(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＦ信号またはＲＦ信号と局発波とを入力し、前記局発波の２倍の周波数と前記ＩＦ信号との和及び差の周波数のＲＦ信号を出力し、または前記ＲＦ信号と前記局発波の２倍の周波数との差の周波数のＩＦ信号を出力する偶高調波ミクサにおいて、
出力側の中点にＩＦ端子が接続され、前記入力された局発波を逆相に分配する１８０度分配器と、
前記１８０度分配器に接続され、前記局発波を通過させＲＦ信号を短絡する第１の低域通過フィルタと、
前記１８０度分配器に接続され、前記局発波を通過させＲＦ信号を短絡する第２の低域通過フィルタと、
前記第１の低域通過フィルタに接続され、ダイオードを逆並列に接続した第１のアンチパラレルダイオードペアと、
前記第２の低域通過フィルタに接続され、ダイオードを逆並列に接続した第２のアンチパラレルダイオードペアと、
前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの接続点に接続され、ＩＦ信号を短絡させるＩＦ短絡回路と、
前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの接続点に接続され、ＲＦ信号を通過させ局発波を遮断する高域通過フィルタとを備え、
前記１８０度分配器は、局発端子に一端が接続され、かつアースに他端が接続された第１のコイルと、第２のコイルとから構成され、
前記第１の低域通過フィルタは、前記第２のコイルの一端に一端が接続され、かつ前記第１のアンチパラレルダイオードペアの一端に他端が接続された第１のインダクタと、前記第１のインダクタの一端とアースの間に挿入された第１のコンデンサと、前記第１のインダクタの他端とアースの間に挿入された第２のコンデンサとから構成され、
前記第２の低域通過フィルタは、前記第２のコイルの他端に一端が接続され、かつ前記第２のアンチパラレルダイオードペアの一端に他端が接続された第２のインダクタと、前記第２のインダクタの一端とアースの間に挿入された第３のコンデンサと、前記第２のインダクタの他端とアースの間に挿入された第４のコンデンサとから構成され、
前記ＩＦ短絡回路は、前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの他端同士の接続点とアースの間に挿入された第３のインダクタから構成され、
前記高域通過フィルタは、前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの他端同士の接続点に一端が接続された第５のコンデンサと、前記第５のコンデンサの他端とアースの間に挿入された第４のインダクタと、前記第５のコンデンサの他端及び前記第４のインダクタの一端に一端が接続され、かつＲＦ端子に他端が接続された第６のコンデンサとから構成されている
ことを特徴とする偶高調波ミクサ。
【請求項２】
ＩＦ信号またはＲＦ信号と局発波とを入力し、前記局発波の２倍の周波数と前記ＩＦ信号との和及び差の周波数のＲＦ信号を出力し、または前記ＲＦ信号と前記局発波の２倍の周波数との差の周波数のＩＦ信号を出力する偶高調波ミクサにおいて、
出力側の中点が短絡され、前記入力された局発波を逆相に分配する１８０度分配器と、
前記１８０度分配器に接続され、前記局発波を通過させＲＦ信号を短絡する第１の低域通過フィルタと、
前記１８０度分配器に接続され、前記局発波を通過させＲＦ信号を短絡する第２の低域通過フィルタと、
前記第１の低域通過フィルタに接続され、ダイオードを逆並列に接続した第１のアンチパラレルダイオードペアと、
前記第２の低域通過フィルタに接続され、ダイオードを逆並列に接続した第２のアンチパラレルダイオードペアと、
前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの接続点とＩＦ端子との間に接続され、ＩＦ信号を通過させ局発波及びＲＦ信号を遮断する第３の低域通過フィルタと、
前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの接続点に接続され、ＲＦ信号を通過させ局発波を遮断する高域通過フィルタとを備え、
前記１８０度分配器は、局発端子に一端が接続され、かつアースに他端が接続された第１のコイルと、第２のコイルとから構成され、
前記第１の低域通過フィルタは、前記第２のコイルの一端に一端が接続され、かつ前記第１のアンチパラレルダイオードペアの一端に他端が接続された第１のインダクタと、前記第１のインダクタの一端とアースの間に挿入された第１のコンデンサと、前記第１のインダクタの他端とアースの間に挿入された第２のコンデンサとから構成され、
前記第２の低域通過フィルタは、前記第２のコイルの他端に一端が接続され、かつ前記第２のアンチパラレルダイオードペアの一端に他端が接続された第２のインダクタと、前記第２のインダクタの一端とアースの間に挿入された第３のコンデンサと、前記第２のインダクタの他端とアースの間に挿入された第４のコンデンサとから構成され、
前記第３の低域通過フィルタは、前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの他端同士の接続点と前記ＩＦ端子の間に挿入された第３のインダクタから構成され、
前記高域通過フィルタは、前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの他端同士の接続点に一端が接続された第５のコンデンサと、前記第５のコンデンサの他端とアースの間に挿入された第４のインダクタと、前記第５のコンデンサの他端及び前記第４のインダクタの一端に一端が接続され、かつＲＦ端子に他端が接続された第６のコンデンサとから構成されている
ことを特徴とする偶高調波ミクサ。
【請求項３】
前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの代わりに、第１及び第２のリングダイオードに置き換えた
ことを特徴とする請求項１記載の偶高調波ミクサ。
【請求項４】
前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの代わりに、第１及び第２のリングダイオードに置き換えた
ことを特徴とする請求項２記載の偶高調波ミクサ。
【請求項５】
前記１８０度分配器は、入出力インピーダンスの変換機能を有する
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の偶高調波ミクサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、マイクロ波及びミリ波帯の無線通信システムや、レーダシステムの送受信機に用いられ、小形化、広帯域化を図った偶高調波ミクサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の偶高調波ミクサについて図面を参照しながら説明する。図２０は、従来のスタブ分波形ミクサの構成を示す図である。
【０００３】
図２０において、１は局発（局部発振）周波数で１／４波長のオープンスタブ、２は局発周波数で１／４波長のショートスタブ、３はダイオードを逆並列に接続したアンチパラレルダイオードペア、４は低域通過フィルタ、５は高域通過フィルタである。また、１０はＲＦ端子、１１は局発端子、１２はＩＦ端子である。
【０００４】
つぎに、前述した従来の偶高調波ミクサの動作について図面を参照しながら説明する。
【０００５】
偶高調波ミクサは、ダウンコンバータの場合、局発波（周波数をｆｐとする）とＲＦ信号（周波数をｆｒとする）を入力すると、ＩＦ信号（周波数をｆｉとする）として、以下の周波数ｆｉが出力されるミクサである。
【０００６】
ｆｉ＝ｆｒ−ｎｆｐ
【０００７】
ここでは、ｎ＝２の場合のミクサについて説明を行う。図２０に示す従来のスタブ分波形ミクサでは、周波数ｆｐの局発に対しては、局発端子側のショートスタブ２は開放に見え、ＲＦ端子側のオープンスタブ１は短絡に見えるので図２１の様になる。ダイオードが互いに逆向きになっていることに注意すれば、各ダイオードから見れば、周波数ｆｐの成分は互いに逆向きに印加されている。従って、偶数次高調波成分である２ｆｐについては同相である。
【０００８】
一方、周波数ｆｐのほぼ２倍にあたる周波数ｆｒに関しては、局発端子側のショートスタブ２は短絡に見え、ＲＦ端子側のオープンスタブ１は開放に見えるので、図２２の様になる。
【０００９】
従って、ＩＦ信号であるｆｉ＝ｆｒ−２ｆｐの成分は互いに逆相になるので、逆極性で接続されたダイオードから足しあわされて取り出すことができる。これを図２３に示す。また、発生した２ｆｐの成分は、ＲＦ端子１０において互いに逆相であるからＲＦ端子１０には漏れない。さらに、アップコンバータとしても動作が可能である。
【００１０】
これらは、電子情報通信学会編「モノリシックマイクロ波集積回路」、第１２０頁〜第１２２頁に書かれている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の偶高調波ミクサでは、ＲＦ信号の半波長にあたる線路を２本必要となり、比較的低い周波数（Ｓ帯やＬ帯）では回路が非常に大型化するという問題点があった。
【００１２】
また、スタブを用いた分波回路であるため、スタブの中心周波数での特性は良いが、狭帯域特性となる問題点があった。
【００１３】
さらに、ＲＦ周波数が局発周波数の約２倍つまりＩＦ周波数が局発周波数に比べて非常に低い場合に有効なミクサであり、ＩＦ周波数が高い場合には特性が得られないという問題があった。
【００１４】
この発明は、前述した問題点を解決するためになされたもので、分布定数線路での回路構成に代わり、機能回路の全集中定数化し、小形化するとともに、周波数特性を広帯域化することができる偶高調波ミクサを得ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る偶高調波ミクサは、ＩＦ信号またはＲＦ信号と局発波とを入力し、前記局発波の２倍の周波数と前記ＩＦ信号との和及び差の周波数のＲＦ信号を出力し、または前記ＲＦ信号と前記局発波の２倍の周波数との差の周波数のＩＦ信号を出力する偶高調波ミクサにおいて、出力側の中点にＩＦ端子が接続され、前記入力された局発波を逆相に分配する１８０度分配器と、前記１８０度分配器に接続され、前記局発波を通過させＲＦ信号を短絡する第１の低域通過フィルタと、前記１８０度分配器に接続され、前記局発波を通過させＲＦ信号を短絡する第２の低域通過フィルタと、前記第１の低域通過フィルタに接続され、ダイオードを逆並列に接続した第１のアンチパラレルダイオードペアと、前記第２の低域通過フィルタに接続され、ダイオードを逆並列に接続した第２のアンチパラレルダイオードペアと、前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの接続点に接続され、ＩＦ信号を短絡させるＩＦ短絡回路と、前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの接続点に接続され、ＲＦ信号を通過させ局発波を遮断する高域通過フィルタとを備え、前記１８０度分配器は、局発端子に一端が接続され、かつアースに他端が接続された第１のコイルと、第２のコイルとから構成され、前記第１の低域通過フィルタは、前記第２のコイルの一端に一端が接続され、かつ前記第１のアンチパラレルダイオードペアの一端に他端が接続された第１のインダクタと、前記第１のインダクタの一端とアースの間に挿入された第１のコンデンサと、前記第１のインダクタの他端とアースの間に挿入された第２のコンデンサとから構成され、前記第２の低域通過フィルタは、前記第２のコイルの他端に一端が接続され、かつ前記第２のアンチパラレルダイオードペアの一端に他端が接続された第２のインダクタと、前記第２のインダクタの一端とアースの間に挿入された第３のコンデンサと、前記第２のインダクタの他端とアースの間に挿入された第４のコンデンサとから構成され、前記ＩＦ短絡回路は、前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの他端同士の接続点とアースの間に挿入された第３のインダクタから構成され、前記高域通過フィルタは、前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの他端同士の接続点に一端が接続された第５のコンデンサと、前記第５のコンデンサの他端とアースの間に挿入された第４のインダクタと、前記第５のコンデンサの他端及び前記第４のインダクタの一端に一端が接続され、かつＲＦ端子に他端が接続された第６のコンデンサとから構成されているものである。
【００１６】
この発明の請求項２に係る偶高調波ミクサは、ＩＦ信号またはＲＦ信号と局発波とを入力し、前記局発波の２倍の周波数と前記ＩＦ信号との和及び差の周波数のＲＦ信号を出力し、または前記ＲＦ信号と前記局発波の２倍の周波数との差の周波数のＩＦ信号を出力する偶高調波ミクサにおいて、出力側の中点が短絡され、前記入力された局発波を逆相に分配する１８０度分配器と、前記１８０度分配器に接続され、前記局発波を通過させＲＦ信号を短絡する第１の低域通過フィルタと、前記１８０度分配器に接続され、前記局発波を通過させＲＦ信号を短絡する第２の低域通過フィルタと、前記第１の低域通過フィルタに接続され、ダイオードを逆並列に接続した第１のアンチパラレルダイオードペアと、前記第２の低域通過フィルタに接続され、ダイオードを逆並列に接続した第２のアンチパラレルダイオードペアと、前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの接続点とＩＦ端子との間に接続され、ＩＦ信号を通過させ局発波及びＲＦ信号を遮断する第３の低域通過フィルタと、前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの接続点に接続され、ＲＦ信号を通過させ局発波を遮断する高域通過フィルタとを備え、前記１８０度分配器は、局発端子に一端が接続され、かつアースに他端が接続された第１のコイルと、第２のコイルとから構成され、前記第１の低域通過フィルタは、前記第２のコイルの一端に一端が接続され、かつ前記第１のアンチパラレルダイオードペアの一端に他端が接続された第１のインダクタと、前記第１のインダクタの一端とアースの間に挿入された第１のコンデンサと、前記第１のインダクタの他端とアースの間に挿入された第２のコンデンサとから構成され、前記第２の低域通過フィルタは、前記第２のコイルの他端に一端が接続され、かつ前記第２のアンチパラレルダイオードペアの一端に他端が接続された第２のインダクタと、前記第２のインダクタの一端とアースの間に挿入された第３のコンデンサと、前記第２のインダクタの他端とアースの間に挿入された第４のコンデンサとから構成され、前記第３の低域通過フィルタは、前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの他端同士の接続点と前記ＩＦ端子の間に挿入された第３のインダクタから構成され、前記高域通過フィルタは、前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの他端同士の接続点に一端が接続された第５のコンデンサと、前記第５のコンデンサの他端とアースの間に挿入された第４のインダクタと、前記第５のコンデンサの他端及び前記第４のインダクタの一端に一端が接続され、かつＲＦ端子に他端が接続された第６のコンデンサとから構成されているものである。
【００１７】
この発明の請求項３に係る偶高調波ミクサは、請求項１の第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの代わりに、第１及び第２のリングダイオードに置き換えたものである。
【００１８】
この発明の請求項４に係る偶高調波ミクサは、請求項２の第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの代わりに、第１及び第２のリングダイオードに置き換えたものである。
【００１９】
この発明の請求項５に係る偶高調波ミクサは、前記１８０度分配器が、入出力インピーダンスの変換機能を有するものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る偶高調波ミクサについて図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る偶高調波ミクサの構成を示すブロック図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００２１】
図１において、３ａ及び３ｂはアンチパラレルダイオードペア（ＡＰＤＰ）、５は高域通過フィルタ（ＨＰＦ）、６は局発（局部発振）用１８０度分配器であり出力に中点端子を有するもの、７ａ及び７ｂはＲＦ周波数に対して短絡となる低域通過フィルタ（ＲＦ短絡形ＬＰＦ）、８はＩＦ短絡回路である。また、１０はＲＦ端子、１１は局発端子、１２はＩＦ端子である。
【００２２】
つぎに、この実施の形態１に係る偶高調波ミクサの動作について図面を参照しながら説明する。図２、図３及び図４は、この発明の実施の形態１に係る偶高調波ミクサの動作を示す図である。
【００２３】
周波数ｆｐの局発は、１８０度分配器６で逆相に分配され、アンチパラレルダイオードペア３ａ及び３ｂに印加する。ここで、２つのアンチパラレルダイオードペア３ａ、３ｂにかかる局発の電圧は逆相であるので、その接続点は局発に対し短絡面（short面）となる。この様子を図２に示す。
【００２４】
次に、周波数ｆｒのＲＦ信号は、ＲＦ短絡形低域通過フィルタ７ａ及び７ｂにより短絡されているので、２つのアンチパラレルダイオードペア３ａ、３ｂに印加される。この様子を図３に示す。
【００２５】
ここで、ＲＦ短絡形低域通過フィルタ７ａ及び７ｂがない場合には、ＲＦは１８０度分配器６に印加されるが、局発の２倍以上の周波数であるＲＦ信号の周波数に対するインピーダンスが未知である。このため、ＲＦ信号の短絡面が不明確になり、損失の増大につながる。
【００２６】
この問題を解決し、回路に汎用性を持たせるため、ＲＦ短絡形低域通過フィルタ７ａ及び７ｂを装荷し、ダイオード近傍でＲＦ短絡としている。これはＲＦ信号の周波数が局発の周波数の２倍以上の周波数関係となる偶高調波ミクサに固有の問題であり、またこの低域通過フィルタ７ａ及び７ｂの挿入が可能であるのも、局発の周波数とＲＦ周波数が離れているという偶高調波ミクサ固有の周波数関係のためである。
【００２７】
この２波の混合により得られた周波数ｆｉのＩＦ信号は、図４に示すように、ＩＦ短絡回路８を中心に２つのダイオード３ａ及び３ｂに同相で生じるため、１８０度分配器６の中点より取り出すことができる。また、従来例同様、発生した２ｆｐの成分は、ＲＦ端子１０において互いに逆相であるからＲＦ端子には漏れない。さらに、アップコンバータとしても動作が可能である。
【００２８】
図１のブロック図を等価回路に置き換えたものを図５に示す。また、実際の回路パターン実装例を図６に示す。図の各番号は、図１の各ブロックに対応している。
【００２９】
この様な回路構成を適用することにより、従来例の様なスタブを用いることなく、すべての回路を集中定数化することができ、小形化を実現できる。また、スタブを使わないことから、１８０度分配器６及びＬＰＦ７ａ、７ｂの周波数特性を広帯域に設計することにより、ミクサの広帯域化が実現できる。この様子を図７及び図８に示す。
【００３０】
すなわち、この実施の形態１は、ＩＦ信号、またはＲＦ信号と、局発波とを入力し、前記局発波の２倍の周波数と前記ＩＦ信号との和及び差の周波数のＲＦ信号を出力し、または前記ＲＦ信号と前記局発波の２倍の周波数との差の周波数のＩＦ信号を出力する偶高調波ミクサにおいて、出力に中点取り出し端子のある局発波用１８０度分配器６と、局発波を通過させＲＦ信号を短絡するための２つの低域通過フィルタ７ａ及び７ｂと、ダイオードを逆並列に接続した２つのアンチパラレルダイオードペア３ａ及び３ｂと、ＩＦ信号を短絡させるＩＦ短絡回路８と、ＲＦ信号を通過させ局発波を遮断する高域通過フィルタ５とを具備し、ＩＦ端子１２を局発波用１８０度分配器６の中点とし、ＲＦ信号をダイオードの近傍に配置した低域通過フィルタ７ａ及び７ｂにより短絡させる平衡型偶高調波ミクサである。
【００３１】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る偶高調波ミクサについて図面を参照しながら説明する。図９は、この発明の実施の形態２に係る偶高調波ミクサの構成を示すブロック図である。
【００３２】
図９において、３ａ及び３ｂはアンチパラレルダイオードペア（ＡＰＤＰ）、４は低域通過フィルタ（ＬＰＦ）、５は高域通過フィルタ（ＨＰＦ）、６は局発用１８０度分配器であり出力に中点端子を有するもの、７ａ及び７ｂはＲＦ周波数に対して短絡となる低域通過フィルタ（ＲＦ短絡形ＬＰＦ）、８はＩＦ短絡回路である。また、１０はＲＦ端子、１１は局発端子、１２はＩＦ端子である。
【００３３】
つぎに、この実施の形態２に係る偶高調波ミクサの動作について図面を参照しながら説明する。図１０、図１１及び図１２は、この発明の実施の形態２に係る偶高調波ミクサの動作を示す図である。
【００３４】
周波数ｆｐの局発は、１８０度分配器６で逆相に分配され、アンチパラレルダイオードペア３ａ及び３ｂに印加する。ここで、２つのアンチパラレルダイオードペア３ａ、３ｂにかかる局発の電圧は逆相であるので、その接続点は局発に対し短絡面（short面）となる。この様子を図１０に示す。
【００３５】
次に、周波数ｆｒのＲＦ信号は、ＲＦ短絡形低域通過フィルタ７ａ及び７ｂにより短絡されているので、２つのアンチパラレルダイオードペア３ａ、３ｂに印加される。この様子を図１１に示す。
【００３６】
ここで、ＲＦ短絡形低域通過フィルタ７ａ及び７ｂがない場合には、ＲＦは１８０度分配器６に印加されるが、局発の２倍以上の周波数であるＲＦ信号の周波数に対するインピーダンスが未知である。このため、ＲＦ信号の短絡面が不明確になり、損失の増大につながる。
【００３７】
この問題を解決し、回路に汎用性を持たせるため、ＲＦ短絡形低域通過フィルタ７ａ及び７ｂを装荷しダイオード近傍で短絡としている。これはＲＦ信号の周波数が局発の周波数の２倍以上の周波数関係となる偶高調波ミクサに固有の問題であり、またこの低域通過フィルタ７ａ及び７ｂの挿入が可能であるのも、局発の周波数とＲＦ周波数が離れているという偶高調波ミクサ固有の周波数関係のためである。ここまでは上記の実施の形態１と全く同じである。
【００３８】
この２波の混合により得られた周波数ｆｉのＩＦ信号は、図１２に示す様に１８０度分配器６の中点に接続されたＩＦ短絡回路８を中心に２つのダイオード３ａ及び３ｂに同相で生じるため、２つのダイオード３ａ及び３ｂの中点より低域通過フィルタ４を介して取り出すことができる。また、従来例同様、発生した２ｆｐの成分は、ＲＦ端子１０において互いに逆相であるからＲＦ端子には漏れない。さらに、アップコンバータとしても動作が可能である。
【００３９】
図９のブロック図を等価回路に置き換えたものを図１３に示す。図の各番号は、図９の各ブロックに対応している。
【００４０】
この様な回路構成を適用することにより、従来例の様なスタブを用いることなく、すべての回路を集中定数化することができ、小形化を実現できる。また、スタブを使わないことから、１８０度分配器６及びＬＰＦ７ａ及び７ｂの周波数特性を広帯域に設計することにより、ミクサの広帯域化が実現できる。この様子を図７及び図８に示す。
【００４１】
すなわち、この実施の形態２は、ＩＦ信号、またはＲＦ信号と、局発波とを入力し、前記局発波の２倍の周波数と前記ＩＦ信号との和及び差の周波数のＲＦ信号を出力し、または前記ＲＦ信号と前記局発波の２倍の周波数との差の周波数のＩＦ信号を出力する偶高調波ミクサにおいて、出力に中点取り出し端子のある局発波用１８０度分配器６と、局発波を通過させＲＦ信号を短絡するための２つの低域通過フィルタ７ａ及び７ｂと、ダイオードを逆並列に接続した２つのアンチパラレルダイオードペア３ａ及び３ｂと、ＩＦ信号を短絡させるＩＦ短絡回路８と、ＲＦ信号を通過させ局発波を遮断する高域通過フィルタ５と、ＩＦ信号を通過させ局発波及びＲＦ信号を遮断するインダクタ（ＬＰＦ）４とを具備し、局発波用１８０度分配器６の中点を短絡とし、ＩＦ端子１２を２つのアンチパラレルダイオードペア３ａ及び３ｂの中点に接続されたインダクタを介した点とし、ＲＦ信号をダイオードの近傍に配置した低域通過フィルタ７ａ及び７ｂにより短絡させる平衡型偶高調波ミクサである。
【００４２】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る偶高調波ミクサについて図面を参照しながら説明する。図１４は、この発明の実施の形態３に係る偶高調波ミクサの構成を示すブロック図である。
【００４３】
図１４において、上記実施の形態１で示した図１のアンチパラレルダイオードペア（ＡＰＤＰ）３ａ及び３ｂの代わりに、リングダイオード（Ring Diode）９ａ及び９ｂに置き換えたものである。その他の構成は全く同じものである。
【００４４】
次に、この実施の形態３の動作を説明する。リングダイオード９ａ及び９ｂは、上記実施の形態１で示したアンチパラレルダイオードペアが直列に接続されたものと考えることが出来、上記実施の形態１と同様の動作原理である。
【００４５】
図１４のブロック図を等価回路に置き換えたものを図１５に示す。図の各番号は、図１４の各ブロックに対応している。
【００４６】
この様な回路構成を適用することにより、従来例の様なスタブを用いることなく、すべての回路を集中定数化することができ、小形化を実現できる。また、スタブを使わないことから、ＬＰＦ７ａ、７ｂ及び１８０度分配器６の周波数特性を広帯域に設計することにより、ミクサの広帯域化が実現できる。さらに、ダイオードが直列に接続されたリングダイオード９ａ及び９ｂを用いることにより、ダイオードの飽和電力を高めることが可能となる。
【００４７】
すなわち、この実施の形態３は、上記実施の形態１のアンチパラレルダイオードペア３ａ及び３ｂを、リングダイオード９ａ及び９ｂに置き換えた平衡型偶高調波ミクサである。
【００４８】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係る偶高調波ミクサについて図面を参照しながら説明する。図１６は、この発明の実施の形態４に係る偶高調波ミクサの構成を示すブロック図である。
【００４９】
図１６において、上記実施の形態２で示した図９のアンチパラレルダイオードペア（ＡＰＤＰ）３ａ及び３Ｂをリングダイオード（Ring Diode）９ａ及び９ｂに置き換えたものである。その他の構成は全く同じものである。
【００５０】
次に、この実施の形態４の動作を説明する。リングダイオード９ａ及び９ｂは、上記実施の形態２で示したアンチパラレルダイオードペアが直列に接続されたものと考えることが出来、上記実施の形態２と同様の動作原理である。
【００５１】
図１６のブロック図を等価回路に置き換えたものを図１７に示す。図の各番号は、図１６の各ブロックに対応している。
【００５２】
この様な回路構成を適用することにより、従来例の様なスタブを用いることなく、すべての回路を集中定数化することができ、小形化を実現できる。また、スタブを使わないことから、ＬＰＦ７ａ，７ｂ及び１８０度分配器６の周波数特性を広帯域に設計することにより、ミクサの広帯域化が実現できる。さらに、ダイオードが直列に接続されたリングダイオードを用いることにより、ダイオードの飽和電力を高めることが可能となる。
【００５３】
すなわち、この実施の形態４は、上記実施の形態２のアンチパラレルダイオードペア３ａ及び３ｂを、リングダイオード９ａ及び９ｂに置き換えた平衡型偶高調波ミクサである。
【００５４】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係る偶高調波ミクサについて図面を参照しながら説明する。図１８は、この発明の実施の形態５に係る偶高調波ミクサの構成を示すブロック図である。
【００５５】
図１８において、上記実施の形態１から４で示した図１、図９、図１４及び図１６の１８０度分配器６の代わりに、インピーダンス変成機能を持つ１８０度分配器２０に置き換えたものである。その他の構成及び動作は全く同じものである。
【００５６】
図１８のブロック図を等価回路に置き換えたものを図１９に示す。図の各番号は、図１８の各ブロックに対応している。
【００５７】
この様な回路構成を適用することにより、従来例の様なスタブを用いることなく、すべての回路を集中定数化することができ、小形化を実現できる。また、スタブを使わないことから、ＬＰＦ７ａ、７ｂ及び１８０度分配器２０の周波数特性を広帯域に設計することにより、ミクサの広帯域化が実現できる。さらに、１８０度分配器２０で所望のインピーダンスに変換することにより、局発のインピーダンス整合が実現でき、かつダイオード端にかかる電圧を高めることができ、局発電力の効率化が図れる。
【００５８】
すなわち、この実施の形態５は、上記実施の形態１から実施の形態４までの構成を適用し、局発用１８０度分配器６を、入出力インピーダンスの変換機能を有する１８０度分配器２０に置き換えた平衡型偶高調波ミクサである。
【００５９】
なお、上記実施の形態１から５のいずれかに記載された構成のミクサを送受信装置に用いてもよい。このミクサを用いることで、送受信装置の小形化、広帯域化が可能となる。
【００６０】
また、上記実施の形態１から５のいずれかに記載された構成のミクサを通信装置及びレーダ装置に用いてもよい。この構成を用いることで、通信装置及びレーダ装置の小形化、広帯域化が可能となる。
【００６１】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係る偶高調波ミクサは、以上説明したとおり、ＩＦ信号またはＲＦ信号と局発波とを入力し、前記局発波の２倍の周波数と前記ＩＦ信号との和及び差の周波数のＲＦ信号を出力し、または前記ＲＦ信号と前記局発波の２倍の周波数との差の周波数のＩＦ信号を出力する偶高調波ミクサにおいて、出力側の中点にＩＦ端子が接続され、前記入力された局発波を逆相に分配する１８０度分配器と、前記１８０度分配器に接続され、前記局発波を通過させＲＦ信号を短絡する第１の低域通過フィルタと、前記１８０度分配器に接続され、前記局発波を通過させＲＦ信号を短絡する第２の低域通過フィルタと、前記第１の低域通過フィルタに接続され、ダイオードを逆並列に接続した第１のアンチパラレルダイオードペアと、前記第２の低域通過フィルタに接続され、ダイオードを逆並列に接続した第２のアンチパラレルダイオードペアと、前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの接続点に接続され、ＩＦ信号を短絡させるＩＦ短絡回路と、前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの接続点に接続され、ＲＦ信号を通過させ局発波を遮断する高域通過フィルタとを備え、前記１８０度分配器は、局発端子に一端が接続され、かつアースに他端が接続された第１のコイルと、第２のコイルとから構成され、前記第１の低域通過フィルタは、前記第２のコイルの一端に一端が接続され、かつ前記第１のアンチパラレルダイオードペアの一端に他端が接続された第１のインダクタと、前記第１のインダクタの一端とアースの間に挿入された第１のコンデンサと、前記第１のインダクタの他端とアースの間に挿入された第２のコンデンサとから構成され、前記第２の低域通過フィルタは、前記第２のコイルの他端に一端が接続され、かつ前記第２のアンチパラレルダイオードペアの一端に他端が接続された第２のインダクタと、前記第２のインダクタの一端とアースの間に挿入された第３のコンデンサと、前記第２のインダクタの他端とアースの間に挿入された第４のコンデンサとから構成され、前記ＩＦ短絡回路は、前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの他端同士の接続点とアースの間に挿入された第３のインダクタから構成され、前記高域通過フィルタは、前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの他端同士の接続点に一端が接続された第５のコンデンサと、前記第５のコンデンサの他端とアースの間に挿入された第４のインダクタと、前記第５のコンデンサの他端及び前記第４のインダクタの一端に一端が接続され、かつＲＦ端子に他端が接続された第６のコンデンサとから構成されているので、小形化することができるとともに、周波数特性を広帯域化することができるという効果を奏する。
【００６２】
この発明の請求項２に係る偶高調波ミクサは、以上説明したとおり、ＩＦ信号またはＲＦ信号と局発波とを入力し、前記局発波の２倍の周波数と前記ＩＦ信号との和及び差の周波数のＲＦ信号を出力し、または前記ＲＦ信号と前記局発波の２倍の周波数との差の周波数のＩＦ信号を出力する偶高調波ミクサにおいて、出力側の中点が短絡され、前記入力された局発波を逆相に分配する１８０度分配器と、前記１８０度分配器に接続され、前記局発波を通過させＲＦ信号を短絡する第１の低域通過フィルタと、前記１８０度分配器に接続され、前記局発波を通過させＲＦ信号を短絡する第２の低域通過フィルタと、前記第１の低域通過フィルタに接続され、ダイオードを逆並列に接続した第１のアンチパラレルダイオードペアと、前記第２の低域通過フィルタに接続され、ダイオードを逆並列に接続した第２のアンチパラレルダイオードペアと、前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの接続点とＩＦ端子との間に接続され、ＩＦ信号を通過させ局発波及びＲＦ信号を遮断する第３の低域通過フィルタと、前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの接続点に接続され、ＲＦ信号を通過させ局発波を遮断する高域通過フィルタとを備え、前記１８０度分配器は、局発端子に一端が接続され、かつアースに他端が接続された第１のコイルと、第２のコイルとから構成され、前記第１の低域通過フィルタは、前記第２のコイルの一端に一端が接続され、かつ前記第１のアンチパラレルダイオードペアの一端に他端が接続された第１のインダクタと、前記第１のインダクタの一端とアースの間に挿入された第１のコンデンサと、前記第１のインダクタの他端とアースの間に挿入された第２のコンデンサとから構成され、前記第２の低域通過フィルタは、前記第２のコイルの他端に一端が接続され、かつ前記第２のアンチパラレルダイオードペアの一端に他端が接続された第２のインダクタと、前記第２のインダクタの一端とアースの間に挿入された第３のコンデンサと、前記第２のインダクタの他端とアースの間に挿入された第４のコンデンサとから構成され、前記第３の低域通過フィルタは、前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの他端同士の接続点と前記ＩＦ端子の間に挿入された第３のインダクタから構成され、前記高域通過フィルタは、前記第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの他端同士の接続点に一端が接続された第５のコンデンサと、前記第５のコンデンサの他端とアースの間に挿入された第４のインダクタと、前記第５のコンデンサの他端及び前記第４のインダクタの一端に一端が接続され、かつＲＦ端子に他端が接続された第６のコンデンサとから構成されているので、小形化することができるとともに、周波数特性を広帯域化することができるという効果を奏する。
【００６３】
この発明の請求項３に係る偶高調波ミクサは、以上説明したとおり、請求項１の第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの代わりに、第１及び第２のリングダイオードに置き換えたので、ダイオードの飽和電力を高めることができるという効果を奏する。
【００６４】
この発明の請求項４に係る偶高調波ミクサは、以上説明したとおり、請求項２の第１及び第２のアンチパラレルダイオードペアの代わりに、第１及び第２のリングダイオードに置き換えたので、ダイオードの飽和電力を高めることができるという効果を奏する。
【００６５】
この発明の請求項５に係る偶高調波ミクサは、以上説明したとおり、前記１８０度分配器が、入出力インピーダンスの変換機能を有するので、局発のインピーダンス整合が実現でき、かつダイオード端にかかる電圧を高めることができ、局発電力の効率化を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１に係る偶高調波ミクサの構成を示すブロック図である。
【図２】  この発明の実施の形態１に係る偶高調波ミクサの動作を示す図である。
【図３】  この発明の実施の形態１に係る偶高調波ミクサの動作を示す図である。
【図４】  この発明の実施の形態１に係る偶高調波ミクサの動作を示す図である。
【図５】  この発明の実施の形態１に係る偶高調波ミクサの等価回路構成を示す図である。
【図６】  この発明の実施の形態１に係る偶高調波ミクサの実装例を示す図である。
【図７】  この発明の実施の形態１に係る偶高調波ミクサの周波数特性を示す図である。
【図８】  この発明の実施の形態１に係る偶高調波ミクサの周波数特性を示す図である。
【図９】  この発明の実施の形態２に係る偶高調波ミクサの構成を示すブロック図である。
【図１０】  この発明の実施の形態２に係る偶高調波ミクサの動作を示す図である。
【図１１】  この発明の実施の形態２に係る偶高調波ミクサの動作を示す図である。
【図１２】  この発明の実施の形態２に係る偶高調波ミクサの動作を示す図である。
【図１３】  この発明の実施の形態２に係る偶高調波ミクサの等価回路構成を示す図である。
【図１４】  この発明の実施の形態３に係る偶高調波ミクサの構成を示すブロック図である。
【図１５】  この発明の実施の形態３に係る偶高調波ミクサの等価回路構成を示す図である。
【図１６】  この発明の実施の形態４に係る偶高調波ミクサの構成を示すブロック図である。
【図１７】  この発明の実施の形態４に係る偶高調波ミクサの等価回路構成を示す図である。
【図１８】  この発明の実施の形態５に係る偶高調波ミクサの構成を示すブロック図である。
【図１９】  この発明の実施の形態５に係る偶高調波ミクサの等価回路構成を示す図である。
【図２０】  従来の偶高調波ミクサの構成を示す図である。
【図２１】  従来の偶高調波ミクサの動作を示す図である。
【図２２】  従来の偶高調波ミクサの動作を示す図である。
【図２３】  従来の偶高調波ミクサの動作を示す図である。
【符号の説明】
３ａ、３ｂ  アンチパラレルダイオードペア（ＡＰＤＰ）、４  低域通過フィルタ（ＬＰＦ）、５  高域通過フィルタ（ＨＰＦ）、６  １８０度分配器、７ａ、７ｂ  低域通過フィルタ（ＲＦ短絡形ＬＰＦ）、８  ＩＦ短絡回路、９ａ、９ｂ  リングダイオード（Ring Diode）、１０  ＲＦ端子、１１  局発端子、１２ＩＦ端子、２０  １８０度分配器。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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