JPH0336091Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、例えば出力共振回路の構成を改良し
たマイクロ波逓倍器に関する。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

一般に、逓倍器の出力共振回路は第２図ａに示
すような構成となつている。即ち、入力信号は入
力端子１１より入力され、入力整合回路１２によ
り反射することなく、ダイオード１３に導かれ、
このダイオード１３の非線形特性のため、多数の
高調波が発生する。ここで、所望の出力周波数を
効率よく負荷１６に供給するため、インダクタン
ス１４と直列容量１５とで構成される共振器によ
り高調波の中から出力周波数を共振させ取り出
す。この動作原理を第２図ｂにより説明する。ダ
イオードは入力信号が印加された状態では、ほぼ
シヨートをなるためインダクタンス１７、容量１
８、負荷１９とから成る共振回路が形成される。
この共振回路はＱが高いと共振信号（出力信号）
が共振回路のインダクタンス１７又は容量１８に
蓄えられ、負荷１９に取り出されない。この共振
回路のＱは Ｑ＝１／2πfCR …(1) で定義されることが知られている。ここで、ｆは
共振周波数、Ｃは容量、Ｒは抵抗である。(1)式よ
り容量を大きくすると、Ｑを低くできる事がわか
る。また、一方Ｑを極端に低くすると、共振器に
より出力周波数を選択して取り出すという目的の
意味がなくなる。逓倍器用共振器の最適Ｑは、逓
倍次数をＮとすると、 Ｑ＝πN／２ …(2) であるとの報告がなされている。例えば入力周波
数を3GHz、逓倍次数Ｎを４、負荷を50Ωとする
と、(2)式より最適Ｑは6.28となり、これと(1)式か
ら、この時の容量は1.69pFが必要という事にな
る。例えばマイクロ波帯の逓倍器においては、従
来第３図に示す構成が用いられる。入力信号は入
力端子２１に入力され、入力整合回路２２を介し
てダイオード２３に印加され高調波が発生する。
この高調波は所望の出力周波数の1/4波長よりや
や短い長さの伝送線路２４と、ギヤツプ容量２５
とで構成される共振器に印加され、ここで出力周
波数が共振し、出力伝送線路２６を介して負荷２
７に供給される。この共振モードは分布定数的に
考えられ、前記の如くダイオードはシヨートとな
つているため、伝送線路２４とギヤツプ容量２５
とからなる線路に1/4波長の波がのり共振し、負
荷２７に供給される。この構成においてはストリ
ツプ線路によるマイクロ波集積回路（MIC）構
造の場合にはギヤツプ容量２５では十分な容量値
が実現できないことが多い。一般に、逓倍器用共
振器として必要な容量値は0.1pF以上となる場合
が多く、一方、例えば厚さ0.635mmのアルミナ基
板を用いてMIC構成とした場合、ギヤツプ容量
２５は0.1pF以上を実現することは困難である。
これを解決するためには、基板の厚さを厚くした
り、誘電率の低い基板を用いて回路を構成する
か、直列容量をインタデイジタル形容量にするか
しなければならず、構造上いろいろ制限をうけた
り、回路が複雑になる。また、このギヤツプ容量
は、本質的に調整が困難であるという欠点があ
る。これはギヤツプの間隔を変えて容量値を調整
しなければならず、通常ギヤツプの間隔は0.1mm
以下と非常にせまく、これをさらに狭くする調整
は至難の技である。またギヤツプ容量を変える
と、共振周波数がずれるという致命的欠点があ
る。

〔考案の目的〕

本考案は上記の欠点を除去するもので簡単な構
成でしかも共振周波数及びＱの調整が容易にしか
もそれぞれ独立に行える共振回路を具備した逓倍
器を提供することを目的とする。

〔考案の概要〕

本考案は、入力端子に入力整合回路を介して接
続されたダイオードと、このダイオードに一端が
接続され他端が開放された長さが出力周波数の約
１／４波長の第１のストリツプ線路と、この第１の
ストリツプ線路とギヤツプをおいて長手方向が平
行になるように配置され一端が開放され他端が負
荷に接続された第２のストリツプ線路とを具備
し、前記第１のストリツプ線路及び前記第２のス
トリツプ線路により共振器を構成したことを特徴
とする逓倍器である。

〔考案の実施例〕

以下図面を参照して本考案の実施例を詳細に説
明する。

第１図ａは本考案の一実施例を示し、入力端子
３１は入力整合回路３２の入力端に接続され、こ
の入力整合回路３２の出力端はダイオード３３の
アノードに接続される。このダイオード３３のカ
ソードは接地される。前記ダイオード３３のアノ
ードには長さ１の伝送線路３４の一端が接続さ
れ、この伝送線路３４の他端には線路幅をステツ
プ状に変化して狭くされた線路幅Ｗで長さ２の
平行結合線路３５の一端が一体に形成され、この
平行結合線路３５の他端は開放される。この平行
結合線路３５及び前記伝送線路３４は第１のスト
リツプ線路を構成し、その長さ１＋２は出力
周波数の約1/4波長に形成される。前記平行結合
線路３５の近傍には長さ２、線路幅Ｗの平行結
合線路３６がギヤツプＳをおいて長手方向が平行
になるように配置される。この平行結合線路３６
の平行結合線路３５の開放端と対応した一端は負
荷３８を介して接地され、平行結合線路３６の他
端は開放される。この平行結合線路３６は第２の
ストリツプ線路を構成し、この第２のストリツプ
線路と前記第１のストリツプ線路により共振器を
構成する。

即ち、入力端子３１に入力された入力信号は、
入力整合回路３２により反射することなくダイオ
ード３３に供給され、多数の高調波を発生する。
この高調波は伝送線路３４と平行結合線路３５，
３６で構成された共振器に印加され、ここで出力
周波数が共振し、負荷３８に供給される。ここ
で、ダイオード３３は、入力信号により励振され
ほぼシヨート状態となつているため、共振回路
は、第１図ｂに示すように、伝送線路３４、平行
結合線路３５，３６、及び負荷３８により構成さ
れると考えられる。この共振器の共振周波数は、
伝送線路３４の長さを１、平行結合線路３５，
３６の長を２とすると、主として１＋２の
長さで決まり、これが約1/4波長に相当する周波
数で共振する。すなわち、ダイオード３３の位置
がシヨートとなり、1/4波長の波が線路３４，３
５上で共振し、この信号が線路３６に結合し、負
荷３８に供給される。また、共振器のＱは結合線
路３５，３６の長さ２、幅Ｗ、ギヤツプＳで決
まり、Ｑを下げる場合は２を長くするか、Ｗを
小さくするか、Ｓを小さくすればよい。具体的な
調整例としては、例えば平行結合線路３５をａの
方向に長くすれば、主として共振周波数が低くな
り、平行結合線路３６をｂの方向に長くすれば、
主としてＱの値が下がる。具体的な設計は伝送線
路３４の特性インピーダンスと長さ、及び平行結
合線路３５，３６の偶インピーダンスと奇インピ
ーダンスと長さにより、共振回路のＱ及び共振周
波数が求められる。尚、各線路の幅及びギヤツプ
はこれらのインピーダンスから求めることができ
る。このように本構成においては、共振回路がシ
ンプルに構成でき、また、回路の自由度が多いた
め、MIC構造にした場合にも、構造及び構成上
の制約がなく、また、調整も非常に容易であると
いう利点がある。

また、第１図ａでは、ダイオード３３は、線路
に並列に接続され、他端を接地した構成である
が、ダイオードを線路に直列に接続し、ダイオー
ドの入力端には、出力周波数に対してシヨートと
なる1/4波長オープンスタブを接続し、ダイオー
ドの他端が共振器に接続される構成の回路にも、
本考案による共振器を用いてよいことは勿論であ
る。

〔考案の効果〕

以上述べたように本考案によれば、例えば
MIC基板材料の制限を受けず、簡単な構成で、
しかも共振周波数及びＱの調整を、それぞれ独立
に、しかも容易に行える共振器を具備した逓倍器
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す回路図、第２
図は一般の逓倍器の基本回路を示す接続図、第３
図は従来の逓倍器を示す接続図である。 １１，２１，３１……入力端子、１２，２２，
３２……入力整合回路、１３，２３，３３……ダ
イオード、１４……インダクタンス、１５……容
量、１６，２７，３８……負荷、２４，２６，３
４……伝送線路、３５，３６……平行結合線路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 入力端子に入力整合回路を介して接続されたダ
   イオードと、このダイオードに一端が接続され他
   端が開放された長さが出力周波数の約1/4波長の
   第１のストリツプ線路と、この第１のストリツプ
   線路よりは短い長さを有し前記第１のストリツプ
   線路の長手方向と垂直な方向にギヤツプをおき、
   かつ前記第１のストリツプ線路と平行に配置され
   るとともに、一端が開放され他端が負荷に接続さ
   れた第２のストリツプ線路とを具備し、前記第１
   のストリツプ線路及び前記第２のストリツプ線路
   により共振器を構成するとともに前記第２のスト
   リツプ線路の長さを調整して前記共振器のＱを設
   定するよう構成したことを特徴とする逓倍器。