JPH0389703A - マイクロ波帯周波数変換器 - 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） 本発明はマイクロ波帯におけるダイオードを用いた周波
数変換器に関するものである。

（従来の技術） マイクロ波帯送受信装置等においては、ＩＦ倍信号局部
信号により相手局に送信するＲＦ倍信号周波数変換する
ために、あるいは、相手局から信号したＲＦ倍信号局部
信号によりＩＦ倍信号周波数変換するために、ダイオー
ドを用いた周波数変換器が広く用いられている。

第３図はこの種の周波数変換器の従来例を示す基本的な
構成図である。同図において、グイオード１−１．１−
２の一端は共に信号伝送ライン１４の先端に接続され、
他端は長さが１／２波長の半円状のλ／２線路１２の各
先端にそれぞれ接続されている。更に、前記λ／２線路
１２の一端に信号伝送ライン１３が、その中点にＩＦ周
波数信号ライン１５がそれぞれ接続されている。そして
、これらの線路は裏面全体に金属膜が形成された誘電体
基板（図示せず）の上に形成されている。

現実には製造上のバラツキに対処するため第３図に示す
構成に調整用のスタブ等が加えられる。

上記周波数変換器において、信号伝送ライン１３に局発
信号を入力し、ＩＦ周波数信号ライン１５にＩＦ倍信号
入力すると信号伝送ライン１４から前記局発信号とＩＦ
倍信号周波数の和または差のＲＦ倍信号出力され、信号
伝送ライン１３に局発信号を入力し、信号伝送ライン１
４にＲＦ倍信号入力するとＩＦ周波数信号ライン１５か
ら前記局発信号とＲＦ倍信号周波数の差のＩＦ倍信号出
力される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記周波数変換器では、特性を引き出す
ことが難しい上に、再現性が得られにくく、また調整箇
所に目安がつきにくいという問題点があった。

このため、周波数変換器の特性の評価の基準となる変換
損失、局発抑圧度、変換周波数での線形領域の確保等を
同時に満足するように調整することは非常に困難なもの
であった。

本発明は上記問題点を解決する。ためになされたもので
あって、ダイオードの特性を引き出すことが容易で、再
現性があり、調整箇所が明確なマイクロ波帯周波数変換
器を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために、長さが１７２波長
の２個のインピーダンス変換ラインと、両端が前記各イ
ンピーダンス変換ラインの一端にそれぞれ接続された長
さが１波長の出力合成ラインと、一端が前記出力合成ラ
インの中点に接続されＲＦ倍信号入出力するＲＦ信号ラ
インと、両端が前記各インピーダンス変換ラインの他端
にそれぞれ接続された長さが３／２波長の３λ／２線路
と、一端が前記３λ／２線路の一端に接続され局発信号
を入力する局発信号ラインと、前記各インピーダンス変
換ラインの中点に一端が接続されたダイオードと、前記
各ダイオードの両端にそれぞれ接続され該ダイオードの
リアクタンス成分を打ち消す調整信号ラインと、前記：
Ｉ３整信号ラインのいずれか一方に接続されＩＦ倍信号
入出力するＩＦ周波数信号ラインとを備え、前記各イン
ピーダンス変換ラインのインピーダンスを前記ダイオー
ドと出力合成ライン又は３λ／２線路とが整合するよう
に設定したものである。

（作用） 外部からの局発信号は局発信号ライン、３λ／２線路、
インピーダンス変換ライン等を通してダイオードに加え
られる。ここで、ＩＦ倍信号ＩＦ周波数信号ラインを通
して前記ダイオードに加えられると該ダイオードにＲＦ
倍信号発生し、インピーダンス変換ライン、出力合成ラ
イン、ＲＦライン等を通して外部へ出力される。逆に、
ＲＦ倍信号ＲＦ信号ライン、出力合成ライン、インピー
ダンス変換ライン等を通して前記ダイオードに加えられ
ると該ダイオードにＩＦ倍信号発生し、ＩＦ周波数信号
ラインを通して外部へ出力される。

この場合、前記ダイオードのアノード、カソード側に接
続された調整信号ラインは、該ダイオードの有するリア
クタンス成分を打ち消すことによりマイクロ波帯におい
て十分にダ、イオードの動作が行えるようにしている。

また、前記インピーダンス変換ラインは前記ダイオード
と出力合成ラインまたは３λ／２線路との間にあって１
／４波長のインピーダンス変換線路として動作し、出力
合成ライン、ＲＦ信号ライン、３λ／２線路、局発信号
ライン等が接続された状態でダイオードが忠実に動作で
きるようにしている。

（実施例） 第１図は本発明の実施例を示す構成図である。

第１図において、１−１．１−２はダイオードであって
、その一端はインピーダンス変換ライン２−１．２−２
の中点に接続されると共に調整−１信号ライン７−１．
７−２に接続されており、他端は！！Ｊ整一２信号ライ
ン８−１．８−２に接続されており該調！１−２信号ラ
イン８−１．８−２は使用周波数において十分なアース
状態を提供する。なお、調整−２信号ライン８−１．８
−２にはＩＦ周波数信号ライン４−１．４−２が接続さ
れている。また、前記インピーダンス変換ライン２−１
．２−２の右側先端の間は長さが１波長の出力合成ライ
ン９により接続され、該出力合成ライン９の中点にはＲ
Ｆ信号ライン６が接続されている。一方、前記インピー
ダンス変換ライン２−１．２−２の左側先端の間は長さ
が３／２波長の３λ／２線路３により接続され、該３λ
／２線路３の一端には局発信号ライン５が接続されてい
る。そして、これらの各素子はダイオード１−１．１−
２を除き、裏面全体に金属膜が成形された誘電体基板（
図示せず）の上面に形成されている。

前記ダイオード１−１．１−２は、高周波帯においては
第２図の等価回路に示すように浮遊インダクタンス１０
、浮遊容量１１の存在を無視することができず、そのま
まではダイオードとしての動作を十分に発揮することが
できない。本実施例では、ダイオード１−１．１−２の
アート、カソード側に設けた調整−１信号ライン７−１
゜７−２および調整−２信号ライン８−１．８−２によ
り浮遊インダクタンス１０．浮遊容量１１を打ち消し、
マイクロ波帯においても十分にダイオードの動作が行え
るようにしている。

また、伝送信号が高速で周波数変換器に広域化が要求さ
れる場合にはダイオード１−１．１−２をバランスよく
駆動する必要がある。本実施例では、出力合成ライン９
と３λ／２線路３との間に長さが１／２波長のインピー
ダンス変換ライン２−１．２−２を押入し、その中点に
ダイオード１−１．１−２を接続しているので、ダイオ
ード１−１．１−２と出力合成ライン９．３λ／２線路
３との間に１／４波長のインピーダンス変換線路を挿入
した形となる。従って、インピーダンス変換ライン２−
１．２−２の特性インピーダンスを調整することにより
動作中のダイオード１−１゜１−２と出力合成ライン９
．３λ／２線路３とのインピーダンス整合を図り、ダイ
オード１−１゜１−２が出力合成ライン９．３λ／２線
路３に対して忠実に動作するようにさせている。

また、第３図に示す従来例では局発信号を長さが１７２
波長のλ／２線路を通してダイオード１−１に供給して
いたが、本実施例では局発信号を長さが３７２波長の３
λ／２線路３を通してダイオード１−１に供給している
。長さを１波長分だけ長くしたのはダイオードの実装上
の問題からであり、両線路は電気的には等価である。

また、本実施例では２個のダイオード１−１゜１−２を
用いているので、外部からのＲＦ倍信号分配してダイオ
ード１−１．１−２に供給したり、タイオード１−１．
１−２で発生したＲＦ倍信号合成して外部に出力する必
要がある。そこで、長さが１波長の出力合成ライン１１
を各インピーダンス変換ライン２−１．２−２の一端に
接続し、その各接続点から１７２波長離れた点、すなわ
ち出力合成ライン１１の中点にＲＦ信号ライン６を接続
することにより変換信号および入出力信号に影響を与え
ない構成とし、信号の合成／分配を行うようにしたもの
である。

以上説明した周波数変換器は、アップコンバータとして
使用する場合と、ダウンコンバータとして使用する場合
がある。

アップコンバータとして使用する場合は、ＩＦ倍信号！
Ｆ周波数信号ライン４−１．４−２に、局発信号を局発
信号ライン５にそれぞれ入力し、周波数変換されたＲＦ
倍信号ＲＦ信号ライン６より取り出す。

ダウンコンバータとして使用する場合は、ＲＦ倍信号Ｒ
Ｆ信号ライン６に、局発信号を局発信号ライン５にそれ
ぞれ入力し、周波数変換されたＩＦ倍信号ＩＦ周波数信
号ライン４−１．４−２より取り出す。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように本発明によれば、、ｔｕｆ
ｆ信号ラインによりダイオードの持つリアクタンス成分
を打ち消し、インピーダンス変換ラインによりインピー
ダンス整合を図り、ダイオードが出力合成ライン、３λ
／２線路等のインピーダンスに対して忠実に動作するよ
うにしたので、ダイオードの特性を引き出すことが容易
となり、再現性が得られ、また調ａｔｗ所も明確となっ
た。

従って本発明を用いることにより、■周波数変換器の設
計が論的に行なえる、■：Ａ整を定量的に行うことがで
きる、■周波数変換器の特性の向上が図れる、■パター
ン設計の時間を短縮することができる、■準ミリ波領域
においても使用することができる等の効果を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成図、第２図はダイオード
の等価回路、第３図は従来のマイクロ波帯周波数変換器
の構成図である。 １−１．１−２・・・ダイオード、２−１．２−２・・
・インピーダンス変換ライン、３・・・３λ／２線路、
４−１．４−２・・・ＩＦ周波数信号ライン、５・・・
局発信号ライン、６・・・ＲＦ信号ライン、７−１．７
−２・・・調整−１信号ライン、８−１．８−２・・・
調！！−２信号ライン、９・・・出力合成ライン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 長さが１／２波長の２個のインピーダンス変換ラインと
   、 両端が前記各インピーダンス変換ラインの一端にそれぞ
   れ接続された長さが１波長の出力合成ラインと、 一端が前記出力合成ラインの中点に接続されＲＦ信号を
   入出力するＲＦ信号ラインと、 両端が前記各インピーダンス変換ラインの他端にそれぞ
   れ接続された長さが３／２波長の３λ／２線路と、 一端が前記３λ／２線路の一端に接続され局発信号を入
   力する局発信号ラインと、 前記各インピーダンス変換ラインの中点に一端が接続さ
   れたダイオードと、 前記各ダイオードの両端にそれぞれ接続され該ダイオー
   ドのリアクタンス成分を打ち消す調整信号ラインと、 前記調整信号ラインのいずれか一方に接続されＩＦ信号
   を入出力するＩＦ周波数信号ラインとを有し、前記各イ
   ンピーダンス変換ラインのインピーダンスは前方ダイオ
   ードと出力合成ライン又は３λ／２線路とが整合するよ
   うに設定されていることを特徴とするマイクロ波帯周波
   数変換器。