JPS58138105A - 二重平衡形広帯域逓倍器 - Google Patents

二重平衡形広帯域逓倍器

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JPS58138105A
JPS58138105A JP2091682A JP2091682A JPS58138105A JP S58138105 A JPS58138105 A JP S58138105A JP 2091682 A JP2091682 A JP 2091682A JP 2091682 A JP2091682 A JP 2091682A JP S58138105 A JPS58138105 A JP S58138105A
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JP
Japan
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balanced
band
diodes
unbalanced
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JP2091682A
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JPS642283B2 (ja
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Isao Izumi
泉 勲夫
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NEC Corp
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B19/00Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source
    • H03B19/16Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source using uncontrolled rectifying devices, e.g. rectifying diodes or Schottky diodes
    • H03B19/18Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source using uncontrolled rectifying devices, e.g. rectifying diodes or Schottky diodes and elements comprising distributed inductance and capacitance

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  • Amplitude Modulation (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は二重平衡形体帯域逓倍器に関する。
逓倍器においては入力信号周波数の整数倍の周波数f有
する逓倍出力fi号が得られることはよく知られている
。1だ、周波数逓倍を行うためにはバラクタダイオード
が使われることもよく知られている。バラクタダイオー
ドに高周波′酸比Vεja+1を印加l〜たとき、バラ
クタダイオードのギャパシタンスの非直線性により高周
波型fllt iには高調波成分が含まれているので、
高周波電流iは i = It t”’ + Tzg””+ +・++・
+ + In!””−・・で与えられる。ここで、nは
第1次の高調波を表わす添字、11は基本波、In (
n≧2)は第n次高調波の電流振幅を与えるパラメータ
、ωは角周波数、tは時間である。
第1図は先行技術によって構成した最も簡単な逓倍器の
一例を示す原理的ブロック図である。
第1図において、1は入力信号のうち角周波数ω1の成
分のみを通過させるための帯域P波器、または低域沖波
器である。2は角周波数nω1(n≧2:正整数)の信
号成分のみを通過させるための帯域戸波器である。3は
バラクタダイオードまたはステップリカバリダイオード
であり、逓倍用半導体素子である。この様な構成を有す
る逓倍器においては逓倍用半導体素子によって発生する
すべての高調波に対して周辺回路を広帯域に整合させる
ことはきわめて困難であり、得られる比帯域はせいぜい
数チどまりであると云う欠点があった。すなわち、逓倍
用半導体素子は可変キャパシタンス形の非直線素子であ
るため、逓倍器は必然的に多周波動作を行うわけである
。この場合、半導体素子に対する入出力整合回路は狭帯
域に設計されている。特に高い周波数では回路全体が分
布定数回路としての性質をもつ様になるため、すべての
高調波に対して理想的な整合をとることはもちろん不可
能である。さらに、帯域を拡げ様とすると、高調波に対
して入出力整合回路が不整合になり、バラクタダイオー
ドなどがパラメトリック発振を起す場合がある。このた
め、比帯域を数チ以上に拡張することはほとんど不可能
である。
第1図に示した逓倍器は狭帯域特性を有するため、これ
を抜食した形式の逓倍器は平衡形逓倍器である。平衡形
逓倍器によれば広帯域の特性が容易に得られることはよ
く知られている。
第2図は先行技術によって構成した平衡形逓倍器の基本
的構成を示す原理図である。第2図におAて、4.5は
イ衡−不平衡バランであり、6〜9は逓倍用半導体素子
である。逓倍用半導体素子6〜9に流れる電流−1−1
4はそれぞれi 1 = Io+11g ””+ I2
 g””t+ I3g”” + −−12=工◎−■、
εj ”1 ’ + I 2,12°1t  r361
3′″′1t+・・・・・・(3) =3= IO+ II tj”’+I2642 ′1 
t + r3εj3(dti++++・++、4=1゜
−11εI ′l ’+ I2εj2Gl、t−工3ε
j3″++t+・・・・・・で与えられる。ここで逓倍
用半導体素子6〜9はすべて同一の特性を有するもので
おる。
角周波数ω1f有する入力信号が平衡−不平衡バラン4
の不平衡側に印加されたとき、平衡−不平衡バラン5の
不平衡側からは出力を流io+□tが得られる。出力電
流S。utはjout ! @l+i2 +i3 +i
4= 4(I0+I212″′1t+I46J4″1′
+・・・・・・ )となり、偶数次高調波成分が出力さ
れる。
第3図は第2図と同様な構成であるが、逓倍用半導体素
子6〜9の接続極性が異っている。
(4) 第3図において、出力電流l。utは 1out”’1+12i3−i4 =4(1,εj“1t+I3εjM+t+・・・・・・
)となり、奇数次高調波成分が出力される。
従って、平衡形逓倍器の設計におAでは偶数次高調成分
、または奇数次高調波成分のみを考慮しておけばよい。
依って、平衡形逓倍器を広帯域に設計するととは可能で
ある。しかし、従来から平衡−不平衡バランは第4図に
示す様にフェライトコアを使った集中定数形変成器を使
って構成しているため、周波数特性を広くすることは困
難であり、渣た最高周波数もせいぜい3GHzであると
云う欠点があった。
本発明の目的は先行技術によって構成した平衡形逓倍器
の最高周波数限界を除去し、3GH2以上の高い周波数
領域においても使用可能なマ  ゛イクロ波用バランを
使用した広帯域逓倍器を提供することにある。
前記目的を達成するために本発明による二重平衡形広帯
域逓倍器は一対の第1および第2の3線条コプレーナ形
λ/4式マイクロ波バランと複数個のダイオードを含ん
で構成されている。
3線条コプレーナ形λ/4式マイクロ波パランは誘電体
で形成された同一平面上へ金属導体層を形成して構成し
たものである。一対の第1および第2の3線条コプレー
ナ形λ/4式マイクロ波バランはそれぞれ逓倍器の入力
側および出力側で平衡−不平衡変換を行うためのもので
、不平衡端をそれぞれ入力および出力へ接続しである。
一対の第1および第2の3線条コプレーナ形λ/4式マ
イクロ波バランの平衡端間には、逓倍を行うための複数
個のダイオードがブリッジ接続しである。第1および第
2の3線条コプレーナ形λ/4式マイクロ波バランの外
郭帯状導体の不平衡端が共通接地電位を有する外部導体
線路に接続してあり、既に説明した様に中央に配置され
た帯状導体がそれぞれ入力線路と出力線路に接続しであ
る。
以下に図面を参照して本発明による二重平衡形広帯斌逓
倍器をさらに詳しく説明する。
第5図は本発明による二重平衡形広帯域逓倍器の実施例
を示すレイアウトの平面図である。また、第6図は第5
図に示した二重平衡形広帯域逓倍器の外観図である。第
5図におAて、入力端子lOに印加されたマイクロ波信
号は第1の3線条コプレーナ形λ/4式マイクロ波バラ
ン12を介して逓倍用ダイオード6〜9に加えられる。
ダイオード6〜9によって発生した高調波は第2の3線
条コプレーナ形乞式マイクロ波バラン13を介して出力
端子11に現われる。第5図においては、ダイオード6
〜9は偶数次高調波が得られる様にブリッジ接続しであ
る。
従って入力端子10に印加された角周波数ωlを有する
入力信号は、角周波数2nω、を有する出力信号となっ
て出力端子11に現われる。奇数次高調波を得るために
は、第2図と第3図との間にみられたのと同様な接続変
換を行えばよい。
第1および第2の3線条コプレーナ形λ4式マイクロ波
バラン12.13はそれぞれ平衡端と不平衡端の間の雷
、気的等価長がλZ、であり、誘電。
体基板上に通常のマイクロ波集積回路技術によって構成
されている。
第6図ね誘電体基板上に第5図に示すレイアウトを構成
し、支持体16に実装したものである。
第1および第2の3線条コプレーナ形λ/4式マイクロ
彼バラン12.13の外郭帯状導体の不平衡端14は支
持体16の共通接地d位導体にサイドボンディング、ま
たはスルーホール技術によって接続しである。支持体1
6の外導体ケース15の内側へ誘電体基板を実装してあ
り、誘電体基板の下部は空隙をあけて支持体16の逓倍
器に与える影響を少くしである。
次に3線条コプレーナ形λ/4式マイクロ波バランの動
作を詳細に説明する。第7図は平面−不平衡変換を行う
ためのパランを示す図である。
第7図において、中央帯状導体3(:1の左端よりマイ
クロ波・信号が入力される。入力端より等価電、気長が
λ/4だけ離れた右端では中央帯状導体301と外郭帯
状導体302  とが接続しである。
右端は左端からλ/4だけ離れているので、右端は開放
状態となっていて電流が流れない。外郭帯状導体302
の左端では中央帯状導体301の左端と同振幅、逆位相
の電流が流れる。同様に外郭帯状導体303の右端では
電流が流れず、左端では中央帯状導体301の左端と同
振幅、逆位相の電流が流れる。依って、パランの左端の
不平衡モードが右端で平衡モードに変換される。伝送線
路は16Mモードの宵、磁波であるため、周波数特性を
決定する要因はパランの等測的線路長であり、使用周波
数に合せて)/4に選択しなければならないことはもち
ろんである。
以上説明した様に、本発明によって構成した二重平衡形
広帯域逓倍器は広帯域特性を有するものである。しかも
、フェライトコアによる集中定数形変成器を使用して構
成した先行技術による逓倍器によっては実現不可能な高
い周波数領域においても、本発明に依る二重平衡形広帯
域逓倍器は構成可能であると云う大きな利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は先行技術に依って構成した穀も簡単な逓倍器の
原理的ブロック図、第2図はフェライトコア式変成器に
よる集中定数形平衡−不平衡バランを使用し、先行技術
によって構成した偶数次高調波出力を有する二重平衡形
逓倍器の原理的ブロック図、第3図はフェライトコア式
変成器による集中定数形平衡−不平衡パランを使用し、
先行技術によって構成した奇数次高調波出力を有する二
重平衡形逓倍器の原理的ブロック図、第4図は第2図お
よび第3図における平衡−不平衡バランに使用されてい
るフェライトコア式変成器の外観と等何回路を表わす図
である。 第5図は本発明による二重平衡形広帯ψ、逓倍器の実施
例のレイアウトを表わす平面図、第6図は第5図に示す
二重平衡形広帯域−倍器の外観図、第7図は第5図に示
す二重平衡形広帯域逓倍器において使用する3線条コプ
レーナ形めの原理図である。 1.2・・・P波器   4.5・・・変成器3.6〜
9・・・ダイオード 12.13 ・・・3線榮コプレ一ナ形λ4式マイクロ
波バラン 16・・・支持体  1(1、11・・・端子15・・
・支持体の外導体ケース 14・・・3線条コプレーナ形λ/4式マイクロ波バラ
ンの不平衡共通接地電位端 1旧、102.201.202・・・フェライトコア成
果中定数形変成器のリード 3()1〜3()3・・・バランの帯状導体特許出願人
 日本電気株式会社 代理人 弁理士 升 ノ ロ   1得7j ヱ 才2図 牙z7 ’;!’  4  ”” テ5図 オ6図 0 テア図 々りv7ブ 1            B−B’

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 入力信号周波数の整数倍の周波数を有する逓倍出力を得
    るための逓倍器において、誘電体で形成した同一平面上
    へ金属導体層によって構成した一対の第1および第2の
    3線条コプレーナ形λ/4式マイクロ波バランと、前記
    第1および第2の3線条コプレーナ形λ4式マイクロ波
    バランの複数個の帯状導体の各平衡端間にブリッジ回路
    を構成する様に配置して接続した複数個のダイオードと
    を具備し、且つ前記複数個の帯状導体のうち外郭に配置
    した帯状導体の不平衡端をそれぞれ外部導体線路に接続
    し、中央に配ffした帯状導体の不平衡端をそれぞれ入
    力端子ならびに出力端子として使用するように構成した
    ことを%徴とする二重平衡形体帯域逓倍器。
JP2091682A 1982-02-12 1982-02-12 二重平衡形広帯域逓倍器 Granted JPS58138105A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS56162506A (en) * 1980-04-16 1981-12-14 Canada Majesty In Right Of Analog microwave frequency divider

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