(57)【要約】【課題】多重ヘテロダイン・ステージにおいて、クロクトークを抑制する。【解決手段】ミキサー２は、不平衡信号である入力信号を互いに同一レベルでかつ反対位相を有する第１及び第２の中間周波数信号に周波数変換する。位相調整器５及び減衰器素子７と、位相調整器６及び減衰器素子８とは、増幅された第１及び第２の中間周波数信号の各レベルを、調整後の第１及び第２の中間周波数信号の各レベルが互いに同一になるように調整し、かつ、上記増幅された第１及び第２の中間周波数信号の各位相を、調整後の第１及び第２の中間周波数信号の各位相が互いに反対位相になるように調整する。調整後の第１及び第２の中間周波数信号は、中間周波数フィルター９を通過した後に、ミキサー１０において、不平衡信号である第３の中間周波数信号に周波数変換される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
不平衡信号である入力信号を、調整可能な発振周波数を有する第１の発振信号を用いて、互いに同一レベルでかつ反対位相を有する第１及び第２の中間周波数信号に周波数変換する第１のミキサーと、
上記第１の中間周波数信号を増幅する第１の中間周波数増幅器と、
上記第２の中間周波数信号を増幅する第２の中間周波数増幅器と、
上記増幅された第１の中間周波数信号のレベル及び位相をそれぞれ調整する第１の減衰器及び位相調整器回路と、
上記増幅された第２の中間周波数信号のレベル及び位相をそれぞれ調整する第２の減衰器及び位相調整器回路と、
所定の中間周波数を有する信号成分を通過させるように、上記調整された第１の中間周波数信号をろ波する第１の中間周波数フィルターと、
上記中間周波数を有する信号成分を通過させるように、上記調整された第２の中間周波数信号をろ波する第２の中間周波数フィルターと、
上記各ろ波後の第１及び第２の中間周波数信号を、固定の発振周波数を有する第２の発振信号を用いて、不平衡信号である第３の中間周波数信号に周波数変換する第２のミキサーとを備え、
上記第１の減衰器及び位相調整器回路と、上記第２の減衰器及び位相調整器回路とは、上記増幅された第１及び第２の中間周波数信号の各レベルを、上記調整された第１及び第２の中間周波数信号の各レベルが互いに同一になるように調整し、かつ、上記増幅された第１及び第２の中間周波数信号の各位相を、上記調整された第１及び第２の中間周波数信号の各位相が互いに反対位相になるように調整することを特徴とする多重ヘテロダイン・ステージ。
【請求項２】
上記第１及び第２の中間周波数フィルターは、平衡な入力部及び平衡な出力部を有する共通の中間周波数フィルターにより構成されたことを特徴とする請求項１記載の多重ヘテロダイン・ステージ。
【請求項３】
上記第１の減衰器及び位相調整器回路と、上記第２の減衰器及び位相調整器回路とを、上記増幅された第１及び第２の中間周波数信号の各レベルを、上記調整された第１及び第２の中間周波数信号の各レベルが互いに同一になるように自動的に調整し、かつ、上記増幅された第１及び第２の中間周波数信号の各位相を、上記調整された第１及び第２の中間周波数信号の各位相が互いに反対位相になるように自動的に調整するように制御する装置をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の多重ヘテロダイン・ステージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多重ヘテロダイン・ステージに関し、かつそれを基礎にしている。
【背景技術】
【０００２】
一般には２つそして多くの場合には３つもの連続する中間周波数ステージを有するこのタイプの多重ヘテロダイン・ステージは周知である（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
そのような２重または多重のヘテロダイン・ステージにおいて、第１のミキサー（混合器）と第２のミキサーへの局部発振器のクロストークを低減するため、第１の局部発振器の動作の一部分の結合を減らすこと、および補償検知（コンペンセイタリーセンス）における第１の中間周波数信号に第１の中間周波数ステージに配置される加算器を介して加算すること、もまた知られている。
【０００４】
第１の局部発振器のクロストークのためのこの周知の補償は、非常に狭い周波数領域のみにおいて有効である、というのも、補償信号（コンペンセイションシグナル）の位相および振幅は、第１の中間周波数信号のそれに正確にマッチしなければならないからである。非常に小さな周波数の変化については、補償がノイズを悪化させうることさえある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｍｅｉｎｋｅ−Ｇｒｕｎｄｌａｃｈ，Ｔａｓｃｈｅｎｂｕｃｈ ｄｅｒ Ｈｏｃｈｆｒｅｑｕｅｎｚｔｅｃｈｎｉｋ，Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（高周波数技術のハンドブック），第５版，Ｑ１２頁−Ｑ２２頁。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって本発明の目的は、冒頭の項において述べたタイプの多重ヘテロダイン・ステージについて、これらの不利益が回避され、かつ複雑ではない構成を用いて第１の局部発振器から第２のミキサーへの広帯域にわたってクロストークを回避するように拡張および改良を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、この発明による受信器またはスペクトラム・アナライザーのための多重ヘテロダイン・ステージは、入力周波数（ＲＦ）が第１の局部発振器（１２）の調整可能な出力周波数（１．ＬＯ）によって第１の中間周波数信号（ＩＦ）に変換され、それは中間周波数フィルターを通過した後、第２のミキサー（１０）において第２の局部発振器（１３）の固定出力周波数（２．ＬＯ）によって第２の中間周波数信号（ＩＦ）へと変換される第１のミキサー（２）を有する多重ヘテロダイン・ステージであって、前記第１のミキサー（２）は対称的な出力（１６）を有しており、そしてそこで生み出される双方等価で反対位相の第１の中間周波数信号（複数）（ＩＦ＋、ＩＦ−）は、別々の中間周波数増幅器（３，４）で増幅され、そして前記中間周波数フィルター（９）を通過した後、対称的な入力（１７）をもつ第２のミキサー（１０）において結合させられて第２の中間周波数（ＩＦ）になることを特徴とする。
【０００８】
すなわち、上記多重ヘテロダイン・ステージにおいて、さらに前記第１のミキサー（２）がダイオードリングミキサーとして構成され、そして第１の中間周波数信号の双方が、その一つのダイオード対角線の両端から反対の位相で直接引き出されることを特徴とする。また、上記多重ヘテロダイン・ステージにおいて、さらに前記第２のミキサー（１０）がダイオードリングミキサーとして構成され、そして双方の第１の中間周波数信号がその一つのダイオード対角線の両端から直接送出され、一方他方のダイオード対角線は、対称的な変成器（１５）に接続されている（図３）、ことを特徴とする。さらに、上記多重ヘテロダイン・ステージにおいて、さらに前記中間周波数分枝の双方に対して、対称的な入力（Ｅ）および対称的な出力（Ａ）を有する共通の中間周波数フィルター（９）がある（図４。）、ことを特徴とする。またさらに、上記多重ヘテロダイン・ステージにおいて、さらに中間周波数増幅器（３，４）が、それぞれ、前記第１の中間周波数分枝の双方に配列されている、ことを特徴とする。また、上記多重ヘテロダイン・ステージにおいて、さらに調整可能な位相調整器（５，６）および／または調整可能な減衰器素子（７，８）が、前記２つの第１の中間周波数分枝の少なくとも一つに配列されている、ことを特徴とする。さらに、上記多重ヘテロダイン・ステージにおいて、さらに前記第１の中間周波数信号の双方を、同じレベルにかつ反対の位相に自動的に釣り合わせるような装置が備えられる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の原理によると、第１の中間周波数信号の完全な条件付けが対称的に実行され、それにより第１のミキサーの出力で且つ第２のミキサーの入力に対応する変成器が不必要である。それ故、第１の中間周波数ステージは非常に低損失であり、ノイズ特性が向上している。第１の中間周波数ステージの並列分枝の双方における中間周波数信号双方を正確に同じレベルにかつ反対の位相へとバランシングをすることにより、低受信周波数に対しての感度が最適化され、かつ広帯域にわたっての第１の局部発振器のクロストークが抑制される。そしてそのバランシングはまた、動作中に電子的にも行うことができる。
【００１０】
この対称的なバランシングによってまた、直接オーダー（ダイレクトオーダー）の相互変調積（インターモジュレイションプロダクツ）もまた向上する、というのもこれらはそれぞれ双方のミキサー出力で同位相にあるのでそれによって望ましい信号への寄与を行うことは無いが、むしろ対称的な中間周波数フィルターによって抑制されるからである。２つの増幅器において作り出される第３のオーダーの相互変調積はいずれも同様に低減される、というのは、増幅が２つの個々の増幅器に区分されるからである。第２のミキサーの対称的な送出の結果として、変成器はここでも同様に不要である。
【００１１】
本発明は、最も頻繁に用いられる２重ヘテロダイン・ステージについてだけではなく、またそのような中間周波数（ＩＦ）選択ステージが２つ以上連続して縦続様式（カスケイドファッション）で接続される多重ヘテロダイン・ステージにもまた応用されることが分かる。
【００１２】
対称的な出力または対称的な入力を示す全ての慣習的回路が、ミキサーとして適切である。このために、特に利点があると証明されているのが通常のダイオードリングミキサーであり（例えば、非特許文献１のＱ２１ページを参照のこと。）、それは、変成器を付加することなく直接ダイオード対角線での対称的な引き出し（ｔａｐ）または対称的な信号送出を可能とする。この結果、本発明の付加的な利益が得られ、それは以前ダイオードリングミキサーのために必要であったそのような変成器を不必要なものとする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】二重ヘテロダイン・ステージの回路図。
【図２】ダイオードリング変調器の実施例の回路図。
【図３】ダイオードリング変調器の他の実施例の回路図。
【図４】中間周波数フィルターの実施例の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を、その実施例の概略図を用いて以下により詳細に記述し説明する。図１には、２重ヘテロダイン・ステージの回路図が、それが高周波受信器またはスペクトラム・アナライザーと一緒に用いることができるように示されている。低域通過器１において、予め選択を行った後、０と３ＧＨｚとの間の周波数範囲において受信されるべき高周波の入力信号ＲＦが、例えば第１のミキサー２に送出され、そしてそこで第１の局部発振器１２のヘテロダイン周波数１．ＬＯ（第１局部発振信号）で変換される。
【００１５】
それは例えば３．５および６．５ＧＨｚの間で２つの等価で反対位相の中間周波数信号ＩＦ＋とＩＦ−とに調整可能である。それらの中間周波数信号は、それぞれ中間周波数増幅器３および４において別個に増幅され、調整可能な位相調整器５および６および調整可能な減衰器素子７および８ならびに中間周波数フィルター９を介して、第２のミキサー１０の対称的な入力へと送出される。第２のミキサー１０でそれらの信号は第２の局部発振器１３の例えば３ＧＨｚの固定中間周波数２．ＬＯ（第２局部発振信号）で、例えば５００ＭＨｚのより低い出力中間周波数へと変換される。
【００１６】
本発明の理解のために、具体的な数値を用いて、実施例のひとつをより詳しく説明する。以下の説明は、発明の理解のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。例えば、図１に示す実施例においては、第２の局部発振器１３の発振周波数ｆ２を３ＧＨｚ、帯域フィルターである中間周波数フィルター９の周波数ｆ３を３．５ＧＨｚとする。入力ＲＦ信号の周波数ｆｉｎが１．５ＧＨｚの場合、この多重ヘテロダイン・ステージのユーザは、第１の局部発振器１２の発振周波数ｆ１を５ＧＨｚ（ｆ１＝ｆｉｎ＋ｆ３＝１．５ＧＨｚ＋３．５ＧＨｚ＝５ＧＨｚ）に調整する。
【００１７】
第１のミキサー２の出力信号は、第１の局部発振器１２の発振周波数ｆ１と、入力ＲＦ信号の周波数（ｆｉｎ）と、の差の信号（ｆ１−ｆｉｎ＝５ＧＨｚ−１．５ＧＨｚ＝３．５ＧＨｚ）である、第１の中間周波数信号を含む。３．５ＧＨｚの帯域フィルタである中間周波数フィルター９は、前記第１の中間周波数信号（ｆ１−ｆｉｎ）のみを出力する。第２のミキサー１０の出力信号は、前記第１の中間周波数信号（ｆ１−ｆｉｎ）と、第２の局部発振器１３の発振周波数ｆ２と、の差の信号（ｆ１−ｆｉｎ−ｆ２＝３．５ＧＨｚ−３ＧＨｚ＝５００ＭＨｚ）である、より低い出力中間周波数信号を含む。
【００１８】
図２および図３は、ダイオードリングミキサーとしての２つのミキサー２および１０について構造の例を表す。第１のヘテロダイン周波数１．ＬＯおよび入力周波数ＲＦは、対称的な変成器１４を介し、ダイオードリングの一つの対角線を横切って送出され、そしてその結果得られる中間周波数ＩＦ＋およびＩＦ−は、他方のダイオードリングの対角線を横切って直接引き出される。この他方のダイオードリングの対角線での電圧は、反対の位相であるので、等価で反対の位相である中間周波数信号ＩＦ＋およびＩＦ−はこのように生み出されて、増幅器３および４の入力に直接送出される。
【００１９】
第２のミキサー１０も同様に構成され、中間周波数フィルター９の出力から出てくる等価で反対の位相の中間周波数信号ＩＦ＋およびＩＦ−は、そのダイオードリングの対角線に送出される。かつさらにその他方のダイオード対角線はそれの変成器１５へと接続されており、そこに第２のヘテロダイン周波数２．ＬＯ（第２局部発振信号）が非対称に送出され、かつそこから結果として得られる出力中間周波数ＩＦが引き出される。
【００２０】
表示された実施例において、中間周波数フィルター９は、図４の様式で、対称的な入力Ｅおよび対称的な出力Ａをもつフィルターとして構成され、それにより双方の中間周波数信号のために単一のフィルターのみが必要である。そのような単一の対称的なフィルターの代わりに、もちろん別々のそれぞれの非対称的なフィルターをそれぞれの各分枝に備えることもできる。
【００２１】
このタイプのあらゆる周知のフィルター回路が対称的なフィルターにとって適切であり、かつどのような慣習的非対称帯域フィルターでも、対称的な構造を経て図４におけるような対称的な帯域フィルターになるように変更することができる。図４の例において、３つの磁気的に結合された共振器から構成される慣習的な非対称的な帯域フィルターを、入力および出力の対称的な構造によって全体として対称的なフィルターへと変更されてもよい。
【００２２】
位相調整器５および６および可変減衰器素子７および８、または増幅器３および４の増幅を釣り合わせることによって、２つの分枝における中間周波数信号ＩＦ＋およびＩＦ−は、それらが正確に同じレベルを有し、かつ正確に反対の位相であるように調整される。もし必要であるならば、この釣り合いの取り方は、動作中においてでさえ、例えば適当な制御デバイスによって電子的かつ自動的に行うこともまたできるであろう。
【符号の説明】
【００２３】
１…低域通過器、
２…第１のミキサー、
３，４…中間周波数増幅器、
５，６…位相調整器、
７，８…減衰器素子、
９…中間周波数フィルター、
１０…第２のミキサー、
１２…第１の局部発振器、
１３…第２の局部発振器、
１５…変成器、
１６…出力、
１７…入力。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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