(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの信号を入力して、これらの周波数の差の成分から成る中間周波数信号を取り出すミキサにおいて、
２つの信号が入力されて、これら入力信号の内の一方の信号電圧の位相を９０度ずらして他方の入力信号電圧と加えた第１の合成電圧と、前記他方の入力信号電圧の位相を同方向に９０度ずらして前記一方の入力信号電圧と加えた第２の合成電圧とを出力する第１のハイブリッド結合器と、
前記第１のハイブリッド結合器から前記第１の合成電圧が入力され、当該第１の合成電圧と当該第１の合成電圧の位相を９０度ずらした第３の合成電圧とを出力する第２のハイブリッド結合器と、
前記第１のハイブリッド結合器から前記第２の合成電圧が入力され、当該第２の合成電圧と当該第２の合成電圧の位相を９０度ずらした第４の合成電圧とを出力する第３のハイブリッド結合器と、
前記第２のハイブリッド結合器から出力された前記第１の合成電圧を、当該電圧の２乗に所定の係数で比例する成分を包含した第１の合成電流へ変換する第１の電流変換手段と、
前記第２のハイブリッド結合器から出力された前記第３の合成電圧を、当該電圧の２乗に前記所定の係数で比例する成分を包含した第２の合成電流へ変換する第２の電流変換手段と、
前記第３のハイブリッド結合器から出力された前記第２の合成電圧を、当該電圧の２乗に前記所定の係数で比例する成分を包含した第３の合成電流へ変換する第３の電流変換手段と、
前記第３のハイブリッド結合器から出力された前記第４の合成電圧を、当該電圧の２乗に前記所定の係数で比例する成分を包含した第４の合成電流へ変換する第４の電流変換手段と、
前記第１の合成電流乃至前記第４の合成電流の総和に基づいて中間周波数電流を取り出す電流取出手段と、
を備え、
前記第３の電流変換手段および前記第４の電流変換手段は共に、前記第３の合成電流および前記第４の合成電流が前記第１の合成電流および前記第２の合成電流とは逆向きに流れるように設けられたことを特徴とするミキサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの信号を入力してこれらの周波数の差の成分から成る中間周波数信号を取り出すミキサに関し、特に、中間周波数信号を生成するに際して、実用上で支障がない程度で不要な周波数成分の信号の発生を抑制して、これにより、変換損失を低減させるミキサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
２つの信号を入力して、これらの周波数の差の成分から成る中間周波数信号を取り出すことがミキサにより行われており、例えばスーパーヘテロダイン方式を採用した受信機では、受信した高周波信号（ＲＦ波信号）と受信機内部で発生した局部発振波信号（ＬＯ波信号）とをミキサによりミキシングして中間周波数信号（ＩＦ波信号）を取り出すことが行われている。
【０００３】
図５には、１つのダイオードを用いたシングルミキサの構成例を示してある。
このシングルミキサでは、フィルタ１１を通過したＬＯ波信号とフィルタ１２を通過したＲＦ波信号とが加えられてダイオードＤ５に入力され、このダイオードＤ５から出力されたＩＦ波信号がフィルタ１３を通過して取り出される。なお、この構成では、例えばシングルミキサの外部に方向性結合器があり、ダイオードＤ５に入力されるＬＯ波信号とＲＦ波信号とは同一線路上にあるとしている。
【０００４】
上記したシングルミキサにおける信号処理の手順を数式を用いて更に詳しく説明する。
例えば式１に示すＬＯ波信号の信号電圧ＶLOとＲＦ波信号の信号電圧ＶRFとがシングルミキサに入力された場合、ダイオードＤ５に入力される信号電圧Ｖ5は式２に示すようになる。
【０００５】
【数１】
0004400975.tif 000002
【０００６】
【数２】
0004400975.tif 000003
【０００７】
ここで、ダイオードＤ５に信号電圧Ｖが入力された場合に、当該ダイオードＤ５に流れる信号電流Ｉが式３に示すようになるとする。
【０００８】
【数３】
0004400975.tif 000004
【０００９】
式３で、ａ、ｂ、ｃ、・・・は所定の係数であり、一般にダイオードＤ５の特性等に応じて定まるものである。以下の説明では簡単化のため、式３についてＶの２乗までの項をとることとし、例えば信号電流Ｉへの影響が比較的少ないＶの３乗以上の項については計算上無視することとする。
上記した式３中のＶにダイオードＤ５に入力される信号電圧Ｖ5を代入して、ダイオードＤ５に流れる信号電流Ｉ5を計算すると式４のようになる。
【００１０】
【数４】
0004400975.tif 000005
【００１１】
ここで、信号電流Ｉ5の成分の内の第１項目は直流成分（定数の成分）であり、第２項目は入力波の成分（周波数がωLOやωRFである成分）であり、第３項目は２倍波の成分（周波数が２ωLOや２ωRFである成分）であり、第４項目はＬＯ波信号とＲＦ波信号との和の成分（周波数がωLO＋ωRFである成分）であり、第５項目はＬＯ波信号とＲＦ波信号との差の成分（周波数がωRF−ωLOである成分）である。
これらの成分の内の第５項目がＩＦ波信号として検波される中間周波数成分であり、このＩＦ波信号の成分は式３においてＶの２乗の項（ｃＶ2）に起因して発生する。なお、式３におけるＶの０乗の項（ａ）やＶの１乗の項（ｂＶ）からはＩＦ波信号は発生しない。
【００１２】
また、第１項目から第４項目までの成分は、ＩＦ波信号を生成するに際してノイズとして発生した不要な周波数成分である。このような不要な周波数成分を排除するため、図５に示したシングルミキサの出力端には、フィルタ１３として例えばＩＦ波信号の周波数より大きな周波数の信号を遮断するローパスフィルタが設けられている。すなわち、ダイオードＤ５から出力された信号電流Ｉ5 がローパスフィルタ１３を通過することにより、ＩＦ波信号の中間周波数電流ＩIFが出力端から取り出される構成となっている。
このような構成では、フィルタ１３により不要な周波数成分の信号を排除することができるものの、出力端から得られるＩＦ波信号の出力が非常に微弱なものとなってしまうといったことが生じていた。
【００１３】
一般に、ＬＯ波信号については受信機等の内部に備えられた発信源から発信されるため、十分な大きさの電力で入力信号を得ることができるが、ＲＦ波信号については外部から無線等によって受信されるため、入力信号が非常に微弱な電力で得られる場合が多い。このため、ＬＯ波信号とＲＦ波信号とを合成して十分な大きさのＩＦ波信号の出力を得るためには、ＲＦ波信号を高い効率でＩＦ波信号へ変換することが必要となるが、上記したシングルミキサの構成では、実用上等において不十分なものであった。
【００１４】
図６には、２つのダイオードを用いたバランスドミキサの構成例を示してある。
このバランスドミキサでは、ハイブリッド結合器Ｈ４に入力されたＬＯ波信号とＲＦ波信号とが合成されて、当該結合器Ｈ４から出力された２つの合成波信号がそれぞれダイオードＤ６、ダイオードＤ７に入力される。そして、これらの合成波信号に応じてそれぞれのダイオードＤ６、Ｄ７に生じた信号電流が総和されて、この総和電流がローパスフィルタ１４を通過することによりＩＦ波信号が取り出される。
このようなバランスドミキサでは、上記したシングルミキサに比べて中間周波数以外の不要な周波数成分の信号の発生をより抑えることができ、ＲＦ波信号からＩＦ波信号への変換の効率をより高めることができることが知られている。
【００１５】
このようなバランスドミキサにおける信号処理の手順を数式を用いて更に詳しく説明する。
なお、バランスドミキサに入力されるＬＯ波信号の信号電圧ＶLOとＲＦ波信号の信号電圧ＶRFとは式１で示したものと同じであるとする。
また、ハイブリッド結合器Ｈ４としては９０゜ハイブリッドの３ｄＢ方向性結合器（90°hybrid 3dB coupler）が用いられており、この結合器Ｈ４では、ＬＯ波信号とＲＦ波信号とが入力されると、ＬＯ波信号の位相を９０度ずらしてＲＦ波信号と加えた合成信号と、ＲＦ波信号の位相を同方向に９０度ずらしてＬＯ波信号と加えた合成信号とを出力する。なお、３ｄＢとは入力信号に対する出力信号の振幅比を表しており、３ｄＢの場合には（１／２）1/2となる。
【００１６】
ハイブリッド結合器Ｈ４から出力されてダイオードＤ６に入力される信号電圧Ｖ6及びハイブリッド結合器Ｈ４から出力されてダイオードＤ７に入力される信号電圧Ｖ7は式５のように示される。
【００１７】
【数５】
0004400975.tif 000006
【００１８】
このバランスドミキサでは、信号電圧Ｖ6が入力されることによりダイオードＤ６を流れる信号電流Ｉ6の方向と、信号電圧Ｖ7が入力されることによりダイオードＤ７を流れる信号電流Ｉ7の方向とが互いに逆向きになるように構成されており、これら両ダイオードＤ６、Ｄ７から出力された信号電流Ｉ6、Ｉ7の総和電流ＩBSは、式６のように示される。なお、ダイオードＤ６及びダイオードＤ７の特性は上記図５に示したダイオードＤ５と同様に、上記した式３のように示されるとする。
【００１９】
【数６】
0004400975.tif 000007
【００２０】
このようにしてバランスドミキサによりＬＯ波信号とＲＦ波信号とからＩＦ波信号を取り出した場合には、上記したシングルミキサの場合と比べて、直流成分が全く発生せず、また、シングルミキサの場合にはＩＦ波信号と同じ大きさの振幅で発生した２つの信号周波数の和の成分も発生しない。このように、バランスドミキサでは、中間周波数以外の不要な周波数信号の発生をシングルミキサに比べてより抑えることができ、また、ＩＦ波信号の振幅についてはシングルミキサの場合と同じ大きさの振幅（すなわち、”ｃＡＢ”）が得られるため、総じてバランスドミキサの方がシングルミキサよりＲＦ波信号からＩＦ波信号への変換の効率を高めることができる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなバランスドミキサでは、シングルミキサとの相対的な比較においては不要な周波数成分の信号の発生を抑制して、ＲＦ波信号を効率よくＩＦ波信号へ変換することができるというものの、実用上においてはかなりの損失があり、まだ不十分なものであった。
すなわち、上記したバランスドミキサでは、ＬＯ波信号とＲＦ波信号との合成波信号を生成して、この合成波信号の信号電圧の２乗に比例する信号電流成分を得ることによりＩＦ波信号を発生させているが、このＩＦ波信号の発生と同時に例えば２倍波といった不要な周波数成分までもが発生してしまうため、実用上で十分な効率での変換が行われないといった不具合があった。
【００２２】
このようなことから、実用上で支障がない程度で中間周波数以外の不要な周波数成分の信号の発生をなくすことにより変換損失を低減させて、これにより、ＲＦ波信号からＬＯ波信号への変換の効率を向上させることができるミキサが要求されていた。
また、例えば上記のようなバランスドミキサでは、変換の際の損失が大きいために、得られたＩＦ波信号を増幅器等により増幅することが必要な場合が多く、こうした増幅処理を行うことを回避等するためにもミキサによる変換の効率を向上させることが要求されていた。
【００２３】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、２つの信号を入力して、これらの周波数の差の成分から成る中間周波数信号を取り出すに際して、実用上で支障がない程度で不要な周波数成分の信号の発生を抑制することができるミキサを提供することを目的とする。
更に具体的には、中間周波数信号を生成するに際して、例えばダイオード等において信号電圧の２乗の項に起因して生じる２倍波の周波数成分といった不要な信号電流の発生を抑えることにより、入力された信号から中間周波数信号への変換損失を低減させて、これにより、当該変換の効率を向上させることを実現する。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るミキサでは、次のようにして、２つの信号を入力してこれらの周波数の差の成分から成る中間周波数信号を取り出す。まず、第１のハイブリッド結合器では、例えばＬＯ波信号とＲＦ波信号といった２つの信号ｃｏｓ（ωLOｔ）、ｃｏｓ（ωRFｔ）が入力されて、これら入力信号の内の一方の信号電圧の位相を９０度ずらして他方の入力信号電圧と加えた第１の合成電圧Ｖm1と、前記他方の入力信号電圧の位相を同方向に９０度ずらして前記一方の入力信号電圧と加えた第２の合成電圧Ｖm2とが出力される。
例えば第１の合成電圧Ｖm1と第２の合成電圧Ｖm2とは式７のように示される。
【００２５】
【数７】
0004400975.tif 000008
【００２６】
次に、第２のハイブリッド結合器では、前記第１のハイブリッド結合器から前記第１の合成電圧Ｖm1が入力され、当該第１の合成電圧Ｖm1と当該第１の合成電圧の位相を９０度ずらした第３の合成電圧Ｖm3とが出力される。
また、第３のハイブリッド結合器では、前記第１のハイブリッド結合器から前記第２の合成電圧Ｖm2が入力され、当該第２の合成電圧Ｖm2と当該第２の合成電圧の位相を９０度ずらした第４の合成電圧Ｖm4とが出力される。
例えば第３の合成電圧Ｖm3と第４の合成電圧Ｖm4とは式８のように示される。
【００２７】
【数８】
0004400975.tif 000009
【００２８】
次いで、例えばダイオードから構成される第１の電流変換手段により、前記第２のハイブリッド結合器から出力された前記第１の合成電圧Ｖm1が、当該電圧Ｖm1の２乗に所定の係数ｃで比例する成分を包含した第１の合成電流Ｉm1へ変換される。
また、例えばダイオードから構成される第２の電流変換手段により、前記第２のハイブリッド結合器から出力された前記第３の合成電圧Ｖm3が、当該電圧Ｖm3の２乗に前記所定の係数ｃで比例する成分を包含した第２の合成電流Ｉm2へ変換される。
【００２９】
また、例えばダイオードから構成される第３の電流変換手段により、前記第３のハイブリッド結合器から出力された前記第２の合成電圧Ｖm2が、当該電圧Ｖm2の２乗に前記所定の係数ｃで比例する成分を包含した第３の合成電流Ｉm3へ変換される。
また、例えばダイオードから構成される第４の電流変換手段により、前記第３のハイブリッド結合器から出力された前記第４の合成電圧Ｖm4が、当該電圧Ｖm4の２乗に前記所定の係数ｃで比例する成分を包含した第４の合成電流Ｉm4へ変換される。
【００３０】
次いで、電流取出手段により前記第１の合成電流Ｉm1乃至前記第４の合成電流Ｉm4の総和に基づいて中間周波数電流が取り出される。
例えば第１の合成電流Ｉm1乃至第４の合成電流Ｉm4の総和電流ＩFSを式９に示すようにとる。
【００３１】
【数９】
0004400975.tif 000010
【００３２】
式９において、例えば第１の合成電流Ｉm1乃至第４の合成電流Ｉm4について信号電圧の２乗に比例する成分のみを取り出すと、これら信号電圧の２乗に比例する成分が総和電流ＩFSへ寄与する電流成分ＩFS（Ｖ2）は式１０に示すようになって、２倍波の信号が発生せずに中間周波数電流のみが発生する。
【００３３】
【数１０】
0004400975.tif 000011
【００３４】
従って、入力された２つの信号を第１乃至第３のハイブリッド結合器により合成して、例えばこのようにして得られた合成波信号の２乗に比例する項により中間周波数電流を生成するに際して、上記したように２倍波といった不要な周波数成分の信号の発生を抑制することができるため、実用上で支障がない程度で不要な周波数成分の信号の発生をなくして、入力信号から中間周波数信号への変換損失を低減させることができ、これにより、当該変換の効率を向上させることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る一実施例を図面を参照して説明する。
図１には、本発明に係るミキサの一例を示してあり、このミキサには、３つのハイブリッド結合器Ｈ１〜Ｈ３と、４つのダイオードＤ１〜Ｄ４と、フィルタ１とが備えられている。このミキサは、第１のハイブリッド結合器Ｈ１に備えられた２つの出力端の内の一方を第２のハイブリッド結合器Ｈ２の入力端に接続するとともに、他方を第３のハイブリッド結合器Ｈ３の入力端に接続し、第２のハイブリッド結合器Ｈ２及び第３のハイブリッド結合器の出力端のそれぞれにダイオードＤ１〜Ｄ４を接続した構成となっている。
【００３６】
本例では、例えばスーパーヘテロダイン方式を採用した受信機に本発明のミキサを備え、このミキサにより、受信機の内部に備えられた局部発振器から発振された局部発振波信号（ＬＯ波信号）と受信された高周波信号（ＲＦ波信号）とをミキシングして中間周波数信号（ＩＦ波信号）を取り出すことを行う。
以下では、上記図１に示したミキサの構成と共に、このミキサにより行われる信号処理の手順を数式を用いて詳しく説明する。
なお、ミキサには上記した式１と同様な信号電圧が入力されるとし、すなわち、式１１に示すようなＬＯ波信号の信号電圧ＶLOとＲＦ波信号の信号電圧ＶRFとが入力されるとする。
【００３７】
【数１１】
0004400975.tif 000012
【００３８】
また、ハイブリッド結合器Ｈ１〜Ｈ３としては、本例では、９０°ハイブリッドの３ｄＢ方向性結合器が用いられている。
ハイブリッド結合器Ｈ１は、上記したように本例では第１のハイブリッド結合器を構成し、ＬＯ波信号とＲＦ波信号とを入力して、これら入力信号の内の一方の信号電圧ＶLOの位相を９０度ずらして他方の入力信号電圧ＶRFと加えた第１の合成電圧Ｖｐと、前記他方の入力信号電圧ＶRFの位相を同方向に９０度ずらして前記一方の入力信号電圧ＶLOと加えた第２の合成電圧Ｖｑとを出力する機能を有している。ここで、信号電圧ＶLOは入力されたＬＯ波信号の信号電圧であり、信号電圧ＶRFは入力されたＲＦ波信号の信号電圧である。
【００３９】
また、本例では、ハイブリッド結合器Ｈ１として９０°ハイブリッドの３ｄＢ方向性結合器が用いられているため、当該結合器Ｈ１に入力された信号電圧には実際には（１／２）1/2という係数が乗算されて出力され、このため、ハイブリッド結合器Ｈ１から実際に出力される第１の合成電圧Ｖｐ及び第２の合成電圧Ｖｑは式１２のように示される。
【００４０】
【数１２】
0004400975.tif 000013
【００４１】
なお、本例では、ハイブリッド結合器Ｈ１において信号電圧の位相を９０度ずらす仕方として、当該信号電圧の位相を遅らせる方向で９０度ずらす構成を用いたが、これとは逆に、当該信号電圧の位相を進ませる方向で９０度ずらすようにすることもできる。
【００４２】
ハイブリッド結合器Ｈ２は、上記したように本例では第２のハイブリッド結合器を構成し、ハイブリッド結合器Ｈ１から出力された第１の合成電圧Ｖｐを入力して、第１の合成電圧Ｖｐと第１の合成電圧Ｖｐの位相を９０度ずらした第３の合成電圧Ｖ3とを出力する機能を有している。なお、本例では、ハイブリッド結合器Ｈ２の一方の入力端子からは上記したように第１の合成電圧Ｖｐが入力されるとともに、他方の入力端子には無反射終端Ｔ１が接続されている。すなわち、無反射終端Ｔ１が接続されている入力端子からは信号が全く入力されないようになっている。
【００４３】
また、本例では、ハイブリッド結合器Ｈ２として９０°ハイブリッドの３ｄＢ方向性結合器が用いられているため、当該結合器Ｈ２に入力された合成電圧Ｖｐには実際には（１／２）1/2という係数が乗算されて出力され、このため、ハイブリッド結合器Ｈ２から実際に出力される第１の合成電圧Ｖ1及び第３の合成電圧Ｖ3は式１３のように示される。
【００４４】
【数１３】
0004400975.tif 000014
【００４５】
なお、本例では、ハイブリッド結合器Ｈ２において信号電圧の位相を９０度ずらす仕方として、当該信号電圧の位相を遅らせる方向で９０度ずらす構成を用いたが、これとは逆に、当該信号電圧の位相を進ませる方向で９０度ずらすようにすることもできる。
【００４６】
ハイブリッド結合器Ｈ３は、上記したように本例では第３のハイブリッド結合器を構成し、ハイブリッド結合器Ｈ１から出力された第２の合成電圧Ｖｑを入力して、第２の合成電圧Ｖｑと第２の合成電圧Ｖｑの位相を９０度ずらした第４の合成電圧Ｖ4とを出力する機能を有している。なお、本例では、上記したハイブリッド結合器Ｈ２の場合と同様に、ハイブリッド結合器Ｈ４の一方の入力端子からは上記したように第２の合成電圧Ｖｑが入力されるとともに、他方の入力端子には無反射終端Ｔ２が接続されている。
【００４７】
また、本例では、ハイブリッド結合器Ｈ３として９０°ハイブリッドの３ｄＢ方向性結合器が用いられているため、当該結合器Ｈ３に入力された合成電圧Ｖｑには実際には（１／２）1/2という係数が乗算されて出力され、このため、ハイブリッド結合器Ｈ３から実際に出力される第２の合成電圧Ｖ2及び第４の合成電圧Ｖ4は式１４のように示される。
【００４８】
【数１４】
0004400975.tif 000015
【００４９】
なお、本例では、ハイブリッド結合器Ｈ３において信号電圧の位相を９０度ずらす仕方として、当該信号電圧の位相を遅らせる方向で９０度ずらす構成を用いたが、これとは逆に、当該信号電圧の位相を進ませる方向で９０度ずらすようにすることもできる。
【００５０】
ダイオードＤ１は、第２のハイブリッド結合器Ｈ２から出力された第１の合成電圧Ｖ1を入力して、当該電圧Ｖ1を当該電圧Ｖ1の２乗に所定の係数ｃで比例する成分を包含した第１の合成電流Ｉ1へ変換する機能を有しており、本例では、このダイオードＤ１により第１の電流変換手段が構成されている。
ダイオードＤ２は、第２のハイブリッド結合器Ｈ２から出力された第３の合成電圧Ｖ3を入力して、当該電圧Ｖ3を当該電圧Ｖ3の２乗に前記所定の係数ｃで比例する成分を包含した第１の合成電流Ｉ2へ変換する機能を有しており、本例では、このダイオードＤ２により第２の電流変換手段が構成されている。
【００５１】
ダイオードＤ３は、第３のハイブリッド結合器Ｈ３から出力された第２の合成電圧Ｖ2を入力して、当該電圧Ｖ2を当該電圧Ｖ2の２乗に前記所定の係数ｃで比例する成分を包含した第３の合成電流Ｉ3へ変換する機能を有しており、本例では、このダイオードＤ３により第３の電流変換手段が構成されている。
ダイオードＤ４は、第３のハイブリッド結合器Ｈ３から出力された第４の合成電圧Ｖ4を入力して、当該電圧Ｖ4を当該電圧Ｖ4の２乗に前記所定の係数ｃで比例する成分を包含した第４の合成電流Ｉ4へ変換する機能を有しており、本例では、このダイオードＤ４により第４の電流変換手段が構成されている。
【００５２】
本例では、ダイオードＤ１〜Ｄ４が上記した式３で示される特性と同様の特性を有しているとし、すなわち、ダイオードＤ１〜Ｄ４に信号電圧Ｖが入力された場合に、当該ダイオードＤ１〜Ｄ４に流れる信号電流Ｉが式１５に示すように表されるとする。
【００５３】
【数１５】
0004400975.tif 000016
【００５４】
ここで、本例では、例えば信号電流Ｉに対する影響が比較的少ない信号電圧Ｖの３乗以上の項については計算上無視することとし、以下では、信号電圧Ｖの２乗の項までをとって説明を行う。
【００５５】
上記のようにしてダイオードＤ１〜Ｄ４により変換された第１〜第４の信号電流Ｉ1〜Ｉ4は、これらの総和がとられてフィルタ１に入力される。
ここで、本例のミキサでは上記図１に示したように、ダイオードＤ１及びダイオードＤ２に流れる信号電流の方向と、ダイオードＤ３及びダイオードＤ４に流れる信号電流の方向とが互いに逆向きとなる構成となっており、このため、フィルタ１に入力される第１〜第４の信号電流Ｉ1〜Ｉ4の総和電流Ｉsは式１６のように示される。
【００５６】
【数１６】
0004400975.tif 000017
【００５７】
このようにして得られた総和電流Ｉsでは、２倍波の信号成分（すなわち、周波数が２ωLOや２ωRFである成分）が全く発生せず、式１６に示したように本例では、入力波の信号成分（周波数がωLOやωRFである成分）と中間周波数信号の成分（周波数がωRF−ωLOである成分）のみが発生している。
【００５８】
フィルタ１は例えばローパスフィルタ（ＬＰＦ）から構成されており、本例では、このフィルタ１は、周波数が（ωRF−ωLO）である中間周波数信号を通過させる一方、周波数がωLOやωRFである信号成分については遮断する機能を有している。すなわち、上記のようにして得られた総和電流Ｉsがフィルタ１を通過することにより、ミキサの出力端からは中間周波数信号ＩIFのみが取り出されて出力される。
【００５９】
本例では、このフィルタ１により、上記した第１の合成電流Ｉ1乃至第４の合成電流Ｉ4の総和Ｉsに基づいて中間周波数電流を取り出す電流取出手段が構成されている。
なお、電流取出手段としては、生成された中間周波数信号を取り出すことができる構成であればどのような構成であってもよく、例えばフィルタを設けることなく、発生した他の周波数成分の信号と共に中間周波数信号を取り出すといった構成が用いられてもよい。
【００６０】
以上のように、本発明に係るミキサでは、上記従来例で示した図５のシングルミキサや図６のバランスドミキサに比べて、例えば２倍波の周波数成分といった最も不要な周波数成分の信号の発生を抑えることができる。また、このように不要な周波数成分を抑える一方、中間周波数信号の振幅（ｃＡＢ）についてはシングルミキサやバランスドミキサの場合と同じであるため、入力信号から中間周波数信号への変換損失を低減させることができ、これにより、当該変換の効率を向上させることができる。
このように、本発明では、実用上で支障のない程度で不要な周波数成分の信号の発生をなくして、これにより、変換の効率を向上させることができる。
【００６１】
次に、上記図１に示したミキサにおける変換損失を測定した実験例を示す。
本例の実験で用いたミキサでは、ＮＲＤガイドが信号を伝送する線路として用いられており、ＮＲＤに使用する誘電体材料としては非誘電率が２．０４であるポリ−テトラ−フルオロ−エチレン（商標名：テフロン）が用いられている。また、中心周波数としては６０ＧＨｚの信号が用いられている。
本実験で用いられたＮＲＤガイド構造の上金属板をはずした外観によるミキサの構成例を図２に示す。
同図に示したミキサには、上記図１に示した構成と同様に、３つの９０°ハイブリッドの３ｄＢ方向性結合器Ｈ１〜Ｈ３と、４つのダイオードＤ１〜Ｄ４が備えられており、これらの機能としては上記した通りである。
【００６２】
なお、本例では、ダイオードＤ１〜Ｄ４はダイオードマウントから構成されており、図３はダイオードマウント部の立体図である。
同図に示すように、本例では、ダイオードＤ１〜Ｄ４としてショットキーバリアダイオードが用いられており、また、このマウント部にはローパスフィルタ（ＬＰＦ）１が設けられている。ダイオードマウントの両端はセミリジッドケーブルにより裏面回路と接続されており、裏面回路から中間周波数信号が出力される構成となっている。
【００６３】
また、本例では、ＬＯ波信号の発振にはガン発振器が用いられ、ＲＦ波信号の発振にはシンセサイズドスイーパが用いられ、ＩＦ波信号の測定にはスペクトラムアナライザが用いられている。
また、上記図１に示したミキサの構成では、ハイブリッド結合器Ｈ２、Ｈ３の一方の入力端には無反射終端Ｔ１、Ｔ２が接続されていたが、本例の実験では、無反射終端を接続する代わりに、変換効率が最も良くなるようにハイブリッド結合器Ｈ２、Ｈ３の当該一方の入出力端に接続されている線路の長さを調整している。
【００６４】
以上の構成から成るミキサにより、ＲＦ波信号からＩＦ波信号への変換損失の測定を行った。なお、このミキサにより入力されたＬＯ波信号とＲＦ波信号とをミキシングしてＩＦ波信号を取り出す処理の手順としては、上記図１を用いて説明した通りである。
【００６５】
図４には、上記図２に示したミキサを用いて測定された変換損失と、従来例に係る通常のバランスドミキサを用いて測定された変換損失とを表すグラフを示してある。
このグラフでは、横軸に中間周波数信号の周波数（ＭＨｚ）を表しており、縦軸に変換損失（ｄＢ）を表してある。
本発明のミキサと従来のバランスドミキサとを比較すると、破線で示した通常のバランスドミキサの変換損失が８ｄＢ程度であるのに比べて、実線で示した本発明のミキサでは１．０〜１．５ｄＢ程度の変換損失の改善、すなわち変換損失の低減が実現された。
【００６６】
なお、本例の実験に係るミキサでは、上記したようにハイブリッド結合器Ｈ２、Ｈ３の一方の入力端に無反射終端を接続しない構成を用いた影響から、バランスドミキサの特性に比べて帯域が狭くなったが、上記した実験の結果から、本発明のミキサにより従来のバランスドミキサに比べて変換損失を改善することができることが実証された。
【００６７】
以上のように、本発明では、２つの信号を入力してこれらの中間周波数信号を取り出すといった処理を行うに際して、不要な周波数成分の信号の発生を実用上で支障がない程度で抑えることができ、これにより、変換損失を低減させて、当該変換の効率を向上させることができる。例えば上記した実験では、従来のバランスドミキサに比べて変換損失を１．０〜１．５ｄＢも改善することができることが確認された。
このように本発明のミキサでは高い変換の効率を得ることができるため、例えば回路を構成するに際して増幅器の使用が困難である場合等において特に有効であり、すなわち、本発明のミキサを用いて高い変換の効率を確保することにより、増幅器を用いなくとも、大きな出力の中間周波数信号を得ることができる。
【００６８】
また、上記実施例のように、３つの同一の９０°ハイブリッド３ｄＢ方向性結合器や４つの同一のダイオードを用いて本発明のミキサを構成する場合には、９０°ハイブリッド３ｄＢ方向性結合器やダイオードとしては同一の部品を組み立てればよいため、ミキサの構成が複雑でなく、生産性等を向上させることができる。
【００６９】
ここで、上記実施例では、ハイブリッド結合器として９０°ハイブリッドの３ｄＢ方向性結合器を用い、また、第２、第３のハイブリッド結合器からの合成電圧を当該電圧の２乗に比例する成分を包含した合成電流へ変換する電流変換手段としてダイオードを用いた場合を示したが、これらの構成については、同様な機能を有した回路部品等が用いられればどのような構成が用いられてもよく、要は、中間周波数信号を生成するに際して、不要な周波数成分の信号の発生を実用上で支障がない程度で抑えることができる構成であればよい。
【００７０】
また、上記実施例では、本発明に係るミキサをスーパーヘテロダイン方式を採用した受信機に適用して、受信された高周波信号と局部発振波信号とから中間周波数信号を取り出す場合を示したが、本発明は、２つの信号を入力してこれらの周波数の差の成分から成る中間周波数信号を取り出す処理を行うものであれば任意のものに適用可能であり、本発明を適用することにより、実用上で支障がない程度で中間周波数以外の不要な周波数成分の信号の発生を抑えて、これにより、入力信号から中間周波数信号への変換の効率を向上させることができる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るミキサによると、２つの信号を入力して、これらの周波数の差の成分から成る中間周波数信号を取り出すに際して、上記したように３つのハイブリッド結合器により２つの入力信号電圧から４つの合成電圧を生成し、これら４つの合成電圧をそれぞれダイオード等といった電流変換手段により４つの合成電流へ変換して、変換された４つの合成電流の総和に基づいて中間周波数電流を取り出すようにしたため、中間周波数以外の不要な周波数成分の信号の発生を実用上で支障がない程度で抑制することができ、これにより、入力信号から中間周波数信号への変換損失を低減させて、当該変換の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るミキサの構成例である。
【図２】変換損失を測定する実験に用いたミキサの構成例である。
【図３】ダイオードマウント部の構成例である。
【図４】実験により得られた変換損失のグラフである。
【図５】従来例に係るシングルミキサの構成例である。
【図６】従来例に係るバランスドミキサの構成例である。
【符号の説明】
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３・・ハイブリッド結合器、
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４・・ダイオード、  Ｔ１、Ｔ２・・無反射終端、
１・・フィルタ、
【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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