JPH07307604A - Low-noise frequency converter for microwave band transmitter-receiver - Google Patents

Low-noise frequency converter for microwave band transmitter-receiver

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JPH07307604A
JPH07307604A JP9864594A JP9864594A JPH07307604A JP H07307604 A JPH07307604 A JP H07307604A JP 9864594 A JP9864594 A JP 9864594A JP 9864594 A JP9864594 A JP 9864594A JP H07307604 A JPH07307604 A JP H07307604A
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JP
Japan
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input
stub
frequency
transmission
frequency converter
Prior art date
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Application number
JP9864594A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuyuki Matsunaga
和之 松永
Masayuki Kanechika
正之 金近
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SPC Electronics Corp
Original Assignee
SPC Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a low-noise frequency converter capable of reducing the stage number of a transmission band pass filter. CONSTITUTION:The input terminal of the transistor 9 of an initial stage in the low-noise amplifier of the preceding stage of a frequency conversion part is connected to an input strip line 10. The input matching stub 13 of the transistor 9 is connected to the input strip line 10 adjacently to the connection part of the input terminal of the transistor 9. To the input strip line 10, a transmission wave elimination stub 14 is connected at a position for mutually cancelling the reflection waves of a reception frequency with a prescribed distance from the input matching stub 13.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波帯送受信装
置で用いる低雑音周波数変換器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low noise frequency converter used in a microwave band transmitter / receiver.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、マイクロ波を使用した通信が盛ん
になっている。この場合に用いるマイクロ波帯送受信装
置の屋外装置は、図5に示すように、フィードホーン1
が接続された交差偏波分離器(OMT)2に、送信部3
と受信部4とが接続されている。送信部3は、送信周波
数変換器5とその出力を増幅する高出力電力増幅器6と
を備えて構成されている。受信部4は、送信帯域阻止フ
ィルタ7と低雑音周波数変換器8とを備えて構成されて
いる。
2. Description of the Related Art In recent years, communication using microwaves has become popular. As shown in FIG. 5, the outdoor device of the microwave transmitting / receiving device used in this case is a feed horn 1.
To the cross polarization separator (OMT) 2 to which the transmitter 3 is connected.
And the receiving unit 4 are connected. The transmission unit 3 includes a transmission frequency converter 5 and a high output power amplifier 6 that amplifies its output. The receiving unit 4 includes a transmission band stop filter 7 and a low noise frequency converter 8.

【0003】この場合、受信部4に送信帯域阻止フィル
タ7を設けているのは、送信電力の該受信部4への漏れ
込みにより雑音指数が劣化し、受信性能が劣化するのを
なくすためである。
In this case, the reception band 4 is provided with the transmission band elimination filter 7 in order to prevent the noise figure from being deteriorated and the reception performance to be deteriorated due to the leakage of the transmission power into the reception unit 4. is there.

【0004】雑音指数の劣化は、周波数変換器の低雑音
増幅器の入力に過大な送信電力が入力されると、初段の
増幅素子であるトランジスタ(この場合には、通常、高
電子移動トランジスタ:HEMTが使用されている。)
の動作点がその電力により変動し、そのため該初段の増
幅素子の入力インピーダンスが変化し、雑音指数が最小
となる条件とならなくためである。
The deterioration of the noise figure is due to the fact that when excessive transmission power is input to the input of the low noise amplifier of the frequency converter, a transistor (in this case, usually a high electron transfer transistor: HEMT) which is an amplification element of the first stage. Is used.)
This is because the operating point of (1) changes due to the power, and therefore the input impedance of the first-stage amplifying element changes, and the noise figure does not become the minimum condition.

【0005】図6は、従来の低雑音周波数変換器8の構
成を示したものである。該低雑音周波数変換器8は、低
雑音増幅器8aと、イメージリジェクションフィルタ8
bと、周波数変換部を構成するシングルバランスミキサ
8cと、ローカル周波数発振器8dと、ローパスフィル
タ8eと、中間周波増幅器8fとで構成されている。低
雑音増幅器8aは、通常はHEMTの3段構成により形
成されている。
FIG. 6 shows the configuration of a conventional low noise frequency converter 8. The low noise frequency converter 8 includes a low noise amplifier 8a and an image rejection filter 8
b, a single balance mixer 8c forming a frequency converter, a local frequency oscillator 8d, a low pass filter 8e, and an intermediate frequency amplifier 8f. The low noise amplifier 8a is usually formed by a HEMT three-stage configuration.

【0006】このような低雑音周波数変換器8は、送信
帯域阻止フィルタ7より出力される信号を低雑音増幅器
8aで増幅し、次にイメージリジェクションフィルタ8
bによりイメージ周波数を除去した後、シングルバラン
スミキサ8cによりローカル周波数発振器8dからのロ
ーカル周波数とミキシングして周波数変換を行い、得ら
れた周波数変換された信号をローパスフィルタ8eに通
して不要周波数成分を除去し、次に中間周波増幅器8f
で増幅して出力する。
Such a low noise frequency converter 8 amplifies the signal output from the transmission band stop filter 7 by a low noise amplifier 8a, and then an image rejection filter 8
After removing the image frequency by b, the single balance mixer 8c performs frequency conversion by mixing with the local frequency from the local frequency oscillator 8d, and the obtained frequency converted signal is passed through the low pass filter 8e to remove unnecessary frequency components. Removed, then intermediate frequency amplifier 8f
Amplify with and output.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このように従来の低雑
音周波数変換器8では、送信電力の受信部4への漏れ込
みによる受信性能の劣化をなくすために多段に送信帯域
阻止フィルタ7を接続するため、装置が大型化し、高価
となる問題点があった。
As described above, in the conventional low noise frequency converter 8, the transmission band stop filters 7 are connected in multiple stages in order to eliminate the deterioration of the reception performance due to the leakage of the transmission power into the reception unit 4. Therefore, there is a problem that the device becomes large and expensive.

【0008】本発明の目的は、送信帯域阻止フィルタの
段数を減らすことができる低雑音周波数変換器を提供す
ることにある。
An object of the present invention is to provide a low noise frequency converter which can reduce the number of stages of a transmission band stop filter.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、周波数変換部
の前段の低雑音増幅器の入力端子が入力ストリップライ
ンに接続され、該入力端子の接続部に隣接して前記入力
ストリップラインに前記低雑音増幅器の入力整合スタブ
が接続されているマイクロ波帯送受信装置用低雑音周波
数変換器を改良の対象としている。
According to the present invention, an input terminal of a low noise amplifier before a frequency conversion section is connected to an input strip line, and the input strip line is connected to the input strip line adjacent to the connection section of the input terminal. The object of the improvement is a low noise frequency converter for a microwave band transmitter / receiver to which an input matching stub of a noise amplifier is connected.

【0010】本発明は、前記入力ストリップラインには
前記入力整合スタブより所定の距離をへだてて受信周波
数の反射波を打ち消し合う位置に送信波除去スタブが接
続されていることを特徴とする。
The present invention is characterized in that a transmission wave elimination stub is connected to the input strip line at a position where the reflected waves of the reception frequency are canceled by a predetermined distance from the input matching stub.

【0011】前記送信波除去スタブを設ける位置は、前
記入力整合スタブより受信周波数の波長の1/4の位置
とすることができる。
The position where the transmission wave elimination stub is provided may be a position that is ¼ of the wavelength of the reception frequency with respect to the input matching stub.

【0012】前記送信波除去スタブの長さは、送信周波
数の波長の1/4の長さとする。
The length of the transmission wave elimination stub is 1/4 of the wavelength of the transmission frequency.

【0013】[0013]

【作用】入力ストリップラインに、入力整合スタブより
所定の距離をへだてて受信周波数の反射波を打ち消し合
う位置に送信波除去スタブを接続すると、送信周波数帯
の周波数が全反射に近い状態で反射され、低雑音増幅器
に送信波が入力されるのを阻止する。従って、送信帯域
阻止フィルタの段数を減らすことができる。
When the transmission wave elimination stub is connected to the input stripline at a position that cancels the reflected waves of the reception frequency by leaving a predetermined distance from the input matching stub, the frequency in the transmission frequency band is reflected in a state close to total reflection. , Prevents the transmission wave from being input to the low noise amplifier. Therefore, the number of stages of the transmission band stop filter can be reduced.

【0014】送信波除去スタブを設ける位置を、入力整
合スタブより受信周波数の波長の1/4の位置とする
と、入力整合スタブから最短の長さの位置に送信波除去
スタブを設けることができる。
If the position where the transmission wave elimination stub is provided is ¼ of the wavelength of the reception frequency from the input matching stub, the transmission wave elimination stub can be provided at the position of the shortest length from the input matching stub.

【0015】送信波除去スタブの長さを、送信周波数の
波長の1/4の長さとすると、送信周波数帯における共
振回路が構成され、送信周波数帯の周波数を全反射に近
い状態で反射させることができる。
When the length of the transmission wave elimination stub is set to 1/4 of the wavelength of the transmission frequency, a resonance circuit in the transmission frequency band is formed and the frequency of the transmission frequency band is reflected in a state close to total reflection. You can

【0016】[0016]

【実施例】図1は、マイクロ波帯送受信装置用低雑音周
波数変換器の周波数変換部(シングルバランスミキサ)
の前段の低雑音増幅器8aにおける初段の増幅素子であ
るHEMTからなるトランジスタ9の接続状態を示した
ものである。該トランジスタ9の入力端子であるゲート
Gは入力ストリップライン10に接続され、2つのソー
スSはグランドパターン11に接続され、出力端子であ
るドレインDは出力ストリップライン12に接続されて
いる。ゲートGの接続部に隣接して入力ストリップライ
ン10には、トランジスタ9の入力整合スタブ13が接
続されている。また、入力ストリップライン10には入
力整合スタブ13より所定の距離をへだてて受信周波数
の反射波を打ち消し合う位置に送信波除去スタブ14が
接続されている。該送信波除去スタブ14は、入力整合
スタブ13より受信周波数の波長の1/4の位置に設け
られている。該送信波除去スタブ14の長さは、送信周
波数の波長の1/4の長さに設定されている。入力スト
リップライン10,グランドパターン11,出力ストリ
ップライン12は、図示しない絶縁基板の表面に設けら
れ、該絶縁基板の裏面には入力ストリップライン10,
グランドパターン11,出力ストリップライン12に対
応してグランド層が設けられ、該グランド層にグランド
パターン11が図示しないスルーホールで接続されてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a frequency conversion section (single balance mixer) of a low noise frequency converter for a microwave band transceiver.
7 shows the connection state of the transistor 9 made of HEMT which is the first-stage amplifying element in the low-noise amplifier 8a in the previous stage. The gate G which is the input terminal of the transistor 9 is connected to the input strip line 10, the two sources S are connected to the ground pattern 11, and the drain D which is the output terminal is connected to the output strip line 12. The input matching stub 13 of the transistor 9 is connected to the input strip line 10 adjacent to the connection portion of the gate G. Further, a transmission wave elimination stub 14 is connected to the input stripline 10 at a position where they cancel a reflected wave of a reception frequency by a predetermined distance from the input matching stub 13. The transmission wave elimination stub 14 is provided at a position ¼ of the wavelength of the reception frequency with respect to the input matching stub 13. The length of the transmission wave elimination stub 14 is set to 1/4 of the wavelength of the transmission frequency. The input strip line 10, the ground pattern 11, and the output strip line 12 are provided on the front surface of an insulating substrate (not shown), and the input strip line 10,
A ground layer is provided corresponding to the ground pattern 11 and the output strip line 12, and the ground pattern 11 is connected to the ground layer by a through hole (not shown).

【0017】出力ストリップライン12には図示しない
が2段目の増幅素子であるHEMTからなるトランジス
タの入力端子であるゲートが接続され、該2段目のHE
MTからなるトランジスタの出力端子であるドレインは
出力ストリップラインに接続され、該出力ストリップラ
インには3段目の増幅素子であるHEMTからなるトラ
ンジスタの入力端子であるゲートが接続され、該3段目
のHEMTからなるトランジスタの出力端子であるドレ
インは出力ストリップラインに接続されている。即ち、
本実施例の低雑音増幅器8aはHEMTからなるトラン
ジスタが3段に接続されて構成されている。
Although not shown, the output strip line 12 is connected to a gate which is an input terminal of a transistor formed of a HEMT which is a second-stage amplifying element, and the second-stage HE is connected.
The drain, which is the output terminal of the transistor made of MT, is connected to the output strip line, and the gate, which is the input terminal of the transistor made of the HEMT, which is the amplifying element of the third stage, is connected to the output strip line. The drain, which is the output terminal of the HEMT transistor, is connected to the output strip line. That is,
The low noise amplifier 8a of the present embodiment is configured by connecting HEMT transistors in three stages.

【0018】なお、低雑音周波数変換器8の全体の構成
は、前述した図6と同様になっている。
The overall structure of the low noise frequency converter 8 is the same as that shown in FIG.

【0019】図2は、図1の等価回路を示したものであ
る。
FIG. 2 shows an equivalent circuit of FIG.

【0020】図1に示すような構造にすると、送信波除
去スタブ14が送信周波数帯域において直列共振を起こ
し、送信周波数帯域において全反射に近い状態になり、
トランジスタ9に送信波が入力されるのを阻止する。従
って、送信帯域阻止フィルタの段数を減らすことができ
る。
With the structure shown in FIG. 1, the transmission wave elimination stub 14 causes series resonance in the transmission frequency band and is in a state close to total reflection in the transmission frequency band.
The transmission wave is prevented from being input to the transistor 9. Therefore, the number of stages of the transmission band stop filter can be reduced.

【0021】図3は、従来のマイクロ波帯送受信装置用
低雑音周波数変換器に送信波が入力されないときの変換
利得G1 と、送信波が入力されたときの変換利得G2 と
の関係、及び送信波が入力されないときの雑音指数N1
と、送信波が入力されたときの雑音指数N1 との関係を
示したものである。
FIG. 3 shows the relationship between the conversion gain G1 when a transmission wave is not input and the conversion gain G2 when a transmission wave is input to the conventional low noise frequency converter for a microwave band transmitter / receiver, and the transmission. Noise figure N1 when no wave is input
And the noise figure N1 when the transmitted wave is input.

【0022】図から明らかなように、送信波が入力され
ると、変換利得が約3dBダウンしている。また、送信
波が入力されると、雑音指数が約0.6 dB悪化してい
る。
As is apparent from the figure, when the transmission wave is input, the conversion gain is reduced by about 3 dB. When the transmitted wave is input, the noise figure deteriorates by about 0.6 dB.

【0023】図4は、本発明のマイクロ波帯送受信装置
用低雑音周波数変換器に送信波が入力されないときの変
換利得G1 と、送信波が入力されたときの変換利得G2
との関係、及び送信波が入力されないときの雑音指数N
1 と、送信波が入力されたときの雑音指数N1 との関係
を示したものである。
FIG. 4 shows a conversion gain G1 when a transmission wave is not input to the low noise frequency converter for a microwave band transceiver of the present invention and a conversion gain G2 when a transmission wave is input.
And the noise figure N when the transmitted wave is not input
1 shows the relationship between 1 and the noise figure N1 when a transmitted wave is input.

【0024】図から明らかなように、送信波が入力され
ても変換利得,雑音指数に影響がみられず、送信波の影
響を受けないことが明らかとなった。
As is apparent from the figure, even if the transmission wave is input, the conversion gain and the noise figure are not affected, and it is clear that the transmission wave is not affected.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明に係るマイクロ波帯送受信装置用
低雑音周波数変換器では、入力ストリップラインに、入
力整合スタブより所定の距離をへだてて受信周波数の反
射波を打ち消し合う位置に送信波除去スタブを接続した
ので、送信周波数帯の周波数が全反射に近い状態で反射
され、低雑音増幅器に送信波が入力されるのを阻止する
することができる。従って、本発明によれば、送信帯域
阻止フィルタの段数を減らすことができる。また、送信
波除去スタブを設けると、入力VSWRも劣化させない
利点がある。
In the low noise frequency converter for a microwave band transmitter / receiver according to the present invention, the transmitted wave is removed at a position where the reflected wave of the received frequency is canceled by a predetermined distance from the input matching stub to the input strip line. Since the stub is connected, it is possible to prevent the transmission wave from being input to the low noise amplifier, because the frequency in the transmission frequency band is reflected in a state close to total reflection. Therefore, according to the present invention, the number of stages of the transmission band stop filter can be reduced. Further, providing the transmission wave elimination stub has an advantage that the input VSWR is not deteriorated.

【0026】また、送信波除去スタブを設ける位置を、
入力整合スタブより受信周波数の波長の1/4の位置と
することにより、入力整合スタブから最短の長さの位置
に送信波除去スタブを設けることができる。
Further, the position where the transmission wave elimination stub is provided is
By setting the position to be ¼ of the wavelength of the reception frequency from the input matching stub, the transmission wave elimination stub can be provided at the position of the shortest length from the input matching stub.

【0027】更に、送信波除去スタブの長さを、送信周
波数の波長の1/4の長さとすることにより、送信周波
数帯における共振回路が構成され、送信周波数帯の周波
数を全反射に近い状態で反射させることができる。
Furthermore, by setting the length of the transmission wave elimination stub to be 1/4 of the wavelength of the transmission frequency, a resonance circuit in the transmission frequency band is formed, and the frequency of the transmission frequency band is close to total reflection. Can be reflected at.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るマイクロ波帯送受信装置用低雑音
周波数変換器の低雑音増幅器における初段の増幅素子の
接続状態の一例を示した平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing an example of a connection state of a first-stage amplification element in a low noise amplifier of a low noise frequency converter for a microwave band transceiver according to the present invention.

【図2】図1の等価回路図である。FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of FIG.

【図3】従来のマイクロ波帯送受信装置用低雑音周波数
変換器に送信波が入力されないときの変換利得G1 と、
送信波が入力されたときの変換利得G2 との関係、及び
送信波が入力されないときの雑音指数N1 と、送信波が
入力されたときの雑音指数N1 との関係を示した比較図
である。
FIG. 3 is a conversion gain G1 when a transmission wave is not input to a conventional low noise frequency converter for a microwave band transceiver,
FIG. 6 is a comparison diagram showing a relationship with a conversion gain G2 when a transmission wave is input, and a relationship between a noise figure N1 when a transmission wave is not input and a noise figure N1 when a transmission wave is input.

【図4】本発明に係るマイクロ波帯送受信装置用低雑音
周波数変換器に送信波が入力されないときの変換利得G
1 と、送信波が入力されたときの変換利得G2 との関
係、及び送信波が入力されないときの雑音指数N1 と、
送信波が入力されたときの雑音指数N1 との関係を示し
た比較図である。
FIG. 4 is a conversion gain G when a transmission wave is not input to the low noise frequency converter for a microwave band transceiver according to the present invention.
1 and the conversion gain G2 when the transmitted wave is input, and the noise figure N1 when the transmitted wave is not input,
It is a comparison diagram showing the relationship with the noise figure N1 when a transmission wave is input.

【図5】従来のマイクロ波帯送受信装置の構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a conventional microwave band transceiver device.

【図6】従来の低雑音周波数変換器の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a conventional low noise frequency converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フィードホーン 2 交差偏波分離器(OMT) 3 送信部 4 受信部 5 送信周波数変換器 6 高出力電力増幅器 7 送信帯域阻止フィルタ 8 低雑音周波数変換器 8a 低雑音増幅器 8b イメージリジェクションフィルタ 8c シングルバランスミキサ(周波数変換部) 8d ローカル周波数発振器 8e ローパスフィルタ 8f 中間周波増幅器 9 HEMTからなるトランジスタ 10 入力ストリップライン 11 グランドパターン 12 出力ストリップライン 13 入力整合スタブ 14 送信波除去スタブ 1 feed horn 2 cross polarization demultiplexer (OMT) 3 transmitter 4 receiver 5 transmission frequency converter 6 high output power amplifier 7 transmission band stop filter 8 low noise frequency converter 8a low noise amplifier 8b image rejection filter 8c single Balance mixer (frequency conversion unit) 8d Local frequency oscillator 8e Low-pass filter 8f Intermediate frequency amplifier 9 Transistor consisting of HEMT 10 Input stripline 11 Ground pattern 12 Output stripline 13 Input matching stub 14 Transmit wave elimination stub

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 周波数変換部の前段の低雑音増幅器の入
力端子が入力ストリップラインに接続され、該入力端子
の接続部に隣接して前記入力ストリップラインに前記低
雑音増幅器の入力整合スタブが接続されているマイクロ
波帯送受信装置用低雑音周波数変換器において、 前記入力ストリップラインには前記入力整合スタブより
所定の距離をへだてて受信周波数の反射波を打ち消し合
う位置に送信波除去スタブが接続されていることを特徴
とするマイクロ波帯送受信装置用低雑音周波数変換器。
1. An input terminal of a low noise amplifier before a frequency conversion section is connected to an input strip line, and an input matching stub of the low noise amplifier is connected to the input strip line adjacent to a connection section of the input terminal. In the microwave band transceiver low-noise frequency converter, a transmission wave elimination stub is connected to the input stripline at a position that cancels a reflected wave of a reception frequency by leaving a predetermined distance from the input matching stub. A low-noise frequency converter for a microwave band transmitter / receiver.
【請求項2】 前記送信波除去スタブを設ける位置は、
前記入力整合スタブより受信周波数の波長の1/4の位
置である請求項1に記載のマイクロ波帯送受信装置用低
雑音周波数変換器。
2. The position where the transmission wave elimination stub is provided is
2. The low noise frequency converter for a microwave band transmitter / receiver according to claim 1, wherein the position is ¼ of a wavelength of a reception frequency from the input matching stub.
【請求項3】 前記送信波除去スタブの長さは、送信周
波数の波長の1/4の長さである請求項1に記載のマイ
クロ波帯送受信装置用低雑音周波数変換器。
3. The low noise frequency converter for a microwave band transmitter / receiver according to claim 1, wherein the length of the transmission wave elimination stub is ¼ of the wavelength of the transmission frequency.
JP9864594A 1994-05-12 1994-05-12 Low-noise frequency converter for microwave band transmitter-receiver Pending JPH07307604A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003081713A1 (en) * 2002-03-25 2003-10-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha High frequency module and antenna device

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