(57)【要約】【課題】逆向きダイオード対により構成される全体としての等価的容量を変えることができるダイオード群を有し、特性が良好なダイオードリミタ装置を提供すること。【解決手段】一例のダイオードリミタ装置は、高周波レーダ信号が入力される入力端子と負荷が接続される出力端子の間に、接続された伝送線路と、これらの伝送線路と接地の間に接続され、列方向に各々の逆向きダイオード対が接続されて構成された複数の、複数行複数列のダイオード群とを有する。【選択図】図１
2012151548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波レーダ信号が入力される入力端子と負荷が接続される出力端子の間に、接続された伝送線路と、
これらの伝送線路と接地の間に接続され、列方向に各々の逆向きダイオード対が接続されて構成された複数の、複数行複数列のダイオード群と
を有することを特徴とするダイオードリミタ装置。
【請求項２】
前記ダイオード群を構成する逆向きダイオード対の行数及び列数は、前記出力端子側に接続される前記ダイオード群における数は前記入力端子側における数と同じか小さくすることを特徴とする請求項１記載のダイオードリミタ装置。
【請求項３】
前記入力端子側に接続されるダイオード群は、２列２行以上の逆向きダイオード対から構成されることを特徴とする請求項２記載のダイオードリミタ装置。
【請求項４】
前記逆向きダイオード対は、少なくともその一部が行方向にも接続されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１記載のダイオードリミタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、レーダ装置の受信系の保護装置等に用いられるダイオードリミタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイオードを互いに逆向きに接続した逆向きダイオード対のダイオードリミタ装置は、レーダ装置の受信系の保護装置等などに用いられている（特許文献１参照）。このような逆向きダイオード対を並列に複数個、接続するダイオードリミタ装置も知られている。このようなダイオードリミタ装置では、小電力が入力されるときには、広帯域のフィルタ特性を有し、できるだけ損失を少なくして信号を通過させる必要がある一方、大電力が入力されるときには通過する電力を抑え良好なリミッティング特性を有することが望ましい。
【０００３】
このダイオードリミタ装置の構成を図７に示す。この装置において、レーダ装置への受信信号の入力端子７１に、レーダ装置の反射信号が入力される。この入力端子に、主線路を等価的に示した、直列接続された伝送線路７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄの出力端子７３に、他端が接地された、受信処理回路などの負荷７４が設けられている。
【０００４】
これらの伝送線路の接続点に、他端が接地された逆向きダイオード対７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄを設ける。このようなダイオードリミタ装置では、段数を増やすことによって、アイソレーションを向上させることができる。
【０００５】
しかし、逆向きダイオード対は、等価的にはキャパシタであり、図７に示すように接続されると、伝送線路とのインピーダンス整合がなされないと、損失が大きくなり、負荷に出力される信号が減衰してしまう。
【０００６】
そこで、非特許文献１に記載されているように、そのキャパシタンス、インダクタンスを調整してインピーダンスを整合させる必要があった。
【０００７】
また、逆向きダイオード対は等価的にはキャパシタであるから、ダイオードリミタ装置における伝送線路と逆向きダイオード対は、低域通過フィルタを構成することになり、その遮断周波数を適宜変えたい場合が生ずる。しかし、従来のダイオードリミタ装置では、逆向きダイオード対の等価容量を自由に変えることができないので、遮断周波数を変えることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６３−３７５２７号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「A Monolithic, Dual Channel, 0.5 to 20 GHz Limiter」Proceedings of the European Microwave on Conference 2000. P172-175
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、逆向きダイオード対により構成される全体としての等価的容量を変えることができるダイオード群を有し、特性が良好なダイオードリミタ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、一実施形態のダイオードリミタ装置は、高周波レーダ信号が入力される入力端子と負荷が接続される出力端子の間に、接続された伝送線路と、これらの伝送線路と接地の間に接続され、列方向に各々の逆向きダイオード対が接続されて構成された複数の、複数行複数列のダイオード群とを有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態の回路構成を示す図である。
【図２】図１のダイオード群の構成例を示す図である。
【図３】他の実施形態の具体的な回路構成を示す図である。
【図４】図３に示す実施形態の大電力入力時の入出力特性を示す図である。
【図５】図３に示す実施形態の小電力入力時の入出力特性を示す図である。
【図６】実施形態のダイオード群の他の接続例を示す図である。
【図７】従来のダイオードリミタ装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施の形態について、図面を用いて説明する。図１に一実施形態の一般的な電気的構成例を示す。
【００１４】
このダイオードリミタ装置１０は、レーダ反射信号が入力される入力端子１１に主線路を高周波に対して等価的に示す、直列接続される複数、例えば５つの伝送線路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅと、これらの伝送線路の接続点と接地の間に接続され、逆向きダイオード対から成るＰ行Ｑ列のダイオード群１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄとを有する。
【００１５】
図１に示したＰ行Ｑ列ダイオード群１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを代表して１６と記載）の構成例を図２に示す。図２に示すように、Ｐ行Ｑ列ダイオード群１６は、ダイオード２１ａのアノードをダイオード２１ｂのカソードに、ダイオード２１ｂのアノードをダイオード２１ａのカソードに各々接続した、逆向きダイオード対２２を基本単位として構成される。この逆向きダイオード対２２は行方向にＱ個、列方向にＰ個配置され、列方向にはこれらの逆向きダイオード対２２が直列接続される。一方、行方向には、その両端の逆向きダイオード対２２の一端がまとめて接続されている。逆向きダイオード対２２は、列方向には２以上、すなわちＰ≧２であり、行方向にも２以上すなわちＱ≧２である。なお、伝送線路に接続されるダイオード群は、Ｐが２以上、Ｑが２以上のものが複数あればよい。
【００１６】
また、複数の逆向きダイオード対２２の入力側には、ＰやＱが大きなものがダイオード群として接続され、出力側にいくほど、ＰやＱが同じか小さくなることが好ましく、出力側に近い位置では、Ｐが１又はＱが１のものも含まれていてもよい。
【００１７】
このような構成のＰ行Ｑ列ダイオード群１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄが伝送線路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅの接続点と接地間に接続される。
【００１８】
このダイオードリミタ装置に入力される電力が小さいうちは、Ｐ行Ｑ列ダイオード群を構成する逆向きダイオード対のダイオードは導通しないのでそのインピーダンスは大きく、入力信号の挿入損失はダイオードの接合容量に伴う挿入損失のみとなる。
【００１９】
一方、大電力が入力端子に入力されると、ダイオードは導通し、短絡した場合に近いインピーダンス状態になるので、電力は反射して、結果としてこのダイオードリミタ装置から検出される信号は小さくなる。したがって、このダイオードリミタ装置の出力端子に接続される信号処理回路などの負荷１４を過大電力の入力から保護することが可能となる。
【００２０】
いま、単位となる１つの逆向きダイオード対２２の等価キャパシティをＣｕとしＰ行Ｑ列ダイオード群の合計の等価容量を求める。行方向の逆向きダイオード２２の数はＰであるので、容量Ｃｕのキャパシティが直列に接続されることになり、また、列方向の逆向きダイオード２２の数はＱであり、容量Ｃｕのキャパシティが並列に接続されることになる。したがって、Ｐ行Ｑ列ダイオード群１６の合計容量ＣｓはＱ・Ｃｕ／Ｐとなる。
【００２１】
このようにして、列方向及び行方向に接続される逆向きダイオード対２２の数を変えることにより、所望の等価容量を有するＰ行Ｑ列ダイオード群１６が得られる。したがって、図１に示すダイオードリミタ装置１０において、伝送線路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅの接続点と接地間に接続されるＰ行Ｑ列ダイオード群の列方向及び行方向に接続される逆向きダイオード対２２の数を変えて最適な等価容量とすることができ、小さい電力が入力端子から入力した時の挿入損失を改善することができる。また同様にして低域通過フィルタとしての遮断周波数を自由に変えることができる。
【００２２】
Ｐ行Ｑ列ダイオード群１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄにおける行方向の逆向きダイオード対の数と、列方向の逆向きダイオードの数は必要な等価容量によりそれぞれ異なることになる。
【００２３】
図１に示した一実施形態のダイオードリミタ装置では、５つの伝送線路を有しそれらの伝送線路の間に４つのＰ行Ｑ列ダイオード群を接続した場合について説明した。しかしこの伝送線路及びＰ行Ｑ列ダイオード群の数は上記の場合に限られない。Ｐが２以上でＱが２以上のダイオード群が複数、伝送線路に接続されていればよい。
【００２４】
次に、Ｐ行Ｑ列ダイオード群の数が具体的な他の実施形態について説明する。図３にこの実施形態のダイオードリミタ装置の構成を示す。このダイオードリミタ装置３０は、レーダ反射信号が入力される入力端子３１と出力端子３３の間に直列接続される５つの伝送線路３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅと、これらの伝送線路の接続点と接地の間に接続され、内部に逆向きダイオード対を複数有するダイオード群３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄとを有する。
【００２５】
ダイオード群３６ａ及びダイオード群３６ｂは４行２列のダイオード群であり、ダイオード群３６ｃは２行２列のダイオード群、ダイオード群３６ｄは１行２列のダイオード群である。このように、入力側に接続されるダイオード群の列数、行数は出力側に接続されるダイオード群の列数、行数と同じか、小さくなるようにダイオード群の逆向きダイオード対が選定されている。このような回路構成とすることが望ましい。
【００２６】
このダイオードリミタ装置３０に入力される電力が小さいときには、ダイオード群を構成する逆向きダイオード対のダイオードは導通しないのでそのインピーダンスは大きく、入力信号の挿入損失はダイオードの接合容量に伴う挿入損失のみとなる。一方、大電力が入力端子３１に入力されると、ダイオードは導通し、短絡した場合に近いインピーダンス状態になるので、電力は反射して、結果としてこのダイオードリミタ装置から検出される信号は小さくなる。したがって、このダイオードリミタ装置の出力端子に接続される信号処理回路などの負荷３４を過大電力の入力から保護することが可能となる。
【００２７】
このダイオードリミタ装置３０の大電力入力時の入出力電力のリミッティング特性を図４に示す。横軸には入力電力を取り縦軸には出力電力を取っている。Ｓ０は、ダイオード群を全く接続していない場合の特性を示し、Ｓ１は４行２列のダイオード群３６ａを接続した場合、Ｓ２は更に４行２列のダイオード群３６ｂを接続した場合、Ｓ３は更に２行２列のダイオード群３６ｃを接続した場合、Ｓ４は更に１行２列のダイオード群３６ｄを接続した場合の入出力特性を示している。
【００２８】
図４に示す特性図から理解されるように、ダイオード群３６ａ，３６ｂを接続することにより、大電力が入力された場合の特性を大きく改善することができる。
【００２９】
この実施形態において、小電力を入力した時の電力の通過特性を図５に示す。横軸に周波数を取り縦軸に出力をｄＢで示している。点線により示す特性曲線５１は従来の場合であり、実線で示す特性曲線５２はこの実施形態の特性である。図５から、この実施形態によればリミッティング特性が従来の場合に比して向上していることが理解される。
【００３０】
ところで、上記実施形態では、ダイオード群の複数の逆向きダイオード対は列方向のみに接続されていた。しかし、列方向と共に、行方向にも接続されていてもよい。このようなダイオード群の構成例を図６に示す。このダイオード群６６では、接続線６４により、一行目の逆向きダイオード対６２が、２行目の逆向きダイオード対６５との接続点で、行方向にも接続されている。なお、行方向の接続は全ての行について接続を行ってもよく、その一部の行について行うようにしてもよい。
【００３１】
このように、逆向きダイオード対が行方向にも接続された場合には、各行、各列に接続される逆向きダイオード対の数を変えることも可能である。
【００３２】
いくつかの実施形態を説明したがこれらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３３】
１０・・・・ダイオードリミタ装置、
１１，３１・・・・入力端子、
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ・・・・伝送線路、
１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ・・・・Ｐ行Ｑ列ダイオード群、
２１ａ，２１ｂ・・・・ダイオード、
２２・・・・逆向きダイオード対、
３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，３６ｅ，６６・・・・ダイオード群、
６４・・・・接続線。
【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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