(57)【要約】【課題】アイソレーション特性を損なうことなく、低コストで、簡単に実現する低雑音コンバータを提供する。【解決手段】衛星より送信される複数の偏波信号を受け、複数の偏波信号をそれぞれ増幅する複数の増幅回路と、各々が複数の増幅回路の出力のうちからいずれか１つの出力を選択する複数のスイッチ回路と、複数のスイッチ回路にそれぞれ対応して設けられ、イメージ信号を除去する複数のフィルタ回路と、複数のフィルタ回路にそれぞれ対応して設けられ、複数のフィルタ回路の各々の出力と局部発信信号とを混合し、増幅する複数の信号混合増幅器と、複数の信号混合増幅器にそれぞれ対応して設けられ、複数の信号混合増幅器の出力をそれぞれ受ける複数の出力ポートとを備える。【選択図】図１
2013070339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星より送信される複数の偏波信号を受け、前記複数の偏波信号をそれぞれ増幅する複数の増幅回路と、
各々が前記複数の増幅回路の出力のうちからいずれか１つの出力を選択する複数のスイッチ回路と、
前記複数のスイッチ回路にそれぞれ対応して設けられ、イメージ信号を除去する複数のフィルタ回路と、
前記複数のフィルタ回路にそれぞれ対応して設けられ、前記複数のフィルタ回路の各々の出力と局部発信信号とを混合し、増幅する複数の信号混合増幅器と、
前記複数の信号混合増幅器にそれぞれ対応して設けられ、前記複数の信号混合増幅器の出力をそれぞれ受ける複数の出力ポートとを備える、低雑音コンバータ。
【請求項２】
前記低雑音コンバータは、
前記スイッチ回路を制御する制御部をさらに備え、
前記スイッチ回路は、
前記複数の偏波信号のうちの第１の偏波信号をベースに受け、エミッタに接地電位が与えられる第１のバイポーラトランジスタと、
前記複数の偏波信号のうちの第２の偏波信号をベースに受け、エミッタに接地電位が与えられる第２のバイポーラトランジスタとを含み、
前記スイッチ回路は前記第１および第２の偏波信号を増幅し、
前記制御部は、前記第１および第２のバイポーラトランジスタをトグル動作させる、請求項１に記載の低雑音コンバータ。
【請求項３】
前記制御部は、前記スイッチ回路が前記第１または第２の偏波信号のいずれかを選択するように、前記第１および第２のバイポーラトランジスタのベースおよびコレクタに印加電圧を供給する、請求項２に記載の低雑音コンバータ。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１および第２のバイポーラトランジスタのコレクタの電圧を一定電圧に固定し、前記スイッチ回路が前記第１または第２の偏波信号のいずれかを選択するようにベースに印加電圧を供給する、請求項２に記載の低雑音コンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低雑音コンバータに関し、特に衛星放送受信機の低雑音コンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、代表的な衛星放送受信システムを示す図である。
図８を参照して、低雑音コンバータ（ＬＮＢ）１０２は、アンテナ１０１に取付けられる。アンテナ１０１は放送衛星１１０から到来する１２ＧＨｚ帯（１１．７１ＧＨｚ〜１２．０１ＧＨｚ）の周波数の信号を受信する。
【０００３】
低雑音コンバータ１０２は、放送衛星１１０から到来する微弱電波を１ＧＨｚ帯のＩＦ信号に周波数変換し、かつ、低雑音増幅して、次に接続されるいわゆるＳＴＢ（チューナー）１０４に供給する。ＳＴＢ（チューナー）１０４には低雑音コンバータ１０２の働きにより低雑音でかつ十分なレベルの信号が供給される。ＳＴＢ（チューナー）１０４は、同軸ケーブル１０３から与えられるＩＦ信号を内部回路によって処理し、テレビジョン１０５に与える。
【０００４】
図９は、一般的な低雑音コンバータの回路の一例を示すブロック図である。
図９を参照して、１２ＧＨｚ帯の到来信号は、フィードホーン（導波管）２０２内のアンテナプローブ２１３で受信され、その後、ＬＮＡ（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）２０４で低雑音増幅された後、所望の周波数帯域を通過させイメージ周波数帯域の信号を除去する役目を持つバンドパスフィルタ（Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）２０６を通過する。その後、バンドパスフィルタ２０６を通過した信号は、混合回路（Ｍｉｘｅｒ）２０８によって局部発振器２１８からの１０．６７８ＧＨｚの局部発振信号と混合され、１ＧＨｚ帯の中間周波数信号つまりＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号に周波数変換される。
【０００５】
混合回路２０８の出力は、中間周波数増幅器２１０において適切な雑音特性と利得特性を持つように増幅され、キャパシタ２１２を介して端子Ｐ１に伝達される。また、低雑音コンバータは、インダクタ２１４を介して直流電圧を受けて必要な電源電流やバイアス電圧をＬＮＡ２０４、局部発振器２１８および中間周波数増幅器２１０に与える電源回路２２０が設けられ、ＩＦ信号の電源系への侵入を防ぐために端子Ｐ１と電源回路２２０とが接続されるノードにはインダクタ２１４とキャパシタ２１６とが接続されている。
【０００６】
また、低雑音コンバータには、放送衛星からの周波数の異なる２つのバンドの到来信号を、異なる２種類の周波数の局部発振器にて周波数変換をして、それぞれ切替えて使用し、また、到来信号の２種類の偏波（水平偏波（Ｈ偏波）、垂直偏波（Ｖ偏波））をＬＮＡ初段素子を切替えて受信する低雑音コンバータがある（ユニバーサルＬＮＢとも称される）。
【０００７】
図１０は、ユニバーサル低雑音コンバータの回路の一例を示すブロック図である。
図１０を参照して、ユニバーサル低雑音コンバータは、フィードホーン２０２＃と、フィードホーン２０２＃から与えられるＶ偏波信号およびＨ偏波信号を選択的に増幅するＬＮＡ２０４＃と、ＬＮＡ２０４＃の出力を帯域制限するバンドパスフィルタ２０６と、局部発振器２１８Ａ，２１８Ｂと、局部発振器２１８Ａ，２１８Ｂから与えられる局部発振信号とバンドパスフィルタ２０６との出力を混合することにより中間周波数に変換する混合回路２０８と、混合回路２０８の出力を増幅する中間周波数増幅器２１０と、中間周波数増幅器２１０の出力と端子Ｐ１との間に結合されるキャパシタ２１２とを含む。
【０００８】
また、ユニバーサル低雑音コンバータは、さらに、直流電圧を伝達するためのインダクタ２１４と、インダクタ２１４を介して直流電圧を受けてＬＮＡ２０４＃および局部発振器２１８Ａ，２１８Ｂならびに中間周波数増幅器２１０に電源供給を行う電源回路２２０＃とを含む。なお、ＩＦ信号の電源系への侵入を防ぐために端子Ｐ１と電源回路２２０＃とが接続されるノードにはインダクタ２１４とキャパシタ２１６とが接続されている。
【０００９】
ＬＮＡ２０４＃は、Ｖ偏波信号を増幅する増幅回路２０５Ａと、Ｈ偏波信号を増幅する増幅回路２０５Ｂと、増幅回路２０５Ａおよび２０５Ｂの出力に入力が結合される増幅回路２０５Ｃとを含む。
【００１０】
局部発振器２１８Ａは、第１の局部発振信号（９．７５ＧＨｚ）を出力する。局部発振器２１８Ｂは、局部発振器２１８Ａよりも高い周波数の第２の局部発振信号（１０．６ＧＨｚ）を出力する。
【００１１】
電源回路２２０＃は、屋内のチューナーがＶ偏波信号を受信するかＨ偏波信号を受信するかによって選択的に増幅回路２０５Ａあるいは２０５Ｂに電圧を供給する。また、選択的に局部発振器２１８Ａあるいは２１８Ｂに電圧を供給することにより、局部発振器の高／低周波数の切替えが可能である。
【００１２】
一方、２つあるいは３つ以上の出力端子を持ち、各出力端子のそれぞれから任意の信号、または固定された信号を出力することが可能な回路を持つ低雑音コンバータがある。
【００１３】
図１１は、ユニバーサルツイン低雑音コンバータの回路の一例を示すブロック図である。
【００１４】
図１１を参照して、ユニバーサルツイン低雑音コンバータは、フィードホーン２０３と、フィードホーン２０３によって受信されたＨ偏波信号を周波数変換して２つのＩＦ信号を出力する周波数変換部と、フィードホーン２０３によって受信されたＶ偏波信号を周波数変換して２つのＩＦ信号を出力する周波数変換部とを含む。
【００１５】
具体的には、Ｈ偏波信号を周波数変換する周波数変換部は、フィードホーン２０３によって受信されたＨ偏波信号を増幅するＬＮＡ２０４Ａと、ＬＮＡ２０４Ａの出力を２分配する分配器２０７Ａとを含む。
【００１６】
さらに、分配器２０７Ａの２つの出力からイメージ信号をそれぞれ除去するバンドパスフィルタ２０６Ａ，２０６Ｂと、局部発振器２１８Ａ，２１８Ｂと、局部発振器２１８Ａ，２１８Ｂからそれぞれ出力される局部発振信号（周波数９．７５ＧＨｚの信号および周波数１０．６ＧＨｚの信号）とバンドパスフィルタ２０６Ａ，２０６Ｂの出力とをそれぞれ混合する混合回路２０８Ａ，２０８Ｂと、混合回路２０８Ａ，２０８Ｂから出力される中間周波数帯のＩＦ信号をそれぞれ増幅する中間周波数増幅器２０９Ａ，２０９Ｂとを含む。
【００１７】
Ｖ偏波信号を周波数変換する周波数変換部は、フィードホーン２０３によって受信されたＶ偏波信号を増幅するＬＮＡ２０４Ｂと、ＬＮＡ２０４Ｂの出力を２分配する分配器２０７Ｂとを含む。
【００１８】
さらに、分配器２０７Ｂの２つの出力からイメージ信号をそれぞれ除去するバンドパスフィルタ２０６Ｃ，２０６Ｄと、局部発振器２１８Ａ，２１８Ｂの両方から出力される局部発振信号とバンドパスフィルタ２０６Ｃ，２０６Ｄの出力とそれぞれ混合する混合回路２０８Ｃ，２０８Ｄと、混合回路２０８Ｃ，２０８Ｄから出力される中間周波数帯のＩＦ信号をそれぞれ増幅する中間周波数増幅器２０９Ｃ，２０９Ｄとを含む。
【００１９】
また、低雑音コンバータは、Ｈ偏波信号およびＶ偏波信号を周波数変換した周波数変換部から出力された４つのＩＦ信号の中から２つの信号を選択して出力する高周波選択回路２２５が設けられる。
【００２０】
また、低雑音コンバータは、さらに、高周波選択回路２２５から出力される中間周波数帯のＩＦ信号を増幅する中間周波数増幅器２１０Ａ，２１０Ｂと、中間周波数増幅器２１０Ａ，２１０Ｂの出力を端子Ｐ１，Ｐ２にそれぞれ伝達するキャパシタ２１２Ａ，２１２Ｂと、直流電圧を伝達するためのインダクタ２１４Ａ，２１４Ｂと、キャパシタ２１６Ａ，２１６Ｂとを含む。
【００２１】
また、低雑音コンバータは、電源回路＋スイッチ制御部２２１をさらに含み、電源回路＋スイッチ制御部２２１は、端子Ｐ１，Ｐ２から電圧を得て、低雑音コンバータに含まれる各回路に電源電圧を供給するとともに高周波選択回路２２５に対して出力を切替えるための指示を行う。
【００２２】
具体的には、ＬＮＡ２０４Ａ，２０４Ｂで構成されるＬＮＡ群２０５、局部発振器２１８Ａ，２１８Ｂ、中間周波数増幅器２０９Ａ〜２０９Ｄで構成される第１の中間周波数増幅部２０９および中間周波数増幅器２１０Ａ，２１０Ｂで構成される第２の中間周波数増幅部２１１に対して電圧が供給される。
【００２３】
また、高周波選択回路２２５および電源回路＋スイッチ制御部２２１により、各端子に出力される信号が選択される。具体的にはハイバンド（周波数帯が１１００〜２１５０ＭＨｚ）とローバンド（周波数帯が９５０〜１９５０ＭＨｚ）との選択およびＨ偏波信号とＶ偏波信号との選択が高周波選択回路２２５および電源回路＋スイッチ制御部２２１により行われる。
【００２４】
さて、このユニバーサルツイン低雑音コンバータにおいて、衛星からの到来信号の切替え方式は、一般的に４入力２出力のスイッチＩＣ（たとえば、上述した高周波選択回路２２５）を使用して、実現していた。
【００２５】
しかしながら、近年混合回路と、局部発振器と、中間周波数増幅器の機能を１チップで実現するＩＣが登場するなど、１２ＧＨｚのマイクロ波信号回路において、切替え回路を搭載し実現する方式も実現性が出てきている。
【００２６】
なお、切替え回路技術の技術文献として例えば、特開２００１−１６８７５１号公報（特許文献１）および特開平８−２９３８１２号公報（特許文献２）が挙げられる。
【００２７】
特開２００１−１６８７５１号公報（特許文献１）には以下のような衛星放送受信システム、ならびに衛星放送受信システムで用いられるローノイズブロックダウンコンバータおよび衛星放送受信機が開示されている。すなわち、ローノイズブロックダウンコンバータは、複数の衛星の各々より送信される複数種類の偏波信号を受け、複数の偏波信号を複数の中間周波数信号にそれぞれ変換する変換部と、変換部に接続され、複数の中間周波数信号を入力とし、選択信号に従い状態を定め、増幅した中間周波数信号を出力する、複数の出力ポートにそれぞれ接続された複数の出力を有する増幅スイッチと、出力ポートを介して外部から衛星を選択するためのデジタルシリアルデータを受け、デジタルシリアルデータに基づき選択信号を出力する第１の制御部とを含む。
【００２８】
特開平８−２９３８１２号公報（特許文献２）には以下のような衛星放送用コンバータ（無線受信装置）のスイッチ回路が開示されている。すなわち、衛星放送用コンバータに内蔵された異なる発振周波数を有する複数の局部発振器を、衛星放送用チューナーから送出されるバンド切替え用パルス信号が重畳されたパルス信号に応じて切替える衛星放送用コンバータのスイッチ回路であって、衛星放送用チューナーからのパルス信号を取り込んで、バンド切替え用パルス信号の周波数成分のみを抽出するフィルタ回路と、フィルタ回路からのパルス信号を増幅する増幅回路と、増幅回路によって増幅されたパルス信号を整流する整流回路と、整流回路からの直流電圧と基準電圧とを比較して、パルス信号にバンド切替え用パルス信号が重畳されているか否かを表す信号を出力する比較回路と、比較回路からの信号を受けて、比較結果に応じた発振周波数の局部発振器を駆動するドライブ回路とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２９】
【特許文献１】特開２００１−１６８７５１号公報
【特許文献２】特開平８−２９３８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
従来、１２ＧＨｚの周波数帯を扱うマイクロ波信号回路では、切替回路を実現するために、ＨＥＭＴ（Ｈｉｇｈ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を使用した複数の増幅回路を並列に接続し、この複数の増幅回路のそれぞれをＯＮ／ＯＦＦさせることで、信号の切替（選択）をしていた（ユニバーサルシングルＬＮＢなど）。
【００３１】
しかし、上述した切替方法をユニバーサルツイン低雑音コンバータに応用する場合には、マイクロ波信号増幅回路の後段増幅回路のＯＮ／ＯＦＦさせることで、信号切替をすることになる。特にこの後段増幅回路の増幅素子としてＨＥＭＴが用いられている場合に、このＨＥＭＴがオフ時においても完全に信号を遮断することができず、信号が漏れ出すために所望のアイソレーション特性を取ることが出来なかった。
【００３２】
また、信号選択には、ＰＩＮ（Ｐ−Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ−ｎ）ダイオードを使用して実現することが知られているが、１２ＧＨｚの周波数帯を扱うマイクロ波信号に対応したＰＩＮダイオードは非常に高価であり、一般民生用製品には使用することが難しいという問題もある。
【００３３】
本発明の一実施例の目的は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、ユニバーサルツイン低雑音コンバータの信号切替を１２ＧＨｚのマイクロ波増幅回路のＯＮ／ＯＦＦ状態の切替を用いて実現する場合に、所望のアイソレーション特性を損なうことなく、低コストで、簡単に実現する低雑音コンバータ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】
【００３４】
この発明に係る低雑音コンバータは、衛星より送信される複数の偏波信号を受け、複数の偏波信号をそれぞれ増幅する複数の増幅回路と、各々が複数の増幅回路の出力のうちからいずれか１つの出力を選択する複数のスイッチ回路と、複数のスイッチ回路にそれぞれ対応して設けられ、イメージ信号を除去する複数のフィルタ回路と、複数のフィルタ回路にそれぞれ対応して設けられ、複数のフィルタ回路の各々の出力と局部発信信号とを混合し、増幅する複数の信号混合増幅器と、複数の信号混合増幅器にそれぞれ対応して設けられ、複数の信号混合増幅器の出力をそれぞれ受ける複数の出力ポートとを備える。
【００３５】
好ましくは、この発明に係る低雑音コンバータは、スイッチ回路を制御する制御部をさらに備え、スイッチ回路は、複数の偏波信号のうちの第１の偏波信号をベースに受け、エミッタに接地電位が与えられる第１のバイポーラトランジスタと、複数の偏波信号のうちの第２の偏波信号をベースに受け、エミッタに接地電位が与えられる第２のバイポーラトランジスタとを含み、スイッチ回路が第１および第２の偏波信号を増幅し、制御部は、第１および第２のバイポーラトランジスタをトグル動作させる。
【００３６】
さらに好ましくは、制御部は、スイッチ回路が第１または第２の偏波信号のいずれかを選択するように、第１および第２のバイポーラトランジスタのベースおよびコレクタに印加電圧を供給する。
【００３７】
さらに好ましくは、制御部は、第１および第２のバイポーラトランジスタのコレクタの電圧を一定電圧に固定し、スイッチ回路が第１または第２の偏波信号のいずれかを選択するようにベースに印加電圧を供給する。
【発明の効果】
【００３８】
ユニバーサルツイン低雑音コンバータの信号切替を１２ＧＨｚのマイクロ波増幅回路のＯＮ／ＯＦＦ状態の切替を用いて、所望のアイソレーション特性を損なうことなく、低コストで、簡単に実現する低雑音コンバータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施の形態２に係るユニバーサルツイン低雑音コンバータの回路の主要部の構成を示すブロック図である。
【図２】スイッチ回路７Ａを説明するための一例を示す図である。
【図３】検討例のスイッチ回路７Ａ１を説明するための図である。
【図４】図２の増幅回路４Ｃの具体的な構成を示す回路図である。
【図５】スイッチ回路７Ａのバイポーラトランジスタの各端子に与える電圧関係の別の一例を説明するための図である。
【図６】図５の増幅回路４Ｃの具体的な構成を示す回路図である。
【図７】図５，６に示したスイッチ回路７Ａのアイソレーション特性を説明するための図である。
【図８】代表的な衛星放送受信システムを示す図である。
【図９】一般的な低雑音コンバータの回路の一例を示すブロック図である。
【図１０】ユニバーサル低雑音コンバータの回路の一例を示すブロック図である。
【図１１】ユニバーサルツイン低雑音コンバータの回路の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一の符号を付してその説明は繰返さない。
【００４１】
［実施の形態］
図１は、本実施の形態２に係るユニバーサルツイン低雑音コンバータの回路の主要部の構成を示すブロック図である。
【００４２】
図１を参照して、ユニバーサルツイン低雑音コンバータ（以下低雑音コンバータともいう。）は、フィードホーン３と、フィードホーン３によって受信されたＨ偏波信号を周波数変換して２つのＩＦ信号を出力する周波数変換部と、フィードホーン３によって受信されたＶ偏波信号を周波数変換して２つのＩＦ信号を出力する周波数変換部とを含む。
【００４３】
具体的には、Ｈ偏波信号を周波数変換する周波数変換部は、フィードホーン３によって受信されたＨ偏波信号を増幅するＬＮＡ４Ａを含む。ＬＮＡ４Ａの出力は２つに分配され、スイッチ回路７Ａ，７Ｂ（以下総称してスイッチ回路７ともいう。）に供給される。
【００４４】
一方、Ｖ偏波信号を周波数変換する周波数変換部は、フィードホーン３によって受信されたＶ偏波信号を増幅するＬＮＡ４Ｂを含む。ＬＮＡ４Ｂの出力は２つに分配され、スイッチ回路７Ａ，７Ｂに供給される。
【００４５】
さらに、低雑音コンバータは、スイッチ回路７Ａの出力からイメージ信号をそれぞれ除去するバンドパスフィルタ６Ａと、バンドパスフィルタ６Ａの出力と局部発信信号とを混合増幅する信号混合増幅器１９Ａとを含む。
【００４６】
信号混合増幅器１９Ａは、局部発振器１８Ａと、局部発振器１８Ａからそれぞれ出力される局部発振信号（周波数９．７５ＧＨｚの信号および周波数１０．６ＧＨｚの信号）とバンドパスフィルタ６Ａの出力とをそれぞれ混合する混合回路８Ａと、混合回路８Ａから出力される中間周波数帯のＩＦ信号をそれぞれ増幅する中間周波数増幅器９Ａとを含む。
【００４７】
さらに、低雑音コンバータは、スイッチ回路７Ｂの出力からイメージ信号をそれぞれ除去するバンドパスフィルタ６Ｂと、バンドパスフィルタ６Ｂの出力と局部発信信号とを混合増幅する信号混合増幅器１９Ｂとを含む。
【００４８】
信号混合増幅器１９Ｂは、局部発振器１８Ｂと、局部発振器１８Ｂからそれぞれ出力される局部発振信号（周波数９．７５ＧＨｚの信号および周波数１０．６ＧＨｚの信号）とバンドパスフィルタ６Ｂの出力とをそれぞれ混合する混合回路８Ｂと、混合回路８Ｂから出力される中間周波数帯のＩＦ信号をそれぞれ増幅する中間周波数増幅器９Ｂとを含む。
【００４９】
また、低雑音コンバータは、さらに、信号混合増幅器１９Ａ，１９Ｂの出力を端子Ｐ１，Ｐ２にそれぞれ伝達するキャパシタ１２Ａ，１２Ｂと、直流電圧を伝達するためのインダクタ１４Ａ，１４Ｂと、キャパシタ１６Ａ，１６Ｂとを含む。
【００５０】
また、低雑音コンバータは、電源回路２０をさらに含む。電源回路２０は、端子Ｐ１，Ｐ２から電圧を得て、低雑音コンバータに含まれる各回路に電源電圧を供給する。
【００５１】
具体的には、ＬＮＡ４Ａ，４Ｂで構成されるＬＮＡ群５、スイッチ回路７Ａ，７Ｂ、局部発振器１８Ａ，１８Ｂ、混合回路８Ａ，８Ｂ、中間周波数増幅器９Ａで構成される信号混合増幅器１９Ａ，１９Ｂに対して電圧が供給される。
【００５２】
また、低雑音コンバータは、制御部２２をさらに含む。制御部２２は、スイッチ回路７Ａ，７Ｂと、信号混合増幅器１９Ａ，１９Ｂに対して、信号選択および局部発振信号の制御を行う。
【００５３】
また、電源回路２０および制御部２２により、各端子に出力される信号が選択される。具体的にはハイバンド（周波数帯が１１００〜２１５０ＭＨｚ）とローバンド（周波数帯が９５０〜１９５０ＭＨｚ）との選択およびＨ偏波信号とＶ偏波信号との選択が電源回路２０および制御部２２により行われる。
【００５４】
図２は、スイッチ回路７Ａを説明するための一例を示す図である。図２を参照して、スイッチ回路７Ａは、増幅回路４Ｃ、４Ｄを含む。増幅回路４Ｃは、ＲＦカット回路５２，５４と、バイポーラトランジスタ５０とを含む。バイポーラトランジスタ５０のコレクタ端子がノードＮ２と接続され、エミッタ端子に接地電位が与えられる。また、ベース側は、ノードＮ１と接続され、ＬＮＡ４Ａの出力信号を受ける。また、ノードＮ２とノードＮ５との間にキャパシタ６１が接続される。
【００５５】
増幅回路４Ｄは、ＲＦカット回路５６，５８と、バイポーラトランジスタ６０とを含む。バイポーラトランジスタ６０のコレクタ端子がノードＮ４と接続され、エミッタ端子に接地電位が与えられる。また、ベース側は、ノードＮ３と接続され、ＬＮＡ４Ｂの出力信号を受ける。また、ノードＮ４とノードＮ５との間にキャパシタ６３が接続される。
【００５６】
なお、ＲＦカット回路５２，５４，５６，５８は、信号成分が他に伝播しないように設けられている。また、キャパシタ６１，６３，６５，６７は、バイアス電圧を遮断するために設けられている。
【００５７】
ここで、制御部２２は増幅回路４Ｃのバイポーラトランジスタ５０のベース電圧およびコレクタ電圧をそれぞれ０．７Ｖ，１．７Ｖと設定することにより、バイポーラトランジスタ５０はＯＮ状態となり、ＢＰＦ６ＡはＨ偏波信号を受ける。
【００５８】
一方、制御部２２は、増幅回路４Ｄのバイポーラトランジスタ６０のベース電圧およびコレクタ電圧をともに０Ｖと設定することにより、バイポーラトランジスタ６０はＯＦＦ状態となり、Ｖ偏波信号が漏れださず、ＢＰＦ６ＡがＶ偏波信号を受けることはない。
【００５９】
従って、制御部２２はスイッチ回路７Ａのバイポーラトランジスタ５０，６０に対してＯＮ／ＯＦＦの状態を交互に切替えるトグル動作をさせ、切替えられた偏波信号が増幅されてＢＰＦ６Ａに出力される。
【００６０】
なお、スイッチ回路７Ｂについてもスイッチ回路７Ａと同様な構成を取るため、ここでは説明は繰返さない。
【００６１】
図３は、検討例のスイッチ回路７Ａ１を説明するための図である。図２のスイッチ回路７Ａと比較しつつ、検討例のスイッチ回路７Ａ１を説明する。
【００６２】
図３を参照して、検討例のスイッチ回路７Ａ１は、スイッチ回路７Ａの増幅回路４Ｃ，４Ｄに代え、増幅回路４Ｃ１，４Ｄ１を含む。
【００６３】
増幅回路４Ｃ１は、増幅回路４Ｃに含まれるバイポーラトランジスタ５０に代え、ＨＥＭＴ１５０を含む。増幅回路４Ｄ１は、増幅回路４Ｄに含まれるバイポーラトランジスタ６０に代え、ＨＥＭＴ１６０を含む。
【００６４】
ここで、制御部２２は、このＨＥＭＴ１５０のドレインおよびゲートの電圧をそれぞれ−０．４Ｖ，２Ｖと設定することにより、ＨＥＭＴ１５０はＯＮ状態となる。
【００６５】
一方、制御部２２は、ＨＥＭＴ１６０のドレインおよびゲートの電圧をともに０Ｖと設定することにより、ＨＥＭＴ１６０はＯＦＦ状態となる。
【００６６】
しかしながら、検討例のスイッチ回路７Ａ１ではＨ偏波信号が選択されていても、ＯＦＦ状態（非選択）側のＨＥＭＴ１６０が所望のアイソレーションをとれず、その結果Ｖ偏波信号が漏れ、受信システムに悪影響を及ぼし、最悪受信不可能となる場合がある。
【００６７】
これは、ＨＥＭＴ１６０がＯＦＦ状態においても、増幅はしていないがある一定の信号を通過させてしまうことによるものであり、検討例のスイッチ回路７Ａ１ではＯＦＦ状態でのアイソレーション特性が悪い。
【００６８】
一方、本発明によると、バイポーラトランジスタ６０は非動作時のアイソレーションがＨＥＭＴ１６０のアイソレーションに比べて良いため、ＯＦＦ状態でのＶ偏波信号が漏れることなく、所望のアイソレーション特性を取ることが可能である。
【００６９】
図４は、図２の増幅回路４Ｃの具体的な構成を示す回路図である。図４を参照して、増幅回路４Ｃは、制御部２２と、抵抗素子６２，６４，６６，６８，７０，７２とバイポーラトランジスタ５０，６３と、定電圧源７１とを含む。
【００７０】
ノードＮ１に供給される電圧がバイポーラトランジスタ５０のベース端子に与えられ、ノードＮ２に供給される電圧がバイポーラトランジスタ５０のコレクタに与えられる。バイポーラトランジスタ５０のエミッタ端子に接地電位が与えられる。
【００７１】
ノードＮ１とノードＮＡとの間に抵抗素子７０，７２が直列に接続される。一方、ノードＮＡとノードＮ２との間に抵抗素子６８が接続される。ノードＮＡに供給される電圧は、制御部２２がバイポーラトランジスタ７５のＯＮ／ＯＦＦ状態の切替えによって定電圧源７１から供給される。
【００７２】
定電圧源７１とバイポーラトランジスタ７５のコレクタ端子との間に抵抗素子６２が接続される。制御部２２とバイポーラトランジスタ７５のベース端子との間に抵抗素子６４が接続される。バイポーラトランジスタ７５のエミッタ端子とノードＮＡとの間に抵抗素子６６が接続される。これによって、制御部２２はバイポーラトランジスタ７５のＯＮ／ＯＦＦ状態の切替えを行うことができる。
【００７３】
具体的には、制御部２２はバイポーラトランジスタ５０をＯＮ状態にするために、電圧２．５Ｖを出力する。一方、定電圧源７１からは定電圧（たとえば８Ｖ）が印加される。これらより、ベース端子およびコレクタ端子に印加される電圧を制御する。
【００７４】
また、制御部２２はバイポーラトランジスタ５０をＯＦＦ状態にするために、制御部２２からの出力電位を接地電位まで下げる。一方、定電圧源７１からは定電圧（たとえば８Ｖ）が印加される。これらより、ベース端子およびコレクタ端子に印加される電圧を制御する。
【００７５】
上述したバイポーラトランジスタの各端子の電圧を供給するためには、たとえば抵抗素子６２，６４，６６，６８，７０，７２の抵抗値が、それぞれ０（Ω）、１０（ｋΩ）、０（Ω）、０（Ω）、１２０（ｋΩ）、５１（Ω）と設定されれば、図２で示したようにバイポーラトランジスタ５０のベース端子に０．７Ｖ、コレクタ端子に１．７Ｖの印加電圧が供給される。
【００７６】
なお、増幅回路４Ｄについても、同様な構成をとるため、ここでは、説明は繰返さない。
【００７７】
図５は、スイッチ回路７Ａのバイポーラトランジスタの各端子に与える電圧関係の別の一例を説明するための図である。図５を参照して、バイポーラトランジスタ５０，６０の各端子に与える電圧について説明する。
【００７８】
増幅回路４Ｃ、４Ｄにそれぞれ含まれるバイポーラトランジスタ５０，６０のコレクタ端子に同一の電圧（たとえば１．７Ｖ）を与え、ベース端子に与える印加電圧を変化させることでバイポーラトランジスタ５０，６０のＯＮ／ＯＦＦ状態を切替えさせ、これによって信号切替を行うことができる。
【００７９】
なお、スイッチ回路７Ｂについても同様な電圧制御をすることで、信号切替を容易に行うことができるため、ここでは説明を繰返さない。これにより、ベース端子に与える印加電圧のみを制御することにより、信号切替（選択）を容易にすることができる。
【００８０】
図６は、図５の増幅回路４Ｃの具体的な構成を示す回路図である。図６を参照して、増幅回路４Ｃは、制御部２２と、抵抗素子７４，７６，７８とバイポーラトランジスタ５０，６３と、定電圧源７３とを含む。
【００８１】
ノードＮ１に供給される電圧がバイポーラトランジスタ５０のベース端子に供給され、ノードＮ２に供給される電圧がバイポーラトランジスタ５０のコレクタに供給される。バイポーラトランジスタ５０のエミッタ端子は接地電位に接続される。
【００８２】
制御部２２とノードＮ１（ベース端子）との間に抵抗素子７６，７８が直列に接続される。また、定電圧源７３とノードＮ２（コレクタ端子）との間に抵抗素子７４が接続される。
【００８３】
この構成により、制御部２２によって印加電圧が制御され、この印加電圧に基づいてバイポーラトランジスタ５０のＯＮ／ＯＦＦ状態が決定される。コレクタ端子へ印加される電圧は、常に一定電圧が印加される。一方、ベース端子へ印加される電圧は、制御部２２によって制御される。
【００８４】
具体的には、制御部２２はバイポーラトランジスタ５０をＯＮ状態にするために、電圧２．５Ｖを出力する。一方、定電圧源７３からは定電圧（たとえば２．４Ｖ）が印加される。これらより、ベース端子に供給される電位は制御部２２より調整され、コレクタ端子には定電圧源７３によって一定の電圧が供給される。
【００８５】
また、制御部２２はバイポーラトランジスタ５０をＯＦＦ状態にするために、制御部２２からの出力電位を接地電位まで下げる。一方、定電圧源７３からは定電圧（たとえば８Ｖ）が印加される。これらより、ベース端子には接地電位が与えられ、コレクタ端子には定電圧源７３によって一定の電圧が供給される。
【００８６】
上述したバイポーラトランジスタの各端子の電圧を供給するためには、たとえば抵抗素子７４，７６，７８の抵抗値がそれぞれ１０（Ω）、１５０（ｋΩ）、４７（Ω）と設定されれば、制御部２２が２．５Ｖの印加電圧をかけたときに、図２で示したようにバイポーラトランジスタ５０のベース端子に０．７Ｖの印加電圧を供給することができる。
【００８７】
図７は、図５，６に示したスイッチ回路７Ａのアイソレーション特性を説明するための図である。
【００８８】
図７を参照して、横軸に周波数帯が示され、縦軸に信号強度が示されている。波形Ｗ１は、バイポーラトランジスタ５０がＯＮ状態になったときの出力信号を示し、バイポーラトランジスタ５０がＯＦＦ状態になったときの出力信号を示す波形Ｗ２が合わせて示される。
【００８９】
図７の示すとおり、１２ＧＨｚの周波数帯においてバイポーラトランジスタ５０のＯＮ／ＯＦＦ状態の切替えにより、十分なアイソレーションを取ることができる。
【００９０】
なお、図７に示されたアイソレーション特性と同様に図２、図４で示したスイッチ回路７Ａにおいても十分なアイソレーション特性を有することはいうまでもない。
【００９１】
従って、本実施の形態の構成をとることにより、１２ＧＨｚ帯（１０．７ＧＨｚ〜１２．７５ＧＨｚ）においても許容範囲内に納まるアイソレーション特性を得ることができる。
【００９２】
最後に、図１等を用いて、本実施の形態について説明する。
本実施の形態は、図１で示したように、衛星より送信される複数の偏波信号を受け、複数の偏波信号をそれぞれ増幅する複数の増幅回路４Ａ，４Ｂと、各々が複数の増幅回路の出力のうちからいずれか１つの出力を選択する複数のスイッチ回路７Ａ，７Ｂと、複数のスイッチ回路にそれぞれ対応して設けられ、イメージ信号を除去する複数のフィルタ回路６Ａ，６Ｂと、複数のフィルタ回路６Ａ，６Ｂにそれぞれ対応して設けられ、複数のフィルタ回路６Ａ，６Ｂの各々の出力と局部発信信号とを混合し、増幅する複数の信号混合増幅器１９Ａ，１９Ｂと、複数の信号混合増幅器１９Ａ，１９Ｂにそれぞれ対応して設けられ、複数の信号混合増幅器１９Ａ，１９Ｂの出力をそれぞれ受ける複数の出力の端子Ｐ１，Ｐ２とを備える。
【００９３】
実施の形態の低雑音コンバータは、図２、図５で示したように、スイッチ回路７Ａ，７Ｂを制御する制御部２２をさらに備え、スイッチ回路７Ａ；７Ｂは、複数の偏波信号のうちの第１の偏波信号をベースに受け、エミッタに接地電位が与えられるバイポーラトランジスタ５０と、複数の偏波信号のうちの第２の偏波信号をベースに受け、エミッタに接地電位が与えられるバイポーラトランジスタ６０とを含み、スイッチ回路７Ａ，７Ｂは第１および第２の偏波信号を増幅し、制御部２２は、バイポーラトランジスタ５０，６０をトグル動作させる。
【００９４】
また、図２、図４で示したように制御部２２は、スイッチ回路７Ａ，７Ｂが第１または第２の偏波信号のいずれかを選択するように、バイポーラトランジスタ５０，６０のベースおよびコレクタに印加電圧を供給する。
【００９５】
また図５、図６で示したように制御部２２は、バイポーラトランジスタ５０，６０のコレクタの電圧を一定電圧に固定し、スイッチ回路が第１または第２の偏波信号のいずれかを選択するようにベースに印加電圧を供給する。
【００９６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９７】
３  フィードホーン、４Ｃ，４Ｄ，２０５Ａ〜２０５Ｃ  増幅回路、６Ａ，６Ｂ，２０６，２０６Ａ〜２０６Ｄ  バンドパスフィルタ、７，７Ａ，７Ｂ  スイッチ回路、８Ａ，８Ｂ，２０８，２０８Ａ〜２０８Ｄ  混合回路、９Ａ，９Ｂ，２０９Ａ〜２０９Ｄ，２１０，２１０Ａ，２１０Ｂ  中間周波数増幅器、１２Ａ，１２Ｂ，１６Ａ，１６Ｂ，６１，６３，６５，６７，２１２，２１２Ａ，２１２Ｂ，２１６，２１６Ａ，２１６Ｂ  キャパシタ、１４Ａ，１４Ｂ，２１４，２１４Ａ，２１４Ｂ  インダクタ、１８Ａ，１８Ｂ，２１８，２１８Ａ，２１８Ｂ  局部発振器、１９Ａ，１９Ｂ  信号混合増幅器、２０，２２０  電源回路、２２  制御部、５０，６０，７５  バイポーラトランジスタ、５２，５４，５６，５８  ＲＦカット回路、６２，６４，６６，６８，７０，７２，７４，７６，７８  抵抗素子、７１，７３  定電圧源、１０１  アンテナ、１０２  低雑音コンバータ、１０３  同軸ケーブル、１０５  テレビジョン、１１０  放送衛星、２０７Ａ，２０７Ｂ  分配器、２０９  第１の中間周波数増幅部、２１１  第２の中間周波数増幅部、２１３  アンテナプローブ、２２１  スイッチ制御部、２２５  高周波選択回路。
【図１】
2013070339.tif 000003
【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】
2013070339.tif 000012
【図１１】
2013070339.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成24年7月4日(2012.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
この発明に係る低雑音コンバータは、衛星より送信される複数の偏波信号を受け、複数の偏波信号をそれぞれ増幅する複数の増幅回路と、各々が複数の増幅回路の出力のうちからいずれか１つの出力を選択する複数のスイッチ回路と、複数のスイッチ回路にそれぞれ対応して設けられ、イメージ信号を除去する複数のフィルタ回路と、複数のフィルタ回路にそれぞれ対応して設けられ、複数のフィルタ回路の各々の出力を局部発振信号と混合することにより周波数変換し、周波数変換された信号を増幅する複数の信号混合増幅器と、複数の信号混合増幅器にそれぞれ対応して設けられ、複数の信号混合増幅器の出力をそれぞれ受ける複数の出力ポートとを備える。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
図１を参照して、ユニバーサルツイン低雑音コンバータ（以下低雑音コンバータともいう。）は、フィードホーン３と、フィードホーン３によって受信されたＨ偏波信号を増幅するＬＮＡ４Ａを含む。ＬＮＡ４Ａの出力は２つに分配され、スイッチ回路７Ａ，７Ｂ（以下総称してスイッチ回路７ともいう。）に供給される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
さらに、フィードホーン３によって受信されたＶ偏波信号を増幅するＬＮＡ４Ｂを含む。ＬＮＡ４Ｂの出力は２つに分配され、スイッチ回路７Ａ，７Ｂに供給される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
図４は、図２の増幅回路４Ｃの具体的な構成を示す回路図である。図４を参照して、増幅回路４Ｃは、抵抗素子６２，６４，６６，６８，７０，７２とバイポーラトランジスタ５０，７５と、定電圧源７１とを含む。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
図６は、図５の増幅回路４Ｃの具体的な構成を示す回路図である。図６を参照して、増幅回路４Ｃは、抵抗素子７４，７６，７８とバイポーラトランジスタ５０と、定電圧源７３とを含む。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
また、制御部２２はバイポーラトランジスタ５０をＯＦＦ状態にするために、制御部２２からの出力電位を接地電位まで下げる。一方、定電圧源７３からは定電圧（たとえば２．４Ｖ）が印加される。これらより、ベース端子には接地電位が与えられ、コレクタ端子には定電圧源７３によって一定の電圧が供給される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
衛星より送信される複数の偏波信号を受け、前記複数の偏波信号をそれぞれ増幅する複数の増幅回路と、
各々が前記複数の増幅回路の出力のうちからいずれか１つの出力を選択する複数のスイッチ回路と、
前記複数のスイッチ回路にそれぞれ対応して設けられ、イメージ信号を除去する複数のフィルタ回路と、
前記複数のフィルタ回路にそれぞれ対応して設けられ、前記複数のフィルタ回路の各々の出力を局部発振信号と混合することにより周波数変換し、周波数変換された信号を増幅する複数の信号混合増幅器と、
前記複数の信号混合増幅器にそれぞれ対応して設けられ、前記複数の信号混合増幅器の出力をそれぞれ受ける複数の出力ポートとを備える、低雑音コンバータ。