JPH09326640A - Slot line balanced modulator - Google Patents

Slot line balanced modulator

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JPH09326640A
JPH09326640A JP14161396A JP14161396A JPH09326640A JP H09326640 A JPH09326640 A JP H09326640A JP 14161396 A JP14161396 A JP 14161396A JP 14161396 A JP14161396 A JP 14161396A JP H09326640 A JPH09326640 A JP H09326640A
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JP
Japan
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slot
line
slot line
length
input
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP14161396A
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Japanese (ja)
Inventor
Akifumi Adachi
明文 安達
Hironobu Hongo
広信 本郷
Masafumi Shigaki
雅文 志垣
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a circuit of a balanced phase modulator of very high frequency concerning the circuit configuration of the balanced phase modulator using the slot line of microwaves/milliwaves formed on the ground conductor surface of a dielectric board. SOLUTION: In order to provide the modulated output of phase shift quantity 0-π at the output terminal of a line for synthesizing two lines branching an input signal into two parts, positions for mounting two diodes 2a and 2b for turning on/off the respective lines for synthesizing these two branched lines on the lines are set at positions mutually separated for a certain specified length different from the positions just after branching from a slot line 3 for input signal toward two slot lines 3a and 3b but circuit constituting means 3c and 3d are provided for producing a state equivalent with the state of short- circuiting/opening the input terminal of the slot line for a length λg/4 for synthetic output at the final section of two branched lines in the manner of high frequency.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体基板の片面
の接地導体面に一定幅の溝(スロット)を切って形成し
た分布定数回路の高周波伝送線路のスロット線路により
入力した実効波長λg の高周波信号を2分岐するスロッ
ト線路上の、従来は、分岐した直後の各長さλg/4 のス
ロット線路の各入力端に、ダイオード等の一対のスイッ
チデバイスを有し、其の一対のスイッチデバイスの各々
を、外部入力の正負極性をもつ低周波の変調信号により
オン/オフする事で、該λg/4 のスロット線路の出力端
を開放/ 短絡の状態とし、合成出力として入力の高周波
信号に対し移相量0-πの被変調出力の高周波信号を得る
マイクロ波・ミリ波のスロットライン平衡位相変調器の
回路構成に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high frequency transmission line of a distributed constant circuit formed by cutting a groove (slot) of a constant width on one side of a ground conductor surface of a dielectric substrate, and an effective wavelength λg input by a slot line. Conventionally, a pair of switch devices such as a diode is provided at each input end of a slot line having a length λg / 4 immediately after branching on a slot line that branches a high-frequency signal into two. Each of these is turned on / off by a low-frequency modulated signal with positive and negative polarities of the external input, so that the output end of the slot line of λg / 4 is opened / shorted, and the input high-frequency signal is output as a composite output. The present invention relates to a circuit configuration of a microwave / millimeter wave slot line balanced phase modulator that obtains a high frequency signal with a modulated output with a phase shift amount of 0-π.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5にマイクロ波・ミリ波のスロットラ
イン平衡変調器の回路構成の従来例を示す。その表面を
接地導体面としてスロット線路を形成した誘電体基板1
の裏面(透視)のストリップ線路4 により入力したマイ
クロ波・ミリ波の高周波信号は、該ストリップ線路4 に
直交して位置する基板表面のスロット線路3 に電磁結合
し、該スロット線路3 から入力の高周波信号に対し移相
量0-πを与える二つのスロット線路3a,3b の方向へスロ
ット線路として分岐されるが、従来は其の2分岐した直
後の長さλg/4 のスロット線路3a,3b の入力端である分
岐点に近接して、互に逆方向の一対のダイオード等のス
イッチデバイス2a,2b を備え、其の一対のスイッチデバ
イス 2a,2bを外部入力の低周波の変調信号によりオン/
オフする。そして各スイッチデバイス 2a,2bから波長λ
g の4分の1のλg/4 の距離の位置即ち各長さλg/4 の
スロット線路3a,3b の出力端に生じる開放(オフ)状態
(電圧最大で電流最小の状態で最大インピーダンス)と
短絡(オン)状態(電圧最小で電流最大の状態で最小イ
ンピーダンス)の出力が合成され、合成出力として入力
の高周波信号に対して移相量0-πの平衡位相変調された
被変調出力の高周波信号が得られる。そして該二つの分
岐した各長さλg/4 のスロット線路3a,3b の出力端が接
続される部分に直交して位置する裏面(透視)のストリ
ップライン4 に電磁的に結合され、外部へ移相量0-πの
平衡変調出力信号として出力される。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a conventional circuit configuration of a microwave / millimeter wave slot line balanced modulator. Dielectric substrate 1 with slot lines formed with its surface as the ground conductor surface 1
The microwave and millimeter-wave high-frequency signals input from the strip line 4 on the back surface (perspective) of the are electromagnetically coupled to the slot line 3 on the surface of the substrate that is positioned orthogonal to the strip line 4 and input from the slot line 3. Although it is branched as a slot line in the direction of two slot lines 3a, 3b that give a phase shift amount 0-π to a high frequency signal, conventionally, it is a slot line 3a, 3b of length λg / 4 immediately after branching into two. A pair of switching devices 2a and 2b such as diodes, which are in the opposite directions, are provided close to the branch point which is the input end of the switch, and the pair of switching devices 2a and 2b are turned on by the low frequency modulation signal of the external input. /
Turn off. From each switch device 2a, 2b, wavelength λ
There is an open (OFF) state (maximum impedance when voltage is maximum and current is minimum) that occurs at the output position of slot lines 3a and 3b with a length of λg / 4, that is, at a distance of λg / 4 that is a quarter of g. The output of the short-circuited (on) state (minimum impedance in the state of minimum voltage and maximum current) is combined, and the combined output is the high frequency of the modulated output that is phase-balanced and has a phase shift of 0-π with respect to the high frequency signal of the input. The signal is obtained. The two branched λg / 4-length slot lines 3a, 3b are electromagnetically coupled to the backside (transparent) stripline 4 positioned orthogonally to the portion to which the output ends are connected, and are transferred to the outside. It is output as a balanced modulation output signal with a phase amount of 0-π.

【0003】この時、前記一対のスイッチデバイス2a,2
b には、外部から其の一方がオン状態であれば他方はオ
フ状態となるようにした正負極性の有る低周波の変調信
号が与えられることにより、入力の高周波信号を2分岐
した二つのスロット線路の最終部分のそれぞれ長さλg/
4 のスロット線路 3a,3bの各出力端の一方が開放状態で
あれば他方は短絡状態となる高周波信号が交互に得ら
れ、結果として入力の高周波信号に対し移相量0-πの平
衡位相変調器の被変調出力信号が得られる。
At this time, the pair of switch devices 2a, 2
b is given from the outside by a low-frequency modulated signal with positive and negative polarities so that if one is in the on state, the other is in the off state, the two high-frequency input signals are divided into two slots. Each length of the last part of the track λg /
If one of the output ends of each of the 4 slot lines 3a and 3b is in the open state, the other is short-circuited.A high frequency signal is obtained alternately, and as a result, a balanced phase with a phase shift of 0-π with respect to the input high frequency signal. The modulated output signal of the modulator is obtained.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来技術である、上記
スロット線路3 で入力した高周波信号を2分岐した直後
の各長さλg/4 のスロット線路3a,3b の入力端に設けた
互に逆方向で一対のスイッチデバイス2a,2b をオン/ オ
フし、其の各長さλg/4 のスロット線路3a,3b の出力端
の互の位相差πの二つの高周波信号を合成する従来の平
衡位相変調器は、図5の回路構成図に示す如く、一対の
スイッチデバイス 2a,2bの実装位置が、入力のスロット
線路3 から二つのスロット線路3a,3b の方向へ分岐した
直後の分岐点に近く互に近接した位置に配置され、其処
からλg/4 離れた線路3a,3b の出力が合成および裏面の
出力用のストリップライン4 への結合変換が同時に行れ
る。しかし、該スイッチデバイス2a,2b の大きさが、入
力の高周波信号を2分岐する線路上の変調用の各スロッ
ト線路3a,3b の長さλg/4 に対して無視できない程大き
くなるマイクロ波・ミリ波の場合は、分岐直後の位置に
スイッチデバイス2a,2bを実際に配置する事が不可能と
なり、実際は分岐点に成る可く近接して配置するだけで
あった。その結果、その入力端のスイッチデバイス2a,2
b がオン/オフされた時に其の出力端が開放/ 短絡の状
態となる各長さλg/4 の2つのスロット線路3a,3bの信
号経路の出力の合成出力が、切り替えにより、入力の高
周波信号に対し正しく移相量0-πを与えた被変調出力信
号を得る平衡型位相変調器の動作が正しく行われなくな
り、平衡型位相変調器の移相量0-πの変調特性に劣化を
引き起こすことになる。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention In the prior art, the high frequency signals input by the slot line 3 are provided at the input ends of the slot lines 3a, 3b each having a length λg / 4 immediately after branching into two. A pair of switching devices 2a and 2b are turned on / off in the direction, and the conventional balanced phase is used to combine two high-frequency signals with a phase difference of π between the output ends of the slot lines 3a and 3b of length λg / 4. As shown in the circuit configuration diagram of FIG. 5, the modulator has a mounting position of the pair of switch devices 2a, 2b close to the branch point immediately after the branch from the input slot line 3 to the two slot lines 3a, 3b. The outputs of the lines 3a and 3b, which are arranged close to each other and are separated by λg / 4, are combined and coupled to the output backside stripline 4 at the same time. However, the size of the switch devices 2a, 2b becomes so large that it cannot be ignored with respect to the length λg / 4 of each of the modulation slot lines 3a, 3b on the line that branches the input high frequency signal. In the case of the millimeter wave, it is impossible to actually arrange the switch devices 2a and 2b at the position immediately after the branch, and in reality, they are only arranged as close as possible to the branch point. As a result, the switch device 2a, 2 at its input end
When b is turned on / off, the output of the two slot lines 3a, 3b of each length λg / 4 whose output ends are in the open / short circuit state. The balanced phase modulator that obtains the modulated output signal with the correct phase shift amount of 0-π does not operate correctly, and the modulation characteristics of the balanced phase modulator with the phase shift amount of 0-π deteriorate. Will cause it.

【0005】本発明の目的は、上述の従来技術の問題点
である平衡位相変調用の一対のスイッチデバイス2a,2b
の大きさが、入力の高周波信号を2分岐する線路上の変
調用の各スロット線路 3a,3bの線路長λg/4 に対して無
視できない程大きくなる超高周波のマイクロ波・ミリ波
が入力信号となった場合でも、該スイッチデバイス2a,2
b が実際に装備できて、且つ合成出力信号として正しい
移相量0-πの被変調出力が得られる様なスロットライン
による平衡位相変調器の回路構成を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a pair of switch devices 2a and 2b for balanced phase modulation, which is a problem of the above-mentioned prior art.
The input signal is an ultra high frequency microwave / millimeter wave whose size is so large that it cannot be ignored with respect to the line length λg / 4 of each slot line 3a, 3b for modulation on the line that branches the input high frequency signal. Even if the switch device 2a, 2
The purpose of the present invention is to provide a circuit configuration of a balanced phase modulator using slot lines so that b can be actually provided and a modulated output having a correct phase shift amount of 0-π can be obtained as a combined output signal.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この目的達成のための本
発明のスロットライン平衡変調器の基本構成は、分布定
数回路の高周波伝送線路の基本特性である (1)線路上で
電圧電流の同じ状態(前記短絡のオンや開放のオフの状
態) が、波長λg の半分λg/2 毎に繰り返し生じるこ
と。(2) 波長の4分の1のλg/4 毎に開放(オフ)状態
と短絡(オン)状態が交互に生じることに着目し、図
1, 図2の回路構成を参照して、誘電体基板(1)の片面
の接地導体面に形成したスロット線路(3)により入力し
た波長λg の高周波信号を2分岐する二つのスロット線
路の各最終部の合成出力用の長さλg/4のスロット線路
(3a,3b)の各入力端の一対のスイッチデバイス(2a,2b)の
各々を外部入力の正負極性をもつ低周波の変調信号によ
りオン/ オフし、該λg/4 のスロット線路(3a,3b)の出
力端を開放/ 短絡の状態として合成し移相量0-πの被変
調出力を得るスロットライン平衡変調器において、該一
対のスイッチデバイス(2a,2b)の線路上の実装位置を、
入力の高周波信号を2分岐するスロット線路の分岐点と
は異なる分岐点から或る特定の長さで互に離隔した位置
として、其のスイッチデバイス(2a,2b)をオン/オフす
ることで前記各長さλg/4 のスロット線路(3a,3b)の出
力端が高周波的に開放/短絡される状態を作り出す様に
する回路手段(図1の例では 3c,3d、図2では 8a,8b)
を設ける構成とする。
To achieve this object, the basic configuration of the slot line balanced modulator of the present invention is the basic characteristics of a high frequency transmission line of a distributed constant circuit. (1) Voltage and current are the same on the line. The state (the short-circuited ON state and the open-circuited OFF state) occurs repeatedly every half wavelength λg / 2 λg / 2. (2) Focusing on the fact that an open (OFF) state and a short-circuit (ON) state alternate every λg / 4 of a quarter of the wavelength, and referring to the circuit configurations of FIG. 1 and FIG. Slot of length λg / 4 for composite output of each final part of two slot lines that split the high frequency signal of wavelength λg input by the slot line (3) formed on one side of the ground conductor surface of the substrate (1) line
Each of the pair of switch devices (2a, 2b) at each input terminal of (3a, 3b) is turned on / off by a low frequency modulation signal with positive / negative polarity of the external input, and the λg / 4 slot line (3a, In the slot line balanced modulator that obtains a modulated output with a phase shift amount of 0-π by synthesizing the output end of 3b) in the open / short circuit state, set the mounting position on the line of the pair of switch devices (2a, 2b). ,
By turning on / off the switch devices (2a, 2b) at positions separated from each other by a certain length from a branch point of a slot line that branches the input high frequency signal into two, Circuit means (3c, 3d in the example of FIG. 1 and 8a, 8b in the example of FIG. 2 to make the output ends of the slot lines (3a, 3b) of each length λg / 4 open / short-circuited at high frequency. )
Is provided.

【0007】この本発明の回路構成によれば、高周波入
力信号がスロット線路3 から二つのスロット線路へ2分
岐した分岐点直後の各長さλg/4 の二つのスロット線路
3a,3bの入力端の分岐点とは異なり該分岐点から特定の
長さの線路を付加した互に充分に離隔した実際に装備で
きる位置にスイッチデバイス2a,2b は実装配置される
が、高周波的には前記分岐した二つの線路上の出力部の
変調合成用の各長さλg/4 のスロット線路 3a,3bの入力
端がオン/オフされて其のスロット線路 3a,3bの出力端
が開放/短絡されると等価的な状態が作り出されるの
で、信号波長λg が短いマイクロ波・ミリ波の超高周波
信号が入力信号となった場合のスロットライン平衡変調
器の回路においても、二つのスイッチデバイス2a,2b を
実際に装備することが出来て、且つ入力の高周波信号に
対して正しい移相量0-πの被変調出力が得られるマイク
ロ波・ミリ波のスロットライン平衡変調器を実現するこ
とが出来ることになる。
According to this circuit configuration of the present invention, two slot lines each having a length λg / 4 immediately after the branch point where the high frequency input signal is branched into two slot lines from the slot line 3
Unlike the branch points at the input ends of 3a and 3b, the switch devices 2a and 2b are mounted and arranged at positions where they can be actually installed sufficiently apart from each other by adding a line of a specific length from the branch points. Specifically, the input ends of the slot lines 3a, 3b of each length λg / 4 for modulation and synthesis of the output parts on the two branched lines are turned on / off and the output ends of the slot lines 3a, 3b are changed. Since an equivalent state is created when opened / shorted, two switches are used in the slot line balanced modulator circuit when an input signal is a microwave / millimeter wave ultra-high frequency signal with a short signal wavelength λg. Realize a microwave / millimeter wave slot line balanced modulator that can actually be equipped with devices 2a and 2b, and that can obtain a modulated output with a correct phase shift amount of 0-π with respect to the input high frequency signal. You will be able to.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】図1は本発明の請求項2に対応す
る実施例のスロットライン平衡変調器の回路構成を示す
外観図であり、図1の(a) は誘電体基板1 の表面の B面
を上から見た平面図であり、(b) は X-X′の断面図であ
る。誘電体基板1 の裏面の A面には、マイクロ波・ミリ
波のRF信号の未変調の入力線と被変調の出力線の両方
のマイクロストリップライン4 (透視)が形成され、其
の表面の B面が接地導体5 となっており、其の接地導体
5 の中に一定幅の溝(スロット)を切った入力用のスロ
ット線路3 と、出力として移相量0-πを生成する変調合
成用の各長さλg/4 の二つのスロット線路3a,3b と、本
発明で新たに二つのスイッチデバイス2a,2b を実際に装
備することが出来る様に入力用のスロット線路3 の2分
岐点から該二つのスロット線路3a,3b の方向に直列に設
けた各長さλg/2 の整数n倍(図1の例ではn=1とし
ている)のスロット線路3c,3d による平衡位相変調器の
回路が形成されている。入力のスロット線路3 の出力端
は、2本のスロットライン3c,3d に分岐され、次にそれ
ぞれの最終出力部の変調合成用のスロットライン3a,3b
に接続される。前記分岐点から波長λg の半分のλg/2
の整数n倍(図1ではn=1)の距離の位置は、同時に
該各長さλg/4 の二つのスロット線路3a,3b の入力端の
位置でもある。其の位置は互に充分に離隔した位置とす
ることが出来るので、スイッチデバイスである互に逆方
向で一対のダイオード2a,2bが配置される。なお、ダイ
オード2a,2b はスロット線路3c,3a の接続部とスロット
線路3d,3b の接続部とにおいて、各々のスロットを跨ぐ
ように実装され、その一方は接地導体5に, 他方はスロ
ット線路3a,3b,3c,3dに囲まれて島となった電極用の導
体6 に接続される。この時、一対のダイオード2a,2b の
方向は、その一方はカソード側、他方はアノード側が電
極用導体6 に接続されるような逆方向パラレルとなって
いる。該ダイオード2a,2b のスイッチ動作は、導体6 に
接続される外部リード7 により印加される正/負の極性
の有る低周波の入力信号(変調信号)によって行われ
る。外部リード7 より印加される正/負の極性の有る入
力信号(変調信号)の或る状態 "正極性" で、ダイオー
ド2bのアノードに其の正極性の信号が加えられて短絡
(オン)の状態を作る。この時、ダイオード 2a,2bから
入力の分岐点に向ってλg/2 だけ離れた地点、即ち分岐
点であるスロットライン3a側の3cの入力端が、短絡(オ
ン)される状態が高周波的に作られるので、入力のRF
信号は一方3cの入力端が短絡状態の分岐線路3c,3a側を
通過せず、他方3dの入力端が開放(オフ)状態となって
いる分岐線路3d,3b側を通過する。ダイオード2bのアノ
ードに負極性の信号が加えられた場合は、逆に分岐線路
3c,3a側を、入力のRF信号が通過する。この結果とし
て、外部入力の正負極性の有る低周波信号(変調信号)
により、入力の高周波信号に対する移相量0-πの平衡変
調器の被変調出力の高周波信号が得られる。
1 is an external view showing a circuit configuration of a slot line balanced modulator of an embodiment corresponding to claim 2 of the present invention. FIG. 1 (a) is a surface of a dielectric substrate 1. 2B is a plan view of the B surface of FIG. 3B when viewed from above, and FIG. On the rear surface A of the dielectric substrate 1, microstrip lines 4 (transparent) for both unmodulated input lines and modulated output lines of microwave / millimeter-wave RF signals are formed. Side B is the ground conductor 5 and its ground conductor
A slot line 3 for input with a groove (slot) of constant width cut in 5 and two slot lines 3a of each length λg / 4 for modulation and synthesis that generate a phase shift amount 0-π as output. 3b and two switch devices 2a and 2b according to the present invention can be installed in series from the two branch points of the input slot line 3 in the direction of the two slot lines 3a and 3b. Further, the circuit of the balanced phase modulator is formed by the slot lines 3c and 3d of integer times n (n = 1 in the example of FIG. 1) of each length λg / 2. The output end of the input slot line 3 is branched into two slot lines 3c and 3d, and then the slot lines 3a and 3b for modulation and synthesis of the final output portions of the respective slots.
Connected to. Λg / 2 which is half the wavelength λg from the branch point
The position of the distance of an integer n times (n = 1 in FIG. 1) is also the position of the input ends of the two slot lines 3a and 3b having the respective lengths λg / 4. Since the positions can be sufficiently separated from each other, a pair of diodes 2a and 2b which are switch devices are arranged in opposite directions. The diodes 2a and 2b are mounted so as to straddle each slot at the connection part of the slot lines 3c and 3a and the connection part of the slot lines 3d and 3b, and one of them is connected to the ground conductor 5 and the other is connected to the slot line 3a. , 3b, 3c, 3d, and is connected to the conductor 6 for an electrode which is an island. At this time, the direction of the pair of diodes 2a and 2b is reverse parallel so that one of them is connected to the cathode side and the other is connected to the electrode conductor 6 on the anode side. The switching operation of the diodes 2a and 2b is performed by a low-frequency input signal (modulation signal) having a positive / negative polarity applied by an external lead 7 connected to the conductor 6. In a certain state "positive polarity" of the input signal (modulation signal) having a positive / negative polarity applied from the external lead 7, the positive polarity signal is applied to the anode of the diode 2b to cause a short circuit (ON). Make a state. At this time, the point distant from the diodes 2a and 2b by λg / 2 toward the input branch point, that is, the input end of 3c on the slot line 3a side, which is the branch point, is short-circuited (turned on) at high frequency. RF input as it is made
The signal does not pass through the branch lines 3c and 3a whose input ends are short-circuited, while passing through the branch lines 3d and 3b whose input ends are open (OFF). If a negative signal is applied to the anode of diode 2b, it will be branched
The input RF signal passes through the 3c and 3a sides. As a result, a low-frequency signal (modulation signal) with positive and negative polarities of the external input
As a result, a high frequency signal of the modulated output of the balanced modulator having a phase shift amount of 0-π with respect to the high frequency signal of the input is obtained.

【0009】図2の a は、本発明の請求項3に対応す
る実施例の構成図である。図1の実施例と同様に、誘電
体基板1 の裏面の A面にRF信号の入出力線のマイクロ
ストリップライン4 (透視)が形成され、表面の B面が
接地導体5 となっていて其の接地導体5 の中に、前記ス
ロット線路3,3a,3b,と、本発明で二つのスイッチデバイ
ス2a,2b を実際に装備することが出来る様に入力用のス
ロット線路3 の2分岐点から該二つのスロット線路3a,3
b に並列に新設した、各長さλg/2 のショートスタブ用
のスロット線路8a,8b とにより平衡変調回路が構成され
ている。この実施例でも、入力のスロット線路3 が2分
岐された二つのスロット線路上の変調合成用線路である
各スロット線路3a,3b の線路長はλg/4 に設定されてい
るが、一般にはλg/4 の奇数倍の長さに設定される。こ
の実施例では入力信号の分岐点の近傍で各λg/4 のスロ
ット線路3a,3b に並列に、各長さλg/2 の整数倍(本例
では整数1倍)のショートスタブと呼ばれる補助線路8
a,8b が配置され、其の途中の分岐点から長さλg/4 の
奇数倍(本例では奇数1倍)の互に離隔した位置に、ダ
イオード2a,2b が実装される。該ダイオード2a,2b への
変調信号入力である正/負の極性をもつ低周波数の印加
電圧は、その一方を2aのアノードから、他方を2bのカソ
ードから印加するように構成される。この印加される変
調信号入力の或る状態の“正極性状態”では、ダイオー
ド2aに其の正極性の電圧が印加され、短絡(オン)の状
態を作る。この時、補助線路8aは長さλg/4 のショート
スタブとして動作するので、分岐点に向ってλg/4 だけ
離れた点即ち分岐点で高周波的に開放(オフ)状態が作
られて、入力のRF信号は分岐点である分岐線路3aの入
力端では断又は減衰し、他方のダイオード2bがオフとな
る分岐線路3bを主として通過することになる。ダイオー
ド2aに負極性の電圧が印加された場合は、逆に補助線路
8aは其の分岐点からλg/4 の位置のダイオード2bがオフ
の開放状態となるので、長さλg/2 のショートスタブと
して動作する。従って、スロット線路3 から入力したR
F信号は、スロット線路3 にショート接続された分岐線
路3aを通過し、この結果として、ダイオード2a,2b のオ
ン/オフにより移相量0-πの平衡位相変調器の被変調出
力が得られる。
FIG. 2a is a block diagram of an embodiment corresponding to claim 3 of the present invention. Similar to the embodiment of FIG. 1, a microstrip line 4 (transparent) for RF signal input / output lines is formed on the A surface of the back surface of the dielectric substrate 1, and the B surface of the front surface is the ground conductor 5. From the two branch points of the input slot line 3 so that the slot lines 3, 3a, 3b and the two switch devices 2a, 2b can be actually equipped in the ground conductor 5 of The two slot lines 3a, 3
A balanced modulation circuit is constructed by slot lines 8a and 8b for short stubs each having a length of λg / 2 newly installed in parallel with b. Also in this embodiment, the line length of each of the slot lines 3a and 3b, which are the lines for modulation and synthesis on the two slot lines into which the input slot line 3 is branched, is set to λg / 4, but generally λg It is set to an odd multiple of / 4. In this embodiment, an auxiliary line called a short stub that is an integer multiple of each length λg / 2 (in this example, an integer multiple) in parallel with each slot line 3a, 3b of each λg / 4 near the branch point of the input signal. 8
a and 8b are arranged, and the diodes 2a and 2b are mounted at positions separated from each other by an odd multiple of the length λg / 4 (one odd in this example) from the branch point in the middle. A low frequency applied voltage having a positive / negative polarity, which is a modulation signal input to the diodes 2a and 2b, is configured so that one of them is applied from the anode of 2a and the other is applied from the cathode of 2b. In a certain “positive polarity state” of the applied modulation signal input, the positive polarity voltage is applied to the diode 2a to create a short circuit (ON) state. At this time, since the auxiliary line 8a operates as a short stub with a length of λg / 4, an open (off) state is created at a high frequency at a point λg / 4 away from the branch point, that is, the input point The RF signal is disconnected or attenuated at the input end of the branch line 3a, which is the branch point, and mainly passes through the branch line 3b in which the other diode 2b is turned off. When a negative voltage is applied to the diode 2a, on the contrary, the auxiliary line
8a operates as a short stub with a length of λg / 2, because the diode 2b at the position of λg / 4 from that branch point is in an open state in which it is off. Therefore, R input from slot line 3
The F signal passes through the branch line 3a short-connected to the slot line 3, and as a result, the modulated output of the balanced phase modulator with the phase shift amount 0-π is obtained by turning on / off the diodes 2a and 2b. .

【0010】図2の(b) は、ダイオード2 (2a,2b)のス
イッチ特性を向上させる為に使用される実装例を示す。
入力信号の主スロット線路3(3a,3b)の脇に、2本の低イ
ンピーダンスで長さλg/4 のオープンスタブ11a,11b を
設け、其の先端の一つの開放パターン12を共通使用する
ことで、正負極性の有る変調信号を印加する電極用導体
9 を島として形成する。この時、オープンスタブ11a,11
b と入力信号の主線路のスロットライン3a,3bとの接続
点が、短絡点となるので、この電極9 を設けたことで生
じる不要なリアクタンスは軽減される。
FIG. 2B shows a mounting example used for improving the switching characteristics of the diode 2 (2a, 2b).
Provide two open stubs 11a, 11b with low impedance and length λg / 4 beside the main slot line 3 (3a, 3b) for the input signal, and use one open pattern 12 at the tip in common. The electrode conductor that applies the modulation signal with positive and negative polarities.
Form 9 as an island. At this time, open stub 11a, 11
The connection point between b and the slot line 3a, 3b of the main line of the input signal is a short-circuit point, so that unnecessary reactance caused by providing the electrode 9 is reduced.

【0011】図3は、本発明の請求項4に対応する実施
例の構成を示す。図2の(a)の長さλg/2 のショートス
タブの2本の補助線路8a,8b を、長さλg/4 の奇数倍
(本例では奇数1倍)のオープンスタブの2本の補助線
路10a,10b に置換したものである。ダイオード2a,2b の
実装は、図2の(b)の実施例と同様である。外部から印
加入力される正負極性の有る変調信号の或る状態 "正極
性"で、ダイオード2aに正極性の信号が加えられオンと
なり、短絡状態を作る。この時、補助線路10a は長さλ
g/4 のショートスタブとして動作するので、分岐点に向
って長さλg/4 だけ離れた点即ち分岐点では高周波的に
は開放(オフ)の状態が作られる。従って、入力のRF
信号は分岐線路3aでは断又は減衰し、分岐線路3bを主と
して通過する。ダイオード2aに負極性の電圧が加えられ
る場合は、逆に補助線路10a は長さλg/4 のオープンス
タブとして動作するので、分岐点では短絡(オン)の状
態が作られて、入力のRF信号は分岐線路3aを通過し、
結果としてダイオード2a,2bのオン, オフにより、長さ
λg/4 の二つの線路3a,3b の出力端が開放/ 短絡の状態
となり、その合成出力として移相量0-πの平衡位相変調
の動作が行われることになる。
FIG. 3 shows the configuration of an embodiment corresponding to claim 4 of the present invention. The two auxiliary lines 8a and 8b of the short stub with the length λg / 2 in FIG. 2A are replaced by two open stubs with an odd multiple of the length λg / 4 (an odd number in this example). It is replaced with lines 10a and 10b. The mounting of the diodes 2a and 2b is the same as that of the embodiment shown in FIG. In a certain state "positive polarity" of a modulation signal having positive and negative polarities applied and input from the outside, a signal of positive polarity is applied to the diode 2a to turn it on to create a short circuit state. At this time, the auxiliary line 10a has a length λ
Since it operates as a g / 4 short stub, an open state (off) is created at a high frequency at a point separated by a length λg / 4 toward the branch point, that is, at the branch point. Therefore, the input RF
The signal is broken or attenuated in the branch line 3a and mainly passes through the branch line 3b. On the contrary, when a negative voltage is applied to the diode 2a, the auxiliary line 10a operates as an open stub with a length of λg / 4, so that a short circuit (on) state is created at the branch point, and the input RF signal is generated. Passes the branch line 3a,
As a result, when the diodes 2a and 2b are turned on and off, the output terminals of the two lines 3a and 3b with a length of λg / 4 are opened / shorted, and the combined output of the phase shift amount 0-π The operation will be performed.

【0012】図4の(a), (b)は、ダイオード2 (2a,2b)
のスイッチ特性を向上させる為の本発明の請求項5,6
に対応する実装例を示す。図4(b) は、ダイオード2(2
a,2b)を、スロット線路3(3a,3b)のなかの特定の一部分
のスロット幅を広くし高インピーダンス線路とした部分
に実装したもので、スロット線路3 の短絡状態を理想的
なものに近付け、ダイオード2 のスイッチング特性を向
上したものであり、図4(a) は、ダイオード2 の近傍か
らλg/4 より短い誘導性のショートスタブ13を立てて該
ダイオード2 の接合容量と並列共振させる事により、ス
ロット線路3 の開放状態を理想的なものに近付け、ダイ
オード2 のスイッチング特性を向上したものである。図
4の(a), (b)の何れの場合も、図1から図3に示す実施
例と組み合わせて使用する事で、スロットライン平衡変
調器の移相量0-πの位相変調器の変調特性をより大きく
改善する効果が得られる。
4A and 4B show the diode 2 (2a, 2b).
5 and 6 of the present invention for improving the switch characteristics of
An example of implementation corresponding to is shown. Figure 4 (b) shows the diode 2 (2
(a, 2b) is mounted on a part of the slot line 3 (3a, 3b) that has a wide slot width to make it a high-impedance line, so that the short-circuited state of the slot line 3 is ideal. This is to improve the switching characteristics of the diode 2 by bringing them closer to each other. In FIG. 4 (a), an inductive short stub 13 shorter than λg / 4 is set up near the diode 2 to resonate in parallel with the junction capacitance of the diode 2. As a result, the open state of the slot line 3 is brought close to an ideal one, and the switching characteristics of the diode 2 are improved. In either case of (a) and (b) of FIG. 4, by using it in combination with the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, it is possible to obtain a phase modulator with a phase shift amount of 0-π of a slot line balanced modulator. The effect of further improving the modulation characteristic can be obtained.

【0013】なお、本発明の技術思想は、上記の実施例
に限られるものでなく、分岐線路上に設ける変調合成用
の各長さλg/4 のスロット線路3a,3b は、λg/4 の整数
倍の長さで良く、必ずしも等しくなくても良い。但し、
分岐線路の回路の平衡性を保つ為に、其の各スイッチデ
バイスの前段に補助線路を付加し、分岐点から合成点ま
での長さを、二つの分岐線路で互に等しくなる様にする
必要がある。
The technical idea of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the slot lines 3a and 3b each having a length λg / 4 for modulation and combination provided on the branch line have a wavelength λg / 4. The length may be an integral multiple, and need not be equal. However,
In order to maintain the balance of the branch line circuit, it is necessary to add an auxiliary line in front of each switch device so that the length from the branch point to the composite point is equal for the two branch lines. There is.

【0014】また、本発明の技術思想は、誘電体基板の
接地導体面に溝を切って形成したスロット線路による平
衡変調器に限られるものでなく、接地導体面の反対面に
誘電体基板を隔てて形成する高周波信号伝送用の導体片
のストリップ線路による平衡変調器にも適用されること
は言うまでもない。
Further, the technical idea of the present invention is not limited to the balanced modulator by the slot line formed by cutting the groove on the ground conductor surface of the dielectric substrate, and the dielectric substrate is provided on the surface opposite to the ground conductor surface. It goes without saying that the present invention is also applied to a balanced modulator using strip lines of conductor pieces for high-frequency signal transmission formed separately.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、入
力の高周波信号を2分岐した二つのスロット線路の各最
終の位相変調用の合成線路で其の各長さλg/4 のスロッ
ト線路の入力端である分岐点に本来は配置されて低周波
数の変調信号入力でオン/ オフされる一対のスイッチデ
バイスを、該分岐点から合成線路の方向に直列に各長さ
λg/2 で互に離隔した点に設置したり、各分岐線路に並
列に該分岐点からスタブとしてλg/4 だけ伸長されたス
ロット線路の出力端に配置すること等で、該スイッチデ
バイスの大きさが、入力の高周波信号の波長λg/4 の長
さの線路と比べ無視できない大きさとなるマイクロ波・
ミリ波の超高周波信号が入力信号となった場合でも、無
視できる低い周波数の高周波信号の場合の動作と同様な
動作を高周波的に行わせることが出来るので、特に波長
の短いミリ波帯で高誘電率の基板を用い実効波長λg が
小さくなる場合でも、スロットラインによる移相量0-π
の平衡変調器を容易に実現できる効果が得られる。
As described above, according to the present invention, each final phase-modulating composite line of two slot lines obtained by bifurcating an input high-frequency signal is a slot line having a length λg / 4. A pair of switch devices, which are originally arranged at the branch point which is the input end of the, and are turned on / off by the low frequency modulation signal input, are connected in series in the direction of the synthetic line from the branch point with each length λg / 2. The size of the switch device can be adjusted by installing the switch device at the output terminal of the slot line that is extended by λg / 4 as a stub from the branch point in parallel with each branch line. A microwave with a size that cannot be ignored compared to a line with a wavelength of λg / 4 for high-frequency signals.
Even when the millimeter-wave ultra-high-frequency signal becomes an input signal, it is possible to perform the same high-frequency operation as that for a high-frequency signal with a negligible low frequency, so it is particularly effective in the millimeter-wave band where the wavelength is short. Even if the effective wavelength λg is reduced using a substrate with a dielectric constant, the amount of phase shift due to the slot line is 0-π
The effect of easily realizing the balanced modulator of is obtained.

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

【図1】 本発明の請求項1のスロットライン平衡変調
器の原理的な構成図であり、請求項2に対応する実施例
の回路構成図
1 is a principle configuration diagram of a slot line balanced modulator according to claim 1 of the present invention, and a circuit configuration diagram of an embodiment corresponding to claim 2;

【図2】 本発明の請求項3に対応する実施例のスロッ
トライン平衡変調器の回路構成図
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a slot line balanced modulator of an embodiment corresponding to claim 3 of the present invention.

【図3】 本発明の請求項4に対応する実施例のスロッ
トライン平衡変調器の回路構成図
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a slot line balanced modulator of an embodiment corresponding to claim 4 of the present invention.

【図4】 本発明の請求項5,6に対応する実施例にお
けるダイオードのスイッチ効果を向上させる構成図
FIG. 4 is a configuration diagram for improving a switching effect of a diode in an embodiment corresponding to claims 5 and 6 of the present invention.

【図5】 従来例のスロットライン平衡変調器の回路構
成図
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a conventional slot line balanced modulator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1は誘電体基板、2, 2a,2bはスイッチデバイスで一対の
ダイオード、3, 3a,3bはスロット線路、3c,3d は本発明
で新設したλg/2 の整数倍の補助線路、4 は入出力のマ
イクロストリップ線路、5 は接地導体、6 はダイオード
2 の電極用の導体、7 は外部入力の低周波変調信号の印
加用のリード、8a,8b は補助線路として本発明で新設し
たスロット線路であり, 長さλg/2 のショートスタブ、
9 はダイオード2 の電極用導体、10a,10b も補助線路と
してのスロット線路であり, 長さλg/4 のオープンスタ
ブ、11a,11b は低インピーダンスで長さλg/4 のスロッ
ト線路であり, オープンスタブ、12はオープンスタブ用
の開放パターン、13はダイオード2 の接合容量と並列共
振させる為のスロット線路であり, 長さλg/4 以下の誘
導性のショートスタブである。
Reference numeral 1 is a dielectric substrate, 2, 2a and 2b are switch devices, a pair of diodes, 3, 3a and 3b are slot lines, 3c and 3d are auxiliary lines that are integral multiples of λg / 2 newly established by the present invention, and 4 is an input line. Output microstrip line, 5 is ground conductor, 6 is diode
The conductor for the electrode of 2, the lead for applying the low frequency modulation signal of the external input, 8a and 8b are the slot lines newly established in the present invention as auxiliary lines, the short stub with the length λg / 2,
9 is an electrode conductor for diode 2, 10a and 10b are also slot lines as auxiliary lines, open stubs with length λg / 4, 11a and 11b are slot lines with low impedance and length λg / 4. A stub, 12 is an open pattern for an open stub, 13 is a slot line for parallel resonance with the junction capacitance of the diode 2, and is an inductive short stub with a length of λg / 4 or less.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 志垣 雅文 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masafumi Shigaki 4-1-1 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fujitsu Limited

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 誘電体基板の片面の接地導体面に形成し
たスロット線路により入力した波長λg の高周波信号を
2分岐する二つのスロット線路の各最終部の合成出力用
の長さλg/4 のスロット線路の各入力端の一対のスイッ
チデバイスの各々を外部入力の正負極性をもつ低周波変
調信号によりオン/ オフし該λg/4 のスロット線路の出
力端を開放/ 短絡の状態として合成し移相量0-πの被変
調出力を得るスロットライン平衡変調器において、該一
対のスイッチデバイスの線路上の実装位置を、入力の高
周波信号を2分岐するスロット線路の分岐点とは異なる
分岐点から或る特定の長さで互に離隔した位置とし、オ
ン/オフすることで前記各長さλg/4 のスロット線路の
出力端が高周波的に開放/短絡される状態を作り出す様
にする回路手段を設けたことを特徴とするスロットライ
ン平衡変調器。
1. A synthetic output length λg / 4 of each final part of two slot lines for bifurcating two high frequency signals having a wavelength λg input by a slot line formed on one side of a ground conductor surface of a dielectric substrate. Each of the pair of switch devices at each input end of the slot line is turned on / off by a low frequency modulation signal having a positive / negative polarity of the external input, and the output end of the slot line of λg / 4 is synthesized as an open / short state and transferred. In a slot-line balanced modulator that obtains a modulated output with a phase amount of 0-π, the mounting position on the line of the pair of switch devices is from a branch point different from the branch point of the slot line that splits the input high-frequency signal into two. Circuit means for arranging them at positions separated from each other by a certain specific length, and by turning them on / off, a state in which the output end of the slot line of each length λg / 4 is opened / shorted at high frequency That Characteristic slot line balanced modulator.
【請求項2】 前記請求項1の回路手段の中の該一対の
スイッチデバイスの各々を線路上に配置する或る特定の
位置が、該入力信号を2分岐したそれぞれの長さλg/4
のスロット線路の方向に直列に、該分岐点から波長λg
の半分の整数倍の長さの線路の出力端の位置としたこと
を特徴とするスロットライン平衡変調器。
2. A certain position in the circuit means of claim 1 where each of the pair of switch devices is arranged on a line is a length λg / 4 of the input signal divided into two.
Wavelength series λg from the branch point in series in the direction of the slot line of
A slot line balanced modulator, characterized in that the position of the output end of the line having a length that is an integral multiple of half is set.
【請求項3】 前記請求項1の回路手段の中の該一対の
スイッチデバイスの各々を配置する或る特定の位置が、
該入力信号を2分岐したそれぞれの長さλg/4 のスロッ
ト線路に並列に該分岐点から波長の半分の整数倍の長さ
を持つショートスタブを設け該分岐点から該スタブの中
の波長の 1/4の奇数倍の長さの位置としたことを特徴と
するスロットライン平衡変調器。
3. A particular position in the circuit means of claim 1 in which each of the pair of switch devices is disposed,
A short stub having a length of an integral multiple of half the wavelength from the branch point is provided in parallel with each slot line having a length of λg / 4 obtained by branching the input signal from the branch point to the wavelength of the stub. A slot line balanced modulator characterized in that the position is an odd multiple of 1/4.
【請求項4】 前記請求項1の回路手段の中の該一対の
スイッチデバイスの各々を配置する或る特定の位置が、
該入力信号を2分岐したそれぞれの長さλg/4 のスロッ
ト線路に並列に該分岐点から波長の 1/4の奇数倍の長さ
を持つオープンスタブを設け該分岐点から該スタブのな
かの波長の 1/4の奇数倍の距離の位置としたことを特徴
とするスロットライン平衡変調器。
4. A particular position in the circuit means of claim 1 in which each of the pair of switch devices is disposed,
An open stub having a length that is an odd multiple of 1/4 of the wavelength from the branch point is provided in parallel with each slot line having a length of λg / 4, which is obtained by branching the input signal. A slot line balanced modulator characterized in that it is located at a distance that is an odd multiple of 1/4 of the wavelength.
【請求項5】 前記請求項1の回路手段の中の該一対の
スイッチデバイスをスロット線路上の所定の位置に実装
する場合、主スロット線路よりも広いスロット幅を持つ
高インピーダンスの線路とし其処に該一対のスイッチデ
バイスを実装することを特徴としたスロットライン平衡
変調器。
5. When the pair of switch devices in the circuit means according to claim 1 is mounted at a predetermined position on a slot line, a high impedance line having a slot width wider than the main slot line is provided. A slot line balanced modulator characterized by mounting the pair of switch devices.
【請求項6】 前記請求項1の回路手段の中の該一対の
スイッチデバイスとしてダイオードを用いる場合に、主
スロット線路の脇に、波長の 1/4より短い長さの誘導性
のショートスタブを設け、各ダイオードの接合容量と並
列共振させることを特徴としたスロットライン平衡変調
器。
6. When using a diode as the pair of switch devices in the circuit means of claim 1, an inductive short stub having a length shorter than 1/4 wavelength is provided beside the main slot line. A slot line balanced modulator characterized in that it is provided and resonates in parallel with the junction capacitance of each diode.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11245166B2 (en) 2017-05-29 2022-02-08 Mitsubishi Electric Corporation High frequency mixer

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