構成説明図である。この発明の実施の形態９に係わるイメージリジェクションミクサの構成を示す構成説明図である。従来の一般的なスタブ分波形偶高調波ミクサの回路構成図である。

符号の説明

１ LO端子、２ RF端子、３ IF端子、４アンチパラレルダイオードペア、５ RF周波数帯で2分の1波長の先端短絡スタブ、６ LO周波数帯で4分の1波長の先端開放スタブ、７ RF周波数帯を通過させる高域通過フィルタ（又は帯域通過フィルタ）、８ IF周波数帯を通過させる低域通過フィルタ、９ LO周波数帯で2分の1波長の伝送線路、１０ RF周波数帯でインピーダンス変成器としての機能を有するLO周波数帯で2分の1波長の伝送線路、１１ RF周波数帯で4分の1波長の先端開放スタブ、１２ RF周波数帯で2分の1波長以下の先端短絡スタブ、１３片側が接地された集中定数のキャパシタ、１４片側が接地された集中定数のインダクタ、１５直交ミクサにLO波を入力するLO端子、１６直交ミクサにRF信号を入出力するRF端子、１７直交ミクサにIF信号の同相成分を入出力するIF端子、１８直交ミクサにIF信号の直交成分を入出力するIF端子、１９偶高調波ミクサ、２０ LO信号を同相分配する分配器、２１ RF信号を90°分配合成する分配合成器、２２イメージリジェクションミクサにLO波を入力するLO端子、２３イメージリジェクションミクサにRF信号を入出力するRF端子、２４イメージリジェクションミクサにIF信号を入出力するIF端子、２５ LO信号をθ_LOの位相差で分配する分配器、２６ RF信号をθ_RFの位相差で分配合成する分配合成器、２７ IF信号をθ_IFの位相差で分配合成する分配合成器。

Claims

LO波が入力されるLO端子と、RF信号が入出力されるRF端子と、IF信号が入出力されるIF端子と、全長がLO周波数帯で２分の１波長の伝送線路と、前記伝送線路の一方の端部である第１端部と前記LO端子との間に挿入接続された第１のアンチパラレルダイオードペアと、前記伝送線路の他方の端部である第２端部と前記LO端子との間に挿入接続された第２のアンチパラレルダイオードペアと、前記RF端子と前記伝送線路の中点との間に挿入接続されたLO周波数帯およびIF周波数帯では開放でRF周波数帯を通過させる高域または帯域通過フィルタと、前記LO端子と前記第１のアンチパラレルダイオードペアとの間の第１の接続路に設けたLO周波数帯で通過域、RF周波数帯およびIF周波数帯で遮断域かつ短絡となる第１のフィルタと、前記LO端子と前記第２のアンチパラレルダイオードペアとの間の第２の接続路に設けたLO周波数帯で通過域、RF周波数帯およびIF周波数帯で遮断域かつ短絡となる第２のフィルタと、前記第２端部と前記IF端子との間に挿入接続されたLO周波数帯およびRF周波数帯では開放でIF周波数帯を通過させる低域通過フィルタと、を備え、前記LO端子から前記第１の接続路を経て前記第１端部へ至る第１の経路と前記第２の接続路を経て前記第２端部へ至る第２の経路とを伝搬するLO波が前記第１端部と前記第２端部で同位相となる配置構成を有する偶高調波ミクサ。
LO波が入力されるLO端子と、RF信号が入出力されるRF端子と、IF信号が入出力されるIF端子と、全長がLO周波数帯で２分の１波長の伝送線路と、前記伝送線路の一方の端部である第１端部と前記LO端子との間に挿入接続された第１のアンチパラレルダイオードペアと、前記伝送線路の他方の端部である第２端部と前記LO端子との間に挿入接続された第２のアンチパラレルダイオードペアと、前記RF端子と前記伝送線路の中点との間に挿入接続されたLO周波数帯およびIF周波数帯では開放でRF周波数帯を通過させる高域または帯域通過フィルタと、前記LO端子と前記第１のアンチパラレルダイオードペアとの間の第１の接続路に設けたLO周波数帯で通過域、RF周波数帯およびIF周波数帯で遮断域かつ短絡となる第１のフィルタと、前記LO端子と前記第２のアンチパラレルダイオードペアとの間の第２の接続路に設けたLO周波数帯で通過域、RF周波数帯およびIF周波数帯で遮断域かつ短絡となる第２のフィルタと、前記伝送線路の中点と前記IF端子との間に挿入接続されたLO周波数帯およびRF周波数帯では開放でIF周波数帯を通過させる低域通過フィルタと、を備え、前記LO端子から前記第１の接続路を経て前記第１端部へ至る第１の経路と前記第２の接続路を経て前記第２端部へ至る第２の経路とを伝搬するLO波が前記第１端部と前記第２端部で同位相となる配置構成を有する偶高調波ミクサ。
LO波が入力されるLO端子と、RF信号が入出力されるRF端子と、IF信号が入出力されるIF端子と、全長がLO周波数帯で２分の１波長の伝送線路と、前記伝送線路の一方の端部である第１端部と前記LO端子との間に挿入接続された第１のアンチパラレルダイオードペアと、前記伝送線路の他方の端部である第２端部と前記LO端子との間に挿入接続された第２のアンチパラレルダイオードペアと、前記RF端子と前記伝送線路の中点との間に挿入接続されたLO周波数帯およびIF周波数帯では開放でRF周波数帯を通過させる高域または帯域通過フィルタと、前記LO端子と前記第１のアンチパラレルダイオードペアとの間の第１の接続路に設けたLO周波数帯で通過域、RF周波数帯およびIF周波数帯で遮断域かつ短絡となる第１のフィルタと、前記LO端子と前記第２のアンチパラレルダイオードペアとの間の第２の接続路に設けたLO周波数帯で通過域、RF周波数帯およびIF周波数帯で遮断域かつ短絡となる第２のフィルタと、前記第１端部と前記IF端子との間に挿入接続されたLO周波数帯およびRF周波数帯では開放でIF周波数帯を通過させる第１の低域通過フィルタと、前記第２端部と前記IF端子との間に挿入接続されたLO周波数帯およびRF周波数帯では開放でIF周波数帯を通過させる第２の低域通過フィルタと、を備え、前記LO端子から前記第１の接続路を経て前記第１端部へ至る第１の経路と前記第２の接続路を経て前記第２端部へ至る第２の経路とを伝搬するLO波が前記第１端部と前記第２端部で同位相となる配置構成を有する偶高調波ミクサ。
請求項１、２、又は３記載の偶高調波ミクサにおいて、前記第１の接続路と前記第２の接続路はそれぞれの前記LO端子側を接続して形成された分岐点と、前記分岐点と前記LO端子との間の共通路とを有し、前記第１のフィルタと前記第２のフィルタに代えて前記共通路に設けたLO周波数帯で通過域、RF周波数帯およびIF周波数帯で遮断域かつ短絡となるフィルタを備えたことを特徴とする偶高調波ミクサ。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の偶高調波ミクサにおいて、前記第１のフィルタを前記第１の接続路に並列接続したRF周波数帯で2分の1波長の先端短絡スタブとし、前記第２のフィルタを前記第２の接続路に並列接続したRF周波数帯で2分の1波長の先端短絡スタブとしたことを特徴とする偶高調波ミクサ。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の偶高調波ミクサにおいて、前記第１のフィルタを前記第１の接続路にそれぞれ並列接続したRF周波数帯で4分の1波長の先端開放スタブとRF周波数帯で2分の1波長より短い先端短絡スタブとし、前記第２のフィルタを前記第２の接続路にそれぞれ並列接続したRF周波数帯で4分の1波長の先端開放スタブとRF周波数帯で2分の1波長より短い先端短絡スタブとしたことを特徴とする偶高調波ミクサ。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の偶高調波ミクサにおいて、前記第１のフィルタを前記第１の接続路にそれぞれ並列接続した片端を接地した集中定数のキャパシタと片側を接地した集中定数のインダクタとし、前記第２のフィルタを前記第２の接続路にそれぞれ並列接続した片端を接地した集中定数のキャパシタと片側を接地した集中定数のインダクタとしたことを特徴とする偶高調波ミクサ。
請求項４記載の偶高調波ミクサにおいて、前記フィルタを前記共通路に並列接続したRF周波数帯で2分の1波長の第１の先端短絡スタブとしたことを特徴とする偶高調波ミクサ。
請求項４記載の偶高調波ミクサにおいて、前記フィルタを前記共通路にそれぞれ並列接続したRF周波数帯で4分の1波長の第１の先端開放スタブとRF周波数帯で2分の1波長より短い先端短絡スタブとしたことを特徴とする偶高調波ミクサ。
請求項４記載の偶高調波ミクサにおいて、前記フィルタを前記共通路にそれぞれ並列接続した片端を接地した集中定数のキャパシタと片側を接地した集中定数のインダクタとしたことを特徴とする偶高調波ミクサ。
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の偶高調波ミクサにおいて、前記伝送線路に前記RF信号に対するRF周波数帯のインピーダンス変成器としての機能を付加したことを特徴とする偶高調波ミクサ。
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の偶高調波ミクサにおいて、前記第１端部と前記第２端部のそれぞれから前記LO端子側を見込んだインピーダンスと前記中点から前記RF端子側を見込んだインピーダンスとのインピーダンス整合を前記伝送線路の線路幅の増減調整により形成したことを特徴とする偶高調波ミクサ。
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の偶高調波ミクサを単位ミクサとして２個有し、前記２個の単位ミクサのそれぞれのRF端子へ９０°の位相差でRF信号を入出力する90°分配合成器と、前記２個の単位ミクサのそれぞれのLO端子へ同相でLO波を入力する同相分配器と、を備えたことを特徴とする直交ミクサ。
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の偶高調波ミクサを単位ミクサとして２個有し、前記２個の単位ミクサのそれぞれのRF端子へ所定の位相差でRF信号を入出力する分配合成器と、前記２個の単位ミクサのそれぞれのLO端子へ所定の位相差でLO波を入力する分配器と、前記２個の単位ミクサのそれぞれのIF端子へ所定の位相差でIF信号を入出力する分配合成器と、を備えたことを特徴とするイメージリジェクションミクサ。