(57)【要約】【課題】回路規模を簡素化した直交ミクサおよびイメージリジェクションミクサを得る。【解決手段】２台の２分配器４、５と、２分配器４で分配された出力信号を移相量ａで移相する移相回路６および移相量ｂで移相する移相回路７と、２分配器５で分配された出力信号を移相量ｃで移相する移相回路８および移相量ｄで移相する移相回路９と、移相回路６と移相回路の出力８を合成する合成器１０と、移相回路７と移相回路９の出力を合成する合成器１１と、合成器１０の出力に接続されたダイオード１４と、合成器１１の出力に接続されたダイオード１５と、ＩＦ周波数用の短絡回路１２、１３と、ＲＦ、ＬＯ周波数用の短絡回路１６、１７とを備え、各移相量ａ〜ｄは、Ｎを整数として、ａ−ｂ−ｃ＋ｄ＝９０＋Ｎ×１８０（度）の関係を有する。【選択図】図１
2008022522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦ信号を入出力するＲＦ端子と、
ＬＯ信号を入力するＬＯ端子と、
ＩＦ信号を入出力する第１のＩＦ端子および第２のＩＦ端子と、
前記ＲＦ端子に接続され、前記ＲＦ信号を２つの出力信号に分配する第１の２分配器と、
前記ＬＯ端子に接続され、前記ＬＯ信号を２つの出力信号に分配する第２の２分配器と、
前記第１の２分配器で分配された２つの出力信号の一方に接続され、ＲＦ周波数において第１の移相量ａを有する第１の移相回路と、
前記第１の２分配器で分配された２つの出力信号の他方に接続され、ＲＦ周波数において第２の移相量ｂを有する第２の移相回路と、
前記第２の２分配器で分配された２つの出力信号の一方に接続され、ＬＯ周波数において第３の移相量ｃを有する第３の移相回路と、
前記第２の２分配器で分配された２つの出力信号の他方に接続され、ＬＯ周波数において第４の移相量ｄを有する第４の移相回路と、
前記第１の移相回路の出力と前記第３の移相回路の出力とを合成する第１の合成器と、
前記第２の移相回路の出力と前記第４の移相回路の出力とを合成する第２の合成器と、
前記第１の合成器の出力にアノード端子が接続された第１のダイオードと、
前記第２の合成器の出力にアノード端子が接続された第２のダイオードと、
前記第１の合成器の出力と前記第１のダイオードのアノード端子とに接続されたＩＦ周波数用の第１の短絡回路と、
前記第２の合成器の出力と前記第２のダイオードのアノード端子とに接続されたＩＦ周波数用の第２の短絡回路と、
前記第１のダイオードのカソード端子に前記第１のＩＦ端子と並列に接続されたＲＦ、ＬＯ周波数用の第１の短絡回路と、
前記第２のダイオードのカソード端子に前記第２のＩＦ端子と並列に接続されたＲＦ、ＬＯ周波数用の第２の短絡回路と
を備えた直交ミクサであって、
前記第１の移相量ａ、前記第２の移相量ｂ、前記第３の移相量ｃ、および前記第４の移相量ｄは、Ｎを整数として、
ａ−ｂ−ｃ＋ｄ＝９０＋Ｎ×１８０（度）
の関係を有することを特徴とする直交ミクサ。
【請求項２】
請求項１に記載の直交ミクサにおいて、
前記第１の移相量ａ、前記第２の移相量ｂ、前記第３の移相量ｃ、および前記第４の移相量ｄは、Ｎを整数として、さらに、
ａ−ｂ＋ｃ−ｄ＝１８０＋Ｎ×３６０（度）
の関係を有することを特徴とする直交ミクサ。
【請求項３】
請求項１に記載の直交ミクサにおいて、
前記第１の移相量ａおよび前記第２の移相量ｂは、Ｎを整数として、さらに、
ａ−ｂ＝９０＋Ｎ×１８０（度）
の関係を有することを特徴とする直交ミクサ。
【請求項４】
請求項１に記載の直交ミクサにおいて、
前記第３の移相量ｃおよび前記第４の移相量ｄは、Ｎを整数として、さらに、
ｃ−ｄ＝９０＋Ｎ×１８０（度）
の関係を有することを特徴とする直交ミクサ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の直交ミクサにおいて、
前記第１の移相回路、前記第２の移相回路、前記第３の移相回路、および前記第４の移相回路のそれぞれは、所望の位相量を得る際の周波数を可変する容量可変デバイスまたはインダクタンス可変デバイスを有することを特徴とする直交ミクサ。
【請求項６】
請求項５に記載の直交ミクサにおいて、
ＬＯ周波数を変化させるための制御信号に同期して、ミクサに入力されるＲＦ周波数およびＬＯ周波数において所望の移相量が得られるように、前記容量可変デバイスの容量値または前記インダクタンス可変デバイスのインダクタンス値を制御する周波数調整手段をさらに備えることを特徴とする直交ミクサ。
【請求項７】
ＲＦ信号を入出力するＲＦ端子と、
ＬＯ信号を入力するＬＯ端子と、
ＩＦ信号を入出力するＩＦ端子と、
前記ＲＦ端子に接続され、前記ＲＦ信号を２つの出力信号に分配する第１の２分配器と、
前記ＬＯ端子に接続され、前記ＬＯ信号を２つの出力信号に分配する第２の２分配器と、
前記第１の２分配器で分配された２つの出力信号の一方に接続され、ＲＦ周波数において第１の移相量ａを有する第１の移相回路と、
前記第１の２分配器で分配された２つの出力信号の他方に接続され、ＲＦ周波数において第２の移相量ｂを有する第２の移相回路と、
前記第２の２分配器で分配された２つの出力信号の一方に接続され、ＬＯ周波数において第３の移相量ｃを有する第３の移相回路と、
前記第２の２分配器で分配された２つの出力信号の他方に接続され、ＬＯ周波数において第４の移相量ｄを有する第４の移相回路と、
前記第１の移相回路の出力と前記第３の移相回路の出力とを合成する第１の合成器と、
前記第２の移相回路の出力と前記第４の移相回路の出力とを合成する第２の合成器と、
前記第１の合成器の出力にアノード端子が接続された第１のダイオードと、
前記第２の合成器の出力にアノード端子が接続された第２のダイオードと、
前記第１の合成器の出力と前記第１のダイオードのアノード端子とに接続されたＩＦ周波数用の第１の短絡回路と、
前記第２の合成器の出力と前記第２のダイオードのアノード端子とに接続されたＩＦ周波数用の第２の短絡回路と、
前記第１のダイオードのカソード端子に接続されたＲＦ、ＬＯ周波数用の第１の短絡回路と、
前記第２のダイオードのカソード端子に接続されたＲＦ、ＬＯ周波数用の第２の短絡回路と、
前記第１のダイオードのカソード端子および前記第２のダイオードのカソード端子と、前記ＩＦ端子との間に接続された９０度ハイブリッド回路と
を備えたイメージリジェクションミクサであって、
前記第１の移相量ａ、前記第２の移相量ｂ、前記第３の移相量ｃ、および前記第４の移相量ｄは、Ｎを整数として、
ａ−ｂ−ｃ＋ｄ＝９０＋Ｎ×３６０（度）
の関係を有することを特徴とするイメージリジェクションミクサ。
【請求項８】
請求項７に記載のイメージリジェクションミクサにおいて、
前記第１の移相量ａ、前記第２の移相量ｂ、前記第３の移相量ｃ、および前記第４の移相量ｄは、Ｎを整数として、さらに、
ａ−ｂ＋ｃ−ｄ＝１８０＋Ｎ×３６０（度）
の関係を有することを特徴とするイメージリジェクションミクサ。
【請求項９】
請求項７に記載のイメージリジェクションミクサにおいて、
前記第１の移相量ａおよび前記第２の移相量ｂは、Ｎを整数として、さらに、
ａ−ｂ＝９０＋Ｎ×１８０（度）
の関係を有することを特徴とするイメージリジェクションミクサ。
【請求項１０】
請求項７に記載のイメージリジェクションミクサにおいて、
前記第３の移相量ｃおよび前記第４の移相量ｄは、Ｎを整数として、さらに、
ｃ−ｄ＝９０＋Ｎ×１８０（度）
の関係を有することを特徴とするイメージリジェクションミクサ。
【請求項１１】
請求項７ないし１０のいずれか１項に記載のイメージリジェクションミクサにおいて、
前記第１の移相回路、前記第２の移相回路、前記第３の移相回路、および前記第４の移相回路のそれぞれは、所望の位相量を得る際の周波数を可変する容量可変デバイスまたはインダクタンス可変デバイスを有することを特徴とするイメージリジェクションミクサ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のイメージリジェクションミクサにおいて、
ＬＯ周波数を変化させるための制御信号に同期して、ミクサに入力されるＲＦ周波数およびＬＯ周波数において所望の移相量が得られるように、前記容量可変デバイスの容量値または前記インダクタンス可変デバイスのインダクタンス値を制御する周波数調整手段をさらに備えることを特徴とするイメージリジェクションミクサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波またはミリ波帯の無線通信システム、レーダシステムの送受信装置に用いられる周波数変換器としての直交ミクサおよびイメージリジェクションミクサに関する。
【背景技術】
【０００２】
直交ミクサを構成するには、ＲＦ用９０度ハイブリッド回路、ＬＯ用同相分配器、および単位ミクサがそれぞれ２個必要である。さらに、イメージリジェクションミクサを構成するには、これらの回路に加え、ＩＦ用９０度ハイブリッド回路が必要である。（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】Stephen A Maas著  「Microwave Mixers」 P 280 (Artech House Publishers刊)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術には次のような課題がある。
従来の直交ミクサおよびイメージリジェクションミクサにおいて、ＲＦ周波数とＬＯ周波数が近接している場合、その２つの周波数を、位相関係を利用して分波するために、単位ミクサはバランス形であることが一般的である。そして、その２つの単位ミクサには、ＲＦ周波数用およびＬＯ周波数用の２つのバランおよび２個以上のダイオードが必要である。そのため、回路が複雑になり、サイズも大きくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、回路規模を簡素化した直交ミクサおよびイメージリジェクションミクサを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る直交ミクサは、ＲＦ信号を入出力するＲＦ端子と、ＬＯ信号を入力するＬＯ端子と、ＩＦ信号を入出力する第１のＩＦ端子および第２のＩＦ端子と、ＲＦ端子に接続され、ＲＦ信号を２つの出力信号に分配する第１の２分配器と、ＬＯ端子に接続され、ＬＯ信号を２つの出力信号に分配する第２の２分配器と、第１の２分配器で分配された２つの出力信号の一方に接続され、ＲＦ周波数において第１の移相量ａを有する第１の移相回路と、第１の２分配器で分配された２つの出力信号の他方に接続され、ＲＦ周波数において第２の移相量ｂを有する第２の移相回路と、第２の２分配器で分配された２つの出力信号の一方に接続され、ＬＯ周波数において第３の移相量ｃを有する第３の移相回路と、第２の２分配器で分配された２つの出力信号の他方に接続され、ＬＯ周波数において第４の移相量ｄを有する第４の移相回路と、第１の移相回路の出力と第３の移相回路の出力とを合成する第１の合成器と、第２の移相回路の出力と第４の移相回路の出力とを合成する第２の合成器と、第１の合成器の出力にアノード端子が接続された第１のダイオードと、第２の合成器の出力にアノード端子が接続された第２のダイオードと、第１の合成器の出力と第１のダイオードのアノード端子とに接続されたＩＦ周波数用の第１の短絡回路と、第２の合成器の出力と第２のダイオードのアノード端子とに接続されたＩＦ周波数用の第２の短絡回路と、第１のダイオードのカソード端子に第１のＩＦ端子と並列に接続されたＲＦ、ＬＯ周波数用の第１の短絡回路と、第２のダイオードのカソード端子に第２のＩＦ端子と並列に接続されたＲＦ、ＬＯ周波数用の第２の短絡回路とを備えた直交ミクサであって、第１の移相量ａ、第２の移相量ｂ、第３の移相量ｃ、および第４の移相量ｄは、Ｎを整数として、ａ−ｂ−ｃ＋ｄ＝９０＋Ｎ×１８０（度）の関係を有するものである。
【０００７】
また、本発明に係るイメージリジェクションミクサは、ＲＦ信号を入出力するＲＦ端子と、ＬＯ信号を入力するＬＯ端子と、ＩＦ信号を入出力するＩＦ端子と、ＲＦ端子に接続され、ＲＦ信号を２つの出力信号に分配する第１の２分配器と、ＬＯ端子に接続され、ＬＯ信号を２つの出力信号に分配する第２の２分配器と、第１の２分配器で分配された２つの出力信号の一方に接続され、ＲＦ周波数において第１の移相量ａを有する第１の移相回路と、第１の２分配器で分配された２つの出力信号の他方に接続され、ＲＦ周波数において第２の移相量ｂを有する第２の移相回路と、第２の２分配器で分配された２つの出力信号の一方に接続され、ＬＯ周波数において第３の移相量ｃを有する第３の移相回路と、第２の２分配器で分配された２つの出力信号の他方に接続され、ＬＯ周波数において第４の移相量ｄを有する第４の移相回路と、第１の移相回路の出力と第３の移相回路の出力とを合成する第１の合成器と、第２の移相回路の出力と第４の移相回路の出力とを合成する第２の合成器と、第１の合成器の出力にアノード端子が接続された第１のダイオードと、第２の合成器の出力にアノード端子が接続された第２のダイオードと、第１の合成器の出力と第１のダイオードのアノード端子とに接続されたＩＦ周波数用の第１の短絡回路と、第２の合成器の出力と第２のダイオードのアノード端子とに接続されたＩＦ周波数用の第２の短絡回路と、第１のダイオードのカソード端子に接続されたＲＦ、ＬＯ周波数用の第１の短絡回路と、第２のダイオードのカソード端子に接続されたＲＦ、ＬＯ周波数用の第２の短絡回路と、第１のダイオードのカソード端子および第２のダイオードのカソード端子と、ＩＦ端子との間に接続された９０度ハイブリッド回路とを備えたイメージリジェクションミクサであって、第１の移相量ａ、第２の移相量ｂ、第３の移相量ｃ、および第４の移相量ｄは、Ｎを整数として、ａ−ｂ−ｃ＋ｄ＝９０＋Ｎ×３６０（度）の関係を有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、２つの２分配器、４つの移相回路、２つの合成器、２つのダイオードを含む構成において、４つの移相回路のそれぞれの移相量を特定の関係を有するように設定することにより、回路規模を簡素化した直交ミクサおよびイメージリジェクションミクサを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の直交ミクサおよびイメージリジェクションミクサの好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
本発明の直交ミクサおよびイメージリジェクションミクサは、４つの移相回路を備え、それぞれの移相量を特定の関係を有するように設定することにより、構成の簡素化を実現するものである。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における直交ミクサの回路図である。本実施の形態１における直交ミクサは、ＲＦ信号を入出力するためのＲＦ端子１、ＬＯ信号を入力するためのＬＯ端子２、ＩＦ信号を入出力するための２つのＩＦ端子３（第１のＩＦ端子および第２のＩＦ端子に相当）を有する。
【００１１】
また、分配器として、ＲＦ端子１から入力されたＲＦ信号を２分配する第１の２分配器４と、ＬＯ端子２から入力されたＬＯ信号を２分配する第２の２分配器５を有する。また、移相回路として、第１の２分配器４に接続され、ＲＦ周波数において第１の移相量ａを有する第１の移相回路６および第２の移相量ｂを有する第２の移相回路７と、第２の２分配器５に接続され、ＬＯ周波数において第３の移相量ｃを有する第３の移相回路８および第４の移相量ｄを有する第４の移相回路９の４回路を備えている。
【００１２】
また、合成器として、第１の移相回路６の出力と第３の移相回路８の出力とを合成する第１の合成器１０、および第２の移相回路７の出力と第４の移相回路９の出力とを合成する第２の合成器１１を有する。
【００１３】
また、ダイオードとして、第１の合成器１０にアノード端子が接続された第１のダイオード１４、および第２の合成器１１にアノード端子が接続された第２のダイオード１５を有する。
【００１４】
また、ＩＦ周波数用の短絡回路として、第１の合成器１０と第１のダイオード１４の直列接続部に接続されたＩＦ周波数用の第１の短絡回路１２、および第２の合成器１１と第２のダイオード１５の直列接続部に接続されたＩＦ周波数用の第２の短絡回路１３を有する。
【００１５】
さらに、ＲＦ、ＬＯ周波数用の短絡回路として、第１のダイオード１４のカソード端子に第１のＩＦ端子と並列に接続される、ＲＦおよびＬＯ周波数の信号を短絡するＲＦ、ＬＯ周波数用の第１の短絡回路１６、および第２のダイオード１５のカソード端子に第２のＩＦ端子と並列に接続される、ＲＦおよびＬＯ周波数の信号を短絡するＲＦ、ＬＯ周波数用の第２の短絡回路１７を有する。
【００１６】
このような図１の構成を有するミクサは、第１の移相回路６〜第４の移相回路９のそれぞれの移相量ａ〜ｄを、Ｎを整数として、下式（１）の関係に設定することにより、直交ミクサとして動作する。
ａ−ｂ−ｃ＋ｄ＝９０＋Ｎ×１８０（度）                                （１）
【００１７】
ここでは、ダウンコンバータの場合を例に、具体的に動作を説明する。ＲＦ端子１から入力されたＲＦ信号は、第１の２分配器４で分配され、それぞれ第１の移相回路６および第２の移相回路７で移相される。さらに、それぞれ第１の合成器１０および第２の合成器１１を通過して、それぞれ第１のダイオード１４および第２のダイオード１５に入力される。
【００１８】
また、ＬＯ端子２から入力されたＬＯ信号は、第２の２分配器５で分配され、それぞれ第３の移相回路８および第４の移相回路９で移相される。さらに、それぞれ第１の合成器１０および第２の合成器１１を通過して、それぞれ第１のダイオード１４および第２のダイオード１５に入力される。
【００１９】
それぞれのダイオードにおいて、入力されたＲＦ信号は、ダウンコンバートされ、ＩＦ信号に変換される。この時、入力されたＲＦ信号における第１の２分配器４、第１の合成器１０、第２の合成器１１、およびそれらを接続する線路での移相量の合計をθＲＦとする。また、入力されたＬＯ信号における第２の２分配器５、第１の合成器１０、第２の合成器１１、およびそれらを接続する線路での移相量の合計をθＬＯとする。
【００２０】
図２は、本発明の実施の形態１における各ダイオードでのＲＦ信号、ＬＯ信号およびＩＦ信号の位相関係を示したものである。第１のダイオード１４からのＩＦ信号と、第２のダイオード１５からのＩＦ信号との位相差は（ａ−ｂ−ｃ＋ｄ）（度）となる。
【００２１】
第１の移相回路６〜第４の移相回路９での各移相量ａ〜ｄが、上式（１）の関係にあるとき、ＩＦ端子３における第１のＩＦ端子（ＩＦ１）と第２のＩＦ端子（ＩＦ２）には、それぞれ９０度の位相差をもったＩＦ信号が出力され、直交ミクサとして動作する。
【００２２】
以上のように、実施の形態１によれば、図１に示したような構成を有するミクサにおいて、４つの移相回路のそれぞれの移相量を式（１）の関係を有するように設定することにより、簡便な構成で直交ミクサとして動作させることが可能となる。この結果、回路構成が複雑にならず、回路規模を簡素化した直交ミクサを得ることができる。
【００２３】
なお、第１のダイオード１４および第２のダイオード１５は、２つのダイオードの向きが同じであれば、アノード、カソード端子を入れ替えてもよい。さらに、以上では、ダウンコンバータとしての動作を説明したが、アップコンバータとしてもよく、その場合にも同様の効果を得ることができる。
【００２４】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２におけるイメージリジェクションミクサの回路図である。本実施の形態２におけるイメージリジェクションミクサは、先の実施の形態１における直交ミクサと比較すると、９０度ハイブリッド回路１８および終端抵抗１９をさらに備え、ＩＦ端子が１端子で構成されている点が異なっている。
【００２５】
９０度ハイブリッド回路１８は、第１のダイオード１４および第２のダイオード１５から出力されたＩＦ信号を、９０度の位相差をつけて合成する。さらに、終端抵抗１９は、イメージ信号からダウンコンバートされたＩＦ信号を吸収する。図３におけるＩＦ端子３は、９０度ハイブリッド回路１８に接続された１端子のみで構成されている。
【００２６】
このような図３の構成を有するミクサは、第１の移相回路６〜第４の移相回路９のそれぞれの移相量ａ〜ｄを、Ｎを整数として、下式（２）の関係に設定することにより、イメージリジェクションミクサとして動作する。
ａ−ｂ−ｃ＋ｄ＝９０＋Ｎ×３６０（度）                                （２）
【００２７】
ここでは、ダウンコンバータの場合を例に、具体的に動作を説明する。ＲＦ端子１から入力されたＲＦ信号は、第１の２分配器４で分配され、それぞれ第１の移相回路６および第２の移相回路７で移相される。さらに、それぞれ第１の合成器１０および第２の合成器１１を通過して、それぞれ第１のダイオード１４および第２のダイオード１５に入力される。
【００２８】
また、ＬＯ端子２から入力されたＬＯ信号は、第２の２分配器５で分配され、それぞれ第３の移相回路８および第４の移相回路９で移相される。さらに、それぞれ第１の合成器１０および第２の合成器１１を通過して、それぞれ第１のダイオード１４および第２のダイオード１５に入力される。
【００２９】
それぞれのダイオードにおいて、入力されたＲＦ信号は、ダウンコンバートされ、ＩＦ信号に変換される。また、同様に、入力されたイメージ信号もダウンコンバートされ、ＩＦ信号と同じ周波数の信号に変換される。これを、便宜上、ＩＦ’信号と呼ぶこととする。これらＩＦ信号、ＩＦ’信号のうち、第１のダイオード１４で変換された信号には、９０度ハイブリッド回路１８による９０度の移相量が付加される。
【００３０】
この時、入力されたＲＦ信号における第１の２分配器４、第１の合成器１０、第２の合成器１１、およびそれらを接続する線路での移相量の合計をθＲＦとする。同様に、イメージ信号の移相量の合計をθＩＭＧとする。また、入力されたＬＯ信号における第２の２分配器５、第１の合成器１０、第２の合成器１１、およびそれらを接続する線路での移相量の合計をθＬＯとする。
【００３１】
図４は、本発明の実施の形態２における各ダイオードでのＲＦ信号、ＬＯ信号、ＩＦ信号およびＩＦ’信号の位相関係を示したものである。第１のダイオード１４からのＩＦ信号と、第２のダイオード１５からのＩＦ信号との位相差は（ａ−ｂ−ｃ＋ｄ−９０）（度）、ＩＦ’信号の位相差は（ａ−ｂ−ｃ＋ｄ＋９０）（度）となる。
【００３２】
第１の移相回路６〜第４の移相回路９での各移相量ａ〜ｄが、上式（２）の関係にあるとき、ＩＦ信号は、同相で合成され、ＩＦ端子３から出力される。一方、ＩＦ’信号は、逆相で合成されるため、ＩＦ端子には出力されない。よって、イメージリジェクションミクサとして動作する。
【００３３】
以上のように、実施の形態２によれば、図３に示したような構成を有するミクサにおいて、４つの移相回路のそれぞれの移相量を式（２）の関係を有するように設定することにより、簡便な構成でイメージリジェクションミクサとして動作させることが可能となる。この結果、回路構成が複雑にならず、回路規模を簡素化したイメージリジェクションミクサを得ることができる。
【００３４】
なお、第１のダイオード１４および第２のダイオード１５は、２つのダイオードの向きが同じであれば、アノード、カソード端子を入れ替えてもよい。さらに、以上では、ダウンコンバータとしての動作を説明したが、アップコンバータとしてもよく、その場合にも同様の効果を得ることができる。
【００３５】
実施の形態３．
本実施の形態３では、ＲＦ端子１とＬＯ端子２との間のアイソレーションを十分に大きくとることができる移相量の設定について説明する。
上述の実施の形態１および実施の形態２においては、第１の移相回路６〜第４の移相回路９の各移相量ａ〜ｄが、Ｎを整数として、直交ミクサにおいては上式（１）、イメージリジェクションミクサにおいては上式（２）の関係になるように設定していた。
【００３６】
これに対して、本実施の形態３では、上式（１）あるいは上式（２）の関係に追加して、下式（３）の関係をさらに有するように設定することで、ＲＦ端子１とＬＯ端子２との間のアイソレーションを十分に大きくとることができる。
ａ−ｂ＋ｃ−ｄ＝１８０＋Ｎ×３６０（度）                              （３）
【００３７】
次に、動作について説明する。ここで、基本構成は、直交ミクサに関しては先の図１の構成と同様であり、イメージリジェクションミクサに関しては先の図３の構成と同じである。ＲＦ端子１とＬＯ端子２との間のアイソレーションを十分に大きくとるための動作は、どちらの構成についても同じである。
【００３８】
ＲＦ端子１から入力されたＲＦ信号は、第１の２分配器４で分配され、それぞれ第１の移相回路６および第２の移相回路７で移相される。さらに、それぞれ第１の合成器１０および第２の合成器１１を通過して、それぞれ第１のダイオード１４および第２のダイオード１５に入力される。
【００３９】
それぞれのダイオードにおいて、不整合により反射波が発生した場合には、第１のダイオード１４からの反射波は、第３の移相回路８を通りＬＯ端子２へ出力され、第２のダイオード１５からの反射波は、第４の移相回路９を通りＬＯ端子２へ出力され、それぞれの反射波が合成される。
【００４０】
合成される際の位相差は、（ａ−ｂ＋ｃ−ｄ）（度）であり、第１の移相回路６〜第４の移相回路９での各移相量ａ〜ｄが上式（３）の関係にあるときには逆相で合成されるため、ＬＯ端子２には出てこない。また、ＬＯ端子２から入力されたＬＯ信号についても、同様にＲＦ端子１には出てこない。
【００４１】
ここで、直交ミクサの場合には、式（１）および式（３）の両方を満足する式は、Ｎ、Ｍを整数として、下式（４）（５）のように書き直すことができる。
ａ−ｂ＝１３５＋（２Ｎ＋Ｍ）×９０（度）                              （４）
ｃ−ｄ＝４５＋（２Ｎ−Ｍ）×９０（度）                                （５）
例えば、Ｎ＝０、Ｍ＝０の時、ａ＝１３５、ｂ＝０、ｃ＝４５、ｄ＝０の場合に上式（４）、（５）の両方を満足する。
【００４２】
また、イメージリジェクションミクサの場合には、式（２）および式（３）の両方を満足する式は、Ｎ、Ｍを整数として、下式（６）（７）のように書き直すことができる。
ａ−ｂ＝１３５＋（Ｎ＋Ｍ）×３６０（度）                              （６）
ｃ−ｄ＝４５＋（Ｎ−Ｍ）×３６０（度）                                （７）
例えば、Ｎ＝０、Ｍ＝０の時、ａ＝１３５、ｂ＝０、ｃ＝４５、ｄ＝０の場合に上式（６）、（７）の両方を満足する。
【００４３】
以上のように、実施の形態３によれば、図１に示したような構成を有する直交ミクサにおいては、４つの移相回路のそれぞれの移相量を式（４）（５）の関係を有するように設定し、図３に示したような構成を有するイメージリジェクションミクサにおいては、４つの移相回路のそれぞれの移相量を式（６）（７）の関係を有するように設定することにより、先の実施の形態１あるいは２の効果に加えて、ＲＦ端子とＬＯ端子との間のアイソレーションを十分に確保できるミクサを得ることができる。
【００４４】
実施の形態４．
本実施の形態４では、ＲＦ端子１における反射特性を大きく改善することができる移相量の設定について説明する。
上述の実施の形態１および実施の形態２においては、第１の移相回路６〜第４の移相回路９の各移相量ａ〜ｄが、Ｎを整数として、直交ミクサにおいては上式（１）、イメージリジェクションミクサにおいては上式（２）の関係になるように設定していた。
【００４５】
これに対して、本実施の形態４では、上式（１）あるいは上式（２）の関係に追加して、下式（８）の関係をさらに有するように設定することで、ＲＦ端子１における反射特性を大きく改善できる。
ａ−ｂ＝９０＋Ｎ×１８０（度）                                        （８）
【００４６】
次に、動作について説明する。ここで、基本構成は、直交ミクサに関しては先の図１の構成と同様であり、イメージリジェクションミクサに関しては先の図３の構成と同じである。ＲＦ端子１における反射特性を大きく改善するための動作は、どちらの構成についても同じである。
【００４７】
ＲＦ端子１から入力されたＲＦ信号は、第１の２分配器４で分配され、それぞれ第１の移相回路６および第２の移相回路７で移相される。さらに、それぞれ第１の合成器１０および第２の合成器１１を通過して、それぞれ第１のダイオード１４および第２のダイオード１５に入力される。
【００４８】
それぞれのダイオードにおいて、不整合により反射波が発生した場合には、それぞれの反射波は、入力時と同じ経路を通りＲＦ端子１に戻り、それぞれの反射波が合成される。合成される際の位相差は、（２ａ−２ｂ）（度）であり、第１の移相回路６および第２の移相回路７での各移相量ａ、ｂが上式（８）の関係にあるときには逆相で合成されるため、ＲＦ端子１には出てこない。
【００４９】
ここで、直交ミクサの場合には、上式（１）および上式（８）の両方を満足する式は、Ｎ、Ｍを整数として、下式（９）（１０）のように書き直すことができる。
ａ−ｂ＝９０＋Ｎ×１８０（度）                                        （９）
ｃ−ｄ＝（Ｎ−Ｍ）×１８０（度）                                    （１０）
例えば、Ｎ＝０、Ｍ＝０の時、ａ＝９０、ｂ＝０、ｃ＝０、ｄ＝０の場合に上式（９）、（１０）の両方を満足する。
【００５０】
また、イメージリジェクションミクサの場合には、上式（２）および上式（８）の両方を満足する式は、Ｎ、Ｍを整数として、下式（１１）（１２）のように書き直すことができる。
ａ−ｂ＝９０＋Ｎ×１８０（度）                                      （１１）
ｃ−ｄ＝（Ｎ−２Ｍ）×１８０（度）                                  （１２）
例えば、Ｎ＝０、Ｍ＝０の時、ａ＝９０、ｂ＝０、ｃ＝０、ｄ＝０の場合に上式（１１１）、（１２）の両方を満足する。
【００５１】
以上のように、実施の形態４によれば、図１に示したような構成を有する直交ミクサにおいては、４つの移相回路のそれぞれの移相量を式（９）（１０）の関係を有するように設定し、図３に示したような構成を有するイメージリジェクションミクサにおいては、４つの移相回路のそれぞれの移相量を式（１１）（１２）の関係を有するように設定することにより、先の実施の形態１あるいは２の効果に加えて、ＲＦ端子の反射特性を大きく改善できるミクサを得ることができる。
【００５２】
実施の形態５．
本実施の形態５では、ＬＯ端子２における反射特性を大きく改善することができる移相量の設定について説明する。
上述の実施の形態１および実施の形態２においては、第１の移相回路６〜第４の移相回路９の各移相量ａ〜ｄが、Ｎを整数として、直交ミクサにおいては上式（１）、イメージリジェクションミクサにおいては上式（２）の関係になるように設定していた。
【００５３】
これに対して、本実施の形態５では、上式（１）あるいは上式（２）の関係に追加して、下式（１３）の関係をさらに有するように設定することで、ＩＦ端子２における反射特性を大きく改善できる。
ｃ−ｄ＝９０＋Ｎ×１８０（度）                                      （１３）
【００５４】
次に、動作について説明する。ここで、基本構成は、直交ミクサに関しては先の図１の構成と同様であり、イメージリジェクションミクサに関しては先の図３の構成と同じである。ＩＦ端子２における反射特性を大きく改善するための動作は、どちらの構成についても同じである。
【００５５】
ＬＯ端子２から入力されたＬＯ信号は、第２の２分配器５で分配され、それぞれ第３の移相回路８および第４の移相回路９で移相される。さらに、それぞれ第１の合成器１０および第２の合成器１１を通過して、それぞれ第１のダイオード１４および第２のダイオード１５に入力される。
【００５６】
それぞれのダイオードにおいて、不整合により反射波が発生した場合には、それぞれの反射波は、入力時と同じ経路を通りＬＯ端子２に戻り、それぞれの反射波が合成される。合成される際の位相差は、（２ｃ−２ｄ）（度）であり、第３の移相回路８および第４の移相回路９での各移相量ｃ、ｄが上式（１３）の関係にあるときには逆相で合成されるため、ＬＯ端子２には出てこない。
【００５７】
ここで、直交ミクサの場合には、上式（１）および上式（１３）の両方を満足する式は、Ｎ、Ｍを整数として、下式（１４）（１５）のように書き直すことができる。
ａ−ｂ＝１８０＋（Ｎ＋Ｍ＋１）×１８０（度）                        （１４）
ｃ−ｄ＝９０＋Ｍ×１８０（度）                                      （１５）
例えば、Ｎ＝−２、Ｍ＝０の時、ａ＝０、ｂ＝０、ｃ＝９０、ｄ＝０の場合に上式（１４）、（１５）の両方を満足する。
【００５８】
また、イメージリジェクションミクサの場合には、上式（２）および上式（１３）の両方を満足する式は、Ｎ、Ｍを整数として、下式（１６）（１７）のように書き直すことができる。
ａ−ｂ＝１８０＋（Ｎ＋２Ｍ＋１）×１８０（度）                      （１６）
ｃ−ｄ＝９０＋Ｍ×１８０（度）                                      （１７）
例えば、Ｎ＝−１、Ｍ＝０の時、ａ＝０、ｂ＝０、ｃ＝９０、ｄ＝０の場合に上式（１６）、（１７）の両方を満足する。
【００５９】
以上のように、実施の形態５によれば、図１に示したような構成を有する直交ミクサにおいては、４つの移相回路のそれぞれの移相量を式（１４）（１５）の関係を有するように設定し、図３に示したような構成を有するイメージリジェクションミクサにおいては、４つの移相回路のそれぞれの移相量を式（１６）（１７）の関係を有するように設定することにより、先の実施の形態１あるいは２の効果に加えて、ＬＯ端子の反射特性を大きく改善できるミクサを得ることができる。
【００６０】
実施の形態６．
次に、実施の形態６〜８を用いて、上述の実施の形態１〜５に記載されたミクサの、移相回路（第１の移相回路６〜第４の移相回路９に相当）の周波数を可変する具体的な手段について説明する。図５は、本発明の実施の形態６における移相回路の構成図である。この図５の位相回路は、一般に用いられるＨＰＦ／ＬＰＦ形の移相回路であり、キャパシタ２０とインダクタ２１から構成される。
【００６１】
また、図６は、本発明の実施の形態６における周波数を可変して移相量を最適化する位相回路の構成図である。図６に示すように、先の図５におけるキャパシタ２０の部分に、バラクタダイオードなどの容量可変デバイス２２、ＤＣ電圧２３、およびＤＣ短絡２４を備えた回路をさらに設けることにより、ＲＦ周波数およびＬＯ周波数に合わせて移相量を最適化することができる。
【００６２】
従来のランゲカプラなどの９０度ハイブリッド回路を用いてＲＦ信号とＬＯ信号を入力する形状のミクサにおいては、ＲＦ信号およびＬＯ信号の移相量をそれぞれの最適値に可変にすることは不可能である。これに対して、本実施の形態６に示した位相回路は、位相回路に含まれる容量値を可変することにより、ＲＦ信号およびＬＯ信号の移相量をそれぞれの最適値に可変することが可能となる。
【００６３】
以上のように、実施の形態６によれば、容量可変デバイスの働きにより、位相回路の周波数をＲＦ周波数およびＬＯ周波数に合わせた上で、先の実施の形態１〜５で説明した第１〜第４の位相回路におけるａ〜ｄの位相関係を常に保つことができる。これにより、直交ミクサにおける直交精度や、イメージリジェクションミクサにおけるイメージリジェクション比の最良値が、ＲＦ周波数の帯域内のどの周波数でも得られるようになり、従来の広帯域ミクサと比較して性能を改善できる。
【００６４】
さらに、近年開発が進められている複数の帯域をまたぐようなマルチバンドシステムにおいても、このような容量可変デバイスを備えた位相回路を適用すれば、デジタル的に容量値を変化させることにより対応が可能であり、この点でも、図６に示した構成は、有効である。
【００６５】
実施の形態７．
本実施の形態７では、上述の実施の形態１から５に記載されたミクサの、移相回路（第１の移相回路６〜第４の移相回路９に相当）の周波数を可変する具体的な手段として、先の実施の形態６とは別の手段について説明する。図７は、本発明の実施の形態７における周波数を可変して移相量を最適化する位相回路の構成図である。
【００６６】
図７に示すように、バラクタダイオードを２個以上直列に並べて容量可変デバイス２２を構成することにより、電力の大きなＬＯ信号が入力された場合にも、ダイオードをキャパシタンスとして機能させることができる。また、個々の容量可変デバイスが直列接続されるので、合成容量値を小さくできる。言い換えれば、容量可変デバイスが１個の時に比べ、個々のデバイスとしては大きな容量値のものを使える効果がある。
【００６７】
以上のように、実施の形態７によれば、直列接続された容量可変デバイスを用いることにより、先の実施の形態６の効果に加え、合成容量値を小さくできる。さらに、電力の大きなＬＯ信号に対してもキャパシタンスとして機能させることが可能となる。
【００６８】
実施の形態８．
本実施の形態８では、上述の実施の形態１から５に記載されたミクサの、移相回路（第１の移相回路６〜第４の移相回路９に相当）の周波数を可変する具体的な手段として、先の実施の形態６、７とは別の手段について説明する。図８は、本発明の実施の形態８における周波数を可変して移相量を最適化する位相回路の構成図である。
【００６９】
図８に示すように、先の図５に示す移相回路におけるインダクタ２１の部分をインダクタンス可変デバイス２１ａに置き換えることにより、ＲＦ周波数およびＬＯ周波数に合わせて移相量を最適化することができる。
【００７０】
従来のランゲカプラなどの９０度ハイブリッド回路を用いてＲＦ信号とＬＯ信号を入力する形状のミクサにおいては、ＲＦ信号およびＬＯ信号の移相量をそれぞれの最適値に可変にすることは不可能である。これに対して、本実施の形態８に示した位相回路は、位相回路に含まれるインダクタンス値を可変することにより、ＲＦ信号およびＬＯ信号の移相量をそれぞれの最適値に可変することが可能となる。
【００７１】
以上のように、実施の形態８によれば、インダクタンス可変デバイスの働きにより、位相回路の周波数をＲＦ周波数およびＬＯ周波数に合わせた上で、先の実施の形態１〜５で説明した第１〜第４の位相回路におけるａ〜ｄの位相関係を常に保つことができる。これにより、直交ミクサにおける直交精度や、イメージリジェクションミクサにおけるイメージリジェクション比の最良値が、ＲＦ周波数の帯域内のどの周波数でも得られるようになり、従来の広帯域ミクサと比較して性能を改善できる。
【００７２】
さらに、近年開発が進められている複数の帯域をまたぐようなマルチバンドシステムにおいても、このようなインダクタンス可変デバイスを備えた位相回路を適用すれば、デジタル的にインダクタンス値を変化させることにより対応が可能であり、この点でも、図８に示した構成は、有効である。
【００７３】
実施の形態９．
本実施の形態９では、先の実施の形態６〜８に記載されたミクサの、容量可変デバイス２２の容量値、あるいはインダクタンス可変デバイス２１ａのインダクタンス値の制御に関する具体的な方法の一例について説明する。通常、送受信器の中のミクサでは、ＩＦ周波数を固定とし、複数の周波数帯域をもつようなＲＦ周波数に応じてＬＯ周波数を変化させることにより周波数変換を行う。
【００７４】
そこで、本実施の形態９における直交ミクサあるいはイメージリジェクションミクサは、先の実施の形態６〜８で説明した可変容量値あるいは可変インダクタンス値を、ＬＯ周波数を変化させるための制御信号に同期して変化させる周波数可変回路を備えている点を特徴とする。このような周波数可変回路を備えることにより、ＬＯ周波数の変化に応じてＲＦ信号およびＬＯ信号の移相量をそれぞれの最適値に可変することが可能となる。
【００７５】
以上のように、実施の形態９によれば、ＬＯ周波数の変化に応じて、位相回路内の可変容量値あるいは可変インダクタンス値を変化させる周波数可変回路を備えることにより、ＲＦ信号およびＬＯ信号の移相量をそれぞれの最適値に可変することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態１における直交ミクサの回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１における各ダイオードでのＲＦ信号、ＬＯ信号およびＩＦ信号の位相関係を示したものである。
【図３】本発明の実施の形態２におけるイメージリジェクションミクサの回路図である。
【図４】本発明の実施の形態２における各ダイオードでのＲＦ信号、ＬＯ信号、ＩＦ信号およびＩＦ’信号の位相関係を示したものである。
【図５】本発明の実施の形態６における移相回路の構成図である。
【図６】本発明の実施の形態６における周波数を可変して移相量を最適化する位相回路の構成図である。
【図７】本発明の実施の形態７における周波数を可変して移相量を最適化する位相回路の構成図である。
【図８】本発明の実施の形態８における周波数を可変して移相量を最適化する位相回路の構成図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  ＲＦ端子、２  ＬＯ端子、３  ＩＦ端子、４  第１の２分配器、５  第２の２分配器、６  第１の移相回路、７  第２の移相回路、８  第３の移相回路、９  第４の移相回路、１０  第１の合成器、１１  第２の合成器、１２  ＩＦ周波数用の第１の短絡回路、１３  ＩＦ周波数用の第２の短絡回路、１４  第１のダイオード、１５  第２のダイオード、１６  ＲＯ、ＬＯ周波数用の第１の短絡回路、１７  ＲＯ、ＬＯ周波数用の第２の短絡回路、１８  ９０度ハイブリッド回路、１９  終端抵抗、２１ａ  インダクタンス可変デバイス、２２  容量可変デバイス。
【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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