JPH03239003A - ミキサー回路 - Google Patents

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、衛星通信装置や衛星放送受信装置など、マイ
クロ波無線機器の周波数変換器として利用するミキサー
回路に関するものである。

従来の技術 従来、この種のミキサー回路は第３図に示すような回路
で構成されていた。同図に訃いて、１ムはＬｏ信号用バ
ラン、３ムはＲＦ信号用バラン、２ムはひとつのパッケ
ージ内にＤ１＋　Ｄｌ　＋　Ｄ５　＋　Ｄ４のダイオー
ドが収納されたクワッドダイオードである。このような
回路構成の□キサーはダブルバランスミキサーと呼ばれ
ている。まず、本回路の動作原理を簡単に説明する。Ｒ
Ｆ信号用バラン３ムの１次巻線側に印加されたＲＦ倍信
号、２次巻線側で平衡モードに変換され、信号の極性に
よってダイオードＤ１とＤ４のペアまたはＤｌとＤ３の
ペアに入力される。一方、Ｌｏ信号用バラン１の１次巻
線側に印加されたＬｏ倍信号、２次巻線側で平衡モード
に変換され、信号の極性によってダイオードＤ５とＤ４
のペア筐たはＤｌとＤｌのペアに入力される。このとき
Ｌｏ倍信号、各ダイオードペアをスイッチングさせるだ
けの電圧レベルに設定されてお９、これによってＲＦ倍
信号０Ｎ−ＯＦＦさせる。このとき、ダイオードの電圧
−電流特性の非線形性のため、Ｌｏ倍信号ＲＦ倍信号掛
算動作が起こりＬｏ信号周波数とＲＦ信号周波数の和差
成分が得られる。通常のミキサー回路では、ＩＦポート
にローバスフィルりを設けて、和差成分のうち差成分を
取り出す。以上のようにしてこの種のミキサー回路では
、ＲＦ倍信号らＩＦ信号への周波数変換を行うことが可
能となる。

ところで、従来の技術では、Ｌｏ信号用バラン１とＲＦ
信号用バラン３ば、フェライトコアにコイルを巻きつけ
て構成したものを利用しており、ＬＯ倍信号ＲＦ倍信号
周波数がＩＧＨｚａ度の場合にこのようなバランを用い
るのが一般的である。

発明が解決しようとする課題 ところが、Ｌｏ倍信号ＲＦ倍信号周波数が１ＧＨ２程度
よりも高くなると、バランの寄生インピーダンスの影響
が大きくなり、損失や位相バランス等バランとしての特
性が劣化し、バランスミキサー回路に使用することが困
難となる。したがって−般に数ＧＨｚから数十ＧＨｚの
信号周波数帯では、ラクトレース回路やブランチライン
回路等のマイクロストリップパターンで構成したバラン
を用いている。これらのマイクロストリップパターンに
よるバランを利用したシングルバランスミキサーはこれ
１で数多く報告されている。また、ダブルバランスミキ
サーに関しては、２つの誘電体層と３つの導体層から成
る多層基板の円外側の導体層にそれぞれラフトレース回
路を設け、さらに１パツケージ内に４つのダイオードが
リング状に配置されたクワッドダイオードを一方のラッ
トレース回路のリング内に実装して構成されたものが報
告されている。この構成のグプルバランスミキサーは、
変換損失特性やアイソレーション特性などのマイクロ波
特性に優れると同時に小型化が実現できる有効な手段で
ある。しかし、コスト面に釦いては、多層基板を使用す
るため、単層基板に比べて高価になると同時に、パター
ンが表裏の２面に形成されているため、ダイオードの特
性バラツキや実装バラツキを補正するためのパターン調
整が行い難いという課題があった。本発明は、これらの
課題を解決し、より安価でパターン調整が行い易いミキ
サー回路を提供するものである。

課題を解決するための手段 本発明による上記課題を解決するための手段は、次のと
おりである。すなわち、ＲＦ信号周波数を中心周波数と
する第１のラットレース回路と、ＬＯ信号周波数を中心
周波数とする第２のうｙ）レース回路と、１つのパッケ
ージ内に４つのダイオードがリングクロス状に配置され
たクワッドダイオードを具備し、第１のラットレース回
路と第２のラットレースを回路基板の同一面上に形成し
、両うク）レース回路の同相ポートと逆相ポートをマイ
クロストリップ線路によりてクワッドダイオドの各電極
に接続して構成するというものである。

作用 本発明による作用は、次のと訃りである。すなわち、本
発明では、バランとしてマイクロストリップパターンで
構成されたラットレース回路を用いているため、数ＧＨ
ｚ以上のマイクロ波帯に釦いても十分に動作できる。筐
た２つのラットレース回路は、回路基板の同一面上シこ
形成され、ダイオードも同一面に実装されるため、パタ
ーン調整箇所は片面だけとなう、調整が行い易くなる。

ここで重要なポイントは、ダイオードとしてリングクロ
ス状に配置されたクワッドダイオードを用いていること
である。通常、マイクロ波帯で利用するダブルバランス
ミキサー用のダイオードは、リング状に配置されている
。もし、このリング状に配置されたクワッドダイオード
を本発明に用いるとすると、ラットレース回路の出力ポ
ートとダイオードを接続するマイクロストリップ線路が
交差することになる。そこで、本発明では、半導体チッ
プ上で交差しているリングクロス状配置のクワッドダイ
オードを利用することにより、マイクロストリップ線路
の交差を無くしている。ただし、このリングクロス状配
置のダイオードは、リング状配置のものに比べて、周波
数が数十Ｇ）−１Ｚになると、アイソレーション特性が
劣化する傾向がある。この意味から、本発明のミキサー
回路は、数Ｇ１−１Ｚ帯以下での使用が条件となる。こ
の使用条件の下で、形状に関しては、多層基板を利用し
たダブ〜バランスミキサーより大きくなるが、安価で調
整の行い易いミキサー回路が実現できることになる。

実施例 本発明によるミキサー回路の実施例を第１図に示す。本
図において、１はＬＯ信号周波数を中心周波数としたラ
フトレース回路であり、ＣポートにＬＯ信号が入力され
ている。この入力信号ばｂポートとＣポートに現われる
が、このとき、ｂポートとＣポートの信号の位相差は１
８ｏ０となる。

これと同様に、ＲＦ信号周波数を中心周波数としたラフ
トレース回路２のＸポートに入力されたＲＦ倍信号、ｙ
ポートと２ポートに位相差１８００で現われる。したが
って、この２つのラットレース回路１．２は、従来のフ
ェライトにコイルを巻いて構成したバランスと同等な働
きをする。これら２つのラットレース回路１．２は、回
路基板４の同一面上に形成されている。同図に釦いて、
３はクワッドダイオードであり、１つのバクケージ内に
４つのダイオードがリングクロス状に配置されている。

第２図に、このクワッドダイオード３の内部回路とパッ
ケージ外観を示す。第２図ａば４つのダイオードの内部
接続の様子を表わしており、ダイオードＤ１→ダイオー
ドＤ２→ダイオードＤ５→ダイオードＤ４という具合に
、４つのダイオードＤ１〜Ｄ４がそれぞれ順方向にリン
グを形成して釦り、しかもダイオードＤ２とダイオード
Ｄ４がクロスする様に配置しである。また、各々のダイ
オードＤ１〜Ｄ４の接続点から外部接続用の電極リード
Ｏ１電極リードＰ、電極リードＱ、電極り一ドＲが引き
出されている。第２図すは、このクワッドダイオード３
のパッケージ外観を表わしてち・す、同図ａの４つのダ
イオードＤ１〜Ｄ４がこのパッケージ内に収められてい
る。第２図すのように、このパッケージから外部接続用
の電極リードＯ２電極リードＰ、電極リードＱ、電極リ
ードＲがＸ字形に引き出されている。ここで再び、第１
図に戻って説明する。同図にふ−いて、クワッドダイオ
ード３は、ラブトレース回路１とラットレース回路２の
中間点付近に実装されてかり、ラフトレース回路１のポ
ートｂとダイオード３の電極リードＯ，ラフトレース回
路１のポートＣとダイオード３の電極リードＰはそれぞ
れマイクロストリップ線路６及び７によって接続されて
いる。同じく、ラットレース回路２のポートｙとダイオ
ード３の電極リードＲ，ラットレース回路２のポート２
とダイオード３の電極リードＱもそれぞれマイクロスト
リップ線路８および９によって接続されている。なふ・
、ラットレース回路１のｄポートは、Ｌｏ信号周波数の
中心周波数に釦いて４分の１波長の線路長をもつマイク
ロストリップ線路を経由して接地してあり、またラット
レース回路２のＷホードから、ＩＦ倍信号り出し用のマ
イクロストリップ線路が引き出されている。ここで、こ
のｒｙ信号取り出し用のマイクロストリップ線路とう７
）レース回路２が交差する部分が発生するが、交差点に
おけるＩＦ倍信号り出し用のマイクロストリップ線路に
ジャンパー線５を設けている。これは、ＩＦ信号周波数
は、ＲＦ信号周波数に比べて低いために、ラットレース
回路２にジャンパー線５を設けるよりもジャンパー線の
影響による特性劣化が少ないからである。

以上の構成によって、単層回路基板の同一面上にミキサ
ー回路の全てを形成し、しかも、高周波部（Ｌｏ信号部
とＲＦ信号部）の配線の交差部を無くしたダブルバラン
スミキサー回路ができあがる。

発明の効果 以上の実施例で示したように、本発明によるミキサー回
路では、バランとしてマイクロストリップパターンによ
るラットレース回路を用いているために、従来のフェラ
イトコアにコイルを巻いて構成したバランを除去するこ
とが出来るため、部品点数を削減するとともにマイクロ
波帯での使用が可能となる。また、単層回路基板の同一
面上にミキサー回路を構成する全ての要素が形成されて
いるために、基板コストの低減とパターン調整が容易に
行えるという効果が得られ、量産上のメリットは非常に
高いと言える。さらに、ＲＦ信号周波数とＬｏ信号周波
数の種々の組み合わせに対しても、それぞれの信号周波
数を中心周波数とじたラットレース回路をそれぞれ独立
に設計すればミキサー回路が得られるために、短期間で
容易にミキサー回路の設計が行えるという効果も得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による□キサー回路の一実施例を示す回
路図、第２図ａ、ｂは本発明で使用するリングクロス状
配置のクワブトダイオードの内部回路図とパッケージ外
観を示す平面図である。第３図は従来の技術によるミキ
サー回路の回路図である。 １　・・・・ＬＯ信号用ラットレース回路、２・・・・
・ＲＦ信号用ラうトレース回路、３・・・・・・クワッ
ドダイオード、４・・・・・単層回路基板、５・・・・
・ジャンパー線、６．７．８．９・・・・・・マイクロ
ストリップ線路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＲＦ信号周波数を中心周波数とする第１のラットレース
   回路と、Ｌｏ信号周波数を中心周波数とする第２のラッ
   トレース回路と、１つのパッケージ内に４つのダイオー
   ドがリングクロス状に配置されたクワッドダイオードと
   を具備し、第１のラットレース回路と第２のラットレー
   ス回路を回路基板の同一面上に形成し、両ラットレース
   回路の同相ポートと逆相ポートがマイクロストリップ線
   路によって前記クワッドダイオードの各電極に接続され
   ていることを特徴とするミキサー回路。