JPH01101011A

JPH01101011A - 周波数変換回路

Info

Publication number: JPH01101011A
Application number: JP25731587A
Authority: JP
Inventors: Masaki Noda; 正樹野田; Takao Shinkawa; 新川　敬郎
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-10-14
Filing date: 1987-10-14
Publication date: 1989-04-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、電界効果形トランジスタを用いた周波数変換
回路に関するものであり、特に衛星放送受信アンテナ等
で受信されるマイクロ波帯の高周波信号としての１２Ｇ
）（ｚ帯の信号を中間周波信号としての１ＧＨｚ帯の信
号に周波数変換する際等に好適に用い得る周波数変換回
路に関するものである。

〔従来の技術〕

一般にかかる周波数変換回路は、局部発振回路とミクサ
回路から成り、ミクサ回路において、入力される高周波
信号を局部発振回路からの発振出力と混合することによ
り周波数変換して中間周波信号として出力するものであ
る。所で半導体技術の進歩によるＧ、Ａ、電界効果トラ
ンジスタ（以下、単にＦＥＴと略称することがある）の
高性能化に伴い、マイクロ波帯においても、シゴットキ
ーバリアダイオード（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ　ｂａｒｒｉｅ
ｒ　ｄｉｏｄｅ）等の代わりに変換利得の得られるＦＥ
Ｔを用いたミクサ回路の実現が可能となった。従来のマ
イクロ波帯で用いるＦＥＴミクサ回路について記載した
文献としては、特開昭５８−１４１０１１号公報等を挙
げることができる。

（発明が解決しようとする問題点〕従来の技術では、ミクサへの局部発振電力の注入効率の
点について配慮がされておらず、この注入効率が低かっ
たため、局部発振器に比較的大きな出力をもつものが必
要であったり、局部発振器とミクサの間に局部発振信号
の増幅回路を設けることが必要になり、回路全体が大型
化するなどの問題点があった。

本発明の目的は、上記問題点を解決し、局部発振信号の
増幅回路を必要としない、小形で小さな局部発振電力で
動作する周波数変換回路を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、第１のＦＥＴのゲートに誘電体共振器によ
る共振回路を形成し、ソースを発振出力端子とすると共
に、ドレインを接地して成るドレイン接地形の発振器と
、第２のＦＥＴのゲートを高周波信号入力端子、ソース
を局部発振信号入力端子、ドレインを中間周波出力端子
として成るミクサを用意し、前記発振器の発振出力端子
としてのソースと前記ミクサの局部発振信号入力端子と
してのソースとを接続し、これらソースの接続点をバイ
アス回路を介して接地することにより達成される。

なおバイアス回路のほかに容量性回路を設け、また容量
性回路を先端開放の高周波信号の略４分の１波長に相当
する長さの伝送線路で構成することにより更に動作の安
定したものが得られる。

〔作用〕

本発明による周波数変換回路は、発振器用ＦＥＴとミク
サ用ＦＥＴのソース同士が接続されていることがら差動
回路として動作する。それによって、発振器で発生した
局部発振信号は電流駆動によりミクサ用ＦＥＴのソース
電流を励振させ、効率よくミクサに注入される。また、
ソースの接続点に容量性回路を設けた場合には、この容
量性回路は、特開昭５７−２６９０２号公報および電子
通信学会論文誌（Ｂ）Ｊ６９−Ｂ、Ｎα１１．１９８６
、ＰＰ１４１５−１４２１において論じられているよう
に、ドレイン接地ＦＥＴ発振器においてその発振周波数
の安定化を図るのに役立つ。この容量性回路を先端開放
の高周波信号の略４分の１波長に相当する長さの伝送線
路で構成すると、高周波信号周波数においては短絡回路
として動作し、ミクサ用ＦＥＴのゲートに対してソース
が短絡されることから高周波信号の印加が効率よく行な
われる。また、局部発振周波数に対しては、−般に高周
波信号周波数より低い周波数が選ばれることから、前記
伝送線路は容量として動作し、前掲の文献に記載されて
いるように局部発振周波数の安定化が図られる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第１図は本発明の一実施例を示す回路図である。

同図において、１および２はそれぞれＦＥＴ、３および
４はそれぞれ局部発振周波数において略４分の１波長の
長さ寸法をもつマイクロストリップ線路（以下、単に線
路と略称する）で３は先端開放のもの、５はゲート線路
、６は誘電体共振器、７は終端抵抗、８はセルフバイア
ス抵抗、９は高周波信号の略４分の１波長の長さ寸法を
もつ先端短絡の線路、１０はローパスフィルタ、１１は
チョークコイル、１２はコンデンサ、ｌＯＯは高周波信
号入力端子、１０１は中間周波信号出力端子、１０２お
よび１０３はＦＥＴＩおよび２のドレイン電源端子であ
る。

ＦＥＴＩが中心となって発振器Ｏ３Ｃを構成している。

すなわちＦＥＴＩのドレイン端子りは短絡スタブとなる
線路３で高周波的に短絡され、ドレインバイアスが、コ
ンデンサ１２で終端した線路４からなる開放スタブを介
して、ドレイン電源端子１０２から印加された形のソー
ス出力、ドレイン接地形のＦＥＴ回路とし、さらに、ゲ
ート端子Ｇに接続したゲート線路５を終端抵抗７で終端
した上で、そのゲート線路５に誘電体共振器６を結合さ
せて共振回路とすることにより、ソースとゲート間の内
部容量を帰還容量とする発振器Ｏ３Ｃが構成されている
。

−ＦＥＴ２が中心となってミクサＭＩＸを構成している
。すなわちＦＥＴ２のゲート端子Ｇは先端を接地した線
路９からなる開放スタブが接続され直流的にはゲートＧ
の直流帰還回路を形成し、高−周波的には浮かして高周
波信号が端子１００から入力され、ドレイン端子りはロ
ーパスフィルタ１０が接続され中間周波信号が出力端子
１０１から出力され、ドレインバイアスはチョークコイ
ル１１とコンデンサ１２からなるローパスフィルタを介
してドレイン電源端子１０３から印加され、ソース端子
Ｓは前記ＦＥＴＩのソース端子Ｓと接続され、その接続
点からＦＥＴ２へ局部発振信号が入力される構成である
。

また、ＥＦＴＩのソースとＦＥＴ２のソースの接続され
た点はセルフバイアス抵抗８を介して接地され、それに
よりセルフバイアスが掛けられる。

発振器用ＦＥＴＩとミクサ用ＦＥＴ２のソース同士が接
続されていることから本回路は差動回路として動作し、
発振器Ｏ３Ｃで発生した局部発振信号は電流駆動により
ミクサ用ＦＥＴ２のソース電流を励振させ、発振器Ｏ３
Ｃの出力側とミクサＭＩＸの局発入力側が共にソース端
子Ｓであることから、局部発振信号はミクサＭＩＸへ効
率よく注入される。

また、ＦＥＴＩのソース端子ＳにはＦＥＴ２のソース端
子入力による入力容量が接続されることから、前掲の電
子通信学会論文誌（Ｂ）Ｊ６９−Ｂ、　Ｎα１１．１９
８６、ＰＰ１４１５−１５２１において論じられている
ように、ＦＥＴＩのソース容量の変化による発振動作点
の変動が小さくなり、温度変化や電源電圧変動による発
振周波数の変動を少なくし安定化を図り得る効果がある
。

第２図は本発明の別の実施例を示す回路図である。同図
において、第１図におけるのと同じ要素には同じ符号を
付しである。本実施例は、ＦＥＴ１のソースとＦＥＴ２
のソースとの接続点に高周波信号周波数において略４分
の１波長の長さ寸法をもつ先端開放の線路１３を接続し
ている点で第１図の実施例とは相違している。

この両ソース端子の接続点に接続された先端開放の線路
１３は、端子１００から入力される高周波信号周波数に
おける略４分の１波長の長さ寸法をもつものであること
から、高周波信号に対して短絡インピーダンスとなり、
ソース側に現われる高周波信号を抑圧してミクサの変換
効率を高め、かつ発振器用ＦＥＴＩのソース電流の高周
波信号による変動を小さくして安定化を図るという効果
と、高周波信号の周波数より低い局部発振周波数に対し
ては容量性インピーダンスとして動作することから前掲
の文献で論じられているように、ＦＥＴＩのソース容量
の変化による発振動作点の変動が少なくなり、温度変化
や電源電圧変動による周波数変動を少なくして安定化を
図るという効果がある。

第３図は本発明の更に別の実施例を示す回路図である。

同図において、前の実施例と同じ要素には同じ符号を付
しである。本実施例はＦＥＴ１のソース端子とＦＥＴ２
のソース端子との接続点とＦＥＴ２のソース端子間に抵
抗１４を接続した構成である。ＦＥＴ２のゲート端子に
入力端子１００から入力される間開波信号が比較的太き
（、ＦＥＴＩのソース端子側に現われる高周波信号が先
端開放の線路１３により十分抑圧されない場合において
、セルフバイアス抵抗８と抵抗１４との分圧によりその
高周波信号を減衰させ、高周波信号によるＦＥＴＩのソ
ース電流の変動を小さ（するという効果がある。

第４図は本発明のなお更に別の実施例を示す回路である
。同図において前の実施例と同じ要素には同じ符号を付
しである。本実施例はＦＥＴＩのソース端子とＦＥＴ２
のソース端子との接続点に局部発振周波数における略４
分の１波長の長さ寸法の線路１５を接続し、線路１５の
先端をセルフバイアス抵抗８とコンデンサ１６で接地し
た構成である。直流的には、前の実施例と同様にセルフ
バイアス抵抗８によりセルフバイアスが掛けられるが、
高周波的には、線路１５の先端がコンデンサ１６で短絡
されることから、線路１５は局部発振周波数において開
放スタブとして動作し、ＦＥＴ１のソース端子とＦＥＴ
２のソース端子はこの周波数で浮いた状態になる。した
がって、ＦＥＴ１のソース端子出力の局部発振信号はセ
ルフバイアス抵抗８による減衰等の影響を受けることな
くＦＥＴ２のソース端子に注入される。

なお、線路１５、コンデンサ１６、セルフバイアス抵抗
８による本バイアス回路を、前述の各実施例に適用して
も、同様な効果が得られることは明らかである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、発振器用ＦＥＴとミクサ用ＦＢＴのソ
ース同士が接続されているため全体が差動回路として動
作し、発振器で発生した局部発振信号はミクサ用ＦＥＴ
を効率よく電流駆動し、安定したミクサ動作が得られる
。また、ソース同士の接続点に設けた容量性回路は、発
振器の局部発振周波数を安定化し、この容量性回路を先
端開放の高周波信号の略４分の１波長に相当する長さ寸
法の伝送回路で構成すると、高周波信号周波数において
はミクサ用ＦＥＴのソースが短絡され、ゲートからの高
周波信号が効率よく入力でき、また局部発振周波数に対
しては容量として動作するため、前述の発振周波数安定
化の効果がある。

また高周波信号を効率良（入力できることから、局部発
振信号の増幅回路は不要となり、小形化を図り得るとい
う利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図はそれぞれ本発明の一実施例としての
周波数変換回路を示す回路図、である。符号の説明１．２・・・ＦＥＴ、３．４．１５・・・局部発振周波
数において略１／４波長の長さ寸法をもつ線路、５・・
・ゲート線路、６・・・誘電体共振器、７・・・終端抵
抗、８・・・セルフバイアス抵抗、９．１３・・・高周
波信号周波数において略１／４波長の長さ寸法をもつ線
路、１０・・・ローパスフィルタ、１１・・・チョーク
コイル、１２・・・コンデンサ、１４・・・抵抗、１０
０・・・高周波信号入力端子、１０１・・・中間周波信
号出力端子、１０２．１０３・・・ドレイン電源端子代
理人　弁理士　並　木　昭　夫填　ｔ　図萼　２　図第３１２５冥　４！！！

Claims

【特許請求の範囲】１、第１の電界効果形トランジスタのゲート側に誘電体
共振器による共振回路を形成すると共にそのドレインを
接地してなるドレイン接地形の発振回路と、第２の電界
効果形トランジスタのゲート側を高周波信号入力端子と
しドレイン側を中間周波出力端子としてなるミクサ回路
とを用意し、前記第１の電界効果形トランジスタのソー
スと第２の電界効果形トランジスタのソースとを接続す
ると共に、そのソース同士接続点をバイアス回路を介し
て接地して成り、前記ミクサ回路では、第２の電界効果
形トランジスタのソース側から入力された前記発振回路
の発振出力とゲート側から入力された高周波信号とを混
合してドレイン側より中間周波信号として出力すること
を特徴とする周波数変換回路。２、特許請求の範囲第１項記載の周波数変換回路におい
て、前記ソース同士接続点に前記バイアス回路と並列に
容量性回路を接続し、前記第１の電界効果形トランジス
タの発振周波数の安定度増加を図ったことを特徴とする
周波数変換回路。３、特許請求の範囲第２項記載の周波数変換回路におい
て、前記ソース同士接続点に接続された容量性回路が、
先端開放の高周波信号の略４分の１の波長に相当する長
さ寸法の伝送線路から成ることを特徴とする周波数変換
回路。４、特許請求の範囲第１項乃至第３項のうちの任意の一
つに記載の周波数変換回路において、前記バイアス回路
が、前記第１の電界効果形トランジスタの発振周波数に
対して開放インピーダンスを有する、例えば先端が直接
接地或いは並列接続の抵抗とコンデンサを介して接地さ
れた、前記発振周波数における略４分の１の波長に相当
する長さ寸法の伝送線路から成ることを特徴とする周波
数変換回路。５、特許請求の範囲第１項乃至第３項のうちの任意の一
つに記載の周波数変換回路において、前記バイアス回路
が抵抗から成ることを特徴とする周波数変換回路。６、特許請求の範囲第１項乃至第５項のうちの任意の一
つに記載の周波数変換回路において、前記バイアス回路
と第２の電界効果形トランジスタのソース端子との間に
抵抗を接続したことを特徴とする周波数変換回路。