JPH11330865A - ミクサ、バラン、送信装置および受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＩＦ帯域を広帯域化でき、小型化が可能なミ
クサを実現し、それに用いるバランと、それを用いた送
信装置および受信装置を得る。 【解決手段】 ＲＦバラン２ａから逆相で出力されるＲ
Ｆ信号の一方を第１および第２のＦＥＴ５ａ，５ｂのド
レイン端子６ａ，６ｂに、他方を第３および第４のＦＥ
Ｔ５ｃ，５ｄのドレイン端子６ｃ，６ｄに印加し、ＬＯ
バラン４ａから逆相で出力されるＬＯ波の一方を第１お
よび第２のＦＥＴ５ａ，５ｂのゲート端子７ａ，７ｂ
に、他方を第３および第４のＦＥＴ５ｃ，５ｄのゲート
端子７ｃ，７ｄに印加して、第１および第４のＦＥＴ５
ａ，５ｄのソース端子８ａ，８ｄと、第２および第３の
ＦＥＴ５ｂ，５ｃのソース端子８ｂ，８ｃとに出力され
るＩＦ信号を、ＩＦ信号同相合成器３０ａで合成して外
部へ出力する。

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
ムで用いられるミクサの広帯域化に関するものであり、
さらにはそのミクサで用いられるバラン、およびそのミ
クサを用いた送信装置および受信装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図１９は１９９６年にＡｒｔｅｃｋ Ｈ
ｏｕｓｅ社から出版された「Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｍｉ
ｘｅｒｓ」の３４０ページから３４４ページに記載され
た、従来のミクサの一例としての、ＦＥＴを用いた受信
用のレジスティブミクサを示す構成図であり、以下、こ
の受信用のレジスティブミクサを例に従来のミクサを説
明する。図において、１はＲＦ信号が入力される信号入
力端子、２ａはＲＦ信号を逆相分配するＲＦバラン、２
ｂはその入力端子、２ｃ、２ｄはその第１および第２の
出力端子であり、３はＬＯ波が入力されるＬＯ波入力端
子、４ａはＬＯ波を逆相分配するＬＯバラン、４ｂはそ
の入力端子、４ｃ、４ｄはその第１および第２の出力端
子である。また、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは第１、第
２、第３および第４のＦＥＴであり、６ａ、６ｂ、６
ｃ、６ｄはそれらのドレイン端子、７ａ、７ｂ、７ｃ、
７ｄはゲート端子、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄはソース端
子である。９ａはＩＦ信号を逆相合成するＩＦバラン、
９ｂ、９ｃはその第１および第２の入力端子、９ｄはそ
の出力端子であり、１０はＩＦ信号が出力される信号出
力端子である。

【０００３】なお、第１および第２のＦＥＴ５ａ，５ｂ
のドレイン端子６ａ，６ｂはＲＦバラン２ａの第１の出
力端子２ｃに、第３および第４のＦＥＴ５ｃ，５ｄのド
レイン端子６ｃ，６ｄはＲＦバラン２ａの第２の出力端
子２ｄにそれぞれ接続され、第１および第４のＦＥＴ５
ａ，５ｄのソース端子８ａ，８ｄはＩＦバラン９ａの第
１の入力端子９ｂに、第２および第３のＦＥＴ５ｂ，５
ｃのソース端子８ｂ，８ｃはＩＦバラン９ａの第２の入
力端子９ｃにそれぞれ接続されている。また、第１およ
び第３のＦＥＴ５ａ，５ｃのゲート端子７ａ，７ｃはＬ
Ｏバラン４ａの第１の出力端子４ｃに、第２および第４
のＦＥＴ５ｂ，５ｄのゲート端子７ｂ，７ｄはＬＯバラ
ン４ａの第２の出力端子４ｄにそれぞれ接続されてい
る。なお、図では略しているが、各ＦＥＴ５ａ〜５ｄの
ドレイン端子６ａ〜６ｄとソース端子８ａ〜８ｄは直流
的に接地され、ゲート端子７ａ〜７ｄには適当な負電圧
が印加されている。

【０００４】次に動作について説明する。図２０は図１
９に示したミクサの信号の流れを示す説明図であり、以
下これを用いてその動作を説明する。信号入力端子１に
入力されたＲＦ信号は、ＲＦバラン２ａで等振幅かつ逆
相に分配される。ここで、これらの信号を同相成分およ
び逆相成分と呼び、それぞれＲＦとＲＦ￣と表す。この
うちの同相成分ＲＦはＲＦバラン２ａの第１の出力端子
２ｃを経て、第１および第２のＦＥＴ５ａ、５ｂのドレ
イン端子６ａ、６ｂに出力される。一方、逆相成分ＲＦ
￣はＲＦバラン２ａの第２の出力端子２ｄを経て、第３
および第４のＦＥＴ５ｃ、５ｄのドレイン端子６ｃ、６
ｄに出力される。

【０００５】また、ＬＯ波入力端子３に入力したＬＯ波
は、ＬＯバラン４ａで等振幅かつ逆相に分配される。こ
こでも同相成分はＬＯ、逆相成分はＬＯ￣と表す。この
うちの同相成分ＬＯは、ＬＯバラン４ａの第１の出力端
子４ｃを経て第１および第３のＦＥＴ５ａ、５ｃのゲー
ト端子７ａ、７ｃに、逆相成分ＬＯ￣は、ＬＯバラン４
ａの第２の出力端子４ｄを経て第２および第４のＦＥＴ
５ｂ、５ｄのゲート端子７ｂ，７ｄにそれぞれ供給され
る。

【０００６】各ＦＥＴ５ａ〜５ｄでは、それぞれのドレ
イン端子６ａ〜６ｄから入力されたＲＦ信号と、ゲート
端子７ａ〜７ｄから入力されたＬＯ波によって、次に示
した式（１）で表されるＩＦ信号が発生し、それがそれ
ぞれのソース端子８ａ〜８ｄに出力される。なお、この
式（１）における、Ｆｉｆ、Ｆｒｆ、Ｆｌｏはそれぞ
れ、ＩＦ信号、ＲＦ信号、ＬＯ波の周波数である。 Ｆｉｆ＝Ｆｒｆ−Ｆｌｏ ・・・・ （１）

【０００７】第１のＦＥＴ５ａでは、ＲＦ信号、ＬＯ波
ともに同相成分であるので出力されるＩＦ信号も同相と
なる。第２のＦＥＴ５ｂでは、ＲＦ信号が同相成分、Ｌ
Ｏ波が逆相成分であるので出力されるＩＦ信号は逆相と
なる。同様にＲＦ信号とＬＯ波の位相により、第３のＦ
ＥＴ５ｃ、第４のＦＥＴ５ｄではそれぞれ、逆相および
同相のＩＦ信号が出力される。図中、同相のＩＦ信号を
ＩＦ、逆相のＩＦ信号をＩＦ￣で表している。

【０００８】第１のＦＥＴ５ａのソース端子８ａと第４
のＦＥＴ５ｄのソース端子８ｄから出力されたＩＦ信号
は、ＩＦバラン９ａの第１の入力端子９ｂに入力され
る。また、第２のＦＥＴ５ｂのソース端子８ｂと第３の
ＦＥＴ５ｃのソース端子８ｃから出力されたＩＦ信号は
ＩＦバラン９ａの第２の入力端子９ｃに入力される。Ｉ
Ｆバラン９ａではそれらのＩＦ信号を逆相合成して信号
出力端子１０より外部へ出力する。

【０００９】このように、図１９に示すレジスティブミ
クサではＲＦ信号、ＬＯ波、ＩＦ信号のいずれもバラン
を用いて合成・分配を行っている。このため、図２１に
示すように、第１のＦＥＴ５ａのドレイン端子６ａと第
２のＦＥＴ５ｂのドレイン端子６ｂの接続点と、第３の
ＦＥＴ５ｃのドレイン端子６ｃと第４のＦＥＴ５ｄのド
レイン端子６ｄの接続点とを結ぶ軸１１上では、位相関
係からＩＦ信号、ＬＯ波のいずれもが短絡となるため、
ＩＦ信号とＬＯ波が軸１１上に接続されているＲＦバラ
ン２ａを経て信号入力端子１へ漏洩することがない。

【００１０】また、第１のＦＥＴ５ａのソース端子８ａ
と第４のＦＥＴ５ｄのソース端子８ｄの接続点と、第２
のＦＥＴ５ｂのソース端子８ｂと第３のＦＥＴ５ｃのソ
ース端子８ｃの接続点とを結ぶ軸１２上では、位相関係
からＲＦ信号とＬＯ波のいずれもが短絡となるため、Ｒ
Ｆ信号、ＬＯ波が軸１２上に接続されているＩＦバラン
９ａを経て信号出力端子１０へ漏洩することがない。従
って、各端子にフィルタ等を設けることなく、ＲＦ信
号、ＬＯ波、ＩＦ端子の各端子間のアイソレーションを
高めることができる。

【００１１】以上のようなバランを用いて構成したミク
サを、広帯域にわたって動作させるためには広帯域なバ
ランが必要である。図２２は上記「Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ
Ｍｉｘｅｒｓ」の２５８ページから２６０ページに記
載された、広帯域な特性を有するマーチャントバランを
示す構成図である。図において、１３ａ、１３ｂはそれ
ぞれ、線路長が動作帯域の中心周波数の１／４波長の、
第１および第２の結合線路であり、１４ａ、１４ｂはそ
れらの入力端子、１５ａ、１５ｂはそれらの結合端子、
１６ａ、１６ｂはそれらの出力端子、１７ａ、１７ｂは
それらのアイソレーション端子である。１８はこのマー
チャントバランの入力端子であり、１９ａ、１９ｂは第
１および第２の出力端子である。

【００１２】なお、第１の結合線路１３ａの出力端子１
６ａと第２の結合線路１３ｂの入力端子１４ｂとを接続
し、第１の結合線路１３ａの結合端子１５ａと第２の結
合線路１３ｂのアイソレーション端子１７ｂとをそれぞ
れ接地するとともに、第１の結合線路１３ａの入力端子
１４ａと入力端子１８を接続し、第１の結合線路１３ａ
のアイソレーション端子１７ａを第１の出力端子１９ａ
に、第２の結合線路１３ｂの結合端子１５ｂを第２の出
力端子１９ｂに接続して、マーチャントバランを構成し
ている。

【００１３】ここで、理想結合線路を用いた場合のマー
チャントバランの比帯域の計算結果を図２３に示す。図
中、Ｚｏｅは結合線路の偶モードインピーダンス、Ｚｏ
ｏは結合線路の奇モードインピーダンスである。奇モー
ドインピーダンスＺｏｏが小さく、インピーダンス比Ｚ
ｏｅ／Ｚｏｏが大きいほど比帯域が高くなることがわか
る。

【００１４】図２２に示すマーチャントバランは結合線
路で構成されているので、半導体基板上にも形成可能で
あり、小形なマイクロ波回路の構成が可能となるモノリ
シックマイクロ波集積回路に適している。

【００１５】また、図２２に示すマーチャントバランは
全線路長が１／２波長となるので、周波数が低い場合に
は形状が大きくなる。そのため、ＩＦバランを半導体基
板上に構成する場合は、通常、図２４に示すように集中
定数化ラットレースが用いられる。図中、２０は当該Ｉ
Ｆバランの入力端子、２１ａ，２１ｂはそれぞれ当該Ｉ
Ｆバランの第１および第２の出力端子である。２２ａ、
２２ｂ、２２ｃ、２２ｄはそれぞれ、第１、第２、第
３、第４のインダクタ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３
ｄ、２３ｅ、２３ｆはそれぞれ、第１、第２、第３、第
４、第５、第６のキャパシタ、２４は抵抗である。

【００１６】なお、この集中定数化ラットレースを半導
体基板上に形成する場合、第１〜第４のインダクタ２２
ａ〜２２ｄはスパイラルインダクタで、第１〜第６のキ
ャパシタ２３ａ〜２３ｆはＭＩＭキャパシタでそれぞれ
実現する。図２５はその一例を示した斜視図であり、図
中の５０がスパイラルインダクタによるインダクタ、５
１がＭＩＭキャパシタによるキャパシタであり、５２は
それらが形成される半導体基板である。

【００１７】図２４に示した集中定数化ラットレースは
受動素子で構成されているため、信号の分配と合成のい
ずれも可能であり、第１の出力端子２１ａおよび第２の
出力端子２１ｂに印加した、互いに逆相の２信号を合成
することができ、図１９に示すレジスティブミクサのＩ
Ｆバラン９ａとして使用できる。

【００１８】ここで、広帯域な特性を得ようとした場
合、広帯域なバランをいかに形成するかが課題となる。
図２２に示したマーチャントバランは半導体基板上に容
易に形成できるバランのうちで比較的広帯域であるが、
さらなる広帯域化をはかろうとした場合には、図２３か
らもわかるように、奇モードインピーダンスＺｏｏを下
げるか、偶モードインピーダンスＺｏｅを高めればよ
い。

【００１９】なお、図２６は半導体基板上に形成された
結合線路の偶モードインピーダンスＺｏｅと奇モードイ
ンピーダンスＺｏｏの関係を説明するための、当該結合
線路における線路間容量と対地容量を示す概念図であ
る。図中、２５は地導体、２６は誘電体であり、２７
ａ、２７ｂはそれぞれ結合線路を構成する第１および第
２の線路である。２８ａ、２８ｂはそれぞれ第１の線路
２７ａおよび第２の線路２７ｂと地導体２５の間の対地
容量であり、その値をそれぞれＣｇで表している。また
２９は第１の線路２７ａと第２の線路２７ｂの間の線路
間容量であり、その値をＣｍで表している。奇モードイ
ンピーダンスＺｏｏと偶モードインピーダンスＺｏｅ
は、第１の線路２７ａおよび第２の線路２７ｂの線路間
容量２９の値Ｃｍと、地導体２５との間の対地容量２８
ａ，２８ｂの値Ｃｇより、次の式（２）および式（３）
にて与えられる。なお、この式（２）および式（３）中
のｖは伝搬速度である。 Ｚｏｏ＝１／ｖ（２Ｃｇ＋Ｃｍ） ・・・・・・ （２） Ｚｏｅ＝１／ｖ２Ｃｇ ・・・・・・ （３）

【００２０】マーチャントバランを広帯域化するために
は、第１の線路２７ａと第２の線路２７ｂとの間隔をせ
ばめて、第１の線路２７ａおよび第２の線路２７ｂの線
路間容量Ｃｍを大きくすることによって、奇モードイン
ピーダンスＺｏｏを下げればよい。

【００２１】なお、このような従来のミクサに関連する
記載のある文献としては、上記「Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ
Ｍｉｘｅｒｓ」の外にも、例えば特開平８−２６５０４
８号公報などがある。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】従来のミクサは以上の
ように構成されているので、広帯域なミクサを得ようと
した場合、バランとして広帯域な特性を有するものを用
いる必要があり、マーチャントバランの広帯域化のため
には、結合線路１３ａ，１３ｂを形成する第１の線路２
７ａと第２の線路２７ｂの線路間隔をせばめて、奇モー
ドインピーダンスＺｏｏを下げればよいが、半導体基板
５２上の線路間隔は半導体の製造プロセスによって最小
値が決まっているため、奇モードインピーダンスＺｏｏ
を下げるには限界があり、マーチャントバランの帯域が
所望の値が得られないという課題があった。

【００２３】また、ＩＦバラン９ａとして用いられる集
中定数化ラットレースは、マーチャントバランに比べれ
ば小さく形成することができるが、比帯域が４０％程度
と狭いという課題があり、さらに半導体基板５２上に形
成したスパイラルインダクタ５０とＭＩＭキャパシタ５
１で集中定数化ラットレースを実現した場合、それらの
素子で実現できるのは通常、１０ｎＨ、２０ｐＦ程度が
上限であり、これを越えると半導体基板５２の面積が非
常に大きくなり、現実的でなくなるため、図１９に示す
従来のミクサではＩＦ信号の周波数が１〜２ＧＨｚ程度
と高くなるなどの課題があった。

【００２４】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、ＩＦ帯域を広帯域化でき、小型化
も可能なミクサ、広帯域で良好な特性を備えたバラン、
さらには広帯域な特性を備えた送信装置および受信装置
を得ること目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】この発明に係るミクサ
は、入力信号バランから出力される互いに逆相の入力信
号の一方を第１のＦＥＴと第２のＦＥＴのドレイン端子
に、他方を第３のＦＥＴと第４のＦＥＴのドレイン端子
に印加するとともに、ＬＯバランから出力される互いに
逆相のＬＯ波の一方を第１のＦＥＴと第２のＦＥＴのゲ
ート端子に、他方を第３のＦＥＴと第４のＦＥＴのゲー
ト端子に印加して、第１のＦＥＴおよび第４のＦＥＴの
ソース端子と、第２のＦＥＴおよび第３のＦＥＴのソー
ス端子とにそれぞれ出力される出力信号を、出力信号同
相合成器で合成して外部へ出力するようにしたものであ
る。

【００２６】この発明に係るバランは、第１の結合線路
の出力端子と第２の結合線路の入力端子、第３の結合線
路の出力端子と第４の結合線路の入力端子をそれぞれ接
続し、第１の結合線路と第３の結合線路の結合端子、第
２の結合線路と第４の結合線路のアイソレーション端子
を接地して、第１の結合線路と第３の結合線路の入力端
子を接続して当該バランの入力端子とし、第１の結合線
路と第３の結合線路のアイソレーション端子とを接続し
て当該バランの第１の出力端子、第２の結合線路第３の
結合線路の結合端子を接続して当該バランの第２の出力
端子としたものである。

【００２７】この発明に係るバランは、各結合線路を、
互いに並行に配置されて結合している、それぞれ１本の
第１の線路と第２の線路による２線条結合線路で構成
し、第１の線路の一端を入力端子、他端を出力端子、第
２の線路の一端を結合端子、他端をアイソレーション端
子としたものである。

【００２８】この発明に係るバランは、各結合線路を、
互いに並行に配置されて結合している、少なくとも１本
の第１の線路と複数本の第２の線路による多線条結合線
路で構成し、第１の線路の一端を結合端子、他端をアイ
ソレーション端子、第２の線路の一端を入力端子、他端
を出力端子としたものである。

【００２９】この発明に係るバランは、各結合線路を、
互いに並行に配置されて結合している、少なくとも１本
の第１の線路と複数本の第２の線路による多線条結合線
路で構成し、第１の線路の一端を入力端子、他端を出力
端子、第２の線路の一端を結合端子、他端をアイソレー
ション端子としたものである。

【００３０】この発明に係るバランは、半導体基板上
に、結合線路をその外形が四角形となるようスパイラル
状に巻き込んで形成し、結合線路の内側の線路と外側の
線路の長さが等しくなるように、それら各線路を交差さ
せたものである。

【００３１】この発明に係るバランは、四角形の第１の
辺に相当する部分とそれと隣り合った第２の辺に相当す
る部分との接続部、および第１の辺に対向する第３の辺
に相当する部分と第２の辺に対向する第４の辺に相当す
る部分との接続部において、結合線路の内側の線路と外
側の線路とを交差させたものである。

【００３２】この発明に係るバランは、四角形を構成し
ている４つ辺に相当する部分の各接続部のすべてにおい
て、結合線路の内側の線路と外側の線路とをそれぞれ交
差させたものである。

【００３３】この発明に係るバランは、四角形を構成し
ている辺に相当する部分の接続部において、結合線路の
最も外側の線路を最も内側に、もしくは最も内側の線路
を最も外側に交差させたものである。

【００３４】この発明に係るバランは、四角形を構成し
ている辺に相当する部分の中央部に相当する位置におい
て、結合線路の内側の線路と外側の線路とをそれぞれ交
差させたものである。

【００３５】この発明に係るミクサは、請求項２から請
求項１０のうちのいずれか１項に示されたバランによっ
て、入力信号バランおよびＬＯ波バランを構成したもの
である。

【００３６】この発明に係る受信装置は、請求項１また
は請求項１１に示されたミクサによって、ＲＦ信号にＬ
Ｏ波を混合してＩＦ信号を出力するミクサを構成したも
のである。

【００３７】この発明に係る送信装置は、請求項１また
は請求項１１に示されたミクサによって、ＩＦ信号にＬ
Ｏ波を混合してＲＦ信号を出力するミクサを構成したも
のである。

【００３８】

【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によるミ
クサを示す構成図である。なお、ここでも従来の技術の
場合と説明と同様に、受信用ミクサを例に説明する。図
において、１は入力信号としてのＲＦ信号が外部より入
力される、当該ミクサの信号入力端子である。２ａはこ
の信号入力端子１から入力されたＲＦ信号を等振幅かつ
逆相に分配する入力信号バランとしてのＲＦバラン（入
力信号バラン）であり、２ｂは上記ＲＦバラン２ａの入
力端子（入力信号バランの入力端子）、２ｃは上記ＲＦ
バラン２ａの第１の出力端子（入力信号バランの第１の
出力端子）、２ｄは上記ＲＦバラン２ａの第２の出力端
子（入力信号バランの第２の出力端子）である。３はＬ
Ｏ波が入力される当該ミクサのＬＯ波入力端子である。
４ａはこのＬＯ波入力端子３から入力されたＬＯ波を等
振幅かつ逆相に分配するＬＯバランであり、４ｂは上記
ＬＯバラン４ａの入力端子、４ｃは上記ＬＯバラン４ａ
の第１の出力端子、４ｄは上記ＬＯバラン４ａの第２の
出力端子である。

【００３９】また、５ａは第１のＦＥＴ、５ｂは第２の
ＦＥＴ、５ｃは第３のＦＥＴ、５ｄは第４のＦＥＴであ
り、互いにリング状に接続されてレジスティブミクサを
構成している。６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄはそれぞれ、第
１のＦＥＴ５ａ、第２のＦＥＴ５ｂ、第３のＦＥＴ５
ｃ、および第４のＦＥＴ５ｄのドレイン端子であり、７
ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄはそれぞれ、第１のＦＥＴ５ａ、
第２のＦＥＴ５ｂ、第３のＦＥＴ５ｃ、および第４のＦ
ＥＴ５ｄのゲート端子、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄはそれ
ぞれ、第１のＦＥＴ５ａ、第２のＦＥＴ５ｂ、第３のＦ
ＥＴ５ｃ、および第４のＦＥＴ５ｄのソース端子であ
る。なお、これら１〜８ｄは図１９に同一符号を付して
示した各部に相当するものである。

【００４０】３０ａはレジスティブミクサを構成する第
１〜第４のＦＥＴ５ａ〜５ｄから出力される、出力信号
としてのＩＦ信号を等振幅かつ同相に合成する、出力信
号同相合成器としてのＩＦ信号同相合成器（出力信号同
相合成器）である。３０ｂはこのＩＦ信号同相合成器３
０ａの第１の入力端子（出力信号同相合成器の第１の入
力端子）、３０ｃはこのＩＦ信号同相合成器３０ａの第
２の入力端子（出力信号同相合成器の第２の入力端子）
であり、３０ｄはこのＩＦ信号同相合成器３０ａの出力
端子（出力信号同相合成器の出力端子）である。１０は
このＩＦ信号同相合成器３０ａで合成されたＩＦ信号が
外部に出力される、図１９に同一符号を付したものと同
じ当該ミクサの信号出力端子である。

【００４１】ここで、第１のＦＥＴ５ａのドレイン端子
６ａと第２のＦＥＴ５ｂのドレイン端子６ｂとが互いに
接続されて、これにＲＦバラン２ａの第１の出力端子２
ｃが接続されている。同様に、第３のＦＥＴ５ｃのドレ
イン端子６ｃと第４のＦＥＴ５ｄのドレイン端子６ｄと
が互いに接続されて、これにＲＦバラン２ａの第２の出
力端子２ｄが接続されている。また、第１のＦＥＴ５ａ
のソース端子８ａと第４のＦＥＴ５ｄのソース端子８ｄ
とが互いに接続されて、これにＩＦ信号同相合成器３０
ａの第１の入力端子３０ｂが接続されている。同様に、
第２のＦＥＴ５ｂのソース端子８ｂと第３のＦＥＴ５ｃ
のソース端子８ｃとが互いに接続されて、これにＩＦ信
号同相合成器３０ａの第２の入力端子３０ｃが接続され
ている。さらに、第１のＦＥＴ５ａのゲート端子７ａと
第２のＦＥＴ５ｂのゲート端子７ｂとが互いに接続され
て、これにＬＯバラン４ａの第１の出力端子４ｃが接続
されている。同様に、第３のＦＥＴ５ｃのゲート端子７
ｃと第４のＦＥＴ５ｄのゲート端子７ｄとが互いに接続
されて、これにＬＯバラン４ａの第２の出力端子４ｄが
接続されている。

【００４２】次に動作について説明する。図２は図１に
示したミクサの信号の流れを示す説明図であり、以下こ
れを用いてその動作を説明する。図２０を用いて説明し
た従来のミクサの場合と同様に、信号入力端子１に入力
されたＲＦ信号は、ＲＦバラン２ａで等振幅かつ逆相に
分配され、その第１の出力端子２ｃよりその同相成分Ｒ
Ｆが、第２の出力端子２ｄよりその逆相成分ＲＦ￣がそ
れぞれ出力される。これらのうち、ＲＦバラン２ａの第
１の出力端子２ｃより出力された同相成分ＲＦは、第１
のＦＥＴ５ａのドレイン端子６ａと、第２のＦＥＴ５ｂ
のドレイン端子６ｂとに印加される。一方、ＲＦバラン
２ａの第２の出力端子２ｄより出力された逆相成分ＲＦ
￣は、第３のＦＥＴ５ｃのドレイン端子６ｃと、第４の
ＦＥＴ５ｄのドレイン端子６ｄとに印加される。

【００４３】また、ＬＯ波入力端子３に入力されたＬＯ
波は、ＬＯバラン４ａで等振幅かつ逆相に分配され、そ
の第１の出力端子４ｃよりその同相成分ＬＯが、第２の
出力端子４ｄよりその逆相成分ＬＯ￣がそれぞれ出力さ
れる。これらのうち、ＬＯバラン４ａの第１の出力端子
４ｃより出力された同相成分ＬＯは、第１のＦＥＴ５ａ
のゲート端子７ａと、第２のＦＥＴ５ａのゲート端子７
ｂとに印加される。一方、ＬＯバラン４ａの第２の出力
端子４ｄより出力された逆相成分ＬＯ￣は、第３のＦＥ
Ｔ５ｃのゲート端子７ｃと、第４のＦＥＴ５ｄのゲート
端子７ｄとに印加される。

【００４４】各ＦＥＴ５ａ〜５ｄでは、それぞれのドレ
イン端子６ａ〜６ｄから入力されたＲＦ信号と、それぞ
れのゲート端子７ａ〜７ｄから入力されたＬＯ波によっ
てＩＦ信号が生成され、それぞれのソース端子８ａ〜８
ｄに出力される。ここで、第１のＦＥＴ５ａと第２のＦ
ＥＴ５ｂでは、ＲＦ信号、ＬＯ波ともに同相成分である
ので、それらより出力されるＩＦ信号も同相となる。同
様に、ＲＦ信号とＬＯ波の位相により、第３のＦＥＴ５
ｃおよび第４のＦＥＴ５ｄでも同相のＩＦ信号が出力さ
れる。これら同相のＩＦ信号は、ＩＦ信号同相合成器３
０ａにその第１の入力端子３０ｂおよび第２の入力端子
３０ｃより入力される。ＩＦ信号同相合成器３０ａはそ
のＩＦ信号を同相合成して、それを出力端子３０ｄより
信号出力端子１０を経て外部へ出力する。

【００４５】このようなミクサに用いられるＩＦ信号同
相合成器３０ａの構成例を図３に示す。図中、３１ａ，
３１ｂはそれぞれ第１および第２のインダクタ、３２
ａ，３２ｂ，３２ｃはそれぞれ第１、第２および第３の
キャパシタであり、３３は抵抗である。３４ａはこのＩ
Ｆ信号同相合成器３０ａの第１の入力端子、３４ｂはそ
の第２の入力端子であり、３５はこのＩＦ信号同相合成
器３０ａの出力端子である。

【００４６】このＩＦ信号同相合成器３０ａは、集中定
数素子で構成したウィルキンソン形電力分配器であり、
その周波数特性は低域通過回路と同じであるので、所定
の周波数より低い周波数がその第１の入力端子３４ａと
第２の入力端子３４ｂに入力された場合、それらは同相
合成される。従って、図２４に示した集中定数化ラット
レースによるＩＦバランを用いたミクサに比べて、ＩＦ
信号の帯域をはるかに広帯域化することができる。この
ため、図１に示したこの実施の形態１によるミクサは、
図１９に示した従来のミクサに比べてＩＦ帯域を広帯域
にすることができる。また、部品数も図３に示すＩＦ信
号同相合成器のほうが、図２４に示すＩＦバランより少
なく、小形な回路を構成することが可能となる。

【００４７】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、ミクサのＩＦ出力をバランではなくＩＦ信号同相合
成器で合成しているので、バランを用いる従来のミクサ
に比べて、ＩＦ信号の周波数帯域を広帯域なものにする
ことができ、また回路を小形化することも可能になるな
どの効果が得られる。

【００４８】なお、上記説明では受信用のミクサに適用
したものを示しているが、本発明はこれに限らず、送信
用のミクサに適用することも可能であり、上記と同様の
効果を奏する。そのような送信用のミクサでは、入力信
号としてのＩＦ信号をＬＯ波と混合して周波数変換を行
い、ＲＦ信号を出力信号として出力することとなる。従
って、入力信号バランとしては、図１に符号２ａを付し
て示したＲＦ信号を逆相分配するＲＦバランの代わり
に、ＩＦ信号を逆相分配するＩＦバランが用いられ、出
力信号同相合成器としては、図１に符号３０ａを付して
示したＩＦ信号を同相合成するＩＦ信号同相合成器の代
わりに、ＲＦ信号を同相合成するＲＦ信号同相合成器が
用いられる。

【００４９】実施の形態２．上記実施の形態１では、こ
の発明によるミクサについて説明したが、次に、そのよ
うなミクサにおいて、ＲＦバランまたはＬＯバランとし
て用いられるバランについて説明する。図４はそのよう
なこの発明の実施の形態２によるバランを示す構成図で
ある。

【００５０】図において、１３ａは第１の結合線路、１
３ｂは第２の結合線路、１３ｃは第３の結合線路、１３
ｄは第４の結合線路であり、その線路長はそれぞれ動作
帯域の中心周波数の１／４波長に設定されている。１４
ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄはそれぞれ、第１の結合線
路１３ａ、第２の結合線路１３ｂ、第３の結合線路１３
ｃ、および第４の結合線路１３ｄの入力端子であり、１
５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄはそれぞれ、第１の結合
線路１３ａ、第２の結合線路１３ｂ、第３の結合線路１
３ｃ、および第４の結合線路１３ｄの結合端子である。
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄはそれぞれ、第１の結
合線路１３ａ、第２の結合線路１３ｂ、第３の結合線路
１３ｃ、および第４の結合線路１３ｄの出力端子であ
り、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄはそれぞれ、第１
の結合線路１３ａ、第２の結合線路１３ｂ、第３の結合
線路１３ｃ、および第４の結合線路１３ｄのアイソレー
ション端子である。また、１８は当該バランの入力端子
であり、１９ａはその第１の出力端子、１９ｂはその第
２の出力端子である。

【００５１】また、３６ａはその一端が入力端子１４
ａ、他端が出力端子１６ａとなって上記第１の結合線路
１３ａを構成する第１の線路であり、３７ａはその一端
が結合端子１５ａ、他端がアイソレーション端子１７ａ
となり、この第１の線路３６ａに結合して上記第１の結
合線路１３ａを構成する第２の線路である。３６ｂはそ
の一端が入力端子１４ｂ、他端が出力端子１６ｂとなっ
て上記第２の結合線路１３ｂを構成する第１の線路であ
り、３７ｂはその一端が結合端子１５ｂ、他端がアイソ
レーション端子１７ｂとなり、この第１の線路３６ｂに
結合して上記第２の結合線路１３ｂを構成する第２の線
路である。３６ｃはその一端が入力端子１４ｃ、他端が
出力端子１６ｃとなって上記第３の結合線路１３ｃを構
成する第１の線路であり、３７ｃはその一端が結合端子
１５ｃ、他端がアイソレーション端子１７ｃとなり、こ
の第１の線路３６ｃに結合して上記第３の結合線路１３
ｃを構成する第２の線路である。３６ｄはその一端が入
力端子１４ｄ、他端が出力端子１６ｄとなって上記第４
の結合線路１３ｄを構成する第１の線路であり、３７ｄ
はその一端が結合端子１５ｄ、他端がアイソレーション
端子１７ｄとなり、この第１の線路３６ｄに結合して上
記第４の結合線路１３ｄを構成する第２の線路である。

【００５２】この実施の形態２によるバランは、それら
を以下のように接続することによって構成されている。
すなわち、第１の結合線路１３ａの出力端子１６ａと第
２の結合線路１３ｂの入力端子１４ｂを接続し、第３の
結合線路１３ｃの出力端子１６ｃと第４の結合線路１３
ｄの入力端子１４ｄを接続するとともに、第１の結合線
路１３ａの結合端子１５ａ、第２の結合線路１３ｂのア
イソレーション端子１７ｂ、第３の結合線路１３ｃの結
合端子１５ｃ、および第４の結合線路１３ｄのアイソレ
ーション端子１７ｄをそれぞれ接地する。また、第１の
結合線路１３ａの入力端子１４ａと第３の結合線路１３
ｃの入力端子１４ｃとを接続して、そこに当該バランの
入力端子１８を接続するとともに、第１の結合線路１３
ａのアイソレーション端子１７ａと第３の結合線路１３
ｃのアイソレーション端子１７ｃとを接続して、そこに
当該バランの第１の出力端子１９ａを接続し、第２の結
合線路１３ｂの結合端子１５ｂと第４の結合線路１３ｄ
の結合端子１５ｄとを接続して、そこに当該バランの第
２の出力端子１９ｂを接続する。

【００５３】次に動作について説明する。ここで、図５
はこのように構成されたバランの動作を示す説明図であ
る。この図５において、３８ａは図４に示したこの実施
の形態２によるバランであり、偶モードインピーダンス
と奇モードインピーダンスがそれぞれＺｏｅａ、Ｚｏｏ
ａの、第１の結合線路１３ａ、第２の結合線路１３ｂ、
第３の結合線路１３ｃ、および第４の結合線路１３ｄか
らなる。また、３８ｂは図２２に示した従来のマーチャ
ントバランであり、偶モードインピーダンスと奇モード
インピーダンスがそれぞれＺｏｅｂ、Ｚｏｏｂの、第５
の結合線路１３ｅと第６の結合線路１３ｆからなる。

【００５４】この実施の形態２によるバラン３８ａは、
第１の結合線路１３ａおよび第２の結合線路１３ｂから
なるマーチャントバランと、第３の結合線路１３ｃおよ
び第４の結合線路１３ｄからなるマーチャントバランが
並列接続された構造となっているので、その特性は偶モ
ードインピーダンスと奇モードインピーダンスがともに
１／２の２つの結合線路からなる従来のマーチャントバ
ラン３８ｂの特性と等しくなる。すなわち、図５に示す
ように、この実施の形態２によるバラン３８ａと従来の
マーチャントバラン３８ｂの２つのバランの間には、次
の式（４）および式（５）が成立する。 Ｚｏｏｂ＝Ｚｏｏａ／２ ・・・・・ （４） Ｚｏｅｂ＝Ｚｏｅａ／２ ・・・・・ （５）

【００５５】つまり、偶モードインピーダンスと奇モー
ドインピーダンスがそれぞれ、Ｚｏｅａ、Ｚｏｏａであ
る結合線路１３ａ〜１３ｄを用いて、３８ａに示すバラ
ンを構成することで、Ｚｏｅａ／２、Ｚｏｏａ／２の第
５および第６の結合線路１３ｅ，１３ｆを用いたマーチ
ャントバランを実現することができる。マーチャントバ
ランの比帯域を高めるには、奇モードインピーダンスを
低くすればよく、そのためには結合線路を構成している
線路の線路間隔を狭めればよいが、通常は製造プロセス
による制限を受けて、所望の値を得られない場合があ
る。そこで、この実施の形態２に示すような構造とする
ことにより、結合線路を構成している線路の線路間隔を
物理的に狭めなくとも所望のインピーダンスが得られる
ことになる。

【００５６】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、結合線路を構成する線路の線路間隔を狭めなくとも
低い奇モードインピーダンスが得られるため、広帯域な
バランを実現でき、このバランを適用することでミクサ
の動作周波数を広帯域化することが可能になるという効
果が得られる。

【００５７】実施の形態３．上記実施の形態２では、第
１〜第４の結合線路として、それぞれ１本ずつの第１の
線路と第２の線路による２線条結合線路を用いたものを
示したが、本発明はこれに限らず、少なくとも１本の第
１の線路と、この第１の線路の両側にそれぞれ少なくと
も１本ずつ配置された第２の線路とによる、３線以上の
多線条結合線路を用いてもよい。

【００５８】図６はそのようなこの発明の実施の形態３
によるバランの一例を示す構成図であり、ここでは３線
条結合線路を用いた場合を示している。図において、３
６ａは第１の結合線路１３ａを構成する１本の第１の線
路であり、３７ａはこの第１の線路３６ａの両側に１本
ずつ配置され、それぞれ第１の線路３６ａに結合して第
１の結合線路１３ａを構成する第２の線路である。同様
に、３６ｂは第２の結合線路１３ｂを構成する第１の線
路、３７ｂは第２の結合線路１３ｂを構成する第２の線
路であり、３６ｃは第３の結合線路１３ｃを構成する第
１の線路、３７ｃは第３の結合線路１３ｃを構成する第
２の線路、３６ｄは第４の結合線路１３ｄを構成する第
１の線路、３７ｄは第４の結合線路１３ｄを構成する第
２の線路である。

【００５９】なお、この実施の形態３においては、各結
合線路１３ａ〜１３ｄの入力端子１４ａ〜１４ｄは、そ
れぞれの第２の線路３７ａ〜３７ｄの一端から導出され
ており、出力端子１６ａ〜１６ｃはその他端から導出さ
れている。同様に、結合端子１５ａ〜１５ｄは第１の線
路３６ａ〜３６ｄの一端から、アイソレーション端子１
７ａ〜１７ｄはその他端からそれぞれ導出されている。

【００６０】また、当該バランの入力端子１８は第１お
よび第３の結合線路１３ａ，１３ｃのそれぞれ２つの入
力端子１４ａおよび１４ｃに接続されており、第１の出
力端子１９ａは第１および第３の結合線路１３ａ，１３
ｃのアイソレーション端子１７ａおよび１７ｃに、第２
の出力端子１９ｂは第２および第４の結合線路１３ｂ，
１３ｄの結合端子１５ｂおよび１５ｄにそれぞれ接続さ
れている。第１および第３の結合線路１３ａ，１３ｃの
それぞれ２つの出力端子１６ａ，１６ｃは第２および第
４の結合線路１３ｂ，１３ｄのそれぞれ２つの入力端子
１４ｂ，１４ｄに接続されており、第１および第３の結
合線路１３ａ，１３ｃの結合端子１５ａ，１５ｃ、およ
び第２および第４の結合線路１３ｂ，１３ｄのアイソレ
ーション端子１７ａ，１７ｃは接地されている。

【００６１】ここで、図７は半導体基板上に形成された
第１の結合線路１３ａの偶モードインピーダンスＺｏｅ
と奇モードインピーダンスＺｏｏの関係を説明するため
の、第１の結合線路１３ａにおける線路間容量と対地容
量を示す概念図である。図中、２５は地導体、２６は誘
電体であり、３６ａは第１の結合線路１３ａを構成する
第１の線路、３７ａは第１の結合線路１３ａを構成する
第２の線路である。２８ａ、２８ｂはそれぞれ第１の線
路３６ａおよび第２の線路３７ａと地導体２５の間の対
地容量であり、その値をそれぞれＣｇで表している。ま
た２９ａ，２９ｂは第１の線路３６ａと第２の線路３７
ａの間の線路間容量であり、その値をそれぞれＣｍで表
している。なお、奇モードインピーダンスＺｏｏと偶モ
ードインピーダンスＺｏｅは、第１の線路３６ａおよび
第２の線路３７ａの線路間容量２９ａ，２９ｂの値Ｃｍ
と、地導体２５との間の対地容量２８ａ，２８ｂの値Ｃ
ｇより、次の式（６）および式（７）にて与えられる。
なお、この式（６）および式（７）におけるｖは伝搬速
度である。 Ｚｏｏ＝１／ｖ（３Ｃｇ＋２Ｃｍ） ・・・・・・ （６） Ｚｏｅ＝１／ｖ３Ｃｇ ・・・・・・ （７）

【００６２】バランを広帯域化するためには、この奇モ
ードインピーダンスＺｏｏを下げればよい。この場合、
第１の線路３６ａおよび第２の線路３７ａの幅とそれら
の間隔、および誘電体２６の材質と厚さが等しければ、
上記式（６）で与えられる奇モードインピーダンスＺｏ
ｏは、２線条結合線路を用いたバランの奇モードインピ
ーダンスＺｏｏ（従来のマーチャントバランと同様に式
（３）で与えられる）に比べて明らかに小さくなる。こ
のことから、３線条結合線路を用いたバランではより広
帯域な特性が得られる。

【００６３】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、デザインルールで規定された線路間隔を維持しなが
ら、２線条結合線路を用いたバランよりも第１の線路と
第２の線路間の容量を大きくすることが可能となって、
奇モードインピーダンスＺｏｏを容易に小さくすること
がとができるため、バランのより広帯域化をはかること
ができる効果が得られる。

【００６４】実施の形態４．上記実施の形態３では、少
なくとも１本の第１の線路と、その両側にそれぞれ少な
くとも１本ずつ配置された第２の線路とで構成された多
線条結合線路において、第２の線路の一端をその入力端
子、他端を出力端子とし、第１の線路の一端を結合端
子、他端をアイソレーション端子としたものを示した
が、本発明はこれに限らず、第１の線路の一端をその入
力端子、他端を出力端子とし、第２の線路の一端を結合
端子、他端をアイソレーション端子としてもよく、上記
実施の形態３の場合と同様の効果を奏する。

【００６５】図８はそのようなこの発明の実施の形態４
によるバランの一例を示す構成図であり、ここでも３線
条結合線路を用いた場合を示している。なお、図中の各
部には、図６の相当部分と同一符号を付してその説明を
省略する。図示のように、この実施の形態４において
は、各結合線路１３ａ〜１３ｄの入力端子１４ａ〜１４
ｄは、それぞれの第１の線路３６ａ〜３６ｄの一端から
導出されており、出力端子１６ａ〜１６ｃはその他端か
ら、結合端子１５ａ〜１５ｄは第２の線路３７ａ〜３７
ｄの一端から、アイソレーション端子１７ａ〜１７ｄは
その他端からそれぞれ導出されている。

【００６６】なお、当該バランの入力端子１８は第１お
よび第３の結合線路１３ａ，１３ｃの入力端子１４ａお
よび１４ｃに接続され、第１の出力端子１９ａは第１お
よび第３の結合線路１３ａ，１３ｃのそれぞれ２つのア
イソレーション端子１７ａおよび１７ｃに、第２の出力
端子１９ｂは第２および第４の結合線路１３ｂ，１３ｄ
のそれぞれ２つの結合端子１５ｂおよび１５ｄに接続さ
れている。また、第１および第３の結合線路１３ａ，１
３ｃの出力端子１６ａ，１６ｃは第２および第４の結合
線路１３ｂ，１３ｄの入力端子１４ｂ，１４ｄに接続さ
れ、第１および第３の結合線路１３ａ，１３ｃのそれぞ
れ２つの結合端子１５ａ，１５ｃ、および第２および第
４の結合線路１３ｂ，１３ｄのそれぞれ２つのアイソレ
ーション端子１７ｂ，１７ｄは接地されている。このよ
うに、実施の形態３における第１の線路と第２の線路の
役割を入れ替えても、バランとして動作する。

【００６７】実施の形態５．上記実施の形態２に示した
バランを半導体基板上に形成した、この発明の実施の形
態５について説明する。図９はそのようなこの発明の実
施の形態５によるバランの構成を示すパターン図であ
り、相当部分には図４と同一符号を付してその説明を省
略する。図において、３９ａは第１の結合線路１３ａの
第１の線路３６ａおよび第２の線路３７ａと、第３の結
合線路１３ｃの第１の線路３６ｃおよび第２の線路３７
ｃとを並行に並べてこれをスパイラル状に巻き込み、か
つ、その外形を四角形とした第１の４線条結合線路であ
る。３９ｂは第２の結合線路１３ｂの第１の線路３６ｂ
および第２の線路３７ｂと、第４の結合線路１３ｄの第
１の線路３６ｄおよび第２の線路３７ｄとを並行に並べ
てこれをスパイラル状に巻き、かつ、その外形を四角形
とした第２の４線条結合線路である。４０はその下に配
置された線路と接触することなく、その両端の線路を接
続するためのエアブリッジである。５２はこのような第
１の４線条結合線路３９ａおよび第２の４線条結合線路
３９ｂが形成される半導体基板である。

【００６８】図示のように、この実施の形態５によるバ
ランは、第１の４線条結合線路３９ａ内において、第１
の結合線路１３ａおよび第３の結合線路１３ｃをスパイ
ラル状に巻き込み、かつその外形を四角形にした場合
に、その四角形を構成する第１の辺に相当する部分とそ
れに隣り合う第２の辺に相当する部分との接続部、およ
び第１の辺に対向する第３の辺に相当する部分と第２の
辺に対向する第４の辺に相当する部分との接続部におい
て、各結合線路１３ａ，１３ｃを構成している第１の線
路３６ａ，３６ｃと第２の線路３７ａ，３７ｃについ
て、その内側の線路と外側の線路をエアブリッジ４０を
用いて交差させている。また、第２の４線条結合線路３
９ｂ内においても同様に、外形を四角形にした第２の結
合線路１３ｂおよび第４の結合線路１３ｄの、第１の辺
に相当する部分と第２の辺に相当する部分との接続部、
および第３の辺に相当する部分と第４の辺に相当する部
分との接続部において、それらの第１の線路３６ｂ，３
６ｄと第２の線路３７ｂ，３７ｄの、内側の線路と外側
の線路をエアブリッジ４０を用いて交差させている。

【００６９】ここで、このバランを構成する結合線路
は、動作帯域の中心周波数で１／４波長となるので、例
えば中心周波数を１２ＧＨｚとし、ガリウム砒素基板に
形成した場合には、全長２ｍｍ以上になる。そこで結合
線路をスパイラル状に巻き込むことで、占有面積の縮小
をはかることができる。しかしながら、結合線路を構成
する複数の線路のうち、同一周回において常に外側とな
る線路の線路長と常に内側となる線路ではその線路長に
差が生じるため、分配・位相特性が劣化する。これを避
けるため、図９に示すように、第１の４線条結合線路３
９ａと第２の４線条結合線路３９ｂにおいて、四角形の
対角となるコーナー部分で、内側の線路が外側となり、
かつ、外側の線路が内側となるようにエアブリッジを用
いて接続している。これにより、４線条結合線路を構成
する個々の線路の長さを同一にすることができる。

【００７０】以上のように、この実施の形態５によれ
ば、四角形の対向する２つのコーナー部分において内側
と外側の線路を交差させているので、比較的少ない数の
エアブリッジによって、結合線路を構成している個々の
線路の線路長を同一にすることが可能となるため、特性
の良好なバランを容易に実現することができるという効
果が得られる。

【００７１】なお、上記説明では、実施の形態２に示し
たバランの第１の４線条結合線路３９ａ内で、第１の結
合線路１３ａを構成する第２の線路３７ａ（結合端子１
５ａとアイソレーション端子１７ａが導出されている線
路）と第３の結合線路１３ｃを構成する第２の線路３７
ｃとが隣り合い、第２の４線条結合線路３９ｂ内で、第
２の結合線路１３ｂを構成する第２の線路３７ｂと、第
４の結合線路１３ｄを構成する第２の線路３７ｄが隣り
合うものを示したが、本発明はこれに限らず、例えば図
１０に示すように、第１の４線条結合線路３９ａ内で、
第１の結合線路１３ａの第１の線路３６ａ（入力端子１
４ａと出力端子１６ａが導出されている線路）と第３の
結合線路１３ｃの第１の線路３６ｃが隣り合い、第２の
４線条結合線路３９ｂ内で、第２の結合線路１３ｂの第
１の線路３６ｂと第４の結合線路１３ｄの第１の線路３
６ｄが隣り合うようにしてもよく、上記説明の場合と同
様の効果を奏する。

【００７２】また、上記説明では、実施の形態２に示し
たバランを半導体基板上に形成する場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、結合線路を使用した回路一
般に適用することができる。例えば、図２２に示した従
来のマーチャントバランにおいても、結合線路をスパイ
ラル状に巻き、かつ、その外形を四角形とすることで占
有面積を縮小できるが、同一周回において常に外側とな
る線路と常に内側となる線路において線路長に差が生じ
る。そこで、コーナー部分で内側の線路が外側となるよ
うに、かつ、外側の線路が内側となるようにエアブリッ
ジを用いて接続すれば、結合線路を構成する個々の線路
長が同一となり、特性劣化を防ぐことができる。

【００７３】実施の形態６．上記実施の形態５では、四
角形を構成する第１の辺に相当する部分とそれに隣り合
う第２の辺に相当する部分の接続部、およびそれらに対
向する第３の辺に相当する部分と第４の辺に相当する部
分の接続部で、結合線路を構成する内外の線路が交差す
るようにしたものを示したが、本発明はこれに限らず、
四角形を構成する４つの辺に相当する部分のすべての接
続部で、結合線路を構成する内外の線路が交差するよう
にしてもよく、上記実施の形態５の場合と同様に、結合
線路の線路長の不均一が解消でき、良好な特性のバラン
が実現できるという効果が得られる。

【００７４】図１１はそのようなこの発明の実施の形態
６によるバランの構成を示すパターン図であり、各部に
は図９の相当部分と同一符号を付してその説明を省略す
る。図示のように、この実施の形態６によるバランは、
第１の４線条結合線路３９ａ内において、その外形を四
角形にした第１および第３の結合線路１３ａ，１３ｃの
四角形を構成している第１〜第４の辺に相当する部分の
すべての接続部において、それらを構成している第１の
線路３６ａ，３６ｃと第２の線路３７ａ，３７ｃについ
て、その内側の線路と外側の線路をエアブリッジ４０を
用いて交差させている。また、第２の４線条結合線路３
９ｂ内においても同様に、第２および第４の結合線路１
３ｂ，１３ｄの第１〜第４の辺に相当する部分のすべて
の接続部において、それらの第１の線路３６ｂ，３６ｄ
と第２の線路３７ｂ，３７ｄの、内側の線路と外側の線
路をエアブリッジ４０にて交差させている。

【００７５】このように、結合線路の外形が四角形に構
成された、第１の４線条結合線路３９ａと第２の４線条
結合線路３９ｂの４つのコーナー部分のすべてにおい
て、内側の線路が外側となり、かつ、外側の線路が内側
となるようにエアブリッジを用いて交差させているの
で、４線条結合線路を構成する個々の線路が同一の線路
長となる。

【００７６】なお、この場合も実施の形態５と同様に、
第１の結合線路１３ａを構成する第１の線路３６ａと、
第３の結合線路１３ｃを構成する第１の線路３６ｃが隣
り合い、かつ、第２の結合線路１３ｂを構成する第１の
線路３６ｂと、第４の結合線路１３ｄを構成する第１の
線路３６ｄが隣り合うようにしてもよく、また、バラン
を半導体基板５２上に形成する場合に限らず、結合線路
を使用した回路一般にも適用可能であり、上記説明の場
合と同様の効果を奏する。

【００７７】実施の形態７．上記実施の形態６では、結
合線路を構成している４本の線路のすべてについて、内
側と外側の線路を交差させるものを示したが、本発明は
これに限らず、４線条結合線路ではそれを構成する４本
の線路のうちの１本のみを交差させるようにしてもよ
い。図１２はそのようなこの発明の実施の形態６による
バランの構成を示すパターン図であり、各部には図９の
相当部分と同一符号を付してその説明を省略する。

【００７８】図示のように、この実施の形態７によるバ
ランは、第１の４線条結合線路３９ａ内において、第１
および第３の結合線路１３ａ，１３ｃの四角形を構成し
ている第１〜第４の辺に相当する部分のすべての接続部
おいて、それらを構成している第１の線路３６ａ，３６
ｃと第２の線路３７ａ，３７ｃのうちの最も外側の線路
が、最も内側となるようにエアブリッジ４０を用いて交
差させている。また、第２の４線条結合線路３９ｂ内に
おいても同様に、第２および第４の結合線路１３ｂ，１
３ｄの第１〜第４の辺に相当する部分のすべての接続部
において、それらの第１の線路３６ｂ，３６ｄと第２の
線路３７ｂ，３７ｄの内で最も外側のものが、最も内側
となるようにエアブリッジ４０にて交差させている。な
お、最も内側の線路を最も外側となるように交差させて
もよい。

【００７９】このように、結合線路の外形が四角形に構
成された、第１の４線条結合線路３９ａと第２の４線条
結合線路３９ｂの４つのコーナー部分のすべてにおい
て、最も内側の線路が最も外側となるように、あるいは
最も外側の線路が最も内側となるようにエアブリッジを
用いて交差させているので、４線条結合線路を構成する
線路をスパイラル状に巻き込むことによる線路長の差が
累積されることがなくなり、内側と外側の線路長の差は
最小限に抑えることができる。なお、この交差を４の倍
数回だけ行うようにすれば、４本の線路の線路長を等し
くすることも可能である。

【００８０】以上のように、この実施の形態７によれ
ば、結合線路を構成する線路をスパイラル状に巻き込む
ことに起因する、ここの線路の線路長の不均一を最小限
に抑えることが可能となるため、特性の良好なバランを
実現することができるという効果が得られる。

【００８１】なお、この場合も実施の形態６や実施の形
態７と同様に、第１の４線条結合線路３９ａ内の第１の
結合線路１３ａを構成する第１の線路３６ａと第３の結
合線路１３ｃを構成する第１の線路３６ｃが隣り合い、
第２の４線条結合線路３９ｂ内の第２の結合線路１３ｂ
を構成する第１の線路３６ｂと第４の結合線路１３ｄを
構成する第１の線路３６ｄが隣り合うようにしてもよ
く、また、バランを半導体基板５２上に形成する場合に
限らず、結合線路を使用した回路一般にも適用可能であ
り、上記説明の場合と同様の効果を奏する。

【００８２】実施の形態８．上記実施の形態４から実施
の形態７では、実施の形態２に示すバランを半導体基板
上に形成する際、結合線路をスパイラル状に巻き込んで
その外形を四角形にし、その四角形を構成する辺に相当
する部分の接続部において、結合線路を構成する内外の
線路が交差するようにしたものを示したが、四角形を構
成するそれぞれの辺に相当する部分の中央部に相当する
位置で、結合線路を構成する内外の線路が交差するよう
にしてもよい。図１３はそのようなこの発明の実施の形
態８によるバランの構成を示すパターン図であり、各部
には図９の相当部分と同一符号を付してその説明を省略
する。

【００８３】図示のように、この実施の形態８によるバ
ランは、第１の４線条結合線路３９ａ内において、その
外形を四角形にした第１および第３の結合線路１３ａ，
１３ｃの四角形を構成している４つの辺に相当する部分
のそれぞれの中央部に相当する位置において、それらを
構成している第１の線路３６ａ，３６ｃと第２の線路３
７ａ，３７ｃについて、その内側の線路と外側の線路を
エアブリッジ４０を用いて交差させている。また、第２
の４線条結合線路３９ｂ内においても同様に、第２およ
び第４の結合線路１３ｂ，１３ｄの４つの辺に相当する
部分のそれぞれの中央部に相当する位置で、それらの第
１の線路３６ｂ，３６ｄと第２の線路３７ｂ，３７ｄ
の、内側の線路と外側の線路をエアブリッジ４０にて交
差させている。

【００８４】このように、結合線路の外形が四角形に構
成された、第１の４線条結合線路３９ａと第２の４線条
結合線路３９ｂの４つの辺に相当する部分のそれぞれの
中央部に相当する位置において、それらを構成している
第１の線路３６ａ，３６ｃと第２の線路３７ａ，３７ｃ
について、その内側の線路と外側の線路をエアブリッジ
４０を用いて交差させているので、４線条結合線路を構
成する線路をスパイラル状に巻き込むことによる線路長
の差が累積されることがなくなり、内側と外側の線路長
の差を最小限に抑えることができる。なお、この交差を
４の倍数回だけ行うようにすれば、４本の線路の線路長
を等しくすることも可能である。

【００８５】以上のように、この実施の形態８によれ
ば、結合線路を構成する線路をスパイラル状に巻き込む
ことに起因する、当該線路の線路長の不均一を最小限に
抑えることが可能となるため、特性の良好なバランを実
現することができるという効果が得られる。

【００８６】なお、この実施の形態８においても実施の
形態５から実施の形態７の場合と同様に、第１の４線条
結合線路３９ａ内の第１の結合線路１３ａを構成する第
１の線路３６ａと第３の結合線路１３ｃを構成する第１
の線路３６ｃが隣り合い、第２の４線条結合線路３９ｂ
内の第２の結合線路１３ｂを構成する第１の線路３６ｂ
と第４の結合線路１３ｄを構成する第１の線路３６ｄが
隣り合うようにしてもよく、上記説明の場合と同様の効
果を奏する。

【００８７】また、上記説明では、すべての辺の中央部
に相当する位置で、エアブリッジを用いて結合線路を構
成する内外の線路が交差するようにしたものを示した
が、本発明はこれに限らず、例えば図１４に示すよう
に、ある一辺に相当する部分とそれに対向する一辺に相
当する部分の中央部に相当する位置においてのみ、内側
の線路と外側の線路を交差させるようにしてもよい。な
お、この図１４には、図２２に示した従来のマーチャン
トバランを構成する結合線路のパターン構成を示してい
る。この場合においても、同一周回において常に外側と
なる線路と常に内側となる線路の間で生じる線路長の不
均一を最小限に抑え、特性の良好なバランを得ることが
できる。

【００８８】さらに、上記説明では、実施の形態２に示
したバランを半導体基板上に形成する場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、結合線路を使用した回路
一般に適用することができる。図１５はパラレルライン
バランの等価回路と、それを構成する結合線路をスパイ
ラル状に巻き、かつその外形を四角形とした場合のパラ
レルラインバランの構成を示す説明図である。このよう
に、四角形を構成する対向する辺に相当する部分の中央
部に相当する位置で、内側の線路と外側の線路を交差さ
せることで、同一周回において常に外側となる線路と常
に内側となる線路との間に生じる線路長の不均一を最小
限に抑制でき、特性劣化を防止することが可能となる。

【００８９】実施の形態９．上記実施の形態２から実施
の形態８では、この発明によるバランについて説明した
が、次にこれらのバランを用いて構成したミクサについ
て説明する。図１６はそのようなこの発明の実施の形態
９によるミクサを示す構成図であり、ここでは実施の形
態５によるバランを用いて半導体基板上に構成したミク
サについて示している。

【００９０】図において、１は信号入力端子であり、２
ａは入力信号バランとしてのＲＦバラン、２ｂはＲＦバ
ラン２ａの入力端子、２ｃはＲＦバラン２ａの第１の出
力端子、２ｄはＲＦバラン２ａの第２の出力端子であ
る。３はＬＯ波入力端子であり、４ａはＬＯバラン、４
ｂはＬＯバラン４ａの入力端子、４ｃはＬＯバラン４ａ
の第１の出力端子、４ｄはＬＯバラン４ａの第２の出力
端子である。５ａ〜５ｄは第１〜第４のＦＥＴ、１０は
信号出力端子であり、３０ａは出力信号同相合成器とし
てのＩＦ信号同相合成器、３０ｂはＩＦ信号同相合成器
３０ａの第１の入力端子、３０ｃはＩＦ信号同相合成器
３０ａの第２の入力端子、３０ｄはＩＦ信号同相合成器
３０ａの出力端子である。なお、これらは図１に同一符
号を付した部分に相当するものである。

【００９１】また、１３ａはＲＦバラン２ａもしくはＬ
Ｏバラン４ａの第１の結合線路であり、１３ｂは同じく
第２の結合線路、１３ｃは同じく第３の結合線路、１３
ｄは同じく第４の結合線路である。３９ａは第１の結合
線路１３ａおよび第３の結合線路１３ｃを並行に並べて
四角形のスパイラル状に巻き込んだ第１の４線条結合線
路であり、３９ｂは第２の結合線路１３ｂおよび第４の
結合線路１３ｄを並行に並べて四角形のスパイラル状に
巻き込んだ第２の４線条結合線路である。５２はその上
にＲＦバラン３８ａ、ＬＯバラン３８ｃ、ＩＦ信号同相
合成器３０ａ、および第１〜第４のＦＥＴ５ａ〜５ｄが
構成される半導体基板である。なお、これらは図９に同
一符号を付した部分と同等のものである。

【００９２】この実施の形態９によるミクサにおいて
は、半導体基板５２上に形成されるＲＦバラン２ａおよ
びＬＯバラン４ａとして、実施の形態５に示したバラン
を用いている。なお、当該ミクサの動作は実施の形態１
で説明したものと同一であるため、ここではその説明は
省略する。このように、実施の形態５によるバランをＲ
Ｆバラン２ａおよびＬＯバラン４ａとして用いることに
よって、ＲＦ周波数およびＬＯ周波数を広帯域な特性と
することができる。さらに、レジスティブミクサでは第
１〜第４のＦＥＴ５ａ〜５ｄのドレイン端子とソース端
子を直流的に接地する必要があるが、ＲＦバラン２ａお
よびＬＯバラン４ａに実施の形態５のバランを用いるこ
とでこれらの条件が満たされるため、別に接地回路を設
ける必要がなくなる。

【００９３】以上のように、この実施の形態９によれ
ば、ＲＦバランやＬＯバランに実施の形態５によるバラ
ンを用いているので、広帯域な特性を有するミクサを容
易に実現することができ、またＦＥＴのドレイン端子と
ソース端子を直流的に接地するる回路を別途設ける必要
がないため、ミクサの小形化も可能になるなどの効果が
得られる。

【００９４】なお、上記説明では、ＲＦバランおよびＬ
Ｏバランとして、実施の形態５によるバランを用いたも
のを示したが、実施の形態２から実施の形態８のいずれ
のバランを用いてもよく、広帯域な特設を有するミクサ
が容易に実現できるという効果が得られる。

【００９５】実施の形態１０．上記実施の形態２および
実施の形態９においては、この発明によるミクサについ
て説明したが、次に、そのミクサを受信用ミクサとして
用いた受信装置について説明する。図１７はそのような
この発明の実施の形態１０による受信装置の構成を示す
ブロック図であり、ここでは、受信用ミクサとして実施
の形態９によるミクサを用いて受信装置を構成したもの
として説明する。

【００９６】図において、１０１ａは受信アンテナ、１
０２はこの受信アンテナ１０１ａで受信したＲＦ信号を
増幅する受信増幅器であり、１０３ａは受信増幅器１０
２で増幅されたＲＦ信号の不要波成分を除去するための
帯域通過フィルタである。１０４ａはこの不要波成分が
除去されたＲＦ信号にＬＯ信号を混合してＩＦ信号に変
換する受信用ミクサ（ミクサ）であり、ここでは実施の
形態９に示したミクサが用いられている。１０５はこの
受信用ミクサ１０４ａに供給されるＬＯ波を生成する局
部発振回路であり、１０３ｂは受信用ミクサ１０４ａで
変換されたＩＦ信号の不要波成分を除去するための帯域
通過フィルタ、１０６はこの不要波成分が除去されたＩ
Ｆ信号を入力して、伝送された元の信号を復調する復調
回路である。

【００９７】次に動作について説明する。受信アンテナ
１０１ａで受信されたＲＦ信号は受信増幅器１０２で増
幅された後、帯域通過フィルタ１０３ａで不要波成分が
除去されて受信用ミクサ１０４ａに入力される。この受
信用ミクサ１０４ａには局部発振回路１０５よりＬＯ波
が供給されており、受信用ミクサ１０４ａは入力された
ＲＦ信号とこのＬＯ波を混合して周波数変換を行い、Ｉ
Ｆ信号を生成して出力する。受信用ミクサ１０４ａより
出力されたＩＦ信号は、さらに帯域通過フィルタ１０３
ｂで不要波成分が除去されて復調回路１０６に送られ
る。復調回路１０６では、帯域通過フィルタ１０３ｂで
不要波成分が除去されたＩＦ信号から、元の信号を再生
して出力端子１７より出力する。

【００９８】ここで、従来のミクサはＲＦバランおよび
ＬＯバランの周波数帯域は狭いものであったため、受信
装置の受信周波数範囲を広帯域としようとした場合、受
信周波数に応じた複数のミクサをあらかじめ用意してお
き、それらをスイッチで切り替えて、最適なものを選択
するなどの方法が取られていた。また、出力されるＩＦ
信号の周波数も高いため、後段にさらにミクサを接続し
てさらに周波数変換を行い、復調回路の低い入力周波数
まで周波数を下げていた。しかし、受信用ミクサに実施
の形態９に示したミクサを用いることで、受信周波数に
関係なく、一つの受信用ミクサで動作するようになり、
さらに出力されるＩＦ信号の周波数も低くすることがで
きるので、後段に別のミクサを接続して周波数変換を行
うことなく、直接、復調回路へＩＦ信号を入力すること
ができる。

【００９９】このように、この実施の形態１０によれ
ば、受信用ミクサとして実施の形態９に示されたミクサ
を用いているため、１つのミクサで広帯域な特性を有す
る受信装置を実現できる効果が得られる。

【０１００】なお、上記説明では、受信用ミクサとし
て、実施の形態９に示したミクサを用いた場合について
示したが、実施の形態２に示したミクサを用いてもよい
ことはいうまでもなく、上記説明の場合と同様の効果を
奏する。

【０１０１】実施の形態１１．上記実施の形態１０で
は、受信用ミクサとして、実施の形態９に示したミクサ
を用いた受信装置を示したが、そのミクサを送信用ミク
サとして用いて送信装置を構成することも可能である。
図１８はそのようなこの発明の実施の形態１１による送
信装置の構成を示すブロック図である。

【０１０２】図において、１０４ｂはＩＦ信号とＬＯ波
を混合してＲＦ信号に変換する送信用ミクサ（ミクサ）
であり、１０５はこの送信用ミクサ１０４ｂに供給され
るＬＯ波を生成する局部発振回路である。なお、上記送
信用ミクサ１０４ｂとしては、実施の形態１０の受信用
ミクサ１０４ａと同様に、実施の形態９に示したミクサ
が用いられている。１０７は送信される元の信号を変調
してこの送信用ミクサ１０４ｂに入力するＩＦ信号を生
成する変調回路であり、１０３ｃはこの変調回路１０７
からのＩＦ信号より不要波成分を除去するための帯域通
過フィルタ、１０３ｄは送信用ミクサ１０４ｂより出力
されるＲＦ信号より不要波成分を除去するための帯域通
過フィルタである。１０８は不要波成分が除去されたＲ
Ｆ信号を増幅する送信増幅器であり、１０１ｂはこの送
信増幅器１０８にて増幅されたＲＦ信号を空間に放射す
る送信アンテナである。

【０１０３】次に動作について説明する。入力された送
信される元の信号は変調回路１０７にて変調され、生成
されたＩＦ信号は帯域通過フィルタ１０３ｃで不要波成
分が除去されて送信用ミクサ１０４ｂに入力される。こ
の送信用ミクサ１０４ｂには局部発振回路１０５よりＬ
Ｏ波が供給されており、送信用ミクサ１０４ｂは入力さ
れたＩＦ信号とこのＬＯ波を混合して周波数変換を行
い、ＲＦ信号を生成して出力する。送信用ミクサ１０４
ｂより出力されたＲＦ信号は、さらに帯域通過フィルタ
１０３ｄで不要波成分が除去されて送信増幅器１０８に
送られる。送信増幅器１０８では、帯域通過フィルタ１
０３ｄにて不要波成分が除去されたＲＦ信号を電力増幅
し、それを送信アンテナ１０１ｂより空間に放射する。

【０１０４】この場合も、実施の形態９に示したミクサ
を用いることで、送信用ミクサの特性が広帯域化される
ため、ＩＦ信号とＲＦ信号の周波数差が大きくとも、一
つの送信用ミクサで動作するようになり、後段に別のミ
クサを接続してさらに周波数変換を行う必要もない。

【０１０５】このように、この実施の形態１１によれ
ば、送信用ミクサとして実施の形態９に示されたミクサ
を用いているため、１つのミクサで広帯域な特性を有す
る送信装置を実現できる効果が得られる。

【０１０６】なお、上記説明では、送信用ミクサとし
て、実施の形態９に示したミクサを用いた場合について
示したが、実施の形態２に示したミクサを用いてもよい
ことはいうまでもなく、上記説明の場合と同様の効果を
奏する。

【０１０７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、リン
グ状に接続したＦＥＴによるミクサから出力されるＩＦ
出力もしくはＲＦ出力を、出力信号同相合成器を用いて
同相合成しているので、バランを用いて逆相合成した場
合に比べて、出力される信号の帯域を広帯域化すること
ができ、また、半導体基板上に構成する際、出力信号同
相合成器は逆相合成を行うバランよりも回路構成が簡単
で、使用部品数も少ないため、回路の小形化も可能なミ
クサが得られる効果がある。

【０１０８】この発明によれば、２つのマーチャントバ
ランの入力端子、第１の出力端子、および第２の出力端
子をそれぞれ並列に接続してバランを形成しているた
め、それぞれの結合線路の偶モードインピーダンスと奇
モードインピーダンスが等価的に１／２となるので、容
易に低い奇モードインピーダンスを得ることができ、マ
ーチャントバランを構成する結合線路の線路間隔を狭め
ることによって奇モードインピーダンスを小さくする必
要がなくなるため、半導体基板上に形成する場合でも最
小線路間隔などの半導体プロセスのデザインルールの制
限を受けにくくなって、広帯域な特性を有するバランが
容易に得られるという効果がある。

【０１０９】この発明によれば、各結合線路として３線
条結合線路もしくはそれ以上の多線条結合線路を用いて
いるので、さらに低い奇モードインピーダンスを得るこ
とが容易となるため、バランのより広帯域化をはかるこ
とができるとという効果がある。

【０１１０】この発明によれば、結合線路を半導体基板
上に、その外形が四角形となるようスパイラル状に巻き
込んで形成し、結合線路の内側の線路と外側の線路の長
さが等しくなるようにそれら各線路を交差させているの
で、結合線路を構成している線路の線路長の不均一を解
消することが可能となるため、バランの特性の劣化を防
ぐことができ、良好な特性のバランが得られる効果があ
る。

【０１１１】この発明によれば、結合線路の内側の線路
と外側の線路との交差を、四角形の互いに隣り合った２
つの辺に相当する部分の接続部と、それら両辺に対向す
る２つの辺に相当する部分の接続部において行っている
ので、エアブリッジの数を抑えて、良好な特性のバラン
が得られる効果がある。

【０１１２】この発明によれば、結合線路の内側の線路
と外側の線路との交差を、四角形を構成している４つ辺
に相当する部分のすべての接続部でそれぞれ行っている
ので、結合線路の線路長の不均一が解消でき、良好な特
性のバランが得られる効果がある。

【０１１３】この発明によれば、四角形のコーナー部分
において、結合線路の最も外側の線路を最も内側に、も
しくは最も内側の線路を最も外側に交差させているの
で、さらに少ないエアブリッジ数にて、バランの特性を
改善することができる効果がある。

【０１１４】この発明によれば、四角形を構成している
辺に相当する部分の中央部に相当する位置において、結
合線路の内側の線路と外側の線路とを交差さているの
で、結合線路を構成する線路の長さの差を容易に解消す
ることが可能となり、バランの特性を改善できる効果が
ある。

【０１１５】この発明によれば、入力信号バランおよび
ＬＯ波バランに、請求項２から請求項１０のうちのいず
れか１項に記載されたバランを用いているので、広帯域
な特性を有するミクサが得られる効果がある。

【０１１６】この発明によれば、受信用ミクサに、請求
項１もしくは請求項１１に記載されたミクサを用いてい
るので、広帯域な特性を有する受信装置が得られる効果
がある。

【０１１７】この発明によれば、送信用ミクサに、請求
項１もしくは請求項１１に記載されたミクサを用いてい
るので、広帯域な特性を有する送信装置が得られる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１によるミクサを示す
構成図である。

【図２】 実施の形態１によるミクサにおける信号の流
れを示す説明図である。

【図３】 実施の形態１によるミクサで用いられるＩＦ
信号同相合成器を示す構成図である。

【図４】 この発明の実施の形態２によるバランを示す
構成図である。

【図５】 実施の形態２によるバランの動作を示す説明
図である。

【図６】 この発明の実施の形態３によるバランを示す
構成図である。

【図７】 実施の形態３によるバランにおけるインピー
ダンスの関係を説明するための、結合線路の構造を示す
概念図である。

【図８】 この発明の実施の形態４によるバランを示す
構成図である。

【図９】 この発明の実施の形態５によるバランの構成
を示すパターン図である。

【図１０】 実施の形態５による他のバランの構成を示
すパターン図である。

【図１１】 この発明の実施の形態６によるバランの構
成を示すパターン図である。

【図１２】 この発明の実施の形態７によるバランの構
成を示すパターン図である。

【図１３】 この発明の実施の形態８によるバランの構
成を示すパターン図である。

【図１４】 実施の形態８による他のバランの構成を示
すパターン図である。

【図１５】 実施の形態８によるさらに他のバランの等
価回路と構成を示す説明図である。

【図１６】 この発明の実施の形態９によるミクサを示
す構成図である。

【図１７】 この発明の実施の形態１０による受信装置
を示すブロック図である。

【図１８】 この発明の実施の形態１１による送信装置
を示すブロック図である。

【図１９】 従来のミクサを示す構成図である。

【図２０】 従来のミクサにおける信号の流れを示す説
明図である。

【図２１】 従来のミクサの動作を示す説明図である。

【図２２】 従来のマーチャントバランを示す構成図で
ある。

【図２３】 従来のマーチャントバランを構成する結合
線路のインピーダンスと比帯域の関係を示す説明図であ
る。

【図２４】 従来のミクサで用いられるＩＦバランを示
す構成図である。

【図２５】 半導体基板上に構成されたスパイラルイン
ダクタとＭＩＭキャパシタを示す斜視図である。

【図２６】 従来のマーチャントバランにおけるインピ
ーダンスの関係を説明するための、結合線路の構造を示
す概念図である。

【符号の説明】

１ 信号入力端子、２ａ ＲＦバラン（入力信号バラ
ン）、２ｂ ＲＦバランの入力端子（入力信号バランの
入力端子）、２ｃ ＲＦバランの第１の出力端子（入力
信号バランの第１の出力端子）、２ｄ ＲＦバランの第
２の出力端子（入力信号バランの第２の出力端子）、３
ＬＯ波入力端子、４ａ ＬＯバラン、４ｂ ＬＯバラ
ンの入力端子、４ｃ ＬＯバランの第１の出力端子、４
ｄ ＬＯバランの第２の出力端子、５ａ 第１のＦＥ
Ｔ、５ｂ 第２のＦＥＴ、５ｃ 第３のＦＥＴ、５ｄ
第４のＦＥＴ、６ａ 第１のＦＥＴのドレイン端子、６
ｂ 第２のＦＥＴのドレイン端子、６ｃ 第３のＦＥＴ
のドレイン端子、６ｄ 第４のＦＥＴのドレイン端子、
７ａ 第１のＦＥＴのゲート端子、７ｂ 第２のＦＥＴ
のゲート端子、７ｃ 第３のＦＥＴのゲート端子、７ｄ
第４のＦＥＴのゲート端子、８ａ 第１のＦＥＴのソ
ース端子、８ｂ 第２のＦＥＴのソース端子、８ｃ 第
３のＦＥＴのソース端子、８ｄ 第４のＦＥＴのソース
端子、１０ 信号出力端子、１３ａ 第１の結合線路、
１３ｂ 第２の結合線路、１３ｃ 第３の結合線路、１
３ｄ 第４の結合線路、１４ａ 第１の結合線路の入力
端子、１４ｂ 第２の結合線路の入力端子、１４ｃ 第
３の結合線路の入力端子、１４ｄ第４の結合線路の入力
端子、１５ａ 第１の結合線路の結合端子、１５ｂ 第
２の結合線路の結合端子、１５ｃ 第３の結合線路の結
合端子、１５ｄ 第４の結合線路の結合端子、１６ａ
第１の結合線路の出力端子、１６ｂ 第２の結合線路の
出力端子、１６ｃ 第３の結合線路の出力端子、１６ｄ
第４の結合線路の出力端子、１７ａ 第１の結合線路
のアイソレーション端子、１７ｂ 第２の結合線路のア
イソレーション端子、１７ｃ 第３の結合線路のアイソ
レーション端子、１７ｄ 第４の結合線路のアイソレー
ション端子、１８ バランの入力端子、１９ａ バラン
の第１の出力端子、１９ｂ バランの第２の出力端子、
３０ａＩＦ信号同相合成器（出力信号同相合成器）、３
０ｂ ＩＦ信号同相合成器の第１の入力端子（出力信号
同相合成器の第１の入力端子）、３０ｃ ＩＦ信号同相
合成器の第２の入力端子（出力信号同相合成器の第２の
入力端子）、３０ｄＩＦ信号同相合成器の出力端子（出
力信号同相合成器の出力端子）、３６ａ 第１の結合線
路を構成する第１の線路、３６ｂ 第２の結合線路を構
成する第１の線路、３６ｃ 第３の結合線路を構成する
第１の線路、３６ｄ 第４の結合線路を構成する第１の
線路、３７ａ 第１の結合線路を構成する第２の線路、
３７ｂ第２の結合線路を構成する第２の線路、３７ｃ
第３の結合線路を構成する第２の線路、３７ｄ 第４の
結合線路を構成する第２の線路、１０１ａ 受信アンテ
ナ、１０１ｂ 送信アンテナ、１０２ 受信増幅器、１
０４ａ 受信用ミクサ（ミクサ）、１０４ｂ 送信用ミ
クサ（ミクサ）、１０５ 局部発振回路、１０６ 復調
回路、１０７ 変調回路、１０８ 送信増幅器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池松 寛 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 礒田 陽次 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力端子と第１の出力端子および第２の
   出力端子を備え、信号入力端子より入力される入力信号
   の逆相分配を行う入力信号バランと、 入力端子と第１の出力端子および第２の出力端子を備
   え、ＬＯ波入力端子より入力されて前記入力信号に混合
   されるＬＯ波の逆相分配を行うＬＯバランと、 第１の入力端子および第２の入力端子と出力端子を備
   え、前記入力信号とＬＯ波を混合して得られた出力信号
   を同相合成して信号出力端子より出力する出力信号同相
   合成器と、 前記入力信号とＬＯ波を混合して出力信号を得るための
   第１のＦＥＴ、第２のＦＥＴ、第３のＦＥＴおよび第４
   のＦＥＴとを有し、 前記第１のＦＥＴのドレイン端子と第２のＦＥＴのドレ
   イン端子に前記入力信号バランの第１の出力端子を接続
   し、 前記第３のＦＥＴのドレイン端子と第４のＦＥＴのドレ
   イン端子に前記入力信号バランの第２の出力端子を接続
   し、 前記第１のＦＥＴのソース端子と第４のＦＥＴのソース
   端子に前記出力信号同相合成器の第１の入力端子を接続
   し、 前記第２のＦＥＴのソース端子と第３のＦＥＴのソース
   端子に前記出力信号同相合成器の第２の入力端子を接続
   し前記第１のＦＥＴのゲート端子と第２のＦＥＴのゲー
   ト端子に前記ＬＯバランの第１の出力端子を接続し、 前記第３のＦＥＴのゲート端子と第４のＦＥＴのゲート
   端子に前記ＬＯバランの第２の出力端子を接続してなる
   ミクサ。
2. 【請求項２】 それぞれが入力端子、出力端子、結合端
   子およびアイソレーション端子を備えた、第１の結合線
   路、第２の結合線路、第３の結合線路および第４の結合
   線路を有し、 前記第１の結合線路の出力端子と前記第２の結合線路の
   入力端子を接続するとともに、前記第１の結合線路の結
   合端子と前記第２の結合線路のアイソレーション端子を
   接地し、 前記第３の結合線路の出力端子と前記第４の結合線路の
   入力端子を接続するとともに、前記第３の結合線路の結
   合端子と前記第４の結合線路のアイソレーション端子を
   接地し、 前記第１の結合線路の入力端子と前記第３の結合線路の
   入力端子とを接続して当該バランの入力端子とし、 前記第１の結合線路のアイソレーション端子と前記第３
   の結合線路のアイソレーション端子とを接続して当該バ
   ランの第１の出力端子とし、 前記第２の結合線路の結合端子と前記第４の結合線路の
   結合端子とを接続して当該バランの第２の出力端子とし
   てなるバラン。
3. 【請求項３】 第１の結合線路、第２の結合線路、第３
   の結合線路および第４の結合線路を、１本の第１の線路
   と、前記第１の線路に並行して配置されて当該第１の線
   路と結合する１本の第２の線路とによる２線条結合線路
   によってそれぞれ構成し、 前記第１の線路の一端を前記結合線路の入力端子、他端
   を前記結合線路の出力端子とし、 前記第２の線路の一端を前記結合線路の結合端子、他端
   を前記結合線路のアイソレーション端子としたことを特
   徴とする請求項２記載のバラン。
4. 【請求項４】 第１の結合線路、第２の結合線路、第３
   の結合線路および第４の結合線路を、少なくとも１本の
   第１の線路と、前記第１の線路と並行して配置されて当
   該第１の線路と結合する複数本の第２の線路とによる多
   線条結合線路によってそれぞれ構成し、 前記第１の線路それぞれの一端を前記結合線路の結合端
   子、他端を前記結合線路のアイソレーション端子とし、 前記第２の線路それぞれの一端を前記結合線路の入力端
   子、他端を前記結合線路の出力端子としたことを特徴と
   する請求項２記載のバラン。
5. 【請求項５】 第１の結合線路、第２の結合線路、第３
   の結合線路および第４の結合線路を、少なくとも１本の
   第１の線路と、前記第１の線路に沿って配置されて当該
   第１の線路と結合する複数本の第２の線路とによる多線
   条結合線路によってそれぞれ構成し、 前記第１の線路それぞれの一端を前記結合線路の入力端
   子、他端を前記結合線路の出力端子とし、 前記第２の線路それぞれの一端を前記結合線路の結合端
   子、他端を前記結合線路のアイソレーション端子とした
   ことを特徴とする請求項２記載のバラン。
6. 【請求項６】 それを構成する線路を、その外形が四角
   形となるようにスパイラル状に巻き込んで形成した結合
   線路を有するバランにおいて、 外形が四角形の前記結合線路の、スパイラル状に巻き込
   まれた内側の線路と外側の線路を、それら各線路の長さ
   が等しくなるように交差させたことを特徴とするバラ
   ン。
7. 【請求項７】 外形が四角形の結合線路の、スパイラル
   状に巻き込まれた内側の線路と外側の線路を、 前記四角形の第１の辺に相当する部分と当該第１の辺に
   隣接した第２の辺に相当する部分との接続部、および前
   記第１の辺に対向する第３の辺に相当する部分と前記第
   ２の辺に対向する第４の辺に相当する部分との接続部に
   おいて交差させたことを特徴とする請求項６記載のバラ
   ン。
8. 【請求項８】 外形が四角形の結合線路の、スパイラル
   状に巻き込まれた内側の線路と外側の線路を、 前記四角形を構成している４つの辺に相当する部分の各
   接続部において、それぞれ交差させたことを特徴とする
   請求項６記載のバラン。
9. 【請求項９】 外形が四角形の結合線路の、スパイラル
   状に巻き込まれた線路を、 前記四角形を構成している辺に相当する部分の接続部に
   おいて、前記結合線路の最も外側の線路を最も内側に、
   もしくは最も内側の線路を最も外側に交差させたことを
   特徴とする請求項６記載のバラン。
10. 【請求項１０】 外形が四角形の結合線路の、スパイラ
    ル状に巻き込まれた内側の線路と外側の線路を、 前記四角形を構成している辺に相当する部分の、中央部
    に相当する位置で交差させたことを特徴とする請求項６
    記載のバラン。
11. 【請求項１１】 入力信号バランおよびＬＯ波バランと
    して、請求項２から請求項１０のうちのいずれか１項に
    記載されたバランを用いたことを特徴とする請求項１記
    載のミクサ。
12. 【請求項１２】 ＲＦ信号とＬＯ波を混合してＩＦ信号
    を出力する、請求項１または請求項１１に記載のミクサ
    と、 受信アンテナで受信されたＲＦ信号を増幅して、前記ミ
    クサの信号入力端子に入力する受信増幅器と、 前記ミクサのＬＯ波入力端子に供給するＬＯ波を生成す
    る局部発振回路と、前記ミクサの信号出力端子より出力
    されるＩＦ信号を伝送された元の信号に復調する復調回
    路とを備えた受信装置。
13. 【請求項１３】 ＩＦ信号とＬＯ波を混合してＲＦ信号
    を出力する、請求項１または請求項１１に記載のミクサ
    と、 伝送する元の信号を変調して前記ミクサの信号入力端子
    にＩＦ信号として入力する変調回路と、 前記ミクサのＬＯ波入力端子に供給するＬＯ波を生成す
    る局部発振回路と、 前記ミクサの出力信号端子より出力されるＲＦ信号を増
    幅して、送信アンテナより送信する送信増幅器とを備え
    た送信装置。