JPH11145777A - ステップアテネータ - Google Patents

ステップアテネータ

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JPH11145777A
JPH11145777A JP9306246A JP30624697A JPH11145777A JP H11145777 A JPH11145777 A JP H11145777A JP 9306246 A JP9306246 A JP 9306246A JP 30624697 A JP30624697 A JP 30624697A JP H11145777 A JPH11145777 A JP H11145777A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アテネーション設定誤差を広帯域にわたって
低減するステップアテネータを提供する。 【解決手段】 本発明は、入力端子1と出力端子2との
間に直列に接続されている抵抗器5,6と、これらに並
列に接続されているMESFET10と、抵抗器5,6
の接続点と接地との間に直列に接続されている周波数特
性調整回路13と抵抗器7とを有している。周波数特性
調整回路13は、抵抗器5,6の接続点と抵抗器7との
間に接続されている伝送線路12と、抵抗器7に並列に
接続されているMESFET11とを有している。伝送
線路12は前記入力端子に入力される入力信号の波長を
λとした場合に[λ/4−α(0≦α≦λ/16)]の
長さを有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステップアテネー
タに関し、特にマイクロ波周波数帯において使用される
ステップアテネータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のマイクロ波周波数帯において使用
されるステップアテネータとして、図5に示されるもの
が知られている。このステップアテネータは、入力端子
21と、出力端子22と、制御端子23,24と、抵抗
器25,26,27と、ゲートを保護するための抵抗器
28,29と、MES電界効果トランジスタ(MESF
ET)30,31とを有している。
【0003】このステップアテネータをスルー状態にす
る場合には、制御端子23に“H”レベルの制御信号を
入力しMESFET30をオン状態にし、制御端子24
に“L”レベルの制御信号を入力しMESFET31を
オフ状態にする。入力端子21に入力された入力信号
は、抵抗25,26とMESFET30の内部インピー
ダンスとの並列回路を介して出力端子22へ出力され
る。この場合には、MESFET31は開放となってい
る。一方、ステップアテネータをアテネーション状態に
する場合には、制御端子23に“L”レベルの制御信号
を入力してMESFET30をオフ状態にし、制御端子
24に“H”レベルの制御信号を入力してMESFET
31をオン状態にする。入力端子21に入力された入力
信号は、抵抗25,26,27とMESFET30の内
部インピーダンスにより決まる減衰量だけ減衰され出力
端子22へ出力される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ステップアテネータにおいては、アテネーション設定誤
差が大きいため、広帯域の利得コントロールなどを目的
に使用する場合に利得設定精度が悪くなってしまうとい
う問題がある。ここでいうアテネーション設定誤差と
は、スルー状態の通過損失とアテネーション状態の通過
損失との差で決まる減衰量と設定減衰量とを比較したと
きの誤差を表す。前記問題が生じる理由は、MESFE
T10,11が有する寄生容量およびドレイン−ソース
間容量のため、高周波数になるほど周波数特性が悪化し
通過損失が増えてしまい、その損失分がスルー状態とア
テネーション状態とで異なるためである。
【0005】例えば、従来のステップアテネータにおけ
るスルー状態時の通過損失は図6において特性線B11
で示され、従来のステップアテネータにおけるアテネー
ション状態時の通過損失は図6の特性線B12で示され
る。また、従来のステップアテネータにおけるアテネー
ション設定誤差が図7における特性線B13で示され
る。
【0006】本発明の目的は、アテネーション設定誤差
を広帯域にわたって低減することができるステップアテ
ネータを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のステップアテネータは、入力端子と出力端
子との間に直列に接続されている第1の抵抗器および第
2の抵抗器と、前記第1および第2の抵抗器に並列に接
続されている第1のアテネーション切替設定回路と、前
記第1および第2の抵抗器の接続点と接地との間に直列
に接続されている周波数特性調整回路と第3の抵抗器と
を有し、前記周波数特性調整回路は、前記第1および第
2の抵抗器の接続点と前記第3の抵抗器との間に接続さ
れている伝送路と、前記第3の抵抗器に並列に接続され
ている第2のアテネーション切替設定回路とを有し、前
記伝送路は前記入力端子に入力される入力信号の波長を
λとした場合に[λ/4−α(0≦α≦λ/16)]の
長さを有することを特徴とする。
【0008】また、本発明のステップアテネータ装置
は、総入力端子と総出力端子との間に縦続接続される複
数段のステップアテネータを有し、これらのステップア
テネータの各々は、入力端子と出力端子との間に直列に
接続されている第1の抵抗器および第2の抵抗器と、前
記第1および第2の抵抗器に並列に接続されている第1
のアテネーション切替設定回路と、前記第1および第2
の抵抗器の接続点と接地との間に直列に接続されている
周波数特性調整回路と第3の抵抗器とを有し、前記周波
数特性調整回路は、前記第1および第2の抵抗器の接続
点と前記第3の抵抗器との間に接続されている伝送線路
と、前記第3の抵抗器に並列に接続されている第2のア
テネーション切替設定回路とを有し、前記伝送線路は前
記入力端子に入力される入力信号の波長をλとした場合
に[λ/4−α(0≦α≦λ/16)]の長さを有する
ことを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の第1の実施
の形態としてのステップアテネータを示す図である。図
1に示されるように、本発明のステップアテネータA1
は、入力端子1と、出力端子2と、制御端子3,4と、
抵抗器5,6,7と、ゲート保護抵抗器8,9と、ME
SFET10,11と、伝送線路12とを有している。
MESFET11と伝送線路12とは、周波数特性調整
回路13を構成している。伝送線路12は前記入力端子
に入力される入力信号の波長をλとした場合に[λ/4
−α(0≦α≦λ/16)]の長さを有している。この
αは補正項である。
【0010】前記抵抗器5,6は、入力端子1と出力端
子2との間に直列に接続されている。MESFET10
は、前記抵抗器5,6に並列に接続されている。MES
FET10は、アテネーションを切替えて設定する第1
のアテネーション切替設定回路を構成している。周波数
特性調整回路13と抵抗器7とは、抵抗器5,6の接続
点(シャント接続点)と接地との間に直列に接続されて
いる。前記周波数特性調整回路13は、抵抗器5,6の
接続点と抵抗器7との間に接続されている伝送線路12
と、抵抗器7に並列に接続されているMESFET11
とを有している。このMESFET11は、アテネーシ
ョンを切替えて設定する第2のアテネーション切替設定
回路を構成している。
【0011】次に、本発明のステップアテネータの動作
を図1に基づいて詳細に説明する。制御端子3および4
に“H”レベルの制御信号を入力した場合は、MESF
ET10,11は共にオンされる。このときシャント接
続点からシャント側回路を見たときのインピーダンス
は、(λ/4−α)の長さの伝送線路12が先端短絡線
路と見なせるから無限大となり、入力された入力信号は
すべて出力端子2に出力される。このときの周波数特性
はシャント側回路が見えないことによりほぼ平坦にな
る。
【0012】一方、制御端子3および4に“L”レベル
の制御信号を入力した場合は、MESFET10,11
は共にオフされる。このときシャント接続点からシャン
ト側回路を見たときのインピーダンスは、MESFET
11の持つドレイン−ソース間容量および寄生容量と第
3の抵抗との並列回路が容量性に見えることから、(λ
/4+α)の長さの伝送線路12によりインピーダンス
変換され、結局、誘導性に見えてくる。このため高周波
側になるほどシャント側のインピーダンスが高くなり、
すなわちこれはT字型のステップアテネータA1のシャ
ント側のインピーダンスが高くなるので減衰量(通過損
失)が小さくなる。その結果、高周波側での通過損失の
増大が防止され、周波数特性を平坦にすることができ
る。したがって本発明のステップアテネータA1におい
ては、スルー状態およびアテネーション状態の周波数特
性を広帯域に平坦にすることができるため、アテネーシ
ョン設定誤差も広帯域にわたり低減することができる。
【0013】次に、本発明の具体的な実施例を説明す
る。この実施例は、本発明をマイクロ波帯集積回路に適
用した実施例である。MESFET10,11の基板は
厚さ80μmのGaAsにより形成され、MESFET
10,11のゲート幅は共に400μmである。ステッ
プアテネータA1を形成する抵抗器5,6は共に11.
2Ωに設定され、抵抗器7は47.6Ωに設定される。
ゲート保護抵抗器8,9は共に4KΩに設定されてい
る。制御端子3,4に印加される電圧は0V(“H”レ
ベル)または−5V(“L”レベル)である。なお、補
正項αは200μmであり、特性インピーダンスは50
Ωである。
【0014】次に、本発明の実施例の実験結果を図2お
よび図3に基づいて説明する。本発明のステップアテネ
ータにおけるスルー状態時の通過損失は、図2における
特性線B1で示され、本発明のステップアテネータにお
けるアテネーション状態時の通過損失は図2における特
性線B2で示される。また、本発明のステップアテネー
タにおけるアテネーション設定誤差は、図3の特性線B
3で示される。図3に示されるように、本発明のステッ
プアテネータにおけるアテネーション設定誤差は従来の
それに比べ、約±0.3dBだけ改善されている。
【0015】次に、本発明の他の実施の形態としてのス
テップアテネータ装置を図4に基いて説明する。このス
テップアテネータ装置は、総入力端子14と総出力端子
15との間に縦続接続されている複数段の前記ステップ
アテネータA1を有している。このステップアテネータ
装置は、マルチビット対応のものである。
【0016】なお、前記第1および第2のアテネーショ
ン切替設定回路は、MESFETでなく他のFETで構
成することができる。
【0017】
【発明の効果】本発明は、スルー状態およびアテネーシ
ョン状態の周波数特性を広帯域に平坦にすることができ
るため、アテネーション設定誤差も広帯域にわたって低
減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態としてのステップア
テネータを示す電気回路図である。
【図2】図1のステップアテネータの具体的な実施例に
おける周波数特性を示す実験結果を説明するための図で
ある。
【図3】図1のステップアテネータの具体的な実施例に
おけるアテネーション設定誤差を示す実験結果を説明す
るための図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態としてのステップア
テネータを示すブロック図である。
【図5】従来のステップアテネータを示す電気回路図で
ある。
【図6】図5のステップアテネータにおける周波数特性
を示す実験結果を説明するための図である。
【図7】図5のステップアテネータにおけるアテネーシ
ョン設定誤差を示す実験結果を説明するための図であ
る。
【符号の説明】
A1 ステップアテネータ 1 入力端子 2 出力端子 3,4 制御端子 5,6,7 抵抗器 8,9 ゲート保護抵抗器 10,11 MESFET 12 伝送線路 13 周波数特性調整回路 14 総入力端子 15 総出力端子

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力端子と出力端子との間に直列に接続
    されている第1の抵抗器および第2の抵抗器と、前記第
    1および第2の抵抗器に並列に接続されている第1のア
    テネーション切替設定回路と、前記第1および第2の抵
    抗器の接続点と接地との間に直列に接続されている周波
    数特性調整回路と第3の抵抗器とを有し、前記周波数特
    性調整回路は、前記第1および第2の抵抗器の接続点と
    前記第3の抵抗器との間に接続されている伝送線路と、
    前記第3の抵抗器に並列に接続されている第2のアテネ
    ーション切替設定回路とを有し、前記伝送線路は前記入
    力端子に入力される入力信号の波長をλとした場合に
    [λ/4−α(0≦α≦λ/16)]の長さを有するこ
    とを特徴とするステップアテネータ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のステップアテネータに
    おいて、前記第1および第2のアテネーション切替設定
    回路は、それぞれ電界効果トランジスタで構成されてい
    ることを特徴とするステップアテネータ。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のステップアテネータに
    おいて、前記第1および第2のアテネーション切替設定
    回路は、それぞれMES電界効果トランジスタで構成さ
    れていることを特徴とするステップアテネータ。
  4. 【請求項4】 総入力端子と総出力端子との間に縦続接
    続される複数段のステップアテネータを有し、これらの
    ステップアテネータの各々は、入力端子と出力端子との
    間に直列に接続されている第1の抵抗器および第2の抵
    抗器と、前記第1および第2の抵抗器に並列に接続され
    ている第1のアテネーション切替設定回路と、前記第1
    および第2の抵抗器の接続点と接地との間に直列に接続
    されている周波数特性調整回路と第3の抵抗器とを有
    し、前記周波数特性調整回路は、前記第1および第2の
    抵抗器の接続点と前記第3の抵抗器との間に接続されて
    いる伝送線路と、前記第3の抵抗器に並列に接続されて
    いる第2のアテネーション切替設定回路とを有し、前記
    伝送線路は前記入力端子に入力される入力信号の波長を
    λとした場合に[λ/4−α(0≦α≦λ/16)]の
    長さを有することを特徴とするステップアテネータ。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載のステップアテネータに
    おいて、前記第1および第2のアテネーション切替設定
    回路は、それぞれ電界効果トランジスタで構成されてい
    ることを特徴とするステップアテネータ。
  6. 【請求項6】 請求項4に記載のステップアテネータに
    おいて、前記第1および第2のアテネーション切替設定
    回路は、それぞれMES電界効果トランジスタで構成さ
    れていることを特徴とするステップアテネータ。
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