(57)【要約】【課題】高周波信号の飽和電力を従来の２倍に引き上げることができ大電力の高周波信号が得られる周波数変換器を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の周波数変換器１は、２枚の基部導体板２，対向導体板３と、基部導体板２，対向導体板３の間に介設された第１誘電体線路４及び第２誘電体線路５と、第１誘電体線路４の一端に形成された局部発振信号入力端子７と、第１誘電体線路４と第２誘電体線路５とを近接配置して結合させた方向性結合器６と、第１誘電体線路４の他端に形成された第１端子８及び第２誘電体線路５の一端に形成された第２端子９の各々に近接設置されて同一極性方向で直列に接続された第１ダイオード１７及び第２ダイオード１８と、第２誘電体線路５の他端に形成された出力端子１０と、出力端子１０と高周波信号出力端子２８との間に接続されたフィルタ２７とを備える。【選択図】　図１
2004032238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の基部導体板と、前記基部導体板に対向して平行に配設された平板状の対向導体板と、前記基部導体板と前記対向導体板との間に介設された第１誘電体線路及び第２誘電体線路と、
前記第１誘電体線路の一端に形成され局部発振信号を入力する局部発振信号入力端子と、
前記第１誘電体線路と前記第２誘電体線路とを近接配置して結合させ前記第１誘電体線路の前記局部発振信号入力端子から入力された前記局部発振信号の電力を前記第１誘電体線路の他端に形成された第１端子と前記第２誘電体線路の一端に形成された第２端子とに等分配する方向性結合器と、
前記第１端子及び前記第２端子の各々に近接設置されて同一極性方向で直列に接続され入力された中間周波信号と前記局部発振信号から高周波信号を生成する第１ダイオード及び第２ダイオードと、
前記第２誘電体線路の他端に形成された出力端子と、
前記出力端子と高周波信号出力端子との間に接続され前記高周波信号出力端子から前記高周波信号を取り出すフィルタと、
を備えていることを特徴とする周波数変換器。
【請求項２】
前記フィルタが、前記基部導体板と前記対向導体板との間に介設され前記第２誘電体線路に近接設置された誘電体共振器を備えていることを特徴とする請求項１に記載の周波数変換器。
【請求項３】
前記第１ダイオード及び前記第２ダイオードと直列に接続された高周波チョークを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の周波数変換器。
【請求項４】
前記第１ダイオード及び前記第２ダイオードと直列に接続された抵抗を備えていることを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１に記載の周波数変換器。
【請求項５】
前記出力端子と前記フィルタとの間に挿設されたサーキュレータを備え、前記サーキュレータが、前記出力端子に接続されたサーキュレータ入力端子と、前記フィルタに接続されたサーキュレータ出力端子と、終端器が接続されたアイソレーション端子と、を備えていることを特徴とする請求項１乃至４の内いずれか１に記載の周波数変換器。
【請求項６】
前記サーキュレータ入力端子、前記サーキュレータ出力端子及び前記アイソレーション端子が、非放射性誘電体線路で形成されていることを特徴とする請求項５に記載の周波数変換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中間周波信号と局部発振信号から高周波信号を生成する周波数変換器に関するものであり、とくに局部発振信号と高周波信号の伝送線路に非放射性誘電体線路を用いた周波数変換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
非放射性誘電体線路（以下、ＮＲＤガイドという）は、自由空間における半波長以下の間隔で平行に隔てられた基部導体板と対向導体板で誘電体線路を挟装しただけの簡便な構造でありながら、低損失でしかも曲がりや不連続部で不要放射がない特長を有する伝送線路である。このＮＲＤガイドを用いた周波数変換器が既に試作され、テレビ映像多重伝送システム（２０００　Ｔｏｐｉｃａｌ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　ｏｎ　Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ　Ｗａｖｅｓ、テクニカルダイジェスト、ＰＰ．１６９−１７２）などのミリ波通信機器へ応用されている。
【０００３】
以下、ＮＲＤガイドを用いた従来の周波数変換器について説明する。
【０００４】
図３は従来の周波数変換器の一部破断斜視図である。
【０００５】
図３において、１０１は平板状の基部導体板、１０２は基部導体板１０１に対向して平行に配設された対向導体板であり、基部導体板１０１と対向導体板１０２とは半波長以下の間隔で平行に隔てられている。１０３は基部導体板１０１と対向導体板１０２との間に介設されフッ素樹脂等で形成された誘電体線路、１０３ａは誘電体線路１０３の一端に形成され局部発振信号を入力する局部発振信号入力端子、１０４は誘電体線路１０３に接続された第１サーキュレータ、１０５は第１サーキュレータ１０４の第１入力端子、１０６は第１サーキュレータ１０４の第１出力端子、１０７は第１サーキュレータ１０４の第１アイソレーション端子、１０８は第１アイソレーション端子１０７に接続された終端器である。なお、第１サーキュレータ１０４においては、第１入力端子１０５に入力された信号は時計回り方向に隣り合う端子から出力される。
【０００６】
１０９は第２サーキュレータ、１１０は第２サーキュレータ１０９の第２入力端子、１１１は第２サーキュレータ１０９の第２アイソレーション端子、１１２は第２サーキュレータ１０９の第２出力端子である。なお、第２サーキュレータ１０９においては、第２入力端子１１０に入力された信号は、反時計回り方向に隣り合う端子から出力される。
【０００７】
１１３は誘電体基板、１１４は誘電体基板１１３上に実装され第２サーキュレータ１０９の第２出力端子１１２に近接配置されたダイオード、１１５は誘電体基板１１３に接続された中間周波信号入力端子、１１６は第２サーキュレータ１０９の第２アイソレーション端子１１１に接続されたフィルタ、１１７はフィルタ１１６に接続された誘電体線路の一端に形成された高周波信号出力端子である。
【０００８】
以上のように構成された周波数変換器の動作について、以下説明する。
【０００９】
局部発振信号は、局部発振信号入力端子１０３ａから誘電体線路１０３に入力され、第１サーキュレータ１０４の第１入力端子１０５、第１出力端子１０６、第第２サーキュレータ１０９の第２入力端子１１０、第２出力端子１１２と伝送されて、誘電体基板１１３に実装されたダイオード１１４に入力される。
【００１０】
一方、中間周波信号は、中間周波信号入力端子１１５からダイオード１１４へ入力される。ダイオード１１４には、ダイオード１１４に入力された中間周波信号によって、中間周波信号の周波数で周期的に変化する電圧が印加される。一方で、ダイオード１１４のコンダクタンスは、入力された局部発振信号によって、局部発振信号の周波数で周期的に変化する。その結果、ダイオード１１４には、局部発振信号と中間周波信号の周波数の和の周波数と差の周波数をもつ電流が流れる。そのうちの片方が周波数変換によって作り出したい高周波信号となり、他方が不要な信号であるイメージ信号となる。この２つの信号は、第２サーキュレータ１０９の第２出力端子１１２からフィルタ１１６が接続された第２アイソレーション端子１１１へと導かれる。フィルタ１１６に伝送された高周波信号とイメージ信号の内、イメージ信号はフィルタ１１６によって反射されるので、高周波信号が、フィルタ１１６を通過して高周波信号出力端子１１７から出力される。以上のようにして中間周波信号を高周波信号に変換する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の周波数変換器では、中間周波信号の入力電力が小さい場合には生成される高周波信号の電力もほぼ線形に増加するが、中間周波信号の入力電力が増加するにつれて生成される高周波信号の電力が飽和し、大電力の高周波信号が得られないという課題を有していた。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するものであり、高周波信号の飽和電力を、従来の周波数変換器に比べて２倍に引き上げることができ大電力の高周波信号が得られる周波数変換器を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の周波数変換器は、平板状の基部導体板と、前記基部導体板に対向して平行に配設された平板状の対向導体板と、前記基部導体板と前記対向導体板との間に介設された第１誘電体線路及び第２誘電体線路と、前記第１誘電体線路の一端に形成され局部発振信号を入力する局部発振信号入力端子と、前記第１誘電体線路と前記第２誘電体線路とを近接配置して結合させ前記第１誘電体線路の前記局部発振信号入力端子から入力された前記局部発振信号の電力を前記第１誘電体線路の他端に形成された第１端子と前記第２誘電体線路の一端に形成された第２端子とに等分配する方向性結合器と、前記第１端子及び前記第２端子の各々に近接設置されて同一極性方向で直列に接続され入力された中間周波信号と前記局部発振信号から高周波信号を生成する第１ダイオード及び第２ダイオードと、前記第２誘電体線路の他端に形成された出力端子と、前記出力端子と高周波信号出力端子との間に接続され前記高周波信号出力端子から前記高周波信号を取り出すフィルタと、を備えた構成を有している。
【００１４】
この構成により、第１ダイオード，第２ダイオードで生成された高周波信号が第２誘電体線路の出力端子で足し合わされるため、従来のダイオードを１個しか用いていなかった周波数変換器に比べて、高周波信号の飽和電力を２倍に引き上げることができ大電力の高周波信号が得られる周波数変換器を提供することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の周波数変換器は、平板状の基部導体板と、基部導体板に対向して平行に配設された平板状の対向導体板と、基部導体板と対向導体板との間に介設された第１誘電体線路及び第２誘電体線路と、第１誘電体線路の一端に形成され局部発振信号を入力する局部発振信号入力端子と、第１誘電体線路と第２誘電体線路とを近接配置して結合させ第１誘電体線路の局部発振信号入力端子から入力された局部発振信号の電力を第１誘電体線路の他端に形成された第１端子と第２誘電体線路の一端に形成された第２端子とに等分配する方向性結合器と、第１端子及び第２端子の各々に近接設置されて同一極性方向で直列に接続され入力された中間周波信号と局部発振信号から高周波信号を生成する第１ダイオード及び第２ダイオードと、第２誘電体線路の他端に形成された出力端子と、出力端子と高周波信号出力端子との間に接続され高周波信号出力端子から高周波信号を取り出すフィルタと、を備えた構成を有している。
【００１６】
この構成により、以下のような作用が得られる。
【００１７】
（１）第１誘電体線路と第２誘電体線路とを近接配置して結合させて形成した方向性結合器を有しているので、局部発振信号入力端子から入力され方向性結合器で第１端子と第２端子に分配される２つの信号には９０度の位相差が生じ、第１ダイオードと第２ダイオードに入力される局部発振信号の位相は９０度異なる。一方、第１ダイオードと第２ダイオードに入力される中間周波信号の位相は、第１ダイオードと第２ダイオードの間隔が中間周波信号の波長に比べて十分小さいため同相となる。このため、入力された局部発振信号と中間周波信号によって第１ダイオードで生成される高周波信号及びイメージ信号と、第２ダイオードで生成される高周波信号及びイメージ信号にも９０度の位相差が生じる。次に、第１ダイオードで生成された高周波信号とイメージ信号は、方向性結合器によって、局部発振信号入力端子と出力端子に等分配され、第２ダイオードで生成された高周波信号とイメージ信号も、同様に局部発振信号入力端子と出力端子に等分配される。第１ダイオードから出力端子に達する高周波信号及びイメージ信号の位相と、第２ダイオードから出力端子に達する高周波信号及びイメージ信号の位相は同相で、かつ、第１ダイオードから出力端子に達する高周波信号及びイメージ信号の電力と、第２ダイオードから出力端子に達する高周波信号及びイメージ信号の電力は等しいので、出力端子では、２つのダイオードで生成された高周波信号の電力和を出力端子から取り出すことができ、周波数変換器の高周波信号の飽和電力をダイオードを１つしか用いていなかった従来の周波数変換器に比べて２倍に引き上げることができる。
【００１８】
（２）第１ダイオードで生成され第１ダイオードから局部発振信号入力端子に達する高周波信号及びイメージ信号の位相と、第２ダイオードで生成され第２ダイオードから局部発振信号入力端子に達する高周波信号及びイメージ信号の位相には１８０度の位相差が生じており、一方、第１ダイオードから局部発振信号入力端子に達する高周波信号及びイメージ信号の電力と、第２ダイオードから局部発振信号入力端子に達する高周波信号及びイメージ信号の電力は等しいので、第１ダイオードから局部発振信号入力端子に達する高周波信号及びイメージ信号と、第２ダイオードから局部発振信号入力端子に達する高周波信号及びイメージ信号は互いに打ち消し合い、その結果、局部発振信号入力端子からはいずれの信号も出力されない。
【００１９】
（３）出力端子と高周波信号出力端子との間に高周波信号を取り出すフィルタが接続されているので、イメージ信号がフィルタで反射されて高周波信号出力端子から出力されず、高周波信号出力端子からは必要な高周波信号だけを取り出すことができる。
【００２０】
ここで、第１ダイオード、第２ダイオードとしては、ショットキーバリアダイオード，ｐｎ接合ダイオード，点接触ダイオード等が用いられる。
【００２１】
フィルタとしては、マイクロストリップ線路，スロット線路，誘電体共振器等で構成され、若しくは、コイルやコンデンサ等の集中定数素子を用いて構成され、高周波信号を通過させ不要な信号であるイメージ信号等を反射する帯域通過フィルタ等が用いられる。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の周波数変換器であって、フィルタが、基部導体板と対向導体板との間に介設され第２誘電体線路に近接設置された誘電体共振器を備えた構成を有している。
【００２３】
この構成により、請求項１で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
【００２４】
（１）基部導体板と対向導体板との間に介設された誘電体共振器を共振素子としたフィルタは伝送損失が小さいため、ミリ波等の高い周波数帯においても高周波信号をほとんど減衰させることなく周波数変換効率を高めることができる。
【００２５】
（２）誘電体共振器は、熱可塑性樹脂等を用いて第２誘電体線路等と一体形成することができ生産性に優れる。
【００２６】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の周波数変換器であって、第１ダイオード及び第２ダイオードと直列に接続された高周波チョークを備えた構成を有している。
【００２７】
この構成により、請求項１又は２で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
【００２８】
（１）高周波チョークを備えているので、第１ダイオード及び第２ダイオードで生成された高周波信号が中間周波信号源側へ漏れなくなるため、高周波信号出力端子から取り出すことのできる高周波信号の電力が減少するのを防止し周波数変換器の高周波信号の飽和電力が減少するのを防止することができる。これにより、中間周波信号から高周波信号への変換効率を高めることができる。
【００２９】
ここで、高周波チョークとしては、フッ素樹脂製等で形成された誘電体基板に銅箔等の金属箔で形成された伝送線路，コイルやコンデンサ等の集中定数素子等で形成され、高周波信号を遮断してそれより周波数の低い中間周波信号を通過させるものが用いられる。
【００３０】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の内いずれか１に記載の周波数変換器であって、第１ダイオード及び第２ダイオードと直列に接続された抵抗を備えた構成を有している。
【００３１】
この構成により、請求項１乃至３の内いずれか１で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
【００３２】
（１）第１ダイオード及び第２ダイオードで局部発振信号が検波されて生じる検波電流の大きさを最適値に調整し、これをバイアス電流として用いることで、中間周波信号から高周波信号への変換効率を高めることができる。第１ダイオード及び第２ダイオードに直列に接続された抵抗を備えているので、この抵抗値によって検波電流の大きさを容易に調整することができ、中間周波信号から高周波信号への変換効率を容易に高めることができる。検波電流は局部発振信号の電力に応じて変化するので局部発振信号を発振する発振器のバイアス電圧で調整する方法もあるが、発振器のバイアス電圧を変えると局部発振信号の周波数も変化してしまうため電力だけの調整が非常に困難だからである。
【００３３】
ここで、抵抗としては、固定抵抗器，可変抵抗器を用いることができる。可変抵抗器は、抵抗値を連続的に変えることができ調整を容易に行うことができるので好適に用いられる。
【００３４】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の内いずれか１に記載の周波数変換器であって、出力端子とフィルタとの間に挿設されたサーキュレータを備え、サーキュレータが、出力端子に接続されたサーキュレータ入力端子と、フィルタに接続されたサーキュレータ出力端子と、終端器が接続されたアイソレーション端子と、を備えた構成を有している。
【００３５】
この構成により、請求項１乃至４の内いずれか１で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
【００３６】
（１）フィルタで反射されたイメージ信号がアイソレーション端子に接続された終端器で吸収されるため、反射されたイメージ信号が第１ダイオード及び第２ダイオードに戻らず不要な高周波信号が発生しなくなるため、高周波信号出力端子から取り出される高周波信号の周波数や出力の安定性に優れる。
【００３７】
ここで、サーキュレータ入力端子、サーキュレータ出力端子、アイソレーション端子としては、ストリップ線路，ＮＲＤガイド，導波管等で形成されたものが用いられる。
【００３８】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の周波数変換器であって、サーキュレータ入力端子、サーキュレータ出力端子及びアイソレーション端子が、非放射性誘電体線路（ＮＲＤガイド）で形成された構成を有している。
【００３９】
この構成により、請求項５で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
【００４０】
（１）サーキュレータ入力端子等が非放射性誘電体線路（ＮＲＤガイド）で形成されているので、サーキュレータ入力端子等と出力端子等との接続部が不連続であるにも関わらず不要な放射波が発生しないため、サーキュレータの挿入損失を小さくでき、取り出すことができる高周波信号の電力が低下するのを防止し、これにより高周波信号の飽和電力が低下するのを防止することができる。
【００４１】
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００４２】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１における周波数変換器の一部破断斜視図である。
【００４３】
図１において、１は実施の形態１における周波数変換器、２は平板状の基部導体板、３は自由空間における半波長以下の間隔で基部導体板２と平行に配設された対向導体板である。なお、対向導体板３は一部のみを示し内部構造がみえるようにしている。４は基部導体板２と対向導体板３との間に介設された第１誘電体線路、５は基部導体板２と対向導体板３との間に第１誘電体線路４とは別に介設された第２誘電体線路、６は第１誘電体線路４と第２誘電体線路５とを近接設置して結合させて形成した方向性結合器、７は第１誘電体線路４の一端に形成され局部発振信号を入力する局部発振信号入力端子、８は第１誘電体線路４の他端に形成された第１端子、９は第２誘電体線路５の一端に形成された第２端子、１０は第２誘電体線路５の他端に形成された出力端子である。なお、方向性結合器６を構成する第１誘電体線路４と第２誘電体線路５の間隔は、局部発振信号入力端子７から入力された局部発振信号の電力が第１端子８と第２端子９に等分配されるように設定されている。１１，１２は第１端子８，第２端子９の各々と離間して配設された誘電体線路で空隙を備えた整合回路である。
【００４４】
１３は第１誘電体線路４の第１端子８に整合回路１１を介して接続されフッ素樹脂等で形成された誘電体基板、１４は第２誘電体線路５の第２端子９に整合回路１２を介して接続されフッ素樹脂等で形成された誘電体基板、１５，１６は誘電体基板１３，１４上に銅箔等の金属箔で形成され局部発振信号を受信する電極、１７は電極１５に実装され整合回路１１を介して第１端子８に近接設置されたショットキーバリアダイオード等からなる第１ダイオード、１８は電極１６に実装され整合回路１２を介して第２端子９に近接設置されたショットキーバリアダイオード等からなる第２ダイオード、１９，２０，２１，２２は銅箔等の金属箔で誘電体基板１３，１４上に形成され特性インピーダンスが小さい幅広部と特性インピーダンスが大きい幅狭部とが伝送波長の４分の１周期の長さで繰り返し形成された高周波チョークである。高周波チョーク１９，２０は電極１５に接続され、高周波チョーク２１，高周波チョーク２２は電極１６に接続されており、高周波チョーク２０の一端は接地されている。また、高周波チョーク１９と高周波チョーク２２は導線で接続されており、これによって第１ダイオード１７と第２ダイオード１８は直列に接続されている。なお、第１ダイオード１７と第２ダイオード１８は、直列に接続されたときに極性が同一の方向になるように電極１５，１６上に実装されている。
【００４５】
２３は高周波チョーク２１と直列に接続されたコンデンサ、２４はコンデンサ２３と直列に接続され中間周波信号を出力する中間周波信号源、２５は高周波チョーク２１にコンデンサ２３と並列に接続されたチョークコイル、２６はチョークコイル２５と一端が接続され他端で接地された可変抵抗器等の抵抗、２７は基部導体板２と対向導体板３との間に介設され第２誘電体線路５の出力端子１０に近接設置された誘電体共振器２７ａを備えたフィルタ、２８は誘電体線路の端部に形成された高周波信号出力端子である。
【００４６】
以上のように構成された実施の形態１における周波数変換器について、以下その動作を説明する。
【００４７】
局部発振信号は、第１誘電体線路４の局部発振信号入力端子７から入力され、方向性結合器６によって第１端子８と第２端子９に電力が等分配される。なお、位相については、第１端子８に到達する局部発振信号と第２端子９に到達する局部発振信号では、９０度の位相差が生じている。第１端子８，第２端子９に到達した局部発振信号は、整合回路１１，１２を介して、誘電体基板１３，１４上に実装された第１ダイオード１７、第２ダイオード１８へ入力される。
【００４８】
一方、中間周波信号源２４からはコンデンサ２３を介して、第２ダイオード１８、第１ダイオード１７に中間周波信号が入力される。第２ダイオード１８と第１ダイオード１７の間隔は、中間周波信号の波長に対して十分短いので、第２ダイオード１８と第１ダイオード１７に入力される中間周波信号の位相は同相となる。第１ダイオード１７，第２ダイオード１８に入力された中間周波信号と局部発振信号によって、第１ダイオード１７と第２ダイオード１８では高周波信号とイメージ信号が生成されるが、入力される局部発振信号に９０度の位相差が生じているので、第１ダイオード１７で生成される高周波信号とイメージ信号の位相と、第２ダイオード１８で生成される高周波信号とイメージ信号の位相にも、９０度の位相差が生じる。
【００４９】
第１ダイオード１７で生成された高周波信号とイメージ信号は、第１端子８から方向性結合器６へ入力され、その電力は方向性結合器６によって局部発振信号入力端子７と出力端子１０に等分配される。同様に、第２ダイオード１８で生成された高周波信号等も第２端子９から方向性結合器６へ入力され、その電力が局部発振信号入力端子７と出力端子１０に等分配される。第１端子８から入力された高周波信号等が出力端子１０に到達するときには、方向性結合器６で９０度位相が変化するため、第２端子９から入力されて出力端子１０に到達した高周波信号等と同相になり足し合わされる。
【００５０】
一方、第２端子９から入力された高周波信号等が局部発振信号入力端子７に向かうときには、方向性結合器６で位相が９０度変わるため、第１端子８から入力され局部発振信号入力端子７に向かう高周波信号等と１８０度の位相差が生じ互いに打ち消し合う。このため、高周波信号等は局部発振信号入力端子７には現れない。
【００５１】
出力端子１０に到達した高周波信号は、フィルタ２７を通過し高周波信号出力端子２８から取り出される。一方、出力端子１０に到達したイメージ信号は、フィルタ２７で反射されるため、周波数変換器から外部へ漏れることはない。
【００５２】
以上のように実施の形態１における周波数変換器は構成されているので、以下のような作用が得られる。
【００５３】
（１）第１ダイオード，第２ダイオードという２個のダイオードを用い、かつ、各々のダイオードで生成される高周波信号を足し合わせて出力端子から出力することができる。そのため、ダイオードを１個しか用いていなかった従来の周波数変換器に比べて高周波信号の飽和電力を２倍にすることができる。
【００５４】
（２）出力端子と高周波信号出力端子との間に高周波信号を取り出すフィルタが接続されているので、イメージ信号がフィルタで反射されて高周波信号出力端子から出力されず、高周波信号出力端子からは必要な高周波信号だけを取り出すことができる。
【００５５】
（３）フィルタが誘電体共振器で構成されているので、電界が誘電体部分に集中し導体損の発生量が少なく低損失なフィルタを実現できる。これにより、周波数変換効率を高めることができる。
【００５６】
（４）誘電体共振器は、第２誘電体線路等と一体に形成することができるので生産性に優れる。
【００５７】
（５）高周波チョークを備えているので、第１ダイオード，第２ダイオードで生成された高周波信号が中間周波信号源側へ漏れるのを防ぐことができ、中間周波信号から高周波信号への変換効率を高めることができる。
【００５８】
（６）第１ダイオード及び第２ダイオードで局部発振信号が検波されて生じる検波電流の大きさを最適値に調整し、これをバイアス電流として用いることで、中間周波信号から高周波信号への変換効率を高めることができる。第１ダイオード及び第２ダイオードに直列に接続された抵抗を備えているので、この抵抗値によって検波電流の大きさを容易に調整することができ、中間周波信号から高周波信号への変換効率を容易に高めることができる。
【００５９】
（７）第２ダイオードに接続された高周波チョークと抵抗との間にチョークコイルが挿入されているので、中間周波信号発信源から発振された中間周波信号が抵抗側に漏れるのを防止して中間周波信号をダイオード側に供給することができ、中間周波信号から高周波信号への変換効率を高めることができる。
【００６０】
（８）第２ダイオードに接続された高周波チョークと中間周波信号源との間にコンデンサが挿入されているので、局部発振信号が第１ダイオード，第２ダイオードで検波されて生じる直流電流が中間周波信号源側に流入し、これによって中間周波信号源の特性が変わったり破損する等を防止することができる。
【００６１】
（９）整合回路を備えているので、第１ダイオード，第２ダイオードで生じる反射波を、整合回路を構成している空隙によって生じる反射波で打ち消すことができ、第１ダイオード，第２ダイオードと局部発振信号との整合のとれた状態を実現することができる。また、空隙だけが形成された整合回路なので、部品点数を少なくすることができる。
【００６２】
ここで、実施の形態１においては、局部発振信号の電力によって第１ダイオード１７，第２ダイオード１８で生ずる検波電流をバイアス電流として利用する場合について説明したが、局部発振信号の電力が小さく十分な検波電流が得られない場合には、抵抗２６と並列に直流電源を別途接続し、第１ダイオード１７，第２ダイオード１８にバイアス電流を流してもよい。
【００６３】
（実施の形態２）
図２は実施の形態２における周波数変換器の一部破断斜視図である。なお、実施の形態１と同様のものは、同じ符号を付して説明を省略する。
【００６４】
１ａは実施の形態２における周波数変換器、１１ａは第１端子８に接続された整合回路、１１ｂは第２端子９に接続された整合回路、１１ｃ，１１ｄは整合回路１１ａ，１１ｂの空隙、１１ｅ，１１ｆは誘電体線路を構成する誘電体よりも高い誘電率を有するセラミック，若しくはセラミックやフッ素樹脂の混合物等で薄板状に形成された整合回路１１ａ，１１ｂの高誘電率薄板、２２ａ，２２ｂは第１ダイオード１７，第２ダイオード１８が当接される部分に窪みが形成されて電極１５，１６に固着され第１ダイオード１７，第２ダイオード１８を機械的に保護する保護カバーである。なお、高周波チョーク１９と高周波チョーク２２は導線で接続されており、これによって第１ダイオード１７と第２ダイオード１８は直列に接続されている。なお、第１ダイオード１７と第２ダイオード１８は、直列に接続されたときに極性が同一の方向になるように電極１５，１６上に実装されている。
【００６５】
２３ａは高周波チョーク２０と直列に接続されたコンデンサ、２４ａはコンデンサ２３ａと直列に接続され中間周波信号を出力する中間周波信号源、２５ａは高周波チョーク２０にコンデンサ２３ａと並列に接続されたチョークコイル、２６ａはチョークコイル２５ａと一端が接続され他端で接地された可変抵抗器等の抵抗である。
【００６６】
３０は入力された信号が反時計回り方向に隣り合う端子から出力されるサーキュレータ、３１は第２誘電体線路５の出力端子１０に接続されたサーキュレータ３０のサーキュレータ入力端子、３２はサーキュレータ３０のサーキュレータ出力端子、３３はサーキュレータ３０のアイソレーション端子、３４はアイソレーション端子３３に接続され誘電体線路の水平中心面に抵抗膜が挿入された終端器である。本実施の形態において、サーキュレータ入力端子３１，サーキュレータ出力端子３２，アイソレーション端子３３は、基部導体板２，対向導体板３の間に介設された誘電体線路を備えたＮＲＤガイドで形成されている。３５は基部導体板２，対向導体板３の間に介設された誘電体共振器３５ａで構成されたフィルタ、３６は誘電体線路の端部に形成された高周波信号出力端子である。
【００６７】
以上のように構成された周波数変換器について、以下その動作を説明する。なお、第１ダイオード１７，第２ダイオード１８で生成された高周波信号とイメージ信号が出力端子１０に現れるまでの動作は、実施の形態１で説明したものと同様なので説明を省略する。
【００６８】
出力端子１０に到達した高周波信号とイメージ信号は、サーキュレータ３０のサーキュレータ入力端子３１からサーキュレータ出力端子３２へ導かれ、フィルタ３５へ入力される。フィルタ３５でイメージ信号は反射され、反射されたイメージ信号はサーキュレータ出力端子３２からアイソレーション端子３３へと導かれ、終端器３４で吸収される。フィルタ３５に入力された高周波信号は、フィルタ３５をそのまま通過し高周波信号出力端子３６から取り出される。
【００６９】
以上のように実施の形態２における周波数変換器は構成されているので、実施の形態１に記載した作用に加え、以下のような作用が得られる。
【００７０】
（１）出力端子とフィルタとの間にサーキュレータを挿入しサーキュレータのアイソレーション端子に終端器を接続しているので、フィルタで反射されたイメージ信号は終端器で吸収され不要な高周波信号が発生せず、高周波信号出力端子から取り出される高周波信号の周波数や出力の安定性に優れる。フィルタで反射されたイメージ信号が、第１ダイオード，第２ダイオードへ入力されると、第１ダイオード等で新たな高周波信号が生成され、局部発振信号入力端子や出力端子、中間周波信号源側へ漏れてしまう。また、これらの電力が大きい場合には、中間周波信号や局部発振信号を発振する中間周波信号源等の発振器の動作を乱し、その結果、高周波信号出力端子から取り出される高周波信号の周波数や出力が変動してしまうからである。
【００７１】
（２）サーキュレータ入力端子、サーキュレータ出力端子、アイソレーション端子がＮＲＤガイドで形成されているので、不連続部分でも放射波が発生せず高周波信号に損失が生じるのを防止することができる。特に、ミリ波などの高い周波数帯においても、高周波信号をほとんど減衰させることなくフィルタへ導くことができる。
【００７２】
（３）整合回路が高誘電率薄板を備えているので、第１ダイオード，第２ダイオードが実装された電極のインピーダンスを下げ、電極で受信された局部発振信号を第１ダイオード，第２ダイオードへ入力し易くすることができる。また、整合回路が空隙も有しているので、高誘電率薄板だけでは打ち消すことができなかった反射波を確実に打ち消すことができ、第１ダイオード，第２ダイオードと局部発振信号の整合がとれた状態を実現することができる。
【００７３】
（４）保護カバーを備えているので、第１ダイオード，第２ダイオードを衝撃等から保護し堅牢にすることができる。
【００７４】
ここで、実施の形態２においては、整合回路１１ａ，１１ｂが空隙１１ｃ，１１ｄと高誘電率薄板１１ｅ，１１ｆとを備えた場合について説明したが、これらを併用する必要はなく、高誘電率薄板１１ｅ，１１ｆだけで反射波を十分に低減できれば空隙１１ｃ，１１ｄは不要である。また、部品点数の少なさを優先するのであれば、実施の形態１のように空隙だけで整合回路を構成してもよい。
【００７５】
また、実施の形態１と同様に、局部発振信号の電力が小さく十分な検波電流が得られない場合には、抵抗２６ａと並列に直流電流を別途接続し、第１ダイオード１７，第２ダイオード１８にバイアス電流を流してもよい。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように本発明の周波数変換器によれば、以下のような有利な効果が得られる。
【００７７】
請求項１に記載の発明によれば、
（１）第１誘電体線路と第２誘電体線路とを近接配置して結合させて形成した方向性結合器を有しているので、局部発振信号入力端子から入力され方向性結合器で第１端子と第２端子に分配される２つの信号には９０度の位相差が生じ、第１ダイオードと第２ダイオードに入力される局部発振信号の位相は９０度異なる。一方、第１ダイオードと第２ダイオードに入力される中間周波信号の位相は、第１ダイオードと第２ダイオードの間隔が中間周波信号の波長に比べて十分小さいため同相となる。このため、入力された局部発振信号と中間周波信号によって第１ダイオードで生成される高周波信号及びイメージ信号と、第２ダイオードで生成される高周波信号及びイメージ信号にも９０度の位相差が生じる。次に、第１ダイオードで生成された高周波信号とイメージ信号は、方向性結合器によって、局部発振信号入力端子と出力端子に等分配され、第２ダイオードで生成された高周波信号とイメージ信号も、同様に局部発振信号入力端子と出力端子に等分配される。第１ダイオードから出力端子に達する高周波信号及びイメージ信号の位相と、第２ダイオードから出力端子に達する高周波信号及びイメージ信号の位相は同相で、かつ、第１ダイオードから出力端子に達する高周波信号及びイメージ信号の電力と、第２ダイオードから出力端子に達する高周波信号及びイメージ信号の電力は等しいので、出力端子では、２つのダイオードで生成された高周波信号の電力和を出力端子から取り出すことができ、周波数変換器の高周波信号の飽和電力をダイオードを１つしか用いていなかった従来の周波数変換器に比べて２倍に引き上げることができる周波数変換器を提供することができる。
【００７８】
（２）第１ダイオードで生成され第１ダイオードから局部発振信号入力端子に達する高周波信号及びイメージ信号の位相と、第２ダイオードで生成され第２ダイオードから局部発振信号入力端子に達する高周波信号及びイメージ信号の位相には１８０度の位相差が生じており、一方、第１ダイオードから局部発振信号入力端子に達する高周波信号及びイメージ信号の電力と、第２ダイオードから局部発振信号入力端子に達する高周波信号及びイメージ信号の電力は等しいので、第１ダイオードから局部発振信号入力端子に達する高周波信号及びイメージ信号と、第２ダイオードから局部発振信号入力端子に達する高周波信号及びイメージ信号は互いに打ち消し合い、その結果、局部発振信号入力端子からはいずれの信号も出力されない周波数変換器を提供することができる。
【００７９】
（３）出力端子と高周波信号出力端子との間に高周波信号を取り出すフィルタが接続されているので、イメージ信号がフィルタで反射されて高周波信号出力端子から出力されず、高周波信号出力端子からは必要な高周波信号だけを取り出すことができる周波数変換器を提供することができる。
【００８０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、
（１）基部導体板と対向導体板との間に介設された誘電体共振器を共振素子としたフィルタは伝送損失が小さいため、ミリ波等の高い周波数帯においても高周波信号をほとんど減衰させることなく周波数変換効率を高めることができる周波数変換器を提供することができる。
【００８１】
（２）誘電体共振器は、熱可塑性樹脂等を用いて第２誘電体線路等と一体形成することができ生産性に優れた周波数変換器を提供することができる。
【００８２】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加え、
（１）高周波チョークを備えているので、第１ダイオード及び第２ダイオードで生成された高周波信号が中間周波信号源側へ漏れなくなるため、高周波信号出力端子から取り出すことのできる高周波信号の電力が減少するのを防止し周波数変換器の高周波信号の飽和電力が減少するのを防止することができる。これにより、中間周波信号から高周波信号への変換効率を高めることができる周波数変換器を提供することができる。
【００８３】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の内いずれか１の効果に加え、
（１）第１ダイオード及び第２ダイオードで局部発振信号が検波されて生じる検波電流の大きさを最適値に調整し、これをバイアス電流として用いることで、中間周波信号から高周波信号への変換効率を高めることができる。第１ダイオード及び第２ダイオードに直列に接続された抵抗を備えているので、この抵抗値によって検波電流の大きさを容易に調整することができ、中間周波信号から高周波信号への変換効率を容易に高めることができる周波数変換器を提供することができる。
【００８４】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の内いずれか１の効果に加え、
（１）フィルタで反射されたイメージ信号がアイソレーション端子に接続された終端器で吸収されるため、反射されたイメージ信号が第１ダイオード及び第２ダイオードに戻らず不要な高周波信号が発生しなくなるため、高周波信号出力端子から取り出される高周波信号の周波数や出力の安定性に優れた周波数変換器を提供することができる。
【００８５】
請求項６に記載の発明によれば、請求項５の効果に加え、
（１）サーキュレータ入力端子等が非放射性誘電体線路（ＮＲＤガイド）で形成されているので、サーキュレータ入力端子等と出力端子等との接続部が不連続であるにも関わらず不要な放射波が発生しないため、サーキュレータの挿入損失を小さくでき、取り出すことができる高周波信号の電力が低下するのを防止し、これにより高周波信号の飽和電力が低下するのを防止することができる周波数変換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１における周波数変換器の一部破断斜視図
【図２】実施の形態２における周波数変換器の一部破断斜視図
【図３】従来の周波数変換器の一部破断斜視図
【符号の説明】
１，１ａ　周波数変換器
２　基部導体板
３　対向導体板
４　第１誘電体線路
５　第２誘電体線路
６　方向性結合器
７　局部発振信号入力端子
８　第１端子
９　第２端子
１０　出力端子
１１，１２　整合回路
１１ａ，１１ｂ　整合回路
１１ｃ，１１ｄ　空隙
１１ｅ，１１ｆ　高誘電率薄板
１３，１４　誘電体基板
１５，１６　電極
１７　第１ダイオード
１８　第２ダイオード
１９，２０，２１，２２　高周波チョーク
２２ａ，２２ｂ　保護カバー
２３，２３ａ　コンデンサ
２４，２４ａ　中間周波信号源
２５，２５ａ　チョークコイル
２６，２６ａ　抵抗
２７　フィルタ
２７ａ　誘電体共振器
２８　高周波信号出力端子
３０　サーキュレータ
３１　サーキュレータ入力端子
３２　サーキュレータ出力端子
３３　アイソレーション端子
３４　終端器
３５　フィルタ
３５ａ　誘電体共振器
３６　高周波信号出力端子
１０１　基部導体板
１０２　対向導体板
１０３　誘電体線路
１０３ａ　局部発振信号入力端子
１０４　第１サーキュレータ
１０５　第１入力端子
１０６　第１出力端子
１０７　第１アイソレーション端子
１０８　終端器
１０９　第２サーキュレータ
１１０　第２入力端子
１１１　第２アイソレーション端子
１１２　第２出力端子
１１３　誘電体基板
１１４　ダイオード
１１５　中間周波信号入力端子
１１６　フィルタ
１１７　高周波信号出力端子
【図１】
2004032238.tif 000003
【図２】
2004032238.tif 000004
【図３】
2004032238.tif 000005