(57)【要約】【課題】位相調整機能に加えて、振幅調整機能をも有し、直交信号の振幅を調整しつつ、位相誤差を補正すること。【解決手段】第１のバッファアンプ１２０−１は、第１のトランジスタ１２１及び第２のトランジスタ１２２を有し、第１位相信号Ｓ１１（０度位相信号）を増幅する。第２のバッファアンプ１２０−２は、第１のトランジスタ１２１及び第２のトランジスタ１２２を有し、第２位相信号Ｓ１２（９０度位相信号）を増幅する。振幅・位相制御部１５０は、第１のバッファアンプ１２０−１、及び、第２のバッファアンプ１２０−２のうち、少なくとも一方のバッファアンプの第１制御電圧及び第２制御電圧を調整し、第１位相信号Ｓ１１（０度位相信号）及び第２位相信号Ｓ１２（９０度位相信号）のうち、少なくとも一方の位相信号の利得及び通過位相を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交する０度位相信号及び９０度位相信号を生成するハイブリッド回路と、
２つのトランジスタを有し、前記０度位相信号を増幅する第１のバッファアンプと、
２つのトランジスタを有し、前記９０度位相信号を増幅する第２のバッファアンプと、
前記第１及び第２のバッファアンプのうち、少なくとも一方のバッファアンプの第１制御電圧又は第２制御電圧を調整して、又は、前記第１のバッファアンプの前記第１制御電圧及び前記第２制御電圧のうち少なくとも一方の制御電圧と、前記第２のバッファアンプの前記第１制御電圧及び前記第２制御電圧のうち少なくとも一方の制御電圧と、を調整して、前記０度位相信号及び前記９０度位相信号のうち、少なくとも一方の位相信号の利得及び通過位相を制御する制御部と、
を具備する直交信号生成回路。
【請求項２】
前記第１及び第２のバッファアンプにおいて、第１トランジスタと第２トランジスタとがカスコード接続して構成される、
請求項１に記載の直交信号生成回路。
【請求項３】
前記第１及び第２のバッファアンプにおいて、第１トランジスタと第２トランジスタとがデュアルゲートトランジスタ構造を有する、
請求項１に記載の直交信号生成回路。
【請求項４】
前記制御部は、
前記第１及び第２のバッファアンプを構成する前記２つのトランジスタのうち、少なくとも１つの前記トランジスタが線形領域で動作するように、前記第１制御電圧及び前記第２制御電圧を調整する、
請求項１に記載の直交信号生成回路。
【請求項５】
前記制御部は、
前記第１のバッファアンプ又は第２のバッファアンプのいずれか一方の前記第１制御電圧を変化させたときに、前記第１制御電圧が変化された前記バッファアンプの利得が一定となるように、当該バッファアンプの前記第２制御電圧を前記第１制御電圧とは逆方向に変化させる、
請求項１に記載の直交信号生成回路。
【請求項６】
前記制御部は、
前記第１のバッファアンプの前記第１制御電圧又は前記第２制御電圧のいずれか一方を変化させたときに、前記第１のバッファアンプと同利得となるように前記第２のバッファアンプの前記第１制御電圧又は前記第２制御電圧のうち、前記第１のバッファアンプで変化させた制御電圧と異なる制御電圧を、前記第１のバッファアンプで変化させた制御電圧と同方向に変化させて調整する、
請求項１に記載の直交信号生成回路。
【請求項７】
前記制御部は、
前記第１のバッファアンプの前記第１制御電圧を変化させたときに、前記第１のバッファアンプの前記第２制御電圧を前記第１制御電圧とは逆方向に変化させ、前記第２のバッファアンプの前記第１制御電圧を前記第１のバッファアンプの前記第２制御電圧と同方向に変化させ、前記第２のバッファアンプの前記第２制御電圧を前記第１のバッファアンプの前記第１制御電圧と同方向に変化させ、前記第１のバッファアンプと前記第２のバッファアンプとが同利得となるように調整する、
請求項１に記載の直交信号生成回路。
【請求項８】
前記第１のバッファアンプの後段に接続される第３のバッファアンプと、
前記第２のバッファアンプの後段に接続される第４のバッファアンプと、を更に具備し、
前記制御部は、
前記第１及び第２のバッファアンプの前記第１制御電圧又は前記第２制御電圧に加えて、前記第３及び第４のバッファアンプの前記第１制御電圧又は前記第２制御電圧を調整する、
請求項１に記載の直交信号生成回路。
【請求項９】
前記第１及び第３のバッファアンプ、又は、前記第２及び第４のバッファアンプのいずれか一方の前記第１制御電圧を変化させたときに、前記第１制御電圧が変化された前記バッファアンプの利得が一定となるように、当該バッファアンプの前記第２制御電圧を前記第１制御電圧とは逆方向に変化させて調整する、
請求項８に記載の直交信号生成回路。
【請求項１０】
前記第１及び第３のバッファアンプの前記第１制御電圧又は前記第２制御電圧のいずれか一方を変化させたときに、前記第２及び第４のバッファアンプの利得が前記第１及び第３のバッファアンプと同利得となるように、前記第２及び第４のバッファアンプの前記第１制御電圧又は前記第２制御電圧のうち、前記第１及び第３のバッファアンプで変化させた制御電圧とは異なる制御電圧を、前記第１及び第３のバッファアンプで変化させた制御電圧と同方向に変化させて調整する、
請求項８に記載の直交信号生成回路。
【請求項１１】
前記第１及び第３のバッファアンプの前記第１制御電圧を変化させたときに、前記第１及び第３のバッファアンプの前記第２制御電圧を前記第１制御電圧とは逆方向に変化させ、前記第２及び第４のバッファアンプの前記第１制御電圧を前記第１及び第３のバッファアンプの前記第２制御電圧と同方向に変化させ、前記第２及び第４のバッファアンプの前記第２制御電圧を前記第１及び第３のバッファアンプの前記第１制御電圧と同方向に変化させ、前記第１及び第３のバッファアンプと前記第２及び第４のバッファアンプが同利得となるように調整する、
請求項８に記載の直交信号生成回路。
【請求項１２】
前記第１及び第２のバッファアンプを構成するトランジスタのゲート幅が、前記第３及び第４のバッファアンプを構成するトランジスタのゲート幅より小さい、
請求項８に記載の直交信号生成回路。
【請求項１３】
前期第１及び前記第２のバッファアンプにおいて、第１トランジスタの後段に第２トランジスタが接続され、前記第１トランジスタのゲート幅が、前記第２トランジスタのゲート幅より小さい、
請求項１に記載の直交信号生成回路。
【請求項１４】
前記第１トランジスタ及び第２トランジスタは、共にソース接地型のトランジスタである、
請求項１３に記載の直交信号生成回路。
【請求項１５】
前記第１トランジスタ及び第２トランジスタは、共にゲート接地型のトランジスタである、
請求項１３に記載の直交信号生成回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に情報端末等の無線装置に適用される直交信号生成回路に関し、特に、ミリ波帯の直交信号生成回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
直交変復調器を用いたダイレクトコンバージョン方式の送受信装置では、局部発振器（ＬＯ：Local Oscillator）から直交変復調器に供給する直交信号の振幅・位相に対して高い精度が求められる。特にミリ波帯においてＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）プロセスのようなバラツキの大きなプロセスを用いてＭＭＩＣ（Monolithic Microwave Integrated Circuit）を構成する場合、直交信号の９０度位相差を精度良く生成することが難しくなる。そのため、ＭＭＩＣ内において位相を調整する手段が必要となる。
【０００３】
位相調整を行う回路構成としては、例えば、低域通過フィルタ又は高域通過フィルタを２つの単極双投スイッチを用いて切り替えて通過移相量を可変とする移相器構成が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
特許文献１に記載された従来の可変移相器１は、第１の単極双投スイッチ２、入力端子３、第２の単極双投スイッチ４、出力端子５、第１の出力端子１１、第２の出力端子１２、第１の入力端子３１、第２の入力端子３２、低域通過フィルタ６０、インダクタンス素子６１，６２、デュアルゲートＦＥＴ（Field Effect Transistor）６３、高域通過フィルタ７０、インダクタンス素子７１、７２、デュアルゲートＦＥＴ７３を有する。また、可変移相器１は、入力端子１３及び出力端子１５を有する（特許文献１、図１参照）。
【０００５】
以上のような構成を採る可変移相器の動作を説明する。可変移相器１の入力端子１３から入力した信号は、第１の単極双投スイッチ２を介して第１の出力端子１１又は第２の出力端子１２に出力される。同様に、第１の入力端子３１又は第２の入力端子３２から入力された信号は、第２の単極双投スイッチ４を介して可変移相器１の出力端子１５に出力される。
【０００６】
ここで、第１の出力端子１１と第１の入力端子３１との間には、デュアルゲートＦＥＴ６３とインダクタンス素子６１，６２とで構成される低域通過フィルタ６０が接続されている。また、第２の出力端子１２と第２の入力端子３２との間には、デュアルゲートＦＥＴ７３とインダクタンス素子７１，７２とで構成される高域通過フィルタ７０が接続されている。
【０００７】
ここで、低域通過フィルタ６０を通過する際に発生する位相遅延量をθ１、高域通過フィルタ７０を通過する際に発生する位相遅延量をθ２とすると、θ１とθ２の値は異なる。よって、入力端子１３から入力した信号が低域通過フィルタ６０側を通って出力端子１５に出力されるように第１の単極双投スイッチ２及び第２の単極双投スイッチ４を制御する場合と、高域通過フィルタ７０側を通って出力端子１５に出力されるように通るように第１の単極双投スイッチ２及び第２の単極双投スイッチ４を制御する場合とで、入力端子１３と出力端子１５間の通過移相量を変えることができる。
【０００８】
また、低域通過フィルタ６０を構成するデュアルゲートＦＥＴ６３のゲート端子６４，６５、及び高域通過フィルタ７０を構成するデュアルゲートＦＥＴ７３のゲート端子７４，７５のバイアスを制御することにより、デュアルゲートＦＥＴ６３，７３の持つキャパシタンス成分を変化させることができる。そのため、結果的に低域通過フィルタ６０、及び高域通過フィルタ７０の通過移相量を調整することができ、可変移相器を構成することができる。
【０００９】
上記特許文献１のような構成を直交信号生成回路に用いることによって、直交信号の移相量を調整して０／９０度の位相差を生成することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平６−３０３０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記可変移相器は２つの単極双投スイッチ及び低域通過フィルタ、高域通過フィルタにより構成されるため、当該可変移相器を直交信号生成回路に用いた場合に、回路規模が大きくなるという課題がある。また、単極双投スイッチ、低域通過フィルタ及び高域通過フィルタでは、それぞれにおいて通過損失が発生する。特に、ミリ波帯ではこれら通過損失が大きい。そのため、これら損失を補うために増幅器等が必要となり、消費電力及び回路規模の増大に繋がるという課題がある。
【００１２】
さらに、ミリ波帯では、フィルタを通過する際に発生する通過損失が低域通過フィルタと高域通過フィルタとで異なる。そのため、ミリ波帯において用いられる直交信号生成回路は、振幅調整機能を併せ持たなければならない。しかし、上記特許文献１の構成では、低域又は高域フィルタを用いて移相量調整する際に振幅を調整する機能は有していないという課題がある。
【００１３】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、位相調整機能に加えて、振幅調整機能をも有し、直交信号の振幅を調整しつつ、位相誤差を補正することができる直交信号生成回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の直交信号生成回路の一つの態様は、直交する０度位相信号及び９０度位相信号を生成するハイブリッド回路と、２つのトランジスタを有し、前記０度位相信号を増幅する第１のバッファアンプと、２つのトランジスタを有し、前記９０度位相信号を増幅する第２のバッファアンプと、前記第１及び第２のバッファアンプのうち、少なくとも一方のバッファアンプの第１制御電圧又は第２制御電圧を調整して、又は、前記第１のバッファアンプの前記第１制御電圧及び前記第２制御電圧のうち少なくとも一方の制御電圧と、前記第２のバッファアンプの前記第１制御電圧及び前記第２制御電圧のうち少なくとも一方の制御電圧と、を調整して、前記０度位相信号及び前記９０度位相信号のうち、少なくとも一方の位相信号の利得及び通過位相を制御する制御部と、を具備する構成を採る。
【００１５】
この構成によれば、ミリ波帯においてＣＭＯＳ上で直交信号を生成する際に、プロセスバラツキや温度バラツキ等による直交信号の位相誤差が発生しても、直交信号の振幅を調整しつつ位相を補正することができる。
【００１６】
本発明の直交信号生成回路の一つの態様は、前記第１及び第２のバッファアンプにおいて、第１トランジスタと第２トランジスタとがカスコード接続して構成される構成を採る。
【００１７】
本発明の直交信号生成回路の一つの態様は、前記第１及び第２のバッファアンプにおいて、第１トランジスタと第２トランジスタとがデュアルゲートトランジスタ構造を有する構成を採る。
【００１８】
これらの構成によれば、各バッファアンプを２つの制御電圧を用いて制御することができるため、バッファアンプ毎に利得を一定に保ちながら移相量を変えることができる。
【００１９】
本発明の直交信号生成回路の一つの態様は、前記制御部は、前記第１及び第２のバッファアンプを構成する前記２つのトランジスタのうち、少なくとも１つの前記トランジスタが線形領域で動作するように、前記第１制御電圧及び前記第２制御電圧を調整する。
【００２０】
この構成によれば、トランジスタを線形領域で動作させることにより、制御電圧を変化させたときの移相量を大きくとることができるので、ハイブリッド回路の０／９０度位相差が大きい場合においても位相を補正することができる。
【００２１】
本発明の直交信号生成回路の一つの態様は、前記制御部は、前記第１のバッファアンプ又は第２のバッファアンプのいずれか一方の前記第１制御電圧を変化させたときに、前記第１制御電圧が変化された前記バッファアンプの利得が一定となるように、当該バッファアンプの前記第２制御電圧を前記第１制御電圧とは逆方向に変化させる。
【００２２】
本発明の直交信号生成回路の一つの態様は、前記制御部は、前記第１のバッファアンプの前記第１制御電圧又は前記第２制御電圧のいずれか一方を変化させたときに、前記第１のバッファアンプと同利得となるように前記第２のバッファアンプの前記第１制御電圧又は前記第２制御電圧のうち、前記第１のバッファアンプで変化させた制御電圧と異なる制御電圧を、前記第１のバッファアンプで変化させた制御電圧と同方向に変化させて調整する。
【００２３】
本発明の直交信号生成回路の一つの態様は、前記制御部は、前記第１のバッファアンプの前記第１制御電圧を変化させたときに、前記第１のバッファアンプの前記第２制御電圧を前記第１制御電圧とは逆方向に変化させ、前記第２のバッファアンプの前記第１制御電圧を前記第１のバッファアンプの前記第２制御電圧と同方向に変化させ、前記第２のバッファアンプの前記第２制御電圧を前記第１のバッファアンプの前記第１制御電圧と同方向に変化させ、前記第１のバッファアンプと前記第２のバッファアンプとが同利得となるように調整する。
【００２４】
これらの構成によれば、ミリ波帯においてＣＭＯＳ上で直交信号を生成する際に、プロセスバラツキや温度バラツキ等による直交信号の振幅・位相誤差が発生しても、各々のバッファアンプの制御電圧を調整することで、０／９０度直交信号の振幅・位相を補正することができる。
【００２５】
本発明の直交信号生成回路の一つの態様は、前記第１のバッファアンプの後段に接続される第３のバッファアンプと、前記第２のバッファアンプの後段に接続される第４のバッファアンプと、を更に具備し、前記制御部は、前記第１及び第２のバッファアンプの前記第１制御電圧又は前記第２制御電圧に加えて、前記第３及び第４のバッファアンプの前記第１制御電圧又は前記第２制御電圧を調整する。
【００２６】
この構成によれば、ミリ波帯においてＣＭＯＳ上で直交信号を生成する際に、プロセスバラツキや温度バラツキ等によって直交信号の位相誤差が大きくなった場合においても、直交信号の振幅を調整しつつ、位相を補正することができる。
【００２７】
本発明の直交信号生成回路の一つの態様は、前記第１及び第３のバッファアンプ、又は、前記第２及び第４のバッファアンプのいずれか一方の前記第１制御電圧を変化させたときに、前記第１制御電圧が変化された前記バッファアンプの利得が一定となるように、当該バッファアンプの前記第２制御電圧を前記第１制御電圧とは逆方向に変化させて調整する。
【００２８】
本発明の直交信号生成回路の一つの態様は、前記第１及び第３のバッファアンプの前記第１制御電圧又は前記第２制御電圧のいずれか一方を変化させたときに、前記第２及び第４のバッファアンプの利得が前記第１及び第３のバッファアンプと同利得となるように、前記第２及び第４のバッファアンプの前記第１制御電圧又は前記第２制御電圧のうち、前記第１及び第３のバッファアンプで変化させた制御電圧とは異なる制御電圧を、前記第１及び第３のバッファアンプで変化させた制御電圧と同方向に変化させて調整する。
【００２９】
本発明の直交信号生成回路の一つの態様は、前記第１及び第３のバッファアンプの前記第１制御電圧を変化させたときに、前記第１及び第３のバッファアンプの前記第２制御電圧を前記第１制御電圧とは逆方向に変化させ、前記第２及び第４のバッファアンプの前記第１制御電圧を前記第１及び第３のバッファアンプの前記第２制御電圧と同方向に変化させ、前記第２及び第４のバッファアンプの前記第２制御電圧を前記第１及び第３のバッファアンプの前記第１制御電圧と同方向に変化させ、前記第１及び第３のバッファアンプと前記第２及び第４のバッファアンプが同利得となるように調整する。
【００３０】
これらの構成によれば、ミリ波帯においてＣＭＯＳ上で直交信号を生成する際に、プロセスバラツキや温度バラツキ等による直交信号の振幅・位相誤差が大きく発生しても、各々のバッファアンプの制御電圧を調整することで、０／９０度直交信号の振幅・位相を補正することができる。
【００３１】
本発明の直交信号生成回路の一つの態様は、前記第１及び第２のバッファアンプを構成するトランジスタのゲート幅が、前記第３及び第４のバッファアンプを構成するトランジスタのゲート幅よりも小さい。
【００３２】
この構成によれば、バッファアンプで直交信号を歪ませることなく信号を増幅することができ、且つ、ゲート幅が異なるトランジスタの通過移相量及び利得可変量が異なるので、振幅・位相調整を行うことができる。
【００３３】
本発明の直交信号生成回路の一つの態様は、前期第１及び前記第２のバッファアンプにおいて、第１トランジスタの後段に第２トランジスタが接続され、前記第１トランジスタのゲート幅が、前記第２トランジスタのゲート幅より小さい。
【００３４】
また、本発明の直交信号生成回路の一つの態様は、前記第１トランジスタ及び第２トランジスタは、共にソース接地型のトランジスタである。
【００３５】
また、本発明の直交信号生成回路の一つの態様は、前記第１トランジスタ及び第２トランジスタは、共にゲート接地型のトランジスタである。
【００３６】
これらの構成によれば、バッファアンプで直交信号を歪ませることなく信号を増幅することができ、且つ、ゲート幅が異なるトランジスタの通過移相量及び利得可変量が異なるので、ソース接地型トランジスタのようなゲート電極を複数持たない単一のトランジスタ或いはゲート接地型のトランジスタのようなソース電極を複数持たない単一のトランジスタを用いても、振幅・位相調整を行うことができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、直交信号生成回路において、位相調整機能に加えて、振幅調整機能をも有し、直交信号の振幅を調整しつつ、位相誤差を補正することができるので、ミリ波帯においても高精度な直交信号を生成することができ良好な通信品質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る直交信号生成回路の要部構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１に係る直交信号生成回路を構成するバッファアンプの内部構成の一例を示す図
【図３】（ａ）実施の形態１に係る直交信号生成回路を構成するバッファアンプの制御電圧を変化させたときの通過移相量を示す図（ｂ）実施の形態１に係る直交信号生成回路を構成するバッファアンプの制御電圧を変化させたときの利得変化を示す図
【図４】実施の形態１に係る直交信号生成回路を構成するバッファアンプの制御方法の一例を示す図
【図５】実施の形態１に係る直交信号生成回路を構成するバッファアンプの制御方法の別の例を示す図
【図６】（ａ）実施の形態１に係る直交信号生成回路を構成するバッファアンプの制御電圧を変化させたときの位相信号の位相誤差の一例を示す図（ｂ）実施の形態１に係る直交信号生成回路を構成するバッファアンプの制御電圧を変化させたときの振幅誤差の一例を示す図（ｃ）制御電圧条件を示す図
【図７】実施の形態１に係る直交信号生成回路を構成するバッファアンプの制御方法の更に別の例を示す図
【図８】本発明の実施の形態２に係る直交信号生成回路の要部構成を示すブロック図
【図９】実施の形態２に係る直交信号生成回路を構成するバッファアンプの制御方法の一例を示す図
【図１０】実施の形態２に係る直交信号生成回路を構成するバッファアンプの制御方法の別の例を示す図
【図１１】実施の形態２に係る直交信号生成回路を構成するバッファアンプの制御方法の更に別の例を示す図
【図１２】本発明の実施の形態３に係る直交信号生成回路の要部構成を示すブロック図
【図１３】実施の形態３に係る直交信号生成回路を構成するバッファアンプの制御方法の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００４０】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る直交信号生成回路の要部構成を示すブロック図である。直交信号生成回路１００は、ハイブリッド回路１１０、第１のバッファアンプ１２０−１（以下、単に「バッファアンプ１２０−１」ともいう）、第２のバッファアンプ１２０−２（以下、単に「バッファアンプ１２０−２」ともいう）、第１制御端子１３０−１，１４０−１、第２制御端子１３０−２，１４０−２、及び、振幅・位相制御部１５０を有する。
【００４１】
ハイブリッド回路１１０は、外部の発振器２００により生成されるＬＯ信号を入力とし、ＬＯ信号を位相差が９０度異なる２つの直交信号に分配し、第１位相信号Ｓ１１（０度位相信号）及び第２位相信号Ｓ１２（９０度位相信号）を生成する。
【００４２】
第１のバッファアンプ１２０−１は、分配された第１位相信号Ｓ１１と、後述の振幅・位相制御部１５０から出力される第１制御電圧Ｃ１１及び第２制御電圧Ｃ１２とを入力とし、第１制御電圧Ｃ１１及び第２制御電圧Ｃ１２に応じて、第１位相信号Ｓ１１を増幅して第１位相信号Ｓ２１として出力する。
【００４３】
図２にバッファアンプ１２０−１の内部構成図を示す。図２において、バッファアンプ１２０−１は、第１のトランジスタ１２１、第２のトランジスタ１２２、入力側の整合回路１２３、出力側の整合回路１２４、入力側のチョークコイル１２５、及び、出力側のチョークコイル１２６を有する。ここで、第１のトランジスタ１２１と第２のトランジスタ１２２とは、カスコード接続されている。
【００４４】
また、図２に示すように、バッファアンプ１２０−１において、第１のトランジスタ１２１のゲートには第１制御端子１３０−１が接続され、第２のトランジスタ１２２のゲートには第２制御端子１３０−２が接続され、第２のトランジスタ１２２のドレインには、ドレイン端子１２７が接続されている。
【００４５】
第２のバッファアンプ１２０−２は、分配された第２位相信号Ｓ１２と、後述の振幅・位相制御部１５０から出力される第１制御電圧Ｃ２１及び第２制御電圧Ｃ２２とを入力とし、第１制御電圧Ｃ２１及び第２制御電圧Ｃ２２に応じて、第２位相信号Ｓ１２を増幅して第２位相信号Ｓ２２として出力する。なお、第２のバッファアンプ１２０−２の構成は、第１のバッファアンプ１２０−１の構成と同様のため、図示及び説明を省略する。ただし、バッファアンプ１２０−２において、第１のトランジスタ１２１のゲートには第１制御端子１４０−１が接続され、第２のトランジスタ１２２のゲートには第２制御端子１４０−２が接続され、第２のトランジスタ１２２のドレインには、ドレイン端子１２７が接続されている。
【００４６】
このように構成された第１のバッファアンプ１２０−１及び第２のバッファアンプ１２０−２の動作については、後述する。
【００４７】
振幅・位相制御部１５０は、第１のバッファアンプ１２０−１及び第２のバッファアンプ１２０−２のうち、少なくとも一方のバッファアンプの第１制御電圧Ｃ１１，Ｃ２１又は第２制御電圧Ｃ１２，Ｃ２２を調整することにより、第１位相信号Ｓ１１（０度位相信号）及び第２位相信号Ｓ１２（９０度位相信号）のうち、少なくとも一方の位相信号の利得及び通過位相を制御する。
【００４８】
なお、振幅・位相制御部１５０は、第１のバッファアンプ１２０−１の第１のトランジスタ１２１のゲートに接続される第１制御端子１３０−１に第１制御電圧Ｃ１１を出力し、第１のバッファアンプ１２０−１の第２のトランジスタ１２２のゲートに接続される第２制御端子１３０−２に第２制御電圧Ｃ１２を出力する。また、振幅・位相制御部１５０は、第２のバッファアンプ１２０−２の第１のトランジスタ１２１のゲートに接続される第１制御端子１４０−１に第１制御電圧Ｃ２１を出力し、第２のバッファアンプ１２０−２の第２のトランジスタ１２２のゲートに接続される第２制御端子１４０−２に第２制御電圧Ｃ２２を出力する。振幅・位相制御部１５０における振幅及び位相の調整方法についての詳細は、後述する。
【００４９】
以上のように構成された直交信号生成回路１００の動作について説明する。
【００５０】
発振器２００で生成されたＬＯ信号はハイブリッド回路１１０で位相差が９０度異なる２つの直交信号に分配される。分配された第１位相信号Ｓ１１、第２位相信号Ｓ１２は、第１のバッファアンプ１２０−１、第２のバッファアンプ１２０−２にそれぞれ入力される。
【００５１】
第１のバッファアンプ１２０−１は、振幅・位相制御部１５０から与えられる第１制御電圧Ｃ１１、第２制御電圧Ｃ１２に応じて、第１位相信号Ｓ１１を増幅して第１位相信号Ｓ２１として出力する。同様に、第２のバッファアンプ１２０−２は、振幅・位相制御部１５０から与えられる第１制御電圧Ｃ２１、第２制御電圧Ｃ２２に応じて、第２位相信号Ｓ１２を増幅して第２位相信号Ｓ２２として出力する。
【００５２】
ここで、理想的には、ハイブリッド回路１１０により分配される第１位相信号Ｓ１１と第２位相信号Ｓ１２とは９０度の位相差を有している。しかし、例えば６０ＧＨｚのようなミリ波帯のＭＭＩＣをＣＭＯＳプロセスで構成する場合、プロセスバラツキ或いは温度バラツキ等によってハイブリッド回路１１０により分配される第１位相信号Ｓ１１と第２位相信号Ｓ１２との位相差が９０度からずれるという課題がある。また、広帯域なシステムでは、全帯域にわたってこれら信号の位相差を９０度に保つことが難しいため、使用する帯域によって位相差を調整する必要がある。
【００５３】
しかしながら、ハイブリッド回路１１０を例えばブランチライン型のような伝送線路から成るパッシブ回路で構成した場合、プロセスバラツキ或いは温度バラツキ等による位相差のずれを補正することが難しい。
【００５４】
そこで、本実施の形態では、バッファアンプ１２０−１及びバッファアンプ１２０−２の通過移相量を調整することによって、ハイブリッド回路１１０で発生する２つの信号の位相差のずれを補正する。ここで、ハイブリッド回路１１０のプロセスバラツキ或いは温度バラツキ等による位相ずれとしては、数十度もずれることは考えにくいため、１０数度程度の位相調整ができれば良い。
【００５５】
なお、以下では、直交信号生成回路１００は、ハイブリッド回路１１０における位相ずれを予め取得していて、ターゲットの位相調整量が既にわかっているとして説明する。位相ずれの取得方法は、特に限定されず、例えば、第１位相信号Ｓ２１及び第２位相信号Ｓ２２を用いた受信品質特性等を評価して推定されるとしてもよい。位相ずれの取得方法は、本発明の本質に影響を与えるものではないため図示と説明は割愛する。
【００５６】
以下、ハイブリッド回路１１０で発生する２つの信号の位相差（０度位相信号と９０度位相信号との位相差）のずれの補正方法について、図２を用いて詳細に説明する。
【００５７】
第１位相信号Ｓ１１は、整合回路１２３を通って第１のトランジスタ１２１のゲート電極に入力される。第１のトランジスタ１２１のゲート電極に入力された信号は、第１のトランジスタ１２１のドレイン電極からそのままカスコード接続された第２のトランジスタ１２２のソース電極に入力される。
【００５８】
その後、第２のトランジスタ１２２のソース電極に入力された信号は、第２のトランジスタ１２２のドレイン電極から出力され、整合回路１２４を通って第１位相信号Ｓ２１として出力される。
【００５９】
このとき、バッファアンプ１２０−１を動作させるためには、バッファアンプ１２０−１のドレイン端子１２７、第１のトランジスタ１２１のゲートに接続される第１制御端子１３０−１、第２のトランジスタ１２２のゲートに接続される第２制御端子１３０−２のそれぞれにバイアスを与える必要がある。ここでは、ドレイン端子１２７に第２のトランジスタ１２２の電源電圧である１．２Ｖを与えた場合について説明する。
【００６０】
図３（ａ）に、ドレイン端子１２７に１．２Ｖを与えた状態において、第１制御電圧Ｃ１１又は第２制御電圧Ｃ１２のうち、一方の制御電圧を固定して、他方の制御電圧を変化させたときのバッファアンプ１２０−１の通過移相量の変化の様子を示す。
【００６１】
図３（ａ）より、第１制御電圧Ｃ１１と第２制御電圧Ｃ１２とを同じ値だけ変化させた場合において、バッファアンプ１２０−１の通過移相量が異なることが分かる。ここで、図３（ａ）から分かるように、第１制御電圧Ｃ１１及び第２制御電圧Ｃ１２の制御電圧値が大きくなるほど、通過移相量の位相変化量が小さくなっていくことが分かる。すなわち、ゲートバイアスが大きく、バッファアンプ１２０−１を構成する第１及び第２のトランジスタ１２１，１２２が飽和領域で動作するときは、位相変化量を取ることが困難である。これに対し、第１及び第２のトランジスタ１２１，１２２の動作領域が非飽和（線形）領域に近づくほど、第１及び第２のトランジスタ１２１，１２２の通過移相量の位相変化量を大きくすることが可能となる。
【００６２】
同様に、第１制御電圧Ｃ２１と第２制御電圧Ｃ２２とを同じ値だけ変化させた場合において、バッファアンプ１２０−２の通過移相量が異なる。
【００６３】
また、図３（ｂ）に、ドレイン端子１２７に１．２Ｖを与えた状態において、第１制御電圧Ｃ１１又は第２制御電圧Ｃ１２のうち、一方の制御電圧を固定して、他方の制御電圧を変化させたときのバッファアンプ１２０−１の利得可変量（０．８Ｖで規格化）を示す。
【００６４】
図３（ｂ）より、第１制御電圧Ｃ１１と第２制御電圧Ｃ１２とを同じ値だけ変化させた場合において、バッファアンプ１２０−１の利得可変量が異なることが分かる。同様に、第１制御電圧Ｃ２１と第２制御電圧Ｃ２２とを同じ値だけ変化させた場合において、バッファアンプ１２０−２の利得可変量が異なる。
【００６５】
第１制御電圧Ｃ２１と第２制御電圧Ｃ２２とを同じ値だけ変化させた場合において、バッファアンプ１２０−１，１２０−２の通過移相量及び利得可変量が異なるのは、バッファアンプ１２０−１，１２０−２を構成する第１のトランジスタ１２１と第２のトランジスタ１２２とが、カスコード接続されていることによる。
【００６６】
これらの動作原理を利用すると、例えば、第１位相信号Ｓ１１の位相に対して、第２位相信号Ｓ１２の位相が９０度より大きい場合には、バッファアンプ１２０−１の第１制御電圧Ｃ１１を上げる（ＵＰ）ことによって、バッファアンプ１２０−１の通過移相量をバッファアンプ１２０−２の通過移相量よりも大きくすることができる。但し、第１制御電圧Ｃ１１を上げる（ＵＰ）ことでバッファアンプ１２０−１の利得が増大する。そこで、バッファアンプ１２０−２の利得と合わせるために、バッファアンプ１２０−１の第２制御電圧Ｃ１２を下げる（ＤＯＷＮ）。これにより、バッファアンプ１２０−１とバッファアンプ１２０−２の利得と合わせることができる。
【００６７】
このように、第１位相信号Ｓ１１の位相に対して、第２位相信号Ｓ１２の位相が９０度より大きい場合には、振幅・位相制御部１５０は、第１制御電圧Ｃ１１を上げ（ＵＰ）、第２制御電圧Ｃ１２を下げ（ＤＯＷＮ）、第１制御電圧Ｃ１１と第２制御電圧Ｃ１２とを逆方向に制御する（方法＃１−１）。これにより、バッファアンプ１２０−１の利得を一定としたまま、通過移相量をバッファアンプ１２０−２の通過移相量よりも大きくして、第１位相信号Ｓ２１と第２位相信号Ｓ２２との位相差を９０度に近づけることができる。
【００６８】
また、第２位相信号Ｓ１２の位相に対して、第１位相信号Ｓ１１の位相が９０度より大きい場合には、振幅・位相制御部１５０は、バッファアンプ１２０−２の第１制御電圧Ｃ２１を下げ（ＤＯＷＮ）、第２制御電圧Ｃ２２を上げる（ＵＰ）ようにしてもよい（方法＃１−２）。これにより、バッファアンプ１２０−２の利得を一定としたまま、通過移相量をバッファアンプ１２０−１の通過移相量よりも大きくして、第１位相信号Ｓ２１と第２位相信号Ｓ２２との位相差を９０度に近づけることができる。
【００６９】
一方、第１位相信号Ｓ１１の位相に対して、第２位相信号Ｓ１２の位相が９０度より小さい場合には、振幅・位相制御部１５０は、バッファアンプ１２０−１の第１制御電圧Ｃ１１を下げ（ＤＯＷＮ）、第２制御電圧Ｃ１２を上げる（ＵＰ）（方法＃１−３）。又は、第２位相信号Ｓ１２の位相に対して、第１位相信号Ｓ１１の位相が９０度より小さい場合には、振幅・位相制御部１５０は、バッファアンプ１２０−２の第１制御電圧Ｃ２１を上げ（ＵＰ）、第２制御電圧Ｃ２２を下げる（ＤＯＷＮ）（方法＃１−４）。これにより、バッファアンプ１２０−１又はバッファアンプ１２０−２の利得を一定としたまま、第１位相信号Ｓ２１と第２位相信号Ｓ２２との位相差を９０度に近づけることができる。
【００７０】
図４は、振幅・位相制御部１５０における上記制御方法＃１−１〜＃１−４をまとめた図である。
【００７１】
また、図５は、振幅・位相制御部１５０における別の制御方法＃２−１，＃２−２を示した図である。
【００７２】
図５に示すように、例えば、第１位相信号Ｓ１１の位相に対して、第２位相信号Ｓ１２の位相が９０度より大きい場合には、振幅・位相制御部１５０は、バッファアンプ１２０−１の第１制御電圧Ｃ１１を上げ（ＵＰ）、第２制御電圧Ｃ１２を下げ（ＤＯＷＮ）、第１制御電圧Ｃ１１と第２制御電圧Ｃ１２とを逆方向に制御する。さらに、同時に、振幅・位相制御部１５０は、バッファアンプ１２０−２の第１制御電圧Ｃ２１を下げ（ＤＯＷＮ）、第２制御電圧Ｃ２２を上げ（ＵＰ）、バッファアンプ１２０−１とは逆方向に制御する（方法＃２−１）。これにより、第１位相信号Ｓ２１と第２位相信号Ｓ２２との振幅をあわせつつ、バッファアンプ１２０−１の位相を遅らせ、バッファアンプ１２０−２の位相を進めて、第１位相信号Ｓ２１と第２位相信号Ｓ２２との位相差を９０度に近づけることができる。なお、第１位相信号Ｓ１１の位相に対して、第２位相信号Ｓ１２の位相が９０度より小さい場合には、振幅・位相制御部１５０は、図５の方法＃２−２に示すように制御電圧を制御すればよい。
【００７３】
すなわち、振幅・位相制御部１５０は、第１のバッファアンプ１２０−１の第１制御電圧Ｃ１１及び第２制御電圧Ｃ１２と、第２のバッファアンプ１２０−２の第１制御電圧Ｃ２１及び第２制御電圧Ｃ２２と、を調整して、第１位相信号Ｓ１１及び第２位相信号Ｓ１２の利得及び通過位相を制御する。
【００７４】
方法＃２−１，＃２−２では、バッファアンプ１２０−１及びバッファアンプ１２０−２の第１制御電圧及び第２制御電圧の両方を制御するので、位相調整量を大きく取ることができる。そのため、特に、位相ずれが大きい場合に効果的である。
【００７５】
このように、本実施の形態では、振幅・位相制御部１５０は、バッファアンプ１２０−１，１２０−２の第１制御端子１３０−１，１４０−１，第２制御端子１３０−２，１４０−２に入力する第１制御電圧Ｃ１１、第２制御電圧Ｃ１２、第１制御電圧Ｃ２１又は第２制御電圧Ｃ２２の電圧を制御することにより、利得調整を行いつつ、第１位相信号Ｓ２１と第２位相信号Ｓ２２との位相差を補正することができる。
【００７６】
以下、具体例を用いて、振幅・位相制御部１５０における振幅及び位相の調整方法について説明する。
【００７７】
図６は、制御電圧を変更した場合の第１位相信号Ｓ２１と第２位相信号Ｓ２２との位相誤差及び振幅誤差を示す図である。上述したように、理想的には、第１位相信号Ｓ２１と第２位相信号Ｓ２２との位相差は９０度であり、振幅差はゼロである。図６において、位相誤差は９０度からの差を示し、振幅誤差は０ｄＢからの差を示す。
【００７８】
なお、図６（ａ）及び図６（ｂ）において、実線は、図６（ｃ）に示す制御電圧条件１における結果であり、破線は、図６（ｃ）に示す制御電圧条件２における結果である。
【００７９】
図６（ａ）及び図６（ｂ）から分かるように、制御電圧条件を変更することにより、第１位相信号Ｓ２１と第２位相信号Ｓ２２との振幅誤差を維持しつつ、位相誤差のみを変更することが可能であることが分かる。
【００８０】
以上のように、本実施の形態では、第１のバッファアンプ１２０−１は、第１のトランジスタ１２１及び第２のトランジスタ１２２を有し、第１位相信号Ｓ１１（０度位相信号）を増幅する。第２のバッファアンプ１２０−２は、第１のトランジスタ１２１及び第２のトランジスタ１２２を有し、第２位相信号Ｓ１２（９０度位相信号）を増幅する。振幅・位相制御部１５０は、第１のバッファアンプ１２０−１、及び、第２のバッファアンプ１２０−２のうち、少なくとも一方のバッファアンプの第１制御電圧及び第２制御電圧を調整し、第１位相信号Ｓ１１（０度位相信号）及び第２位相信号Ｓ１２（９０度位相信号）のうち、少なくとも一方の位相信号の利得及び通過位相を制御する。
【００８１】
例えば、振幅・位相制御部１５０は、バッファアンプ１２０−１の第１制御電圧Ｃ１１と第２制御電圧Ｃ１２とを逆方向に制御する、又は、バッファアンプ１２０−２の第１制御電圧Ｃ２１と第２制御電圧Ｃ２２とを逆方向に制御する（図４参照）。これにより、ハイブリッド回路１１０のプロセスバラツキ、温度バラツキ等の要因により、第１位相信号Ｓ１１と第２位相信号Ｓ１２との位相差が９０度からずれた場合においても、振幅を維持しつつ、第１位相信号Ｓ２１と第２位相信号Ｓ２２との位相差を９０度に近づけることができ、高精度な直交信号生成回路を提供することが可能となる。
【００８２】
また、振幅・位相制御部１５０は、第１のバッファアンプ１２０−１の第１制御電圧Ｃ１１及び第２制御電圧Ｃ１２と、第２のバッファアンプ１２０−２の第１制御電圧Ｃ２１及び第２制御電圧Ｃ２２とを調整して、第１位相信号Ｓ１１及び第２位相信号Ｓ１２の利得及び通過位相を制御するようにしてもよい（図５参照）。この場合には、バッファアンプ１２０−１及びバッファアンプ１２０−２の第１制御電圧及び第２制御電圧の両方を制御するので、位相調整量を大きく取ることができる。
【００８３】
なお、振幅・位相制御部１５０が、第１のバッファアンプ１２０−１の第１制御電圧Ｃ１１及び第２制御電圧Ｃ１２のうち少なくとも一方の制御電圧と、第２のバッファアンプ１２０−２の第１制御電圧Ｃ２１及び第２制御電圧Ｃ２２のうち少なくとも一方の制御電圧と、を調整して、第１位相信号Ｓ１１及び第２位相信号Ｓ１２のうち、少なくとも一方の信号の利得及び通過位相を制御するようにしてもよい。この場合においても、第１位相信号Ｓ２１と第２位相信号Ｓ２２との位相差を調整することができる。
【００８４】
例えば、図７に示す方法＃３−１から方法＃３−４のように、振幅・位相制御部１５０が、例えばバッファアンプ１２０−１の第１制御電圧Ｃ１１又は第２制御電圧Ｃ１２のいずれか一方を上げ（ＵＰ）又は下げた（ＤＯＷＮ）ときに、バッファアンプ１２０−２の第１制御電圧Ｃ２１又は第２制御電圧Ｃ２２のいずれか一方を同じ方向にバッファアンプ１２０−１と同利得となるまで上げ（ＵＰ）又は下げる（ＤＯＷＮ）ようにしてもよい。
【００８５】
なお、以上の説明では、バッファアンプ１２０−１（バッファアンプ１２０−２）を構成する第１のトランジスタ１２１と第２のトランジスタ１２２とがカスコード接続される場合を例に説明したが、これに限らない。例えば、カスコード接続される第１のトランジスタ１２１及び第２のトランジスタ１２２に代えて、デュアルゲートトランジスタを用い、デュアルゲートトランジスタの第１ゲートバイアス及び第２ゲートバイアスに、それぞれ第１制御電圧及び第２制御電圧を印加するようにしてもよい。バッファアンプ１２０−１（バッファアンプ１２０−２）としてデュアルゲートトランジスタを用いる場合においても、一方の制御電圧（ゲートバイアス）を固定して、他方の制御電圧（ゲートバイアス）を変化させた場合に、バッファアンプ１２０−１（バッファアンプ１２０−２）の通過移相量及び利得可変量が異なるので、同様の効果を得ることができる。
【００８６】
（実施の形態２）
図８は、本実施の形態に係る直交信号生成回路の要部構成を示すブロック図である。なお、図８の直交信号生成回路３００において、図１の直交信号生成回路１００と共通する構成部分には、図１と同一の符号を付して説明を省略する。図８の直交信号生成回路３００は、図１の直交信号生成回路１００に対して、振幅・位相制御部１５０に代えて、振幅・位相制御部３４０を有し、第３のバッファアンプ３１０−１、第４のバッファアンプ３１０−２、第１制御端子３２０−１，３３０−１及び第２制御端子３２０−２，３３０−２を更に追加した構成を採る。
【００８７】
第３のバッファアンプ３１０−１は、第１のバッファアンプ１２０−１の後段に接続され、第１のバッファアンプ１２０−１と同じ構成のバッファアンプである。すなわち、第３のバッファアンプ３１０−１は、カスコード接続された２つのトランジスタを有する。
【００８８】
また、第４のバッファアンプ３１０−２は、第２のバッファアンプ１２０−２の後段に接続され、第２のバッファアンプ１２０−２と同じ構成のバッファアンプである。すなわち、第４のバッファアンプ３１０−２は、カスコード接続された２つのトランジスタを有する。
【００８９】
なお、第３のバッファアンプ３１０−１において、第１のトランジスタ１２１のゲートには第１制御端子３２０−１が接続され、第２のトランジスタ１２２のゲートには第２制御端子３２０−２が接続され、第２のトランジスタ１２２のドレインには、ドレイン端子１２７が接続されている。また、第４のバッファアンプ３１０−２において、第１のトランジスタ１２１のゲートには第１制御端子３３０−１が接続され、第２のトランジスタ１２２のゲートには第２制御端子３３０−２が接続され、第２のトランジスタ１２２のドレインには、ドレイン端子１２７が接続されている。
【００９０】
振幅・位相制御部３４０は、振幅・位相制御部１５０と同様に、第１のバッファアンプ１２０−１及び第２のバッファアンプ１２０−２のうち、少なくとも一方のバッファアンプの第１制御電圧Ｃ１１，Ｃ２１又は第２制御電圧Ｃ１２，Ｃ２２を調整することにより、第１位相信号Ｓ１１（０度位相信号）及び第２位相信号Ｓ１２（９０度位相信号）のうち、少なくとも一方の位相信号の利得及び通過位相を制御する。
【００９１】
加えて、振幅・位相制御部３４０は、第３のバッファアンプ３１０−１及び第４のバッファアンプ３１０−２のうち、少なくとも一方のバッファアンプの第１制御電圧Ｃ３１，Ｃ４１又は第２制御電圧Ｃ３２，Ｃ４２を調整することにより、第１位相信号Ｓ２１（０度位相信号）及び第２位相信号Ｓ２２（９０度位相信号）のうち、少なくとも一方の位相信号の利得及び通過位相を制御する。
【００９２】
すなわち、振幅・位相制御部３４０は、第１及び第２のバッファアンプ１２０−１，１２０−２の第１制御電圧又は第２制御電圧に加えて、第３及び第４のバッファアンプ３１０−１，３１０−２の第１制御電圧又は第２制御電圧を調整する。
【００９３】
なお、振幅・位相制御部３４０は、第１のバッファアンプ１２０−１の第１のトランジスタ１２１のゲートに接続される第１制御端子１３０−１に第１制御電圧Ｃ１１を出力し、第１のバッファアンプ１２０−１の第２のトランジスタ１２２のゲートに接続される第２制御端子１３０−２に第２制御電圧Ｃ１２を出力する。また、振幅・位相制御部３４０は、第２のバッファアンプ１２０−２の第１のトランジスタ１２１のゲートに接続される第１制御端子１４０−１に第１制御電圧Ｃ２１を出力し、第２のバッファアンプ１２０−２の第２のトランジスタ１２２のゲートに接続される第２制御端子１４０−２に第２制御電圧Ｃ２２を出力する。
【００９４】
加えて、振幅・位相制御部３４０は、第３のバッファアンプ３１０−１の第１のトランジスタ１２１のゲートに接続される第１制御端子３２０−１に第１制御電圧Ｃ３１を出力し、第３のバッファアンプ３１０−１の第２のトランジスタ１２２のゲートに接続される第２制御端子３２０−２に第２制御電圧Ｃ３２を出力する。また、振幅・位相制御部３４０は、第４のバッファアンプ３１０−２の第１のトランジスタ１２１のゲートに接続される第１制御端子３３０−１に第１制御電圧Ｃ４１を出力し、第４のバッファアンプ３１０−２の第２のトランジスタ１２２のゲートに接続される第２制御端子３３０−２に第２制御電圧Ｃ４２を出力する。振幅・位相制御部３４０における振幅及び位相の調整方法についての詳細は、後述する。
【００９５】
以上のように構成された直交信号生成回路３００の動作について説明する。
【００９６】
第１のバッファアンプ１２０−１は、振幅・位相制御部３４０から与えられる第１制御電圧Ｃ１１、第２制御電圧Ｃ１２に応じて、第１位相信号Ｓ１１を増幅して第１位相信号Ｓ２１として出力する。第３のバッファアンプ３１０−１は、振幅・位相制御部３４０から与えられる第１制御電圧Ｃ３１、第２制御電圧Ｃ３２に応じて、第１位相信号Ｓ２１を増幅して第１位相信号Ｓ３１として出力する。
【００９７】
同様に、第２のバッファアンプ１２０−２は、振幅・位相制御部３４０から与えられる第１制御電圧Ｃ２１、第２制御電圧Ｃ２２に応じて、第２位相信号Ｓ１２を増幅して第２位相信号Ｓ２２として出力する。第４のバッファアンプ３１０−２は、振幅・位相制御部３４０から与えられる第１制御電圧Ｃ４１、第２制御電圧Ｃ４２に応じて、第２位相信号Ｓ２２を増幅して第２位相信号Ｓ３２として出力する。
【００９８】
ここで、例えば、ハイブリッド回路１１０から出力される第１位相信号Ｓ１１と第２位相信号Ｓ１２との位相差が９０度より大きい場合に、図９に示すように、第１のバッファアンプ１２０−１及び第３のバッファアンプ３１０−１の第１制御電圧Ｃ１１，Ｃ３１を上げ（ＵＰ）、第２制御電圧Ｃ１２，Ｃ３２を下げ（ＤＯＷＮ）、第２のバッファアンプ１２０−２及び第４のバッファアンプ３１０−２の第１制御電圧Ｃ２１，Ｃ４１を下げ（ＤＯＷＮ）、第２制御電圧Ｃ２２，Ｃ４２を上げる（ＵＰ）ことにより（方法＃４−１）、第１位相信号Ｓ３１と第２位相信号Ｓ３２との振幅をあわせつつ、第１位相信号Ｓ３１と第２位相信号Ｓ３２の位相差を９０度に近づけることができる。
【００９９】
また、第１位相信号Ｓ１１と第２位相信号Ｓ１２との位相差が９０度より小さい場合には、振幅・位相制御部３４０は、図９の方法＃４−２に示すように制御電圧を制御すればよい。
【０１００】
このように、振幅・位相制御部３４０が、第１から第４のバッファアンプ１２０−１，１２０−２，３１０−１，３１０−２の第１制御電圧Ｃ１１，Ｃ２１，Ｃ３１，Ｃ４１及び第２制御電圧Ｃ１２，Ｃ２２，Ｃ３２，Ｃ４２の両方を制御することにより、実施の形態１に比べ、位相調整量を大きく取ることができる。そのため、特に、位相ずれが大きい場合により効果的である。
【０１０１】
以上のように、本実施の形態では、直交信号生成回路３００は、第１及び第２のバッファアンプ１２０−１，１２０−２に加え、第１及び第２のバッファアンプ１２０−１，１２０−２の後段にそれぞれ接続され、２つのトランジスタを有する第３及び第４のバッファアンプ３１０−１，３１０−２を有し、振幅・位相制御部３４０は、第１及び第２のバッファアンプ１２０−１，１２０−２の第１制御電圧Ｃ１１，Ｃ２１又は第２制御電圧Ｃ１２，Ｃ２２に加えて、第３及び第４のバッファアンプ３１０−１，３１０−２の第１制御電圧Ｃ３１，Ｃ４１又は第２制御電圧Ｃ３２，Ｃ４２を調整するようにした。
【０１０２】
例えば、振幅・位相制御部３４０は、バッファアンプ１２０−１，１２０−２の第１制御電圧Ｃ１１と第２制御電圧Ｃ１２とを逆方向に制御し、バッファアンプ３１０−１，３１０−２の第１制御電圧Ｃ２１と第２制御電圧Ｃ２２とを逆方向に制御する（図９参照）。これにより、第１位相信号Ｓ３１と第２位相信号Ｓ３２との振幅をあわせつつ、第１位相信号Ｓ３１と第２位相信号Ｓ３２の位相差を９０度に近づけることができ、高精度な直交信号生成回路を提供することが可能となる。
【０１０３】
なお、実施の形態１では、最大２つのトランジスタのバイアス電圧を制御することにより、第１位相信号Ｓ１１及び第２位相信号Ｓ１２のそれぞれの位相を調整したのに対し、本実施の形態の形態では、最大４つのトランジスタのバイアス電圧を制御することにより、第１位相信号Ｓ１１及び第２位相信号Ｓ１２のそれぞれの位相を調整する。そのため、実施の形態１に比べ、位相調整量を大きく取ることができ、特に、位相ずれが大きい場合により効果的である。
【０１０４】
また、以上の説明では、振幅・位相制御部３４０が、第１から第４のバッファアンプ１２０−１，１２０−２，３１０−１，３１０−２の第１制御電圧Ｃ１１，Ｃ２１，Ｃ３１，Ｃ４１、第２制御電圧Ｃ１２，Ｃ２２，Ｃ３２，Ｃ４２をすべて同時に制御する場合について説明したが、その限りではない。
【０１０５】
例えば、位相差が９０度より大きい場合は、図１０に示すように、振幅・位相制御部３４０は、第１のバッファアンプ１２０−１、第３のバッファアンプ３１０−１の第１制御電圧Ｃ１１，Ｃ３１を上げ（ＵＰ）、第２制御電圧Ｃ１２，Ｃ３２を下げる（ＤＯＷＮ）（方法＃５−１）、又は、第２のバッファアンプ１２０−２、第４のバッファアンプ３１０−２の第１制御電圧Ｃ２１，Ｃ４１を下げ（ＤＯＷＮ）、第２制御電圧Ｃ２２，Ｃ４２を上げて（ＵＰ）（方法＃５−２）、第１位相信号Ｓ１１又は第２位相信号Ｓ１２のいずれか一方について位相調整を行うようにしても良いことは言うまでもない。
【０１０６】
また、位相差が９０度より小さい場合は、図１０に示すように、振幅・位相制御部３４０は、第１のバッファアンプ１２０−１、第３のバッファアンプ３１０−１の第１制御電圧Ｃ１１，Ｃ３１を下げ（ＤＯＷＮ）、第２制御電圧Ｃ１２，Ｃ３２を上げる（ＵＰ）（方法＃５−３）、又は、第２のバッファアンプ１２０−２、第４のバッファアンプ３１０−２の第１制御電圧Ｃ２１，Ｃ４１を上げ（ＵＰ）、第２制御電圧Ｃ２２，Ｃ４２を下げて（ＤＯＷＮ）（方法＃５−４）、第１位相信号Ｓ１１又は第２位相信号Ｓ１２のいずれか一方について位相調整を行うようにしても良いことは言うまでもない。
【０１０７】
また、図１１に示すように、振幅・位相制御部３４０は、例えば、第１のバッファアンプ１２０−１及び第３のバッファアンプ３１０−１の第１制御電圧Ｃ１１，Ｃ３１を上げる（ＵＰ）ときに、第２のバッファアンプ１２０−２及び第４のバッファアンプ３１０−２の第２制御電圧Ｃ２２，Ｃ４２を同じ方向に上げ（ＵＰ）てもよい（方法＃６−１）。これにより、第１のバッファアンプ１２０−１及び第３のバッファアンプ３１０−１の合計利得と、第２のバッファアンプ１２０−２及び第４のバッファアンプ３１０−２の合計利得とが同等になるようにして、第１位相信号Ｓ２１と第２位相信号Ｓ２２の位相差を調整することができる。
【０１０８】
また、振幅・位相制御部３４０は、第１のバッファアンプ１２０−１及び第３のバッファアンプ３１０−１の第２制御電圧Ｃ１２，Ｃ３２を下げる（ＤＯＷＮ）ときに、第２のバッファアンプ１２０−２及び第４のバッファアンプ３１０−２の第１制御電圧Ｃ２１，Ｃ４１を同じ方向に下げ（ＤＯＷＮ）てもよい（方法＃６−２）。
【０１０９】
このようにして、振幅・位相制御部３４０は、第１のバッファアンプ１２０−１及び第３のバッファアンプ３１０−１の第１制御電圧Ｃ１１，Ｃ３１又は第２制御電圧Ｃ１２，Ｃ２２のいずれか一方を変化させたときに、第２のバッファアンプ１２０−２及び第４のバッファアンプ３１０−２の利得が第１のバッファアンプ１２０−１及び第３のバッファアンプ３１０−１と同利得となるように、第２のバッファアンプ１２０−２及び第４のバッファアンプ３１０−２の第１制御電圧Ｃ２１，Ｃ４１又は第２制御電圧Ｃ２２，Ｃ４２のうち、第１のバッファアンプ１２０−１及び第３のバッファアンプ３１０−１で変化させた制御電圧とは異なる制御電圧を、第１のバッファアンプ１２０−１及び第３のバッファアンプ３１０−１で変化させた制御電圧と同方向に変化させて調整する。
【０１１０】
なお、以上の説明では、バッファアンプ１２０−１，１２０−２，３１０−１，３１０−２を構成する第１のトランジスタ１２１と第２のトランジスタ１２２とがカスコード接続される場合を例に説明したが、これに限らない。例えば、カスコード接続される第１のトランジスタ１２１及び第２のトランジスタ１２２に代えて、デュアルゲートトランジスタを用い、デュアルゲートトランジスタの第１ゲートバイアス及び第２ゲートバイアスに、それぞれ第１制御電圧及び第２制御電圧を印加するようにしてもよい。バッファアンプ１２０−１，１２０−２，３１０−１，３１０−２としてデュアルゲートトランジスタを用いる場合においても、一方の制御電圧（ゲートバイアス）を固定して、他方の制御電圧（ゲートバイアス）を変化させた場合に、バッファアンプ１２０−１，１２０−２，３１０−１，３１０−２の通過移相量及び利得可変量が異なるので、カスコード接続の場合と同様の効果を得ることができる。
【０１１１】
また、以上の説明では、バッファアンプ３１０−１，３１０−２と、バッファアンプ１２０−１，１２０−２とが、それぞれ同じ構成を有する場合について説明したが、必ずしも同じ構成である必要はない。例えば、バッファアンプ３１０−１，３１０−２を構成するトランジスタのゲート幅Ｗ２と、バッファアンプ１２０−１，１２０−２を構成するトランジスタのゲート幅Ｗ１とが異なる値でも構わない。
【０１１２】
（実施の形態３）
図１２は、本実施の形態に係る直交信号生成回路の要部構成を示すブロック図である。なお、図１２の直交信号生成回路４００において、図１の直交信号生成回路１００と共通する構成部分には、図１と同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１３】
直交信号生成回路４００は、ハイブリッド回路１１０、第１のバッファアンプ４１０−１（以下、単に「バッファアンプ４１０−１」ともいう）、第２のバッファアンプ４１０−２（以下、単に「バッファアンプ４１０−２」ともいう）、第１制御端子４２０−１，４３０−１、第２制御端子４２０−２，４３０−２、及び、振幅・位相制御部４４０を有する。
【０１１４】
第１及び第２のバッファアンプ４１０−１，４１０−２は、バッファアンプ４１１及びバッファアンプ４１２を有する。なお、バッファアンプ４１１，４１２の構成としては、例えばソース接地型のトランジスタを用いる。
【０１１５】
バッファアンプ４１１は、ゲート幅Ｗ１の単一のトランジスタで構成され、後述の振幅・位相制御部４４０から出力される第１制御電圧Ｃ４１（第１制御電圧Ｃ５１）を入力とし、第１制御電圧Ｃ４１（第１制御電圧Ｃ５１）に応じて、第１位相信号Ｓ１１（第２位相信号Ｓ１２）を増幅して第１位相信号Ｓ４１（第２位相信号Ｓ４２）として出力する。
【０１１６】
バッファアンプ４１２は、ゲート幅Ｗ２の単一のトランジスタで構成され、振幅・位相制御部４４０から出力される第２制御電圧Ｃ４２（第２制御電圧Ｃ５２）を入力とし、第２制御電圧Ｃ４２（第２制御電圧Ｃ５２）に応じて、第１位相信号Ｓ４１（第２位相信号Ｓ４２）を増幅して第１位相信号Ｓ５１（第２位相信号Ｓ５２）として出力する。
【０１１７】
なお、バッファアンプ４１１及びバッファアンプ４１２が、ソース接地型のトランジスタにより構成される場合、第１のバッファアンプ４１０−１において、バッファアンプ４１１を構成するトランジスタのゲートには第１制御端子４２０−１が接続され、バッファアンプ４１２を構成するトランジスタのゲートには第２制御端子４２０−２が接続されている。
【０１１８】
また、同様に、第２のバッファアンプ４１０−２において、バッファアンプ４１１を構成するトランジスタのゲートには第１制御端子４３０−１が接続され、バッファアンプ４１２を構成するトランジスタのゲートには第２制御端子４３０−２が接続されている。
【０１１９】
振幅・位相制御部４４０は、第１のバッファアンプ４１０−１及び第２のバッファアンプ４１０−２の第１制御電圧Ｃ４１，Ｃ５１及び第２制御電圧Ｃ４２，Ｃ５２を調整することにより、第１位相信号Ｓ１１（０度位相信号）及び第２位相信号Ｓ１２（９０度位相信号）のうち、少なくとも一方の位相信号の利得及び通過位相を制御する。
【０１２０】
なお、振幅・位相制御部４４０は、第１のバッファアンプ４１０−１のバッファアンプ４１１を構成するトランジスタのゲートに接続される第１制御端子４２０−１に第１制御電圧Ｃ４１を出力し、第１のバッファアンプ４１０−１の第２のバッファアンプ４１２のゲートに接続される第２制御端子４２０−２に第２制御電圧Ｃ４２を出力する。また、振幅・位相制御部４４０は、第２のバッファアンプ４１０−２のバッファアンプ４１１を構成するトランジスタのゲートに接続される第１制御端子４３０−１に第１制御電圧Ｃ５１を出力し、第２のバッファアンプ４１０−２のバッファアンプ４１２を構成するトランジスタのゲートに接続される第２制御端子４３０−２に第２制御電圧Ｃ５２を出力する。振幅・位相制御部４４０における振幅及び位相の調整方法についての詳細は、後述する。
【０１２１】
以上のように構成された直交信号生成回路４００の動作について説明する。
【０１２２】
第１のバッファアンプ４１０−１において、バッファアンプ４１１は、振幅・位相制御部４４０から与えられる第１制御電圧Ｃ４１に応じて、第１位相信号Ｓ１１を増幅して第１位相信号Ｓ４１として出力する。バッファアンプ４１２は、振幅・位相制御部４４０から与えられる第２制御電圧Ｃ４２に応じて、第１位相信号Ｓ４１を増幅して第１位相信号Ｓ５１として出力する。
【０１２３】
同様に、第２のバッファアンプ４１０−２において、バッファアンプ４１１は、振幅・位相制御部４４０から与えられる第１制御電圧Ｃ５１に応じて、第２位相信号Ｓ１２を増幅して第２位相信号Ｓ４２として出力する。バッファアンプ４１２は、振幅・位相制御部４４０から与えられる第２制御電圧Ｃ５２に応じて、第１位相信号Ｓ４２を増幅して第２位相信号Ｓ５２として出力する。
【０１２４】
本実施の形態では、第１及び第２のバッファアンプ４１０−１，４１０−２を構成するバッファアンプ４１１のトランジスタのゲート幅Ｗ１と、バッファアンプ４１２のトランジスタのゲート幅Ｗ２とが異なる。トランジスタのゲート幅が異なると、トランジスタのゲートの寄生容量が変わる。そのため、第１制御電圧と第２制御電圧とを同じとし、同じバイアス条件を与えた場合においても、バッファアンプ４１１と、バッファアンプ４１２とでは、通過移相量及び利得可変量が異なる。すなわち、第１制御電圧と第２制御電圧とに同じバイアス条件を与えた場合においても、バッファアンプ４１０−１（バッファアンプ４１０−２）の通過移相量及び利得可変量が異なる。
【０１２５】
本実施の形態では、この特徴を利用する。例えば、図１３に示すように、第１のバッファアンプ４１０−１のバッファアンプ４１１の第１制御電圧Ｃ４１を上げ（ＵＰ）、第２のバッファアンプ４１０−２のバッファアンプ４１１の第１制御電圧Ｃ５１を、第１制御電圧Ｃ４１と逆方向に制御して下げ（ＤＯＷＮ）、さらに第１のバッファアンプ４１０−１のバッファアンプ４１２の第２制御電圧Ｃ４２を下げ（ＤＯＷＮ）、第２のバッファアンプ４１０−２のバッファアンプ４１２の第２制御電圧Ｃ５２を、第２制御電圧Ｃ４２と逆方向に制御して上げ（ＵＰ）る。このようにして、本実施の形態では、第１位相信号Ｓ１１と第２位相信号Ｓ１２との位相差を調整する。
【０１２６】
すなわち、実施の形態１では、第１のバッファアンプ１２０−１及び第２のバッファアンプ１２０−２が、２つの第１及び第２のトランジスタ１２１，１２２を有し、第１のトランジスタ１２１と第２のトランジスタ１２２とが、カスコード接続されており（又は、第１のトランジスタ１２１と第２のトランジスタ１２２とが、デュアルゲートトランジスタを形成する）、第１制御電圧Ｃ１１と第２制御電圧Ｃ１２とを同じ値だけ変化させた場合において、バッファアンプ１２０−１（バッファアンプ１２０−２）の通過位相量及び利得可変量が異なることを利用した。
【０１２７】
これに対し、本実施の形態では、第１のバッファアンプ４１０−１及び第２のバッファアンプ４１０−２が、２つのバッファアンプ４１１，４１２を有し、ゲート幅Ｗ１のトランジスタにより構成されるバッファアンプ４１１の後段に、ゲート幅Ｗ２（≠Ｗ１）のトランジスタにより構成されるバッファアンプ４１２が接続された構成を採る。この場合においても、ゲート幅が異なるため、第１制御電圧Ｃ４１と第２制御電圧Ｃ４２とを同じ値だけ変化させた場合において、バッファアンプ４１０−１（バッファアンプ４１０−２）の通過位相量及び利得可変量が異なることになる。
【０１２８】
なお、通常、バッファアンプは後段になるほど入力電力が大きくなる。すなわち、バッファアンプ４１１に比べバッファアンプ４１２の入力電力が大きい。そのため、後段のバッファアンプ４１２において、信号を歪ませないようにするためには、バッファアンプ４１２のトランジスタサイズを大きくしておくことが望ましい。したがって、バッファアンプ４１１を構成するトランジスタのゲート幅Ｗ１が、バッファアンプ４１２を構成するトランジスタのゲート幅Ｗ２よりも小さいことが望ましい。
【０１２９】
以上のように、本実施の形態では、第１及び第２のバッファアンプ４１０−１，４１０−２は、ゲート幅Ｗ１の単一のトランジスタで構成されるバッファアンプ４１１及びゲート幅Ｗ２の単一のトランジスタで構成されるバッファアンプ４１２を有し、バッファアンプ４１１の後段にバッファアンプ４１２が接続される。そして、振幅・位相制御部４４０は、第１のバッファアンプ４１０−１及び第２のバッファアンプ４１０−２の第１制御電圧Ｃ４１，Ｃ５１及び第２制御電圧Ｃ４２，Ｃ５２を調整するようにした。
【０１３０】
例えば、振幅・位相制御部４４０は、第１のバッファアンプ４１０−１のバッファアンプ４１１の第１制御電圧Ｃ４１を上げ（ＵＰ）、第２のバッファアンプ４１０−２のバッファアンプ４１１の第１制御電圧Ｃ５１を、第１制御電圧Ｃ４１と逆方向に制御して下げ（ＤＯＷＮ）、さらに第１のバッファアンプ４１０−１のバッファアンプ４１２の第２制御電圧Ｃ４２を下げ（ＤＯＷＮ）、第２のバッファアンプ４１０−２のバッファアンプ４１２の第２制御電圧Ｃ５２を、第２制御電圧Ｃ４２と逆方向に制御して上げ（ＵＰ）る（図１３参照）。
【０１３１】
上述したようにバッファアンプ４１１とバッファアンプ４１２とはゲート幅が異なるので、第１制御電圧Ｃ４１（第１制御電圧Ｃ５１）と第２制御電圧Ｃ４２（第２制御電圧Ｃ５２）とを同じ値だけ変化させた場合において、バッファアンプ４１０−１（バッファアンプ４１０−２）の通過移相量及び利得可変量が異なる。そのため、振幅・位相制御部４４０が、上述のように制御することにより、第１位相信号Ｓ５１と第２位相信号Ｓ５２との振幅をあわせつつ、第１位相信号Ｓ５１と第２位相信号Ｓ５２の位相差を９０度に近づけることができ、高精度な直交信号生成回路を提供することが可能となる。
【０１３２】
なお、以上の説明では、各バッファアンプ４１１，４１２にソース接地型のトランジスタを用いる場合について説明したが、これに限らない。例えば、各バッファアンプ４１１，４１２にゲート接地型のトランジスタを用いて、ソースバイアス又はゲートバイアスの少なくともどちらか一方に印可する制御電圧を調整するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明に係る直交信号生成回路は、バッファアンプの制御電圧を調整することによる振幅・位相調整機能を有し、利得を維持しつつ直交信号の９０度位相差を調整することができ、ミリ波帯におけるＣＭＯＳプロセスを用いた送受信回路等での直交信号生成回路として有用である。
【符号の説明】
【０１３４】
１００，３００，４００  直交信号生成回路
１１０  ハイブリッド回路
１２０−１，４１０−１  第１のバッファアンプ
１２０−２，４１０−２  第２のバッファアンプ
１２１  第１のトランジスタ
１２２  第２のトランジスタ
１２３，１２４  整合回路
１２５，１２６  チョークコイル
１３０−１，１４０−１，３２０−１，３３０−１，４２０−１，４３０−１  第１制御端子
１３０−２，１４０−２，３２０−２，３３０−２，４２０−２，４３０−２  第２制御端子
１５０，３４０，４４０  振幅・位相制御部
２００  発振器
３１０−１  第３のバッファアンプ
３１０−２  第４のバッファアンプ
４１１，４１２  バッファアンプ
【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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【図１３】
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