(57)【要約】【課題】ダイオードを用いたリミッタ回路において、小形化、低リーケージ化、不要波の除去を実現するリミッタ回路を得る。【解決手段】入力端１０ａと出力端１０ｂを備えた高周波伝送線路に一方の端子が接続され、他方の端子が接地導体に接続された少なくとも２個のダイオード１ａ、１ｂと、前記各ダイオード１ａ、１ｂの高周波伝送線路に接続された端子間に接続され、チップコイル３ａとチップコンデンサ３ｂ、３ｃを有する集中定数回路で構成され、使用周波数において９０度の電気長を有する移相回路３とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端と出力端を備えた高周波伝送線路に一方の端子が接続され、他方の端子が接地導体に接続された少なくとも２個のダイオードと、前記各ダイオードの高周波伝送線路に接続された端子間に接続され、チップコイルとチップコンデンサを有する集中定数回路で構成され、使用周波数において９０度の電気長を有する移相回路とを備えたことを特徴とするリミッタ回路。
【請求項２】
前記移相回路はローパスフィルタ回路であることを特徴とする請求項１に記載のリミッタ回路。
【請求項３】
前記移相回路はハイパスフィルタ回路であることを特徴とする請求項１に記載のリミッタ回路。
【請求項４】
前記ダイオードは、前記移相回路のチップコイルを直流リターン線路としていることを特徴とする請求項１に記載のリミッタ回路。
【請求項５】
前記ダイオードはＰＩＮダイオードであることを特徴とする請求項１に記載のリミッタ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高周波帯で使用する、ダイオードを用いたリミッタ回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高周波帯で用いられるリミッタ回路は、主にレーダー装置のレーダーアンテナと受信機の間に配置され、レーダーパルス送信時に漏洩する送信信号や、アンテナのアクティブインピーダンスにより反射される大電力の送信信号が、受信機に印加されないようにするための保護回路として動作する。
【０００３】
従来のリミッタ回路を図４に示す。従来のリミッタ回路では、入力端１０ａ及び出力端１０ｂの間の主線路８と接地導体との間に、接続部を介して接続されたＰＩＮダイオード１ａ、１ｂと、ＰＩＮダイオード１ａ、１ｂの間に挿入された、使用周波数の１／４波長の電気長を持つマイクロストリップ線路７と、ＰＩＮダイオード１ａ、１ｂのインダクタンスと主線路８及び接地導体との接続部に含まれるインダクタンスを打ち消すキャパシタ６ａ、６ｂと、ＰＩＮダイオード１ａ、１ｂのリターン線路２ａ、２ｂで構成されている。
【０００４】
図５は図４の回路の実装図であり、マイクロストリップ線路７が誘電体基板５の表面に配置され、誘電体基板５の裏面は接地導体が設けられている。誘電体基板５上に、ＰＩＮダイオード１ａ、１ｂ、キャパシタ６ａ、６ｂ、リターン線路２ａ、２ｂが形成されている。
【０００５】
このリミッタ回路に低電力の高周波信号が入力端１０ａから入力されたときには、ＰＩＮダイオード１ａ、１ｂはオフ（ＯＦＦ）状態となり、ＰＩＮダイオードと接地導体間はオープンとなるため、入力された高周波信号はほとんど減衰されることなく出力端１０ｂから出力される。一方、大電力の高周波信号がリミッタ回路に入力されたときには、ＰＩＮダイオード１ａ、１ｂがオン（ＯＮ）状態となり、ＰＩＮダイオードと接地導体間がショートとなるため、入力された高周波信号のほとんどは反射され、出力端１０ｂに信号は出力されず、後段の例えばレーダー受信機には入力されない。つまり、レーダー装置の受信機はリミッタ回路によって保護される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２２２３２号公報
【特許文献２】特開２００８−２２２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、図４に示す従来のリミッタ回路では、回路の入力側に設けられたＰＩＮダイオード１aと出力側に設けられたＰＩＮダイオード１ｂの間には、使用する周波数帯の１
／４波長の長さで構成されたマイクロストリップ線路７が設けられている。この１／４波長の間隔は、従来のリミッタ回路において低リーケージ化を実現ために好適な距離であるが、この１／４波長のマイクロストリップ線路７を設けることにより、ＧＨｚ帯以下の比較的低い周波数帯においてリミッタ回路が大きくなる要因となっていた。また、リミッタ回路が動作しない低電力の高周波信号は、広帯域に亘ってほとんど減衰することなく出力されるため、リミッタ回路の後段に接続される受信機に不要波が伝送されるという問題があった。
【０００８】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、低リーケージ化するために設けられた１／４波長のマイクロストリップ線路を、チップコンデンサやチップコイルといった集中定数回路で構成することにより小形化し、全体としてコンパクトなリミッタ回路を得ようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係るリミッタ回路は、入力端と出力端を備えた高周波伝送線路に一方の端子が接続され、他方の端子が接地導体に接続された少なくとも２個のダイオードと、前記各ダイオードの高周波伝送線路に接続された端子間に接続され、チップコイルとチップコンデンサを有する集中定数回路で構成され、使用周波数において９０度の電気長を有する移相回路とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、高周波帯で使用されるダイオードを用いたリミッタ回路において、リミッタ回路の２つのダイオード間に挿入される１／４波長のマイクロストリップ線路の代わりに、使用周波数の９０度の電気長を持つローパスフィルタやハイパスフィルタといった移相回路をチップコンデンサやチップコイルなどといった集中定数回路で構成することによって、使用周波数の１／４波長の大きさが必要であったマイクロストリップ線路を小形化することが可能となるため、リミッタ回路全体が小形化され、また、集中定数回路のフィルタ特性により不要波が除去される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係るリミッタ回路を示す回路図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るリミッタ回路の実装例を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係るリミッタ回路を示す回路図である。
【図４】従来のリミッタ回路を示す回路図である。
【図５】従来のリミッタ回路の実装例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るリミッタ回路を示す回路図である。図１において、リミッタ回路は、高周波伝送線路の一端の入力端１０ａ側に第１のダイオード１ａが、また、前記高周波伝送線路の他端の出力端１０ｂ側に第２のダイオード１ｂがそれぞれ並列に接続されたものからなる。第１のダイオード１ａは、アノードが入力端１０ａに接続され、カソードが接地導体に接続されている。同様に、第２のダイオード１ｂは、アノードが出力端１０ｂに接続され、カソードが接地導体に接続されている。
【００１３】
第１のダイオード１ａと入力端１０ａとの間及び第２のダイオード１ｂと出力端１０ｂとの間には第１のダイオード１ａと第２のダイオード１ｂの直流リターン線路２ａ、２ｂがそれぞれ接続されている。この直流リターン線路は使用周波数で先端短絡の１／４波長にすることにより、直流リターン線路を接続する点ではインピーダンスが無限大になり、使用周波数にはほとんど影響を与えることがなくなる。
【００１４】
第１のダイオード１ａのアノードと第２のダイオード１ｂのアノードの間には、移相回路であるローパスフィルタ回路３が接続されている。ローパスフィルタ回路３は、並列に接続された第１、第２のコンデンサ３ｂ、３ｃと、第１のコンデンサ３ｂと第２のコンデンサ３ｃの間に直列に接続されたコイル３ａで構成された集中定数回路で、使用周波数帯で信号が阻止されることなく通過する特性と、使用周波数で９０度の電気長を持つ。  
【００１５】
図２はこの発明の実施の形態１に係るリミッタ回路の実装図である。リミッタ回路は、樹脂基板５上に形成された高周波伝送線路である主線路と、この主線路に接続するように実装されるダイオード１ａ、１ｂ、コンデンサ３ｂ、３ｃ、コイル３ａ、及び直流リターン線路２ａ、２ｂで形成される。
【００１６】
誘電体からなる樹脂基板５の裏面には接地導体が設けられている。ダイオード１ａ、１ｂは例えばＰＩＮダイオードであり、アノードは主線路に接続され、カソードはスルーホールを介して接地導体に接続されている。樹脂基板５上のローパスフィルタ回路３はチップコイル３ａ、及びチップコンデンサ３ｂ、３ｃからなる。さらに、直流リターン線路２ａ、２ｂが形成されている。コンデンサ３ｂ、３ｃ及び直流リターン線路２ａ、２ｂの一端はスルーホールを介して接地導体に接続されている。
【００１７】
ここで、比誘電率４の樹脂基板５上にローパスフィルタ回路３を構成した場合、従来構成における１／４波長のマイクロストリップ線路では、１ＧＨｚでは約４２ｍｍの長さとなり、リミッタ回路全体の大きさの大半を占めることとなる。これに対して、図２の実装図において、第１と第２のダイオード１ａと１ｂの間に設けられた９０度の電気長を持つローパスフィルタ回路３を、３．２ｍｍ×１．６ｍｍ角のチップコイル３ａと、第１と第２のチップコンデンサ３ｂと３ｃで構成した場合、ローパスフィルタ回路３の大きさは１０ｍｍ程度となり、小形化が可能となる。
【００１８】
次にリミッタ回路の動作を説明する。入力端１０ａから入力される高周波の信号レベルが十分低い場合、第１のダイオード１ａと第２のダイオード１ｂは動作することがないため等価的にオープンとみなすことができる。そのため、入力端１０ａから入力される高周波信号は、ローパスフィルタ回路３を通過しながら、殆ど損失することなく出力端１０ｂに出力される。
【００１９】
入力端１０ａから入力される高周波信号の信号レベルが十分高い場合には、ダイオード１ａには第１の直流リターン線路２ａを介して整流電流が流れ、第２のダイオード１ｂには第２の直流リターン線路２ｂを介して整流電流が流れることになり、ダイオード１ａ、１ｂはオン状態となり、等価的にショートとみなすことができるため、入力端１ａから入力される高周波信号の大部分はダイオード１ａと１ｂに接続された接地導体で反射される。ここで、ダイオード１ａと１ｂの間に設けられたローパスフィルタ回路３は９０度の電気長をもっていることにより、低リーケージ化を実現することができ、入力信号は出力端１０ｂから殆ど出力されることがなくなる。さらに、ローパスフィルタ回路３により、使用周波数より低周波の信号が除去される。
【００２０】
実施の形態２．
図３は実施の形態２に係るリミッタ回路を示す回路図である。図３において、リミッタ回路は、高周波伝送線路の一端の入力端１０ａ側に第１のダイオード１ａが、前記高周波伝送線路の他端の出力端１０ｂ側に第２のダイオード１ｂがそれぞれ並列に接続されたものからなる。第１のダイオード１ａは、アノードが入力端１０ａに接続され、カソードが接地導体に接続されている。同様に第２のダイオード１ｂは、アノードが出力端１０ｂに接続され、カソードが接地導体に接続されている。
【００２１】
第１のダイオード１ａのアノードと第２のダイオード１ｂのアノードの間には、移相回路であるハイパスフィルタ回路４が接続されている。ハイパスフィルタ回路４は、高周波伝送線路の主線路に対して並列に接続された第１、第２のコイル４ｂ、４ｃと、第１のコイル４ｂと第２のコイル４ｃの間に直列に接続されたコンデンサ４ａで構成された集中定数回路で、使用周波数帯で信号が阻止されることなく通過する特性と、使用周波数で９０度の電気長を持つ。
【００２２】
実施の形態１で使用した直流リターン線路２ａと２ｂは、ダイオードと主線路の間にインダクタンスを打ち消すコンデンサを挿入しない場合には、ハイパスフィルタ回路４で使用している第１のコイル４ｂと第２のコイル４ｃで代替しているため不要となり、部品点数が少なくなるため、リミッタ回路の実装サイズは実施の形態１よりも小さくなり、小形化を図ることができる。なお、図示していないが、実施の形態２のリミッタ回路も、実施の形態１の図２に示すように、各要素を誘電体からなる樹脂基板上に、マイクロストリップと、ＰＩＮダイオードと、チップコンデンサと、チップコイルの形で実装して構成することができる。
【００２３】
次にリミッタ回路の動作を説明する。入力端１０ａから入力される高周波の信号レベルが十分低い場合、第１のダイオード１ａと第２のダイオード１ｂは動作することがないため、等価的にオープンとみなすことができる。そのため、入力端１ａから入力される高周波信号はハイパスフィルタ回路４を通過しながら、殆ど損失することなく出力端１０ｂに出力される。
【００２４】
入力端１０ａから入力される高周波信号の信号レベルが十分高い場合には、ダイオード１ａにはハイパスフィルタ回路４にある第１のコイル４ｂを介して整流電流が流れ、第２のダイオード１ｂには第２のコイル４ｃを介して整流電流が流れることになり、オン状態となる。両ダイオードは等価的にショートとみなすことができるため、入力端１０ａから入力される高周波信号の大部分はダイオード１ａと１ｂに接続された接地導体で反射される。ここで、ダイオード１ａと１ｂの間に設けえられたハイパスフィルタ回路４は９０度の電気長をもっていることにより、低リーケージ化を実現することができ、入力端１０ａから入力された高周波信号は出力端１０ｂから殆ど出力されることがなくなる。さらに、ハイパスフィルタ回路４により、使用周波数より高周波の信号が除去される。
【符号の説明】
【００２５】
１ａ、１ｂ  ダイオード、
２ａ、２ｂ  直流リターン線路、
３  ローパスフィルタ回路、
３ａ  チップコイル、
３ｂ、３ｃ  チップコンデンサ、
４  ハイパスフィルタ回路、
４ａ  チップコンデンサ、
４ｂ、４ｃ  チップコイル、
５  樹脂基板、
１０ａ  入力端、
１０ｂ  出力端。
【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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