(57)【要約】【課題】  小容量チップコンデンサの自己共振周波数を利用して、周波数の選択性を高めた、集中定数を用いたＳＨＦ帯アクティブミキサー回路を提供する。【解決手段】  トランジスタＴｒのベースに高周波信号ＲＦがコンデンサＣ1を介して入力され、トランジスタＴｒのコレクタからコンデンサＣ4を介して中間周波数信号ＩＦが出力され、トランジスタＴｒのエミッタ側に局発信号ＬｏがコンデンサＣ5を介して入力され、当該エミッタにコンデンサＣ6を介して接地されると共に、コイルＬ3と抵抗Ｒ3の直列回路を介して接地され、コンデンサＣ6が、同調周波数として自己共振周波数を有し、コイルＬ3が、同調周波数以外の帯域におけるインピーダンスを高くするよう設定されているアクティブミキサー回路である。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランジスタを備える、集中定数を用いたＳＨＦ帯アクティブミキサー回路であって、
高周波信号が入力される入力端子が第１のコンデンサを介して前記トランジスタのベースに接続され、
電源電圧が第１のコイルと第２のコンデンサの並列接続の同調回路を介して前記トランジスタのコレクタに接続され、
前記コレクタには第３のコンデンサを介して出力端子が接続され、
局発信号が入力される入力端子が第４のコンデンサを介して前記トランジスタのエミッタに接続され、
前記エミッタは、第５のコンデンサを介して接地されると共に、第２のコイルと抵抗の直列回路を介して接地され、
前記第５のコンデンサは、同調周波数として自己共振周波数を有する集中型同調回路であり、前記第２のコイルは、前記同調周波数以外の帯域におけるインピーダンスを高くするよう設定されていることを特徴とするアクティブミキサー回路。
【請求項２】
第５のコンデンサは、０．１ｐＦ〜１ｐＦの容量、６ＧＨｚ〜２０ＧＨｚの共振周波数を有することを特徴とする請求項１記載のアクティブミキサー回路。
【請求項３】
トランジスタを備える、集中定数を用いたＳＨＦ帯アクティブミキサー回路であって、
高周波信号が入力される入力端子が第１のコンデンサを介して前記トランジスタのベースに接続され、
電源電圧が第１のコイルと第２のコンデンサの並列接続の同調回路を介して前記トランジスタのコレクタに接続され、
前記コレクタには第３のコンデンサを介して出力端子が接続され、
局発信号が入力される入力端子が第４のコンデンサを介して前記トランジスタのエミッタに接続され、
前記エミッタは、第５のコンデンサを介して接地されると共に、抵抗を介して接地され、
前記第５のコンデンサは、同調周波数として自己共振周波数を有する集中型同調回路であることを特徴とするアクティブミキサー回路。
【請求項４】
第５のコンデンサは、０．１ｐＦ〜１ｐＦの容量、６ＧＨｚ〜２０ＧＨｚの共振周波数を有することを特徴とする請求項３記載のアクティブミキサー回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブミキサー回路に係り、特に、ＳＨＦ（Super High Frequency：超高周波）帯において集中定数を用いて容易に周波数の選択性が得られるアクティブミキサー回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
２つの異なる周波数を入力すると、その和と差の周波数を出力する混合器が知られている。
そして、混合器は、ダイオードを用いる受動型（パッシブミキサー回路）とトランジスタを用いる能動型（アクティブミキサー回路）とに分類でき、アクティブミキサー回路は、利得があるため、後続段から発生するノイズを減少させることができ、ＲＦ（高周波又は無線周波数）システムで採用されている。
特に、アクティブミキサー回路においては、ミキシングによる不要波を除去するために、周波数の選択性が重要視される。
【０００３】
［従来のアクティブミキサー回路：図５］
次に、従来のアクティブミキサー回路について図５を参照しながら説明する。図５は、従来のアクティブミキサー回路の構成図である。
図５に示すように、高周波又は無線周波数（ＲＦ）信号がコンデンサＣ1を介してトランジスタＴｒのベースに入力され、電源電圧ＶccがコイルＬ1とコンデンサＣ3の並列接続を介してトランジスタＴｒのコレクタに印加され、また、電源電圧Ｖccは抵抗Ｒ1を介してベースに印加され、当該ベースには抵抗Ｒ2の一端が接続され、抵抗Ｒ2の他端は接地されている。
【０００４】
電源電圧Ｖccが供給される端子側にコンデンサＣ2の一端が接続され、他端が接地されている。
また、トランジスタＴｒのコレクタには、コンデンサＣ4を介して中間周波数（ＩＦ：Intermediate Frequency）信号が出力される出力端子が接続されている。
【０００５】
更に、トランジスタＴｒのエミッタには、局発信号（Ｌｏ）がコンデンサＣ5を介して入力され、当該エミッタは抵抗Ｒ3を介して接地され、当該エミッタにはコイルＬ2の一端が接続され、コイルＬ2の他端はコンデンサＣ6の一端に接続され、コンデンサＣ6の他端が接地されている。
【０００６】
図５のアクティブミキサー回路において、周波数の選択性を高めるために、トランジスタＴｒのコレクタ側に、並列接続のコイルＬ1とコンデンサＣ3の同調回路を設けることや、エミッタ側に直列接続のコイルＬ2とコンデンサＣ6の同調回路を設けることが知られている。
【０００７】
ここで、所望の同調したい周波数において、コレクタ側のインピーダンスを高くし、エミッタ側のインピーダンスを低くすることで、周波数の選択性を確保している。
尚、図５では、簡易的にトランジスタを用いたシングルミキサー回路を示したが、トランジスタをＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果型トランジスタ）にした場合、ベースをゲートに、コレクタをドレインに、エミッタをソースに置き換えることで、その他の構成を共通にすることができる。
【０００８】
［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特開平０４−２０７２１０号公報「ミキサ」（出願人：松下電器産業株式会社）［特許文献１］、特開平１１−３５５０９８号公報「アクティブバラン、バランスミクサおよび通信装置」（出願人：三菱電機株式会社）［特許文献２］、特開２００４−２６６５８３号公報「圧電発振器」（出願人：東洋通信機株式会社）［特許文献３］がある。
【０００９】
特許文献１には、ミキサにおいて、定電流源及び高周波信号入力の機能を持つトランジスタのエミッタに抵抗と容量を並列に接続し接地することで、変換利得を損なうことなく、安定させることが示されている。
【００１０】
特許文献２には、アクティブバランにおいて、ＦＥＴのドレインに接続された第1の抵抗と地導体との間に、ソースに接続された第２の抵抗と地導体との間に、それぞれ第３の抵抗と第１のインダクタの並列接続回路と、第４の抵抗と第２のインダクタの並列接続回路を挿入し、ゲートから入力された信号をドレイン及びソースより互いに逆位相で出力することが示されている。
【００１１】
特許文献３は、コルピッツ型圧電発振器ではあるが、トランジスタのエミッタからの信号をベースに帰還し、更に、エミッタ側に負性抵抗を制御する共振回路が設けられている構成が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平０４−２０７２１０号公報
【特許文献２】特開平１１−３５５０９８号公報
【特許文献３】特開２００４−２６６５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来のアクティブミキサー回路では、ＳＨＦ帯になると、集中定数で同調回路を構成するのは同調周波数がチップインダクタの自己共振周波数より大きくなるため困難になるという問題点があり、かといって、分布定数では基板配線パターンや部品配置が制限を受けることになるという問題点があった。
【００１４】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、小容量チップコンデンサの自己共振周波数を利用して、周波数の選択性を高めた、集中定数を用いたＳＨＦ帯アクティブミキサー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】
【００１５】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、トランジスタを備え、集中定数を用いたＳＨＦ帯アクティブミキサー回路であって、高周波信号が入力される入力端子が第１のコンデンサを介してトランジスタのベースに接続され、電源電圧が第１のコイルと第２のコンデンサの並列接続の同調回路を介してトランジスタのコレクタに接続され、コレクタには第３のコンデンサを介して出力端子が接続され、局発信号が入力される入力端子が第４のコンデンサを介してトランジスタのエミッタに接続され、エミッタは、第５のコンデンサを介して接地されると共に、第２のコイルと抵抗の直列回路を介して接地され、第５のコンデンサは、同調周波数として自己共振周波数を有する集中型同調回路であり、第２のコイルは、同調周波数以外の帯域におけるインピーダンスを高くするよう設定されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明は、上記アクティブミキサー回路において、第５のコンデンサが、０．１ｐＦ〜１ｐＦの容量、６ＧＨｚ〜２０ＧＨｚの共振周波数を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明は、トランジスタを備え、集中定数を用いたＳＨＦ帯アクティブミキサー回路であって、高周波信号が入力される入力端子が第１のコンデンサを介してトランジスタのベースに接続され、電源電圧が第１のコイルと第２のコンデンサの並列接続の同調回路を介してトランジスタのコレクタに接続され、コレクタには第３のコンデンサを介して出力端子が接続され、局発信号が入力される入力端子が第４のコンデンサを介してトランジスタのエミッタに接続され、エミッタは、第５のコンデンサを介して接地されると共に、抵抗を介して接地され、第５のコンデンサは、同調周波数として自己共振周波数を有する集中型同調回路であることを特徴とする。
【００１８】
本発明は、上記アクティブミキサー回路において、第５のコンデンサが、０．１ｐＦ〜１ｐＦの容量、６ＧＨｚ〜２０ＧＨｚの共振周波数を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、高周波信号が入力される入力端子が第１のコンデンサを介してトランジスタのベースに接続され、電源電圧が第１のコイルと第２のコンデンサの並列接続の同調回路を介してトランジスタのコレクタに接続され、コレクタには第３のコンデンサを介して出力端子が接続され、局発信号が入力される入力端子が第４のコンデンサを介してトランジスタのエミッタに接続され、エミッタは、第５のコンデンサを介して接地されると共に、第２のコイルと抵抗の直列回路を介して接地され、第５のコンデンサは、同調周波数として自己共振周波数を有する集中定数型同調回路であり、第２のコイルは、同調周波数以外の帯域におけるインピーダンスを高くするよう設定されているアクティブミキサー回路としているので、コンデンサの自己共振周波数を利用して、周波数の選択性を高めることができる効果がある。
【００２０】
本発明によれば、高周波信号が入力される入力端子が第１のコンデンサを介してトランジスタのベースに接続され、電源電圧が第１のコイルと第２のコンデンサの並列接続の同調回路を介してトランジスタのコレクタに接続され、コレクタには第３のコンデンサを介して出力端子が接続され、局発信号が入力される入力端子が第４のコンデンサを介してトランジスタのエミッタに接続され、エミッタは、第５のコンデンサを介して接地されると共に、抵抗を介して接地され、第５のコンデンサは、同調周波数として自己共振周波数を有する集中定数型同調回路であるアクティブミキサー回路としているので、コンデンサの自己共振周波数を利用して、周波数の選択性を高めることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る第１のアクティブミキサー回路の構成図である。
【図２】第１の回路におけるエミッタ側インピーダンス周波数特性を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る第２のアクティブミキサー回路の構成図である。
【図４】第２の回路におけるエミッタ側インピーダンス周波数特性を示す図である。
【図５】従来のアクティブミキサー回路の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係るアクティブミキサー回路は、トランジスタのベースに高周波がコンデンサを介して入力され、トランジスタのエミッタ側に局発信号がコンデンサを介して入力され、当該エミッタに抵抗とコンデンサの並列回路が接続され、当該並列回路のコンデンサが、同調周波数として自己共振周波数を有する集中定数型同調回路としているので、コンデンサの自己共振周波数を利用して、周波数の選択性を高めることができる。
【００２３】
また、本発明の実施の形態に係るアクティブミキサー回路は、上記回路において、エミッタと抵抗との間にコイルを挿入し、当該コイルが、同調周波数以外の帯域におけるインピーダンスを高くするよう設定されるようにしているので、コンデンサの自己共振周波数を利用して、周波数の選択性を高めることができる。
【００２４】
尚、請求項における第１のコンデンサはコンデンサＣ1に、第２のコンデンサはコンデンサＣ3に、第３のコンデンサはコンデンサＣ4に、第４のコンデンサはコンデンサＣ5に、第５のコンデンサはコンデンサＣ6に、第１のコイルはコイルＬ1に、第２のコイルはコイルＬ3に、抵抗は抵抗Ｒ3に相当している。
【００２５】
［第１のアクティブミキサー回路：図１］
本発明の実施の形態に係る第１のアクティブミキサー回路について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る第１のアクティブミキサー回路の構成図である。
本発明の実施の形態に係る第１のアクティブミキサー回路（第１の回路）は、図１に示すように、高周波又は無線周波数（ＲＦ）信号が入力される高周波入力端子がコンデンサＣ1を介してトランジスタＴｒのベースに接続され、電源電圧Ｖccが供給される電源端子がコイルＬ1とコンデンサＣ3の並列接続を介してトランジスタＴｒのコレクタに接続され、また、電源端子は抵抗Ｒ1を介してベースに接続され、当該ベースには抵抗Ｒ2の一端が接続され、抵抗Ｒ2の他端は接地されている。
【００２６】
ここで、高周波入力端子には、ＳＨＦ帯の高周波信号が入力されるものを想定している。
電源電圧Ｖccが供給される電源端子側にコンデンサＣ2の一端が接続され、他端が接地されている。
また、トランジスタＴｒのコレクタには、コンデンサＣ4を介して中間周波数（ＩＦ：Intermediate Frequency）が出力される出力端子が接続されている。
【００２７】
更に、トランジスタＴｒのエミッタには、局発信号Ｌｏが入力される局発信号入力端子がコンデンサＣ5を介して接続され、当該エミッタは抵抗Ｒ3を介して接地され、また当該エミッタにはコンデンサＣ6の一端に接続され、コンデンサＣ6の他端が接地されている。
【００２８】
第１の回路では、エミッタ側の集中定数型同調回路としてコンデンサＣ6が持つ自己共振周波数を利用するものである。
近年、０．１ｐＦ〜１ｐＦの小容量のチップコンデンサが実現されており、それらは６〜２０ＧＨｚ超の共振周波数を持っており、チップ単体でＳＨＦ帯の同調回路を構成可能である。
【００２９】
［エミッタ側インピーダンス周波数特性：図２］
第１の回路におけるエミッタ側インピーダンス周波数特性について図２を参照しながら説明する。図２は、第１の回路におけるエミッタ側インピーダンス周波数特性を示す図である。
第１の回路に基づいて、６．５〜７ＧＨｚ帯のミキサー回路を構成してシミュレーションを行った結果が図２である。
図２に示すように、コンデンサＣ6に、共振周波数が６．５〜７．５ＧＨｚのチップコンデンサを適用することで、周波数の選択性が出ていることが分かる。
【００３０】
［第２のアクティブミキサー回路：図３］
次に、本発明の実施の形態に係る第２のアクティブミキサー回路について図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る第２のアクティブミキサー回路の構成図である。
本発明の実施の形態に係る第２のアクティブミキサー回路（第２の回路）は、図３に示すように、高周波（ＲＦ）信号が入力される高周波入力端子がコンデンサＣ1を介してトランジスタＴｒのベースに接続され、電源電圧Ｖccが供給される電源端子がコイルＬ1とコンデンサＣ3の並列接続を介してトランジスタＴｒのコレクタに接続され、また、電源端子は抵抗Ｒ1を介してベースに接続され、当該ベースには抵抗Ｒ2の一端が接続され、抵抗Ｒ2の他端は接地されている。
【００３１】
ここで、高周波入力端子には、ＳＨＦ帯の高周波信号が入力されるものを想定している。
電源電圧Ｖccが供給される電源端子側にコンデンサＣ2の一端が接続され、他端が接地されている。
また、トランジスタＴｒのコレクタには、コンデンサＣ4を介して中間周波数（ＩＦ）が出力される出力端子が接続されている。
【００３２】
更に、トランジスタＴｒのエミッタには、局発信号Ｌｏが入力される局発信号入力端子がコンデンサＣ5を介して接続され、当該エミッタはコンデンサＣ6の一端が接続され、その他端が接地され、また当該エミッタにはコイルＬ3の一端に接続され、コイルＬ3の他端が抵抗Ｒ3を介して接地されている。
【００３３】
第２の回路では、更に周波数の選択性を高めるため、同調周波数（コンデンサＣ6の自己共振周波数）以外の周波数におけるエミッタ端子のインピーダンスを高くするために、抵抗Ｒ3へ直列にチップインダクタＬ3を接続している。
つまり、集中型同調回路であるコンデンサＣ6で周波数の選択性の特性を出し、コイルＬ3でその周波数以外の周波数部分で高インピーダンスの特性となるようにしている。
【００３４】
これは、エミッタ側における所望の周波数のインピーダンスを低くするのとは逆の発想で、不要な周波数におけるインピーダンスを高くすることを意味する。
第２の回路では、コンデンサＣ6で周波数の選択性の特性を出すため、コイルＬ3において所望周波数への同調は必要ないため、集中定数での構成が容易に実現できる。
【００３５】
［エミッタ側インピーダンス周波数特性：図４］
第２の回路におけるエミッタ側インピーダンス周波数特性について図４を参照しながら説明する。図４は、第２の回路におけるエミッタ側インピーダンス周波数特性を示す図である。
コイルＬ3を追加した第２の回路では、６．５〜７ＧＨｚ以外の帯域外でインピーダンスが高くなっており、更に周波数の選択性が高くなっていることが分かる。
【００３６】
尚、図３の第２の回路において、コイルＬ3を入れる代わりに抵抗Ｒ3の値を大きくすることも考えられるが、抵抗Ｒ3の値を大きくすると、トランジスタの電流が小さくなって、変換ゲインが小さくなるという弊害が出る。
それを直流（ＤＣ）的に補正するために、ベースバイアスを決める抵抗Ｒ1，Ｒ2を変更してもよいが、電源電圧による制限を受けることになる。
しかし、コイルＬ3を付加する場合は、ＤＣ的な電圧・電流を変化させることはないので、容易にエミッタ側の高周波インピーダンスを上げることが可能となる。
【００３７】
［実施の形態の効果］
第１の回路によれば、トランジスタＴｒのエミッタに抵抗Ｒ3とコンデンサＣ6の並列回路を接続し、コンデンサＣ6が、自己共振周波数を備える集中定数同調回路としており、周波数の選択性を向上させることができる効果がある。
【００３８】
第２の回路によれば、トランジスタＴｒのエミッタにコイルＬ3と抵抗Ｒ3の直列回路を接続すると共に、コンデンサＣ6を並列に接続し、コンデンサＣ6が、自己共振周波数を備える集中定数同調回路とし、コイルＬ3が、当該周波数以外の周波数でのインピーダンスを高くしており、周波数の選択性を向上させる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、小容量チップコンデンサの自己共振周波数を利用して、周波数の選択性を高めた、集中定数を用いたＳＨＦ帯アクティブミキサー回路に好適である。
【符号の説明】
【００４０】
Ｃ…コンデンサ、  Ｌ…コイル、  Ｒ…抵抗、  Ｔｒ…トランジスタ
【図１】
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【図２】
2011188329.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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