JP5116714B2 - High frequency mixer - Google Patents

High frequency mixer Download PDF

Info

Publication number
JP5116714B2
JP5116714B2 JP2009067665A JP2009067665A JP5116714B2 JP 5116714 B2 JP5116714 B2 JP 5116714B2 JP 2009067665 A JP2009067665 A JP 2009067665A JP 2009067665 A JP2009067665 A JP 2009067665A JP 5116714 B2 JP5116714 B2 JP 5116714B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diode
resistor
anode
frequency mixer
resistance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009067665A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010220171A (en
Inventor
泰弘 塚田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
New Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
New Japan Radio Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by New Japan Radio Co Ltd filed Critical New Japan Radio Co Ltd
Priority to JP2009067665A priority Critical patent/JP5116714B2/en
Publication of JP2010220171A publication Critical patent/JP2010220171A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5116714B2 publication Critical patent/JP5116714B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は高周波ミキサ、特に高周波帯にて使用されるセンサやレーダ等の受信器に使用されるもので、安定した動作を確保するための回路構成に関する。   The present invention is used for a high-frequency mixer, particularly a receiver such as a sensor or a radar used in a high-frequency band, and relates to a circuit configuration for ensuring stable operation.

一般に、マイクロ波帯又はミリ波帯で用いられるセンサやレーダシステム等では、その受信回路に、高周波ミキサが使用されており、この高周波ミキサにおいては、送信信号の一部を局発信号(LO信号)とし、受信信号(RF信号)とのミキシングにより、その周波数差成分である中間周波数信号(IF信号)が形成される。この高周波ミキサとして、例えばラットレース線路を用いた図8のシングルバランスドミキサが使用され、図9に示される回路が構成される。   In general, in a sensor or radar system used in the microwave band or the millimeter wave band, a high-frequency mixer is used in a receiving circuit thereof. In this high-frequency mixer, a part of a transmission signal is a local signal (LO signal). ), And an intermediate frequency signal (IF signal) as a frequency difference component is formed by mixing with the received signal (RF signal). As this high-frequency mixer, for example, the single balanced mixer of FIG. 8 using a rat race line is used, and the circuit shown in FIG. 9 is configured.

図8及び図9において、シングルバランスドミキサは、ショットキーバリアダイオード(SBD)からなる第1ダイオード(Dx1)5及び第2ダイオード(Dx2)6が、1.5λ線からなるラットレース線路7の第4ポートdと第2ポートbに接続されると共に、第1ポートaにLO端8、第3ポートcにRF端9が接続され、上記第1ダイオード5と第2ダイオード6の出力側にIF出力端10が接続される。   8 and 9, the single balanced mixer includes a rat race line 7 in which a first diode (Dx1) 5 and a second diode (Dx2) 6 made of a Schottky barrier diode (SBD) are made of a 1.5λ line. The LO port 8 is connected to the first port a, the RF end 9 is connected to the third port c, and the output side of the first diode 5 and the second diode 6 is connected to the fourth port d and the second port b. The IF output terminal 10 is connected.

このような高周波ミキサの構成によれば、LO端8から入力される局発信号を、L=2cos(ωLt+θ)、RF端9から入力される受信信号を、R=2cos(ωRt+θ)とすると、図8にも示されるように、第1ダイオード5と第2ダイオード6の入力端での信号(Dx1-in,Dx2-in)は、
Dx1-in :L=cos(ωLt+(θ+(π/2))),
R=cos(ωRt+(θ−(π/2))) … (1)
Dx2-in :L=cos(ωLt+(θ−(π/2))),
R=cos(ωRt+(θ−(π/2))) … (2)
となり、
また、この第1ダイオード5と第2ダイオード6の出力(Dx1‐out,Dx2‐out)及びIF出力端10からの出力(IFout)は、
Dx1-out:−cos((ω−ω)t+(θ−θ+π)) … (3)
Dx2-out:+cos((ω−ω)t+(θ−θ)) … (4)
IFout :Dx1-out+Dx2-out
=−cos((ω−ω)t+(θ−θ+π))+cos((ω−ω)t+(θ−θ))
=cos((ω−ω)t+(θ−θ))+cos((ω−ω)t+(θ−θ))
=2×cos((ω−ω)t+(θ−θ)) … (5)
となる。
According to such a configuration of the high frequency mixer, the local oscillation signal input from the LO end 8 is L = 2 cos (ω Lt + θ L ), and the reception signal input from the RF end 9 is R = 2 cos (ω Rt + Θ R ), the signals (Dx1-in, Dx2-in) at the input ends of the first diode 5 and the second diode 6 are as shown in FIG.
Dx1-in: L = cos (ω Lt + (θ L + (π / 2))),
R = cos (ω Rt + (θ R − (π / 2))) (1)
Dx2-in: L = cos (ω Lt + (θ L − (π / 2))),
R = cos (ω Rt + (θ R − (π / 2))) (2)
And
The outputs (Dx1-out, Dx2-out) of the first diode 5 and the second diode 6 and the output (IFout) from the IF output terminal 10 are
Dx1-out: -cos (([omega] L- [ omega] R ) t + ([theta] L- [ theta] R + [pi])) (3)
Dx2-out: + cos (([omega] L- [ omega] R ) t + ([theta] L- [ theta] R )) (4)
IFout: Dx1-out + Dx2-out
= −cos ((ω L −ω R ) t + (θ L −θ R + π)) + cos ((ω L −ω R ) t + (θ L −θ R ))
= Cos (([omega] L- [ omega] R ) t + ([theta] L- [ theta] R )) + cos (([omega] L- [ omega] R ) t + ([theta] L- [ theta] R )))
= 2 × cos ((ω L −ω R ) t + (θ L −θ R )) (5)
It becomes.

そして、この高周波ミキサでは、上記第1ダイオード(Dx1)5及び第2ダイオード(Dx2)6の周辺回路に容量成分(コンデンサ)がないため、IF信号がDC(直流)から動作し、また局発(LO)信号電力により十分に第1ダイオード5及び第2ダイオード6がバイアスされた際には、高周波ミキサとして良好な変換損失特性(RF端からの受信信号電力と中間周波数信号電力との比)が得られる。   In this high-frequency mixer, since the peripheral circuit of the first diode (Dx1) 5 and the second diode (Dx2) 6 does not have a capacitance component (capacitor), the IF signal operates from DC (direct current). (LO) When the first diode 5 and the second diode 6 are sufficiently biased by the signal power, the conversion loss characteristic is good as a high frequency mixer (ratio of the received signal power from the RF end and the intermediate frequency signal power). Is obtained.

特公昭54−029218号公報Japanese Examined Patent Publication No. 54-029218

しかしながら、図8及び図9の従来の高周波ミキサでは、SBDからなる第1ダイオード5及び第2ダイオード6を非線形領域にバイアスするための局発信号電力が不足(低下)すると、高周波ミキサの変換損失が急激に悪化し、変換効率が低下するという不都合があり、この変換損失では局発信号電力に対する依存性が高い。   However, in the conventional high-frequency mixer of FIGS. 8 and 9, if the local signal power for biasing the first diode 5 and the second diode 6 made of SBD to the nonlinear region is insufficient (decreased), the conversion loss of the high-frequency mixer However, the conversion loss is highly dependent on the local signal power.

図10には、従来の高周波ミキサにおける局発信号電力に対する変換損失の変化が示されており、図の特性501に示されるように、−2dBm以下で局発信号電力が不足している範囲では、変換損失の値が低下していることが分かる。   FIG. 10 shows the change in conversion loss with respect to the local oscillation signal power in the conventional high frequency mixer. As shown in the characteristic 501 in the figure, in the range where the local oscillation signal power is insufficient at −2 dBm or less. It can be seen that the value of the conversion loss is reduced.

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、局発信号電力が不足したときでも、変換効率が低下し難い安定した動作を行い、また周囲温度が変動した場合でも、安定した動作を確保することができる高周波ミキサを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to perform a stable operation in which conversion efficiency is difficult to decrease even when the local signal power is insufficient, and even when the ambient temperature fluctuates, An object of the present invention is to provide a high-frequency mixer that can ensure stable operation.

上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、受信信号入力端、局発信号入力端、第1ダイオードの陰極及び第2ダイオードの陽極がそれぞれ異なるポートに接続されたラットレース回路を有し、上記受信信号入力端が接続されたポートと上記第1ダイオードが接続されたポートとの間に、中間周波数信号出力端が接続される高周波ミキサにおいて、上記第1ダイオード及び第2ダイオードへバイアス電圧を与える外部正電源と、この外部正電源と上記第1ダイオードの陽極との間に接続された第1抵抗と、上記第1ダイオードの陽極と接地との間に接続された第2抵抗と、上記第2ダイオードの陰極と接地との間に接続され、上記第1抵抗と上記第2抵抗を並列接続した場合と同一の並列抵抗又は上記第1抵抗と上記第2抵抗を並列接続した抵抗成分と等しい第3抵抗と、を設けたことを特徴とする。
請求項2に係る発明は、受信信号入力端、局発信号入力端、第1ダイオードの陰極及び第2ダイオードの陽極がそれぞれ異なるポートに接続されたラットレース回路を有し、上記受信信号入力端が接続されたポートと上記第1ダイオードが接続されたポートとの間に、中間周波数信号出力端が接続される高周波ミキサにおいて、上記第1ダイオード及び第2ダイオードへバイアス電圧を与える外部正電源と、この外部正電源と上記第1ダイオードの陽極との間に接続された第1抵抗と、上記第1ダイオードの陽極と接地との間に接続された第1温度可変抵抗と、上記第2ダイオードの陰極と接地との間に接続され、上記第1抵抗の値と等しい第4抵抗と、この上記第4抵抗と並列に接続され、上記第1温度可変抵抗の値と等しい第4温度可変抵抗と、を設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes a rat race circuit in which a received signal input terminal, a local signal input terminal, a cathode of a first diode, and an anode of a second diode are connected to different ports. In a high frequency mixer in which an intermediate frequency signal output terminal is connected between a port to which the reception signal input terminal is connected and a port to which the first diode is connected, to the first diode and the second diode An external positive power source for applying a bias voltage, a first resistor connected between the external positive power source and the anode of the first diode, and a second resistor connected between the anode of the first diode and the ground And the same parallel resistance as when the first resistor and the second resistor are connected in parallel, or the first resistor and the second resistor are connected in parallel. Third resistor equivalent to continue the resistance component, characterized in that the provided.
Invention comprises received signal input terminals, the local oscillator signal input, a rat race circuit anodes are connected to different ports of the cathode and a second diode of the first diode, the reception signal input terminal according to claim 2 An external positive power supply for applying a bias voltage to the first diode and the second diode in a high frequency mixer to which an intermediate frequency signal output terminal is connected between a port connected to the first diode and a port connected to the first diode; A first resistor connected between the external positive power source and the anode of the first diode; a first temperature variable resistor connected between the anode of the first diode and the ground; and the second diode. A fourth resistor connected between the cathode of the first and the ground and having a value equal to the value of the first resistor, and a fourth temperature variable connected in parallel with the fourth resistor and having a value equal to the value of the first temperature variable resistor. Characterized by providing anti and, a.

請求項1の構成によれば、中間周波数(IF)信号がDCから動作すると共に、外部正電源(外部電源に負電源を必要としない電源)のみで、ショットキーバリアダイオードからなる第1ダイオード及び第2ダイオードを非線形領域にバイアスすること、即ちバイアス電流を強制的に与えることにより、局発信号電力が不足するときでも、高周波ミキサの変換効率の低下を小さくすることができる。即ち、外部正電源を設ける共に、第1ダイオードの陽極から見て外部正電源との間に第1抵抗を接続し、かつ接地との間に第2抵抗を接続することによって、局発信号電力が低下する場合でも、第1ダイオードの陽極−陰極間の電圧及び第2ダイオードの陽極−陰極間の電圧を高く維持することができ、この結果、変換効率が向上する。   According to the configuration of the first aspect, the intermediate frequency (IF) signal operates from DC, and only the external positive power source (the power source that does not require a negative power source for the external power source) is used. By biasing the second diode in a non-linear region, that is, by forcibly applying a bias current, a decrease in conversion efficiency of the high-frequency mixer can be reduced even when the local signal power is insufficient. That is, by providing an external positive power source, connecting the first resistor to the external positive power source as viewed from the anode of the first diode, and connecting the second resistor to the ground, the local signal power Even when the voltage drops, the voltage between the anode and the cathode of the first diode and the voltage between the anode and the cathode of the second diode can be kept high, and as a result, the conversion efficiency is improved.

一方、上記構成において、周囲温度が変化したとき、外部正電源の電圧が一定であっても、第1ダイオード及び第2ダイオードのバイアス電流が低温では低下し、高温では上昇することが生じる。   On the other hand, in the above configuration, when the ambient temperature changes, even if the voltage of the external positive power supply is constant, the bias currents of the first diode and the second diode decrease at a low temperature and increase at a high temperature.

この問題を解決するために、請求項2の構成では、上記接地側の第2抵抗と上記並列抵抗の一方を第1と第4の温度可変抵抗に置き換えており、この第1及び第4温度可変抵抗の配置によって、周囲温度が変動したときでも、第1ダイオードと第2ダイオードのバイアス電流が一定に保たれる。即ち、接地側に配置された温度可変抵抗の抵抗値が低温では上昇し、高温では低下することで、第1及び第2ダイオードに対するバイアス電流が一定になり、周囲温度の変動に左右されない安定した動作が可能となる。   In order to solve this problem, in the configuration of claim 2, one of the second resistor on the ground side and the parallel resistor is replaced with the first and fourth temperature variable resistors. Due to the arrangement of the variable resistors, the bias currents of the first diode and the second diode are kept constant even when the ambient temperature varies. That is, the resistance value of the temperature variable resistor arranged on the ground side increases at a low temperature and decreases at a high temperature, so that the bias current for the first and second diodes becomes constant, and is not affected by fluctuations in the ambient temperature. Operation is possible.

請求項1の発明によれば、ラットレース回路を用いた高周波ミキサ、例えばシングルバランスドミキサにおいて、局発信号電力が不足するときでも、高周波ミキサの変換効率の低下を小さくでき、変換損失の局発信号電力に対する依存性が低くなり、安定したミキサ動作を確保することができるという効果がある。
また、請求項2の発明によれば、ラットレース回路を用いた高周波ミキサにおいて、周囲温度が変動した場合でも、第1及び第4温度可変抵抗によりバイアス電流を一定に維持することで、高周波ミキサの変換損失の変動を抑制できるという効果がある。
According to the first aspect of the present invention, in a high-frequency mixer using a rat race circuit, for example, a single balanced mixer, even when the local signal power is insufficient, the reduction in conversion efficiency of the high-frequency mixer can be reduced, and the station with conversion loss The dependence on the generated signal power is reduced, and there is an effect that a stable mixer operation can be ensured.
According to the invention of claim 2, in the high frequency mixer using the rat race circuit, even when the ambient temperature fluctuates, the high frequency mixer is maintained by maintaining the bias current constant by the first and fourth temperature variable resistors. This has the effect of suppressing fluctuations in conversion loss.

本発明の第1実施例に係る高周波ミキサの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the high frequency mixer which concerns on 1st Example of this invention. 第1実施例の高周波ミキサの局発信号電力に対する第1ダイオードの陽極−陰極間電圧の変化を示すグラフ図である。It is a graph which shows the change of the anode-cathode voltage of the 1st diode with respect to the local oscillation signal power of the high frequency mixer of 1st Example. 第1実施例の高周波ミキサの変換損失特性(局発信号電力に対する変換損失の変化)を示すグラフ図である。It is a graph which shows the conversion loss characteristic (change of the conversion loss with respect to local oscillation signal power) of the high frequency mixer of 1st Example. 第1実施例の高周波ミキサにおいて周囲温度が変動したときの変換損失特性を示すグラフ図である。It is a graph which shows the conversion loss characteristic when ambient temperature fluctuates in the high frequency mixer of 1st Example. 一般的なダイオードで周囲温度が変動したときの電流特性(順方向電圧に対する順方向電流の変化)を示すグラフ図である。It is a graph which shows the current characteristic (change of the forward current with respect to a forward voltage) when ambient temperature fluctuates with a general diode. 第2実施例に係る高周波ミキサの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the high frequency mixer which concerns on 2nd Example. 第2実施例の高周波ミキサにおいて周囲温度が変動したときの変換損失特性を示すグラフ図である。It is a graph which shows the conversion loss characteristic when ambient temperature fluctuates in the high frequency mixer of 2nd Example. 従来の高周波ミキサ(シングルバランスドミキサ)の構成及び位相関係を示す図である。It is a figure which shows the structure and phase relationship of the conventional high frequency mixer (single balanced mixer). 従来の高周波ミキサの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the conventional high frequency mixer. 従来の高周波ミキサの変換損失特性を示すグラフ図である。It is a graph which shows the conversion loss characteristic of the conventional high frequency mixer.

図1には、本発明の第1実施例に係る高周波ミキサ(シングルバランスドミキサ)の構成が示されており、この第1実施例では、ショットキーバリアダイオード(SBD)からなる第1ダイオード(Dx1)5及び第2ダイオード(Dx2)6、1.5λ線からなるラットレース線路7を有し、このラットレース線路7の第4ポートdに第1ダイオード5、第4ポートbに第2ダイオード6が接続される。また、ラットレース線路7の第1ポートaにLO端(局発信号入力端)8、第3ポートcにRF端(受信信号入力端)9が接続される。   FIG. 1 shows the configuration of a high-frequency mixer (single balanced mixer) according to a first embodiment of the present invention. In the first embodiment, a first diode (SBD) composed of a Schottky barrier diode (SBD) is shown. Dx1) 5 and a second diode (Dx2) 6, having a rat race line 7 composed of a 1.5λ line, the first diode 5 at the fourth port d of the rat race line 7 and the second diode at the fourth port b. 6 is connected. Further, the LO terminal (local signal input terminal) 8 is connected to the first port a of the rat race line 7, and the RF terminal (reception signal input terminal) 9 is connected to the third port c.

そして、第1ダイオード5及び第2ダイオード6へバイアス電圧(駆動電圧)Vopを与えるために、外部正電源1が設けられ、この外部正電源1と第1ダイオード5の陽極との間に、第1抵抗(抵抗値R)2が接続されると共に、第1ダイオード5の陽極と接地との間に、第2抵抗(抵抗値R)3が接続され、第2ダイオードの陰極と接地との間に、上記第1抵抗2と第2抵抗3を並列接続した抵抗成分[抵抗値R{=R・R/(R+R)}]と等しい第3抵抗4が接続される。なお、図1の括弧内で示されるように、第1抵抗2の抵抗値Rと等しい抵抗2eと、第2抵抗3の抵抗値Rと等しい抵抗3eを並列に接続してもよい。 An external positive power source 1 is provided to apply a bias voltage (drive voltage) Vop to the first diode 5 and the second diode 6, and the first positive electrode 1 is connected between the external positive power source 1 and the anode of the first diode 5. 1 resistor (resistance value R 1 ) 2 is connected, and a second resistor (resistance value R 2 ) 3 is connected between the anode of the first diode 5 and the ground, and the cathode of the second diode and the ground Is connected to a third resistor 4 equal to the resistance component [resistance value R 3 {= R 1 · R 2 / (R 1 + R 2 )}] in which the first resistor 2 and the second resistor 3 are connected in parallel. The Incidentally, as shown in parentheses in FIG. 1, it may be connected with equal resistances 2e and the resistance value R 1 of the first resistor 2, the resistance value R 2 is equal to the resistance 3e of the second resistor 3 in parallel.

また、第1実施例では、ラットレース線路7の第3ポートcと第4ポートdとの間の線路にIF出力端10が接続される。即ち、第1ダイオード5の陰極(ラットレース線路7)側が陽極側よりも電圧が高くなるので、ラットレース線路7側にIF出力端10を配置してIF信号を効率よく出力できるようにしている。   In the first embodiment, the IF output terminal 10 is connected to a line between the third port c and the fourth port d of the rat race line 7. That is, since the voltage on the cathode (rat race line 7) side of the first diode 5 is higher than that on the anode side, the IF output terminal 10 is arranged on the rat race line 7 side so that the IF signal can be output efficiently. .

第1実施例は以上の構成からなり、図1の高周波ミキサ回路では、外部正電源1からバイアス電圧Vopを印加することにより、第1ダイオード5及び第2ダイオード6に強制的にバイアス電流が与えられることで、第1ダイオード5及び第2ダイオード6は非線形領域にバイアスされ、局発信号電圧が不足したときでも、変換効率の低下を小さくすることができる。   The first embodiment is configured as described above. In the high-frequency mixer circuit shown in FIG. 1, a bias current is forcibly applied to the first diode 5 and the second diode 6 by applying a bias voltage Vop from the external positive power source 1. As a result, the first diode 5 and the second diode 6 are biased in the non-linear region, and even when the local oscillation signal voltage is insufficient, the reduction in conversion efficiency can be reduced.

図2には、局発信号電力に対する第1ダイオード5の陽極−陰極間電圧Vakの変化が示されており、従来の回路では、点線101のように、局発信号電力が不足するときには、陽極−陰極間電圧Vakが低くなる。これに対し、第1実施例では、外部正電源1と共に、第1抵抗2及び第2抵抗3を設けることで、実線102のように、局発信号電力が不足する場合でも、第1ダイオード5(及び第2ダイオード6)の陽極−陰極間電圧Vakが高く維持されることになり、これによって、変換効率が向上し、良好な振幅のIF信号(中間周波数信号)が得られる。   FIG. 2 shows the change of the anode-cathode voltage Vak of the first diode 5 with respect to the local signal power. In the conventional circuit, when the local signal power is insufficient as indicated by the dotted line 101, the anode -The cathode voltage Vak is lowered. On the other hand, in the first embodiment, by providing the first resistor 2 and the second resistor 3 together with the external positive power source 1, even when the local signal power is insufficient as shown by the solid line 102, the first diode 5 Thus, the anode-cathode voltage Vak of (and the second diode 6) is kept high, thereby improving the conversion efficiency and obtaining an IF signal (intermediate frequency signal) having a good amplitude.

また、この第1実施例においても、第1ダイオード5及び第2ダイオード6の周辺回路に容量成分(コンデンサ)がないため、IF信号は従来回路と同様にDC(直流)から動作する。更に、外部正電源1の入力インピーダンスは、低いため、IF信号に対してはインピーダンスが接地と等価となり、また第1ダイオード5と外部正電源1との間に第1抵抗2及び第2抵抗3を設けることに対応して、第2ダイオード6と接地との間にも、第1抵抗2及び第2抵抗3と同一の第3抵抗4(又は並列抵抗2e,3e)を設けたので、IF信号においては第1ダイオード5の陰極から陽極側を見たときのインピーダンスと、第2ダイオード6の陰極から陽極側を見たときのインピーダンスとは等しくなる。従って、インピーダンスのバランスが保たれることから、第1ダイオード5及び第2ダイオード6から発生するノイズがキャンセルされる高周波シングルバランスドミキサとして良好に動作する。   Also in this first embodiment, since the peripheral circuit of the first diode 5 and the second diode 6 has no capacitance component (capacitor), the IF signal operates from DC (direct current) as in the conventional circuit. Further, since the input impedance of the external positive power source 1 is low, the impedance is equivalent to the ground for the IF signal, and the first resistor 2 and the second resistor 3 are provided between the first diode 5 and the external positive power source 1. Since the third resistor 4 (or parallel resistors 2e and 3e) identical to the first resistor 2 and the second resistor 3 is also provided between the second diode 6 and the ground, IF In the signal, the impedance when the anode side is viewed from the cathode of the first diode 5 is equal to the impedance when the anode side is viewed from the cathode of the second diode 6. Accordingly, since the impedance balance is maintained, the high-frequency single balanced mixer operates satisfactorily in which noise generated from the first diode 5 and the second diode 6 is canceled.

図3には、第1実施例の変換損失特性が示されており、図3の特性201のように、局発信号電力が不足している範囲でも、図10の従来回路の特性501と比較すると、変換損失の悪化(損失値の低下)が少なく、局発信号電力の変動に対して依存性の小さい安定した特性が得られている。   FIG. 3 shows the conversion loss characteristic of the first embodiment. Compared with the characteristic 501 of the conventional circuit of FIG. 10, even in a range where the local signal power is insufficient, as in the characteristic 201 of FIG. Then, there is little deterioration of conversion loss (loss value reduction), and stable characteristics with little dependence on fluctuations in local signal power are obtained.

なお、局発信号電力が十分な場合に従来回路と比較して変換損失値の僅かな低下があるが、この低下は、IF信号電力が第2抵抗3及び第3抵抗4の抵抗分に僅かに吸収されることから生じる。しかし、局発信号電力の変動に対して変換損失値が大きく変化せず、安定した特性が得られる本発明の効果は、上記デメリットを上回ることになる。   When the local signal power is sufficient, there is a slight decrease in the conversion loss value compared to the conventional circuit. This decrease is due to the IF signal power being slightly smaller than the resistance of the second resistor 3 and the third resistor 4. Results from being absorbed into the body. However, the conversion loss value does not change greatly with respect to fluctuations in the local oscillation signal power, and the effect of the present invention that provides stable characteristics exceeds the above demerits.

ところで、このような第1実施例の構成において、周囲温度が大きく変動した場合、変換損失における局発信号電力の依存性が変化するという不都合があり、これを解消するために、次に説明する第2実施例の構成を採用することができる。   By the way, in such a configuration of the first embodiment, when the ambient temperature largely fluctuates, there is a disadvantage that the dependence of the local signal power on the conversion loss changes. The configuration of the second embodiment can be employed.

図4には、図1の構成において周囲温度が変動した場合の変換損失特性が示されており、常温(+25℃)での特性201に対し、例えば特性202に示されるように、周囲温度(T)が−50℃と低いときは、局発信号電力が不足しているときに変換損失(局発信号電力の依存性)が悪化し、局発信号電力が十分な場合には変換損失が向上する(変換損失の絶対値が低下する)。逆に、特性203に示されるように、周囲温度(T)が+85℃と高いときは、上記と逆の振る舞いをする。   FIG. 4 shows the conversion loss characteristic when the ambient temperature fluctuates in the configuration of FIG. 1. Compared to the characteristic 201 at normal temperature (+ 25 ° C.), the ambient temperature ( When T) is as low as −50 ° C., the conversion loss (dependence on the local signal power) deteriorates when the local signal power is insufficient, and the conversion loss occurs when the local signal power is sufficient. Improve (the absolute value of conversion loss decreases). On the contrary, as shown in the characteristic 203, when the ambient temperature (T) is as high as + 85 ° C., the behavior is opposite to the above.

上述のように周囲温度が変動するときで、局発信号電力が不足している場合の変換損失の振る舞いは、外部正電源1の電圧Vopが一定(第1ダイオード5の陽極端に加わる電圧が一定)であっても、第1ダイオード5及び第2ダイオード6のバイアス電流が低温では常温より低下し、高温では逆に上昇することが原因である。図5には、一般的なダイオードで周囲温度が変動したときの電流特性(順方向電圧Vfに対する順方向電流Ifの変化)が示されており、この図5の周囲温度が常温(+25℃)の特性301に対する低温時(−50℃)の特性302と高温時(+85℃)の特性303の振る舞いからも、上記高周波ミキサでの変換損失の振る舞いが理解される。一方、局発信号電力が十分な場合の上記の変換損失の振る舞いは、低温ではミキサ(SBD)の周波数変換効率が上昇し、逆に高温では周波数変換効率が低下することにある。   When the ambient temperature fluctuates as described above, the behavior of conversion loss when the local signal power is insufficient is that the voltage Vop of the external positive power supply 1 is constant (the voltage applied to the anode end of the first diode 5 is Even if it is constant, the bias current of the first diode 5 and the second diode 6 is lowered from the normal temperature at a low temperature and increased at a high temperature. FIG. 5 shows current characteristics (change in forward current If with respect to forward voltage Vf) when the ambient temperature varies with a general diode. The ambient temperature in FIG. 5 is normal temperature (+ 25 ° C.). The behavior of the conversion loss in the high-frequency mixer can also be understood from the behavior of the characteristic 302 at low temperature (−50 ° C.) and the characteristic 303 at high temperature (+ 85 ° C.) with respect to the characteristic 301 of FIG. On the other hand, the behavior of the above-described conversion loss when the local signal power is sufficient is that the frequency conversion efficiency of the mixer (SBD) increases at low temperatures, whereas the frequency conversion efficiency decreases at high temperatures.

図6には、第2実施例の構成が示されており、この第2実施例の基本的な構成は図1と同様で、第1ダイオード(Dx1)5の陽極に、この第1ダイオード5と第2ダイオード(Dx2)6へバイアス電圧(Vop)を与えるための外部正電源1が設けられる。そして、この外部正電源1と第1ダイオード5の陽極との間に、第1抵抗(抵抗値R)11が接続され、かつ第1ダイオード5の陽極と接地との間に、第1温度可変抵抗(抵抗値RT)12が接続され、また第2ダイオード6の陰極と接地との間に、第1抵抗11と等しい抵抗値Rを持つ第4抵抗13と第1温度可変抵抗12と等しい抵抗値RTを持つ第4温度可変抵抗14が並列に接続される。 FIG. 6 shows the configuration of the second embodiment. The basic configuration of the second embodiment is the same as that of FIG. 1, and the first diode 5 is connected to the anode of the first diode (Dx1) 5. And an external positive power source 1 for applying a bias voltage (Vop) to the second diode (Dx2) 6. A first resistor (resistance value R 1 ) 11 is connected between the external positive power source 1 and the anode of the first diode 5, and a first temperature is connected between the anode of the first diode 5 and the ground. A variable resistor (resistance value RT 1 ) 12 is connected, and a fourth resistor 13 having a resistance value R 1 equal to the first resistor 11 and the first temperature variable resistor 12 are connected between the cathode of the second diode 6 and the ground. A fourth temperature variable resistor 14 having a resistance value RT 1 equal to is connected in parallel.

このような第2実施例によれば、低温時には第1及び第4温度可変抵抗12,14の抵抗値RTが上昇するので、第1ダイオード(Dx1)5の陽極に加わる電圧は、常温時(+25℃)に比べて上昇し、逆に高温時には第1及び第4温度可変抵抗12,14の抵抗値RTが低下するので、常温時に比べて低下する。これにより、図5に示した一般的なダイオードの順方向電圧に対する順方向電流特性の各周囲温度での振る舞いからも理解されるように、周囲温度が変動した場合でも、第1ダイオード5と第2ダイオード6のバイアス電流が一定に保たれ、局発信号電力が不足している場合の変換損失の悪化が改善される。 According to the second embodiment, since the resistance value RT 1 of the first and fourth temperature variable resistor 12 and 14 at a low temperature is increased, the voltage applied to the anode of the first diode (Dx1) 5 is normal temperature (+ 25 ° C.) increases as compared with, since at high temperatures the reverse is the resistance value RT 1 of the first and fourth temperature variable resistor 12 decreases, decreases as compared to the normal temperature. Thus, as can be understood from the behavior of the forward current characteristic with respect to the forward voltage of the general diode shown in FIG. 5 at each ambient temperature, even when the ambient temperature fluctuates, the first diode 5 and the first diode 5 The bias current of the two diodes 6 is kept constant, and the deterioration of conversion loss when the local signal power is insufficient is improved.

また、第2実施例の高周波ミキサでは、IF信号が第1実施例と同様に、第1ダイオード5の陽極と接地間の抵抗分及び第2ダイオードの陰極と接地間の抵抗分に微量に吸収され、その抵抗成分が増加すると変換損失値は上昇し、逆に抵抗成分が減少すると変換損失値は減少する。この減少に対して、第2実施例では、低温時には第1及び第4温度可変抵抗12,14が上昇するため変換損失値(変換効率)は低下し、高温時には逆に変換損失値が上昇する。従って、局発信号電力が十分な場合の周囲温度変動時の変換損失の振る舞い、即ち低温時で変換損失値が上昇し、高温時では変換損失値が低下するという現象(図4)が修正される。   In the high frequency mixer of the second embodiment, the IF signal is absorbed in a minute amount by the resistance between the anode of the first diode 5 and the ground and the resistance between the cathode of the second diode and the ground, as in the first embodiment. When the resistance component increases, the conversion loss value increases. Conversely, when the resistance component decreases, the conversion loss value decreases. In contrast to this decrease, in the second embodiment, the first and fourth temperature variable resistors 12 and 14 increase at low temperatures, so that the conversion loss value (conversion efficiency) decreases, and conversely the conversion loss value increases at high temperatures. . Therefore, the behavior of the conversion loss when the local signal power is sufficient when the ambient temperature fluctuates, that is, the phenomenon that the conversion loss value increases at a low temperature and the conversion loss value decreases at a high temperature (FIG. 4) is corrected. The

図7には、第2実施例の変換損失特性が示されており、図7の401(常温時:+25℃),402(低温時:−50℃),403(高温時:+85℃)の特性のように、局発信号電力が変動し、周囲温度が変わった場合でも、変換損失の低下・変動が少なく、図4と比較しても安定した特性が得られている。   FIG. 7 shows the conversion loss characteristics of the second embodiment, which are 401 (normal temperature: + 25 ° C.), 402 (low temperature: −50 ° C.), and 403 (high temperature: + 85 ° C.) of FIG. As in the characteristics, even when the local signal power fluctuates and the ambient temperature changes, the conversion loss decreases and fluctuates little, and a stable characteristic is obtained even when compared with FIG.

なお、上記各実施例では、バランとして180°のラットレース線路7を用いたが、90°の3dBブランチラインカプラ等を使用しても、同様の効果を得ることができる。   In each of the above embodiments, the 180 ° rat race track 7 is used as the balun, but the same effect can be obtained even if a 90 ° 3 dB branch line coupler or the like is used.

1…外部正電源、 2,11…第1抵抗(R)、
2e,3e…並列抵抗、 3…第2抵抗(R)、
4…第3抵抗(R)、 5…第1ダイオード、
6…第2ダイオード、 7…ラットレース線路、
8…LO(局発信号)端、 9…RF(受信信号)端、
10…IF(中間周波数信号)出力端、 12…第1温度可変抵抗(RT)、
13…第4抵抗(R)、 14…第4温度可変抵抗(RT)。
1 ... external positive power supply, 2,11 ... first resistor (R 1),
2e, 3e ... parallel resistor, 3 ... second resistor (R 2),
4 ... the third resistor (R 3), 5 ... first diode,
6 ... 2nd diode, 7 ... Rat race track,
8 ... LO (local signal) end, 9 ... RF (received signal) end,
10 ... IF (intermediate frequency signal) output terminal, 12 ... first temperature variable resistor (RT 1 ),
13 ... fourth resistor (R 1), 14 ... fourth temperature variable resistor (RT 1).

Claims (2)

受信信号入力端、局発信号入力端、第1ダイオードの陰極及び第2ダイオードの陽極がそれぞれ異なるポートに接続されたラットレース回路を有し、上記受信信号入力端が接続されたポートと上記第1ダイオードが接続されたポートとの間に、中間周波数信号出力端が接続される高周波ミキサにおいて、
上記第1ダイオード及び第2ダイオードへバイアス電圧を与える外部正電源と、
この外部正電源と上記第1ダイオードの陽極との間に接続された第1抵抗と、
上記第1ダイオードの陽極と接地との間に接続された第2抵抗と、
上記第2ダイオードの陰極と接地との間に接続され、上記第1抵抗と上記第2抵抗を並列接続した場合と同一の並列抵抗又は上記第1抵抗と上記第2抵抗を並列接続した抵抗成分と等しい第3抵抗と、を設けたことを特徴とする高周波ミキサ。
Received signal input terminal, the local oscillator signal input has a rat race circuit anode of the cathode and the second diode are connected to different ports of the first diode, port and the first of the received signal input connected In a high frequency mixer in which an intermediate frequency signal output terminal is connected between a port to which one diode is connected ,
An external positive power supply for providing a bias voltage to the first diode and the second diode;
A first resistor connected between the external positive power source and the anode of the first diode;
A second resistor connected between the anode of the first diode and ground;
A resistance component connected between the cathode of the second diode and the ground, and the same parallel resistance as when the first resistance and the second resistance are connected in parallel or the first resistance and the second resistance connected in parallel And a third resistor equal to the high-frequency mixer.
受信信号入力端、局発信号入力端、第1ダイオードの陰極及び第2ダイオードの陽極がそれぞれ異なるポートに接続されたラットレース回路を有し、上記受信信号入力端が接続されたポートと上記第1ダイオードが接続されたポートとの間に、中間周波数信号出力端が接続される高周波ミキサにおいて、
上記第1ダイオード及び第2ダイオードへバイアス電圧を与える外部正電源と、
この外部正電源と上記第1ダイオードの陽極との間に接続された第1抵抗と、
上記第1ダイオードの陽極と接地との間に接続された第1温度可変抵抗と、
上記第2ダイオードの陰極と接地との間に接続され、上記第1抵抗の値と等しい第4抵抗と、
この上記第4抵抗と並列に接続され、上記第1温度可変抵抗の値と等しい第4温度可変抵抗と、を設けたことを特徴とする高周波ミキサ。
Received signal input terminal, the local oscillator signal input has a rat race circuit anode of the cathode and the second diode are connected to different ports of the first diode, port and the first of the received signal input connected In a high frequency mixer in which an intermediate frequency signal output terminal is connected between a port to which one diode is connected ,
An external positive power supply for providing a bias voltage to the first diode and the second diode;
A first resistor connected between the external positive power source and the anode of the first diode;
A first temperature variable resistor connected between the anode of the first diode and ground;
A fourth resistor connected between the cathode of the second diode and ground and having a value equal to the value of the first resistor;
A high frequency mixer comprising: a fourth temperature variable resistor connected in parallel with the fourth resistor and having a value equal to the value of the first temperature variable resistor.
JP2009067665A 2009-03-19 2009-03-19 High frequency mixer Active JP5116714B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009067665A JP5116714B2 (en) 2009-03-19 2009-03-19 High frequency mixer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009067665A JP5116714B2 (en) 2009-03-19 2009-03-19 High frequency mixer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010220171A JP2010220171A (en) 2010-09-30
JP5116714B2 true JP5116714B2 (en) 2013-01-09

Family

ID=42978470

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009067665A Active JP5116714B2 (en) 2009-03-19 2009-03-19 High frequency mixer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5116714B2 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6113806A (en) * 1984-06-29 1986-01-22 Fujitsu Ltd Bias circuit of frequency converter
JPS6336604A (en) * 1986-07-31 1988-02-17 Nec Corp Frequency converter
JPH01202905A (en) * 1988-02-09 1989-08-15 Nec Corp Mixer circuit
US7095989B2 (en) * 2001-08-28 2006-08-22 Agilent Technologies, Inc. Frequency translating devices and frequency translating measurement systems with DC bias added to a mixer diode

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010220171A (en) 2010-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7899426B2 (en) Degenerated passive mixer in saw-less receiver
US6654595B1 (en) Radio system including mixer device and switching circuit and method having switching signal feedback control for enhanced dynamic range and performance
EP1560326A1 (en) Mixer circuit for direct conversion transceiver with improved second intermodulation product
EP1912328A1 (en) Highly efficient amplifier
JP5225544B2 (en) Limiter circuit
US20060040637A1 (en) Diode mixer
JP4708298B2 (en) Transceiver circuit
JP2011512741A (en) Mixer circuit
JP5116714B2 (en) High frequency mixer
US20070241815A1 (en) Linearizer
US7509112B2 (en) Wideband image rejection mixer
Bera et al. Diode-based predistortion lineariser for power amplifiers
JP2007312003A (en) Attenuator
US8190117B2 (en) Mixer circuit and radio communication device using the same
EP3780390B1 (en) Distributed amplifier
JP5430498B2 (en) Diode mixer circuit
Porranzl et al. A new active quasi-circulator structure with high isolation for 77-GHz automotive FMCW radar systems in SiGe technology
CN106130486B (en) W-band and terahertz-frequency low-end frequency multiplier
JP2019134404A5 (en)
CN110945781A (en) Single balanced voltage mode passive mixer with symmetric sideband gain
US6400936B1 (en) Low-noise lossless feedback double-balanced active mixers
Bose et al. Design of a wideband down-conversion mixer in X-band
JP4412458B2 (en) Mixer circuit
JP4654943B2 (en) Even harmonic mixer
US20130070868A1 (en) Low-Loss, Broad Band, LC I/Q Phase Shifter

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120106

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120508

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120626

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120904

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120913

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121002

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121016

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5116714

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151026

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250