JPH1117456A

JPH1117456A - 偶高調波ミクサ、直交ミクサ、イメージリジェクションミクサ、受信装置及び位相同期発振器

Info

Publication number: JPH1117456A
Application number: JP9166345A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ito; 健治伊東; Kenji Kawakami; 憲司川上; Mitsuhiro Shimozawa; 充弘下沢
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-06-23
Filing date: 1997-06-23
Publication date: 1999-01-22
Anticipated expiration: 2017-06-23
Also published as: JP3560774B2

Abstract

(57)【要約】【課題】スタブやスロット線路を用いた偶高調波ミク
サの小形化ができないという課題があった。【解決手段】高周波信号はＲＦ端子３２より入力さ
れ、アクティブバラン１０２で位相が互いに逆相で出力
されて、それぞれＡＰＤＰリング１０１のａ，ｂ端子に
入力される。局部発振波信号はＬＯ端子よりＡＰＤＰリ
ング１０１のｃ端子に入力される。中間周波信号はＡＰ
ＤＰリング１０１のａ，ｂ端子よりＩＦ端子３４ａ、３
４ｂへ互いに逆相で出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、無線通信システ
ムに用いられる偶高調波ミクサ、直交ミクサ、イメージ
リジェクションミクサと、これらのミクサを適用した受
信装置、位相同期発振器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高周波における周波数混合の手段の１つ
に、アンチパラレルダイオードペア（ＡＰＤＰ）を用い
てダイオードリングを構成した偶高調波ミクサがある。
偶高調波ミクサの原理的な提案は、ＩＥＥＥより１９７
５年に発行されたアイイーイーイートランスオン
マイクロウェーブセオリーアンドテクニシーズ，
ボル１．エムティティ−２３巻８号６６７頁から６７３
頁のハーモニックミキシングウィズアンアンテ
ィパラレルダイオードペア（ＩＥＥＥＴｒａｎ
ｓ．ｏｎＭｉｃｒｏｗａｖｅｔｈｅｏｒｙａｎｄ
ｔｅｃｈｎｉｃｅｓ，ｖｏ１．ＭＴＴ−２３、Ｎｏ．
８，ｐ６６７〜６７３の“Ｈａｒｍｏｎｉｃｍｉｘｉｎ
ｇｗｉｔｈａｎａｎｔｉｐａｒａｌｌｅｌｄｉ
ｏｄｅｐａｉｒ”）に記載されている。まず、この偶
高調波ミクサの構成と動作の説明を行う。

【０００３】図２９は偶高調波ミクサの一般的な構成図
である。図において、１ａ、１ｂはミクサダイオード、
２はアンチパラレルダイオードペア（ＡＰＤＰ）、３は
分波回路である。ＡＰＤＰ２は逆極性のミクサダイオー
ド１ａ、１ｂを並列接続した構成である。受信機の場
合、このＡＰＤＰ２に分波回路３を介し、入力信号であ
る高周波信号ＲＦと局部発振波信号ＬＯとを加え、中間
周波信号ＩＦを取り出す。送信機の場合、このＡＰＤＰ
２に分波回路３を介しＩＦとＬＯとを加えＲＦを取り出
す。

【０００４】この偶高調波ミクサに局部発振波信号ＬＯ
を加えると、図３０に示すように半周期ごとにミクサダ
イオード１ａ、１ｂを交互にＯＮし電流が流れる。その
結果、図３１に示すようなＬＯ電流が流れ、半周期ごと
にコンダクタンスが高まる動作をする。そのため、ＬＯ
の高調波は奇数次、コンダクタンスの高調波は偶数次し
か存在しない。従って、受信用に適用した偶高調波ミク
サでは、図３２に示すように入力したＲＦ（ｆｉｎ）と
ＬＯ（ｆｐ）の２倍波（２ｆｐ）との混合が可能であ
る。またＲＦに近接するスプリアスである２ＬＯ波（２
ｆｐ）はＡＰＤＰ２内部で抑制される。この抑制量は、
２つのダイオード１ａ、１ｂのバランスによって決ま
り、特性の差が小さいほど、ＬＯの偶数次、コンダクタ
ンスの奇数次の高調波を抑制できる。そのため、通常の
平衡形のミクサと比較し、はるかに高い抑制が可能であ
る。ちなみにマイクロ波において、通常の基本波動作の
ミクサでは２５ｄＢ程度の抑制であるが、偶高調波ミク
サでは５０ｄＢから６０ｄＢの抑制が可能である。

【０００５】この偶高調波ミクサの出力信号である中間
周波信号の周波数ｆｏｕｔを式で表すと、ｆｏｕｔ＝｜ｍ・ｆｉｎ±ｎ・ｆｐ｜（１）となる。ここでｍ，ｎは整数でかつ｜ｍ±ｎ｜は奇数で
あり、ｆｉｎは入力信号周波数、ｆｐは局部発振周波数
である。

【０００６】この偶高調波ミクサを通常の送受信機に使
用する場合、ｆｏｕｔ＝｜ｆｉｎ±２ｆｐ｜（２）となる。従って基本波動作のミクサに比べて半分のｆｐ
で動作させることができるため、引例文献をはじめ大半
が、この偶高調波ミクサをマイクロ波、とりわけミリ波
での送受信機に適用している。

【０００７】そして偶高調波ミクサは以下の特徴があ
り、無線通信機器などに用いられている。（１）特に送信機に適用した場合に低スプリアスとな
る。（２）ＬＯ周波数ｆｐが基本波動作のミクサに比べて半
分とできるため、ミリ波など高周波動作に適する。また
低価格化の効果も期待できる。

【０００８】偶高調波ミクサの構成は、かねてより色々
報告されている。図３３は従来の偶高調波ミクサの構成
図である。図に示すように、分波回路３は一般的にＲＦ
用帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）、ＬＯ用高域通過フィル
タ（ＨＰＦ）及びＩＦ用低域通過フィルタ（ＬＰＦ）に
より構成されている。しかしこのような構成は大形とな
り、小形化が求められる移動体無線通信機器などへの搭
載には適さない。

【０００９】そこで発明者らは分波回路３の小形化の検
討を行っている。図３４は１９９１年６月にＢｏｓｔｏ
ｎで開催されたＩＥＥＥ主催、インターナショナルマ
イクロウェーブシンポジウムの１９９１エムティティ
−エスダイジェスト（ＩｎｔｅｎａｔｉｏｎａｌＭ
ｉｃｒｏｗａｖｅＳｙｍｐｏｓｉｕｍ，１９９１ＭＴ
Ｔ−ＳＤｉｇｅｓｔ）の８７９ぺージから８８２ペー
ジに記載された偶高調波ミクサである。図において、３
２はＲＦ端子、３３はＬＯ端子、３４はＩＦ端子、３５
は先端開放スタブ、３６は先端短絡スタブ、３７はＤＣ
カット用コンデンサ、３８はＲＦチョークである。先端
開放スタブ３５と先端短絡スタブ３６とを用いてｆｐと
ｆｉｎ（２ｆｐ）とを分波する構成である。

【００１０】次に図３４の動作について説明する。先端
開放スタブ３５と先端短絡スタブ３６とはｆｐにおいて
概略４分の１波長、従ってｆｉｎでは概略２分の１波長
となるよう設計される。このときの、ＡＰＤＰ２からみ
た先端開放スタブ３５と先端短絡スタブ３６とのインピ
ーダンスは図３５および図３６となる。先端開放スタブ
３５はＲＦ端子３２とＩＦ端子３４側なので、図３５の
ようにｆｏｕｔ近傍とｆｉｎ近傍は高インピーダンスと
なり、ＡＰＤＰ２はそれぞれの端子に接続される。一
方、ｆｐ近傍は低インピーダンスとなりＡＰＤＰ２は接
地される。逆に、先端短絡スタブ３６はＬＯ端子３３側
なので、図３６のようにｆｏｕｔ近傍とｆｉｎ近傍は低
インピーダンスとなり、ＡＰＤＰ２は接地される。一
方、ｆｐ近傍は高インピーダンスとなりＡＰＤＰ２はＬ
Ｏ端子３３に接続される。

【００１１】図３７は従来の偶高調波ミクサの他の例で
あり、１９９３年電子情報通信学会秋季全国大会Ｃ−４
７に報告されたものと同じように、スロット線路とコプ
レナ線路とのモードの違いを用いた構成である。図にお
いて、８０はＲＦを入力するスロット線路、８１はＬＯ
を入力するコプレナ線路、８２はコプレナ線路に励振さ
れる平衡モードを抑制するためのワイヤである。ＩＦは
導体パターンに一端を接続されたＲＦチョーク３８ａ、
３８ｂを介して、ＩＦ端子３４ａ、３４ｂより出力され
る。この偶高調波ミクサは、スロット線路８０とコプレ
ナ線路８１とのつきあわせたところの各導体パターン
に、リング状に接続されたＡＰＤＰ２を接続したもの
で、励振位相によりスロット線路８０とコプレナ線路８
１は互いにアイソレーションが得られる。そのため広帯
域に分波ができる利点がある。

【００１２】図３８に偶高調波ミクサの各ＡＰＤＰ２の
ＲＦ、ＬＯおよびＩＦの位相関係を示す。図中、ａ、
ｂ、ｃおよびｄはＡＰＤＰ２相互の接続点を意味し、図
３７と対応する。ＲＦとＩＦは同じ位相関係にあり、Ｌ
ＯとＲＦ／ＩＦは互いにブリッジの中点となる位置関係
に接続されているため、広帯域にアイソレーションが得
られる。この構成で、出力信号ＩＦは差動出力であり、
端子３４ａと３４ｂとに逆相で出力される。

【００１３】このような差動出力では以下の利点があ
る。（１）一般に市販されている差動入力のＩＣ（演算増幅
器など）との接続性が良好となる。（２）ＥＭＩなどにより生じる同位相のモードの雑音が
除去できる効果がある。このような動作はリング状に接
続したＡＰＤＰ２を用いたダイオードリングの場合に限
らず、図３９と図４０に示したようなリング状に接続し
たダイオードリングであっても同様であり、発明者は特
開平４−２１２０４号公報〈名称ミクサ）で原理を示し
ている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】図３４における偶高調
波ミクサについては、この構成は簡易であるが、スタブ
を用いているため適用周波数範囲は狭帯域であり、これ
を比較的低周波で実現しようとした場合、先端開放スタ
ブ３５と先端短絡スタブ３６は長くなり、大形化する課
題があった。

【００１５】さらに図３７や図３９における偶高調波ミ
クサについては、スロット線路８０を集積化するのは地
導体の接続を考えると困難である。またこれを比較的低
周波で実現しようとした場合、スロット線路８０が大形
化するという課題があった。また、ＡＰＤＰ２からＬＯ
端子への高調波などのスプリアス成分が逆流し、スプリ
アスとなる課題があった。さらにＬＯ側の局部発振波を
出力している回路のインピーダンスが変動すると、ＡＰ
ＤＰ２の駆動インピーダンスの変動が生じ、動作が不安
定となる課題もあった。

【００１６】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、小型で低スプリアスかつ動作の安
定な偶高調波ミクサ、直交ミクサ及びイメージリジェク
ションミクサと、これらのミクサを適用した受信装置、
位相同期発振器を得ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る偶高調波ミクサは、４端子を有し複数個のダイオード
をリング状に接続したダイオードリングと、３端子を有
する能動素子により構成されたアクティブバランとを備
えたものにおいて、上記ダイオードリングの第１の端子
に局部発振波信号を入力し、上記第１の端子と対角とな
る上記ダイオードリングの第２の端子を高周波的に地導
体に接続し、上記能動素子の第１の端子に高周波信号を
入力し、上記能動素子の第２及び第３の端子に互いに逆
位相の高周波信号を出力し、上記能動素子の第２の端子
と上記ダイオードリングの第３の端子を高周波的に接続
すると共に、上記能動素子の第３の端子と上記ダイオー
ドリングの第４の端子を高周波的に接続し、上記ダイオ
ードリングの第３の端子及び第４の端子より、上記高周
波信号と上記局部発振波信号に対応した中間周波信号を
互いに逆位相で出力するものである。

【００１８】請求項２記載の発明に係る偶高調波ミクサ
は、ダイオードリングとして、逆極性の２つのダイオー
ドを並列接続したアンチパラレルダイオードペアを４つ
リング状に接続するものである。

【００１９】請求項３記載の発明に係る偶高調波ミクサ
は、ダイオードリングとして、ダイオードを４つリング
状に接続するものである。

【００２０】請求項４記載の発明に係る偶高調波ミクサ
は、能動素子の第１の端子に入力される高周波信号を出
力している側の出力インピーダンスと、上記能動素子の
第１の端子の入力インピーダンスとを整合する整合回路
を介し、上記高周波信号を入力するものである。

【００２１】請求項５記載の発明に係る偶高調波ミクサ
は、能動素子の第２の端子とダイオードリングの第３の
端子との接続及び能動素子の第３の端子とダイオードリ
ングの第４の端子との接続を、緩衝増幅器を介して行う
ものである。

【００２２】請求項６記載の発明に係る偶高調波ミクサ
は、ダイオードリングの第１の端子への局部発振波信号
の入力を、緩衝増幅器を介して行うものである。

【００２３】請求項７記載の発明に係る偶高調波ミクサ
は、ダイオードリングの第３の端子及び第４の端子から
の中間周波信号を、緩衝増幅器を介して出力するもので
ある。

【００２４】請求項８記載の発明に係る偶高調波ミクサ
は、能動素子の第２の端子とダイオードリングの第３の
端子との接続及び能動素子の第３の端子とダイオードリ
ングの第４の端子との接続を、緩衝増幅器を介して行
い、ダイオードリングの第３の端子及び第４の端子から
の中間周波信号を、緩衝増幅器を介して出力するもので
ある。

【００２５】請求項９記載の発明に係る偶高調波ミクサ
は、ダイオードリングの第３の端子及び第４の端子を高
抵抗の負荷抵抗で接続し、この負荷抵抗の両端を演算増
幅器の入力に接続し、この演算増幅器の出力より中間周
波信号を出力するものである。

【００２６】請求項１０記載の発明に係る偶高調波ミク
サは、ダイオードリングの第１の端子への局部発振波信
号の入力を、局部発振波信号の電力変動を抑制するリミ
タを介して行うものである。

【００２７】請求項１１記載の発明に係る偶高調波ミク
サは、ダイオードリングの第１の端子への局部発振波信
号の入力を、局部発振波信号の高調波を抑制するフィル
タを介して行うものである。

【００２８】請求項１２記載の発明に係る偶高調波ミク
サは、ダイオードリングの第１の端子への局部発振波信
号の入力を、局部発振波信号の周波数を分周する分周器
を介して行うものである。

【００２９】請求項１３記載の発明に係る偶高調波ミク
サは、モノリシック集積化したものである。

【００３０】請求項１４記載の発明に係る直交ミクサ
は、高周波信号を入力し、互いに９０度位相の異なる高
周波信号を出力する第１及び第２の出力端子を有する９
０度分配回路と、局部発振波信号を入力し、互いに同相
の局部発振波信号を出力する第３及び第４の出力端子を
有する同相分配回路と、上記第１の出力端子より出力さ
れた高周波信号と、上記第３の出力端子より出力された
局部発振波信号を入力し、第１の中間周波信号を出力す
る請求項１から請求項１２うちのいずれか１項記載の偶
高調波ミクサと、上記第２の出力端子より出力された高
周波信号と、上記第４の出力端子より出力された局部発
振波信号を入力し、上記第１の中間周波信号と位相が９
０度異なる第２の中間周波信号を出力する請求項１から
請求項１２うちのいずれか１項記載偶高調波ミクサとを
備えたものである。

【００３１】請求項１５記載の発明に係る直交ミクサ
は、高周波信号を入力し、互いに同相又は逆位相の高周
波信号を出力する第１及び第２の出力端子を有する分配
回路と、局部発振波信号を入力し、互いに４５度位相の
異なる局部発振波信号を出力する第３及び第４の出力端
子を有する４５度分配回路と、上記第１の出力端子より
出力された高周波信号と、上記第３の出力端子より出力
された局部発振波信号を入力し、第１の中間周波信号を
出力する請求項１から請求項１２うちのいずれか１項記
載の偶高調波ミクサと、上記第２の出力端子より出力さ
れた高周波信号と、上記第４の出力端子より出力された
局部発振波信号を入力し、第２の中間周波信号を出力す
る請求項１から請求項１２のうちのいずれか１項記載の
偶高調波ミクサとを備えたものである。

【００３２】請求項１６記載の発明に係る直交ミクサ
は、モノリシック集積化したものである。

【００３３】請求項１７記載の発明に係るイメージリジ
ェクションミクサは、請求項１４または請求項１５記載
の直交ミクサの第１の中間周波信号を増幅する第１の演
算増幅器と、請求項１４または請求項１５記載の直交ミ
クサの第２の中間周波信号を増幅する第２の演算増幅器
と、上記第１及び第２の演算増幅器より出力された第１
及び第２の中間周波信号を入力し、位相を９０度移相し
て出力する９０度移相回路とを備えたものである。

【００３４】請求項１８記載の発明に係るイメージリジ
ェクションミクサは、モノリシック集積化したものであ
る。

【００３５】請求項１９記載の発明に係る受信装置は、
受信した高周波信号を中間周波信号に変換して所望の信
号を検出するものにおいて、請求項１から請求項１３の
うちのいずれか１項記載の偶高調波ミクサ、請求項１４
から請求項１６のうちのいずれか１項記載の直交波ミク
サ又は請求項１７または請求項１８記載のイメージリジ
ェクションミクサを備えたものである。

【００３６】請求項２０記載の発明に係る位相同期発振
器は、基準発振器の出力信号に電圧制御発振器の出力信
号を位相同期させるものにおいて、請求項１から請求項
１３のうちのいずれか１項記載の偶高調波ミクサを位相
検波器として用いたものである。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１における
偶高調波ミクサの構成図である。図１において、１０１
はダイオードリングとしてＡＰＤＰ２を４つ用いたＡＰ
ＤＰリング、１０２はＦＥＴを用い構成したアクティブ
バランであり、図２９や図３７に示した従来例と同一な
いしは相当部分には同一符号を付している。この構成
で、出力信号（ＩＦ）は差動出力であり、端子３４ａと
３４ｂとに逆相で出力される。

【００３８】次に図２にアクティブバランの１構成例を
示す。図２において、１０４は能動素子としての電界効
果トランジスタ（以下、ＦＥＴ）、１０５ａ、１０５ｂ
は抵抗、１０６ａ、１０６ｂ、１０７及び１０８はＤＣ
カット用コンデンサ、１０９はＲＦチョーク用インダク
タ、１１５ａ、１１５ｂはアクティブバランの出力端子
である。また図３にその高周波的な等価回路を示す。図
において、（ａ）は電流源で表示した等価回路で、
（ｂ）は（ａ）を等価変換し電圧源で表示した等価回路
であり、１１０はゲートソース間容量Ｃｇｓ、１１１は
ドレイン抵抗Ｒｄｓ、１１２は電流源、１１３ａ、１１
３ｂは負荷抵抗ＲＬ、１１４は電源の内部抵抗Ｒｇｅ
ｎ、１１７は電圧源である。

【００３９】次に図１から図３を用いてこの実施の形態
の動作について説明する。図３７のスロット線路８０の
代わりにアクティブバラン１０２を用いている点が従来
と異なる。ＲＦ端子３２に入力信号波である高周波信号
を加えると、ＦＥＴ１０４のゲートと地導体間に電圧Ｖ
ｓが加わる。するとＶｓは分圧され、ＦＥＴ１０４のゲ
ートソース間容量Ｃｇｓ１１０に電圧Ｖｓ’が加わる。
その結果、ドレインソース間の電流源１１２にｇｍＶ
ｓ’が励振される。その結果、図３（ｂ）に示すように
ドレインソース端子間の内部抵抗Ｒｄｓ１１１の電圧源
ｇｍ・Ｖｓ’・Ｒｄｓと等価となる。従って、負荷抵抗
ＲＬ１１３ａ、１１３ｂに入力信号電流（ＲＦ電流）が
流れ、図３（ｂ）に示すようにアクティブバランの出力
端子１１５ａ、１１５ｂに、地導体に対し逆位相のＲＦ
電圧ＲＦ１及びＲＦ２が生じる。

【００４０】この逆位相のＲＦ電圧は、図３７に示した
従来例でのスロット線路８０とＡＰＤＰ２との２つの接
点での電界と同様である。従って、図１に示した偶高調
波ミクサとしては、従来と同様に動作する。図１のＡＰ
ＤＰ２の接点に記入したａ、ｂ、ｃおよびｄと図３７の
ａ、ｂ、ｃおよびｄとは対応している。従って、ＲＦ端
子３２に入力信号波である高周波信号、ＬＯ端子３３に
局部発振波信号を加えると、高周波信号と局部発振波信
号の２倍波とが周波数混合され、ＲＦチョーク３８ａ、
３８ｂとを介し、ＩＦ端子３４ａ、３４ｂに逆位相（い
わゆる差動出力）の中間周波信号が出力され、ダウンコ
ンバータとして動作する。

【００４１】以上の説明では、アクティブバラン１０２
用の能動素子としてＦＥＴを使用しているが、トランジ
スタであっても良い。

【００４２】以上の説明では、アクティブバラン１０２
のゲートをＲＦ端子３２に接続したが、図４に示すよう
に、入力信号波である高周波信号を出力している回路の
インピーダンスとＦＥＴゲート側の入力インピーダンス
を整合する整合回路１１６を設けても良く、より低いＲ
Ｆ電力で動作することができる。

【００４３】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、アクティブバラン１０２により、以下の効果が得ら
れる。（１）スロット線路を用いないため小形化が容易。従っ
て半導体基板上に偶高調波ミクサのモノリシック集積化
が可能となる。（２）アクティブバラン１０２に使用しているＦＥＴや
トランジスタなどの能動素子の方向性により、ＡＰＤＰ
リング１０１からＲＦ端子３２への高調波などのスプリ
アス成分の逆流が抑制され、低スプリアスとなる。（３）アクティブバラン１０２に使用しているＦＥＴや
トランジスタなどの能動素子の方向性により、入力信号
波である高周波信号を出力している回路のインピーダン
スの変動によるＡＰＤＰリング１０１の終端インピーダ
ンスの変動が生じない。従って動作が安定化される。

【００４４】実施の形態２．図５はこの発明の実施の形
態２における偶高調波ミクサの構成図である。この実施
の形態は、実施の形態１のダイオードリングとしてのＡ
ＰＤＰリング１０１を、４つのダイオード１ａ〜１ｂか
らなるダイオードリング１２０におきかえて構成したも
のであり、図１に示した実施の形態１と同一ないしは相
当部分には同一符号を付している。図３９の従来例でも
述べたように、図５のように４つのダイオードからなる
ダイオードリングの場合であっても、偶高調波ミクサと
して動作する。従って、実施の形態１と同様の効果が得
られる。

【００４５】実施の形態３．アクティブバラン１０２で
は、図３の等価回路からも明らかなように、ドレインと
ソースは非対称である。そのため端子１１５ａと１１５
ｂとに逆位相で分配される一方、そのインピーダンスが
同一とならない。つまり、ＡＰＤＰリング１０１やダイ
オードリング１２０の接続点ａからみたアクティブバラ
ン１０２のインピーダンスと、接続点ｂからみたアクテ
ィブバラン１０２のインピーダンスは異なる。そのた
め、ＲＦの入力信号波の励振位相にばらつきを生じる。
その結果、不平衡成分が生じ、ＬＯ側とＲＦ／ＩＦ側と
のアイソレーションが劣化する問題がある。

【００４６】また、ＡＰＤＰリング１０１やダイオード
リング１２０などを用いたダイオードミクサの欠点に、
端子間インピーダンスの局部発振電力依存性がある。す
なわち局部発振電力の大きさによりダイオードリングの
端子間インピーダンスが変化する。これは局部発振電力
によりダイオードミクサがＯＮ／ＯＦＦされるデューテ
ィー比が変動するためである。

【００４７】このような、アイソレーションの劣化や、
インピーダンスの変動が生じると、ＬＯ端子３３を介し
て、この偶高調波ミクサの前後に接続される増幅器やフ
ィルタとの間で多重反射を生じる。その結果、図６のよ
うな変換利得のリップルを生じ、通信の品質を劣化させ
る。

【００４８】この発明の実施の形態３はこのようなアク
ティブバラン１０２の問題点を解消するためになされた
ものである。図７は実施の形態３における偶高調波ミク
サの構成図である。図において、１２２ａ、１２２ｂは
アクティブバラン１０２とＡＰＤＰリング１０１との間
に設けた緩衝増幅器であり、図１に示した実施の形態１
と同一ないしは相当部分には同一符号を付している。ま
た図８には緩衝増幅器１２２の一例としてソース接地Ｆ
ＥＴ１２３を示している。また図７の接点Ａ、Ｂと図８
の接点Ａ、Ｂとは対応している。

【００４９】次に動作について説明する。アクティブバ
ラン１０２とＡＰＤＰリング１０１との間に、緩衝増幅
器１２２ａ、１２２ｂの一例として、ソース接地ＦＥＴ
１２３を設ける。ソース接地ＦＥＴ１２３はゲートドレ
イン間が高アイソレーションであり、ＡＰＤＰリング１
０１からはソース接地ＦＥＴ１２３の出力インピーダン
スしか見えない。従って、ＡＰＤＰリング１０１からは
アクティブバラン１０２の出力インピーダンスのばらつ
きは見えない。またソース接地ＦＥＴ１２３の入力イン
ピーダンスは高くほぼ開放であるため、アクティブバラ
ン１０２の出力インピーダンスのばらつきによる、緩衝
増幅器１２２ａ、１２２ｂの入力電圧のばらつきはわず
かである。

【００５０】以上の説明では、緩衝増幅器１２２ａ、１
２２ｂとしてソース接地ＦＥＴ１２３で説明したが、エ
ミッタ接地トランジスタであっても、その他の増幅回路
であっても良い。

【００５１】また以上の説明では、実施の形態１に緩衝
増幅器１２２ａ、１２２ｂを設けた場合について示した
が、実施の形態２に緩衝増幅器１２２ａ、１２２ｂを設
けても良い。

【００５２】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、実施の形態１で示した効果の他に次のような効果が
ある。すなわちアクティブバラン１０２とＡＰＤＰリン
グ１０１との間に緩衝増幅器１２２ａ、１２２ｂを設け
ることにより、アクティブバラン１０２の出力インピー
ダンスのばらつきによる不平衡成分を抑制できる。その
結果、ＲＦ側とＬＯ側とのアイソレーションを高めるこ
とができる効果が得られる。また局部発振電力などの変
動によるＡＰＤＰリング１０１のインピーダンスの変動
があっても、緩衝増幅器１２２によりＲＦ端子３２のイ
ンピーダンス変動が抑制でき、この偶高調波ミクサの前
後に接続される増幅器やフィルタとの間で多重反射を生
じないという効果が得られる。

【００５３】実施の形態４．ＡＰＤＰリング１０１やダ
イオードリング１２０などを用いたダイオードミクサの
欠点に、端子間インピーダンスの局部発振電力依存性が
ある。これは局部発振電力によりダイオードミクサがＯ
Ｎ／ＯＦＦされるデューティー比が変動するためであ
る。このような、インピーダンス変動が生じると、この
偶高調波ミクサの前後に接続される増幅器やフィル夕と
の間で多重反射を生じる。その結果、周波数によってＡ
ＰＤＰリング１０１やダイオードリング１２０などにか
かるＬＯ電圧に変動が生じ、利得が変動する問題が生じ
る。

【００５４】この発明の実施の形態４ではこのような問
題を解消するためになされたものである。図９は実施の
形態４における偶高調波ミクサの構成図である。図にお
いて、１２４はＬＯ端子３３とＡＰＤＰリング１０１と
の間に設けたＬＯ用緩衝増幅器であり、図１に示した実
施の形態１と同一ないしは相当部分には同一符号を付し
ている。また図１０には緩衝増幅器１２４の一例として
ゲート接地ＦＥＴ１２５を示している。ここで図９の接
点Ａ、Ｂと図１２の接点Ａ、Ｂとは対応している。

【００５５】次に動作について説明する。ゲート接地Ｆ
ＥＴ１２５は入力インピーダンスが低く、５０オームや
７５オームに近い。そのため、外部の回路との電気的な
接続性が良好である。また入出力端子間にはアイソレー
ション特性があるため、ＬＯ端子３３からはＡＰＤＰリ
ング１０１のインピーダンスが見えない。従って、局部
発振電力の変動によりＡＰＤＰリングの端子間インピー
ダンスが変動しても、偶高調波ミクサの各端子間インピ
ーダンスは変化せず、この偶高調波ミクサの前後に接続
される増幅器やフィルタとの間で多重反射を生じない。

【００５６】以上の説明では、ＬＯ用緩衝増幅器１２４
としてゲート接地ＦＥＴ１２５で説明したが、ベース接
地トランジスタやその他の増幅回路であっても良い。

【００５７】また以上の説明では、実施の形態１にＬＯ
用緩衝増幅器１２４を設けているが、実施の形態２に緩
衝増幅器１２４を設けても良い。

【００５８】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、実施の形態１で示した効果の他に次のような効果が
ある。すなわちＬＯ用緩衝増幅器１２４により利得の周
波数リップルを抑制でき、伝送特性が向上する効果が得
られる。また、ＬＯ用緩衝増幅器１２４のアイソレーシ
ョン特性により、高周波信号や中間周波信号などのＬＯ
端子３３への漏洩を抑制でき、低スプリアスとなる効果
が得られる。

【００５９】実施の形態５．この発明の実施の形態５
は、実施の形態４と同様、局部発振電力などの変動によ
るＡＰＤＰリング１０１やタイオードリング１２０のイ
ンピーダンス変動などの問題点を解消するためになされ
たものである。図１１は実施の形態５における偶高調波
ミクサの構成図である。図において、１２６ａ、１２６
ｂはＩＦ端子３４ａ、３４ｂとＡＰＤＰリング１０１と
の間に設けた出力信号用緩衝増幅器であり、図１に示し
た実施の形態１と同一ないしは相当部分には同一符号を
付している。また図１２には緩衝増幅器１２６ａ、１２
６ｂの一例としてＦＥＴ１０４と抵抗１２７とからなる
ソースフロア１２８を示している。ここで図１１の接点
Ａ、Ｂと図１２の接点Ａ、Ｂとは対応している。

【００６０】次に動作について説明する。ソースフロア
１２８は出力インピーダンスが低く、５０オームや７５
オームに近い。そのため、外部の回路との電気的な接続
性が良好である。また入出力端子間にはアイソレーショ
ン特性があるため、出力端子からはＡＰＤＰリング１０
１のインピーダンスが見えない。従って、局部発振電力
の変動によりＡＰＤＰリング１０１の端子間インピーダ
ンスが変動しても、この偶高調波ミクサの前後に接続さ
れる増幅器やフィルタとの間で多重反射を生じない。

【００６１】以上の説明では、出力信号用緩衝増幅器１
２６ａ、１２６ｂとしてソースフロア１２８で説明した
が、トランジスタによるエミッタフロアや、その他の増
幅回路であっても良い。

【００６２】また以上の説明では、実施の形態１に出力
信号用緩衝増幅器１２６ａ、１２６ｂを設けた場合につ
いて示したが、実施の形態２に緩衝増幅器１２６ａ、１
２６ｂを設けた場合であっても良い。

【００６３】以上のように、この実施の形態５によれ
ば、実施の形態１で示した効果の他に次のような効果が
ある。すなわち局部発振電力の変動によりＡＰＤＰリン
グ１０１の端子間インピーダンスが変動しても、この偶
高調波ミクサの前後に接続される増幅器やフィルタとの
間で多重反射を生じないという効果が得られる。

【００６４】実施の形態６．この発明の実施の形態６
は、実施の形態７と同様、局部発振電力などの変動によ
るＡＰＤＰリング１０１やダイオードリング１２０のイ
ンピーダンス変動などの問題点を解消するためになされ
たものである。図１３は実施の形態６における偶高調波
ミクサの構成図である。図において、アクティブバラン
１０２とＡＰＤＰリング１０１との間に入力信号用緩衝
増幅器１２２ａ、１２２ｂを、またＩＦ端子３４ａ、３
４ｂとＡＰＤＰリング１０１との間に出力信号用緩衝増
幅器１２６ａ、１２６ｂとを設けたものであり、実施の
形態３と実施の形態５を同時に実現した構成である。こ
こで、入力信号用緩衝増幅器１２２ａ、１２２ｂの一例
としてはソース接地ＦＥＴなどが、出力信号用緩衝増幅
器１２６ａ、１２６ｂの一例としてはソースフロアなど
が挙げられる。また図１３において、図１に示した実施
の形態１と同一ないしは相当部分には同一符号を付して
いる。

【００６５】次に動作について説明する。この実施の形
態６は、実施の形態３と実施の形態５で説明した動作を
同時に実現する。以上のように、外部の回路との電気的
な接続性が良好であると共に、入出力端子間にはアイソ
レーション特性があるため、ＩＦ端子３４ａ、３４ｂや
ＲＦ端子３２からはＡＰＤＰリング１０１のインピーダ
ンスが見えない。従って、局部発振電力の変動によりＡ
ＰＤＰリング１０１の端子間インピーダンスが変動して
も、この偶高調波ミクサの前後に接続される増幅器やフ
ィルタとの間で多重反射を生じない。

【００６６】以上の説明では、緩衝増幅器１２２ａ、１
２２ｂ、１２６ａ、１２６ｂとしてＦＥＴ回路で説明し
たが、トランジスタ回路であっても、その他の増幅回路
であっても良い。

【００６７】また以上の説明では、実施の形態１に緩衝
増幅器１２２ａ、１２２ｂ、１２６ａ、１２６ｂ設けた
場合について示したが、実施の形態２に緩衝増幅器を設
けた場合であっても良い。

【００６８】以上のように、この実施の形態６によれ
ば、実施の形態１で示した効果の他に次のような効果が
ある。すなわち局部発振電力の変動によりＡＰＤＰリン
グ１０１の端子間インピーダンスが変動しても、この偶
高調波ミクサの前後に接続される増幅器やフィルタとの
間で多重反射を生じないという効果が得られる。

【００６９】実施の形態７．ＡＰＤＰリング１０１やダ
イオードリング１２０などを用いたダイオードミクサの
その他の欠点に、変換効率が低く高損失となる点があ
る。この発明の実施の形態７ではこのようなＡＰＤＰリ
ング１０１やダイオードリング１２０などの問題点を解
消するためになされたものである。図１４は実施の形態
７における偶高調波ミクサの構成図である。図におい
て、１２９は差動対のＩＦ端子３４ａ、３４ｂの間に接
続された出力負荷抵抗Ｒｏｕｔ、１３０は演算増幅器で
あり、図１に示した実施の形態１と同一ないしは相当部
分には同一符号を付している。

【００７０】一般にミクサ、特にダイオードミクサで
は、５０オームの出力負荷を規定している。しかし、例
えばＩＦ回路として演算増幅器の利用を想定する。演算
増幅器は電力伝送でなく電圧伝送系を想定しているた
め、５０オームの終端抵抗は意味をなさない。また、偶
高調波ミクサは通常のミクサと比較して、２次の混合を
用いる理由で変換損が１から３ｄＢ程度高い。そこで、
この実施の形態による偶高調波ミクサでは、出力負荷抵
抗１２９を５０オームより高いインピーダンスとし、出
力電圧の向上をねらっている。

【００７１】次に動作について説明する。この出力負荷
抵抗Ｒｏｕｔ１２９の両端の電圧Ｖｏｕｔを、入力イン
ピーダンスがほぼ開放とみなせる演算増幅器１３０で増
幅する。この出力負荷抵抗１２９両端の電圧Ｖｏｕｔ
は、図１５に示すように、出力負荷抵抗Ｒｏｕｔ１２９
を高めるほど高電圧となり、開放に近づくにつれ一定の
値に収束する。また演算増幅器１３０は、端子間の電圧
を増幅する機能を有する。したがって、出力負荷抵抗Ｒ
ｏｕｔ１２９を高める程、ミクサの利得が高まることが
分かる。ここで、これはエネルギー的な利得の高まりを
意味するのではなく、電圧利得が高まることのみを意味
している点に注意を要する。

【００７２】以上の説明では、実施の形態１に、出力負
荷抵抗１２９と演算増幅器１３０を設けた場合について
示したが、実施の形態２に出力負荷抵抗１２９と演算増
幅器１３０を設けた場合であっても良い。

【００７３】以上のように、この実施の形態７によれ
ば、実施の形態１で示した効果の他に、偶高調波ミクサ
の利得が高まり、例えば受信機の感度が改善されるなど
の効果が得られる。

【００７４】実施の形態８．図１６に偶高調波ミクサの
局部発振電力に対する変換利得を示す。通常の基本波ミ
クサは飽和特性を呈し局部発振電力に対し安定した変換
利得が得られるが、偶高調波ミクサは局部発振電力に対
し、図１６に示すように単峰特性を呈し安定しない。こ
れはＡＰＤＰ２では局部発振電力を高めると、ＡＰＤＰ
２を構成するミクサダイオード１ａ、１ｂの双方がＯＮ
される時間が長くなり、ついにはミクサダイオード１
ａ、１ｂの双方がＯＮされ、非線形性を失うため生じる
現象である。そのため、温度などで局部発振電力が変動
すると、変換利得が変動する問題がある。この発明の実
施の形態８ではこのようなＡＰＤＰリング１０１やダイ
オードリング１２０を用いた偶高調波ミクサの問題点を
解消するためになされたものである。

【００７５】図１７は実施の形態８における偶高調波ミ
クサの構成図である。図において、１３１はＬＯ端子３
３とＡＰＤＰリング１０１の間に設けられたリミタであ
り、図１に示した実施の形態１と同一ないしは相当部分
には同一符号を付している。

【００７６】次に動作について説明する。リミタ１３１
は図１８に示すような入出力特性を有しており、あるレ
ベル以上の入力電力に対し、リミタ効果により出力を一
定にしている。その結果、リミタ１３１の効果で、温度
などの要因で局部発振電力が変動しても、図１９に示す
ように安定した変換利得が得られる。

【００７７】また、リミタ１３１からは多数の高調波が
発生するため、スプリアス成分となる。そこでリミタ１
３１の出力に、スプリアス成分を抑制する高調波抑制用
フィルタを設けても良い。

【００７８】以上の説明では、実施の形態１にリミタ１
３１を設けた場合について示したが、実施の形態２にリ
ミタ１３１を設けても良い。

【００７９】以上のように、この実施の形態８によれ
ば、実施の形態１で示した効果の他に、ＬＯ端子３３と
ＡＰＤＰリング１０１の間に設けられたリミタ１３１に
より、安定した変換利得が得られるという効果がある。

【００８０】実施の形態９．ミクサに供給される局部発
振波信号ｆｐには、通常高調波成分が含まれる。この高
調波成分のうち、第２高調波２ｆｐは図２０に示すよう
にＲＦ波ｆｉｎに近接し、妨害波となる。とりわけダイ
レクトコンバージョン受信機のようにＩＦが低周波とな
り、ｆｉｎと２ｆｐが近接する場合に問題となる。この
発明の実施の形態９ではこのような偶高調波ミクサの問
題点を解消するためになされたものである。

【００８１】図２１は実施の形態９における偶高調波ミ
クサの構成図である。図において、１３２はＬＯ端子３
３とＡＰＤＰリング１０１との間に設けられたフィルタ
であり、図１に示した実施の形態１と同一ないしは相当
部分には同一符号を付している。

【００８２】次に動作について説明する。フィルタ１３
２は局部発振波ｆｐの高調波２ｆｐを抑制する。その結
果、偶高調波ミクサから出力されるスプリアスが低レベ
ルとなる。

【００８３】以上の説明では、実施の形態１にフィルタ
１３２を設けた場合について示したが、実施の形態２に
フィルタ１３２を設けても良い。

【００８４】以上のように、この実施の形態９によれ
ば、実施の形態１で示した効果の他に、ＬＯ端子３３と
ＡＰＤＰリング１０１との間に設けられたフィルタ１３
２により、偶高調波ミクサから出力されるスプリアスが
低レベルとなるという効果が得られる。

【００８５】実施の形態１０．偶高調波ミクサでは、局
部発振波がＡＰＤＰ２で２逓倍される。従って、局部発
振周波数として基本波動作のミクサの半分の周波数とな
る。また局部発振器としてシンセサイザを用いる場合、
チャネル間隔も逓倍により２倍となる。そのため、あら
かじめ半分のチヤネル間隔のシンセサイザが必要とな
る。通常シンセサイザとしてＰＬＬ構成のものが用いら
れ、チャネル間隔がＰＬＬの基準周波数となる。そのた
め、偶高調波ミクサを用いるとＰＬＬの基準周波数が半
分となる。しかしながら、ＰＬＬの収束時間や雑音特性
は基準周波数が高いほど良好であり、そのため偶高調波
ミクサを用いるとＰＬＬの特性が劣化する問題がある。
この発明の実施の形態１０ではこのような偶高調波ミク
サの問題点を解消するためになされたものである。

【００８６】図２２は実施の形態１０における偶高調波
ミクサの構成図である。図において、１３３はＬＯ端子
３３とＡＤＰＤリング１０１との間に設けられた分周器
であり、図２９や図３７に示した従来例、図１に示した
実施の形態１と同一ないしは相当部分には同一符号を付
している。

【００８７】次に動作について説明する。ＬＯ端子３３
には、局部発振周波数として２ｆｐが入力される。そし
て分周器１３３は入力した局部発振波２ｆｐを２分周し
てｆｐとし、このｆｐをＡＤＰＤリング１０１に入力す
ることにより、ミクサ内部での２逓倍の効果を相殺して
いる。従って、外部からみて、あたかも基本波動作のミ
クサと同じように動作する。このような構成にすると、
基本波動作のミクサと同様の局部発振器やシンセサイザ
を用いることができ、ＰＬＬの特性劣化を抑制できる。

【００８８】以上の説明では、実施の形態１に分周器１
３３を設けた場合について示したが、実施の形態２に分
周器１３３をを設けても良い。

【００８９】また分周器１３３からは多数高調波が発生
するため、これがスプリアス成分となる。そこで分周器
１３３の出力にスプリアス成分を抑制する高調波抑制用
フィルタを設けても良い。

【００９０】以上のように、この実施の形態１０によれ
ば、実施の形態１で示した効果の他に、ＬＯ端子３３と
ＡＤＰＤリング１０１との間に設けられた分周器１３３
により、ＰＬＬ構成の局部発振器やシンセサイザの基準
周波数を高くすることができ、ＰＬＬの特性劣化を抑制
できるという効果が得られる。

【００９１】実施の形態１１．この発明の実施の形態１
１は、実施の形態１から１０の偶高調波ミクサのいずれ
か２つを用い、直交ミクサを構成したものである。図２
３は実施の形態１１における直交ミクサの構成図であ
る。図において、１３４は９０度分配回路、１３５は同
相分配回路、３００ａ、３００ｂは偶高調波ミクサであ
り、２つの偶高調波ミクサ３００ａ、３００ｂのＲＦ端
子３２ａ、３２ｂを９０度分配回路１３４に接続し、Ｌ
Ｏ端子３３ａ、３３ｂを同相分配回路１３５に接続して
いる。また図１に示した実施の形態１と同一ないしは相
当部分には同一符号を付している。

【００９２】次に動作について説明する。このミクサは
例えば、ＲＦ端子３２ｃにＱＰＳＫなどの変調波（周波
数２ｆｐ）を入力し、ＬＯ端子３３ｃに搬送波成分（周
波数ｆｐ）を入力すると、２つのＩＦ端子３４ａ、３４
ｂにＱＰＳＫの複素包絡線成分が出力され、直交復調器
として動作する。ＲＦ端子３２ｃに入力された入力信号
波は、９０度分配回路１３４により、２つの偶高調波ミ
クサ３００ａ、３００ｂのＲＦ端子３２ａ、３２ｂに、
互いに９０度の位相差をもって出力される。またＬＯ端
子に入力された局部発振波は、同相分配回路１３５によ
り、２つの偶高調波ミクサ３００ａ、３００ｂのＬＯ端
子３３ａ、３３ｂに、互いに同相で出力される。２つの
偶高調波ミクサ３００ａ、３００ｂは、実施の形態１と
同様に動作するが、中間周波信号の出力端子３４ａ、３
４ｂには、互いに９０度の位相差をもって中間周波信号
が出力される。

【００９３】また以上の説明では、ＬＯ端子３３ａ、３
３ｂに同相分配回路１３５を接続したものであるが、直
接接続したり、アクティブバランやウィルキンソン分配
器など同位相あるいは逆位相の分配回路を用いても良
い。

【００９４】以上のように、この実施の形態１１によれ
ば、実施の形態１で示した効果の他に、実施の形態１か
ら１０の偶高調波ミクサのいずれか２つをを用いている
ため、直交ミクサとして小形に構成できるという効果が
得られる。

【００９５】実施の形態１２．この発明の実施の形態１
２は、実施の形態１１と同様に、実施の形態１から１０
の偶高調波ミクサのいずれか２つを用い、直交ミクサを
構成したものである。実施の形態１１との違いはＬＯ側
で４５度の位相差の分配を行い、ＲＦ端子で同位相ある
いは逆位相の分配回路１３５を用いている点である。４
５度の位相差の局部発振波は偶高調波ミクサでの２逓倍
により９０度の位相差となる。図２４は実施の形態１２
における直交ミクサの構成図である。図において、１３
６は４５度分配回路であり、図２３に示したものと同一
ないしは相当部分には同一符号を付している。２つの偶
高調波ミクサのＬＯ端子３３ａ、３３ｂを４５度分配回
路１３６に接続し、ＲＦ端子３２ａ、３２ｂを同位相あ
るいは逆位相の分配回路１３５で接続している。

【００９６】次に動作について説明する。このミクサは
例えば、ＲＦ端子３２ｃにＱＰＳＫなどの変調波（周波
数２ｆｐ）を入力し、ＬＯ端子３３ｃに搬送波成分（周
波数ｆｐ）を入力すると、２つのＩＦ端子３４ａ、３４
ｂにＱＰＳＫの複素包絡線成分が出力され、直交復調器
として動作する。ＲＦ端子３２ｃに入力された入力信号
波は、同位相あるいは逆位相の分配回路１３５により、
２つの偶高調波ミクサ３００ａ、３００ｂのＲＦ端子３
２ａ、３２ｂに、互いに同相又は逆位相で出力される。
またＬＯ端子に入力された局部発振波は、４５度分配回
路１３６により、２つの偶高調波ミクサ３００ａ、３０
０ｂのＬＯ端子３３ａ、３３ｂに、互いに４５度の位相
差をもって出力される。２つの偶高調波ミクサ３００
ａ、３００ｂは、実施の形態１から１０と同様に動作す
るが、４５度の位相差の局部発振波は偶高調波ミクサで
の２逓倍により９０度の位相差となり、中間周波信号の
出力端子３４ａ、３４ｂには、互いに９０度の位相差を
もって中間周波信号が出力される。

【００９７】以上のように、この実施の形態１２によれ
ば、実施の形態１で示した効果の他に、実施の形態１か
ら１０の偶高調波ミクサのいずれか２つをを用いている
ため、直交ミクサとして小形に構成できるという効果が
得られる。

【００９８】実施の形態１３．この発明の実施の形態１
３は、実施の形態１１または１２の直交ミクサにＩＦの
９０度移相回路を接続したイメージリジェクションミク
サに関するものである。図２５は実施の形態１３におけ
るイメージリジェクションミクサの構成図である。図に
おいて、１３７はＩＦの９０度移相回路、３０１は直交
ミクサであり、直交ミクサ３０１の２つのＩＦ端子３４
ａ、３４ｂとＩＦの９０度移相回路１３７を演算増幅器
１３０ａ、１３０ｂを介して接続されている。また図に
おいて、図２３や図２４に示したものと同一ないしは相
当部分には同一符号を付している。

【００９９】次に動作について説明する。演算増幅器１
３０ａ、１３０ｂは偶高調波ミクサ３００ａ、３００ｂ
の出力の差動対を合成する。そして９０度移相回路１３
７は、端子Ｘ，Ｙに入力された互いに９０度の位相差の
ある中間周波信号を、９０度移相させて同相に戻して端
子３４に出力する。また中間周波信号のイメージ信号
は、この９０度移相回路１３７の移相動作によりキャン
セルされる。

【０１００】以上にように、この実施の形態１３によれ
ば、実施の形態１で示した効果の他に次のような効果が
ある。すなわち実施の形態１１又は１２の直交ミクサを
用いているため、イメージリジェクションミクサとして
小形に構成できる効果が得られる。また小形に構成でき
るため、接続部での位相の回転を抑制でき、イメージ抑
圧比を高める効果もある。

【０１０１】実施の形態１４．以上述べた実施の形態１
から１３までの偶高調波ミクサ、直交ミクサおよびイメ
ージリジェクションミクサは半導体基板上にモノリシッ
ク集積化しても良く、実施の形態１から１３と同様の効
果が得られる。さらにＡＰＤＰリング１０１やダイオー
ドリング１２０の特性を揃えることができ、アクティブ
バラン１０２とＡＰＤＰリング１０１やダイオードリン
グ１２０との接続長のばらつきを抑えることができ、製
造精度を向上させることが可能となる。従って、偶高調
波ミクサではＬＯ端子とＲＦ／ＩＦ端子とのアイソレー
ションを高めることができる効果がある。また直交ミク
サでは復調精度を高めることができる効果がある。さら
にイメージリジェクションミクサではイメージ抑圧比を
高める効果がある。

【０１０２】実施の形態１５．この発明の実施の形態１
５は、実施の形態１から１４に記載のミクサを適用した
受信装置であり、図２６に直交ミクサを適用した受信装
置の構成例を示す。図において、２００はアンテナ、２
０１は低雑音増幅器（ＬＮＡ）、２０２は帯域通過フィ
ルタ（ＢＰＦ）、２０３は実施の形態１１または１２の
直交ミクサ、２０４は局部発振器、２０５ａ、２０５ｂ
は低域通過フィルタ、２０６ａ、２０６ｂはベースバン
ド増幅器である。実施の形態１から１４に記載のミクサ
を適用しているため、実施の形態１から１４と同様の効
果が得られ、さらに受信装置全体を小形化できる効果が
得られる。

【０１０３】実施の形態１６．この発明の実施の形態１
６は、実施の形態１から１０に記載のミクサを位相検波
器として適用した位相同期発振器であり、図２７と図２
８にその構成例を示す。図において、２０８は電圧制御
発振器（ＶＣＯ）、２０９は分周器、２１０は位相比較
器として用いた偶高調波ミクサ、２１１は基準発振器、
２１２はループフィルタ、２１３はカプラであり、基準
発振器２１１の出力信号に電圧制御発振器（ＶＣＯ）２
０８の出力信号を位相同期させている。

【０１０４】アナログの位相比較器の特徴の１つに、デ
ィジタルの位相比較器を用いるものと比較して、搬送波
近傍の位相雑音が低レベルとなる点にある。一方、アナ
ログの位相比較器の欠点の１つに直流成分の漏れがあ
る。これは、ミクサの不平衡成分であり、温度などによ
りこの直流成分は変動する。そのため、検波感度の変動
や同期はずれの原因となっている。偶高調波ミクサ２１
０では、式（１）より直流成分は抑制され出力されな
い。従って、偶高調波ミクサ２１０をＰＬＬに適用する
と動作が安定化する効果がある。また実施の形態１から
１０に記載のミクサを適用しているため、実施の形態１
から１４と同様の効果が得られ、さらに位相同期発振器
全体を小形化できる効果がある。

【０１０５】

【発明の効果】以上のように、請求項１から請求項３記
載の発明によれば、アクティブバランを使用しているの
で、小形化が容易となり、ダイオードリングから高周波
信号の入力端子への高調波などのスプリアス成分の逆流
が抑制されて低スプリアスとなり、高周波信号波を出力
している回路のインピーダンスの変動によるダイオード
リングの終端インピーダンスの変動が生じないため動作
が安定となる効果がある。

【０１０６】請求項４記載の発明によれば、上記高周波
信号を整合回路を介し入力しているので、よりレベルの
低い高周波信号でも動作することができる効果がある。

【０１０７】請求項５記載の発明によれば、アクティブ
バランとダイオードリングとの間に緩衝増幅器を設けて
いるので、請求項１から請求項３記載の発明による効果
に加えて、アクティブバランの出力インピーダンスのば
らつきによる不平衡成分を抑制でき、高周波信号側と局
部発振波信号側とのアイソレーションを高めることがで
きる効果がある。また、局部発振電力などの変動による
ダイオードリングのインピーダンスの変動があっても、
高周波信号の入力端子のインピーダンス変動が抑制で
き、この偶高調波ミクサの前後に接続される増幅器やフ
ィルタとの間で多重反射を生じない効果がある。

【０１０８】請求項６記載の発明によれば、ダイオード
リングへの局部発振波信号の入力を緩衝増幅器を介して
行っているので、請求項１から請求項３記載の発明によ
る効果に加えて、変換利得の周波数リップルを抑制で
き、伝送特性が向上する効果がある。また、緩衝増幅器
のアイソレーション特性により、高周波信号や中間周波
信号の局部発振波信号側への漏洩を抑制でき、低スプリ
アスとなる効果がある。

【０１０９】請求項７記載の発明によれば、ダイオード
リングからの中間周波信号を、緩衝増幅器を介して出力
しているので、請求項１から請求項３記載の発明による
効果に加えて、局部発振電力の変動によりダイオードリ
ングの端子間インピーダンスが変動しても、この偶高調
波ミクサの前後に接続される増幅器やフィルタとの間で
多重反射を生じない効果がある。

【０１１０】請求項８記載の発明によれば、アクティブ
バランとダイオードリングとの間に緩衝増幅器を設け、
ダイオードリングからの中間周波信号を、緩衝増幅器を
介して出力しているので、請求項１から請求項３記載の
発明による効果に加えて、アクティブバランの出力イン
ピーダンスのばらつきによる不平衡成分を抑制でき、高
周波信号側と局部発振波信号側とのアイソレーションを
高めることができる効果がある。また局部発振電力など
の変動によるダイオードリングのインピーダンスの変動
があっても、高周波信号の入力端子のインピーダンス変
動が抑制できると共に、この偶高調波ミクサの前後に接
続される増幅器やフィルタとの間で多重反射を生じない
効果がある。

【０１１１】請求項９記載の発明によれば、ダイオード
リングの第３の端子及び第４の端子を高負荷抵抗で接続
し、この高負荷抵抗の両端を演算増幅器の入力に接続
し、この演算増幅器の出力より中間周波信号を出力して
いるので、請求項１から請求項３記載の発明による効果
に加えて、偶高調波ミクサの利得が高まる効果がある。

【０１１２】請求項１０記載の発明によれば、局部発振
波信号の入力を、局部発振波信号の電力変動を抑制する
リミタを介して行っているので、請求項１から請求項３
記載の発明による効果に加えて、局部発振電力が変動し
ても、リミタにより局部発振電力が安定化され、変換利
得が変動せず安定化する効果がある。

【０１１３】請求項１１記載の発明によれば、局部発振
波信号の入力を、局部発振波信号の高調波を抑制するフ
ィルタを介して行っているので、請求項１から請求項３
記載の発明による効果に加えて、偶高調波ミクサから出
力されるスプリアスが低レベルとなる効果がある。

【０１１４】請求項１２記載の発明によれば、局部発振
波信号の入力を、局部発振波信号の周波数を分周する分
周器を介して行っているので、請求項１から請求項３記
載の発明による効果に加えて、基本波動作のミクサと同
様の局部発振器やシンセサイザを用いることができる効
果がある。

【０１１５】請求項１３記載の発明によれば、偶高調波
ミクサをモノリシック集積化しているので、ダイオード
リングの特性を揃えることができ、アクティブバランと
ダイオードリングとの接続長のばらつきを抑えることが
でき、製造精度を向上させることが可能となる。従っ
て、局部発振信号側と高周波信号／中間周波信号側との
アイソレーションを高めることができる効果がある。

【０１１６】請求項１４及び請求項１５記載の発明によ
れば、請求項１から請求項１２のうちのいずれか１項記
載の偶高調波ミクサを用いて、直交ミクサを構成してい
るので、直交ミクサとして請求項１から請求項１２のう
ちのいずれか１項記載の発明の効果があると共に、直交
ミクサとして小型にできる効果がある。

【０１１７】請求項１６記載の発明によれば、直交ミク
サをモノリシック集積化しているので、ダイオードリン
グの特性を揃えることができ、アクティブバランとダイ
オードリングとの接続長のばらつきを抑えることがで
き、復調精度を高めることができる効果がある。

【０１１８】請求項１７記載の発明によれば、請求項１
４または請求項１５記載の直交ミクサを用いて、イメー
ジリジェクションミクサを構成しているので、イメージ
リジェクションミクサとして請求項１４または請求項１
５記載の発明の効果があると共に、イメージリジェクシ
ョンミクサとして小型に構成でき、イメージ抑圧比を高
める効果がある。

【０１１９】請求項１８記載の発明によれば、イメージ
リジェクションミクサをモノリシック集積化しているの
で、ダイオードリングの特性を揃えることができ、アク
ティブバランとダイオードリングとの接続長のばらつき
を抑えることができ、イメージ抑圧比を高める効果があ
る。

【０１２０】請求項１９記載の発明によれば、請求項１
から請求項１３のうちのいずれか１項記載の偶高調波ミ
クサ、請求項１４から請求項１６のうちのいずれか１項
記載の直交ミクサ又は請求項１７または請求項１８記載
のイメージリジェクションミクサを用いて、受信装置を
構成しているので、受信装置として請求項１から請求項
１８のうちのいずれか１項記載の発明の効果があると共
に、受信装置全体を小型化できる効果がある。

【０１２１】請求項２０記載の発明によれば、請求項１
から請求項１３のうちのいずれか１項記載の偶高調波ミ
クサを用いて、位相同期発振器を構成しているので、位
相同期発振器として請求項１から請求項１３うちのいず
れか１項記載の発明の効果があると共に、位相同期発振
器全体を小型化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１による偶高調波ミク
サを示す構成図である。

【図２】この発明のアクティブバランを示す構成図で
ある。

【図３】この発明のアクティブバランの等価回路であ
る。

【図４】この発明のアクティブバランを示す構成図で
ある。

【図５】この発明の実施の形態２による偶高調波ミク
サを示す構成図である。

【図６】周波数リップルの説明図である。

【図７】この発明の実施の形態３による偶高調波ミク
サを示す構成図である。

【図８】この発明の実施の形態３による緩衝増幅器を
示す図である。

【図９】この発明の実施の形態４による偶高調波ミク
サを示す構成図である。

【図１０】この発明の実施の形態４による緩衝増幅器
を示す図である。

【図１１】この発明の実施の形態５による偶高調波ミ
クサを示す構成図である。

【図１２】この発明の実施の形態５による緩衝増幅器
を示す図である。

【図１３】この発明の実施の形態６による偶高調波ミ
クサを示す構成図である。

【図１４】この発明の実施の形態７による偶高調波ミ
クサを示す構成図である。

【図１５】出力負荷抵抗に対する偶高調波ミクサの出
力電圧の説明図である。

【図１６】局部発振電力に対する偶高調波ミクサの変
換利得の説明図である。

【図１７】この発明の実施の形態８による偶高調波ミ
クサを示す構成図である。

【図１８】リミタの特性の説明図である。

【図１９】リミタ付き偶高調波ミクサの特性の説明図
である。

【図２０】偶高調波ミクサの出力スペクトラムの説明
図である。

【図２１】この発明の実施の形態９による偶高調波ミ
クサを示す構成図である。

【図２２】この発明の実施の形態１０による偶高調波
ミクサを示す構成図である。

【図２３】この発明の実施の形態１１による直交ミク
サを示す構成図である。

【図２４】この発明の実施の形態１２による直交ミク
サを示す構成図である。

【図２５】この発明の実施の形態１３によるイメージ
リジェクションミクサを示す構成図である。

【図２６】この発明の実施の形態１５による受信装置
を示す構成図である。

【図２７】この発明の実施の形態１６による位相同期
発振器を示す構成図である。

【図２８】この発明の実施の形態１６による位相同期
発振器を示す構成図である。

【図２９】偶高調波ミクサの一般的な構成図である。

【図３０】ＡＰＤＰのＬＯ電流の説明図である。

【図３１】ＡＰＤＰのＬＯ電流の説明図である。

【図３２】偶高調波ミクサの周波数の説明図である。

【図３３】従来の偶高調波ミクサの構成図である。

【図３４】従来の偶高調波ミクサの構成図である。

【図３５】従来の偶高調波ミクサの分波回路の説明図
である。

【図３６】従来の偶高調波ミクサの分波回路の説明図
である。

【図３７】従来の偶高調波ミクサの構成図である。

【図３８】ＡＰＤＰに加わる波の位相を説明する図で
ある。

【図３９】従来の偶高調波ミクサの構成図である。

【図４０】ダイオードに加わる波の位相を説明する図
である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄダイオード、２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄアンチパラレルダイオードペア、１０１Ａ
ＰＤＰリング（ダイオードリング）、１０２アクティブ
バラン、１１６整合回路、１２０ダイオードリン
グ、１２２ａ，１２２ｂ，１２４，１２６ａ，１２６ｂ
緩衝増幅器、１３０演算増幅器、１３１リミタ、
１３２フィルタ、１３３分周器、１３４９０度分
配回路、１３５分配回路、１３６４５度分配回路、
１３７９０度移相回路、２０３直交ミクサ、２０８
電圧制御発振器、２１０偶高調波ミクサ、２１１基
準発振器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】４端子を有し複数個のダイオードをリン
グ状に接続したダイオードリングと、３端子を有する能
動素子により構成されたアクティブバランとを備えた偶
高調波ミクサにおいて、上記ダイオードリングの第１の端子に局部発振波信号を
入力し、上記第１の端子と対角となる上記ダイオードリングの第
２の端子を高周波的に地導体に接続し、上記能動素子の第１の端子に高周波信号を入力し、上記
能動素子の第２及び第３の端子に互いに逆位相の高周波
信号を出力し、上記能動素子の第２の端子と上記ダイオードリングの第
３の端子を高周波的に接続すると共に、上記能動素子の
第３の端子と上記ダイオードリングの第４の端子を高周
波的に接続し、上記ダイオードリングの第３の端子及び第４の端子よ
り、上記高周波信号と上記局部発振波信号に対応した中
間周波信号を互いに逆位相で出力することを特徴とする
偶高調波ミクサ。
【請求項２】ダイオードリングは、逆極性の２つのダ
イオードを並列接続したアンチパラレルダイオードペア
を４つリング状に接続することを特徴とする請求項１記
載の偶高調波ミクサ。
【請求項３】ダイオードリングは、ダイオードを４つ
リング状に接続することを特徴とする請求項１記載の偶
高調波ミクサ。
【請求項４】能動素子の第１の端子に入力される高周
波信号を出力している側の出力インピーダンスと、上記
能動素子の第１の端子の入力インピーダンスとを整合す
る整合回路を介し、上記高周波信号を入力することを特
徴とする請求項１記載の偶高調波ミクサ。
【請求項５】能動素子の第２の端子とダイオードリン
グの第３の端子との接続及び能動素子の第３の端子とダ
イオードリングの第４の端子との接続を、緩衝増幅器を
介して行うことを特徴とする請求項１記載の偶高調波ミ
クサ。
【請求項６】ダイオードリングの第１の端子への局部
発振波信号の入力を、緩衝増幅器を介して行うことを特
徴とする請求項１記載の偶高調波ミクサ。
【請求項７】ダイオードリングの第３の端子及び第４
の端子からの中間周波信号を、緩衝増幅器を介して出力
することを特徴とする請求項１記載の偶高調波ミクサ。
【請求項８】能動素子の第２の端子とダイオードリン
グの第３の端子との接続及び能動素子の第３の端子とダ
イオードリングの第４の端子との接続を、緩衝増幅器を
介して行い、ダイオードリングの第３の端子及び第４の
端子からの中間周波信号を、緩衝増幅器を介して出力す
ることを特徴とする請求項１記載の偶高調波ミクサ。
【請求項９】ダイオードリングの第３の端子及び第４
の端子を高抵抗の負荷抵抗で接続し、この負荷抵抗の両
端を演算増幅器の入力に接続し、この演算増幅器の出力
より中間周波信号を出力することを特徴とする請求項１
記載の偶高調波ミクサ。
【請求項１０】ダイオードリングの第１の端子への局
部発振波信号の入力を、局部発振波信号の電力変動を抑
制するリミタを介して行うことを特徴とする請求項１記
載の偶高調波ミクサ。
【請求項１１】ダイオードリングの第１の端子への局
部発振波信号の入力を、局部発振波信号の高調波を抑制
するフィルタを介して行うことを特徴とする請求項１記
載の偶高調波ミクサ。
【請求項１２】ダイオードリングの第１の端子への局
部発振波信号の入力を、局部発振波信号の周波数を分周
する分周器を介して行うことを特徴とする請求項１記載
の偶高調波ミクサ。
【請求項１３】偶高調波ミクサをモノリシック集積化
したことを特徴とする請求項１から請求項１２記載の偶
高調波ミクサ。
【請求項１４】高周波信号を入力し、互いに９０度位
相の異なる高周波信号を出力する第１及び第２の出力端
子を有する９０度分配回路と、局部発振波信号を入力し、互いに同相の局部発振波信号
を出力する第３及び第４の出力端子を有する同相分配回
路と、上記第１の出力端子より出力された高周波信号と、上記
第３の出力端子より出力された局部発振波信号を入力
し、第１の中間周波信号を出力する請求項１から請求項
１２のうちのいずれか１項記載の偶高調波ミクサと、上記第２の出力端子より出力された高周波信号と、上記
第４の出力端子より出力された局部発振波信号を入力
し、上記第１の中間周波信号と位相が９０度異なる第２
の中間周波信号を出力する請求項１から請求項１２のう
ちのいずれか１項記載の偶高調波ミクサとを備えたこと
を特徴とする直交ミクサ。
【請求項１５】高周波信号を入力し、互いに同相又は
逆位相の高周波信号を出力する第１及び第２の出力端子
を有する分配回路と、局部発振波信号を入力し、互いに４５度位相の異なる局
部発振波信号を出力する第３及び第４の出力端子を有す
る４５度分配回路と、上記第１の出力端子より出力された高周波信号と、上記
第３の出力端子より出力された局部発振波信号を入力
し、第１の中間周波信号を出力する請求項１から請求項
１２うちのいずれか１項記載の偶高調波ミクサと、上記第２の出力端子より出力された高周波信号と、上記
第４の出力端子より出力された局部発振波信号を入力
し、第２の中間周波信号を出力する請求項１から請求項
１２のうちのいずれか１項記載の偶高調波ミクサとを備
えたことを特徴とする直交ミクサ。
【請求項１６】直交ミクサをモノリシック集積化した
ことを特徴とする請求項１４または請求項１５記載の直
交ミクサ。
【請求項１７】請求項１４または請求項１５記載の直
交ミクサの第１の中間周波信号を増幅する第１の演算増
幅器と、請求項１４または請求項１５記載の直交ミクサの第２の
中間周波信号を増幅する第２の演算増幅器と、上記第１及び第２の演算増幅器より出力された第１及び
第２の中間周波信号を入力し、位相を９０度移相して出
力する９０度移相回路とを備えたことを特徴とするイメ
ージリジェクションミクサ。
【請求項１８】イメージリジェクションミクサをモノ
リシック集積化したことを特徴とする請求項１７記載の
イメージリジェクションミクサ。
【請求項１９】受信した高周波信号を中間周波信号に
変換して所望の信号を検出する受信装置において、請求
項１から請求項１３のうちのいずれか１項記載の偶高調
波ミクサ、請求項１４から請求項１６のうちのいずれか
１項記載の直交波ミクサ、又は請求項１７または請求項
１８記載のイメージリジェクションミクサを備えたこと
を特徴とする受信装置。
【請求項２０】基準発振器の出力信号に電圧制御発振
器の出力信号を位相同期させる位相同期発振器におい
て、請求項１から請求項１３のうちのいずれか１項記載
の偶高調波ミクサを位相検波器として用いたことを特徴
とする位相同期発振器。