(57)【要約】【課題】受信機の歪み特性を良好に保ちながら、制御電圧に対する減衰量の直線性が改善され、かつ可変減衰範囲の広い減衰器を低コストで構成する。【解決手段】減衰量が小さい（受信機入力電力が小さい）領域では、構成を簡単にした高周波帯ＰＩＮダイオード可変減衰器１により減衰させ、減衰量が大きい（受信機入力電力が大きい）領域では、高周波帯ＰＩＮダイオード可変減衰器１により減衰させるとともに、中間周波数段に設けられた比較的直線的な減衰特性を有するπ型ＰＩＮダイオード可変減衰器３でも減衰させることにより、高周波帯ＰＩＮダイオード可変減衰器１による減衰量不足分を、中間周波段π型ＰＩＮダイオード可変減衰器３による減衰量で補うように制御部４で制御する。【選択図】      図１
2006180237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一のＰＩＮダイオードにより構成され、該ＰＩＮダイオードのインピーダンスを変化させてその減衰量を制御することにより受信入力信号に対するレベル制御を行う高周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器と、
複数のＰＩＮダイオードにより構成され、該複数のＰＩＮダイオードの各インピーダンスを変化させてその減衰量を制御することにより、ダウンコンバートされた中間周波信号に対して、比較的直線的な減衰特性を有するレベル制御を行う中間周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器と、
受信機入力電力が所定レベル以下の範囲においては、前記高周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器にのみ前記受信入力信号を減衰させるための制御信号を供給し、受信機入力電力が前記所定レベルよりも大きい範囲では、前記高周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器に前記受信入力信号を減衰させるための制御信号を供給するとともに、前記高周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器による減衰量不足分を補って所要の減衰量となるように前記中間周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器に前記中間周波信号を減衰させるための制御信号を供給する制御部と、
を備えていることを特徴とする利得制御回路。
【請求項２】
前記高周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器は、高周波信号伝送路と直列又は並列に接続された前記単一のＰＩＮダイオードによって構成されており、該単一のＰＩＮダイオードに対する制御信号は、前記制御部からチョークコイルを介して前記ピンダイオードが接続されている高周波信号伝送路経由で供給されていることを特徴とする請求項１に記載の利得制御回路。
【請求項３】
前記中間周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器は、中間周波伝送路に互いに逆向きに直列接続された第１、第２のＰＩＮダイオードと、該直列接続された第１及び第２のＰＩＮダイオードの両端において、それぞれ前記中間周波伝送路に並列接続された第３、第４のＰＩＮダイオードと、前記第１のＰＩＮダイオードと前記第２のＰＩＮダイオードの接続点に一定の電圧を供給するために接続された第１のチョークコイルと、前記第１のＰＩＮダイオードと前記第３のＰＩＮダイオードの接続点、および前記第２のＰＩＮダイオードと前記第４のＰＩＮダイオードの接続点にそれぞれ前記制御部からの制御信号を供給するために接続された第２、第３のチョークコイルとを有し、前記制御信号により前記第１および第２のＰＩＮダイオードのインピーダンス変化方向と前記第３および第４のＰＩＮダイオードのインピーダンス変化方向が互いに逆方向となるように制御されることを特徴とする請求項１または２に記載の利得制御回路。
【請求項４】
前記高周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器には、受信機入力電力が所定レベル以下の範囲においてその制御電圧が受信機入力電力レベルに応じて制御開始電圧から直線的に変化し、受信機入力電力が前記所定レベルよりも大きい範囲ではその制御電圧が前記所定レベルにおける制御電圧に固定される第１の制御電圧と、受信機入力電力が前記所定レベル以下の範囲においてはその制御電圧が前記制御開始電圧に固定され、受信機入力電力が前記所定レベルよりも大きい範囲ではその制御電圧が受信機入力電力レベルに応じて前記制御開始電圧から直線的に変化する第２の制御電圧とを前記制御部で加算することにより生成された前記制御信号が供給され、前記中間周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器には、前記制御部で前記第２の制御電圧のみから生成された前記制御信号が供給されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の利得制御回路。
【請求項５】
前記制御部は、前記各可変減衰器に用いられているＰＩＮダイオードと同様の特性を有する第５のＰＩＮダイオードと第１の抵抗との直列回路を帰還回路として有し、第２の抵抗を介して入力された前記第１の制御電圧と第３の抵抗を介して入力された前記第２の制御電圧とを加算することにより、前記高周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器に供給するための前記制御信号を生成して出力する第１の演算増幅器と、前記各可変減衰器に用いられているＰＩＮダイオードと同様の特性を有する第６のＰＩＮダイオードと第４の抵抗との直列回路を帰還回路として有し、第５の抵抗を介して入力された前記第２の制御電圧から、前記中間周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器に供給するための前記制御信号を生成して出力する第２の演算増幅器と、を備えていることを特徴とする請求項４に記載の利得制御回路。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の利得制御回路を備えていることを特徴とする高周波信号受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変減衰器を用いた利得制御回路に関し、特にＰＩＮダイオード可変減衰器を備えたマイクロ波帯、ミリ波帯等で用いられる高周波信号受信機に好適な利得制御方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
受信機の機能として、フェージング等に起因する入力レベルの変化により出力レベルが変動するのを防ぐために自動利得制御（ＡＧＣ）回路が設けられている。受信機の自動利得制御回路に用いられる可変減衰器は、受信機入力レベルの変化によらず出力レベルを一定にするために、入力レベルが低い時には減衰量が小さく、入力レベルが高い時には減衰量が大きくなるように制御される。
【０００３】
マイクロ波帯等の高い周波数帯域（数ＧＨｚ〜数１０ＧＨｚ）における可変減衰器として、ＰＩＮダイオード可変減衰器が比較的よく用いられている。可変減衰器に要求される特性として、減衰特性の直線性や可変減衰範囲が挙げられる。また、近年の大容量のディジタル回線等に用いられる受信機に要求される特性として、受信系の低歪み特性が要求されている。受信機の歪みは、信号増幅器に入力される信号レベルにより決定されるので、低歪み特性を実現するためには、より前段の信号レベルの小さい段階で減衰を行うことが必要となる。
【０００４】
図８は、ＰＩＮダイオード可変減衰器の例（特許文献１参照）を示しており、高周波信号伝送路に直列に挿入されたＰＩＮダイオードＤ１に対して、該ＰＩＮダイオードＤ１と同特性のＰＩＮダイオードＤ２及び抵抗Ｒ２の直列回路を帰還回路として有する演算増幅回路Ａ１を介して制御電圧Ｖcontを供給することにより、制御電圧Ｖcontに対する減衰特性の直線性改善を図っている。
【０００５】
図９は、ＰＩＮダイオードを用いた可変減衰器の別の例を示しており、可変減衰用のＰＩＮダイオードＤ１が高周波信号伝送路に並列に挿入された構成となっている。図９に示すＰＩＮダイオード可変減衰器も、その制御電圧Ｖcontに対する減衰特性は図８に示すＰＩＮダイオード可変減衰器と同様である。この例では、制御電圧Ｖcontを供給する回路に対して１つのチョークコイルＬ１を挿入するだけでよいので、コスト面では図８に示すＰＩＮダイオード可変減衰器よりも有利である。
【０００６】
図８〜図９に示すＰＩＮダイオード可変減衰器は、簡単な構成で制御電圧に対して電圧減衰比が比較的直線的に変化する減衰特性を得ることができるが、その可変減衰範囲は必ずしも十分ではなく、入力レベルが大きく変動する受信機入力電力に対して、１つのＰＩＮダイオード可変減衰器のみで対応することは困難である。このＰＩＮダイオード可変減衰器を複数段縦続接続する方法もあるが、マイクロ波等の高周波数帯で動作する回路素子の場合、形状による分布定数的な特性や寄生容量による減衰器の特性等を考慮しなければならず、またシールド等の処理も必要となるため、高周波用の素子を増やすことはコスト面で不利となる。
【０００７】
図１０は、ＰＩＮダイオードを用いた可変減衰器の更に別の例（特許文献２参照）を示しており、高周波信号伝送路に互いに逆極性となるように直列に挿入されたＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２と、このＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２の両端においてそれぞれ高周波信号伝送路に並列に挿入されたＰＩＮダイオードＤ３、Ｄ４とにより、π型ＰＩＮダイオード可変減衰器が構成され、これらのＰＩＮダイオードと同特性のＰＩＮダイオードＤ５及び抵抗Ｒ２の直列回路を帰還回路として有する演算増幅回路Ａ１を介してＰＩＮダイオードＤ１〜Ｄ４に制御電圧Ｖcontを供給することにより、制御電圧Ｖcontに対する減衰特性の直線性改善を図っている。
【０００８】
図１１は、図９と図１０にそれぞれ示されているＰＩＮダイオード可変減衰器の制御電圧対減衰特性を示しており、実線は図９のＰＩＮダイオード可変減衰器の特性、点線は図１０のＰＩＮダイオード可変減衰器の特性を示している。
【０００９】
図１１に示す特性から明らかなように、図８あるいは図９に示す１つのＰＩＮダイオードＤ１を用いた可変減衰器の場合、制御回路に逆対数電圧電流変換増幅器を用いて、制御電圧対減衰特性の直線性を向上させているものの、形状、コストによる制約のため可変減衰範囲は比較的狭く、また減衰量が大きい領域において、制御電圧に対して減衰量が飽和し直線性が悪化している。
【００１０】
一方、図１０に示すπ型ＰＩＮダイオード可変減衰器では、可変減衰範囲は比較的広く、また制御電圧対減衰特性も、減衰範囲全体に亘ってほぼ直線的に変化している。従って、このπ型ＰＩＮダイオード可変減衰器を高周波帯における可変減衰器として用いれば、可変減衰範囲および制御電圧対減衰特性を改善できるが、π型ＰＩＮダイオード可変減衰器では、図８あるいは図９に示す１つのＰＩＮダイオードからなる可変減衰器と比較して、高周波帯で動作する回路素子の数およびバイアス制御端子の数の増加により形状の大型化が避けられず、また形状による分布定数的な特性や寄生容量による減衰器の特性等を考慮して設計しなければならない。さらにシールドケースの形状も大きくなるため、コスト面で不利となる。
【００１１】
【特許文献１】特開昭６２−５３０１５号公報
【特許文献２】特開平９−２１４２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
一方、中間周波数帯で用いる可変減衰器の場合には、扱う信号レベルは高周波信号よりも大きくなるが、その動作周波数は低く（例えば数１００ＭＨｚ以下）、分布定数的な特性や寄生容量による減衰器の特性等を考慮した設計あるいはシールドケース等が不要となるので、非線形歪が比較的少ない図１０に示すπ型ＰＩＮダイオード可変減衰器を中間周波数帯の可変減衰器として用いることが容易であり、比較的低コストで所望の可変減衰範囲を達成させることが可能である。しかし前記のように、受信機の歪みは、信号増幅器に入力される信号のレベルにより決定されるため、後段（中間周波数段）で信号レベルの制御を行うと、歪み特性の悪化は避けられない。
【００１３】
図１２は、減衰器に要求された減衰量を達成する手段として、（１）図８あるいは図９に示すＰＩＮダイオード可変減衰器を高周波帯にのみ接続して減衰させた場合、（２）図１０に示すπ型ＰＩＮダイオード可変減衰器を中間周波数帯にのみ接続して減衰させた場合、および（３）高周波帯に接続された図８あるいは図９に示すＰＩＮダイオード可変減衰器と中間周波数帯に接続された図１０に示すπ型ＰＩＮダイオード可変減衰器で共に減衰させた場合の減衰特性と受信機の歪み特性を示している。なお、図１２では、減衰特性を示すグラフの横軸（制御電圧）は共通化しているが実際の制御電圧はそれぞれの場合で異なる。
【００１４】
（１）の高周波帯ＰＩＮダイオード可変減衰器のみで減衰させた場合（実線）では、信号レベルが小さい前段の高周波帯で減衰を行うため歪み特性は良好だが、減衰特性の直線性が悪くなる。また、所要の減衰量を達成していない場合、可変減衰範囲を増やすことが困難である。（２）の中間周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器のみで減衰させた場合（点線）では、図１０に示すπ型ＰＩＮダイオード可変減衰器により減衰を行うため、減衰特性の直線性は良好だが、歪み特性が悪くなる。
【００１５】
また、（３）の高周波帯ＰＩＮダイオード可変減衰器と中間周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器で共に減衰させた場合（一点鎖線）では、減衰特性の直線性および歪み特性は、（１）の場合と（２）の場合のほぼ中間の特性となっており、歪み特性については、高周波帯ＰＩＮダイオードによる減衰が少ない分悪くなっている。
【００１６】
このように、ＰＩＮダイオード可変減衰器における上記従来の制御方法の場合、歪みの観点からは、できるだけ高周波帯ＰＩＮダイオード可変減衰器で減衰を行うのがよいが、単一のＰＩＮダイオードによって構成した高周波帯ＰＩＮダイオード可変減衰器では減衰量が大きい領域で減衰特性の直線性が悪くなる。一方、高周波帯ＰＩＮダイオード可変減衰器として、図１０に示すπ型ＰＩＮダイオード可変減衰器を用いれば、減衰特性の直線性は良好となるが、前記したようにコスト面で不利である。
【００１７】
本発明の目的は、ＰＩＮダイオード可変減衰器における上記問題点に鑑み、歪み特性の悪化を最小限に抑え、かつ減衰特性を所要の可変減衰範囲において制御電圧に対してほぼ直線的特性とすることができる可変減衰器を、比較的低コストで実現する手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、高周波帯ＰＩＮダイオード可変減衰器と中間周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器とを組み合わせた構成とする。その際、受信機の低歪み化の為に、主に高周波帯ＰＩＮダイオード可変減衰器により利得制御を行うが、この高周波帯ＰＩＮダイオード可変減衰器には、例えば図８あるいは図９に示すような簡単な構成のＰＩＮダイオード可変減衰器を用い、中間周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器には、例えば図１０に示すπ型ＰＩＮダイオード可変減衰器のような比較的容易に減衰特性を直線的にすることができるＰＩＮダイオード可変減衰器を用いる。
【００１９】
そして、減衰量が小さい（受信機入力電力が小さい）領域では、高周波帯ＰＩＮダイオード可変減衰器により減衰させ、減衰量が大きい（受信機入力電力が大きい）領域では、高周波帯ＰＩＮダイオード可変減衰器により減衰させるとともに中間周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器でも減衰させることにより、高周波帯ＰＩＮダイオード可変減衰器による減衰量不足分を、中間周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器による減衰量で補うように制御することを特徴とする。
【００２０】
具体的には、本発明の受信入力レベル制御回路は、単一のＰＩＮダイオードにより構成され、該ＰＩＮダイオードのインピーダンスを変化させてその減衰量を制御することにより受信入力信号に対するレベル制御を行う高周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器と、複数のＰＩＮダイオードにより構成され、該複数のＰＩＮダイオードの各インピーダンスを変化させてその減衰量を制御することにより、ダウンコンバートされた中間周波信号に対して、比較的直線的な減衰特性を有するレベル制御を行う中間周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器と、受信機入力電力が所定レベル以下の範囲においては、前記高周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器に対してのみ前記受信入力信号を減衰させるための制御信号を供給し、受信機入力電力が前記所定レベルよりも大きい範囲では、前記高周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器に対して前記受信入力信号を減衰させるための制御信号を供給するとともに、前記高周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器による減衰量不足分を補って所要の減衰量となるように前記中間周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器に対して前記中間周波信号を減衰させるための制御信号を供給する制御部と、を備えていることを特徴とする。
【００２１】
本発明における高周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器は、高周波信号伝送路と直列又は並列に接続された単一のＰＩＮダイオードによって構成することができ、制御信号経路も、該単一のＰＩＮダイオードに対して前記制御部からチョークコイルを介して前記ＰＩＮダイオードが接続されている高周波信号伝送路経由で供給するだけで済むので、高周波用可変減衰器を簡単な構成で実現可能である。
【００２２】
また、本発明における中間周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器は、好適には、中間周波伝送路に互いに逆向きに直列接続された第１、第２のＰＩＮダイオードと、該直列接続された第１及び第２のＰＩＮダイオードの両端において、前記中間周波伝送路に並列接続された第３、第４のＰＩＮダイオードと、前記第１のＰＩＮダイオードと前記第２のＰＩＮダイオードの接続点に一定の電圧を供給するために接続された第１のチョークコイルと、前記第１のＰＩＮダイオードと前記第３のＰＩＮダイオードの接続点、および前記第２のＰＩＮダイオードと前記第４のＰＩＮダイオードの接続点に前記制御部からの制御信号を供給するために接続された第２、第３のチョークコイルとを有し、前記制御信号により前記第１および第２のＰＩＮダイオードのインピーダンス変化方向と前記第３および第４のＰＩＮダイオードのインピーダンス変化方向が互いに逆方向となるように制御される、π型ＰＩＮダイオード可変減衰器が用いることができる。中間周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器は、扱う周波数が低いので、その構成が多少複雑であっても比較的容易かつ低コストで実現可能である。
【００２３】
また本発明の制御部は、前記高周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器に対しては、受信機入力電力が所定レベル以下の範囲においてその制御電圧が受信機入力電力レベルに応じて制御開始電圧からほぼ直線的に変化し、受信機入力電力が前記所定レベルよりも大きい範囲ではその制御電圧が前記所定レベルにおける制御電圧に固定される第１の制御電圧と、受信機入力電力が前記所定レベル以下の範囲においてはその制御電圧が前記制御開始電圧に固定され、受信機入力電力が前記所定レベルよりも大きい範囲ではその制御電圧が受信機入力電力レベルに応じて前記制御開始電圧からほぼ直線的に変化する第２の制御電圧とを前記制御部で加算することにより生成された前記制御信号を供給し、前記中間周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器に対しては、該制御部で前記第２の制御電圧のみから生成された前記制御信号を供給する。
【００２４】
またこの制御部は、各可変減衰器に用いられているＰＩＮダイオードと同様の特性を有する第５のＰＩＮダイオードと第１の抵抗との直列回路を帰還回路として有し、第２の抵抗を介して入力された前記第１の制御電圧と第３の抵抗を介して入力された前記第２の制御電圧とを加算することにより、前記高周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器に供給するための前記制御信号を生成して出力する第１の演算増幅器と、前記各可変減衰器に用いられているＰＩＮダイオードと同様の特性を有する第６のＰＩＮダイオードと第４の抵抗との直列回路を帰還回路として有し、第５の抵抗を介して入力された前記第２の制御電圧から、前記中間周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器に供給するための前記制御信号を生成して出力する第２の演算増幅器とを備えた構成とすることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、高周波帯ＰＩＮダイオード可変減衰器のみで減衰させた場合に比べ制御電圧に対する減衰量の直線性が改善され、さらに受信機の歪み特性を良好に保ちながら、低コストで可変減衰範囲の広い減衰器を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は、本発明の実施形態を示す受信機の利得制御回路図であり、高周波減衰器回路１、ダウンコンバータ２、中間周波減衰器回路３および制御部４を有している。なお本実施形態の受信機には、高周波減衰器回路１から出力される高周波信号を増幅する高周波増幅回路、ローカル発振器、ダウンコンバータ２あるいは中間周波減衰器回路３から出力される中間周波信号を増幅する中間周波増幅回路等も備えているが、図では本発明の特徴部分を明確にするために省略している。
【００２７】
高周波減衰器回路１は、高周波信号伝送路を可変インピーダンス素子として機能するＰＩＮダイオードＤ１で短絡した形となっており、制御部４からの制御信号はチョークコイルＬ１を介して高周波信号伝送路とＰＩＮダイオードＤ１の接続点に供給される。中間周波減衰器回路３は、ＰＩＮダイオードＤ２〜Ｄ５によりπ型減衰器として構成されており、制御部４からの制御信号は、チョークコイルＬ２を介してＰＩＮダイオードＤ２とＤ４の接続点に、またチョークコイルＬ３を介してＰＩＮダイオードＤ３とＤ５の接続点にそれぞれ供給される。また、ＰＩＮダイオードＤ２とＤ３の接続点には、チョークコイルＬ４を介してこのπ型ＰＩＮダイオード可変減衰器を動作させるための定電圧Ｖ０が供給される。
【００２８】
本実施形態では、２つの制御電圧Ｖcont1とＶcont2が用いられる。Ｖcont1は抵抗Ｒ１を介して演算増幅器Ａ１の一入力端子へ接続され、高周波減衰器回路１を制御するために用いられる。Ｖcont2は抵抗Ｒ２を介して演算増幅器Ａ１の一入力端子へ、また抵抗Ｒ３を介して演算増幅器Ａ１の一入力端子へそれぞれ接続されており、高周波減衰器回路１と中間周波減衰器回路３の両方を制御するために用いられる。
【００２９】
演算増幅器Ａ１の帰還回路には、ＰＩＮダイオードＤ６と抵抗Ｒ４との直列回路が接続され、演算増幅器Ａ２の帰還回路には、ＰＩＮダイオードＤ７と抵抗Ｒ５との直列回路が接続されており、それぞれ逆対数電圧電流変換増幅器を形成している。従って、演算増幅器Ａ１の一入力端子へ入力された制御電圧は、逆対数電圧電流変換された制御信号として高周波減衰器回路１へ、また演算増幅器Ａ２の一入力端子へ入力された制御電圧は、逆対数電圧電流変換された制御信号として中間周波減衰器回路３出力される。
【００３０】
図２は、本実施形態を示す受信機の利得制御回路で用いられる高周波減衰器回路１と中間周波減衰器回路３が、図１１の実線と点線で示す特性をもつ場合において、トータルの最大減衰量を３５ｄＢとなるように設計したときの、制御電圧に対する減衰特性、および歪み特性を示している。また、図３〜図７は、本実施形態において、トータルの最大減衰量を３５ｄＢとなるように設計する場合の、各制御電圧、高周波減衰器回路、中間周波減衰器回路の動作特性を示している。
【００３１】
次に、本実施形態の動作について説明する。ここでは、例として、本実施形態で用いられる高周波減衰器回路１と中間周波減衰器回路３が、図１１の実線と点線で示す特性をもつ場合において、トータルの最大減衰量を３５ｄＢとなるよう設計する場合について、図１〜図７、図１１を参照して説明する。
【００３２】
図１１で示す高周波ＰＩＮダイオード可変減衰器１は、可変減衰範囲が約２７ｄＢなので、８ｄＢ分可変範囲が不足している。しかし、先に述べたように、高周波可変減衰器１のみにより可変範囲を広げるためには大きなコストアップが避けられない。そこで本実施形態では、不足分を中間周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器３で負担することにより所要の減衰量（３５ｄＢ）を達成させるようにする。
【００３３】
高周波ＰＩＮダイオード可変減衰器１は、その減衰特性が図４の実線で示されているように、減衰量が大きい領域（制御電圧が−３Ｖより小さい領域）で制御電圧に対して減衰量が飽和し直線性が悪化している。そこで、制御電圧Ｖcont1、Ｖcont2により図３に示すような制御を行い、減衰量が大きい領域ではその減衰特性が図４に示す波線となるように設計する。即ち、減衰量が小さい領域では高周波ＰＩＮダイオード可変減衰器１のみで減衰させ、減衰量が大きい領域では、高周波ＰＩＮダイオード可変減衰器１および中間周波数帯ＰＩＮダイオード可変減衰器３の両方で減衰させ、高周波減衰分に中間周波減衰分を足すことにより、破線の減衰特性を実現する。この場合、中間周波減衰器回路３が負担する減衰量は約８ｄＢ分となる。
【００３４】
中間周波減衰器回路３には、図１０に示すπ型ＰＩＮダイオード可変減衰器が用いられており、その制御電圧対減衰特性を示す図１１のグラフ（破線）をみると、減衰量が約８ｄＢの時の制御電圧Ｖcontは約−１．１Ｖとなっている。そこで、図３に示す制御電圧Ｖcont2が−３Ｖの時の制御電流値が図１１における−１．１Ｖの時の制御電流値と同じにするために、抵抗Ｒ３の値を、抵抗Ｒ２の値の３／１．１＝２．７倍にする。また、Ｒ１＝Ｒ２とする。
【００３５】
図５は、制御電圧Ｖcont1、Ｖcont2を図３に示すように掃引した場合の高周波減衰器回路１の減衰特性を示している。高周波減衰器回路１は、制御電圧が−３Ｖまでの減衰量が小さい領域では制御電圧Ｖcont1により制御され、制御電圧Ｖcont1が−３Ｖとなった後は、Ｖcont1は−３Ｖに固定され、それよりも減衰量が大きい領域では制御電圧Ｖcont2を０Ｖから−３Ｖまで変化させることにより制御される。Ｒ１＝Ｒ２なので、制御電圧Ｖcont1、Ｖcont2による電流は均等に足されるため、高周波減衰器回路１の制御電圧対減衰特性は、図１１で示した実線の減衰特性と同様になる。
【００３６】
また図６は、制御電圧Ｖcont1、Ｖcont2を図３に示すように掃引した場合の中間周波減衰器回路３の減衰特性を示している。中間周波減衰器回路３は、制御電圧Ｖcont1が０Ｖ〜−３Ｖの間で動作しているときは全く減衰しない。そして、制御電圧Ｖcont2が動作すると減衰していくが、Ｒ３＝２．７×Ｒ２のため、制御電圧Ｖcont2が０Ｖ〜−３Ｖまで変化するとき、抵抗Ｒ３を介して逆対数電圧電流変換増幅器に流れる電流は、抵抗Ｒ２を介して逆対数電圧電流変換増幅器に流れる電流の２．７分の１になるため、図１１で示した破線の減衰特性と比較すると、図１１におけるグラフの横軸（０Ｖ〜−１．１Ｖの範囲）を２．７倍に延ばしたような減衰特性となる。
【００３７】
図７は、高周波減衰器回路１と中間周波減衰器回路３のトータルの減衰特性を示しており、高周波減衰回路１の減衰特性と中間周波減衰回路３の減衰特性が足された形となって図２に示す減衰特性が得られる。従って、制御電圧に対する減衰特性の直線性が向上し、所要の可変減衰範囲も満たされている。また、歪み特性については、制御電圧Ｖcont1が０Ｖ〜−３Ｖの減衰領域では、高周波減衰器回路１のみにより減衰を行っているので、その歪特性は極めて良好であり、制御電圧Ｖcont1が−３Ｖに固定され、制御電圧Ｖcont２が０Ｖ〜−３Ｖの範囲で動作する減衰の大きい領域でも、所要減衰量の大部分は高周波減衰器回路１の減衰量でカバーしているので、図２に示すように歪みは最小限に抑えられる。
【００３８】
以上のように、本実施形態では、単一のＰＩＮダイオードからなる簡単な構成の可変減衰器を高周波減衰器回路として用い、この高周波減衰器回路で主に利得制御（減衰）を行うことにより受信機の低歪み化を図り、高周波減衰器回路における減衰量の不足分を、中間周波段に設けられたπ型ＰＩＮダイオード可変減衰器のような比較的容易に減衰特性を直線的にすることができる可変減衰器で減衰させることにより、トータルで所要の減衰量が得られるように構成しているので、歪み特性の悪化を最小限に抑え、かつ減衰特性を所要の可変減衰範囲において制御電圧に対してほぼ直線的特性とすることができる可変減衰器を、低コストで実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態を示す受信機の利得制御回路図である。
【図２】本実施形態における制御電圧に対する減衰特性、および歪み特性を示すグラフである。
【図３】本実施形態における動作特性を説明するためのグラフである。
【図４】本実施形態における動作特性を説明するためのグラフである。
【図５】本実施形態における動作特性を説明するためのグラフである。
【図６】本実施形態における動作特性を説明するためのグラフである。
【図７】本実施形態における動作特性を説明するためのグラフである。
【図８】ＰＩＮダイオード可変減衰器の従来例を示す回路図である。
【図９】ＰＩＮダイオード可変減衰器の従来例を示す回路図である。
【図１０】ＰＩＮダイオード可変減衰器の従来例を示す回路図である。
【図１１】図８と図１０に示す従来例の制御電圧対減衰特性を対比して示すグラフである。
【図１２】従来例の制御電圧対減衰特性および歪み特性を対比して示すグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
１  高周波減衰回路
２  ダウンコンバータ
３  中間周波減衰回路
４  制御部
Ｄ１〜Ｄ７  ＰＩＮダイオード
Ｒ１〜Ｒ５、ｒ１、ｒ２  抵抗器
Ｃ１〜Ｃ４  コンデンサ
Ｌ１〜Ｌ３  チョークコイル
Ａ１、Ａ２  演算増幅器
ＲＦｉｎ  高周波信号入力端
ＩＦｏｕｔ  中間周波信号出力端
Ｖ０  定電圧
Ｖcont1、Ｖcont2  制御電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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