JPH1093349A - Frequency multiplier - Google Patents

Frequency multiplier

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JPH1093349A
JPH1093349A JP8244605A JP24460596A JPH1093349A JP H1093349 A JPH1093349 A JP H1093349A JP 8244605 A JP8244605 A JP 8244605A JP 24460596 A JP24460596 A JP 24460596A JP H1093349 A JPH1093349 A JP H1093349A
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JP
Japan
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signal
output
transmission line
transistor
fundamental wave
Prior art date
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Pending
Application number
JP8244605A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Manabu Sawada
学 澤田
Kunihiko Sasaki
佐々木  邦彦
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to EP97115956A priority patent/EP0829953A3/en
Priority to US08/928,395 priority patent/US6066997A/en
Priority to EP07004610A priority patent/EP1811647A1/en
Publication of JPH1093349A publication Critical patent/JPH1093349A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase an output power of a multiplied output signal by activating a transistor(TR) at a point at which nonlinearity in an input and output characteristic of the TR is more increased so as to improve the conversion gain. SOLUTION: The frequency multiplier 31 is configured in such a way that an input signal is given to a TR 32 via an input matching circuit 33 and a multiplied output signal outputted from the TR 32 is outputted through a reflection type fundamental wave signal band suppression circuit 41 and an output matching circuit 42. In this case, a transmission line 40 which generates a standing wave is provided between an output terminal of the TR 32 and an input terminal to the reflection type fundamental wave signal band suppression circuit 41. Through the constitution above, since a voltage applied to an output terminal of the TR 32 is increased, the TR 32 is operated at a point where the nonlinearity of the input output characteristic of the TR 32 is much increased so as to increase output power of the multiplied output signal.

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、マイクロ波やミリ
波等の周波数帯域の信号を入力して、その逓倍出力信号
を出力するように構成された周波数逓倍器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency multiplier configured to receive a signal in a frequency band such as a microwave or a millimeter wave and output a multiplied output signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】周波数逓倍器は、トランジスタ等の入出
力特性の非線形性を利用して、入力信号の周波数の整数
倍の周波数信号(即ち、逓倍出力信号)を出力するよう
に構成されている。この構成の場合、逓倍出力信号の電
力をより大きくすると共に、不要信号の電力をより小さ
くすることが要求されている。ここで、不要出力とは、
トランジスタ等から出力される出力信号のうちの逓倍出
力信号以外の信号である低次及び高次の周波数信号のこ
とである。この不要出力の中で、入力信号の周波数と同
じ周波数の出力信号を基本波信号という。この基本波信
号の出力電力は逓倍出力信号の出力電力よりも大きい場
合が多いため、この基本波信号を出力させないように抑
圧する回路が上記周波数逓倍器に設けられている。
2. Description of the Related Art A frequency multiplier is configured to output a frequency signal that is an integral multiple of the frequency of an input signal (ie, a multiplied output signal) by utilizing the nonlinearity of input / output characteristics of a transistor or the like. . In the case of this configuration, it is required that the power of the multiplied output signal be made larger and the power of the unnecessary signal be made smaller. Here, the unnecessary output is
Low-order and high-order frequency signals that are signals other than the multiplied output signal among the output signals output from the transistors and the like. Among these unnecessary outputs, an output signal having the same frequency as the frequency of the input signal is called a fundamental signal. Since the output power of the fundamental wave signal is often higher than the output power of the multiplied output signal, a circuit for suppressing the output of the fundamental wave signal is provided in the frequency multiplier.

【0003】このような周波数逓倍器は、基本的には、
入力整合回路とトランジスタと基本波信号帯域抑圧回路
と出力整合回路とから構成されている。上記入力整合回
路は入力信号の周波数に対して整合をとる回路であり、
上記出力整合回路は逓倍出力信号の周波数に対して整合
をとる回路である。また、基本波信号帯域抑圧回路とし
ては、基本波信号(不要信号)を反射する反射型の回路
を使用することが一般的である。
[0003] Such a frequency multiplier is basically composed of
It comprises an input matching circuit, a transistor, a fundamental wave signal band suppression circuit, and an output matching circuit. The input matching circuit is a circuit that matches the frequency of the input signal,
The output matching circuit is a circuit that matches the frequency of the multiplied output signal. Further, as the fundamental wave signal band suppressing circuit, a reflection type circuit that reflects a fundamental wave signal (unnecessary signal) is generally used.

【0004】一方、上記構成の周波数逓倍器をモノリシ
ックマイクロ波集積回路(MMIC)で構成したもの
が、従来より知られている。この構成の一例として、
「“A60GHz MMIC STABILIZED
FREQUENCY SOURCE COMPOSED
OF A 30GHz DRO AND A DOU
BLER“ 1995 IEEE Microwave
Symp.Digest pp.71−74」に示さ
れた周波数逓倍器がある。この周波数逓倍器の具体的構
成を、図7に示す。
[0004] On the other hand, there has been conventionally known a frequency multiplier having the above-mentioned configuration formed of a monolithic microwave integrated circuit (MMIC). As an example of this configuration,
"" A60GHz MMIC STABILIZED
FREQUENCY SOURCE COMPOSED
OF A 30 GHz DRO AND A DOU
BLER, 1995 IEEE Microwave
Symp. Digest pp. 71-74 ". FIG. 7 shows a specific configuration of this frequency multiplier.

【0005】この図7に示すように、周波数逓倍器1
は、入力整合回路2とトランジスタ3と反射型基本波信
号帯域抑圧回路4と出力整合回路5とを有して構成され
ている。上記入力整合回路2は、伝送線路6とスタブ7
とから構成されており、この伝送線路6とスタブ7の接
続点をコンデンサ8の一端に接続し、このコンデンサ8
の他端を入力端子9としている。また、トランジスタ3
は例えばFETから構成されており、そのゲートを、入
力整合回路2の伝送線路6の他端に接続すると共に、伝
送線路10及びコンデンサ11を介して接地している。
As shown in FIG. 7, a frequency multiplier 1
Is configured to include an input matching circuit 2, a transistor 3, a reflection type fundamental wave signal band suppression circuit 4, and an output matching circuit 5. The input matching circuit 2 includes a transmission line 6 and a stub 7
The connection point between the transmission line 6 and the stub 7 is connected to one end of a capacitor 8.
Is an input terminal 9. Transistor 3
Is composed of, for example, an FET, and its gate is connected to the other end of the transmission line 6 of the input matching circuit 2 and grounded via the transmission line 10 and the capacitor 11.

【0006】更に、反射型基本波信号帯域抑圧回路4は
オープンスタブ12から構成され、出力整合回路5は伝
送線路13とスタブ14とから構成されている。トラン
ジスタ3のドレインは、上記スタブ12の一端に接続さ
れると共に、伝送線路13の一端に接続され、更に、伝
送線路15及びコンデンサ16を介して接地されてい
る。トランジスタ3のソースは接地されている。また、
伝送線路13とスタブ14の接続点がコンデンサ17の
一端に接続され、このコンデンサ17の他端が出力端子
18となっている。尚、伝送線路10とコンデンサ11
の接続点を、ゲートバイアスを供給する電圧端子19と
し、また、伝送線路15とコンデンサ16の接続点を、
ドレインバイアスを供給する電圧端子20としている。
Further, the reflection type fundamental wave signal band suppressing circuit 4 is composed of an open stub 12, and the output matching circuit 5 is composed of a transmission line 13 and a stub 14. The drain of the transistor 3 is connected to one end of the stub 12, connected to one end of the transmission line 13, and further grounded via the transmission line 15 and the capacitor 16. The source of the transistor 3 is grounded. Also,
A connection point between the transmission line 13 and the stub 14 is connected to one end of a capacitor 17, and the other end of the capacitor 17 is an output terminal 18. The transmission line 10 and the capacitor 11
Is a voltage terminal 19 for supplying a gate bias, and a connection point between the transmission line 15 and the capacitor 16 is
It is a voltage terminal 20 for supplying a drain bias.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した構
成の周波数逓倍器においては、トランジスタの入出力特
性の非線形性を利用して逓倍出力信号を生成する構成で
あるので、一般的に、その変換利得が非常に小さくなっ
てしまう、換言すると、逓倍出力信号の出力電力が小さ
くなってしまうという特性がある。このため、周波数逓
倍器の変換利得を大きくすることが強く望まれている。
In the frequency multiplier having the above-described structure, a multiplied output signal is generated by utilizing the nonlinearity of the input / output characteristics of the transistor. There is a characteristic that the gain becomes very small, in other words, the output power of the multiplied output signal becomes small. Therefore, it is strongly desired to increase the conversion gain of the frequency multiplier.

【0008】そこで、本発明者は、周波数逓倍器の変換
利得を大きくしようとして、種々の実験を試みた。ま
ず、トランジスタの入出力特性の非線形性がより大きく
なる点でトランジスタを動作させると、逓倍出力信号の
出力電力が大きくなるという特性が知られているので、
本発明者はこの特性に着目した。そして、トランジスタ
の入出力特性の非線形性がより大きくなる点で、トラン
ジスタを動作させるためには、トランジスタの出力端子
にかかる高周波電圧を高くすれば良いことに本発明者は
気付いた。
Therefore, the inventor tried various experiments to increase the conversion gain of the frequency multiplier. First, it is known that operating the transistor at the point where the nonlinearity of the input / output characteristics of the transistor becomes larger increases the output power of the multiplied output signal.
The inventor paid attention to this characteristic. The present inventor has noticed that in order to operate the transistor, the high-frequency voltage applied to the output terminal of the transistor should be increased in that the nonlinearity of the input / output characteristics of the transistor becomes larger.

【0009】ここで、トランジスタの出力端子にかかる
電圧を高くする方法として、外から電圧を印加するため
の電圧端子をトランジスタの出力端子に接続する方法が
容易に考えられる。しかしながら、このように電圧を印
加した場合、直流電圧レベルが高くなるのみで、本発明
者の意図しているような高周波電圧が高くなる効果は期
待できない。
Here, as a method of increasing the voltage applied to the output terminal of the transistor, a method of connecting a voltage terminal for applying a voltage from the outside to the output terminal of the transistor can be easily considered. However, when such a voltage is applied, only the DC voltage level increases, and the effect of increasing the high-frequency voltage as intended by the inventor cannot be expected.

【0010】このため、本発明者は、外から電圧を印加
することなく、トランジスタの出力端子にかかる電圧を
高くする方法がないかと考えた。ここで、本発明者は、
トランジスタの出力端子から出力された基本波信号が反
射型基本波信号帯域抑圧回路で反射し、更に、この反射
信号がトランジスタの出力端子で反射することを繰り返
すことにより、トランジスタの出力端子と反射型基本波
信号帯域抑圧回路の入力端子とを接続する部分(伝送線
路)で反射減衰していることに着目した。そして、本発
明者は、上記反射減衰する基本波信号を利用してトラン
ジスタの出力端子にかかる電圧を高くできるのではない
かと考え、この考えを押し進めた結果、上記基本波信号
及び反射信号に基づいて定在波を発生する機能を有する
伝送線路を、トランジスタの出力端子と反射型基本波信
号帯域抑圧回路の入力端子との間に設ける構成を発明し
た。
For this reason, the present inventor has considered whether there is a method of increasing the voltage applied to the output terminal of the transistor without applying a voltage from outside. Here, the present inventor:
The fundamental wave signal output from the output terminal of the transistor is reflected by the reflection type fundamental wave signal band suppression circuit, and furthermore, the reflection signal is repeatedly reflected at the output terminal of the transistor. Attention has been paid to the fact that the reflection is attenuated at the portion (transmission line) connecting to the input terminal of the fundamental wave signal band suppression circuit. The inventor of the present invention has thought that the voltage applied to the output terminal of the transistor can be increased by using the fundamental wave signal that is attenuated by reflection, and as a result of pushing this idea forward, based on the fundamental wave signal and the reflected signal, A transmission line having a function of generating a standing wave is provided between the output terminal of the transistor and the input terminal of the reflection type fundamental wave signal band suppression circuit.

【0011】そして、上記発明の動作を確かめるため
に、本発明者は、定在波を発生する伝送線路をトランジ
スタの出力端子と反射型基本波信号帯域抑圧回路の入力
端子との間に設けた周波数逓倍器のMMICを作製する
実験を行った。そして、この作製した周波数逓倍器から
出力される逓倍出力信号の出力電力及び変換利得を測定
してみたところ、出力電力及び変換利得がかなり大きく
なっていることを実際に確認した。この作製した周波数
逓倍器のMMICの具体的構成並びに測定結果について
は、発明の実施の形態の欄で詳細に説明する。
In order to confirm the operation of the present invention, the inventor has provided a transmission line for generating a standing wave between the output terminal of the transistor and the input terminal of the reflection type fundamental wave signal band suppression circuit. An experiment for producing a frequency multiplier MMIC was performed. Then, when the output power and the conversion gain of the multiplied output signal output from the manufactured frequency multiplier were measured, it was actually confirmed that the output power and the conversion gain were considerably large. The specific configuration and measurement results of the MMIC of the manufactured frequency multiplier will be described in detail in the section of the embodiment of the invention.

【0012】本発明の目的は、トランジスタの入出力特
性の非線形性がより大きくなる点でトランジスタが動作
するように構成することにより、変換利得を向上させる
と共に、逓倍出力信号の出力電力を大きくすることがで
きる周波数逓倍器を提供するにある。
An object of the present invention is to improve the conversion gain and increase the output power of the multiplied output signal by configuring the transistor to operate at a point where the nonlinearity of the input / output characteristics of the transistor becomes larger. It is an object of the present invention to provide a frequency multiplier.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明によれ
ば、トランジスタの出力端子と反射型基本波信号帯域抑
圧回路の入力端子の間に、定在波を発生する所定長さの
伝送線路を設ける構成としたので、トランジスタの出力
端子にかかる電圧を高くすることができ、トランジスタ
の入出力特性の非線形性がより大きくなる点でトランジ
スタが動作するようになる。この結果、変換利得が向上
すると共に、逓倍出力信号の出力電力が大きくなる。そ
して、この構成の場合、定在波を発生する機能を有する
伝送線路は、その長さを調節するだけで比較的簡単に設
計することが可能であるので、容易に実現することがで
きる。
According to the first aspect of the present invention, a transmission line of a predetermined length for generating a standing wave is provided between an output terminal of a transistor and an input terminal of a reflection type fundamental wave signal band suppression circuit. Is provided, the voltage applied to the output terminal of the transistor can be increased, and the transistor operates at a point where the nonlinearity of the input / output characteristics of the transistor becomes larger. As a result, the conversion gain is improved and the output power of the multiplied output signal is increased. In the case of this configuration, a transmission line having a function of generating a standing wave can be relatively easily designed simply by adjusting its length, and thus can be easily realized.

【0014】請求項2の発明によれば、伝送線路の長さ
を、トランジスタから出力される基本波信号の位相と、
反射型基本波信号帯域抑圧回路で反射された基本波信号
が更にトランジスタの出力端子で反射された信号の位相
とが同位相となるように設定した。これにより、定在波
の振幅が最大になるから、トランジスタの出力端子にか
かる電圧も最大になる。従って、トランジスタの入出力
特性の非線形性が最大になる点でトランジスタが動作す
るようになるから、変換利得を最大にすることができ
る。
According to the second aspect of the invention, the length of the transmission line is determined by the phase of the fundamental wave signal output from the transistor,
The fundamental wave signal reflected by the reflection type fundamental wave signal band suppression circuit was further set so that the phase of the signal reflected by the output terminal of the transistor was the same as that of the signal. Thereby, the amplitude of the standing wave becomes maximum, and the voltage applied to the output terminal of the transistor also becomes maximum. Therefore, since the transistor operates at the point where the nonlinearity of the input / output characteristics of the transistor is maximized, the conversion gain can be maximized.

【0015】請求項3の発明によれば、伝送線路の長さ
を、トランジスタから出力される基本波信号と、反射型
基本波信号帯域抑圧回路で反射された基本波信号が更に
トランジスタの出力端子で反射された信号とが互いに強
め合うような位相関係となるように設定した。これによ
り、基本波信号とその反射信号とが強め合うように重畳
されるようになるから、トランジスタの出力端子にかか
る電圧が上記伝送線路が存在しない場合に比べて大きく
なる。従って、トランジスタの入出力特性の非線形性が
より大きくなる点でトランジスタが動作するようになる
から、変換利得及び出力電力を大きくすることができ
る。
According to the third aspect of the present invention, the length of the transmission line is changed by the fundamental signal output from the transistor and the fundamental signal reflected by the reflection-type fundamental signal band suppression circuit, further by the output terminal of the transistor. Are set so that the signals reflected by the above have a phase relationship that reinforces each other. As a result, the fundamental wave signal and its reflected signal are superimposed so as to reinforce each other, so that the voltage applied to the output terminal of the transistor becomes larger than when the transmission line does not exist. Therefore, the transistor operates at a point where the nonlinearity of the input / output characteristics of the transistor becomes larger, so that the conversion gain and the output power can be increased.

【0016】この構成の場合、請求項4の発明に記載さ
れたように、位相差φdが、式(1)で決められる範囲
内に属するように、伝送線路の長さを設定すると、基本
波信号とその反射信号とが互いに強め合うような関係に
実際に構成することができる。これにより、変換利得を
向上させることができると共に、逓倍出力信号の出力電
力を大きくすることができる。そして、請求項5の発明
に記載されたように、位相差φdを定義する構成とする
と、伝送線路の長さを計算により容易に設定することが
できる。
In this configuration, when the length of the transmission line is set such that the phase difference φd falls within the range determined by the equation (1), the fundamental wave The signal and its reflected signal can be actually constructed in such a way that they reinforce each other. As a result, the conversion gain can be improved, and the output power of the multiplied output signal can be increased. Further, when the phase difference φd is defined as described in the invention of claim 5, the length of the transmission line can be easily set by calculation.

【0017】また、請求項6の発明によれば、逓倍出力
信号として偶数次の高調波信号を出力する場合、反射型
基本波信号帯域抑圧回路を、抑圧する基本波信号周波数
に対応した伝送線路内波長λの1/4長のオープンスタ
ブまたは1/2長のショートスタブから構成した。これ
により、反射型基本波信号帯域抑圧回路を比較的簡単な
構成にて容易に実現することができる。
According to the sixth aspect of the present invention, when an even-order harmonic signal is output as the multiplied output signal, the transmission line corresponding to the fundamental signal frequency to suppress the reflection type fundamental signal band suppression circuit is suppressed. An open stub having a quarter length of the internal wavelength λ or a short stub having a half length was used. This makes it possible to easily realize the reflection-type fundamental signal band suppression circuit with a relatively simple configuration.

【0018】更に、請求項7の発明によれば、逓倍出力
信号として奇数次の高調波信号を出力する場合、反射型
基本波信号帯域抑圧回路を、抑圧する基本波信号周波数
に対応した信号を減衰させる機能を有するバンドパスフ
ィルタから構成した。これにより、反射型基本波信号帯
域抑圧回路を比較的簡単な構成にて容易に実現すること
ができる。
According to the seventh aspect of the present invention, when an odd-order harmonic signal is output as a multiplied output signal, the reflection type fundamental wave signal band suppressing circuit converts the signal corresponding to the fundamental wave signal frequency to be suppressed. It consisted of a bandpass filter having the function of attenuating. This makes it possible to easily realize the reflection-type fundamental signal band suppression circuit with a relatively simple configuration.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施例につ
いて図1ないし図4を参照しながら説明する。この第1
の実施例の周波数逓倍器は、例えばFMCW方式のミリ
波レーダシステム用の信号源の一部分として使用するた
めのものであり、入力信号の周波数(例えば30GH
z)を2逓倍(60GHzに変換)して出力する機能を
有している。まず、図1は、上記第1の実施例の周波数
逓倍器31の電気回路構成を示す図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This first
Is used as a part of a signal source for a millimeter wave radar system of the FMCW system, for example, and the frequency of an input signal (for example, 30 GHz) is used.
z) is doubled (converted to 60 GHz) and output. First, FIG. 1 is a diagram showing an electric circuit configuration of the frequency multiplier 31 of the first embodiment.

【0020】この図1に示すように、周波数逓倍器31
の能動素子としてのトランジスタ32は、例えばInP
基板上に作製したInAlAs/歪InGaAsヘテロ
構造を用いた高電子移動度トランジスタ(以下HEMT
と称する)から構成されている。このHEMT32のゲ
ート長は0.5μmであり、単位ゲート幅は25μmで
あり、フィンガー数は2本である。
As shown in FIG. 1, the frequency multiplier 31
The transistor 32 as an active element of InP
High electron mobility transistor (hereinafter referred to as HEMT) using an InAlAs / strained InGaAs heterostructure fabricated on a substrate.
). The gate length of this HEMT 32 is 0.5 μm, the unit gate width is 25 μm, and the number of fingers is two.

【0021】上記HEMT32のゲートには、入力整合
回路33が接続されている。この入力整合回路33は、
伝送線路34とスタブ35を接続して構成されている。
この場合、入力整合回路33の伝送線路34及びスタブ
35は、30GHz帯の入力信号に対して整合をとるよ
うに構成されている。そして、上記伝送線路34の一端
(スタブ35と接続しない側の端子)を上記HEMT3
2のゲートに接続している。また、伝送線路34とスタ
ブ35の接続点をコンデンサ36の一端に接続し、この
コンデンサ36の他端を入力端子37とし、この入力端
子37に入力信号を入力するように構成されている。更
に、スタブ35の他端(伝送線路34と接続しない側の
端子)は、コンデンサ38を介して接地されていると共
に、ゲートバイアスを供給する電圧端子39となってい
る。
An input matching circuit 33 is connected to the gate of the HEMT 32. This input matching circuit 33
The transmission line 34 and the stub 35 are connected.
In this case, the transmission line 34 and the stub 35 of the input matching circuit 33 are configured to match a 30 GHz band input signal. Then, one end of the transmission line 34 (the terminal not connected to the stub 35) is connected to the HEMT 3
2 gate. The connection point between the transmission line 34 and the stub 35 is connected to one end of a capacitor 36, the other end of the capacitor 36 is used as an input terminal 37, and an input signal is input to the input terminal 37. Further, the other end of the stub 35 (the terminal on the side not connected to the transmission line 34) is grounded via a capacitor 38 and serves as a voltage terminal 39 for supplying a gate bias.

【0022】また、HEMT32のドレインはトランジ
スタの出力端子を構成するものであり、このドレインに
は、定在波を発生する伝送線路40の一端が接続されて
いる。この伝送線路40の具体的構成及びその動作につ
いては後述する。上記伝送線路40の他端には、反射型
基本波信号帯域抑圧回路41及び出力整合回路42の入
力端子が接続されている。
The drain of the HEMT 32 constitutes the output terminal of the transistor. One end of a transmission line 40 for generating a standing wave is connected to this drain. The specific configuration and operation of the transmission line 40 will be described later. The other end of the transmission line 40 is connected to input terminals of a reflection type fundamental wave signal band suppression circuit 41 and an output matching circuit 42.

【0023】上記反射型基本波信号帯域抑圧回路41
は、基本波信号の周波数(本実施例の場合、30GH
z)に対応した線路内波長λの1/4長のオープンスタ
ブ43から構成されている。このオープンスタブ43の
一端が、反射型基本波信号帯域抑圧回路41の入力端子
であり、上記伝送線路40の他端に接続されている。ま
た、出力整合回路42は、伝送線路44とスタブ45を
接続して構成されている。この場合、出力整合回路42
の伝送線路44及びスタブ45は、60GHz帯の出力
信号に対して整合をとるように構成されている。そし
て、上記伝送線路44の一端(スタブ45と接続しない
側の端子)を、上記伝送線路40の他端に接続してい
る。また、伝送線路44とスタブ45の接続点をコンデ
ンサ46の一端に接続し、このコンデンサ46の他端を
出力端子47としている。この出力端子47から、逓倍
出力信号(本実施例の場合、60GHzの周波数信号)
を出力するように構成されている。
The reflection type fundamental wave signal band suppression circuit 41
Is the frequency of the fundamental signal (30 GHz in this embodiment)
An open stub 43 having a quarter length of the in-line wavelength λ corresponding to z). One end of the open stub 43 is an input terminal of the reflection type fundamental wave signal band suppression circuit 41 and is connected to the other end of the transmission line 40. The output matching circuit 42 is configured by connecting a transmission line 44 and a stub 45. In this case, the output matching circuit 42
The transmission line 44 and the stub 45 are configured to match the output signal in the 60 GHz band. Then, one end of the transmission line 44 (the terminal on the side not connected to the stub 45) is connected to the other end of the transmission line 40. A connection point between the transmission line 44 and the stub 45 is connected to one end of a capacitor 46, and the other end of the capacitor 46 is used as an output terminal 47. From this output terminal 47, a multiplied output signal (in the case of this embodiment, a 60 GHz frequency signal)
Is configured to be output.

【0024】また、スタブ45の他端(伝送線路44と
接続しない側の端子)は、コンデンサ48を介して接地
されている。このコンデンサ48とスタブ45の接続点
が、ドレインバイアスを供給する電圧端子49となって
いる。更に、HEMT32のソースは接地されている。
The other end of the stub 45 (the terminal not connected to the transmission line 44) is grounded via a capacitor 48. The connection point between the capacitor 48 and the stub 45 is a voltage terminal 49 for supplying a drain bias. Further, the source of the HEMT 32 is grounded.

【0025】そして、上記した周波数逓倍器31を構成
する各回路要素(即ち、HEMT32、伝送線路34、
40、44、スタブ35、43、45、コンデンサ3
6、38、46、48、端子37、39、47、49)
は、例えばInP基板上に集積して形成されており、も
って、周波数逓倍器31がMMICとして作製されてい
る。この作製した周波数逓倍器31は、30GHz帯の
入力信号を入力して、60GHz帯(2逓倍)の出力信
号を出力するMMIC(のチップ)である。
Each of the circuit elements (ie, the HEMT 32, the transmission line 34,
40, 44, stubs 35, 43, 45, condenser 3
6, 38, 46, 48, terminals 37, 39, 47, 49)
Are integrated on an InP substrate, for example, so that the frequency multiplier 31 is manufactured as an MMIC. The manufactured frequency multiplier 31 is an MMIC (chip) that receives an input signal in a 30 GHz band and outputs an output signal in a 60 GHz band (doubled).

【0026】また、上記MMICを作製するに際して、
伝送線路及びスタブとしては図2に示す構成のコプレー
ナ線路50を用いた。このコプレーナ線路50は、In
P基板51上に配設された信号線52と、この信号線5
2の両側に配設された接地電極53、53とから構成さ
れている。ここで、信号線52及び接地電極53は例え
ば金で形成されている。そして、信号線52の幅寸法W
sを50μmとし、信号線52と接地電極53との間隔
Wgを43μmとした。この構成の場合、上記コプレー
ナ線路50内における30GHzの高周波信号の波長
(線路内波長)は、計算によると約3900μmとなっ
た。
In producing the above MMIC,
As the transmission line and the stub, a coplanar line 50 having the configuration shown in FIG. 2 was used. This coplanar line 50 is
A signal line 52 provided on a P substrate 51;
2 and ground electrodes 53, 53 disposed on both sides. Here, the signal line 52 and the ground electrode 53 are formed of, for example, gold. Then, the width dimension W of the signal line 52
s was set to 50 μm, and the distance Wg between the signal line 52 and the ground electrode 53 was set to 43 μm. In the case of this configuration, the wavelength (in-line wavelength) of the 30 GHz high-frequency signal in the coplanar line 50 was calculated to be approximately 3900 μm.

【0027】ここで、上述した構成の周波数逓倍器(M
MIC)31の実際の回路パターンを、図4に示す。こ
の図4において各符号及び引き出し線が示す各構成は、
図1において各符号及び引き出し線が示す各構成と同じ
構成である。尚、上記MMIC(周波数逓倍器)31の
チップサイズは、2.7×1.7mmである。
Here, the frequency multiplier (M
The actual circuit pattern of the MIC 31 is shown in FIG. In FIG. 4, the components indicated by the reference numerals and the lead lines are as follows.
In FIG. 1, the configuration is the same as the configuration indicated by each reference numeral and the lead line. The MMIC (frequency multiplier) 31 has a chip size of 2.7 × 1.7 mm.

【0028】次に、前記伝送線路40が定在波を発生す
る動作について、図3も参照して説明する。この図3に
示すように、伝送線路40においては、HEMT32の
ドレインから出力される基本波信号S1と、反射型基本
波信号帯域抑圧回路41で反射された基本波信号が更に
HEMT32のドレインで反射された信号S2により、
定在波が発生する。そして、この定在波の振幅が、HE
MT32のドレインから出力される出力信号(逓倍出力
信号並びに不要信号(即ち、基本波信号S1を含む信
号))に加わって重畳されるようになる。
Next, the operation of the transmission line 40 for generating a standing wave will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, in the transmission line 40, the fundamental wave signal S1 output from the drain of the HEMT 32 and the fundamental wave signal reflected by the reflection type fundamental wave signal band suppression circuit 41 are further reflected by the drain of the HEMT 32. By the signal S2 obtained,
A standing wave is generated. And the amplitude of this standing wave is HE
The output signal (multiplied output signal and unnecessary signal (ie, signal including the fundamental signal S1)) output from the drain of the MT 32 is superimposed on the output signal.

【0029】この結果、HEMT32のドレインにかか
る電圧が上記定在波の振幅分だけ大きくなり、HEMT
32の入出力特性の非線形性がより大きくなる点でHE
MT32が動作するようになる。これにより、周波数逓
倍器31の変換利得が大きくなると共に、逓倍出力信号
の出力電力が大きくなる。
As a result, the voltage applied to the drain of the HEMT 32 increases by the amplitude of the standing wave, and
HE in that the nonlinearity of the input / output characteristics of
The MT 32 operates. As a result, the conversion gain of the frequency multiplier 31 increases, and the output power of the multiplied output signal increases.

【0030】ここで、上述した2つの信号S1及びS2
が強め合うような位相関係となる条件について考察して
みる。まず、2つの信号S1、S2の位相差φdが下記
の式(1)で定義される範囲内に属する場合、2つの信
号S1、S2が強め合うような位相関係となり、定在波
の振幅が大きくなる。
Here, the above-mentioned two signals S1 and S2
Let us consider the conditions that lead to a constructive topological relationship. First, when the phase difference φd between the two signals S1 and S2 belongs to the range defined by the following equation (1), the two signals S1 and S2 have a phase relationship that reinforces each other, and the amplitude of the standing wave is reduced. growing.

【0031】 n×360−120≦φd≦n×360+120 (1) (但し、nは整数である) 従って、上記式(1)が成立するように、伝送線路40
の長さを設定(設計)すれば良い。ここで、上記位相差
φdは次の式(2)で定義される。
N × 360−120 ≦ φd ≦ nx360 + 120 (1) (where n is an integer) Therefore, the transmission line 40 is set so that the above equation (1) holds.
May be set (designed). Here, the phase difference φd is defined by the following equation (2).

【0032】 φd=(2×φL)+φA+φB (2) この式(2)において、φLは、伝送線路40の長さを
Ldとしたとき、この長さLdに対応する基本波信号S
1の位相遅れである。そして、この位相遅れφL(度)
は次の式(3)で定義される。
Φd = (2 × φL) + φA + φB (2) In the equation (2), φL is a fundamental wave signal S corresponding to the length Ld, where L is the length of the transmission line 40.
1 phase delay. And this phase delay φL (degree)
Is defined by the following equation (3).

【0033】 φL=(Ld/λ)×360 (3) この式(3)において、λは基本波信号S1の伝送線路
40内の波長(線路内波長)であり、本実施例の場合、
約3900μmである。
ΦL = (Ld / λ) × 360 (3) In the equation (3), λ is the wavelength of the fundamental signal S1 in the transmission line 40 (intra-line wavelength).
It is about 3900 μm.

【0034】また、前記式(2)において、φAは伝送
線路40からHEMT32のドレインをみた反射係数Γ
A(図3参照)のうちの位相特性である。そして、φB
は伝送線路40から反射型基本波信号帯域抑圧回路4
1、即ち、オープンスタブ43の入力端子をみた反射係
数ΓB(図3参照)のうちの位相特性である。
In the above equation (2), φA represents a reflection coefficient Γ when the drain of the HEMT 32 is viewed from the transmission line 40.
A (see FIG. 3) is a phase characteristic. And φB
Is a reflection type fundamental wave signal band suppression circuit 4 from the transmission line 40.
1, that is, the phase characteristic of the reflection coefficient ΓB (see FIG. 3) when the input terminal of the open stub 43 is viewed.

【0035】そこで、本発明者は、30GHzの基本波
信号S1について、上記2つの反射係数ΓA、ΓBを測
定した。この測定結果を下記に示す。
Therefore, the inventor measured the two reflection coefficients ΔA and ΔB for the fundamental signal S1 of 30 GHz. The measurement results are shown below.

【0036】[0036]

【数2】 この場合、反射係数ΓAのうちの「0.7252」は振
幅特性であり、「−29.7621°」は位相特性であ
る。同様にして、反射係数ΓBのうちの「1.0」は振
幅特性であり、「180°」は位相特性である。
(Equation 2) In this case, “0.7252” of the reflection coefficient ΓA is an amplitude characteristic, and “−29.7621 °” is a phase characteristic. Similarly, “1.0” of the reflection coefficient ΓB is an amplitude characteristic, and “180 °” is a phase characteristic.

【0037】これら反射係数ΓA、ΓBの各位相特性の
測定値と、前記3つの式(1)、(2)、(3)とか
ら、n=1の場合の伝送線路40の長さLdを求める
と、この長さLdは次の式(4)で決められる範囲とな
る。
From the measured values of the phase characteristics of the reflection coefficients ΓA and ΓB and the above three equations (1), (2) and (3), the length Ld of the transmission line 40 when n = 1 is calculated as When obtained, this length Ld is in a range determined by the following equation (4).

【0038】 486.21(μm)≦Ld≦1786.21(μm) (4) 従って、伝送線路40の長さLdを上記式(4)の範囲
内に属するように設定して、周波数逓倍器(MMIC)
31を作製すれば、伝送線路40において、2つの信号
S1、S2が強め合う位相関係となり、十分振幅の大き
い定在波が発生するようになることがわかる。
486.21 (μm) ≦ Ld ≦ 1786.21 (μm) (4) Accordingly, the length Ld of the transmission line 40 is set to fall within the range of the above equation (4), and the frequency multiplier is set. (MMIC)
It can be seen that the fabrication of No. 31 shows that the two signals S1 and S2 have a phase relationship that reinforces each other in the transmission line 40, and a standing wave having a sufficiently large amplitude is generated.

【0039】そこで、本発明者は、伝送線路40の長さ
Ldが上記式(4)の範囲内に属するものとして、Ld
を500μmに設定した周波数逓倍器31と、Ldを6
00μmに設定した周波数逓倍器31とを作製し、ま
た、Ldが上記式(4)の範囲内に属しないものとし
て、Ldを250μmに設定した周波数逓倍器31を作
製した。そして、これら作製した3つの周波数逓倍器3
1の変換利得を測定した。この測定結果を、下記の表1
に示す。
The present inventor has determined that the length Ld of the transmission line 40 falls within the range of the above equation (4),
Is set to 500 μm, and Ld is set to 6
A frequency multiplier 31 set to 00 μm was fabricated, and a frequency multiplier 31 having Ld set to 250 μm was fabricated assuming that Ld did not fall within the range of the above equation (4). Then, the three frequency multipliers 3 produced above are used.
A conversion gain of 1 was measured. The measurement results are shown in Table 1 below.
Shown in

【0040】[0040]

【表1】 この表から、Ldを500μm、600μmに設定した
場合は、Ldを250μmに設定した場合に比べて、変
換利得がかなり向上したことがわかる。即ち、前記2つ
の信号S1、S2の位相差φdが180度に近い場合
(信号S1と信号S2とが逆位相に近い場合)に比べ
て、上記位相差φdが180度からある程度離れて36
0度に近づいた場合(信号S1と信号S2とが同位相に
近づいた場合)の方が変換利得が大幅に向上しているこ
とがわかる。これにより、位相差φdが前記式(1)で
定義される範囲内に属しているとき、変換利得が向上す
ることを確認することができた。
[Table 1] From this table, it can be seen that the conversion gain was significantly improved when Ld was set to 500 μm and 600 μm, as compared with the case where Ld was set to 250 μm. That is, as compared with the case where the phase difference φd between the two signals S1 and S2 is close to 180 degrees (when the signal S1 and the signal S2 are close to opposite phases), the phase difference φd is 36 degrees apart from 180 degrees to some extent.
It can be seen that the conversion gain is significantly improved when approaching 0 degrees (when the signals S1 and S2 approach the same phase). Thus, it was confirmed that the conversion gain was improved when the phase difference φd was within the range defined by the equation (1).

【0041】また、上記位相差φdが360度になる場
合、即ち、信号S1と信号S2とが同位相の場合、伝送
線路40に発生する定在波の振幅が最大になるから、変
換利得も最大になると考えられる。そして、位相差φd
を360度にするには、伝送線路40の長さLdを約1
100μmに設定すれば良いことが計算により求められ
る。従って、伝送線路40の長さLdを約1100μm
に設定して周波数逓倍器31を作製すれば、変換利得が
最大の構成を実現することができる。
When the phase difference φd is 360 degrees, that is, when the signal S1 and the signal S2 have the same phase, the amplitude of the standing wave generated in the transmission line 40 becomes maximum. It is thought to be the largest. And the phase difference φd
Is set to 360 degrees, the length Ld of the transmission line 40 is set to about 1
It is calculated by calculation that it should be set to 100 μm. Therefore, the length Ld of the transmission line 40 is set to about 1100 μm
And the frequency multiplier 31 is manufactured, a configuration having the maximum conversion gain can be realized.

【0042】この場合、MMIC化した周波数逓倍器3
1のチップは、なるべく小さいサイズである方が好まし
いので、上記したように伝送線路40の長さLdを約1
100μmに設定してしまうと、チップサイズがかなり
大きくなってしまうという不具合が生ずる。このため、
実際には、チップサイズの制約から、伝送線路40の長
さLdを500μmまたは600μm程度に設定した周
波数逓倍器31(試作したもの)が最も好ましい構成と
なる。
In this case, the MMIC-based frequency multiplier 3
Since the size of one chip is preferably as small as possible, the length Ld of the transmission line 40 is set to about 1 as described above.
If it is set to 100 μm, there is a problem that the chip size becomes considerably large. For this reason,
Actually, the frequency multiplier 31 (prototype) in which the length Ld of the transmission line 40 is set to about 500 μm or 600 μm is the most preferable configuration due to the restriction of the chip size.

【0043】また、上記実施例では、周波数逓倍器31
を周波数2逓倍器として構成したが、これに限られるも
のではなく、周波数4逓倍器として構成しても良い。具
体的には、15GHz帯の入力信号を入力して、60G
Hz帯の逓倍出力信号を出力する4逓倍器を作製する場
合、入力整合回路33を15GHz帯で整合をとるよう
に構成し、出力整合回路42を60GHz帯で整合をと
るように構成し、反射型基本波信号帯域抑圧回路41を
15GHzの線路内波長λ1の1/4長のオープンスタ
ブで構成するようにすれば良い。
In the above embodiment, the frequency multiplier 31
Is configured as a frequency doubler, but is not limited thereto, and may be configured as a frequency quadrupler. Specifically, an input signal of a 15 GHz band is input and a 60 G
When manufacturing a quadruple that outputs a multiplied output signal in the Hz band, the input matching circuit 33 is configured to perform matching in the 15 GHz band, the output matching circuit 42 is configured to perform matching in the 60 GHz band, and the reflection is performed. The type fundamental wave signal band suppression circuit 41 may be constituted by an open stub having a quarter length of the in-line wavelength λ1 of 15 GHz.

【0044】図5及び図6は本発明の第2の実施例を示
すものであり、第1の実施例と異なるところを説明す
る。尚、第1の実施例と同一部分には、同一符号を付し
ている。上記第2の実施例の周波数逓倍器31は、20
GHz帯の入力信号を入力して、60GHz帯の逓倍出
力信号を出力する3逓倍器であり、いわゆる奇数次の高
調波信号を出力する構成である。
FIGS. 5 and 6 show a second embodiment of the present invention, and the points different from the first embodiment will be described. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The frequency multiplier 31 of the second embodiment has a 20
This is a tripler that receives an input signal in the GHz band and outputs a multiplied output signal in the 60 GHz band, and outputs a so-called odd-order harmonic signal.

【0045】この周波数逓倍器31においては、入力整
合回路33を20GHz帯で整合をとるように構成し、
出力整合回路42を60GHz帯で整合をとるように構
成している。そして、反射型基本波信号帯域抑圧回路4
1を、60GHz帯の信号を通過させるバンドパスフィ
ルタ54で構成している。このバンドパスフィルタ54
の回路パターンを図6に示す。上記バンドパスフィルタ
54は、InP基板51上に階段状且つ島状に形成され
た複数個の信号線55と、これら信号線55の両側に形
成された接地電極56、56とから構成されている。
尚、図6中に示すλ3は、60GHz帯の周波数信号の
線路内波長である。
In this frequency multiplier 31, the input matching circuit 33 is configured to perform matching in the 20 GHz band.
The output matching circuit 42 is configured to perform matching in the 60 GHz band. Then, the reflection type fundamental wave signal band suppression circuit 4
1 is constituted by a band-pass filter 54 that passes a signal in the 60 GHz band. This bandpass filter 54
6 is shown in FIG. The band-pass filter 54 includes a plurality of signal lines 55 formed in a step-like and island shape on the InP substrate 51, and ground electrodes 56 formed on both sides of the signal lines 55. .
Note that λ3 shown in FIG. 6 is the in-line wavelength of the frequency signal in the 60 GHz band.

【0046】また、上記周波数逓倍器31においては、
図5に示すように、HEMT32のゲートに伝送線路5
7の一端を接続し、この伝送線路57の他端をコンデン
サ38を介して接地している。そして、伝送線路57と
コンデンサ38との接続点をゲートバイアスを供給する
電圧端子39としている。また、HEMT32のドレイ
ンに伝送線路58の一端を接続し、この伝送線路58の
他端をコンデンサ48を介して接地している。そして、
伝送線路58とコンデンサ48との接続点をドレインバ
イアスを供給する電圧端子49としている。
In the frequency multiplier 31,
As shown in FIG. 5, the transmission line 5 is connected to the gate of the HEMT 32.
7 is connected, and the other end of the transmission line 57 is grounded via the capacitor 38. The connection point between the transmission line 57 and the capacitor 38 is a voltage terminal 39 for supplying a gate bias. One end of a transmission line 58 is connected to the drain of the HEMT 32, and the other end of the transmission line 58 is grounded via a capacitor 48. And
A connection point between the transmission line 58 and the capacitor 48 is a voltage terminal 49 for supplying a drain bias.

【0047】更に、上述した以外の第2の実施例の構成
は、第1の実施例の構成と同じ構成となっている。従っ
て、この第2の実施例においても、第1の実施例とほぼ
同じ作用効果を得ることができる。
Further, the configuration of the second embodiment other than that described above is the same as the configuration of the first embodiment. Therefore, in the second embodiment, substantially the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained.

【0048】尚、上記各実施例では、InP基板を使用
したが、これに代えて、GaAs基板を使用しても良
い。また、上記各実施例では、伝送線路やスタブをコプ
レーナ線路50により構成したが、マイクロストリップ
線路により構成しても良い。更にまた、上記各実施例で
は、トランジスタをHEMT32により構成したが、こ
れに限られるものではなく、他のFET(電界効果トラ
ンジスタ)により構成しても良いし、また、バイポーラ
トランジスタ(例えばヘテロバイポーラトランジスタ)
により構成しても良い。
In each of the above embodiments, the InP substrate is used, but a GaAs substrate may be used instead. Further, in each of the above embodiments, the transmission line and the stub are constituted by the coplanar line 50, but may be constituted by a microstrip line. Furthermore, in each of the above embodiments, the transistor is constituted by the HEMT 32. However, the present invention is not limited to this. The transistor may be constituted by another FET (field effect transistor), or may be constituted by a bipolar transistor (for example, a hetero bipolar transistor). )
May be used.

【0049】また、上記各実施例では、1つの周波数逓
倍器を1つのMMICチップとして構成したが、周波数
逓倍器に入力信号を供給する電圧制御発振器と周波数逓
倍器とを1つのMMICチップとして構成しても良い
し、また、周波数逓倍器から出力される信号を増幅する
増幅回路と周波数逓倍器とを1つのMMICチップとし
て構成しても良いし、更に、電圧制御発振器と周波数逓
倍器と増幅回路とを1つのMMICチップとして構成し
ても良い。
In each of the above embodiments, one frequency multiplier is configured as one MMIC chip. However, the voltage controlled oscillator for supplying an input signal to the frequency multiplier and the frequency multiplier are configured as one MMIC chip. Alternatively, an amplifier circuit for amplifying a signal output from the frequency multiplier and the frequency multiplier may be configured as one MMIC chip, and a voltage-controlled oscillator, a frequency multiplier, and an amplifier The circuit may be configured as one MMIC chip.

【0050】更にまた、上記各実施例では、ミリ波レー
ダシステム用の信号源の一部分を構成する周波数逓倍器
に適用したが、これに限られるものではなく、マイクロ
波やミリ波を使用する通信システム用の信号源の一部分
を構成する周波数逓倍器に適用しても良い。
Furthermore, in each of the above embodiments, the present invention is applied to a frequency multiplier constituting a part of a signal source for a millimeter wave radar system. However, the present invention is not limited to this. The present invention may be applied to a frequency multiplier constituting a part of a signal source for a system.

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

【図1】本発明の第1の実施例を示す電気回路図FIG. 1 is an electric circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】コプレーナ線路の斜視図FIG. 2 is a perspective view of a coplanar line.

【図3】伝送線路の動作を説明するための図FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of a transmission line.

【図4】周波数逓倍器の回路パターンを示す図FIG. 4 is a diagram showing a circuit pattern of a frequency multiplier.

【図5】本発明の第2の実施例を示す図1相当図FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.

【図6】バンドパスフィルタの回路パターンを示す図FIG. 6 is a diagram showing a circuit pattern of a bandpass filter.

【図7】従来構成を示す図1相当図FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a conventional configuration.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31は周波数逓倍器、32は高電子移動度トランジス
タ、33は入力整合回路、37は入力端子、39は電圧
端子、40は伝送線路、41は反射型基本波信号帯域抑
圧回路、42は出力整合回路、43はオープンスタブ、
47は出力端子、49は電圧端子、50はコプレーナ線
路、51はInP基板、54はバンドパスフィルタを示
す。
31 is a frequency multiplier, 32 is a high electron mobility transistor, 33 is an input matching circuit, 37 is an input terminal, 39 is a voltage terminal, 40 is a transmission line, 41 is a reflection type fundamental wave signal band suppression circuit, and 42 is output matching. Circuit, 43 is an open stub,
47 is an output terminal, 49 is a voltage terminal, 50 is a coplanar line, 51 is an InP substrate, and 54 is a bandpass filter.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力信号を入力整合回路を通してトラン
ジスタに入力すると共に、前記トランジスタから出力さ
れた逓倍出力信号を反射型基本波信号帯域抑圧回路及び
出力整合回路を通して出力させるように構成された周波
数逓倍器において、 前記トランジスタの出力端子と前記反射型基本波信号帯
域抑圧回路の入力端子の間に、定在波を発生する所定長
さの伝送線路を設けたことを特徴とする周波数逓倍器。
1. A frequency multiplier configured to input an input signal to a transistor through an input matching circuit and to output a multiplied output signal output from the transistor through a reflection type fundamental wave signal band suppression circuit and an output matching circuit. A frequency multiplier, wherein a transmission line having a predetermined length for generating a standing wave is provided between an output terminal of the transistor and an input terminal of the reflection type fundamental signal band suppression circuit.
【請求項2】 前記伝送線路の長さを、前記トランジス
タから出力される基本波信号の位相と、前記反射型基本
波信号帯域抑圧回路で反射された基本波信号が更に前記
トランジスタの出力端子で反射された信号の位相とが同
位相となるように設定したことを特徴とする請求項1記
載の周波数逓倍器。
2. The length of the transmission line, the phase of a fundamental wave signal output from the transistor, and the fundamental wave signal reflected by the reflection type fundamental wave signal band-suppressing circuit are further changed at the output terminal of the transistor. 2. The frequency multiplier according to claim 1, wherein the phase of the reflected signal is set to be the same.
【請求項3】 前記伝送線路の長さを、前記トランジス
タから出力される基本波信号と、前記反射型基本波信号
帯域抑圧回路で反射された基本波信号が更に前記トラン
ジスタの出力端子で反射された信号とが互いに強め合う
位相関係となるように設定したことを特徴とする請求項
1記載の周波数逓倍器。
3. The length of the transmission line, the fundamental wave signal output from the transistor and the fundamental wave signal reflected by the reflection type fundamental wave signal band suppression circuit are further reflected at the output terminal of the transistor. 2. The frequency multiplier according to claim 1, wherein the signals are set so as to have a mutually reinforcing phase relationship.
【請求項4】 前記トランジスタから出力される基本波
信号と、前記反射型基本波信号帯域抑圧回路で反射され
た基本波信号が更に前記トランジスタの出力端子で反射
された信号との位相差をφd(度)としたとき、この位
相差φdが下記の式(1)で定義される範囲内に属する
ように、前記伝送線路の長さを設定することにより、前
記2つの信号が互いに強め合うように構成したことを特
徴とする請求項3記載の周波数逓倍器。 n×360−120≦φd≦n×360+120 (1) 但し、nは整数である。
4. A phase difference between a fundamental wave signal output from the transistor and a signal reflected by an output terminal of the transistor, wherein the fundamental wave signal reflected by the reflection type fundamental signal band suppression circuit is further reflected by φd. (Degrees), the length of the transmission line is set so that the phase difference φd falls within the range defined by the following equation (1), so that the two signals reinforce each other. 4. The frequency multiplier according to claim 3, wherein: nx360-120 ≦ φd ≦ nx360 + 120 (1) where n is an integer.
【請求項5】 前記伝送線路から前記トランジスタの出
力端子をみた反射係数ΓAの位相特性をφAとし、前記
伝送線路から前記反射型基本波信号帯域抑圧回路の入力
端子をみた反射係数ΓBの位相特性をφBとし、前記伝
送線路の長さLdに対応する基本波信号の位相遅れをφ
Lとしたとき、前記位相差φdを次の式(2)で定義し
たことを特徴とする請求項4記載の周波数逓倍器。 φd=(2×φL)+φA+φB (2) ここで、位相遅れφL(度)は次の式(3)で定義され
る。 φL=(Ld/λ)×360 (3) 但し、λは基本波信号の伝送線路内波長である。また、
前記反射係数ΓA、ΓBは、位相特性φA、φBの他に
振幅特性α、βを有しており、次のように記載される。 【数1】
5. A phase characteristic of a reflection coefficient ΓA as viewed from an output terminal of the transistor from the transmission line as φA, and a phase characteristic of a reflection coefficient ΓB as viewed from an input terminal of the reflection type fundamental wave signal band suppression circuit from the transmission line. Is φB, and the phase delay of the fundamental wave signal corresponding to the length Ld of the transmission line is φB.
The frequency multiplier according to claim 4, wherein when L is set, the phase difference φd is defined by the following equation (2). φd = (2 × φL) + φA + φB (2) Here, the phase delay φL (degree) is defined by the following equation (3). φL = (Ld / λ) × 360 (3) where λ is the wavelength in the transmission line of the fundamental signal. Also,
The reflection coefficients ΓA and ΓB have amplitude characteristics α and β in addition to the phase characteristics φA and φB, and are described as follows. (Equation 1)
【請求項6】 前記逓倍出力信号として偶数次の高調波
信号を出力する場合には、前記反射型基本波信号帯域抑
圧回路を、抑圧する基本波信号周波数に対応した伝送線
路内波長λの1/4長のオープンスタブまたは1/2長
のショートスタブから構成したことを特徴とする請求項
1ないし5のいずれかに記載の周波数逓倍器。
6. When an even-order harmonic signal is output as the multiplied output signal, the reflection type fundamental wave signal band suppression circuit is configured to output one of the wavelengths λ in the transmission line corresponding to the fundamental wave signal frequency to be suppressed. The frequency multiplier according to any one of claims 1 to 5, wherein the frequency multiplier is constituted by an open stub having a length of / 4 or a short stub having a length of 1/2.
【請求項7】 前記逓倍出力信号として奇数次の高調波
信号を出力する場合には、前記反射型基本波信号帯域抑
圧回路を、抑圧する基本波信号周波数に対応した信号を
減衰させる機能を有するバンドパスフィルタから構成し
たことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載
の周波数逓倍器。
7. When outputting an odd-order harmonic signal as the multiplied output signal, the reflection-type fundamental signal band suppression circuit has a function of attenuating a signal corresponding to a fundamental signal frequency to be suppressed. The frequency multiplier according to any one of claims 1 to 5, comprising a bandpass filter.
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