(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の入出力用ポートが伝送線路を介して第２の入出力用ポートに接続されると共に、前記第１の入出力用ポートと前記伝送線路の一端との接続点に接続された第１の減衰用ＰＩＮダイオードと、前記伝送線路の他端と前記第２の入出力用ポートとの接続点に接続された第２の減衰用ＰＩＮダイオードの各バイアス電圧を変化させることにより、前記第１及び第２の入出力用ポートの一方に入力され、他方から出力されるマイクロ波・ミリ波帯の入力信号に対して所望の減衰量を付与すると共に、その減衰量が可変可能な減衰特性を備えた高周波用可変減衰回路において、
前記減衰特性において減衰量が逆上昇する変曲点のときの前記第１の減衰用ＰＩＮダイオードの第１の抵抗値と前記第１の減衰用ＰＩＮダイオードの最小抵抗値との差分に相当する抵抗値に設定されると共にその抵抗値が可変調整可能な、前記第１の減衰用ＰＩＮダイオードに直列に接続された第１の可変抵抗素子と、
前記減衰量が逆上昇する変曲点のときの前記第２の減衰用ＰＩＮダイオードの第２の抵抗値と前記第２の減衰用ＰＩＮダイオードの最小抵抗値との差分に相当する所定の抵抗値に設定されると共にその抵抗値が可変調整可能な、前記第２の減衰用ＰＩＮダイオードに直列に接続された第２の可変抵抗素子と
を有することを特徴とする高周波用可変減衰回路。
【請求項２】
前記第１の可変抵抗素子は前記第１の減衰用ＰＩＮダイオードに対して逆向きに直列接続された第１の補償用ＰＩＮダイオードであり、前記第２の可変抵抗素子は前記第２の減衰用ＰＩＮダイオードに対して逆向きに直列接続された第２の補償用ＰＩＮダイオードであることを特徴とする請求項１記載の高周波用可変減衰回路。
【請求項３】
前記第１及び第２の補償用ＰＩＮダイオードは、共通のＤＣ電圧がバイアス電圧として印加されて、前記減衰特性において減衰量が逆上昇する変曲点のときの前記第１及び第２の減衰用ＰＩＮダイオードの抵抗値と前記第１及び第２の減衰用ＰＩＮダイオードの最小抵抗値との差分に相当する所定の抵抗値にそれぞれ設定されることを特徴とする請求項２記載の高周波用可変減衰回路。
【請求項４】
前記第１及び第２の補償用ＰＩＮダイオードに共通にバイアス電圧として印加されるＤＣ電圧は、前記減衰特性において減衰量が逆上昇する変曲点のときの前記第１及び第２の減衰用ＰＩＮダイオードの抵抗値と前記第１及び第２の減衰用ＰＩＮダイオードの最小抵抗値との差分に相当する所定の抵抗値に応じて、可変調整されることを特徴とする請求項３記載の高周波用可変減衰回路。
【請求項５】
第１の入出力用ポートが伝送線路を介して第２の入出力用ポートに接続されると共に、前記第１の入出力用ポートと前記伝送線路の一端との接続点に接続された第１の減衰用ＰＩＮダイオードと、前記伝送線路の他端と前記第２の入出力用ポートとの接続点に接続された第２の減衰用ＰＩＮダイオードの各バイアス電圧を変化させることにより、前記第１及び第２の入出力用ポートの一方に入力され、他方から出力されるマイクロ波・ミリ波帯の入力信号に対して所望の減衰量を付与すると共に、その減衰量が可変可能な減衰特性を備えた高周波用可変減衰回路において、
前記第１の減衰用ＰＩＮダイオードに対して逆向きに直列接続された第１の補償用ＰＩＮダイオードと、
前記第２の減衰用ＰＩＮダイオードに対して逆向きに直列接続された第２の補償用ＰＩＮダイオードと、
前記第１の減衰用ＰＩＮダイオードと前記伝送線路の一端との接続点に、前記所望の減衰量を得るための可変可能な減衰用ＤＣ電圧をバイアス電圧として印加する減衰用ＤＣ電圧印加手段と、
前記第１の補償用ＰＩＮダイオードと前記第２の補償用ＰＩＮダイオードに、それぞれ前記減衰用ＤＣ電圧よりも絶対値が小で、かつ、極性が異なる所定の補償用ＤＣ電圧をバイアス電圧として共通に印加する補償用ＤＣ電圧印加手段と
を有し、前記補償用ＤＣ電圧印加手段は、前記第１の補償用ＰＩＮダイオードと前記第２の補償用ＰＩＮダイオードの各抵抗値を、前記減衰特性において減衰量が逆上昇する変曲点のときの前記第１の減衰用ＰＩＮダイオード及び前記第２の減衰用ＰＩＮダイオードの抵抗値と前記第１の減衰用ＰＩＮダイオード及び前記第２の減衰用ＰＩＮダイオードの最小抵抗値との差分に相当する抵抗値にそれぞれ設定するための補償用ＤＣ電圧を生成して、前記第１の減衰用ＰＩＮダイオードと前記第１の補償用ＰＩＮダイオードの共通接続点と、前記第２の減衰用ＰＩＮダイオードと前記第２の補償用ＰＩＮダイオードの共通接続点にそれぞれ印加することを特徴とする高周波用可変減衰回路。
【請求項６】
前記補償用ＤＣ電圧印加手段により、前記第１の減衰用ＰＩＮダイオードと前記第１の補償用ＰＩＮダイオードの共通接続点と、前記第２の減衰用ＰＩＮダイオードと前記第２の補償用ＰＩＮダイオードの共通接続点にそれぞれ前記補償用ＤＣ電圧を印加した後、前記減衰用ＤＣ電圧印加手段により、前記第１の減衰用ＰＩＮダイオードと前記伝送線路の一端との接続点に前記減衰用ＤＣ電圧をバイアス電圧として印加することを特徴とする請求項５記載の高周波用可変減衰回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高周波用可変減衰回路に係り、特にマイクロ波・ミリ波帯の高周波数帯の入力信号に対して所望の減衰量を付与する高周波用可変減衰回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波・ミリ波帯用の可変減衰回路としては、伝送路に対してＰＩＮダイオードをシャント（ｓｈｕｎｔ）接続した回路が一般的である。図５はこの従来の高周波用可変減衰回路の一例の回路図を示す。この従来の高周波用可変減衰回路は、伝送路上に２つのＰＩＮダイオード２８、２９をそれぞれｓｈｕｎｔ接続した場合の可変減衰回路であり、図５において、ポート２１，２２はＲＦ信号の入出力ポート、ポート２３は減衰量を制御するＤＣ電圧の印加ポートである。コンデンサ２４，２５は、外部回路からのＲＦ信号を通し、かつ、ポート２３からのＤＣ電圧が外部回路へ漏れるのを遮断するためのものである。
【０００３】
ポート２３に各一端が接続されたコンデンサ２６とコイル２７は、ポート２３からの印加ＤＣ電圧は通しＲＦ信号は通さないというローパスフィルタの構成をとっており、バイアス供給のための回路を構成する素子である。コンデンサ２４にアノードが接続され、かつ、カソードが接地されているＰＩＮダイオード２８と、コンデンサ２５にアノードが接続され、かつ、カソードが接地されているＰＩＮダイオード２９は、ポート２３に印加するＤＣ電圧によってその抵抗値が変化する可変抵抗素子（それぞれの等価抵抗値をＲｖ２８，Ｒｖ２９とする）として、伝送路上にｓｈｕｎｔ接続されている。２つのＰＩＮダイオード２８、２９の各アノード間に接続されている伝送線路３０の長さは１／４波長である。
【０００４】
この高周波用可変減衰回路では、ポート２３に印加するＤＣ電圧によってＰＩＮダイオード２８、２９にかかるＤＣバイアスの値を変化させることによって、ｓｈｕｎｔ接続されたＰＩＮダイオード２８、２９の抵抗値Ｒｖ２８，Ｒｖ２９を変化させ、伝送線路３０を通過するＲＦ信号の減衰量を変化させることが可能である。すなわち、端子２３に印加する電圧Ｖ２３を正方向に高くしていくと、ＰＩＮダイオード２８における抵抗値Ｒｖ２８は図６にIで示すように、減少していき最小値Ｒｍｉｎになる。このような特性のＰＩＮダイオードをｓｈｕｎｔ接続したものを複数連ねることによって、上記の可変減衰範囲を増加させることができる。このとき、隣り合うＰＩＮダイオード２８、２９の間隔を使用周波数の１／４波長にすると、複数連ねる効果が最大となることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図７は図５の高周波用可変減衰回路の特性図を示す。図７の横軸はポート２３に印加するＤＣ電圧Ｖ２３［Ｖ］、縦軸はポート２１−２２間のＲＦ信号の通過減衰量［ｄＢ］を表す。図５の高周波用可変減衰回路は一般には図７に曲線IIIで示すように、ＤＣ電圧Ｖ２３が増加すると非線形的に通過減衰量が増加する特性を示す。
【０００６】
また、高周波用可変減衰回路の他の例として、例えば図８の回路図に示す可変減衰回路が知られている（例えば、特許文献２参照）。この可変減衰回路では、減衰回路３０が高周波信号入力端子３１と高周波信号出力端子３２との間の信号ラインに、直列に、かつ、互いに逆向きに２つのＰＩＮダイオード３３及び３４を接続し、高周波信号入力端子３１とＰＩＮダイオード３３のカソードとの接続点にカソードが接地されたＰＩＮダイオード３５のアノードを接続すると共に、高周波信号出力端子３２とＰＩＮダイオード３４のカソードとの接続点にカソードが接地されたＰＩＮダイオード３６のアノードを接続する構成であり、更に、バイアス制御回路４０と接続されたチョークコイル３７、３８、３９を有する構成である。
【０００７】
この可変減衰回路では、バイアス制御回路４０によって、ＰＩＮダイオード３５、３６の抵抗値が信号ラインの特性インピーダンス値より大きな場合は、ＰＩＮダイオード３３と３５、及びＰＩＮダイオード３４と３６に流れる電流積が一定となるように制御し、ＰＩＮダイオード３５、３６の抵抗値が信号ラインの特性インピーダンス値以下の場合は、ＰＩＮダイオード３４と３６に流れる電流をＰＩＮダイオード３５、３６の抵抗値を特性インピーダンス値と等しくなる値に固定し、かつ、ＰＩＮダイオード３３と３５に流れる電流を制御する構成である。
【０００８】
この可変減衰回路によれば、ＰＩＮダイオード３３〜３６を流れる電流を制御することにより出力される減衰量が可変されるので、減衰回路３０内において必要となる部品点数を削減でき、シールドケースの形状の大型化などにより発生する不要な共振や伝搬を抑制できる。
【０００９】
【特許文献１】特公平８−１５２４１号公報（第３頁左欄１８行〜２３行）
【特許文献２】特開平９−２１４２７８号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、図５に示した高周波用可変減衰回路では、ＰＩＮダイオード２８、２９の抵抗値Ｒｖ２８，Ｒｖ２９を低下させていく（ＰＩＮダイオード２８，２９に印加するＤＣ電圧を増加させていく）と、ＰＩＮダイオード２８，２９間の１／４波長の伝送線路３０がアンテナとして動作し、周辺回路からの空間的な回り込みによる帰還量が、ＰＩＮダイオード２８，２９による減衰量を上回り、図７にIVで示すように減衰量が逆上昇する場合がある。
【００１１】
このような減衰量の逆上昇が生じる（減衰曲線に変曲点が現れる）と、減衰量を一定にするためのＤＣバイアス電圧が一義的に決まらなくなってしまう。従って、高周波用可変減衰回路の減衰特性としては、減衰曲線が変曲点をもたず、ＤＣバイアス電圧に対して単調減少になることが必要である。
【００１２】
従来、この減衰量の逆上昇を防ぐ方法としては下記２点が考えられている。
【００１３】
(i)高周波用可変減衰回路への回り込みを防ぐため、高周波用可変減衰回路全体を金属等の導体で覆う。
【００１４】
(ii)減衰量が逆上昇する時のＰＩＮダイオードの抵抗値（図７中の電圧値Ｖ３２における抵抗値Ｒｖ２８，Ｒｖ２９；図６の抵抗値Ｒj0）以下にならないように、抵抗をＰＩＮダイオードに直列接続する。
【００１５】
しかし、上記の(i)の方策を採ると、立体構造が複雑になる欠点をもつ。一方、(ii)の方策は、回路構成が単純で集積化が図り易い。しかし、ＰＩＮダイオード自身の抵抗値のばらつき、ワイヤー長などの組み立てによるばらつき、可変減衰回路に接続される素子の負荷インピーダンスのばらつき等によって、減衰曲線に変曲点が現れる抵抗値Ｒj0は変化する。よって、これらばらつきに個別に対応できる補償用抵抗を、減衰用ＰＩＮダイオードに直列接続する必要がある。
【００１６】
また、図８に示した従来の高周波用可変減衰回路では、(i)の方策に対応した高周波用可変減衰回路全体を覆う金属製のシールドケースを小型化できるものであるが、ＰＩＮダイオード３３、３４への印加電圧を変化させると、ＰＩＮダイオード３５、３６への印加電圧も変化してしまうため、ＰＩＮダイオード３３、３４を補償用の可変抵抗素子として用いるには、減衰回路３０に対するバイアス制御回路４０によるバイアス制御が複雑になってしまい、また回路構成が極めて複雑となってしまう。
【００１７】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、簡単な構成により回路素子のばらつきや周辺回路の変化に対応でき、しかも可変減衰範囲の劣化を最小にし得る高周波用可変減衰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】
【００１８】
上記の目的を達成するため、本発明は第１の入出力用ポートが伝送線路を介して第２の入出力用ポートに接続されると共に、第１の入出力用ポートと伝送線路の一端との接続点に接続された第１の減衰用ＰＩＮダイオードと、伝送線路の他端と第２の入出力用ポートとの接続点に接続された第２の減衰用ＰＩＮダイオードの各バイアス電圧を変化させることにより、第１及び第２の入出力用ポートの一方に入力され、他方から出力されるマイクロ波・ミリ波帯の入力信号に対して所望の減衰量を付与すると共に、その減衰量が可変可能な減衰特性を備えた高周波用可変減衰回路において、減衰特性において減衰量が逆上昇する変曲点のときの第１の減衰用ＰＩＮダイオードの第１の抵抗値と第１の減衰用ＰＩＮダイオードの最小抵抗値との差分に相当する抵抗値に設定されると共にその抵抗値が可変調整可能な、第１の減衰用ＰＩＮダイオードに直列に接続された第１の可変抵抗素子と、減衰量が逆上昇する変曲点のときの第２の減衰用ＰＩＮダイオードの第２の抵抗値と第２の減衰用ＰＩＮダイオードの最小抵抗値との差分に相当する所定の抵抗値に設定されると共にその抵抗値が可変調整可能な、第２の減衰用ＰＩＮダイオードに直列に接続された第２の可変抵抗素子とを有することを特徴とする。
【００１９】
この発明では、第１及び第２の減衰用ＰＩＮダイオードに直列接続される第１及び第２の可変抵抗素子の抵抗値を、減衰特性において変曲点として現れるときの第１及び第２の減衰用ＰＩＮダイオードの第１及び第２の抵抗値（Rj0）と、第１及び第２の減衰用ＰＩＮダイオードの最小抵抗値（Rmin）との差分の抵抗値(Rc)に設定するようにしたため、第１及び第２の可変抵抗素子を設けた簡単な構成により、減衰特性において減衰量が逆上昇する変曲点が現れないようにできる。
【００２０】
ここで、上記の第１の可変抵抗素子は第１の減衰用ＰＩＮダイオードに対して逆向きに直列接続された第１の補償用ＰＩＮダイオードであり、第２の可変抵抗素子は第２の減衰用ＰＩＮダイオードに対して逆向きに直列接続された第２の補償用ＰＩＮダイオードであることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は上記の第１及び第２の補償用ＰＩＮダイオードを、共通のＤＣ電圧がバイアス電圧として印加されて、減衰特性において減衰量が逆上昇する変曲点のときの第１及び第２の減衰用ＰＩＮダイオードの抵抗値と第１及び第２の減衰用ＰＩＮダイオードの最小抵抗値との差分に相当する所定の抵抗値にそれぞれ設定することを特徴とする。これにより、回路構成を更に簡略化できる。
【００２２】
また、本発明は、上記の第１及び第２の補償用ＰＩＮダイオードに共通にバイアス電圧として印加されるＤＣ電圧を、減衰特性において減衰量が逆上昇する変曲点のときの第１及び第２の減衰用ＰＩＮダイオードの抵抗値と第１及び第２の減衰用ＰＩＮダイオードの最小抵抗値との差分に相当する所定の抵抗値に応じて、可変調整することを特徴とする。この発明では、回路素子のばらつきや周辺回路の変化によって上記の第１及び第２の抵抗値（Rj0）が変化しても、それに対応して第１及び第２の可変抵抗素子の抵抗値を可変設定することができる。
【００２３】
また、本発明は上記の目的を達成するため、第１の入出力用ポートが伝送線路を介して第２の入出力用ポートに接続されると共に、第１の入出力用ポートと伝送線路の一端との接続点に接続された第１の減衰用ＰＩＮダイオードと、伝送線路の他端と第２の入出力用ポートとの接続点に接続された第２の減衰用ＰＩＮダイオードの各バイアス電圧を変化させることにより、第１及び第２の入出力用ポートの一方に入力され、他方から出力されるマイクロ波・ミリ波帯の入力信号に対して所望の減衰量を付与すると共に、その減衰量が可変可能な減衰特性を備えた高周波用可変減衰回路において、第１の減衰用ＰＩＮダイオードに対して逆向きに直列接続された第１の補償用ＰＩＮダイオードと、第２の減衰用ＰＩＮダイオードに対して逆向きに直列接続された第２の補償用ＰＩＮダイオードと、第１の減衰用ＰＩＮダイオードと伝送線路の一端との接続点に、所望の減衰量を得るための可変可能な減衰用ＤＣ電圧をバイアス電圧として印加する減衰用ＤＣ電圧印加手段と、第１の補償用ＰＩＮダイオードと第２の補償用ＰＩＮダイオードに、それぞれ減衰用ＤＣ電圧よりも絶対値が小で、かつ、極性が異なる所定の補償用ＤＣ電圧をバイアス電圧として共通に印加する補償用ＤＣ電圧印加手段とを有し、補償用ＤＣ電圧印加手段は、第１の補償用ＰＩＮダイオードと第２の補償用ＰＩＮダイオードの各抵抗値を、減衰特性において減衰量が逆上昇する変曲点のときの第１の減衰用ＰＩＮダイオード及び第２の減衰用ＰＩＮダイオードの抵抗値と第１の減衰用ＰＩＮダイオード及び第２の減衰用ＰＩＮダイオードの最小抵抗値との差分に相当する抵抗値にそれぞれ設定するための補償用ＤＣ電圧を生成して、第１の減衰用ＰＩＮダイオードと第１の補償用ＰＩＮダイオードの共通接続点と、第２の減衰用ＰＩＮダイオードと第２の補償用ＰＩＮダイオードの共通接続点にそれぞれ印加することを特徴とする。
【００２４】
この発明では、第１及び第２の減衰用ＰＩＮダイオードに直列接続される第１及び第２の補償用ＰＩＮダイオードの抵抗値を、減衰特性において変曲点として現れるときの第１及び第２の減衰用ＰＩＮダイオードの第１及び第２の抵抗値（Rj0）と、第１及び第２の減衰用ＰＩＮダイオードの最小抵抗値（Rmin）との差分の抵抗値(Rc)に設定するようにしたため、第１及び第２の補償用ＰＩＮダイオードを設けた簡単な構成により、減衰特性において減衰量が逆上昇する変曲点が現れないようにできる。
【００２５】
また、上記の目的を達成するため、本発明は、上記の補償用ＤＣ電圧印加手段により、第１の減衰用ＰＩＮダイオードと第１の補償用ＰＩＮダイオードの共通接続点と、第２の減衰用ＰＩＮダイオードと第２の補償用ＰＩＮダイオードの共通接続点にそれぞれ補償用ＤＣ電圧を印加した後、上記の減衰用ＤＣ電圧印加手段により、第１の減衰用ＰＩＮダイオードと伝送線路の一端との接続点に減衰用ＤＣ電圧をバイアス電圧として印加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、第１及び第２の減衰用ＰＩＮダイオードに直列接続される第１及び第２の補償用ＰＩＮダイオード（第１及び第２の可変抵抗素子）の抵抗値を、減衰特性において変曲点として現れるときの第１及び第２の減衰用ＰＩＮダイオードの第１及び第２の抵抗値（Rj0）と、第１及び第２の減衰用ＰＩＮダイオードの最小抵抗値（Rmin）との差分の抵抗値(Rc)に設定することにより、減衰特性において減衰量が逆上昇する変曲点が現れないようにしたため、第１及び第２の補償用ＰＩＮダイオード（第１及び第２の可変抵抗素子）を設けると共に、それを上記の抵抗値(Rc)に固定的に設定する手段を設けるだけの極めて簡単な構成により、空間的な回り込みによる減衰特性の劣化（減衰特性曲線が変曲点をもつ）を防ぎ、可変減衰範囲の劣化を最小にできる。
【００２７】
また、本発明によれば、回路素子のばらつきや周辺回路の変化によって上記の第１及び第２の抵抗値（Rj0）が変化しても、それに対応して第１及び第２の補償用ＰＩＮダイオード（可変抵抗素子）の抵抗値を可変設定することができるため、上記の回路素子のばらつきや周辺回路の変化に個別に対応でき、かつ、可変減衰範囲の劣化を最小に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。図１は本発明になる高周波用可変減衰回路の一実施の形態の回路図を示す。図１において、ポート１，２はＲＦ信号の入出力ポート、ポート３は減衰量を制御するＤＣ電圧の印加ポート、ポート１１は補償用のＤＣ電圧の印加ポートである。コンデンサ４，５は、外部回路からのＲＦ信号を通し、かつ、ポート３からのＤＣ電圧が外部回路へ漏れるのを遮断するためのものである。
【００２９】
ポート３に各一端が接続されたコンデンサ６とコイル７は、ポート３からの印加ＤＣ電圧は通しＲＦ信号は通さないというローパスフィルタの構成をとっており、バイアス供給のための回路を構成する素子である。同様に、ポート１１に各一端が接続されたコンデンサ１２とコイル１３は、ポート１１からの印加ＤＣ電圧は通しＲＦ信号は通さないというローパスフィルタの構成をとっており、バイアス供給のための回路を構成する素子である。
【００３０】
また、コンデンサ４とコイル７の接続点は、高周波減衰用ＰＩＮダイオード８のアノードが接続され、コンデンサ５のポート２の接続側端子と反対側端子は高周波減衰用ＰＩＮダイオード９のアノードが接続されている。また、ＰＩＮダイオード８及び９の各カソードは、それぞれアノードが接地されている補償用ＰＩＮダイオード１４及び１５の各カソードに共通接続されている。コイル１３のポート１１の接続側端子と反対側端子はＰＩＮダイオード８、９、１４及び１５の共通接続点に接続されている。更に、２つのＰＩＮダイオード２８、２９の各アノード間に伝送線路１０が接続されており、その長さは１／４波長である。なお、ＤＣ電圧によってその抵抗値が変化する可変抵抗素子であるＰＩＮダイオード８、９、１４及び１５の各等価抵抗値をそれぞれＲｖ８、Ｒｖ９、Ｒｖ１４及びＲｖ１５とする。
【００３１】
この実施の形態は、ポート１１、コンデンサ１２、コイル１３、ＰＩＮダイオード１４，１５を設け、減衰曲線が変曲点を持つのを防ぐ補償用可変抵抗素子として、ＰＩＮダイオード１４及び１５を用いた点に特徴がある。ＰＩＮダイオード１４，１５は、補償用可変抵抗素子であり、図１に示すように、アノード・カソードの向きが減衰用のＰＩＮダイオード８，９と逆方向でそれぞれ直列に接続されている。コンデンサ１２とコイル１３は、ポート１１からの印加電圧は通しＲＦ信号は通さないというローパスフィルタの構成をとっており、バイアス供給のための回路を構成する素子である。
【００３２】
次に、本実施の形態の動作について図２〜図４を併せ参照して説明する。一般的に高周波数帯でのＰＩＮダイオードの等価回路は、図２（Ａ）に示すようにダイオードに順方向にＤＣ電圧Ｖを印加したときには、同図（Ｂ）に示すように、非線形な接合抵抗Ｒｊと非線形な接合容量Ｃｊの並列回路が抵抗Ｒｓに直列に接続された回路で表される。そして、この抵抗Ｒｓ及びＲｊの合成抵抗Ｒｖとダイオードへの順方向バイアス電圧であるＤＣ電圧Ｖとの関係は、図２（Ｃ）に示すようになる。
【００３３】
ＰＩＮダイオードは、周知のようにＰ層とＮ層の間に固有半導体領域（すなわち、Ｉ層）を挟んだ接合構造であり、Ｉ層によってキャリアがＲＦ信号に追随できないので、ＲＦ的にはダイオードにかかるバイアスＤＣ電圧Ｖのみによって抵抗値Ｒｖが決まる可変抵抗素子とみなせる。
【００３４】
このような特性を持つＰＩＮダイオードを用いて、図５に示すような可変減衰回路を構成した場合（従来の回路構成）について考える。図５のポート２３に電圧を印加していくことによって、減衰用ＰＩＮダイオード２８、２９の抵抗値Ｒｖ２８、Ｒｖ２９が図６に示したように低下していき、結果としてポート２１−２２間のＲＦ信号の通過減衰量が増大していく。しかし、減衰用ＰＩＮダイオード２８、２９の抵抗値Ｒｖ２８、ＲＶ２９がある値（以降Ｒｊ０とする）以下になると減衰量が逆上昇する（図７中の特性IIのように減衰曲線が変曲点を持つ）場合がある。
【００３５】
このことは、伝送線路にｓｈｕｎｔ接続する部分の抵抗値がＲｊ０以下にならなければ、減衰曲線に変曲点は現れないことを意味する。よって、図６に示した減衰曲線に変曲点で現れる抵抗値Ｒｊ０と、ＰＩＮダイオードの最小抵抗値Ｒｍｉｎとの差分Ｒｃという抵抗値のものを、補償用抵抗として減衰用ＰＩＮダイオードに直列接続すればよい。しかし、この減衰曲線に変曲点が現れる抵抗値Ｒｊ０は、回路構成の変化等によってばらつくので、本実施の形態では、上記補償用抵抗として可変抵抗素子であるＰＩＮダイオード１４、１５を用いる。
【００３６】
すなわち、本実施の形態では、図１に示すように、補償用ＰＩＮダイオード１４、１５を減衰用ＰＩＮダイオード８、９に、アノード・カソードの向きが逆方向となるように直列接続させた回路構成とする。これにより、本実施の形態の可変減衰回路の可変減衰範囲は、減衰用ＰＩＮダイオード８、９の抵抗値Ｒｖ８、ＲＶ９の最小値に、補償用ＰＩＮダイオード１４、１５の抵抗値Ｒｖ１４、Ｒｖ１５を加えた抵抗値によって決定される。
【００３７】
ここで、図１中のポート１１への印加電圧Ｖ１１と補償用ＰＩＮダイオード１４の抵抗値Ｒｖ１４との関係を図３に示す。本実施の形態では、図３のＰＩＮダイオードの電圧−抵抗値特性において、抵抗値Ｒｖ１４が抵抗値Ｒｃとなる印加電圧Ｖ１１ｃを固定的に印加する。この抵抗値Ｒｃは、図６に示した減衰曲線に変曲点で現れる抵抗値Ｒｊ０と、ＰＩＮダイオードの最小抵抗値Ｒｍｉｎとの差分の抵抗値である。
【００３８】
本実施の形態では、図１に示すように、補償用ＰＩＮダイオード１４、１５を減衰用ＰＩＮダイオード８、９に、アノード・カソードの向きが逆方向となるように直列接続させた回路構成としているので、まず、ポート１１に負の固定電圧Ｖ１１ｃ（これは図３のＶ１１ｃに相当）を印加することで、ＰＩＮダイオード１４、１５だけに順方向のバイアス電圧を印加して、ＰＩＮダイオード１４、１５の抵抗値Ｒｖ１４、Ｒｖ１５だけを抵抗値Ｒｃに固定する。その後、Ｖ１１ｃより絶対値の大きな正の電圧をポート３に印加し、このポート３に印加する電圧を可変することで、ＰＩＮダイオード８、９に対してのみ順方向のバイアス電圧を可変してＰＩＮダイオード８、９の抵抗値Ｒｖ８、Ｒｖ９を可変し、所望の減衰量を得ることができる。
【００３９】
このように、本実施の形態では、抵抗値Ｒｖ８、Ｒｖ９の最小値Ｒｍｉｎに、補償用として抵抗値Ｒｃを付加する構成としているので、減衰用ＰＩＮダイオード８、９に印加する可変抵抗制御ＤＣ電圧値範囲内で、可変減衰範囲の劣化を最小にして、かつ、図６にIIで示す特性と同様な減衰特性を単調減少にすることが可能になる。これにより、図１の高周波用可変減衰回路の減衰特性は図４に示すようになる。
【００４０】
図４において、横軸は図１のポート３に印加するＤＣ電圧Ｖ３［Ｖ］、縦軸はポート１−２間のＲＦ信号の通過減衰量［ｄＢ］を表す。図４に示すように、本実施の形態の減衰特性Vは、従来回路の図７中の特性IVのような減衰量の逆上昇が見られず、この特性Vは減衰量が印加電圧Ｖ３に対して単調減少となっている。
【００４１】
減衰曲線に変曲点が現れる抵抗値は、回路素子のばらつきや周辺回路の変化によって変化するが、本実施の形態では補償用ＰＩＮダイオード１４，１５の抵抗値を変化させる（ポート１１への印加ＤＣ電圧を変化させる）ことによって、この変化に個別に対応でき、かつ、可変減衰範囲の劣化を最小に調整することが可能である。
【００４２】
このように、本実施の形態によれば、ポート１１、コンデンサ１２、コイル１３、ＰＩＮダイオード１４，１５を設けるだけの、特許文献２記載の従来の可変減衰回路に比べて極めて簡単な構成により、回路素子のばらつきや周辺回路の変化に対応でき、しかも可変減衰範囲の劣化を最小にできる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の高周波用可変減衰回路の一実施の形態の回路図である。
【図２】ＰＩＮダイオードの等価回路及び印加電圧対抵抗特性を示す図である。
【図３】図１中のポート１１への印加電圧と補償用ＰＩＮダイオード１４の抵抗値との関係を示す図である。
【図４】図１の高周波用可変減衰回路の減衰特性図である。
【図５】従来の高周波用可変減衰回路の一例の回路図である。
【図６】図５の高周波用可変減衰回路のポート２３に印加するＤＣ電圧とＰＩＮダイオード２８の抵抗値との関係を示す図である。
【図７】図５の高周波用可変減衰回路の減衰特性図である。
【図８】特許文献２記載の従来の高周波減衰回路の一例の回路図である。
【符号の説明】
【００４４】
１、２  ＲＦ信号の入出力ポート
３  減衰量制御用ＤＣ電圧入力ポート
４、５  直流阻止用コンデンサ
６、１２  ローパスフィルタ用コンデンサ
７、１３  ローパスフィルタ用コイル
８、９  高周波減衰用ＰＩＮダイオード
１０  伝送線路
１１  補償用ＤＣ電圧入力ポート
１４、１５  補償用ＰＩＮダイオード
【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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