JPH1168455A - 準光学アンテナ・ミキサ素子および配列型準光学アンテナ・ミキサ - Google Patents
準光学アンテナ・ミキサ素子および配列型準光学アンテナ・ミキサInfo
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- JPH1168455A JPH1168455A JP21961697A JP21961697A JPH1168455A JP H1168455 A JPH1168455 A JP H1168455A JP 21961697 A JP21961697 A JP 21961697A JP 21961697 A JP21961697 A JP 21961697A JP H1168455 A JPH1168455 A JP H1168455A
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- antenna
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 伝送損失が小さく、小型、軽量、低廉化が可
能な準光学アンテナ・ミキサ素子および走査が容易な配
列型準光学アンテナ・ミキサを提供する。 【解決手段】 第１および第２の誘電体基板21, 22の間
に接地板23を挟むとともにコプレーナ導波路26を形成
し、その中心導体25と接地板との間にミキシング用のダ
イオード27を設け、誘電体基板の外表面に高周波信号RF
および局部発振信号LOを受信するパッチアンテナ28, 29
を設けて準光学アンテナ・ミキサ素子を構成する。準光
学アンテナ・ミキサ素子を複数所定のパターンにしたが
って配列し、それらの出力ポートから出力される複数の
ミキシング信号を合成する手段を具える配列型準光学ア
ンテナ・ミキサにおいて、局部発振信号の入射角および
周波数の少なくとも一方を変化させることにより高周波
信号の到来方向を走査する。
能な準光学アンテナ・ミキサ素子および走査が容易な配
列型準光学アンテナ・ミキサを提供する。 【解決手段】 第１および第２の誘電体基板21, 22の間
に接地板23を挟むとともにコプレーナ導波路26を形成
し、その中心導体25と接地板との間にミキシング用のダ
イオード27を設け、誘電体基板の外表面に高周波信号RF
および局部発振信号LOを受信するパッチアンテナ28, 29
を設けて準光学アンテナ・ミキサ素子を構成する。準光
学アンテナ・ミキサ素子を複数所定のパターンにしたが
って配列し、それらの出力ポートから出力される複数の
ミキシング信号を合成する手段を具える配列型準光学ア
ンテナ・ミキサにおいて、局部発振信号の入射角および
周波数の少なくとも一方を変化させることにより高周波
信号の到来方向を走査する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各々が入力高周波
信号と局部発振信号とを受信し、それらを混合した信号
を出力する準光学アンテナ・ミキサ素子および複数の準
光学アンテナ・ミキサ素子を所定のパターンにしたがっ
て配列して構成した配列型準光学アンテナ・ミキサに関
するものである。
信号と局部発振信号とを受信し、それらを混合した信号
を出力する準光学アンテナ・ミキサ素子および複数の準
光学アンテナ・ミキサ素子を所定のパターンにしたがっ
て配列して構成した配列型準光学アンテナ・ミキサに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】携帯電話やＰＨＳなどの移動体通信の幅
広い普及に伴い、無線に利用できる周波数資源の枯渇が
問題となってきている。さらに無線ＬＡＮなどの高速デ
ータ通信を無線で行なう動きも活発となってきている。
これらの周波数資源の需要の高まりは、情報通信先進国
である米国を始め欧州、さらには情報通信のインフラス
トラクチャーの構築を積極的に進めている韓国などのア
ジア諸国でも同様である。このように逼迫している周波
数資源に対応する有力な未利用周波数資源としてマイク
ロ波帯、特にミリ波帯が注目されている。
広い普及に伴い、無線に利用できる周波数資源の枯渇が
問題となってきている。さらに無線ＬＡＮなどの高速デ
ータ通信を無線で行なう動きも活発となってきている。
これらの周波数資源の需要の高まりは、情報通信先進国
である米国を始め欧州、さらには情報通信のインフラス
トラクチャーの構築を積極的に進めている韓国などのア
ジア諸国でも同様である。このように逼迫している周波
数資源に対応する有力な未利用周波数資源としてマイク
ロ波帯、特にミリ波帯が注目されている。
【０００３】図１は従来の一般的な受信システムを示す
ものである。図１に示すように、入力高周波信号RFに感
応するアンテナ１で受信された高周波信号は、ある程度
の長さを有する伝送線路２を経て局部発振器３から出力
される局部発振信号LOとともにミキサ回路４に供給さ
れ、ここで混合されたミキシング信号、すなわち差信号
または和信号である中間周波信号IFが生成され、この中
間周波信号IFが出力ポート５を経て出力される。
ものである。図１に示すように、入力高周波信号RFに感
応するアンテナ１で受信された高周波信号は、ある程度
の長さを有する伝送線路２を経て局部発振器３から出力
される局部発振信号LOとともにミキサ回路４に供給さ
れ、ここで混合されたミキシング信号、すなわち差信号
または和信号である中間周波信号IFが生成され、この中
間周波信号IFが出力ポート５を経て出力される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の受信
システムでは、高周波および局部発振器の出力を分配す
る伝送線路に損失が存在し、周波数が高い場合には大き
な問題となっている。特に、高感度受信機および電子的
走査を目的とした配列型アンテナの場合には、移相器、
電力分配器などの高周波回路が複雑で大型になるという
問題もある。特に、上述したマイクロ波、特にミリ波帯
において現在開発が盛んに行われている自動車追突・衝
突防止用レーダや高速無線ＬＡＮ用の高感度受信機や航
空機管制用レーダ等の受信システムの小型化、薄型化、
軽量化、低廉化に対応することができない。
システムでは、高周波および局部発振器の出力を分配す
る伝送線路に損失が存在し、周波数が高い場合には大き
な問題となっている。特に、高感度受信機および電子的
走査を目的とした配列型アンテナの場合には、移相器、
電力分配器などの高周波回路が複雑で大型になるという
問題もある。特に、上述したマイクロ波、特にミリ波帯
において現在開発が盛んに行われている自動車追突・衝
突防止用レーダや高速無線ＬＡＮ用の高感度受信機や航
空機管制用レーダ等の受信システムの小型化、薄型化、
軽量化、低廉化に対応することができない。
【０００５】したがって本発明の目的は、上述した従来
の高周波受信アンテナシステムの欠点を解消し、伝送損
失が少なく、小型化、薄型化、軽量化、低廉化が可能な
準光学アンテナ・ミキサ素子および準光学アンテナ・ミ
キサ素子を複数配列し、電子的な走査が可能な配列型準
光学アンテナ・ミキサを提供しようとするものである。
の高周波受信アンテナシステムの欠点を解消し、伝送損
失が少なく、小型化、薄型化、軽量化、低廉化が可能な
準光学アンテナ・ミキサ素子および準光学アンテナ・ミ
キサ素子を複数配列し、電子的な走査が可能な配列型準
光学アンテナ・ミキサを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による準光学アン
テナ・ミキサ素子は、第１および第２の誘電体基板と、
これら第１および第２の誘電体基板の表面に設けられ、
それぞれ入力高周波信号および局部発振信号を受信する
第１および第２の受信パッチアンテナと、前記第１およ
び第２の誘電体基板の間に挟まれ、一部分に前記第１お
よび第２の受信パッチアンテナのほぼ中央まで延在する
切欠部を有する接地板と、この接地板の切欠部に形成さ
れ、前記第１および第２の受信パッチアンテナのほぼ中
央まで延在する終端開放型のコプレーナ導波路と、前記
接地板とコプレーナ導波路を構成する中心導体の開放終
端との間に接続されたミキシング素子と、このミキシン
グ素子に直流バイアスを印加するバイアス手段と、前記
ミキシング素子で出力され、前記コプレーナ導波路を経
て得られるミキシング信号を出力する出力手段とを具え
ることを特徴とするものである。
テナ・ミキサ素子は、第１および第２の誘電体基板と、
これら第１および第２の誘電体基板の表面に設けられ、
それぞれ入力高周波信号および局部発振信号を受信する
第１および第２の受信パッチアンテナと、前記第１およ
び第２の誘電体基板の間に挟まれ、一部分に前記第１お
よび第２の受信パッチアンテナのほぼ中央まで延在する
切欠部を有する接地板と、この接地板の切欠部に形成さ
れ、前記第１および第２の受信パッチアンテナのほぼ中
央まで延在する終端開放型のコプレーナ導波路と、前記
接地板とコプレーナ導波路を構成する中心導体の開放終
端との間に接続されたミキシング素子と、このミキシン
グ素子に直流バイアスを印加するバイアス手段と、前記
ミキシング素子で出力され、前記コプレーナ導波路を経
て得られるミキシング信号を出力する出力手段とを具え
ることを特徴とするものである。
【０００７】さらに、本発明による配列型準光学アンテ
ナ・ミキサは、各々が入力高周波信号および局部発振信
号を受信するアンテナ手段と、これら受信した信号を混
合するミキシング手段と、このミキシング手段で生成さ
れるミキシング信号を出力する出力手段とを具える複数
の準光学アンテナ・ミキサ素子を所定のパターンにした
がって配列し、これら準光学アンテナ・ミキサ素子の出
力手段から出力される複数のミキシング信号をそれぞれ
所定の周波数のミキシング信号のみを通す帯域通過フィ
ルタを介して合成する電力合成手段と、前記局部発振信
号を発生する局部発振器と、この局部発振信号を放射す
る局部発振信号送信用アンテナと、局部発振信号の周波
数および局部発振アンテナの指向方向の何れか一方また
は双方を変化させる手段とを具えることを特徴とするも
のである。
ナ・ミキサは、各々が入力高周波信号および局部発振信
号を受信するアンテナ手段と、これら受信した信号を混
合するミキシング手段と、このミキシング手段で生成さ
れるミキシング信号を出力する出力手段とを具える複数
の準光学アンテナ・ミキサ素子を所定のパターンにした
がって配列し、これら準光学アンテナ・ミキサ素子の出
力手段から出力される複数のミキシング信号をそれぞれ
所定の周波数のミキシング信号のみを通す帯域通過フィ
ルタを介して合成する電力合成手段と、前記局部発振信
号を発生する局部発振器と、この局部発振信号を放射す
る局部発振信号送信用アンテナと、局部発振信号の周波
数および局部発振アンテナの指向方向の何れか一方また
は双方を変化させる手段とを具えることを特徴とするも
のである。
【０００８】
【発明の実施の形態】図２は本発明による配列型準光学
アンテナ・ミキサを構成する準光学アンテナ・ミキサ素
子の原理的な構成を線図的に示すものである。準光学ア
ンテナ・ミキサ素子は、入力高周波信号RFを受信する高
周波信号受信アンテナ11と、局部信号発振器12で発生さ
れ、局部発振信号送信アンテナ13から送信される局部発
振信号LOを受信する局部発振信号受信アンテナ14と、高
周波信号受信アンテナ11で受信した高周波信号と、局部
発振信号受信アンテナ14で受信した局部発振信号とを混
合して中間周波信号IFを出力するミキシング素子15と、
所定の周波数の中間周波信号IFを出力する出力ポート16
とを具えるものである。このような本発明による準光学
アンテナ・ミキサ素子においては、入力高周波信号RFお
よび局部発振信号LOを受信した後、直接ミキシング素子
15において混合するように構成されているので、アンテ
ナ11および14とミキシング素子15との間および局部発振
器12とアンテナ14との間で伝送路を使用せず、空間を伝
搬させており、したがって伝送損失を大幅に低減するこ
とができるとともに給電系を簡略化できる。また、複数
の準光学アンテナ・ミキサ素子を配列する場合でも、RF
回路は必要なく、それぞれの準光学アンテナ・ミキサ素
子からの中間周波信号IFを合成すれば良いので、回路構
成は簡単になり、設計も容易となる。
アンテナ・ミキサを構成する準光学アンテナ・ミキサ素
子の原理的な構成を線図的に示すものである。準光学ア
ンテナ・ミキサ素子は、入力高周波信号RFを受信する高
周波信号受信アンテナ11と、局部信号発振器12で発生さ
れ、局部発振信号送信アンテナ13から送信される局部発
振信号LOを受信する局部発振信号受信アンテナ14と、高
周波信号受信アンテナ11で受信した高周波信号と、局部
発振信号受信アンテナ14で受信した局部発振信号とを混
合して中間周波信号IFを出力するミキシング素子15と、
所定の周波数の中間周波信号IFを出力する出力ポート16
とを具えるものである。このような本発明による準光学
アンテナ・ミキサ素子においては、入力高周波信号RFお
よび局部発振信号LOを受信した後、直接ミキシング素子
15において混合するように構成されているので、アンテ
ナ11および14とミキシング素子15との間および局部発振
器12とアンテナ14との間で伝送路を使用せず、空間を伝
搬させており、したがって伝送損失を大幅に低減するこ
とができるとともに給電系を簡略化できる。また、複数
の準光学アンテナ・ミキサ素子を配列する場合でも、RF
回路は必要なく、それぞれの準光学アンテナ・ミキサ素
子からの中間周波信号IFを合成すれば良いので、回路構
成は簡単になり、設計も容易となる。
【０００９】図３、４および５は本発明による準光学ア
ンテナ・ミキサ素子の一実施例の構成を示す斜視図、断
面図および分解斜視図である。本発明による準光学アン
テナ・ミキサ素子は第１および第２の誘電体基板21およ
び22を具え、これらの誘電体基板の間にグランドプレー
ンとも呼ばれる接地板23を介挿する。この接地板23には
その下辺からほぼ中央まで延在する切欠部24を形成し、
この切欠部に中心導体25を有するコプレーナ導波路26を
形成する。このコプレーナ導波路26の終端は開放型と
し、この開放された終端と接地板23との間にミキシング
素子として本例ではショットキバリアダイオード27を設
ける。すなわち、ダイオード27のアノードをコプレーナ
導波路26の中心導体25に接続し、カソードを接地板23に
接続する。さらに、第１および第２の誘電体基板21およ
び22の外面には、それぞれ入力高周波信号RFを受信する
高周波信号受信用パッチアンテナ28および局部発振信号
LOを受信する局部発振信号受信用パッチアンテナ29を、
それらのほぼ中心に上述したミキシング用ダイオード27
が位置するように設ける。このダイオード27には、接地
板23と、コプレーナ導波路26の中心導体25とを経て所定
のバイアス電圧を印加する。
ンテナ・ミキサ素子の一実施例の構成を示す斜視図、断
面図および分解斜視図である。本発明による準光学アン
テナ・ミキサ素子は第１および第２の誘電体基板21およ
び22を具え、これらの誘電体基板の間にグランドプレー
ンとも呼ばれる接地板23を介挿する。この接地板23には
その下辺からほぼ中央まで延在する切欠部24を形成し、
この切欠部に中心導体25を有するコプレーナ導波路26を
形成する。このコプレーナ導波路26の終端は開放型と
し、この開放された終端と接地板23との間にミキシング
素子として本例ではショットキバリアダイオード27を設
ける。すなわち、ダイオード27のアノードをコプレーナ
導波路26の中心導体25に接続し、カソードを接地板23に
接続する。さらに、第１および第２の誘電体基板21およ
び22の外面には、それぞれ入力高周波信号RFを受信する
高周波信号受信用パッチアンテナ28および局部発振信号
LOを受信する局部発振信号受信用パッチアンテナ29を、
それらのほぼ中心に上述したミキシング用ダイオード27
が位置するように設ける。このダイオード27には、接地
板23と、コプレーナ導波路26の中心導体25とを経て所定
のバイアス電圧を印加する。
【００１０】上述した準光学アンテナ・ミキサ素子の各
部を構成する材料および寸法について説明するが、これ
らは本発明の一実施例であり、本発明はこのような材料
および寸法に限定されるものでないことは勿論である。
第１および第２の誘電体基板21、22はそれぞれ比誘電率
εが10.2で、ｔanδが0.0023で、厚さが600 μm のテフ
ロンシートで形成する。接地板23は導電率σが5.8 ×10
7S/mで、膜厚が17.5μm の銅薄膜で形成する。またコプ
レーナ導波路26は、その中心導体25の巾が0.8mm で、ス
リット巾（中心導体25の側縁と接地板23の切欠部24の側
縁との間の距離）が0.65mmの50Ω線路となるように形成
する。上述したようにコプレーナ導波路26の終端は開放
させ、この開放終端部分の間隙において、受信用パッチ
アンテナ28, 29とコプレーナ導波路26とが電磁結合す
る。したがって、この開放終端をパッチアンテナの中心
から若干オフセットすることによって電磁結合によるイ
ンピーダンス整合が可能となる。パッチアンテナ28およ
び29は共に銅製であり、それぞれ一辺が15.6mmおよび1
7.3mmの正方形である。
部を構成する材料および寸法について説明するが、これ
らは本発明の一実施例であり、本発明はこのような材料
および寸法に限定されるものでないことは勿論である。
第１および第２の誘電体基板21、22はそれぞれ比誘電率
εが10.2で、ｔanδが0.0023で、厚さが600 μm のテフ
ロンシートで形成する。接地板23は導電率σが5.8 ×10
7S/mで、膜厚が17.5μm の銅薄膜で形成する。またコプ
レーナ導波路26は、その中心導体25の巾が0.8mm で、ス
リット巾（中心導体25の側縁と接地板23の切欠部24の側
縁との間の距離）が0.65mmの50Ω線路となるように形成
する。上述したようにコプレーナ導波路26の終端は開放
させ、この開放終端部分の間隙において、受信用パッチ
アンテナ28, 29とコプレーナ導波路26とが電磁結合す
る。したがって、この開放終端をパッチアンテナの中心
から若干オフセットすることによって電磁結合によるイ
ンピーダンス整合が可能となる。パッチアンテナ28およ
び29は共に銅製であり、それぞれ一辺が15.6mmおよび1
7.3mmの正方形である。
【００１１】図６は上述した準光学アンテナ・ミキサ素
子を複数配列して構成した本発明による配列型準光学ア
ンテナ・ミキサの一実施例の全体の構成を線図的に示す
ものである。本例では、Ｎ個の準光学アンテナ・ミキサ
31-1〜31-Nのアンテナ11で入力高周波信号RFを同時に受
信するとともにアンテナ14によって局部発振器12から出
力され、送信用アンテナ13から放射される局部発振信号
を同時に受信する。この際、局部発振信号LOの送信アン
テナ13と、各準光学アンテナ・ミキサ素子31-1〜31-Nの
局部発振信号受信アンテナ14との距離によって適当な振
幅と位相を有する局部発振信号LOがミキシング素子15に
供給される。このようにして受信された高周波信号と局
部発振信号とはミキシング素子15において混合され、こ
れらの信号の和信号および差信号が出力される。各準光
学アンテナ・ミキサ31-1〜31-Nの出力ポート16の前段に
設けた帯域通過フィルタによって所定の周波数のミキシ
ング信号、例えば差信号のみを取り出し、これらの差信
号を電力合成器32に供給して合成し、中間周波信号IFと
して出力する。各準光学アンテナ・ミキサ素子31-1〜31
-Nから出力される中間周波信号IFは、高周波信号RFと局
部発振信号LOの位相と振幅の情報を保存している。した
がって、電力合成器32から出力される合成された中間周
波信号IFは、局部発振信号送信用アンテナ13と局部発振
信号受信用アンテナ14の指向性およびこれらの位置関係
により、高周波信号RFに対する応答を様々に制御するこ
とができる。
子を複数配列して構成した本発明による配列型準光学ア
ンテナ・ミキサの一実施例の全体の構成を線図的に示す
ものである。本例では、Ｎ個の準光学アンテナ・ミキサ
31-1〜31-Nのアンテナ11で入力高周波信号RFを同時に受
信するとともにアンテナ14によって局部発振器12から出
力され、送信用アンテナ13から放射される局部発振信号
を同時に受信する。この際、局部発振信号LOの送信アン
テナ13と、各準光学アンテナ・ミキサ素子31-1〜31-Nの
局部発振信号受信アンテナ14との距離によって適当な振
幅と位相を有する局部発振信号LOがミキシング素子15に
供給される。このようにして受信された高周波信号と局
部発振信号とはミキシング素子15において混合され、こ
れらの信号の和信号および差信号が出力される。各準光
学アンテナ・ミキサ31-1〜31-Nの出力ポート16の前段に
設けた帯域通過フィルタによって所定の周波数のミキシ
ング信号、例えば差信号のみを取り出し、これらの差信
号を電力合成器32に供給して合成し、中間周波信号IFと
して出力する。各準光学アンテナ・ミキサ素子31-1〜31
-Nから出力される中間周波信号IFは、高周波信号RFと局
部発振信号LOの位相と振幅の情報を保存している。した
がって、電力合成器32から出力される合成された中間周
波信号IFは、局部発振信号送信用アンテナ13と局部発振
信号受信用アンテナ14の指向性およびこれらの位置関係
により、高周波信号RFに対する応答を様々に制御するこ
とができる。
【００１２】本発明による配列型準光学アンテナ・ミキ
サにおいては、局部発振器12から出力される局部発振信
号LOの周波数およびアンテナ13から放射される局部発振
信号の放射角、換言すれば各準光学アンテナ・ミキサ31
-1〜31-Nの局部発振信号受信用パッチアンテナ14での局
部発振信号LOの入射角の何れか一方または双方を変化さ
せることによって入力高周波信号RFの到来方向を走査す
るものであるが、このことについてはさらに詳細に後述
する。これに対し、従来のフェイズドアレイアンテナシ
ステムでは、高周波回路を用いて位相制御することによ
って高周波信号RF自体の指向性を走査するものであるか
ら、高周波信号RFの位相を制御するための移相器が必要
であり、ディジタル移相器を用いる場合には量子化位相
誤差の問題がある。本発明の配列型準光学アンテナ・ミ
キサにおいては、従来のような移相器を必要としない簡
単な構成によって、局部発振信号の入射角および周波数
の何れか一方または双方を制御するだけで入力高周波信
号RFの到来方向を正確に走査することができる。
サにおいては、局部発振器12から出力される局部発振信
号LOの周波数およびアンテナ13から放射される局部発振
信号の放射角、換言すれば各準光学アンテナ・ミキサ31
-1〜31-Nの局部発振信号受信用パッチアンテナ14での局
部発振信号LOの入射角の何れか一方または双方を変化さ
せることによって入力高周波信号RFの到来方向を走査す
るものであるが、このことについてはさらに詳細に後述
する。これに対し、従来のフェイズドアレイアンテナシ
ステムでは、高周波回路を用いて位相制御することによ
って高周波信号RF自体の指向性を走査するものであるか
ら、高周波信号RFの位相を制御するための移相器が必要
であり、ディジタル移相器を用いる場合には量子化位相
誤差の問題がある。本発明の配列型準光学アンテナ・ミ
キサにおいては、従来のような移相器を必要としない簡
単な構成によって、局部発振信号の入射角および周波数
の何れか一方または双方を制御するだけで入力高周波信
号RFの到来方向を正確に走査することができる。
【００１３】これまで述べた本発明の配列型準光学アン
テナ・ミキサはモノリシックマイクロ波集積回路の製作
技術を利用することにより一体化受信デバイスとして構
成するのに適している。以降では、本発明の動作原理を
確認するために必要な素子等を組み合わせて構成した実
施例について述べる。図７は本発明による配列型準光学
アンテナ・ミキサの全体の構成を示す線図であり、本例
では４個の準光学アンテナ・ミキサ素子31-1〜31-4をＨ
面方向に等間隔で配列したものである。各準光学アンテ
ナ・ミキサ素子のコプレーナ導波路の中心導体25を、セ
ミリジッド・ケーブル33を介してミキシング用ダイオー
ド27へ直流バイアスを印加するバイアス手段を構成する
とともに所定の周波数のミキシング出力を抽出する帯域
通過フィルタを構成するバイアス区間34に接続し、この
バイアス区間をセミリジッド・ケーブル35を経て電力合
成器32に接続する。本例ではこの電力合成器32をウィル
キンソン型の電力合成器を以て構成する。
テナ・ミキサはモノリシックマイクロ波集積回路の製作
技術を利用することにより一体化受信デバイスとして構
成するのに適している。以降では、本発明の動作原理を
確認するために必要な素子等を組み合わせて構成した実
施例について述べる。図７は本発明による配列型準光学
アンテナ・ミキサの全体の構成を示す線図であり、本例
では４個の準光学アンテナ・ミキサ素子31-1〜31-4をＨ
面方向に等間隔で配列したものである。各準光学アンテ
ナ・ミキサ素子のコプレーナ導波路の中心導体25を、セ
ミリジッド・ケーブル33を介してミキシング用ダイオー
ド27へ直流バイアスを印加するバイアス手段を構成する
とともに所定の周波数のミキシング出力を抽出する帯域
通過フィルタを構成するバイアス区間34に接続し、この
バイアス区間をセミリジッド・ケーブル35を経て電力合
成器32に接続する。本例ではこの電力合成器32をウィル
キンソン型の電力合成器を以て構成する。
【００１４】図８は上述したバイアス区間34の構成を詳
細に示すものである。準光学アンテナ・ミキサ素子31の
コプレーナ導波路の中心導体25に一端が接続される第１
のマイクロストリップライン41の他端に直流阻止コンデ
ンサ42の一端を接続し、このコンデンサの他端を第２の
マイクロストリップライン43の一端に接続する。この第
２のマイクロストリップライン43の他端は電力合成器に
接続する。これら第１および第２のマイクロストリップ
ライン41および43を、所望の周波数の中間周波信号IFの
みを通す帯域通過フィルタを構成するように形成する。
第１のマイクロストリップライン41の中間から、高周波
信号RFおよび局部発振信号LOを阻止するチョークを構成
するライン44をマイクロストリップライン41と直交する
ように延在させる。このRF/LO チョークライン44の他端
を中間周波信号IFを阻止するチョークコイル45を介して
定電流レギュレータ46に接続する。この定電流レギュレ
ータ46には、＋６Ｖの直流電源に接続された電源端子47
と、この電源端子にソースが接続され、上述したIF阻止
用チョークコイル45にゲートが接続され、可変抵抗48を
介してゲートにドレインが接続された電界効果トランジ
スタ49とを設ける。さらに、この電界効果トランジスタ
49のゲートはコンデンサ50を介して接地する。
細に示すものである。準光学アンテナ・ミキサ素子31の
コプレーナ導波路の中心導体25に一端が接続される第１
のマイクロストリップライン41の他端に直流阻止コンデ
ンサ42の一端を接続し、このコンデンサの他端を第２の
マイクロストリップライン43の一端に接続する。この第
２のマイクロストリップライン43の他端は電力合成器に
接続する。これら第１および第２のマイクロストリップ
ライン41および43を、所望の周波数の中間周波信号IFの
みを通す帯域通過フィルタを構成するように形成する。
第１のマイクロストリップライン41の中間から、高周波
信号RFおよび局部発振信号LOを阻止するチョークを構成
するライン44をマイクロストリップライン41と直交する
ように延在させる。このRF/LO チョークライン44の他端
を中間周波信号IFを阻止するチョークコイル45を介して
定電流レギュレータ46に接続する。この定電流レギュレ
ータ46には、＋６Ｖの直流電源に接続された電源端子47
と、この電源端子にソースが接続され、上述したIF阻止
用チョークコイル45にゲートが接続され、可変抵抗48を
介してゲートにドレインが接続された電界効果トランジ
スタ49とを設ける。さらに、この電界効果トランジスタ
49のゲートはコンデンサ50を介して接地する。
【００１５】図９はウィルキンソン型の電力合成器32の
一例の構成を示す線図である。誘電体基板51の上にマイ
クロストリップライン52を所定のパターンにしたがって
形成し、合成点56から入力ポート54側に４分の１波長の
点にチップ抵抗53を設けたものである。合成すべき入力
信号を入力ポート54に供給し、合成した中間周波信号IF
を出力ポート55から得ることができる。このような電力
合成器32そのものは既知であるので、これ以上詳細には
説明しない。
一例の構成を示す線図である。誘電体基板51の上にマイ
クロストリップライン52を所定のパターンにしたがって
形成し、合成点56から入力ポート54側に４分の１波長の
点にチップ抵抗53を設けたものである。合成すべき入力
信号を入力ポート54に供給し、合成した中間周波信号IF
を出力ポート55から得ることができる。このような電力
合成器32そのものは既知であるので、これ以上詳細には
説明しない。
【００１６】次に、本発明による配列型準光学アンテナ
・ミキサの動作原理について解析する。先ず最初に、３
次元座標と、入力高周波信号RFおよび局部発振信号LO
の、準光学アンテナ・ミキサ素子への入射角の定義とを
図10に示す。すなわち、複数の準光学アンテナ・ミキサ
素子31-1〜31-4はＺ方向に配列されており、高周波信号
RFはＹ軸の正方向から入射し、局部発振信号LOはＹ軸の
負方向から入射するものとし、ＹＺ平面内でのＺ軸と高
周波信号RFおよび局部発振信号LOの入射方向との成す角
度をそれぞれθR およびθL と定義する。Ｘ軸は紙面に
垂直である。
・ミキサの動作原理について解析する。先ず最初に、３
次元座標と、入力高周波信号RFおよび局部発振信号LO
の、準光学アンテナ・ミキサ素子への入射角の定義とを
図10に示す。すなわち、複数の準光学アンテナ・ミキサ
素子31-1〜31-4はＺ方向に配列されており、高周波信号
RFはＹ軸の正方向から入射し、局部発振信号LOはＹ軸の
負方向から入射するものとし、ＹＺ平面内でのＺ軸と高
周波信号RFおよび局部発振信号LOの入射方向との成す角
度をそれぞれθR およびθL と定義する。Ｘ軸は紙面に
垂直である。
【００１７】各準光学アンテナ・ミキサ素子31-1〜31-4
では、高周波信号RFと局部発振信号LOとを表裏で同時に
受信する。n 番目の準光学アンテナ・ミキサ素子31-nで
受信する高周波信号RFの振幅は、 ERn( θR ) ＝ ARn・D Rn( θR ) ---(1) であり、同様に局部発振信号LOの振幅は、 ELn( θL ) ＝ ALn・D Ln( θL ) ---(2) である。ここに、 ARnおよび ALnは、それぞれ高周波信
号RFおよび局部発振信号LOを受信するパッチアンテナ28
および29に到達する信号の電界強度であり、 DRnおよび
DLnはこれらパッチアンテナの放射指向性である。この
ように、受信される信号の振幅は素子に到達する信号の
振幅と放射指向性との積で表される。さらに、ここで
は、ＹＺ平面（φ＝π／2 ，3 π／2)についてのみ考え
ているため、ERnおよび ELnはφに依存しない。
では、高周波信号RFと局部発振信号LOとを表裏で同時に
受信する。n 番目の準光学アンテナ・ミキサ素子31-nで
受信する高周波信号RFの振幅は、 ERn( θR ) ＝ ARn・D Rn( θR ) ---(1) であり、同様に局部発振信号LOの振幅は、 ELn( θL ) ＝ ALn・D Ln( θL ) ---(2) である。ここに、 ARnおよび ALnは、それぞれ高周波信
号RFおよび局部発振信号LOを受信するパッチアンテナ28
および29に到達する信号の電界強度であり、 DRnおよび
DLnはこれらパッチアンテナの放射指向性である。この
ように、受信される信号の振幅は素子に到達する信号の
振幅と放射指向性との積で表される。さらに、ここで
は、ＹＺ平面（φ＝π／2 ，3 π／2)についてのみ考え
ているため、ERnおよび ELnはφに依存しない。
【００１８】図10に示すように、最もＺ軸の正の方向に
位置する準光学アンテナ・ミキサ素子31-1を第１番目の
素子とし、この系の位相の基準とする。この場合、隣り
合う準光学アンテナ・ミキサ素子間の位相差は、高周波
信号RFおよび局部発振信号LOに対してそれぞれ以下のよ
うになる。 ψR ＝ kR dcosθR : RF側 ---(3) ψL ＝ kL dcosθL : LO側 ---(4) ここで、 kR および kL は波数、d は素子間隔を示して
おり、図10に示すようにd=λR /2（ただしλR は高周波
信号RFの波長である）である。したがって、n 番目の準
光学アンテナ・ミキサ素子において、１次ミキシングで
得られる出力は以下のようになる。
位置する準光学アンテナ・ミキサ素子31-1を第１番目の
素子とし、この系の位相の基準とする。この場合、隣り
合う準光学アンテナ・ミキサ素子間の位相差は、高周波
信号RFおよび局部発振信号LOに対してそれぞれ以下のよ
うになる。 ψR ＝ kR dcosθR : RF側 ---(3) ψL ＝ kL dcosθL : LO側 ---(4) ここで、 kR および kL は波数、d は素子間隔を示して
おり、図10に示すようにd=λR /2（ただしλR は高周波
信号RFの波長である）である。したがって、n 番目の準
光学アンテナ・ミキサ素子において、１次ミキシングで
得られる出力は以下のようになる。
【数１】 ただし、ωR およびωL は角周波数、 Kn はミキサ素子
での変換効率を示し、 An = 1/2Kn E RnE Ln ---(6) Ω+ = ωR + ωL , Ω- = ωR - ωL ---(7) Ψ+ = ψR + ψL , Ψ- = ψR - ψL ---(8) とする。
での変換効率を示し、 An = 1/2Kn E RnE Ln ---(6) Ω+ = ωR + ωL , Ω- = ωR - ωL ---(7) Ψ+ = ψR + ψL , Ψ- = ψR - ψL ---(8) とする。
【００１９】さらに、上述した１次ミキシング出力は電
力合成器32によって合成されるが、理想的なウィルキン
ソン型の電力合成器は、その特性が、散乱行列によって
以下のように表される。
力合成器32によって合成されるが、理想的なウィルキン
ソン型の電力合成器は、その特性が、散乱行列によって
以下のように表される。
【数２】 ただし、c は定数で、入力端子数によって変化する。ま
た、１列目が出力端の特性を、２列目以降が入力端の特
性を示している。したがって、合成された結果は次のよ
うに表すことができる。
た、１列目が出力端の特性を、２列目以降が入力端の特
性を示している。したがって、合成された結果は次のよ
うに表すことができる。
【数３】
【００２０】ここで、各準光学アンテナ・ミキサ素子に
到達する信号の振幅、各ミキシング素子の変換効率は一
定(An = A)であると仮定し、位相の基準を原点に移動す
ると、
到達する信号の振幅、各ミキシング素子の変換効率は一
定(An = A)であると仮定し、位相の基準を原点に移動す
ると、
【数４】 となる。すなわち、出力は、中間周波信号IFの周波数で
設計された等間隔のアレイのように振る舞うことがわか
る。したがって、中間周波信号IFの差成分の項の最大値
は、Ω- = ０のとき、すなわち、以下の条件で与えられ
る。
設計された等間隔のアレイのように振る舞うことがわか
る。したがって、中間周波信号IFの差成分の項の最大値
は、Ω- = ０のとき、すなわち、以下の条件で与えられ
る。
【数５】 同様に、和の成分では、Ω+ = ０のとき、すなわち以下
の条件で与えられる。
の条件で与えられる。
【数６】 以上の２つの式から中間周波信号IFの大きさは、高周波
信号RFの周波数 fR および入射角θR 、局部発振信号LO
の周波数 fL および入射角θL に依存していることがわ
かる。
信号RFの周波数 fR および入射角θR 、局部発振信号LO
の周波数 fL および入射角θL に依存していることがわ
かる。
【００２１】次に、具体的な計算例を示す。図11および
12は、入力高周波信号RFの周波数 f R を3.0GHzに固定
し、局部発振信号LOの周波数 fL を2.7GHzに固定してそ
の入射角θL を変化させたときに得られる中間周波信号
IFを示すものである。ここで、図11は300MHzの差成分を
示し、図12は5.7GHzの和成分を示すものである。これら
の図面から明らかなように、差成分ではθL =90 °のと
き、差成分が最大となるのは入力高周波信号RFの入射角
θR =90 °のときであるが、θL =50 °, 10°と小さく
なるとθR =59 °, 41°とＹ軸側にずれる。また、和成
分では、θL が90°から小さくなるのに伴って和成分が
最大となるθR は121 °, 139 °と変化する。
12は、入力高周波信号RFの周波数 f R を3.0GHzに固定
し、局部発振信号LOの周波数 fL を2.7GHzに固定してそ
の入射角θL を変化させたときに得られる中間周波信号
IFを示すものである。ここで、図11は300MHzの差成分を
示し、図12は5.7GHzの和成分を示すものである。これら
の図面から明らかなように、差成分ではθL =90 °のと
き、差成分が最大となるのは入力高周波信号RFの入射角
θR =90 °のときであるが、θL =50 °, 10°と小さく
なるとθR =59 °, 41°とＹ軸側にずれる。また、和成
分では、θL が90°から小さくなるのに伴って和成分が
最大となるθR は121 °, 139 °と変化する。
【００２２】図13は、局部発振信号LOの入射角θL = 45
°に固定し、その周波数ｆL を2.5GHz, 3.0GHzおよび3.
5GHzと変化させたときに差成分が高周波信号RFの入射角
θRに対してどのように変化するのかを示すグラフであ
る。局部発振信号LOの周波数変化に対して、差成分が最
大となる入射角θR は58°から46°まで変化することが
わかる。図14は、周波数比 fL /fR を変化させたときの
式(12)の状態、すなわち与えられたθL に対して局部発
振信号LOの周波数 fL を掃引したときに差成分が最大と
なるθR の走査範囲を示すグラフである。図15は、周波
数比 fL /fR を0.9 と固定したときに300MHzの差成分が
最大となるθL とθR との関係の実測値および計算値を
示すグラフであり、図16は、同じく周波数比 fL /fR を
0.9 とし、局部発振信号LOの入射角θL を110 °と固定
したとき、θR に対して差成分がどのように変化するの
かを示すグラフである。これらのグラフから明らかなよ
うに、本発明による配列型準光学アンテナ・ミキサにお
いては、局部発振信号LOの入射角θL および周波数 fL
の一方または双方を変化させることによって、中間周波
信号IFが最大となる入力高周波信号RFの入射角θR を走
査することができる。
°に固定し、その周波数ｆL を2.5GHz, 3.0GHzおよび3.
5GHzと変化させたときに差成分が高周波信号RFの入射角
θRに対してどのように変化するのかを示すグラフであ
る。局部発振信号LOの周波数変化に対して、差成分が最
大となる入射角θR は58°から46°まで変化することが
わかる。図14は、周波数比 fL /fR を変化させたときの
式(12)の状態、すなわち与えられたθL に対して局部発
振信号LOの周波数 fL を掃引したときに差成分が最大と
なるθR の走査範囲を示すグラフである。図15は、周波
数比 fL /fR を0.9 と固定したときに300MHzの差成分が
最大となるθL とθR との関係の実測値および計算値を
示すグラフであり、図16は、同じく周波数比 fL /fR を
0.9 とし、局部発振信号LOの入射角θL を110 °と固定
したとき、θR に対して差成分がどのように変化するの
かを示すグラフである。これらのグラフから明らかなよ
うに、本発明による配列型準光学アンテナ・ミキサにお
いては、局部発振信号LOの入射角θL および周波数 fL
の一方または双方を変化させることによって、中間周波
信号IFが最大となる入力高周波信号RFの入射角θR を走
査することができる。
【００２３】図17は本発明による配列型準光学アンテナ
・ミキサの他の実施例の構成を線図的に示すものであ
る。上述した実施例では、局部発振器および送信アンテ
ナをそれぞれ１つ設け、局部発振信号の入射角θL を変
化させる場合には、この送信アンテナの向きを変化させ
るようにしたが、本例では複数の局部発振器12-1〜12-N
を設けるとともにこれらの局部発振器から出力される局
部発振信号LO1 〜LON をそれぞれ送信する複数のアンテ
ナ13-1〜13-Nをそれぞれ入射角θL1〜θLNが異なるよう
に配置する。これら局部発振器12-1〜12-Nの発振周波数
は全て等しいものとする。このように構成することによ
り、中間周波信号IFが最大化が複数の高周波信号RF1 〜
RFN に対応することになり、マルチビームアンテナを実
現することができる。本例において、複数の局部発振器
12-1〜12-Nは、必要に応じて同期を取ることもできる。
また、本例において、第１の局部発振器12-1の発振周波
数を所定の周波数範囲に亘って高い方から低い方に掃引
し、次に第２の局部発振器12-2の発振周波数を同じく所
定の周波数範囲に亘って高い方から低いほうへ掃引する
という動作を順次に繰り返すことにより、連続的に高周
波信号RFに応答する電子走査アンテナを実現することも
できる。すなわち、この場合には、各局部発振器12-1〜
12-Nでの掃引周波数範囲を、高周波信号RFの到来角度を
連続的に走査できるように設定する。これらマルチビー
ムアンテナおよび電子走査アンテナを実現するに当たっ
ては、局部発振信号受信用アンテナ13-1〜13-Nに一対一
に対応させて局部発振器12-1〜12-Nを設ける必要はな
い。すなわち、局部発振器を複数用意し、伝送線路等を
利用してアレー合成の要領で受信用アンテナ13-1〜13-N
において所定の振幅および位相を与えることによって実
現することもできる。
・ミキサの他の実施例の構成を線図的に示すものであ
る。上述した実施例では、局部発振器および送信アンテ
ナをそれぞれ１つ設け、局部発振信号の入射角θL を変
化させる場合には、この送信アンテナの向きを変化させ
るようにしたが、本例では複数の局部発振器12-1〜12-N
を設けるとともにこれらの局部発振器から出力される局
部発振信号LO1 〜LON をそれぞれ送信する複数のアンテ
ナ13-1〜13-Nをそれぞれ入射角θL1〜θLNが異なるよう
に配置する。これら局部発振器12-1〜12-Nの発振周波数
は全て等しいものとする。このように構成することによ
り、中間周波信号IFが最大化が複数の高周波信号RF1 〜
RFN に対応することになり、マルチビームアンテナを実
現することができる。本例において、複数の局部発振器
12-1〜12-Nは、必要に応じて同期を取ることもできる。
また、本例において、第１の局部発振器12-1の発振周波
数を所定の周波数範囲に亘って高い方から低い方に掃引
し、次に第２の局部発振器12-2の発振周波数を同じく所
定の周波数範囲に亘って高い方から低いほうへ掃引する
という動作を順次に繰り返すことにより、連続的に高周
波信号RFに応答する電子走査アンテナを実現することも
できる。すなわち、この場合には、各局部発振器12-1〜
12-Nでの掃引周波数範囲を、高周波信号RFの到来角度を
連続的に走査できるように設定する。これらマルチビー
ムアンテナおよび電子走査アンテナを実現するに当たっ
ては、局部発振信号受信用アンテナ13-1〜13-Nに一対一
に対応させて局部発振器12-1〜12-Nを設ける必要はな
い。すなわち、局部発振器を複数用意し、伝送線路等を
利用してアレー合成の要領で受信用アンテナ13-1〜13-N
において所定の振幅および位相を与えることによって実
現することもできる。
【００２４】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ものではなく、幾多の変更や変形が可能である。例えば
複数の準光学アンテナ・ミキサ素子の配列は、上述した
ようＨ面内での１次元的なものに限られず、配列の位
置、形状は任意で良く、所望の電気特性に応じて適切に
配置することができる。例えば、図18A に示すように複
数の準光学アンテナ・ミキサ素子31-1〜31-3をＥ面内で
１次元的に配列することもできる。さらに、図18B に示
すように複数の準光学アンテナ・ミキサ素子31-1〜31-1
2 を２次元的に配列したり、図18C に示すように、複数
の準光学アンテナ・ミキサ素子31-1〜31-6を円筒面上に
配列することもできる。また、上述した実施例では、ミ
キシング素子として１個のショットキバリアダイオード
を用いたが逆並列に接続した２個のショットキバリアダ
イオードを用いたり、他の半導体素子を用いることもで
きる。さらに、本発明による配列型準光学アンテナ・ミ
キサを構成する各準光学アンテナ・ミキサ素子は、上述
した実施例に示されたものに限定されるものではなく、
入力高周波信号RFおよび局部発振信号LOを受信するアン
テナ手段と、これら受信した信号を混合するミキシング
手段と、このミキシング手段で生成されるミキシング信
号を出力する出力手段とを具える準光学アンテナ・ミキ
サであればどのような構成のものでも良い。例えば、ア
ンテナ手段としては、単一のアンテナ素子によって高周
波信号RFおよび局部発振信号LOの双方を受信するような
ものでも良い。
ものではなく、幾多の変更や変形が可能である。例えば
複数の準光学アンテナ・ミキサ素子の配列は、上述した
ようＨ面内での１次元的なものに限られず、配列の位
置、形状は任意で良く、所望の電気特性に応じて適切に
配置することができる。例えば、図18A に示すように複
数の準光学アンテナ・ミキサ素子31-1〜31-3をＥ面内で
１次元的に配列することもできる。さらに、図18B に示
すように複数の準光学アンテナ・ミキサ素子31-1〜31-1
2 を２次元的に配列したり、図18C に示すように、複数
の準光学アンテナ・ミキサ素子31-1〜31-6を円筒面上に
配列することもできる。また、上述した実施例では、ミ
キシング素子として１個のショットキバリアダイオード
を用いたが逆並列に接続した２個のショットキバリアダ
イオードを用いたり、他の半導体素子を用いることもで
きる。さらに、本発明による配列型準光学アンテナ・ミ
キサを構成する各準光学アンテナ・ミキサ素子は、上述
した実施例に示されたものに限定されるものではなく、
入力高周波信号RFおよび局部発振信号LOを受信するアン
テナ手段と、これら受信した信号を混合するミキシング
手段と、このミキシング手段で生成されるミキシング信
号を出力する出力手段とを具える準光学アンテナ・ミキ
サであればどのような構成のものでも良い。例えば、ア
ンテナ手段としては、単一のアンテナ素子によって高周
波信号RFおよび局部発振信号LOの双方を受信するような
ものでも良い。
【００２５】
【発明の効果】上述したように本発明による準光学アン
テナ・ミキサ素子においては、高周波信号と局部発振信
号とをそれぞれ受信用アンテナで受信し、これら受信用
アンテナの間に配置したミキシング素子で直接混合する
ように構成したので、伝送路での損失をきわめて小さく
することができるとともに構成も簡単となり、製造も容
易となる。さらに、本発明による配列型準光学アンテナ
・ミキサにおいては、局部発振信号LOの入射角θL およ
び周波数 fL の何れか一方または双方を変化させること
によって、中間周波信号IFが最大となる入力高周波信号
RFの入射角θR を走査することができるので、従来のフ
ェイズドアレイアンテナのように移相器を用いる際の問
題点が解消できる。また、準光学アンテナ・ミキサ素子
アレイに対する入射角を相違させた複数の局部発振信号
送信アンテナを設けることにより高周波信号の到来方向
を電子的に走査できる配列型準光学アンテナ・ミキサを
実現することができる。
テナ・ミキサ素子においては、高周波信号と局部発振信
号とをそれぞれ受信用アンテナで受信し、これら受信用
アンテナの間に配置したミキシング素子で直接混合する
ように構成したので、伝送路での損失をきわめて小さく
することができるとともに構成も簡単となり、製造も容
易となる。さらに、本発明による配列型準光学アンテナ
・ミキサにおいては、局部発振信号LOの入射角θL およ
び周波数 fL の何れか一方または双方を変化させること
によって、中間周波信号IFが最大となる入力高周波信号
RFの入射角θR を走査することができるので、従来のフ
ェイズドアレイアンテナのように移相器を用いる際の問
題点が解消できる。また、準光学アンテナ・ミキサ素子
アレイに対する入射角を相違させた複数の局部発振信号
送信アンテナを設けることにより高周波信号の到来方向
を電子的に走査できる配列型準光学アンテナ・ミキサを
実現することができる。
【図１】図１は、従来の一般的なアンテナ・ミキサの構
成を示す線図である。
成を示す線図である。
【図２】図２は、本発明による準光学アンテナ・ミキサ
素子の構成を示す線図である。
素子の構成を示す線図である。
【図３】図３は、本発明による準光学アンテナ・ミキサ
素子の一実施例の構成を示す斜視図である。
素子の一実施例の構成を示す斜視図である。
【図４】図４は、同じくその断面図である。
【図５】図５は、同じくその分解斜視図である。
【図６】図６は、本発明による配列型準光学アンテナ・
ミキサの基本的な構成を示す線図である。
ミキサの基本的な構成を示す線図である。
【図７】図７は、本発明による配列型準光学アンテナ・
ミキサの一実施例の構成を示す線図である。
ミキサの一実施例の構成を示す線図である。
【図８】図８は、同じくそのバイアス手段および中間周
波信号の出力ポートの構成を示す線図である。
波信号の出力ポートの構成を示す線図である。
【図９】図９は、同じくその電力結合器の構成を示す線
図である。
図である。
【図１０】図１０は、高周波信号および局部発振信号の
入射角を示す線図である。
入射角を示す線図である。
【図１１】図１１は、局部発振信号の入射角を変化させ
たときの高周波信号の入射角と差成分との関係を示すグ
ラフである。
たときの高周波信号の入射角と差成分との関係を示すグ
ラフである。
【図１２】図１２は、局部発振信号の入射角を変化させ
たときの高周波信号の入射角と和成分との関係を示すグ
ラフである。
たときの高周波信号の入射角と和成分との関係を示すグ
ラフである。
【図１３】図１３は、局部発振信号の周波数を変化させ
たときの高周波信号の入射角と差成分との関係を示すグ
ラフである。
たときの高周波信号の入射角と差成分との関係を示すグ
ラフである。
【図１４】図１４は、周波数比を変化させたときの高周
波信号の入射角と局部発振信号の入射角との関係を示す
グラフである。
波信号の入射角と局部発振信号の入射角との関係を示す
グラフである。
【図１５】図１５は、高周波信号の入射角と局部発振信
号の入射角との関係を示すグラフである。
号の入射角との関係を示すグラフである。
【図１６】図１６は、局部発振信号の入射角を固定した
ときの差成分の大きさと、高周波信号の入射角との関係
を示すグラフである。
ときの差成分の大きさと、高周波信号の入射角との関係
を示すグラフである。
【図１７】図１７は、本発明による配列型準光学アンテ
ナ・ミキサの他の実施例の構成を示す線図である。
ナ・ミキサの他の実施例の構成を示す線図である。
【図１８】図１８Ａ，ＢおよびＣは、本発明による配列
型準光学アンテナ・ミキサにおけるアンテナ・ミキサ素
子の他の配列の例を示す線図である。
型準光学アンテナ・ミキサにおけるアンテナ・ミキサ素
子の他の配列の例を示す線図である。
RF 高周波信号、 LO 局部発振信号、 IF 中間周波
信号、 11 高周波信号受信用アンテナ、 12, 12-1〜
12-N 局部発振器、 13, 13-1〜13-N 局部発振信号送
信アンテナ、 14 局部発振信号受信用アンテナ、 15
ミキシング素子、 16 中間周波信号出力ポート、
21, 22 誘電体基板、 23 接地板、 24切欠部、 25
中心導体、 26 コプレーナ導波路、 27 ショット
キバリアダイオード、 28 高周波信号受信用パッチア
ンテナ、 29 局部発振信号受信用パッチアンテナ、 3
1-1 〜31-N 準光学アンテナ・ミキサ素子、 32 電力
合成器、 33, 35 セミリジッド・ケーブル、 34 バ
イアス区間、 41, 43 マイクロストリップライン、
42 直流阻止コンデンサ、 44 RF/LO チョーク、45
ＩF チョークコイル、 46 定電流レギュレータ、 47
直流電源端子、48 可変抵抗、 49 電界効果トラン
ジスタ、 50 コンデンサ、51 誘電体基板、 52 マ
イクロストリップライン、 53 チップ抵抗、 54 入
力ポート、55 出力ポート、 56 合成点
信号、 11 高周波信号受信用アンテナ、 12, 12-1〜
12-N 局部発振器、 13, 13-1〜13-N 局部発振信号送
信アンテナ、 14 局部発振信号受信用アンテナ、 15
ミキシング素子、 16 中間周波信号出力ポート、
21, 22 誘電体基板、 23 接地板、 24切欠部、 25
中心導体、 26 コプレーナ導波路、 27 ショット
キバリアダイオード、 28 高周波信号受信用パッチア
ンテナ、 29 局部発振信号受信用パッチアンテナ、 3
1-1 〜31-N 準光学アンテナ・ミキサ素子、 32 電力
合成器、 33, 35 セミリジッド・ケーブル、 34 バ
イアス区間、 41, 43 マイクロストリップライン、
42 直流阻止コンデンサ、 44 RF/LO チョーク、45
ＩF チョークコイル、 46 定電流レギュレータ、 47
直流電源端子、48 可変抵抗、 49 電界効果トラン
ジスタ、 50 コンデンサ、51 誘電体基板、 52 マ
イクロストリップライン、 53 チップ抵抗、 54 入
力ポート、55 出力ポート、 56 合成点
Claims (10)
- 【請求項１】 第１および第２の誘電体基板と、これら
第１および第２の誘電体基板の表面に設けられ、それぞ
れ入力高周波信号および局部発振信号を受信する第１お
よび第２の受信パッチアンテナと、前記第１および第２
の誘電体基板の間に挟まれ、一部分に前記第１および第
２の受信パッチアンテナのほぼ中央まで延在する切欠部
を有する接地板と、この接地板の切欠部に形成され、前
記第１および第２の受信パッチアンテナのほぼ中央まで
延在する終端開放型のコプレーナ導波路と、前記接地板
とコプレーナ導波路を構成する中心導体の開放終端との
間に接続されたミキシング素子と、このミキシング素子
に直流バイアスを印加するバイアス手段と、前記ミキシ
ング素子から出力され、前記コプレーナ導波路を経て得
られるミキシング信号を出力する出力手段とを具えるこ
とを特徴とする準光学アンテナ・ミキサ素子。 - 【請求項２】 前記ミキシング素子を、アノードを前記
コプレーナ導波路の中心導体に接続され、カソードが前
記接地板に接続された単一のショットキバリアダイオー
ドとすることを特徴とする請求項１に記載の配列型準光
学アンテナ・ミキサ素子。 - 【請求項３】 前記バイアス手段を、前記接地板および
コプレーナ導波路の中心導体を介して前記ミキシング素
子に直流バイアスを印加するように構成したことを特徴
とする請求項１または２に記載の準光学アンテナ・ミキ
サ素子。 - 【請求項４】 前記出力手段が、前記ミキシング信号の
内、所定の周波数の信号のみを抽出する帯域通過フィル
タを含むことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載
の準光学アンテナ・ミキサ素子。 - 【請求項５】 前記コプレーナ導波路の開放終端を、イ
ンピーダンス整合が得られるように前記パッチアンテナ
の中心からオフセットしたことを特徴とする請求項１〜
４の何れかに記載の準光学アンテナ・ミキサ素子。 - 【請求項６】 入力高周波信号および局部発振信号を受
信するアンテナ手段と、これら受信した信号を混合する
ミキシング手段と、このミキシング手段で生成されるミ
キシング信号を出力する出力手段とを具える準光学アン
テナ・ミキサ素子を複数所定のパターンにしたがって配
列し、これら準光学アンテナ・ミキサ素子の出力手段か
ら出力される複数のミキシング信号を、それぞれ所定の
周波数のミキシング信号のみを通す帯域通過フィルタを
介して合成する電力合成手段と、前記局部発振信号を発
生する局部発振器と、この局部発振信号を放射する局部
発振信号送信用アンテナと、局部発振信号の周波数およ
び局部発振アンテナの指向方向の何れか一方または双方
を変化させる手段とを具えることを特徴とする配列型準
光学アンテナ・ミキサ。 - 【請求項７】 前記準光学アンテナ・ミキサ素子の各々
を請求項１〜５の何れかに記載された準光学アンテナ・
ミキサ素子としたことを特徴とする請求項６に記載の配
列型準光学アンテナ・ミキサ。 - 【請求項８】 前記局部発振器を複数設けるとともにこ
れらの局部発振器から出力される局部発振信号をそれぞ
れ送信する複数の送信アンテナを設け、これらの送信ア
ンテナの指向方向を相違させたことを特徴とする請求項
６または７に記載の配列型準光学アンテナ・ミキサ。 - 【請求項９】 前記複数の局部発振器の発振周波数を同
一としたことを特徴とする請求項８に記載の配列型準光
学アンテナ・ミキサ。 - 【請求項１０】 前記複数の局部発振器の発振周波数を
掃引することを特徴とする請求項８または９に記載の配
列型準光学アンテナ・ミキサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9219616A JP3062593B2 (ja) | 1997-08-14 | 1997-08-14 | 準光学アンテナ・ミキサ素子および配列型準光学アンテナ・ミキサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9219616A JP3062593B2 (ja) | 1997-08-14 | 1997-08-14 | 準光学アンテナ・ミキサ素子および配列型準光学アンテナ・ミキサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1168455A true JPH1168455A (ja) | 1999-03-09 |
| JP3062593B2 JP3062593B2 (ja) | 2000-07-10 |
Family
ID=16738329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9219616A Expired - Lifetime JP3062593B2 (ja) | 1997-08-14 | 1997-08-14 | 準光学アンテナ・ミキサ素子および配列型準光学アンテナ・ミキサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3062593B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002010534A (ja) * | 2000-06-22 | 2002-01-11 | Atr Adaptive Communications Res Lab | 受電装置 |
| EP1211803A2 (en) * | 2000-11-17 | 2002-06-05 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Mixer using a Diode |
| JP2010074781A (ja) * | 2008-09-22 | 2010-04-02 | Denso Corp | アンテナ装置 |
| JP2016116198A (ja) * | 2014-12-18 | 2016-06-23 | 日本電信電話株式会社 | 分布ミキサ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4486035B2 (ja) * | 2005-12-12 | 2010-06-23 | パナソニック株式会社 | アンテナ装置 |
-
1997
- 1997-08-14 JP JP9219616A patent/JP3062593B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002010534A (ja) * | 2000-06-22 | 2002-01-11 | Atr Adaptive Communications Res Lab | 受電装置 |
| EP1211803A2 (en) * | 2000-11-17 | 2002-06-05 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Mixer using a Diode |
| EP1211803A3 (en) * | 2000-11-17 | 2003-09-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Mixer using a Diode |
| JP2010074781A (ja) * | 2008-09-22 | 2010-04-02 | Denso Corp | アンテナ装置 |
| US8314742B2 (en) | 2008-09-22 | 2012-11-20 | Denso Corporation | Antenna device with lens or passive element acting as lens |
| JP2016116198A (ja) * | 2014-12-18 | 2016-06-23 | 日本電信電話株式会社 | 分布ミキサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3062593B2 (ja) | 2000-07-10 |
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