(57)【要約】【課題】高レベルの高周波信号が入力されたときも、この入力信号を前段に接続された機器に反射することなく、入力側の電圧定在波比が良好なリミッタ回路を得る。【解決手段】所定の特性インピーダンスを有するλ／４長の伝送線路６の一端を入力端、他端を出力端として、入力端には終端器１を通してＰＩＮダイオード２を、また出力端にはＰＩＮダイオード３を、それぞれ伝送線路６に並列に接続する。２つのＰＩＮダイオード２及び３は、どちらも高レベルの高周波信号に対しては導通状態となって、伝送線路６を高インピーダンスの線路として動作させることにより入力された信号を大幅に減衰させて出力するとともに、入力端を終端器１で終端して前段の機器への反射を抑え、良好な電圧定在波比を得る。【選択図】  図１
2005051364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の特性インピーダンスを有し信号線側導体と共通線側導体とから成る長さが１／４波長の伝送線路と、
この伝送線路の一方の端部において前記信号線側導体と前記共通線側導体との間に終端器を通して接続された第１のリミッタ素子と、
このリミッタ素子と並列に接続された第１のＤＣリターン素子と、
前記伝送線路の他方の端部において前記信号線側導体と前記共通線側導体との間に接続された第２のリミッタ素子と、
このリミッタ素子と並列に接続された第２のＤＣリターン素子と
を具備したことを特徴とするリミッタ回路。
【請求項２】
前記第１のＤＣリターン素子及び第２のＤＣリターン素子は、長さが１／４波長の高特性インピーダンス線路により構成したことを特徴とする請求項１に記載のリミッタ回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルスレーダ装置等に用いられるリミッタ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロ波帯等の高周波帯で用いられるリミッタ回路は、例えばパルスレーダ装置において、レーダアンテナとレーダ受信機との間に配置され、レーダパルス送信時に漏洩する送信信号や近距離の目標から反射されるレーダパルス信号等、過大なレベルの信号が直接レーダ受信機に印加されないようにして、レーダ受信機を保護する回路である。この種のリミッタ回路として、リミッタ素子にＰＩＮダイオードを用いた事例が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に開示された事例は、ＰＩＮダイオードのＤＣリターン用素子にインピーダンス整合機能を持たせて、小信号入力時に高周波領域においても低い挿入損失を実現している。
【０００３】
所望の周波数においてインピーダンス整合がなされた、従来のリミッタ回路の一例を、図２に示す。このリミッタ回路は、ＰＩＮダイオード１１及び１２、ＤＣリターン線路１３及び１４、ならびに、信号線側導体１５ａ及び共通線側導体１５ｂからなるλ／４（λは波長を表わす）の長さの伝送線路１５から構成されている。また、信号線側入力端子１６ａ及び共通線側入力端子１６ｂからなる入力端子１６、信号線側出力端子１７ａ及び共通線側出力端子１７ｂからなる出力端子１７を有している。
【０００４】
信号線側入力端子１６ａと共通線側入力端子１６ｂとの間には、ＰＩＮダイオード１１及びＤＣリターン線路１３が接続されている。ここで、ＰＩＮダイオード１１のアノード電極は信号線側入力端子１６ａに、カソード電極は共通線側入力端子１６ｂにそれぞれ接続されている。また、信号線側出力端子１７ａと共通線側出力端子１７ｂとの間には、ＰＩＮダイオード１２及びＤＣリターン線路１４が接続されている。ここで、ＰＩＮダイオード１２のアノード電極は信号線側出力端子１７ａに、カソード電極は共通線側出力端子１７ｂにそれぞれ接続されている。そして、信号線側入力端子１６ａと信号線側出力端子１７ａとの間には、伝送線路１５の信号線側導体１５ａが、また、共通線側入力端子１６ｂと共通線側出力端子１７ｂとの間には、伝送線路１５の共通線側導体１５ｂが、それぞれ接続されている。
【０００５】
上記した構成の回路において、まず、低レベルの高周波信号が入力端子１６に入力されると、２つのＰＩＮダイオード１１及び１２がいずれも非導通状態、また２つのＤＣリターン線路１３及び１４は高周波信号に対してはいずれも高インピーダンスを有する。従って、入力された高周波信号は伝送線路１５を伝搬してほとんど減衰することなく出力端子１７に現れる。
【０００６】
一方、高レベルの高周波信号が入力された場合には、ＰＩＮダイオード１１及び１２にはＤＣリターン線路１３及び１４を介して整流電流１８ａ及び１８ｂが流れ、これらＰＩＮダイオード１１及び１２はどちらも導通状態になるとともに、伝送線路１５は高周波信号に対して高インピーダンスとなる。従って、入力された高周波信号はほとんど反射されて出力端子１５にはわずかな高周波信号しか出力されない。
【０００７】
このようにして、このリミッタ回路は、後段に接続された例えばレーダ受信機等への過大入力を阻止している。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−２３５６７７号公報（第３頁、図５）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のリミッタ回路においては、高レベルの高周波信号が入力された場合、この信号は入力端子１６から前段に向かって反射される。すなわち、入力端子１６におけるリミッタ回路の電圧定在波比が大幅に悪化する。反射された信号は、前段に接続された例えば、アンテナ回路、分配回路、送受信切換回路などの機器に向かってさらに進んでいく。そして、これらの機器内に高レベルのまま混入することによって他の高周波信号系に干渉し、その信号処理動作や信号処理結果等に影響を与えていた。
【００１０】
特に、例えばアレイアンテナと組み合わせた複数のレーダ受信機を有する場合には、このリミッタ回路で反射された信号が前段に接続された機器を通して他のレーダ受信機の入力信号に混入して干渉する。その結果、所期のアンテナパターンやアンテナ利得を得ることが困難であった。
【００１１】
本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、高レベルの高周波信号の入力時においても入力信号を前段に接続された機器に反射することなく、入力側の電圧定在波比が良好なリミッタ回路を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のリミッタ回路は、所定の特性インピーダンスを有し信号線側導体と共通線側導体とから成る長さが１／４波長の伝送線路と、この伝送線路の一方の端部において前記信号線側導体と前記共通線側導体との間に終端器を通して接続された第１のリミッタ素子と、このリミッタ素子と並列に接続された第１のＤＣリターン素子と、前記伝送線路の他方の端部において前記信号線側導体と前記共通線側導体との間に接続された第２のリミッタ素子と、このリミッタ素子と並列に接続された第２のＤＣリターン素子と
を具備したことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、高レベルの高周波信号の入力時においても入力信号を前段に接続された機器に反射することなく、入力側の電圧定在波比が良好なリミッタ回路を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るリミッタ回路の実施の形態を、図１を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係るリミッタ回路の一実施の形態を示す回路図である。このリミッタ回路は、終端器１、第１のリミッタ素子としてのＰＩＮダイオード２、第２のリミッタ素子としてのＰＩＮダイオード３、第１のＤＣリターン素子としてのＤＣリターン線路４、第２のＤＣリターン素子としてのＤＣリターン線路５、及び所定の特性インピーダンスを有するλ／４の長さの伝送線路６から構成されている。ここで、伝送線路６は信号線側導体６ａ及び共通線側導体６ｂから構成されている。また、入力端子７及び出力端子８を備えている。ここで、入力端子７は、信号線側入力端子７ａ、及び共通線側入力端子７ｂから構成され、出力端子８は、信号線側出力端子８ａ、及び共通線側出力端子８ｂから構成されている。
【００１６】
終端器１は、信号線側入力端子７ａと後述するＰＩＮダイオード２のアノード電極との間に接続され、高レベルの高周波信号入力時に入力端子７を所定の特性インピーダンスで終端する。ＰＩＮダイオード２は、終端器１の一端ととの間に接続され、低レベルの高周波信号入力時は非導通状態であるが、高レベル時は導通状態になって終端器１の一端を共通線側入力端子７ｂに接続する。本実施の形態においては、ＰＩＮダイオード２の極性は、終端器１側をアノード電極、共通線側入力端子７ｂ側をカソード電極としている。ＰＩＮダイオード３は、信号線側出力端子８ａと共通線側出力端子８ｂとの間に接続され、低レベルの高周波信号入力時は非導通状態であるが、高レベル時は導通状態になって信号線側出力端子８ａと共通線側出力端子８ｂとの間を短絡する。本実施の形態においては、ＰＩＮダイオード３の極性は、信号線側出力端子８ａ側をアノード電極、共通線側出力端子端子８ｂ側をカソード電極としている。
【００１７】
ＤＣリターン線路４は、ＰＩＮダイオード２に並列に接続され、高レベルの高周波信号入力時にＰＩＮダイオード２に流れる整流電流の経路となる。本実施の形態においては、このＤＣリターン線路４は、長さがλ／４の高特性インピーダンス線路により構成され、入力された高周波信号に対しては常に高インピーダンスを有している。ＤＣリターン線路５は、ＰＩＮダイオード３に並列に接続され、高レベルの高周波信号入力時にＰＩＮダイオード３に流れる整流電流の経路となる。本実施の形態においては、このＤＣリターン線路５も長さがλ／４の高特性インピーダンス線路により構成され、伝送線路６を通過する高周波信号に対しては常に高インピーダンスを有している。このように、２つのＤＣリターン線路４及びＤＣリターン線路５を分布定数線路で構成することにより、高周波領域においても安定した整流電流の経路を形成することができる。
【００１８】
伝送線路６を構成する信号線側導体６ａは、その一端が信号線側入力端子７ａに、他端が信号線側出力端子８ａにそれぞれ接続され、共通線側導体６ｂは、その一端が共通線側入力端子７ｂに、他端が共通線側出力端子８ｂにそれぞれ接続されている。そして、伝送線路６は、低レベルの高周波信号入力時には、所定の特性インピーダンスを有する伝送線路として入力端子７に入力された高周波信号を出力端子８に伝送する。また、高レベルの高周波信号入力時には、高インピーダンスとなって入力端子７と出力端子８との間を遮断する。
【００１９】
次に、上述のように構成された本実施の形態のリミッタ回路の動作を図１を参照して説明する。
【００２０】
まず、リミットがかからない低レベルの高周波信号が入力端子７から入力された場合、ＰＩＮダイオード２は、非導通状態を維持している。このため、入力端子７側に接続されている終端器１はその一端が開放状態となって機能せず、ＤＣリターン線路４も入力された高周波信号に対して高インピーダンスを有している。また、ＰＩＮダイオード３も非導通状態を維持しており、ＤＣリターン線路５も入力された高周波信号に対して高インピーダンスを有している。従って、入力端子７から入力された高周波信号は、伝送線路６を伝搬してほとんど減衰することなく出力端子８から出力される。このときには、このリミッタ回路は、単に所定の特性インピーダンス持った伝送線路として動作しているため、入力された高周波信号が前段の機器に向けて反射されることもない。
【００２１】
一方、リミットがかかる高レベルの高周波信号が入力端子７から入力された場合、ＰＩＮダイオード２にはＤＣリターン線路４を介して整流電流９ａが流れ、ＰＩＮダイオード２は導通状態となる。このため、終端器１が信号線側入力端子７ａと共通線側入力端子７ｂとの間に接続される。また、ＰＩＮダイオード３にもＤＣリターン線路５を介して整流電流９ｂが流れ、ＰＩＮダイオード３は導通状態となる。
【００２２】
このときに、Ａ点、すなわち伝送線路６の入力端子７に近い側から出力端子８方向を見ると、この伝送線路６は、先端がＰＩＮダイオード３により短絡されたλ／４の長さの伝送線路となるため、高インピーダンスとなる。従って、Ａ点と出力端子８との間は高周波的に遮断され、出力端子８からは大幅に減衰した高周波信号が出力される。
【００２３】
また、Ｂ点、すなわち入力端子７から出力端子８方向を見ると、終端器１と伝送線路６が接続されているが、伝送線路６は上記したとおり高インピーダンスとなるため、入力端子７は、終端器１により所定の特性インピーダンスで終端された状態となる。従って、入力端子７に入力された高レベルの高周波信号は終端器１により終端され、前段の機器への反射が抑えられる。
【００２４】
以上説明したように、本実施の形態によるリミッタ回路においては、所定の特性インピーダンスを有するλ／４長の伝送線路６の一端を入力端、他端を出力端として、入力端には終端器１を通してＰＩＮダイオード２を、また出力端にはＰＩＮダイオード３を、それぞれ伝送線路６に並列に接続している。これら２つのＰＩＮダイオード２及び３は、ともに低レベルの高周波信号に対しては非導通状態、高レベルの高周波信号に対しては導通状態となる。
【００２５】
これにより、低レベルの高周波信号に対しては、伝送線路６を所定の特性インピーダンスを有する伝送線路として動作させ、良好な電圧定在波比を得ることができる。一方、高レベルの高周波信号に対しては、伝送線路６を高インピーダンスの線路として動作させることにより、入力された信号を大幅に減衰させて出力するとともに、入力端を終端器１で終端して前段の機器への反射を抑え、良好な電圧定在波比を得ることができる。
【００２６】
また、ＰＩＮダイオード２及びＰＩＮダイオード３にそれぞれ並列に接続されたＤＣリターン線路４及びＤＣリターン線路５を、高特性インピーダンスを有する長さがλ／４の分布定数線路により構成している。これにより、ＰＩＮダイオード２及びＰＩＮダイオード３が導通状態の時に流れる整流電流の経路を、高周波領域においても周囲との干渉が少ない安定したものとすることができる。
【００２７】
なお、本実施の形態においては、ＰＩＮダイオード２及びＰＩＮダイオード３の接続の極性を、いずれも共通線側導体６ｂ側をカソード電極としたが、この極性を入れ替えて共通線側導体６ｂ側をアノード電極としても同様の効果を得ることができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、高レベルの高周波信号が入力されたときも、この入力信号を前段に接続された機器に反射することなく、入力側の電圧定在波比が良好なリミッタ回路を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るリミッタ回路の一実施の形態を示す回路図。
【図２】従来のリミッタ回路の一例を示す回路図。
【符号の説明】
１  終端器
２、３  ＰＩＮダイオード
４、５  ＤＣリターン線路
６  伝送線路
７  入力端子
８  出力端子
【図１】
2005051364.tif 000003
【図２】
2005051364.tif 000004