(57)【要約】【課題】極めて簡便に減衰量を確保し、周波数特性を平坦に維持することのできる可変減衰器を提供する。【解決手段】本発明は、入出力端子間の特性インピーダンス制御のためのＰＩＮダイオード３と４の間の５０Ωマイクロストリップライン２０の長さを変え、通過特性、周波数特性の最適化を試みる。ＰＩＮダイオード３と４の間の長さを変化させると、通過特性、周波数特性とも大きく変化することがわかった。この長さをλ／８からλ／６の間で選ぶことにより、可変減衰器としての可変範囲と、減衰時の周波数特性の最適化が図られる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つのＰＩＮダイオードのアノードまたはカソードを接続して、その接続部に電圧を印加することにより、入力端子と出力端子の間の特性インピーダンスを最適化する可変減衰器において、
前記２つのＰＩＮダイオードの間のマイクロストリップラインの長さが、可変減衰器の減衰可変範囲および周波数特性を最適化するように決定されることを特徴とする可変減衰器。
【請求項２】
前記マイクロストリップラインの長さは、略１／８波長から略１／６波長である、請求項１に記載の可変減衰器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波信号を扱う回路装置などに内蔵される可変減衰器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１を参照すると、従来の可変減衰器（例えば、特許文献１参照）の回路構成が示されている。
【０００３】
入力端子１から出力端子２の間に直列にＰＩＮダイオード３、４が逆向き接続される。ＰＩＮダイオード５、６は、同じ向きに、それぞれＰＩＮダイオード３、４と直列に、各ダイオードの動作電流を決める抵抗７、８を介してＧＮＤに接続される。特性インピーダンスを最適にするために、Ｖｃｏｍ端子１９からは一定の電圧が、コイル１２とコンデンサ１６から構成されたＲＦチョーク回路を通して、ＰＩＮダイオード３と４の間に印可される。減衰量を決めるために、Ｖｃｏｎｔ端子１８から電圧が、コイル１１、１２、１３、１４とコンデンサ１５、１７から構成されたＲＦチョーク回路を通して、ＰＩＮダイオード３と５の間、および、ＰＩＮダイオード４と６の間に印加される。これらの電圧を入出力に出さないために、バイパスコンデンサ９を入力端子１とＰＩＮダイオード３または５の間、バイパスコンデンサ１０を出力端子２とＰＩＮダイオード４または６の間に配置する。
【０００４】
Ｖｃｏｍ端子１９からＰＩＮダイオード３、４のアノードに電圧が印可される。ＰＩＮダイオードの整流作用により、入力端子１と出力端子２の間の特性インピーダンス制御が可能になり、特性インピーダンスを最適にする電圧がＶｃｏｍ端子１９から印可される。
【０００５】
Ｖｃｏｎｔ端子１８からＰＩＮダイオード３、４のカソード、ＰＩＮダイオード５、６のアノードに電圧が印可される。Ｖｃｏｎｔ端子１８から印可される電圧により、ＰＩＮダイオードの整流作用を利用して、出力端子２へのパスと、抵抗７または抵抗８のパスを制御することができ、減衰量を制御できる。
【０００６】
図１に示すような従来の可変減衰器（例えば、特許文献１参照）では、通過ロスの周波数特性に対する減衰の周波数特性の傾きが減衰量によって変わってしまう。これを補償するために、可変減衰器とは別に周波数特性補償用の回路を使うことが必要であった（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、必要な減衰量が得られないため、可変減衰器を多段にしたり、回路を複雑にしたりして（例えば、特許文献３参照）、減衰量を得ることが必要であった。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭６０−２６４１１４号公報
【特許文献２】
特開２００２−１５１９９２号公報
【特許文献３】
特開平７−３３６１７７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上の技術は、新たに回路を追加する必要があるなど、簡便とは言い難い。
【００１０】
そこで本発明の目的は、極めて簡便に減衰量を確保し、周波数特性を平坦に維持することのできる可変減衰器を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、図１のＰＩＮダイオード３と４の間の５０Ωマイクロストリップラインの長さを変え、通過特性、周波数特性の最適化を試みる。ＰＩＮダイオード３と４の間の５０Ωマイクロストリップラインの長さを変化させると、通過特性、周波数特性とも大きく変化することがわかった。この長さをλ／８からλ／６の間で選ぶことにより、可変減衰器としての可変範囲と、減衰時の周波数特性の最適化が図られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
図２を参照すると、本発明の一実施形態の可変減衰器の回路構成が示されている。図１の従来の可変減衰器の回路構成と比べると、ＰＩＮダイオード３と４の間の５０Ωライン２０の長さを変える点だけが異なる。
【００１４】
本実施形態の可変減衰器の通過特性、周波数特性を実際にこの回路を構成した２ＧＨｚ帯で測定した。
【００１５】
図３から６は、ライン２０の長さを０．６ｍｍ、６ｍｍ、１１．５ｍｍ、１６．８ｍｍとしたときの可変減衰器の減衰量周波数特性である。ＡＴＴはＶｃｏｎｔ端子１８から印可される電圧による減衰量パラメータであり、ＡＴＴ＝０ｄＢに対応するプロットは通過ロスの周波数特性を示し、ＡＴＴ＝ＭＡＸに対応するプロットは最大減衰時の減衰量周波数特性を示す。ライン２０の長さにより、減衰量とその周波数特性が変化することが実験的にわかった。
【００１６】
図７は、ライン２０の各長さにおいて、最大減衰時の減衰量周波数特性から通過ロスの周波数特性を差し引いたものを示している。０ｄＢから各曲線までが、各長さのときの減衰可変範囲となる。
【００１７】
図８は、周波数２．１４ＧＨｚのときの減衰可変範囲をライン２０の長さについてプロットしたものである。ライン２０の長さをλ／４＝１８ｍｍに近づけると可変範囲が広がっていくことがわかる。このデータではλ／４までだが、λ／４をこえると可変範囲は逆に狭くなっていくことがわかっている。
【００１８】
図９は、ライン２０の長さを変えたとき、通過ロス（減衰量最小時）の周波数特性に対する減衰量最大時の周波数特性を２．１４ＧＨｚを基準にして示したものである。ライン２０が短いと周波数に対して右下がりの特性になるのに対して、ライン２０が長くなるにつれ右上がりの特性になる。
【００１９】
図１０は、右下がりを−の周波数特性、右上がりを＋の周波数特性として、ライン２０の長さと周波数特性の関係を示したものである。
【００２０】
図８と図１０から、ライン２０の長さを変えることにより、減衰可変範囲と周波数特性を変えることができるとわかる。
【００２１】
図８から、ライン２０の長くすると、減衰可変範囲は広がるが、ある程度以上はあまり変化がなく、λ／６からλ／７の長さ（λ／４＝１８ｍｍなのでλ／６＝１２ｍｍ、λ／７＝１０．３ｍｍ）程度が適切と考えられる。
【００２２】
図１０から、ライン２０をλ／８の長さ（ここではλ／４＝１８ｍｍなのでλ／８＝９ｍｍ）とすると、可変減衰器の減衰量を変えたときに周波数特性が変化しないことになる。
【００２３】
以上より、減衰可変範囲と減衰時の周波数特性を最適化するライン２０の長さは同じではないので、可変減衰器を使う装置に必要な減衰量と周波数特性を満たすためにλ／８からλ／６の間で最適の長さを選ぶことになる。
【００２４】
なお、本実施形態の可変減衰器のＰＩＮダイオードの極性は逆であってもよい。その場合、制御電圧を逆極性にする必要がある。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、特性インピーダンス制御のためのＰＩＮダイオード間のマイクロストリップラインの長さを変えるという極めて簡便な方法で、減衰量を確保し、周波数特性を平坦に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の可変減衰器の回路構成を示す図である。
【図２】本発明の可変減衰器の回路構成を示す図である。
【図３】ライン２０が０．６ｍｍのときの可変減衰器の減衰量周波数特性の測定結果を示すグラフである。
【図４】ライン２０が６ｍｍのときの可変減衰器の減衰量周波数特性の測定結果を示すグラフである。
【図５】ライン２０が１１．５ｍｍのときの可変減衰器の減衰量周波数特性の測定結果を示すグラフである。
【図６】ライン２０が１６．８ｍｍのときの可変減衰器の減衰量周波数特性の測定結果を示すグラフである。
【図７】ライン２０の長さを変えたときの減衰可変範囲の測定結果を示すグラフである。
【図８】２．１４ＧＨｚにおける、ライン２０の長さと減衰可変範囲の関係をプロットしたグラフである。
【図９】通過ロスの周波数特性に対する減衰量最大時の周波数特性の、ライン２０の長さによる変化を示すグラフである。
【図１０】通過ロスの周波数特性に対する減衰量最大時の周波数特性の変化と、ライン２０の長さの関係をプロットしたグラフである。
【符号の説明】
１  入力端子
２  出力端子
３、４、５、６  ＰＩＮダイオード
７、８  抵抗
９、１０  バイパスコンデンサ
１１、１２、１３、１４  コイル
１５、１６、１７  コンデンサ
１８  Ｖｃｏｎｔ端子
１９  Ｖｃｏｍ端子
２０  ５０Ωライン
【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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