(57)【要約】【課題】固定電圧源をなくして制御電圧源のみで動作させると共に、制御素子数も少なくすることにより、総部品点数の低減と低コスト化を図る。【解決手段】入力端子Ｐinと出力端子Ｐout との間の主線路に、第１インピーダンス可変素子であるダイオード２と第２インピーダンス可変素子であるダイオード３ａ，３ｂを並列に接続すると共に、このダイオード３ａ，３ｂには補正抵抗４ａ，４ｂを直列接続し、かつ主線路の上記ダイオード２，３ａ，３ｂの接続点間のそれぞれに、コイル５ａ，５ｂ及びコンデンサ６，７ａ，７ｂからなるλ／４遅延線を接続することにより、並列型減衰器を構成する。そして、制御電圧源９からの制御用電圧によって、３個のダイオード２，３ａ，３ｂの抵抗値（可変抵抗の抵抗値Ｒａ，Ｒｂ）を変化させ、減衰量を可変にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子と出力端子との間の主線路に並列に接続される少なくとも３つのインピーダンス可変素子と、
これらインピーダンス可変素子を接続する主線路の各インピーダンス可変素子間のそれぞれに接続されるλ／４遅延線（λ：使用周波数の波長）と、
上記主線路に対し上記インピーダンス可変素子と並列に接続され、該インピーダンス可変素子のインピーダンスを変化させて減衰量を制御するための制御用電圧を与える制御電圧源と、を含んで構成した高周波電圧可変減衰器。
【請求項２】
上記インピーダンス可変素子としてダイオードを設け、３つの並列接続ダイオードの内の両側に配置されたダイオードには補正抵抗を直列に接続し、
上記λ／４遅延線として、コイルとコンデンサの組合せたものを配置したことを特徴とする請求項１記載の高周波電圧可変減衰器。
【請求項３】
上記インピーダンス可変素子としてダイオードを設け、３つの並列接続ダイオードの内の両側に配置されたダイオードには補正抵抗を直列に接続し、
上記λ／４遅延線として、λ／４マイクロストリップ遅延線を配置したことを特徴とする請求項１記載の高周波電圧可変減衰器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高周波電圧可変減衰器、特に高周波帯で使用され、制御用電圧で減衰量を変えることができる高周波電圧可変減衰器の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６には、下記特許文献１等に開示される一般のπ型減衰器の構成が示されている。このπ型減衰器は、抵抗値Ｒ1 の第１可変抵抗１６と、抵抗値Ｒ2 の２つの第２可変抵抗１７ａ，１７ｂとからなり、これらの抵抗値Ｒ1 とＲ2 を変化させることにより、回路の特性インピーダンスとの整合を保ちながら減衰器として動作する。このときの減衰量Ｌ（ｄＢ）と抵抗値Ｒ1及びＲ2 との関係は次式のようになる。
【０００３】
【数１】
2009105577.tif 000003
【数２】
2009105577.tif 000004
ここで、Ｚ０は、特性インピーダンスである。
【０００４】
図７には、図６のπ型減衰器を基本とした電圧可変（型）減衰器の構成例が示されており、この電圧可変減衰器は、入力端子Ｐinと出力端子Ｐout との間に、図６の第１可変抵抗１６（Ｒ1 ）を構成するダイオード２０ａ，２０ｂと、第２可変抵抗１７ａ（Ｒ2 ）を構成するダイオード２１ａ及び抵抗（ＲL ）２２ａと、第２可変抵抗１７ｂ（Ｒ2 ）を構成するダイオード２１ｂ及び抵抗（ＲL ）２２ｂとが設けられる。また、上記ダイオード２１ａ，２１ｂのアノード側とグランドとの間に、抵抗を介して固定電圧源（Ｖref ）２３が配置されると共に、上記ダイオード２０ａ，２０ｂ間に、抵抗等を介して制御電圧源（Ｖｃ）２４が設けられており、上記固定電圧源２３は固定電圧Ｖref を発生させ、上記制御電圧源２４は減衰量を変化させるための制御用電圧Ｖｃを発生させる。
【０００５】
このような電圧可変減衰器によれば、上記制御電圧源２４の制御用電圧Ｖｃを減少させると、ダイオード２０ａ，２０ｂの抵抗値（Ｒ1 に相当する）が増加し、また負荷抵抗（ＲL ）２２ａ，２２ｂの電流が減少するため、図中のＥ点の電位は減少してダイオード２０ａ，２０ｂ間の電圧が上昇し、ダイオード２１ａ，２１ｂの抵抗値（Ｒ2 に相当する）が減少することになり、この結果、減衰量が増加する。
【０００６】
図８には、上述したπ型減衰器の抵抗値と減衰量の関係が示されており、上記数式１及び２からも理解されるように、減衰量の増加に伴い、抵抗値Ｒ1 は増加し、抵抗値Ｒ2 は減少する。即ち、π型減衰器の特性インピーダンスと整合を保ちながら減衰量を変化させる際には、図６の可変抵抗１６の抵抗値Ｒ1 と可変抵抗１７ａ，１７ｂの抵抗値Ｒ2 の増減は、逆方向の変化となる。
【特許文献１】特開平１１−１７７３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記図７の従来の電圧可変の減衰器では、制御用電圧Ｖｃを発生させる制御電圧源２４の他に、固定電圧Ｖref を発生させる固定電圧源２３が必要であり、電圧回路が複雑になると共に、抵抗値Ｒ1 ，Ｒ2 を変化させるダイオードも２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂと４個必要となり、制御すべき素子数、延いては総部品点数が多くなり、コスト高に繋がるという問題があった。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、固定電圧源をなくして制御電圧源のみで動作させると共に、制御素子数も少なくすることにより、総部品点数の低減と低コスト化を図ることができる高周波電圧可変減衰器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る高周波電圧可変減衰器は、入力端子と出力端子との間の主線路に並列に接続される少なくとも３つのインピーダンス可変素子と、これらインピーダンス可変素子を接続する主線路の各インピーダンス可変素子間のそれぞれに接続されるλ／４遅延線（λ：使用周波数の波長）と、上記主線路に対し上記インピーダンス可変素子と並列に接続され、該インピーダンス可変素子のインピーダンスを変化させて減衰量を制御するための制御用電圧を与える制御電圧源と、を含んで構成したことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、上記インピーダンス可変素子としてダイオードを設け、３つの並列接続ダイオードの内の両側に配置されたダイオードには補正抵抗を直列に接続し、上記λ／４遅延線として、コイルとコンデンサの組合せたものを配置したことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、上記インピーダンス可変素子としてダイオードを設け、３つの並列接続ダイオードの内の両側に配置されたダイオードには補正抵抗を直列に接続し、上記λ／４遅延線として、λ／４マイクロストリップ遅延線を配置したことを特徴とする。
【００１０】
本発明の上記構成によれば、インピーダンス可変素子を含んだ少なくとも３つの可変抵抗（回路）が並列に接続された並列型減衰器が形成されることになり、制御電圧源からの制御用電圧を変化させて、上記３つの可変抵抗を構成する３つのインピーダンス可変素子のインピーダンスを変えることにより、減衰器の減衰量を可変にすることができる。
【００１１】
このような本発明の減衰器では、主線路に対し少なくとも３つのインピーダンス可変素子を並列接続すると共に、これら３つのインピーダンス可変素子間の２箇所にλ／４遅延線を設けることにより、入力端子側から見たインピーダンスの整合と出力端子側から見たインピーダンスの整合を良好にとることができる。例えば、請求項２及び３の場合には、インピーダンス可変素子としての中央のダイオードとその両側のダイオードのインピーダンス値を調整したり、両側のダイオードに直列に補正抵抗を接続したりすることで、入力端子側と出力端子側の両側から見たインピーダンスの整合を良好に保つことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の高周波電圧可変減衰器によれば、制御電圧源のみで動作させることができるので、固定電圧源が不要となり、また従来の図７の構成と比較すると、インピーダンス可変素子を構成するダイオードの数を１つ減らすことができるので、制御素子数が少なくなり、総部品点数の低減と低コスト化を図ることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１には、本発明の第１実施例に係る高周波電圧可変減衰器の構成が示されており、この第１実施例は、λ／４遅延線をコイルとコンデンサで構成したものである。図１において、入力端子Ｐinと出力端子Ｐout との間の主線路には、容量Ｃ1 のＤＣカット用のコンデンサ１ａ，１ｂを介して、３個のインピーダンス可変素子が並列に懸架される。即ち、主線路とグランド（GND）との間に、中央の第１インピーダンス可変素子となるダイオード２が設けられると共に、この第１インピーダンス可変素子の左側に、第２インピーダンス可変素子としてのダイオード３ａと抵抗値Ｒｏの補正抵抗４ａを直列接続したもの、右側に、第２インピーダンス可変素子としてのダイオード３ｂと抵抗値Ｒｏの補正抵抗４ｂを直列接続したものが配置される。
【００１４】
また、上記ダイオード２とその左右のダイオード３ａ，３ｂとの間の主線路（２箇所）には、インダクタンスＬ1 のコイル５ａ，５ｂが接続され、ダイオード２の主線路との接続点とグランドとの間に、容量Ｃ3 のコンデンサ６、ダイオード３ａ，３ｂ（又は補正抵抗４ａ，４ｂ）の主線路との接続点とグランドとの間に、容量Ｃ2 のコンデンサ７ａ，７ｂが接続されており、これらのコイル５ａ，５ｂとコンデンサ６，７ａ，７ｂによって、ダイオード（第１インピーダンス可変素子）２と左側のダイオード（第２インピーダンス可変素子）３ａとの間の主線路と、ダイオード２と右側のダイオード（第２インピーダンス可変素子）３ｂとの間の主線路に、使用周波数の波長の４分の１（λ／４）の電気長の遅延線が形成される。以上の構成によって、第１実施例では並列型減衰器が構成される。
【００１５】
なお、上記コイル５ａ，５ｂのインダクタンスＬ1 と、コンデンサ７ａ，７ｂ，６の容量Ｃ2 及びＣ3 は、次式で表す定数となる。
Ｌ1   ＝  Ｚ０／（２×π×ｆ０ ）
Ｃ2   ＝  １／（２×π×ｆ０×Ｚ０ ）
Ｃ3   ＝  ２／（２×π×ｆ０×Ｚ０ ）
ここで、Ｚ０は特性インピーダンス、ｆ０は中心周波数である。
【００１６】
更に、上記コンデンサ１ｂと右側のダイオード３ｂ（第２インピーダンス可変素子）との間の主線路とグランドとの間に、抵抗値Ｒｖのバイアス抵抗８を介して制御電圧源９が設けられ、この制御電圧源９によって、減衰量を変えるための制御用電圧Ｖｃが与えられる。なお、このバイアス抵抗８と制御電圧源９は、コンデンサ１ａと左側のダイオード３ａとの間、ダイオード（第１インピーダンス可変素子）２とダイオード３ａ，３ｂとの間等、主線路のいずれの位置に配置されていてもよい。
【００１７】
図３には、実施例で得られる並列型減衰器の基本回路が示されており、第１実施例の構成では、上記ダイオード（第１インピーダンス可変素子）２で与えられる抵抗値Ｒａの可変抵抗１０、上記ダイオード（第２インピーダンス可変素子）３ａと補正抵抗４ａで与えられる抵抗値Ｒｂの可変抵抗１１ａ、上記ダイオード（第２インピーダンス可変素子）３ｂと補正抵抗４ｂで与えられる抵抗値Ｒｂの１１ｂが入出力端子間の主線路に並列に接続され、これらの可変抵抗１０，１１ａ，１１ｂの間の主線路に、λ／４遅延線１２ａ，１２ｂが配置されたものとなる。
【００１８】
図２には、本発明の第２実施例に係る高周波電圧可変減衰器の構成が示されており、この第２実施例は、λ／４遅延線をマイクロストリップラインで構成したものである。図２において、ダイオード２（第１インピーダンス可変素子）とその左右の補正抵抗４ａ，４ｂとの間の主線路に、λ／４マイクロストリップ遅延線１３ａ，１３ｂを設け、上記補正抵抗４ａ，４ｂの抵抗値をＲL 、バイアス抵抗８の抵抗値もＲL とする。このような第２実施例の構成によっても、図３に示されるような並列型減衰器が得られる。
【００１９】
そして、上記第１及び第２の実施例で得られる図３の並列型減衰器での減衰量Ｌ（ｄＢ）と抵抗値Ｒａ及びＲｂとの関係は次式のようになる。
【数３】
2009105577.tif 000005
【数４】
2009105577.tif 000006
ここで、Ｚ０は、特性インピーダンスである。
【００２０】
このような第１及び第２実施例によれば、制御電圧源９の制御用電圧Ｖｃを増加させると、インピーダンス可変素子であるダイオード２，３ａ，３ｂによる抵抗値Ｒａ，Ｒｂが減少して減衰量が増加し、逆に制御用電圧Ｖｃを減少させると、抵抗値Ｒａ，Ｒｂが増加して減衰量が減少する。
【００２１】
図４には、第１及び第２実施例の並列型減衰器の抵抗値と減衰量の関係が示されており、実施例の構成では、例えば減衰量の減少に伴い、抵抗値Ｒａ，Ｒｂは共に増加しており、π型減衰器とは異なって、抵抗値Ｒａ，Ｒｂは減衰量の変化に対し同一方向に変化する。
また、図５には、実施例の制御用電圧と減衰量及び反射損失との関係が示されており、実施例では、制御用電圧の上昇によって減衰量が増加し、また反射損失も充分小さい特性を維持している特性が得られている。
【００２２】
上記第１及び第２実施例では、３個のダイオード２，３ａ，３ｂからなるインピーダンス可変素子を設けたが、このインピーダンス可変素子として、ダイオード以外の他のトランジスタ等で構成したものを使用してもよい。また、このインピーダンス可変素子は、λ／４遅延線を伴いながら、３個以上を並列に設けることによって、入力端子Ｐin側から見たインピーダンス整合及び出力端子Ｐout 側から見たインピーダンス整合を図るようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施例に係る高周波電圧可変減衰器の構成を示す回路図である。
【図２】第２実施例に係る高周波電圧可変減衰器の構成を示す回路図である。
【図３】第１及び第２実施例で形成される並列型減衰器の基本構成を示す図である。
【図４】第１及び第２実施例の減衰器における抵抗値と減衰量との関係を示すグラフ図である。
【図５】第１及び第２実施例の減衰器における制御用電圧と減衰量及び反射損失との関係を示すグラフ図である。
【図６】従来のπ型減衰器の基本構成を示す図である。
【図７】π型減衰器を基本とした従来の電圧可変減衰器の構成を示す回路図である。
【図８】従来のπ型減衰器における可変抵抗の抵抗値と減衰量との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００２４】
１ａ，１ｂ，６，７ａ，７ｂ…コンデンサ、
２，３ａ，３ｂ，２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂ…ダイオード、
４ａ，４ｂ…補正抵抗、          ５ａ，５ｂ…コイル、
８…バイアス抵抗、              ９，２４…制御電圧源、
１２ａ，１２ｂ…λ／４遅延線、
１３ａ，１３ｂ…λ／４マイクロストリップ遅延線、
Ｐin…入力端子、                Ｐout …出力端子。
【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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