JPH11112238A - Fet mixer - Google Patents

Fet mixer

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JPH11112238A
JPH11112238A JP28769297A JP28769297A JPH11112238A JP H11112238 A JPH11112238 A JP H11112238A JP 28769297 A JP28769297 A JP 28769297A JP 28769297 A JP28769297 A JP 28769297A JP H11112238 A JPH11112238 A JP H11112238A
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JP
Japan
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signal
fet
local oscillation
input
matching circuit
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Withdrawn
Application number
JP28769297A
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Japanese (ja)
Inventor
Hironori Fujishiro
博記 藤代
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a FET(field effect transistor) mixer by which a desired intermediate frequency signal is obtained from a radio frequency signal by receiving directly a signal outputted from an oscillator as a local oscillation signal without the use of an amplifier or a multiplier even when an applicable frequency band is a quasi-millimeter wave band. SOLUTION: A FET mixer 1 has a 1st FET 3, a 2nd FET 5, a transmission line 17, and a divider 19. Then the length of the transmission line is a half of a wavelength of a fundamental wave included in local oscillation signals SLOa, SLOb. Through the constitution above, a signal being the mixture of a secondary harmonic included in the local oscillation signal and radio frequency signals SRFa, SRFb is outputted from an intermediate frequency signal output port 29 as an intermediate frequency signal SIF.

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,周波数変換回路や
周波数測定器などに用いられるFET(Field E
ffect Transistor)ミキサにかかり,
特にミリ波等,高周波信号の周波数変換が可能なFET
ミキサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an FET (Field E) used for a frequency conversion circuit, a frequency
effect Transistor) mixer,
FET that can convert the frequency of high-frequency signals such as millimeter waves
Regarding the mixer.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年,衛星通信システムの急速な展開が
図られる中で,ミリ波等の高周波信号の周波数変換を行
うFETミキサに対する需要が高まってきており,さら
なる高性能化,小型化が要求されている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the rapid development of satellite communication systems, the demand for FET mixers for performing frequency conversion of high-frequency signals such as millimeter waves has been increasing. Have been.

【0003】このFETミキサは,FETの相互コンダ
クタンスやチャネル抵抗等の素子パラメータの時間変化
を利用することによって,無線周波数(以下,「RF」
という。)信号を局部発振(以下,「LO」という。)
信号と混合し,中間周波数(以下,「IF」という。)
信号を生成する機能を有するものである。そして,FE
Tミキサにおいて,FETの相互コンダクタンスを利用
するものは,アクティブ型ミキサといわれ,チャネル抵
抗を利用するものは,抵抗型ミキサといわれている。
[0003] This FET mixer uses a radio frequency (hereinafter referred to as "RF") by utilizing the time change of device parameters such as the mutual conductance and channel resistance of the FET.
That. ) The signal is locally oscillated (hereinafter, referred to as “LO”).
Signal and an intermediate frequency (hereinafter referred to as "IF")
It has a function of generating a signal. And FE
Among the T mixers, those that use the mutual conductance of the FET are called active mixers, and those that use the channel resistance are called resistive mixers.

【0004】抵抗型ミキサは,FETのドレイン電流−
電圧特性の線形領域におけるチャネル抵抗の時間変化を
利用しているために,アクティブ型ミキサと比較して,
生成されるIF信号の歪みが小さいという特徴がある。
また,受動型であるため,RF信号の周波数とLO信号
の周波数の和の周波数成分を有するIF信号を生成す
る,いわゆるアップコンバータとして用いることが可能
であると同時に,差の周波数成分を有するIF信号を生
成する,いわゆるダウンコンバータとして用いることも
可能である。そして,FETのドレインバイアスを必要
としないため,ドレインにDC電流が流れず,省電力化
が実現される。さらに,この抵抗型ミキサは,FETの
増幅作用を利用していないため,アクティブ型ミキサと
比較して変換損が若干大きくなるが,基本的にFETの
利得が期待できないミリ波帯域等の高周波数帯域におけ
る周波数変換回路として総合的に適しているといえる。
[0004] The resistive mixer is used to reduce the drain current of the FET.
Since it uses the time change of channel resistance in the linear region of the voltage characteristic,
There is a feature that distortion of the generated IF signal is small.
Further, since it is of a passive type, it can be used as a so-called up-converter that generates an IF signal having a frequency component of the sum of the frequency of the RF signal and the frequency of the LO signal, and at the same time, can be used as an IF converter having a frequency component of the difference. It can also be used as a so-called down converter that generates a signal. Since a drain bias of the FET is not required, no DC current flows to the drain, and power saving is realized. Furthermore, since the resistive mixer does not use the amplifying action of the FET, the conversion loss is slightly larger than that of the active mixer. It can be said that it is generally suitable as a frequency conversion circuit in a band.

【0005】以上のような抵抗型ミキサは,例えば,”
MESFETを用いた60GHz帯MMICミキサ 広
田哲夫 1994年電子情報通信学会秋季大会 C−7
8”に開示されている。
[0005] The above-mentioned resistive mixer is, for example, composed of "
60GHz MMIC Mixer Using MESFET Tetsuo Hirota 1994 IEICE Autumn Conference C-7
8 ".

【0006】以下,従来の抵抗型のFETミキサ101
について,図2を参照しながら説明する。このFETミ
キサ101は,FET103,LO信号整合回路10
5,RF信号整合回路107,IF信号整合回路10
9,ゲートバイアス回路111,キャパシタ113,L
O信号入力ポート115,RF信号入力ポート117,
IF信号出力ポート119,およびゲートバイアスポー
ト121から構成されている。
Hereinafter, a conventional resistive FET mixer 101 will be described.
Will be described with reference to FIG. The FET mixer 101 includes an FET 103 and an LO signal matching circuit 10.
5, RF signal matching circuit 107, IF signal matching circuit 10
9, gate bias circuit 111, capacitor 113, L
O signal input port 115, RF signal input port 117,
It comprises an IF signal output port 119 and a gate bias port 121.

【0007】そして,LO信号入力ポート115は,L
O信号整合回路105の入力部に接続され,また,LO
信号整合回路105の出力部は,FET103のゲート
とゲートバイアス回路111の一端に共通接続されてい
る。さらに,ゲートバイアス回路111の他端は,ゲー
トバイアスポート121とキャパシタ113の一端に共
通接続され,キャパシタ113の他端は,グランドレベ
ルに接続されている。
[0007] The LO signal input port 115 is
Connected to the input of the O signal matching circuit 105;
The output of the signal matching circuit 105 is commonly connected to the gate of the FET 103 and one end of the gate bias circuit 111. Further, the other end of the gate bias circuit 111 is commonly connected to the gate bias port 121 and one end of the capacitor 113, and the other end of the capacitor 113 is connected to the ground level.

【0008】一方,FET103のドレインは,RF信
号整合回路107の出力部とIF信号整合回路109の
入力部に共通接続されている。そして,RF信号整合回
路107の入力部は,RF信号入力ポート117に接続
され,IF信号整合回路109の出力部は,IF信号出
力ポート119に接続されている。さらに,FET10
3のソースは,グランドレベルに接続されている。
On the other hand, the drain of the FET 103 is commonly connected to the output of the RF signal matching circuit 107 and the input of the IF signal matching circuit 109. The input section of the RF signal matching circuit 107 is connected to the RF signal input port 117, and the output section of the IF signal matching circuit 109 is connected to the IF signal output port 119. Furthermore, FET10
The source No. 3 is connected to the ground level.

【0009】以上のような構成を有する従来のFETミ
キサ101の動作を詳細に説明する。まず,FET10
3のしきい値近傍のバイアス電圧Vgをゲートバイアス
ポート121に印加する。
The operation of the conventional FET mixer 101 having the above configuration will be described in detail. First, FET10
A bias voltage Vg near the threshold value of 3 is applied to the gate bias port 121.

【0010】ここで,LO信号SLOをLO信号入力ポ
ート115に入力し,RF信号SRFをRF信号入力ポ
ート117に入力する。これによって,LO信号SLO
は,LO信号整合回路105を介して,FET103の
ゲートに入力され,RF信号SRFは,RF信号整合回
路107を介して,FET103のドレインに入力され
る。ところで,ドレイン電圧が十分小さい場合,FET
103のチャネル抵抗は,ゲート電圧値に対して線形の
特性を示す。したがって,LO信号整合回路105を介
してLO信号SLOが入力されたFET103のチャネ
ル抵抗値は,このLO信号SLOの周波数に対応して時
間的に変化する。この結果,ドレイン側の反射係数に時
間変化が生じ,RF信号整合回路107を介して入力さ
れたRF信号SRFは,LO信号SLOと混合される。
この混合によって,RF信号SRFの周波数とLO信号
SLOの周波数の和,および,差の周波数成分を有する
IF信号SIFが生じ,IF信号整合回路109を介し
てIF信号出力ポート119から出力されることとな
る。
Here, the LO signal SLO is input to the LO signal input port 115, and the RF signal SRF is input to the RF signal input port 117. As a result, the LO signal SLO
Is input to the gate of the FET 103 via the LO signal matching circuit 105, and the RF signal SRF is input to the drain of the FET 103 via the RF signal matching circuit 107. By the way, if the drain voltage is small enough,
The channel resistance of 103 shows a linear characteristic with respect to the gate voltage value. Therefore, the channel resistance value of the FET 103 to which the LO signal SLO is input via the LO signal matching circuit 105 changes with time according to the frequency of the LO signal SLO. As a result, the reflection coefficient on the drain side changes with time, and the RF signal SRF input through the RF signal matching circuit 107 is mixed with the LO signal SLO.
Due to this mixing, an IF signal SIF having a sum of the frequency of the RF signal SRF and the frequency of the LO signal SLO and a difference frequency component is generated and output from the IF signal output port 119 via the IF signal matching circuit 109. Becomes

【0011】なお,以上説明したFETミキサ101に
おいて,FET103のドレインには,バイアス電圧を
印加する必要がないため回路全体の消費電力量を低く抑
えることが可能となっている。
In the FET mixer 101 described above, it is not necessary to apply a bias voltage to the drain of the FET 103, so that the power consumption of the entire circuit can be reduced.

【0012】ところで,従来のFETミキサ101を用
いて,所望のIF信号SIFを得るためには,その周波
数に対応するLO信号SLOが必要となる。そして,所
定のLO信号SLOを得るためには,(1)LO信号S
LOを生成する発振器(図示せず。)において,直接,
必要とされる周波数信号を発振させる方法と,(2)発
振器において,予め必要とされる周波数の1/nの周波
数を有する信号を生成し,その信号を逓倍器によりn逓
倍する方法が一般的である。
By the way, in order to obtain a desired IF signal SIF using the conventional FET mixer 101, an LO signal SLO corresponding to the frequency is required. To obtain a predetermined LO signal SLO, (1) the LO signal SLO
In an oscillator (not shown) that generates an LO,
A method of oscillating a required frequency signal and a method of (2) generating a signal having a frequency of 1 / n of a required frequency in an oscillator and multiplying the signal by n using a multiplier are general. It is.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら,FET
ミキサ101を準ミリ波帯またはミリ波帯などの高周波
帯に適用するために,上記(1)の方法を用いて,例え
ば100GHz以上のLO信号SLOを得ようと試みた
場合,発振器からの出力が不足してしまい,別途,増幅
器を追加して信号増幅を行う必要性が生じていた。一
方,上記(2)の方法を用いたのでは,逓倍器が必要と
なる。すなわち,(1),(2)のいずれの方法を採用
しても,発振器やFETミキサ101を含むシステムの
規模の増大,および,システムの複雑化は避けられなか
った。さらに,これに伴うコストアップも課題とされて
いた。
SUMMARY OF THE INVENTION However, FET
In order to apply the mixer 101 to a high-frequency band such as a quasi-millimeter wave band or a millimeter wave band, when an attempt is made to obtain an LO signal SLO of, for example, 100 GHz or more using the method (1), the output from the oscillator However, there has been a need to separately add an amplifier to perform signal amplification. On the other hand, when the method (2) is used, a multiplier is required. That is, irrespective of the methods (1) and (2), an increase in the scale of the system including the oscillator and the FET mixer 101 and an increase in the complexity of the system cannot be avoided. In addition, there was also a problem of cost increase.

【0014】本発明は,上記のような課題に鑑みてなさ
れたものであり,本発明の目的は,FETミキサが適用
される周波数帯域が準ミリ波帯域またはミリ波帯域であ
っても,増幅器あるいは逓倍器を用いることなく,発振
器から出力された信号を直接LO信号として入力し,R
F信号との安定した混合によって所望のIF信号を得る
ことが可能な新規かつ改良されたFETミキサを提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an amplifier even if a frequency band to which an FET mixer is applied is a quasi-millimeter wave band or a millimeter wave band. Alternatively, the signal output from the oscillator is directly input as an LO signal without using a multiplier,
An object of the present invention is to provide a new and improved FET mixer capable of obtaining a desired IF signal by stable mixing with an F signal.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に,請求項1によれば,無線周波数信号を相互に同位相
である一の無線周波数信号と他の無線周波数信号に等分
割する第1のディバイダと,局部発振信号を入力し,前
記局部発振信号に対して1/2周期の位相差を有する逆
相局部発振信号を出力する第2のディバイダと,前記一
の無線周波数信号をソースに入力し,前記局部発振信号
をゲートに入力する第1のFETと,前記他の無線周波
数信号をソースに入力し,前記逆相局部発振信号をゲー
トに入力する第2のFETと,前記第1のFETのドレ
インと前記第2のFETのドレインが共通接続される接
続点とを備えたことを特徴とするFETミキサが提供さ
れる。
According to a first aspect of the present invention, a radio frequency signal is equally divided into one radio frequency signal and another radio frequency signal having the same phase. A first divider, a local oscillator signal, a second divider for outputting an anti-phase local oscillator signal having a phase difference of a half cycle with respect to the local oscillator signal, and a source for the one radio frequency signal. A first FET for inputting the local oscillation signal to a gate, a second FET for inputting the other radio frequency signal to a source, and inputting the negative-phase local oscillation signal to a gate, An FET mixer is provided, comprising a drain of one FET and a connection point to which a drain of the second FET is commonly connected.

【0016】かかる構成によれば,第1のFETのドレ
インにおいて,一の無線周波数信号と局部発振信号が混
合され,第2のFETのドレインにおいて,他の無線周
波数信号と逆相局部発振信号が混合されることとなる。
ところで,局部発振信号と逆相局部発振信号との位相差
は,1/2周期であるために,第1のFETのドレイン
と第2のFETのドレインが共通接続される接続点は,
局部発振信号の基本波と逆相局部発振信号の基本波に対
して仮想的な短絡点となる。一方,局部発振信号の2次
高調波と逆相局部発振信号の2次高調波については,接
続点において位相が一致する。このために,接続点で
は,一の無線周波数信号と局部発振信号の2次高調波と
の混合がなされた信号と,他の無線周波数信号と逆相局
部発振信号の2次高調波との混合がなされた信号が合成
されることとなる。
According to this configuration, one radio frequency signal and a local oscillation signal are mixed at the drain of the first FET, and the other radio frequency signal and the antiphase local oscillation signal are mixed at the drain of the second FET. Will be mixed.
By the way, since the phase difference between the local oscillation signal and the antiphase local oscillation signal is 1 / cycle, the connection point where the drain of the first FET and the drain of the second FET are commonly connected is
This is a virtual short-circuit point for the fundamental wave of the local oscillation signal and the fundamental wave of the negative-phase local oscillation signal. On the other hand, the second harmonic of the local oscillation signal and the second harmonic of the antiphase local oscillation signal have the same phase at the connection point. Therefore, at the connection point, a signal obtained by mixing one radio frequency signal and the second harmonic of the local oscillation signal and another radio frequency signal and the second harmonic of the antiphase local oscillation signal are mixed. Will be synthesized.

【0017】すなわち,請求項1に記載のFETミキサ
によれば,無線周波数信号と局部発振信号の2倍の周波
数成分を混合した中間周波数信号を接続点から抽出する
ことが可能となる。したがって,所定の中間周波数信号
を得るために必要な局部発振信号の周波数は従来の1/
2となり,発振器の安定した出力信号を用いてミリ波,
準ミリ波等の周波数変換を効率よく行うことが可能とな
る。
That is, according to the FET mixer of the first aspect, it is possible to extract an intermediate frequency signal obtained by mixing a radio frequency signal and a frequency component twice as large as a local oscillation signal from a connection point. Therefore, the frequency of the local oscillation signal required to obtain a predetermined intermediate frequency signal is 1 /
2, the millimeter wave using the stable output signal of the oscillator,
Frequency conversion of quasi-millimeter waves or the like can be performed efficiently.

【0018】そして,請求項2に記載のように,請求項
1のFETミキサにおいて,第2のディバイダとして,
局部発振信号に含まれる基本波の波長の1/2の線路長
を有する伝送線路を用いることができる。かかる手段に
よれば,単純な回路構成でありながら,容易に,局部発
振信号から1/2周期の位相差を有する逆相局部発振信
号を生成することが可能となる。
According to a second aspect of the present invention, in the FET mixer according to the first aspect, the second divider includes:
A transmission line having a line length of 1 / of the wavelength of the fundamental wave included in the local oscillation signal can be used. According to such means, it is possible to easily generate an anti-phase local oscillation signal having a phase difference of 1/2 cycle from the local oscillation signal while having a simple circuit configuration.

【0019】さらに,請求項1または2に記載のFET
ミキサにおいて,請求項3に記載のように,局部発振信
号を一旦第1の局部発振信号整合回路に入力し,そこか
らの出力信号を第1のFETのゲートに入力するように
構成するとともに,逆相局部発振信号を一旦第2の局部
発振信号整合回路に入力し,そこからの出力信号を第2
のFETのゲートに入力させるように構成してもよい。
また,請求項4に記載のように,一の無線周波数信号を
一旦第1の無線周波数信号整合回路に入力し,そこから
の出力信号を第1のFETのソースに入力するように構
成するとともに,他の無線周波数信号を一旦第2の無線
周波数信号整合回路に入力し,そこからの出力信号を第
2のFETのソースに入力させるように構成してもよ
い。そして,請求項5に記載のように,前記接続点に中
間周波数信号整合回路を接続し,この中間周波数信号整
合回路から,所定の中間周波数信号を出力させることも
可能である。また,請求項6に記載のように,第1のF
ETのソースに第1のソース接地回路を接続し,第2の
FETのソースに第2のソース接地回路を接続するよう
に構成してもよい。
Further, the FET according to claim 1 or 2
According to a third aspect of the present invention, the mixer is configured such that the local oscillation signal is once inputted to the first local oscillation signal matching circuit, and the output signal therefrom is inputted to the gate of the first FET. The anti-phase local oscillation signal is once input to the second local oscillation signal matching circuit, and the output signal therefrom is output to the second local oscillation signal matching circuit.
May be configured to input to the gate of the FET.
According to a fourth aspect of the present invention, one radio frequency signal is once inputted to the first radio frequency signal matching circuit, and an output signal therefrom is inputted to the source of the first FET. , Another radio frequency signal may be once inputted to the second radio frequency signal matching circuit, and the output signal therefrom may be inputted to the source of the second FET. Then, an intermediate frequency signal matching circuit can be connected to the connection point, and a predetermined intermediate frequency signal can be output from the intermediate frequency signal matching circuit. Further, as described in claim 6, the first F
A configuration may be adopted in which the first grounded source circuit is connected to the source of the ET, and the second grounded source circuit is connected to the source of the second FET.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら,
本発明にかかるFETミキサの好適な実施の形態につい
て詳細に説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
A preferred embodiment of the FET mixer according to the present invention will be described in detail.

【0021】本発明の実施の形態にかかるFETミキサ
1は,図1に示すように,第1,2のFET3,5,第
1,2のLO信号整合回路7,9,第1,2のRF信号
整合回路11,13,IF信号整合回路15,第2のデ
ィバイダとしての伝送線路17,第1のディバイダとし
てのディバイダ19,ゲートバイアス回路21,キャパ
シタ23,LO信号入力ポート25,RF信号入力ポー
ト27,IF信号出力ポート29,ゲートバイアスポー
ト31,および第1,2のソース接地回路33,35か
ら構成されている。
As shown in FIG. 1, the FET mixer 1 according to the embodiment of the present invention comprises first and second FETs 3, 5, 5, 1 and 2 LO signal matching circuits 7, 9, and 1 and 2 RF signal matching circuits 11 and 13, IF signal matching circuit 15, transmission line 17 as a second divider, divider 19 as a first divider, gate bias circuit 21, capacitor 23, LO signal input port 25, RF signal input It comprises a port 27, an IF signal output port 29, a gate bias port 31, and first and second source ground circuits 33 and 35.

【0022】そして,LO信号入力ポート25は,第1
のLO信号整合回路7の入力部,および伝送線路17の
一方の端子17aに共通接続されている。また,第1の
LO信号整合回路7の出力部は,第1のFET3のゲー
トに接続されている。そして,伝送線路17の他方の端
子17bは,第2のLO信号整合回路9の入力部に接続
され,この第2のLO信号整合回路9の出力部は,第2
のFET5のベース,およびゲートバイアス回路21の
一端に共通接続されている。さらに,ゲートバイアス回
路21の他端は,ゲートバイアスポート31,および,
キャパシタ23の一端に共通接続され,このキャパシタ
23の他端は,グランドレベルに接続されている。
The LO signal input port 25 is connected to the first
Are connected in common to the input section of the LO signal matching circuit 7 and one terminal 17a of the transmission line 17. The output of the first LO signal matching circuit 7 is connected to the gate of the first FET 3. The other terminal 17b of the transmission line 17 is connected to the input of the second LO signal matching circuit 9, and the output of the second LO signal matching circuit 9 is connected to the second LO signal matching circuit 9.
, And is commonly connected to one end of the gate bias circuit 21. Further, the other end of the gate bias circuit 21 is connected to a gate bias port 31 and
One end of the capacitor 23 is commonly connected, and the other end of the capacitor 23 is connected to the ground level.

【0023】一方,RF信号入力ポート27は,ディバ
イダ19の第1の端子19aに接続されている。そし
て,ディバイダ19の第2の端子19bは,第1のRF
信号整合回路11の入力部に接続され,ディバイダ19
の第3の端子19cは,第2のRF信号整合回路13の
入力部に接続されている。さらに,第1のRF信号整合
回路11の出力部は,第1のFET3のソースおよび第
1のソース接地回路33の一端に共通接続され,第2の
RF信号整合回路13の出力部は,第2のFET5のソ
ースおよび第2のソース接地回路35の一端に共通接続
されている。
On the other hand, the RF signal input port 27 is connected to the first terminal 19a of the divider 19. The second terminal 19b of the divider 19 is connected to the first RF
The divider 19 is connected to the input of the signal matching circuit 11.
The third terminal 19c is connected to the input section of the second RF signal matching circuit 13. Further, the output of the first RF signal matching circuit 11 is commonly connected to the source of the first FET 3 and one end of the first grounded source circuit 33, and the output of the second RF signal matching circuit 13 is The common source is connected to the source of the second FET 5 and one end of the second source ground circuit 35.

【0024】そして,第1のFET3のドレインおよび
第2のFET5のドレインは,共通化され,接続点とし
てのノードAを介してIF信号整合回路15の入力部に
接続されており,このIF信号整合回路15の出力部
は,IF信号出力ポート29に接続されている。
The drain of the first FET 3 and the drain of the second FET 5 are shared and connected to the input of the IF signal matching circuit 15 via a node A as a connection point. The output section of the matching circuit 15 is connected to the IF signal output port 29.

【0025】また,第1のソース接地回路33の他端お
よび第2のソース接地回路35の他端は,グランドレベ
ルに接続されている。
The other end of the first grounded source circuit 33 and the other end of the second grounded source circuit 35 are connected to the ground level.

【0026】ここで,伝送線路17は,LO信号SLO
に含まれる基本波の波長の1/2の線路長を有してお
り,端子17aに入力された信号と端子17bから出力
される信号との間には,1/2周期の位相差が生ずるこ
ととなる。
Here, the transmission line 17 is connected to the LO signal SLO
Has a line length of 長 of the wavelength of the fundamental wave included in the signal, and a phase difference of 周期 period occurs between the signal input to the terminal 17a and the signal output from the terminal 17b. It will be.

【0027】また,ディバイダ19は,例えば,ウィル
キンソン型を採用することが可能であり,第1の端子1
9aから入力した信号を2つの信号に分離し,それぞれ
の信号を相互に干渉することなく第2の端子19bおよ
び第3の端子19cから出力することが可能な機能を有
するものである。
The divider 19 may be of a Wilkinson type, for example, and the first terminal 1
It has a function of separating a signal input from the terminal 9a into two signals and outputting the signals from the second terminal 19b and the third terminal 19c without interfering with each other.

【0028】ところで,本発明の実施の形態において
は,第1のソース接地回路33および第2のソース接地
回路35は,RF信号SRFの周波数(fRF)に対して
開放となり,その他の周波数に対しては短絡となるよう
に設定され,かつ,IF信号整合回路15は,LO信号
SLOの周波数(fLO)に対して十分に高いインピーダ
ンスを有するいわゆるロウパスフィルタとして構成され
ている場合に即して以下説明する。
By the way, in the embodiment of the present invention, the first grounded source circuit 33 and the second grounded source circuit 35 are open to the frequency (f RF ) of the RF signal SRF and are switched to other frequencies. If the IF signal matching circuit 15 is configured as a so-called low-pass filter having a sufficiently high impedance with respect to the frequency (f LO ) of the LO signal SLO, it is set to be short-circuited. This will be described below.

【0029】なお,第1のLO信号整合回路7と第2の
LO信号整合回路9,第1のFET3と第2のFET
5,第1のRF信号整合回路11と第2のRF信号整合
回路13,および,第1のソース接地回路33と第2の
ソース接地回路35は,それぞれ相互に略同一の構成・
機能を有するものである。
The first LO signal matching circuit 7 and the second LO signal matching circuit 9, the first FET 3 and the second FET
5. The first RF signal matching circuit 11 and the second RF signal matching circuit 13, and the first grounded source circuit 33 and the second grounded source circuit 35 have substantially the same configuration.
It has a function.

【0030】以上のような構成を有する本発明の実施の
形態にかかるFETミキサ1の動作を詳細に説明する。
まず,第1,2のFET3,5のしきい値近傍のバイア
ス電圧Vgをゲートバイアスポート31に印加する。
The operation of the FET mixer 1 having the above-described configuration according to the embodiment of the present invention will be described in detail.
First, a bias voltage Vg near the threshold value of the first and second FETs 3 and 5 is applied to the gate bias port 31.

【0031】ここで,LO信号SLOをLO信号入力ポ
ート25に入力し,RF信号SRFをRF信号入力ポー
ト27に入力する。
Here, the LO signal SLO is input to the LO signal input port 25, and the RF signal SRF is input to the RF signal input port 27.

【0032】LO信号SLOは,第1のLO信号整合回
路7を介して,第1のゲート入力信号SLOaとして第
1のFET3のゲートに入力されるとともに,伝送線路
17および第2のLO信号整合回路9を介して,第2の
ゲート入力信号SLObとして第2のFET5のゲート
に入力される。ところで,上述のように伝送線路17
は,LO信号SLOに含まれる基本波の波長の1/2の
線路長を有しているために,第1のゲート入力信号SL
Oaの位相と,第2のゲート入力信号SLObの位相に
は,1/2周期の差が生じることとなる。
The LO signal SLO is input to the gate of the first FET 3 as the first gate input signal SLOa via the first LO signal matching circuit 7, and the transmission line 17 and the second LO signal matching circuit The second gate input signal SLOb is input to the gate of the second FET 5 via the circuit 9. By the way, as described above, the transmission line 17
Has a line length of の the wavelength of the fundamental wave included in the LO signal SLO, so that the first gate input signal SL
A half cycle difference occurs between the phase of Oa and the phase of the second gate input signal SLOb.

【0033】一方,RF信号SRFは,ディバイダ19
の第1の端子19aに入力され,内部で同位相の2つの
信号に分割された後に,それぞれ第2の端子19bおよ
び第3の端子19cから出力される。そして,第2の端
子19bから出力された一の信号は,第1のRF信号整
合回路11を介して,第1の分割信号SRFaとして第
1のFET3のソースに入力され,また,第3の端子1
9cから出力された他の信号は,第2のRF信号整合回
路13を介して,第2の分割信号SRFbとして第2の
FET5のソースに入力される。
On the other hand, the RF signal SRF is
Are divided into two signals having the same phase internally, and then output from the second terminal 19b and the third terminal 19c, respectively. Then, one signal output from the second terminal 19b is input to the source of the first FET 3 as the first divided signal SRFa via the first RF signal matching circuit 11, and the third signal is output from the third terminal 19b. Terminal 1
The other signal output from 9c is input to the source of the second FET 5 as the second divided signal SRFb via the second RF signal matching circuit 13.

【0034】そして,第1のFET3のドレインでは,
第1のFET3のゲートに入力される第1のゲート入力
信号SLOaとソースに入力される第1の分割信号SR
Faが混合される。同様に,第2のFET5のドレイン
では,第2のFET5のゲートに入力される第2のゲー
ト入力信号SLObとソースに入力される第2の分割信
号SRFbが混合される。
Then, at the drain of the first FET 3,
A first gate input signal SLOA input to the gate of the first FET 3 and a first divided signal SR input to the source
Fa is mixed. Similarly, at the drain of the second FET 5, the second gate input signal SLOb input to the gate of the second FET 5 and the second divided signal SRFb input to the source are mixed.

【0035】ところで,上述の通り,第1のゲート入力
信号SLOaの位相と,第2のゲート入力信号SLOb
の位相は,1/2周期の差が生じているために,第1の
FET3のドレインと第2のFET5のドレインの接続
点であるノードAは,LO信号SLOに含まれる基本波
に対して仮想的な短絡点となる。
As described above, the phase of the first gate input signal SLOa and the phase of the second gate input signal SLOb
Has a difference of 周期 cycle, the node A, which is the connection point of the drain of the first FET 3 and the drain of the second FET 5, has a phase difference with respect to the fundamental wave included in the LO signal SLO. It becomes a virtual short-circuit point.

【0036】一方,LO信号SLOの2次高調波は,基
本波の2倍の周波数を有しているために,第1のゲート
入力信号SLOaの2次高調波の位相,および第2のゲ
ート入力信号SLObの2次高調波の位相は一致するこ
ととなる。したがって,第1のFET3によって第1の
分割信号SRFaと第1のゲート入力信号SLOaが混
合され,また,第2のFET5によって第2の分割信号
SRFbと第2のゲート入力信号SLObが混合された
結果,ノードAにおいては,RF信号SRFとLO信号
SLOの2次高調波が混合された信号が生成される。そ
して,生成された信号は,IF信号整合回路15を介し
てIF信号SIFとしてIF信号出力ポート29から外
部に出力される。すなわち,IF信号SIFは,RF信
号SRFの周波数(fRF)とLO信号SLOの2次高調
波の周波数(2*fLO)の差の周波数(fRF−2*
LO)を有することになる。
On the other hand, since the second harmonic of the LO signal SLO has twice the frequency of the fundamental wave, the phase of the second harmonic of the first gate input signal SLOa and the second gate The phase of the second harmonic of the input signal SLOb matches. Therefore, the first divided signal SRFa and the first gate input signal SLOa are mixed by the first FET 3, and the second divided signal SRFb and the second gate input signal SLOb are mixed by the second FET 5. As a result, at the node A, a signal in which the second harmonic of the RF signal SRF and the LO signal SLO are mixed is generated. Then, the generated signal is output to the outside from the IF signal output port 29 as an IF signal SIF via the IF signal matching circuit 15. That is, the IF signal SIF has a frequency (f RF −2 *) that is the difference between the frequency of the RF signal SRF (f RF ) and the frequency of the second harmonic of the LO signal SLO (2 * f LO ).
f LO ).

【0037】以上説明したように,本発明の実施の形態
にかかるFETミキサ1によれば,RF信号SRFは,
LO信号SLOの2次高調波と混合され,RF信号SR
Fの周波数(fRF)とLO信号SLOの2次高調波の周
波数(2*fLO)の差の周波数(fRF−2*fLO)を有
するIF信号SIFを生成することが可能である。すな
わち,LO信号SLOの発振器に要求される発振周波数
は従来の半分となり,FET1をミリ波等の高周波数帯
に適用した場合でも,増幅器や逓倍器を用いることな
く,発振器の出力信号を直接的にLO信号SLOとして
用いることが可能となる。したがって,従来,増幅器や
逓倍器によって占められていたスペースが省略され,シ
ステムのコンパクト化が図れる。
As described above, according to the FET mixer 1 according to the embodiment of the present invention, the RF signal SRF is
Mixed with the second harmonic of the LO signal SLO, and the RF signal SR
It is possible to generate an IF signal SIF having a frequency (f RF −2 * f LO ) which is the difference between the frequency of F (f RF ) and the frequency of the second harmonic of the LO signal SLO (2 * f LO ). . That is, the oscillation frequency required for the oscillator of the LO signal SLO is half that of the conventional one, and even when the FET 1 is applied to a high frequency band such as a millimeter wave, the output signal of the oscillator is directly used without using an amplifier or a multiplier. Can be used as the LO signal SLO. Therefore, the space conventionally occupied by the amplifier and the multiplier is omitted, and the system can be made compact.

【0038】また,本発明の実施の形態にかかるFET
ミキサ1において,ゲートバイアスポート31に対して
第1,2のFET3,5のしきい値近傍のバイアス電圧
Vgが印加され,第1,2のFET3,5はピンチオフ
状態とされているために,LO信号入力ポート25,R
F信号入力ポート27,およびIF信号入力ポート29
は,相互にアイソレーションが確保されることとなる。
Further, the FET according to the embodiment of the present invention
In the mixer 1, the bias voltage Vg near the threshold value of the first and second FETs 3 and 5 is applied to the gate bias port 31 and the first and second FETs 3 and 5 are in a pinch-off state. LO signal input port 25, R
F signal input port 27 and IF signal input port 29
Will ensure mutual isolation.

【0039】以上,添付図面を参照しながら本発明の好
適な実施形態について説明したが,本発明はかかる例に
限定されない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載
された技術的思想の範疇内において各種の変更例または
修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについ
ても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解され
る。
Although the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is clear that a person skilled in the art can conceive various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims, and those modifications naturally fall within the technical scope of the present invention. It is understood to belong.

【0040】例えば,本実施の形態においては,LO信
号SLOに含まれる基本波の波長の1/2の線路長を有
する伝送線路17を用いた場合に即して説明したが,こ
の伝送線路17の代わりに,LO信号SLOの周波数
(fLO)を中心周波数とする180゜ハイブリッド結合
器を用いるようにしてもよい。この場合,180゜ハイ
ブリッド結合器のΔポートをLO信号SLOの入力部と
し,Σポートを50Ωで終端する。
For example, in the present embodiment, a description has been given of the case where the transmission line 17 having a line length of half the wavelength of the fundamental wave included in the LO signal SLO is used. , A 180 ° hybrid coupler having the center frequency of the frequency (f LO ) of the LO signal SLO may be used. In this case, the Δ port of the 180 ° hybrid coupler is used as an input part of the LO signal SLO, and the Σ port is terminated with 50Ω.

【0041】また,上記実施の形態においては,ディバ
イダ19としてウィルキンソン型を用いた場合に即して
説明したが,入力される信号を同一の位相を有する2つ
の信号に分割可能なディバイダであればウィルキンソン
型に限定されない。
Further, in the above-described embodiment, the description has been given of the case where the Wilkinson type is used as the divider 19, but any divider which can divide an input signal into two signals having the same phase can be used. It is not limited to the Wilkinson type.

【0042】さらに,FETミキサ1は,ダウンコンバ
ータとして構成されているが,本発明はアップコンバー
タとして構成された場合であっても適用可能である。ま
た,上述のFETミキサ1においては,各入出力ポート
に対してそれぞれ局部発振信号,無線周波数信号,およ
び中間周波数信号が割り付けられているが,これに限定
されず,その他の信号の割り付けも可能である。
Furthermore, the FET mixer 1 is configured as a down converter, but the present invention is applicable even when configured as an up converter. In the above-described FET mixer 1, a local oscillation signal, a radio frequency signal, and an intermediate frequency signal are assigned to each input / output port. However, the present invention is not limited to this, and other signals can be assigned. It is.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
LO信号の出力源である発振器に要求される発振周波数
は従来の半分となるために,FETミキサが適用される
周波数帯域が,ミリ波帯域や準ミリ波帯域であっても,
増幅器や逓倍器を追加することなく,発振器の出力信号
を直接的にLO信号として用いて所望のIF信号を安定
的に得ることが可能となる。したがって,従来,増幅器
や逓倍器によって占められていたスペースが省略され,
システムのコンパクト化が図れる。
As described above, according to the present invention,
Since the oscillation frequency required for the oscillator, which is the output source of the LO signal, is half the conventional frequency, even if the frequency band to which the FET mixer is applied is a millimeter wave band or a quasi-millimeter wave band,
A desired IF signal can be stably obtained by using the output signal of the oscillator directly as the LO signal without adding an amplifier or a multiplier. Therefore, the space previously occupied by amplifiers and multipliers is omitted,
The system can be made more compact.

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

【図1】本発明の実施の形態にかかるFETミキサの構
成を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an FET mixer according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来のFETミキサの構成を示す回路図であ
る。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional FET mixer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 FETミキサ 3 第1のFET 5 第2のFET 7 第1のLO信号整合回路 9 第2のLO信号整合回路 11 第1のRF信号整合回路 13 第2のRF信号整合回路 15 IF信号整合回路 17 伝送線路 19 ディバイダ 33 第1のソース接地回路 35 第2のソース接地回路 SIF IF信号 SLO LO信号 SRF RF信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 FET mixer 3 1st FET 5 2nd FET 7 1st LO signal matching circuit 9 2nd LO signal matching circuit 11 1st RF signal matching circuit 13 2nd RF signal matching circuit 15 IF signal matching circuit 17 Transmission line 19 Divider 33 First grounded source circuit 35 Second grounded source circuit SIF IF signal SLO LO signal SRF RF signal

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 無線周波数信号を相互に同位相である一
の無線周波数信号と他の無線周波数信号に等分割する第
1のディバイダと;局部発振信号を入力し,前記局部発
振信号に対して1/2周期の位相差を有する逆相局部発
振信号を出力する第2のディバイダと;前記一の無線周
波数信号をソースに入力し,前記局部発振信号をゲート
に入力する第1のFETと;前記他の無線周波数信号を
ソースに入力し,前記逆相局部発振信号をゲートに入力
する第2のFETと;前記第1のFETのドレインと前
記第2のFETのドレインが共通接続される接続点と;
を備えたことを特徴とするFETミキサ。
1. A first divider for equally dividing a radio frequency signal into one radio frequency signal and another radio frequency signal having the same phase with each other; A second divider that outputs an anti-phase local oscillation signal having a phase difference of a half cycle; and a first FET that inputs the one radio frequency signal to a source and inputs the local oscillation signal to a gate; A second FET for inputting the other radio frequency signal to a source and inputting the anti-phase local oscillation signal to a gate; a connection in which a drain of the first FET and a drain of the second FET are commonly connected; Point;
An FET mixer comprising:
【請求項2】 前記第2のディバイダは,前記局部発振
信号に含まれる基本波の波長の1/2の線路長を有する
伝送線路であることを特徴とする請求項1に記載のFE
Tミキサ。
2. The FE according to claim 1, wherein the second divider is a transmission line having a line length of a half of a wavelength of a fundamental wave included in the local oscillation signal.
T mixer.
【請求項3】 前記局部発振信号は,第1の局部発振信
号整合回路を経由して前記第1のFETのゲートに入力
され,前記逆相局部発振信号は,第2の局部発振信号整
合回路を経由して前記第2のFETのゲートに入力され
ることを特徴とする請求項1または2に記載のFETミ
キサ。
3. The local oscillation signal is input to a gate of the first FET via a first local oscillation signal matching circuit, and the anti-phase local oscillation signal is input to a second local oscillation signal matching circuit. 3. The FET mixer according to claim 1, wherein the signal is input to a gate of the second FET via a gate.
【請求項4】 前記一の無線周波数信号は,第1の無線
周波数信号整合回路を経由して前記第1のFETのソー
スに入力され,前記他の無線周波数信号は,第2の無線
周波数信号整合回路を経由して前記第2のFETのソー
スに入力されることを特徴とする請求項1,2,または
3のいずれかに記載のFETミキサ。
4. The one radio frequency signal is input to a source of the first FET via a first radio frequency signal matching circuit, and the other radio frequency signal is a second radio frequency signal. 4. The FET mixer according to claim 1, wherein the input is inputted to the source of the second FET via a matching circuit.
【請求項5】 前記接続点には,中間周波数信号整合回
路が接続されることを特徴とする請求項1,2,3,ま
たは4のいずれかに記載のFETミキサ。
5. The FET mixer according to claim 1, wherein an intermediate frequency signal matching circuit is connected to the connection point.
【請求項6】 前記第1のFETのソースには,第1の
ソース接地回路が接続され,前記第2のFETのソース
には,第2のソース接地回路が接続されることを特徴と
する請求項1,2,3,4,または5のいずれかに記載
のFETミキサ。
6. The source of the first FET is connected to a first source grounded circuit, and the source of the second FET is connected to a second source grounded circuit. The FET mixer according to claim 1, 2, 3, 4, or 5.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003044941A1 (en) * 2001-11-20 2003-05-30 Sang-Kun Lee Microwave detector using fet resistive mixer
CN113114114A (en) * 2021-04-07 2021-07-13 电子科技大学 Grid FET mixer

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