JP4202123B2 - 偶高調波ミクサ - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術分野】
この発明は、無線通信システムの送受信装置に用いられる偶高調波ミクサ、特に、高周波信号の周波数を変換するだけでなく、ディジタル無線通信システムで多用されるＧＭＳＫ、ＱＰＳＫまたはＱＡＭなどの変調方式に用いられる直交変調器や直交復調器に適した偶高調波ミクサに関するものである。
【０００２】
【背景技術】
高周波信号における周波数混合の手段の１つに、アンチパラレルダイオードペア（ＡＰＤＰ）を用いた偶高調波ミクサがある。偶高調波ミクサの原理は、マービン コーン（Ｍａｒｖｉｎ Ｃｏｈｎ）等による“Ｈａｒｍｏｎｉｃ ｍｉｘｉｎｇ ｗｉｔｈ ａｎ ａｎｔｉｐａｒａｌｌｅｌ ｄｉｏｄｅ ｐａｉｒ”、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，Ｖｏｌ．ＭＴＴ−２３，Ｎｏ．８，ｐｐ６６７−６７３，Ａｕｇｕｓｔ １９７５に記載されている。図１はこの文献に記載された従来の偶高調波ミクサの構成を示す概略回路である。図において、１ａ，１ｂはダイオード、２はこれらのダイオード１ａ，１ｂから成るアンチパラレルダイオードペア（ＡＰＤＰ）である。図１に示すように、ＡＰＤＰ２では、ダイオード１ａ，１ｂが極性が逆になるように並列に接続されている。３は分波回路、４は分波回路３に含まれ一端がＲＦ端子７に接続された高域通過フィルタ（ＨＰＦ）、５は分波回路３に含まれ一端がＨＰＦ４の他端およびＡＰＤＰ２に接続され他端がＬＯ端子８に接続された帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）、６は分波回路３に含まれ一端がＨＰＦ４、ＢＰＦ５およびＡＰＤＰ２に接続され他端がＩＦ端子９に接続された低域通過フィルタ（ＬＰＦ）である。
【０００３】
次に動作について説明する。
図１に示す偶高調波ミクサが受信用ミクサとして動作する場合、高周波信号（ＲＦ信号）およびローカル発振波（ＬＯ波）がＲＦ端子７およびＬＯ端子８を介して分波回路３へ印加される。ＲＦ端子７に印加されたＲＦ信号は、分波回路３のＨＰＦ４を経てＡＰＤＰ２に入力される。このとき、ＲＦ信号のＬＯ端子８への漏洩はＢＰＦ５で阻止される。また、ＬＯ端子８に印加されたＬＯ波はＢＰＦ５を経てＡＰＤＰ２に入力される。このとき、ＬＯ波のＲＦ端子７への漏洩はＨＰＦ４で阻止される。ＡＰＤＰ２に印加されたＲＦ信号およびＬＯ波から中間周波信号（ＩＦ信号）が発生する。発生したＩＦ信号は、ＬＰＦ６を経て出力信号端子であるＩＦ端子９へ出力される。このとき、ＲＦ信号およびＬＯ波はＬＰＦ６で阻止される。
【０００４】
図１に示す偶高調波ミクサが送信用ミクサとして動作する場合、ＩＦ信号およびＬＯ波がＩＦ端子９およびＬＯ端子８を介して分波回路３に印加される。ＩＦ端子９に印加されたＩＦ信号は、ＬＰＦ６を経てＡＰＤＰ２に入力される。このとき、ＩＦ信号のＲＦ端子７への漏洩はＨＰＦ４で阻止される。また、ＩＦ信号のＬＯ端子８への漏洩はＢＰＦ５で阻止される。さらに、ＬＯ端子８に印加されたＬＯ波は、ＢＰＦ５を経てＡＰＤＰ２に入力される。このとき、ＬＯ波のＲＦ端子７への漏洩はＨＰＦ４で阻止される。ＡＰＤＰ２は、入力されたＩＦ信号およびＬＯ波からＲＦ信号を発生する。発生したＲＦ信号は、ＨＰＦ４を経て出力信号端子であるＲＦ端子７へ出力される。
【０００５】
次に周波数変換の動作について説明する。
偶高調波ミクサを構成するＡＰＤＰ２の電圧と電流の関係を図２に示す。ダイオード１ａ，１ｂは極性が逆になるように並列に接続されているので、印加電圧が負の場合にはダイオード１ａを電流が流れ、印加電圧が正の場合にはダイオード１ｂを電流が流れる。ところで、各ダイオードを流れる電流は一般的に次式で表される。
Ｉ＝Ｉｓ＊（ｅｘｐ（ｑＶ／ｋＴ）―１） （１）
ここで、Ｉｓは飽和電流、ｑは電荷、Ｖは印加電圧、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度である。式（１）で表される電流は、印加電圧Ｖがある値Ｖｔとなるまではほとんど流れず、Ｖｔを超えると急激に増大するという特性を示す。したがって、ダイオード１ａ，１ｂから成るＡＰＤＰ２は、第２図に示すように、Ｖ＞ＶｔまたはＶ＜−Ｖｔの領域でのみ電流が流れる直流特性を有する素子であるとみなすことができる。こうした、直流特性を有するＡＰＤＰ２に図３に示す振幅ＶｐのＬＯ波を印加すると、図４に示すように、ＬＯ波の振幅が−Ｖｔから＋Ｖｔの範囲にあるときはどちらのダイオードにも電流が流れず、ＬＯ波の振幅が＋Ｖｔを超えたかまたは−Ｖｔ未満の時にどちらか一方のダイオードがＯＮして電流が流れる。その結果、ＡＰＤＰ２では図５（ａ）に示すように半周期ごとに逆位相の低周波電流が流れ、図５（ｂ）に示すように半周期ごとにＡＰＤＰ２は次式で表されるコンダクタンスｇが高まる動作をする。
ｇ＝｜ｄＩ／ｄＶ｜ （２）
図５（ｂ）はコンダクタンスｇがＬＯ波の２倍の周波数で変化することを意味する。実際に、コンダクタンスの波形をフーリエ解析すると、ＬＯ波の２倍の周期となる項の係数の値が大きくなっている。このようにして、ＡＰＤＰ２を用いた偶高調波ミクサは、ＬＯ波の２倍波と入力信号の混合波を出力することができる。
【０００６】
図１に示す従来の偶高調波ミクサは、所望の周波数の半分の周波数のＬＯ波で動作可能である。そのため、上記文献をはじめ大半の公開文献では、偶高調波ミクサはマイクロ波とりわけミリ波の送受信機に適用されており、偶高調波ミクサはＬＯ波の周波数を半分にできるので、送受信機の低価格化の効果をもたらすことが期待されている。
【０００７】
しかしながら、このようなＡＰＤＰを用いた偶高調波ミクサは、その構成上、ＬＯ波電力の変動によって入力信号と出力信号の比である変換利得が大きく変化してしまうという課題がある。図６（ａ）は印加するＬＯ波の振幅を最適値以下に設定した場合、図６（ｂ）は最適値に設定した場合、図６（ｃ）は最適値以上に設定した場合にそれぞれＡＰＤＰ２に流れる電流を示すグラフである。図６（ａ）に示すようにＬＯ波の振幅を最適値以下に設定した場合、ＬＯ波の振幅が不足するので十分なコンダクタンスが得られず、ミクサ動作させた場合の変換利得が著しく低下してしまう。図６（ｂ）に示すように最適な振幅のＬＯ波を印加した場合には十分な変換利得が得られる。図６（ｃ）に示すように最適値以上の振幅のＬＯ波を印加した場合には、ＡＰＤＰ２を流れる電流の波形はほぼＬＯ波と同一周期の正弦波となる。このため、そのコンダクタンスのフーリエ級数において、ＬＯ波の２倍の周期となる項の係数の値は小さくなり、所望の混合波であるＬＯ波の２倍波と入力信号との混合波のレベルが低下し変換利得が低下してしまう。こうした変換利得のＬＯ波電力依存性を第７図に示す。この図から、変換利得が最大となるＬＯ波電力があり、その前後のＬＯ波電力では変換利得が低下することがわかる。
【０００８】
また、上記式（１）中の飽和電流Ｉｓが絶対温度Ｔの関数であり、さらに指数項内にもＴが含まれるので、ダイオードの直流特性は温度依存性を有する。図８は、このような温度依存性を有する２つのダイオードが極性が逆になるように並列に接続されたＡＰＤＰ２の直流特性の温度依存性を示すグラフである。電流が流れ始める電圧Ｖｔは温度上昇に伴い減少する。すなわち、高温時には小さい電圧となり、低温時には高い電圧となる。したがって、変換利得のＬＯ波電力依存性は図９に示すように温度によって異なる。したがって、同一のＬＯ波電力でも温度によって変換利得が異なることとなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の偶高調波ミクサは以上のように構成されているので、変換利得のＬＯ波電力依存性および温度依存性を通信機の設計において考慮せねばならずそのために余計なコストがかかるという課題があった。また、偶高調波ミクサに供給されるＬＯ波電力のレベルは部品のばらつきなどにより変動するうえに、偶高調波ミクサそのものの特性のばらつきが重なると、変換利得が大きく変動してしまうという課題もあった。さらに、低温時には変換利得が低下するため、受信機では雑音指数が劣化して受信感度が低下し、送信機では所望の出力が得られず、高温時には変換利得が上昇して信号レベルが高まり、送受信機ともに偶高調波ミクサ後段でひずみが発生するなどの課題があった。
【００１０】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、供給されるＬＯ波の振幅の変動や温度変化に起因する変換利得の変動を抑制できる偶高調波ミクサを得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る偶高調波ミクサは、第１の接続点および第２の接続点間に第１の抵抗、第１のダイオードおよび第２の抵抗の順に直列に接続された第１の直列部と、第１の接続点および第２の接続点間に第３の抵抗、第２のダイオードおよび第４の抵抗の順に直列に接続されると共に第１の直列部に対して並列に接続され、且つ第１および第２のダイオードの極性が逆になるように接続された第２の直列部とを備え、第１の直列部は、第１の抵抗に並列に接続された第１のキャパシタおよび第２の抵抗に並列に接続された第２のキャパシタを有しており、第２の直列部は、第３の抵抗に並列に接続された第３のキャパシタおよび第４の抵抗に並列に接続された第４のキャパシタを有しており、ＬＯ波の印加、ＲＦ信号およびＩＦ信号の入出力を第１の接続点および第２の接続点のうちの少なくともいずれか一方から行うアンチパラレルダイオードペア手段を備えたものである。
【００１２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ＬＯ波の振幅や温度に関わらず各ダイオードに流れる電流をほぼ一定に保つことができるので、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する偶高調波ミクサの変換利得の変動を抑制できる効果が得られる。
また、アンチパラレルダイオードペア手段に印加されるＲＦ信号は、第１および第２の抵抗を通過せずに第１および第２のキャパシタを通過したり、第３および第４の抵抗を通過せずに第３および第４のキャパシタを通過するので、各ダイオードに直列に接続された抵抗によるＲＦ信号のレベル低下を抑制する効果が得られる。
【００１３】
【発明を実施するための最良の形態】
実施の形態１．
図１０はこの発明の実施の形態１による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。図において、１ａ，１ｂはダイオード、１０ａ，１０ｂは抵抗、１１はダイオード１ａ，１ｂと抵抗１０ａ，１０ｂから成るアンチパラレルダイオードペア部（アンチパラレルダイオードペア手段）である。なお、以下ではアンチパラレルダイオードペア部をＡＰＤＰと略す。図１０に示すように、ＡＰＤＰ１１では、互いに極性が逆になるようにダイオード１ａ，１ｂが並列接続されているとともに、各ダイオードのカソードに対応する抵抗が直列に接続されている。すなわち、ＡＰＤＰ１１は、ダイオード１ａと抵抗１０ａとが直列に接続された第１の直列部と、ダイオード１ｂと抵抗１０ｂとが直列に接続された第２の直列部とから構成され、第１および第２の直列部はダイオード１ａ，１ｂの極性が逆になるように並列に接続されている。
【００１４】
また、３は分波回路、４は分波回路３に含まれ一端がＲＦ端子７に接続された高域通過フィルタ（ＨＰＦ）、５は分波回路３に含まれ一端がＨＰＦ４の他端およびＡＰＤＰ１１の一端に接続され他端がＬＯ端子８に接続された帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）、６は分波回路３に含まれ一端がＨＰＦ４、ＢＰＦ５、およびＡＰＤＰ１１の一端に接続され他端がＩＦ端子９に接続された低域通過フィルタ（ＬＰＦ）である。なお、ＡＰＤＰ１１の他端は接地電位に接続されている。
【００１５】
次に動作について説明する。
図１１は常温時のＡＰＤＰ１１の端子電圧と電流の関係を示すグラフであり、以下では、図１１を参照しながら実施の形態１による偶高調波ミクサの動作を説明する。従来と同様に、ＡＰＤＰ１１の端子間の印加電圧Ｖがある値Ｖｔとなるまで、ＡＰＤＰ１１には電流がほとんど流れず、Ｖｔを超えると電流は急激に増大するという特性を示す。したがって、この実施の形態１によるＡＰＤＰ１１は、図１１に示すように、Ｖ＞ＶｔまたはＶ＜−Ｖｔの領域でのみ電流が流れる直流特性を有する素子であるとみなすことができる。しかしながら、ＡＰＤＰ１１の端子電圧の増大に伴うＡＰＤＰ１１を流れる電流の増大率は、従来のＡＰＤＰ２に比べて小さく、端子電圧が多少変化してもＡＰＤＰ１１を流れる電流の変化は極めて小さい。すなわち、ＬＯ波の振幅や温度に関わらず各ダイオードに流れる電流をほぼ一定に保つことができるので、コンダクタンスの変動を小さく抑えることができる。したがって、このような直流特性を有するＡＰＤＰ１１にＬＯ波を印加した場合、ＬＯ波電力の変動や温度変化に起因する変換利得の変動を小さく抑えることができる。
【００１６】
図１２は、図１０のようにダイオード１ａ，１ｂにそれぞれ抵抗１０ａ，１０ｂを直列に接続して構成したＡＰＤＰ１１に印加されるＬＯ波の電力と変換利得の関係を示すグラフである。図１１に示す直流特性と同様に、ＡＰＤＰ１１に印加されるＬＯ波の電力があるしきい値を越えると変換利得は急激に増大するが、ＬＯ波電力が所定の値Ｐｏに到達すると変換利得は最大値となり、Ｐｏを越えて増大するのに伴い変換利得はゆっくり減少する。このように、この実施の形態１によるＡＰＤＰ１１の変換利得は、ＬＯ波電力が所定の値Ｐｏを越えるとＬＯ波電力の変動に対する変動が小さいというＬＯ波電力依存性を示す。したがって、ＬＯ波電力の変動に起因する変換利得の変動を小さく抑えることができる。
【００１７】
以上、ＬＯ波電力依存性について述べたが、この発明は温度変化に起因する直流特性の変動による変換利得の変動を抑える効果も奏する。図１３は常温時のＡＰＤＰ１１の直流特性とともに高温時および低温時の直流特性を示している。上記したように、ＡＰＤＰ１１の端子電圧の増大に伴うＡＰＤＰ１１を流れる電流の増大率は、従来のＡＰＤＰ２に比べて小さく、端子電圧が多少変化してもＡＰＤＰ１１を流れる電流の変化は極めて小さい。この結果、たとえ温度が変化しても、同一の端子電圧を印加しているならばＡＰＤＰ１１を流れる電流はほとんど変化しない。図１４はＡＰＤＰ１１の変換利得のＬＯ波電力依存性の温度変化に伴う変動を示すグラフである。図に示すように、温度変化に伴い多少は変動するものの、所定の値Ｐｏ以上のＬＯ波電力を印加すると、温度変化に対する変換利得の変動は非常に小さくなる。
【００１８】
以上述べたように、この実施の形態１によれば、偶高調波ミクサに印加されるＬＯ波の電力の変動および温度変化に伴う変換利得の変動を抑制することができる。
以下に示すように、上記した実施の形態１は多くの変形例があり得る。図１５はこの実施の形態１の一変形例による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。この変形例による偶高調波ミクサはスタブ分波形ミクサであり、図中、図１０に示したものと同一の符号は上記実施の形態１による偶高調波ミクサと同一ないしは相当部分を示している。また、１２はＬＯ波に対して１／４波長の電気長を有する先端開放線路、１３はＬＯ波に対して１／４波長の電気長を有する先端短絡線路である。
【００１９】
図１５に示すスタブ分波形ミクサは、ＩＦ信号の周波数がＬＯ波の周波数に比べて低い場合に用いられる。ＬＯ波の周波数に対しては、先端短絡線路１３はＡＰＤＰ１１との接続点Ａから見て開放に見え、先端開放線路１２はＡＰＤＰ１１との接続点Ｂから見て短絡に見える。したがって、ＬＯ端子８に印加したＬＯ波はＡＰＤＰ１１を経て先端開放線路１２へと流れる。また、ＩＦ信号の周波数がＬＯ波の周波数に比べて低いので、ＲＦ信号の周波数はＬＯ波の周波数の約２倍となる。このため、ＲＦ信号の周波数に対しては、先端短絡線路１３はＡＰＤＰ１１との接続点Ａから見て短絡に見え、先端開放線路１２はＡＰＤＰ１１との接続点Ｂから見て開放に見える。したがって、ＲＦ端子７に印加したＲＦ信号はＡＰＤＰ１１を経て先端短絡線路１３へと流れる。
【００２０】
この変形例においても、抵抗１０ａ，１０ｂとこれらにそれぞれ直列に接続されたダイオード１ａ，１ｂとから構成されるＡＰＤＰ１１の直流特性はＬＯ波電力の変動および温度変化に大きく依存することはないので、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００２１】
上記説明ではＩＦ信号が不平衡信号であると仮定してきたが、この実施の形態１はこれに限定されるものではなく、ＩＦ信号が平衡信号の場合にも適用できる。図１６は、この実施の形態１の他の変形例による、平衡信号であるＩＦ信号をミキシングするため偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。図において、４０はＡＰＤＰ１１と接地電位の間に設けられた、ＲＦ信号およびＬＯ波だけを通過させる高域通過フィルタ（ＨＰＦ）、６ｂはＨＰＦ４０とＡＰＤＰ１１の接続点に一端が接続され、ＩＦ信号を反転したものを入出力するための反転ＩＦ端子９ｂに他端が接続された低域通過フィルタ（ＬＰＦ）である。ＨＰＦ４０はキャパシタだけで構成される簡単な回路であってもよい。そして、平衡信号であるＩＦ信号およびその反転信号はそれぞれＩＦ端子９ａおよび反転ＩＦ端子９ｂを介して入出力される。このように構成した偶高調波ミクサにおいても、ＡＰＤＰ１１の直流特性は同様にＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００２２】
図１７はこの実施の形態１の他の変形例によるＡＰＤＰ１１の構成を示す概略回路図である。この変形例では、ＡＰＤＰ１１を構成するダイオード１ａ，１ｂのそれぞれのアノードに抵抗１０ａ，１０ｂがそれぞれ接続されている。この変形例によるＡＰＤＰ１１を偶高調波ミクサに適用した場合にも、同様な効果が得られる。すなわち、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００２３】
図１８はこの実施の形態１の他の変形例によるＡＰＤＰ１１の構成を示す概略回路図である。この変形例では、ダイオード１ａのカソードに抵抗１０ａが接続され、ダイオード１ｂのアノードに抵抗１０ｂが接続されている。この変形例によるＡＰＤＰ１１を偶高調波ミクサに適用した場合にも、同様な効果が得られる。すなわち、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００２４】
上記実施の形態および変形例では、ＡＰＤＰ１１を構成する各ダイオードに直列接続する抵抗数が１つであったが、この発明はこれに限定されるものではなく複数の抵抗を各ダイオードに接続してもかまわない。図１９はそのような変形例によるＡＰＤＰ１１の構成を示す概略回路図である。この変形例では、ＡＰＤＰ１１を構成する各ダイオードに直列に接続される抵抗数は２であり、各ダイオードのアノードおよびカソードの双方にそれぞれ抵抗が接続されている。この変形例によるＡＰＤＰ１１を偶高調波ミクサに適用した場合にも、同様な効果が得られる。すなわち、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００２５】
実施の形態２．
図２０はこの発明の実施の形態２による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。図中、図１０に示したものと同一の符号は上記実施の形態１による偶高調波ミクサと同一ないしは相当部分を示しており、以下ではその説明を省略する。また、図２０において、１ｃはダイオード１ａに直列に接続されたダイオード、１ｄはダイオード１ｂに直列に接続されたダイオードである。このように、この実施の形態２によるＡＰＤＰ１１は、直列に接続（従属接続）された２つのダイオード１ａ，１ｃとこれらに直列に接続された抵抗１０ａとから成る第１の直列部と、直列に接続された２つのダイオード１ｂ，１ｄとこれらに直列に接続された抵抗１０ｂとから成る第２の直列部とが、ダイオード１ａ，１ｃとダイオード１ｂ，１ｄの極性が逆になるように並列に接続されたものである。
【００２６】
次に動作について説明する。
この実施の形態２による偶高調波ミクサに組み込まれたＡＰＤＰ１１の動作は、基本的には、上記実施の形態１によるＡＰＤＰ１１と同様に動作する。したがって、以下では、この実施の形態２の特徴的な部分についてのみ説明する。
【００２７】
ＡＰＤＰ１１の各直列部ではダイオードが２段従属接続されているので、ダイオード一段あたりに印加される端子電圧は１／２になる。一般に、ダイオードに発生するひずみは、印加される端子電圧が大きくなるにつれ非線形的に大きくなる。したがって、ダイオードを一段とした場合に比べて、入力する信号のレベルが高くなった場合のひずみの大きさを抑制することができる。すなわち、良好なひずみ特性が得られる。
【００２８】
また、言うまでもなく、上記のように構成したＡＰＤＰ１１を用いた偶高調波ミクサにおいても、上記実施の形態１と同様に、ＡＰＤＰ１１の直流特性はＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００２９】
なお、ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部において従属接続されるダイオード数は２に限定されるものではなく、ＡＰＤＰ１１をそれぞれ３つ以上のダイオードを多段従属接続した２つの直列部から構成してもよい。この変形例は、入力する信号のレベルが高くなった場合にひずみの大きさをさらに抑制することができる。
【００３０】
実施の形態３．
図２１はこの発明の実施の形態３による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。図中、図１０に示したものと同一の符号は上記実施の形態１による偶高調波ミクサと同一ないしは相当部分を示しており、以下ではその説明を省略する。また、図２１において、１４ａはダイオード１ａに直列に接続された抵抗１０ａに並列に接続されたキャパシタ、１４ｂはダイオード１ｂに直列に接続された抵抗１０ｂに並列に接続されたキャパシタである。このように、この実施の形態３によるＡＰＤＰ１１は、直列に接続されたダイオード１ａおよび抵抗１０ａとこの抵抗１０ａに並列に接続されたキャパシタ１４ａとから成る第１の直列部と、直列に接続されたダイオード１ｂおよび抵抗１０ｂとこの抵抗１０ｂに並列に接続されたキャパシタ１４ｂとから成る第２の直列部とが、ダイオード１ａとダイオード１ｂの極性が逆になるように並列に接続されたものである。
【００３１】
次に動作について説明する。
以下ではＲＦ信号およびＬＯ波をそれぞれＲＦ端子７およびＬＯ端子８に印加し、ＩＦ信号をＩＦ端子９から取り出す受信用ミクサを想定して説明する。また、この実施の形態３による偶高調波ミクサに組み込まれたＡＰＤＰ１１は、基本的には、上記実施の形態１によるＡＰＤＰ１１と同様に動作する。したがって、以下では、この実施の形態３の特徴的な部分についてのみ説明する。
【００３２】
図２２はこの実施の形態３によるＡＰＤＰ１１中のＲＦ信号の流れを示す説明図である。偶高調波ミクサが受信用ミクサとして動作する場合、ＬＯ波はもちろんのこと、ＲＦ信号がＡＰＤＰ１１に印加される必要がある。キャパシタ１４ａ，１４ｂが無い場合（すなわち、図１０に示した上記実施の形態１の場合）、ＲＦ信号がＡＰＤＰ１１に印加されると、各ダイオードに直列接続された抵抗１０ａまたは抵抗１０ｂで電圧降下が生じ、その結果、各ダイオードに印加されるＲＦ信号の電圧が低下する。この結果、変換利得の低下が生じる。
【００３３】
これに対して、図２２に示すこの実施の形態３によるＡＰＤＰ１１では、印加されるＲＦ信号の正のサイクル時、ＲＦ信号はＡＰＤＰ１１中において抵抗１０ｂを通らずに、キャパシタ１４ｂを通過する。他方、印加されるＲＦ信号の負のサイクル時、ＲＦ信号はＡＰＤＰ１１中において抵抗１０ａを通らずに、キャパシタ１４ａを通過する。この結果、抵抗１０ａまたは抵抗１０ｂによる電圧降下が生じることがないので、変換利得の低下を生じることなく偶高調波ミクサのＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００３４】
この実施の形態３による偶高調波ミクサは、ＩＦ信号を入力してＲＦ信号およびＬＯ波を出力する送信用ミクサとしても使用可能であり、この場合も同様な効果を奏する。
【００３５】
以下に示すように、上記した実施の形態３は多くの変形例があり得る。
上記説明ではＩＦ信号が不平衡信号であると仮定してきたが、この実施の形態３はこれに限定されるものではなく、ＩＦ信号が平衡信号の場合にも適用できる。図２３は、この実施の形態３の一変形例による、平衡信号であるＩＦ信号をミキシングするため偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。図において、４０はＡＰＤＰ１１と接地電位の間に設けられた、ＲＦ信号およびＬＯ波だけを通過させる高域通過フィルタ（ＨＰＦ）、６ｂはＨＰＦ４０とＡＰＤＰ１１の接続点に一端が接続され、他端が反転ＩＦ端子９ｂに接続された低域通過フィルタ（ＬＰＦ）である。ＨＰＦ４０はキャパシタだけで構成される簡単な回路であってもよい。そして、平衡信号であるＩＦ信号およびその反転信号はそれぞれＩＦ端子９ａおよび反転ＩＦ端子９ｂを介して入出力される。このように構成した偶高調波ミクサにおいても、ＡＰＤＰ１１の直流特性は同様にＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００３６】
実施の形態３の他の変形例では、ＡＰＤＰ１１を構成するダイオード１ａ，１ｂのアノードに抵抗１０ａ，１０ｂ並びにキャパシタ１４ａ，１４ｂがそれぞれ接続されている。この変形例によるＡＰＤＰ１１を偶高調波ミクサに適用した場合にも、同様な効果が得られる。すなわち、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００３７】
また、実施の形態３の他の変形例では、ダイオード１ａのアノードに抵抗１０ａおよびキャパシタ１４ａが接続され、ダイオード１ｂのカソードに抵抗１０ｂおよびキャパシタ１４ｂが接続されている。この変形例によるＡＰＤＰ１１を偶高調波ミクサに適用した場合にも、同様な効果が得られる。すなわち、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００３８】
また、実施の形態３の他の変形例では、ダイオード１ａのアノードおよびカソードの双方に抵抗およびキャパシタを並列に接続したものが接続され、ダイオード１ｂのアノードおよびカソードの双方に抵抗およびキャパシタを並列に接続したものが接続されている。この変形例によるＡＰＤＰ１１を偶高調波ミクサに適用した場合にも、同様な効果が得られる。すなわち、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００３９】
さらに、上記実施の形態３および変形例では、ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部のダイオードの数は１つであったが、ダイオードの数はこれに限定されるものではない。ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部には２つ以上のダイオードが多段従属接続され得る。この変形例は、上記実施の形態２で述べたように、入力する信号のレベルが高くなった場合にひずみの大きさを抑制することができる。
【００４０】
実施の形態４．
図２４はこの発明の実施の形態４による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。図中、図１０に示したものと同一の符号は上記実施の形態１による偶高調波ミクサと同一ないしは相当部分を示しており、以下ではその説明を省略する。また、図２４において、１５ａは一端がダイオード１ａのカソードと抵抗１０ａとの接続点に接続されたキャパシタ、１５ｂは一端がダイオード１ｂのアノードと抵抗１０ｂとの接続点に接続されたキャパシタである。この実施の形態４によるＡＰＤＰ１１は、その一端において抵抗１０ａ，１０ｂが接続されるように、第１の直列部では抵抗１０ａがダイオード１ａのカソードに接続され、第２の直列部では抵抗１０ｂがダイオード１ｂのアノードに接続されている。
【００４１】
また、キャパシタ１５ａ，１５ｂの他端同士は接続され、その接続点はＨＰＦ４を介してＲＦ端子７に接続されているとともに、ＢＰＦ５を介してＬＯ端子８に接続されている。また、抵抗１０ａ，１０ｂの接続点はＩＦ端子９に接続されている。キャパシタ１５ａ，１５ｂのそれぞれの容量は、ＲＦ信号およびＬＯ波を通過させＩＦ信号を阻止するような値に設定されている。
【００４２】
次に動作について説明する。
以下ではＲＦ信号およびＬＯ波をそれぞれＲＦ端子７およびＬＯ端子８に印加し、ＩＦ信号をＩＦ端子９から取り出す受信用ミクサを想定して説明する。図２５にこの実施の形態４によるＡＰＤＰ１１中のＲＦ信号の流れを示す。ＡＰＤＰ１１に印加されたＲＦ信号は、キャパシタ１５ａまたはキャパシタ１５ｂを通過し、ダイオード１ａまたはダイオード１ｂに入力する。従って、実施の形態３と同様に、各ダイオードに直列に接続された抵抗によるＲＦ信号の電圧降下は生じない。一方、直流電流はキャパシタ１５ａ，１５ｂで阻止されるので、ダイオード１ａおよび抵抗１０ａから構成される第１の直列部とダイオード１ｂおよび抵抗１０ｂから構成される第２の直列部とから構成される並列回路は、上記実施の形態１によるＡＰＤＰと同様に動作する。したがって、このような構成のＡＰＤＰ１１を用いた偶高調波ミクサにおいても、ＡＰＤＰ１１の直流特性はＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００４３】
さらに、ダイオード１ａまたはダイオード１ｂで発生したＩＦ信号はキャパシタ１５ａ，１５ｂで阻止されるので、ＩＦ信号は抵抗１０ａ，１０ｂの接続点に接続されたＩＦ端子９を介して出力される。このとき、ＲＦ信号は、抵抗１０ａ，１０ｂのそれぞれの抵抗値に比べてキャパシタ１５ａ，１５ｂのそれぞれの呈するインピーダンスが小さいので、抵抗１０ａ，１０ｂで阻止されてＩＦ端子９に現れることはない。したがって、これまでに示した実施の形態において必要であった、ＩＦ信号だけを通過させる低域通過フィルタ（ＬＰＦ）が不要となる。
【００４４】
この実施の形態４による偶高調波ミクサは、ＩＦ信号を入力してＲＦ信号およびＬＯ波を出力する送信用ミクサとしても使用可能であり、この場合も同様な効果を奏する。
【００４５】
以下に示すように、上記した実施の形態４は多くの変形例があり得る。
上記説明ではＩＦ信号が不平衡信号であると仮定してきたが、この実施の形態４はこれに限定されるものではなく、ＩＦ信号が平衡信号の場合にも適用できる。図２６は、この実施の形態４の一変形例による、平衡信号であるＩＦ信号をミキシングするため偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。この変形例による偶高調波ミクサは図１６の偶高調波ミクサと同様に動作し、図２４に示したものと同様に、ＡＰＤＰ１１の直流特性はＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００４６】
また、ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部のダイオードの数は１つに限定されるものではない。ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部には２つ以上のダイオードが多段従属接続され得る。この変形例は、上記実施の形態２で述べたように、入力する信号のレベルが高くなった場合にひずみの大きさを抑制することができる。
【００４７】
実施の形態５．
図２７はこの発明の実施の形態５による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。図中、図２１に示したものと同一の符号は上記実施の形態３による偶高調波ミクサと同一ないしは相当部分を示しており、以下ではその説明を省略する。この実施の形態５によるＡＰＤＰ１１は、その一端において抵抗１０ａ，１０ｂが接続されるように、第１の直列部では抵抗１０ａがダイオード１ａのカソードに接続され、第２の直列部では抵抗１０ｂがダイオード１ｂのアノードに接続されている。また、キャパシタ１４ａが抵抗１０ａに並列に接続され、キャパシタ１４ｂが抵抗１０ｂに並列に接続されている。抵抗１０ａ，１０ｂの接続点はＩＦ端子９に接続されている。
【００４８】
また、図２７において、１５ａは一端がダイオード１ａのカソードと抵抗１０ａとの接続点に接続されたキャパシタ、１５ｂは一端がダイオード１ｂのアノードと抵抗１０ｂとの接続点に接続されたキャパシタである。キャパシタ１５ａ，１５ｂの他端同士は接続され、その接続点はＨＰＦ４を介してＲＦ端子７に接続されているとともに、ＢＰＦ５を介してＬＯ端子８に接続されている。キャパシタ１４ａ，１４ｂのそれぞれの容量は、ＩＦ信号を通過させるように設定されており、キャパシタ１５ａ，１５ｂのそれぞれの容量は、ＲＦ信号およびＬＯ波を通過させＩＦ信号を阻止するように設定されている。
【００４９】
次に動作について説明する。
以下ではＲＦ信号およびＬＯ波をそれぞれＲＦ端子７およびＬＯ端子８に印加し、ＩＦ信号をＩＦ端子９から取り出す受信用ミクサを想定して説明する。図２４に示した上記実施の形態４では、抵抗１０ａまたは抵抗１０ｂを通過してＩＦ信号がＩＦ端子９へと出力される。このため、ＩＦ信号が抵抗１０ａまたは抵抗１０ｂにより減衰する場合がある。これに対して、この実施の形態５では、抵抗１０ａ，１０ｂにそれぞれ並列にキャパシタ１４ａ，１４ｂが接続されているので、キャパシタ１４ａ，１４ｂのそれぞれの容量をＩＦ信号が通過するような値に設定することで、ＩＦ信号は抵抗１０ａ，１０ｂによる減衰を受けずにＩＦ端子９を介して外部へ出力される。
【００５０】
このようにしても、ＡＰＤＰ１１の各直列部のダイオード１ａまたはダイオード１ｂを流れる電流は、キャパシタ１４ａまたはキャパシタ１４ｂの影響を受けずに、抵抗１０ａまたは抵抗１０ｂにより一定に保たれる。したがって、このような構成のＡＰＤＰ１１を用いた偶高調波ミクサにおいても、ＡＰＤＰ１１の直流特性はＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力の変動および温度変化による変換利得の変動を抑制することができる。
【００５１】
この実施の形態５による偶高調波ミクサは、ＩＦ信号を入力してＲＦ信号およびＬＯ波を出力する送信用ミクサとしても使用可能であり、この場合も同様な効果を奏する。
【００５２】
以下に示すように、上記した実施の形態５は多くの変形例があり得る。
上記説明ではＩＦ信号が不平衡信号であると仮定してきたが、この実施の形態５はこれに限定されるものではなく、ＩＦ信号が平衡信号の場合にも適用できる。図２８は、この実施の形態５の一変形例による、平衡信号であるＩＦ信号をミキシングするため偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。図中、６は一端がＡＰＤＰ１１のダイオード１ａ，１ｂの接続点に接続され、他端が反転ＩＦ端子９ｂに接続された低域通過フィルタ（ＬＰＦ）である。この変形例による偶高調波ミクサは図１６の偶高調波ミクサと同様に動作し、図２７に示したものと同様に、ＡＰＤＰ１１の直流特性はＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力の変動および温度変化による変換利得の変動を抑制することができる。
【００５３】
また、ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部のダイオードの数は１つに限定されるものではない。ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部には２つ以上のダイオードが多段従属接続され得る。この変形例は、上記実施の形態２で述べたように、入力する信号のレベルが高くなった場合ひずみの大きさを抑制することができる。
【００５４】
実施の形態６．
図２９はこの発明の実施の形態６による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。図中、図１０に示したものと同一の符号は上記実施の形態１による偶高調波ミクサと同一ないしは相当部分を示しており、以下ではその説明を省略する。この実施の形態６によるＡＰＤＰ１１は、その一端において抵抗１０ａ，１０ｂが接続されるように、第１の直列部では抵抗１０ａはダイオード１ａのカソードに接続され、第２の直列部では抵抗１０ｂはダイオード１ｂのアノードに接続されている。
【００５５】
また、図２９において、１７ａは一端がダイオード１ａのアノードに直列に接続されたキャパシタ、１７ｂは一端がダイオード１ｂのカソードに直列に接続されたキャパシタ、１８ａは一端がダイオード１ａのカソードと抵抗１０ａの接続点に接続されたキャパシタ、１８ｂは一端がダイオード１ｂのアノードと抵抗１０ｂの接続点に接続されたキャパシタ、１９ａは一端がダイオード１ａのアノードとキャパシタ１７ａの接続点に接続された抵抗、１９ｂは一端がダイオード１ｂのカソードとキャパシタ１７ｂの接続点に接続された抵抗である。キャパシタ１７ａ，１７ｂの他端同士は接続されその接続点は接地電位に接続されている。抵抗１０ａ，１０ｂは接続されその接続点はＩＦ端子９ａに接続されている。抵抗１９ａ，１９ｂは接続されその接続点は反転ＩＦ端子９ｂに接続されている。キャパシタ１８ａ，１８ｂの他端同士は接続されその接続点はＨＰＦ４を介してＲＦ端子７に接続されているとともに、ＢＰＦ５を介してＬＯ端子８に接続されている。なお、キャパシタ１７ａ，１７ｂ、並びにキャパシタ１８ａ，１８ｂのそれぞれの容量は、ＲＦ信号およびＬＯ波を通過させかつＩＦ信号を阻止するような値に設定されている。
【００５６】
次に動作について説明する。
以下ではＲＦ信号およびＬＯ波をそれぞれＲＦ端子７およびＬＯ端子８に印加し、ＩＦ信号およびその反転信号をＩＦ端子９ａおよび反転ＩＦ端子９ｂから取り出す受信用ミクサを想定して説明する。
【００５７】
ＲＦ端子７に印加されたＲＦ信号はＨＰＦ４を経てＡＰＤＰ１１に入力される。入力されたＲＦ信号はキャパシタ１８ａまたはキャパシタ１８ｂを経てダイオード１ａまたはダイオード１ｂに入力し、さらにキャパシタ１７ａまたはキャパシタ１７ｂを経て接地電位へと至る。したがって、抵抗１０ａ，１０ｂ，１９ａ，１９ｂによるＲＦ信号の電圧降下が生じない。一方、直流電流はキャパシタ１８ａ，１８ｂで阻止されるので、ダイオード１ａと抵抗１０ａ，１９ａとが接続された１つの直列部（第１の直列部とは異なる）とダイオード１ｂと抵抗１０ｂ，１９ｂとが接続された他の直列部（第２の直列部とは異なる）とから構成される並列回路は、上記実施の形態１によるＡＰＤＰと同様に動作する。したがって、このような構成のＡＰＤＰ１１を用いた偶高調波ミクサにおいても、ＡＰＤＰ１１の直流特性はＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００５８】
また、ダイオード１ａまたはダイオード１ｂで発生したＩＦ信号はキャパシタ１７ａ，１７ｂ並びにキャパシタ１８ａ，１８ｂで阻止されるので、ＩＦ信号およびその反転信号は抵抗１０ａ，１０ｂの接続点並びに抵抗１９ａ，１９ｂの接続点からそれぞれ出力される。このとき、ＲＦ信号は、抵抗１０ａ，１０ｂ，１９ａ，１９ｂのそれぞれの抵抗値に比べてキャパシタ１４ａ，１４ｂ，１８ａ，１８ｂのそれぞれの呈するインピーダンスが小さいので、抵抗１０ａ，１０ｂ，１９ａ，１９ｂで阻止されてＩＦ端子９ａおよび反転ＩＦ端子９ｂに現れることはない。したがって、これまでに示した実施の形態１から実施の形態３において必要であった、ＩＦ信号だけを通過させる低域通過フィルタ（ＬＰＦ）がなくても、ＩＦ信号を平衡信号として出力することができる。
【００５９】
この実施の形態６による偶高調波ミクサは、ＩＦ信号を入力してＲＦ信号およびＬＯ波を出力する送信用ミクサとしても使用可能であり、この場合も同様な効果を奏する。
【００６０】
以下に示すように、上記した実施の形態６は多くの変形例があり得る。
上記説明ではＩＦ信号が平衡信号であると仮定してきたが、この実施の形態６はこれに限定されるものではなく、ＩＦ信号が不平衡信号の場合にも適用できる。図３０は、この実施の形態６の一変形例による、不平衡信号であるＩＦ信号をミキシングするため偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。この変形例では、抵抗１９ａ，１９ｂの接続点に接続された反転ＩＦ端子９ｂが取り除かれており、第１の直列部では、抵抗１０ａとダイオード１ａとキャパシタ１７ａとが直列に接続され、第２の直列部では、抵抗１０ｂとダイオード１ｂとキャパシタ１７ｂとが直列に接続されいる。これにより、ＩＦ信号は不平衡信号としてＩＦ端子９のみから入出力される。この変形例においても、ＡＰＤＰ１１の直流特性はＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００６１】
また、ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部のダイオードの数は１つに限定されるものではない。ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部には２つ以上のダイオードが多段従属接続され得る。この変形例は、上記実施の形態２で述べたように、入力する信号のレベルが高くなった場合にひずみの大きさを抑制することができる。
【００６２】
実施の形態７．
図３１はこの発明の実施の形態７による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。図中、図１０に示したものと同一の符号は上記実施の形態１による偶高調波ミクサと同一ないしは相当部分を示しており、以下ではその説明を省略する。この実施の形態７によるＡＰＤＰ１１は、その一端において抵抗１０ａ，１０ｂが接続されるように、第１の直列部では抵抗１０ａはダイオード１ａのカソードに接続され、第２の直列部では抵抗１０ｂはダイオード１ｂのアノードに接続されている。
【００６３】
また、図３１において、１０ｃは一端がダイオード１ａのアノードに直列に接続された抵抗、１０ｄは一端がダイオード１ｂのカソードに直列に接続された抵抗、１６ａは抵抗１０ｃに並列に接続されたキャパシタ、１６ｂは抵抗１０ｄに並列に接続されたキャパシタ、１８ａは一端がダイオード１ａのカソードと抵抗１０ａの接続点に接続されたキャパシタ、１８ｂは一端がダイオード１ｂのアノードと抵抗１０ｂの接続点に接続されたキャパシタである。抵抗１０ａ，１０ｂは接続されその接続点はＩＦ端子９ａに接続されている。抵抗１０ｃ，１０ｄの他端同士は接続されその接続点はＬＰＦ６を介して反転ＩＦ端子９ｂに接続されているとともに、ＨＰＦ４０を介して接地電位に接続されている。キャパシタ１８ａ，１８ｂの他端同士は接続されその接続点はＨＰＦ４を介してＲＦ端子７に接続されているとともに、ＢＰＦ５を介してＬＯ端子８に接続されている。なお、キャパシタ１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂのそれぞれの容量は、ＲＦ信号およびＬＯ波を通過させかつＩＦ信号を阻止するような値に設定されている。
【００６４】
次に動作について説明する。
以下ではＲＦ信号およびＬＯ波をそれぞれＲＦ端子７およびＬＯ端子８に印加し、ＩＦ信号およびその反転信号をＩＦ端子９ａおよび反転ＩＦ端子９ｂから取り出す受信用ミクサを想定して説明する。
【００６５】
ＲＦ端子７に印加されたＲＦ信号はＨＰＦ４を経てＡＰＤＰ１１に入力される。入力されたＲＦ信号はキャパシタ１８ａまたはキャパシタ１８ｂを経てダイオード１ａまたはダイオード１ｂに入力し、さらにキャパシタ１６ａまたはキャパシタ１６ｂを経て接地電位へと至る。したがって、抵抗１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄによるＲＦ信号の電圧降下が生じない。一方、直流電流はキャパシタ１８ａ，１８ｂで阻止されるので、ダイオード１ａと抵抗１０ａ，１０ｃとが接続された第１の直列部とダイオード１ｂと抵抗１０ｂ，１０ｄとが接続された第２の直列部とから構成される並列回路は、上記実施の形態１によるＡＰＤＰと同様に動作する。したがって、このような構成のＡＰＤＰ１１を用いた偶高調波ミクサにおいても、ＡＰＤＰ１１の直流特性はＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００６６】
また、ダイオード１ａまたはダイオード１ｂで発生したＩＦ信号はキャパシタ１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂで阻止されるので、ＩＦ信号および反転ＩＦ信号は抵抗１０ａ，１０ｂの接続点並びに抵抗１０ｃ，１０ｄの接続点からそれぞれ出力される。このとき、ＲＦ信号は、抵抗１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄのそれぞれの抵抗値に比べてキャパシタ１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂのそれぞれの呈するインピーダンスが小さいので、抵抗１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄで阻止されてＩＦ端子９ａおよび反転ＩＦ端子９ｂに現れることはない。したがって、これまでに示した実施の形態１から実施の形態３において必要であった、ＩＦ信号だけを通過させる低域通過フィルタ（ＬＰＦ）がなくても、ＩＦ信号を平衡信号として出力することができる。
【００６７】
この実施の形態７による偶高調波ミクサは、ＩＦ信号を入力してＲＦ信号およびＬＯ波を出力する送信用ミクサとしても使用可能であり、この場合も同様な効果を奏する。
【００６８】
以下に示すように、上記した実施の形態７は多くの変形例があり得る。
上記説明ではＩＦ信号が平衡信号であると仮定してきたが、この実施の形態７はこれに限定されるものではなく、ＩＦ信号が不平衡信号の場合にも適用できる。図３２は、この実施の形態７の一変形例による、不平衡信号であるＩＦ信号をミキシングするため偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。この変形例では、抵抗１０ｃ，１０ｄの接続点にＬＰＦ６を介して接続された反転ＩＦ端子９ｂが取り除かれている。これにより、ＩＦ信号は不平衡信号としてＩＦ端子９のみから入出力される。この変形例においても、ＡＰＤＰ１１の直流特性はＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００６９】
また、ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部のダイオードの数は１つに限定されるものではない。ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部には２つ以上のダイオードが多段従属接続され得る。この変形例は、上記実施の形態２で述べたように、入力する信号のレベルが高くなった場合にひずみの大きさを抑制することができる。
【００７０】
実施の形態８．
図３３はこの発明の実施の形態８による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。図中、図２１に示したものと同一の符号は上記実施の形態３による偶高調波ミクサと同一ないしは相当部分を示しており、以下ではその説明を省略する。この実施の形態８によるＡＰＤＰ１１は、その一端において抵抗１０ａ，１０ｂが接続されるように、第１の直列部では抵抗１０ａはダイオード１ａのカソードに接続され、第２の直列部では抵抗１０ｂはダイオード１ｂのアノードに接続されている。キャパシタ１４ａは抵抗１０ａに並列に接続されており、キャパシタ１４ｂは抵抗１０ｂに並列に接続されている。
【００７１】
また、図３３において、２０ａは一端がダイオード１ａのアノードに直列に接続されたキャパシタ、２０ｂは一端がダイオード１ｂのカソードに直列に接続されたキャパシタ、２１ａは一端がダイオード１ａのアノードとキャパシタ２０ａの接続点に接続された抵抗、２１ｂは一端がダイオード１ｂのカソードとキャパシタ２０ｂの接続点に接続された抵抗である。抵抗１０ａ，１０ｂの接続点は、ＨＰＦ４を介してＲＦ端子７、ＢＰＦ５を介してＬＯ端子８、およびＬＰＦ６を介してＩＦ端子９ａに接続されている。抵抗２１ａ，２１ｂの他端同士は接続されその接続点は反転ＩＦ端子９ｂに接続されている。キャパシタ２０ａ，２０ｂの他端同士は接続されその接続点は接地電位に接続されている。なお、キャパシタ１４ａ，１４ｂ，２０ａ，２０ｂのそれぞれの容量は、ＲＦ信号およびＬＯ波を通過させかつＩＦ信号を阻止するような値に設定されている。
【００７２】
次に動作について説明する。
以下ではＲＦ信号およびＬＯ波をそれぞれＲＦ端子７およびＬＯ端子８に印加し、ＩＦ信号およびその反転信号をＩＦ端子９ａおよび反転ＩＦ端子９ｂから取り出す受信用ミクサを想定して説明する。
【００７３】
ＲＦ端子７に印加されたＲＦ信号はＨＰＦ４を経てＡＰＤＰ１１に入力される。入力されたＲＦ信号はキャパシタ１４ａまたはキャパシタ１４ｂを経てダイオード１ａまたはダイオード１ｂに入力し、さらにキャパシタ２０ａまたはキャパシタ２０ｂを経て接地電位へと至る。したがって、抵抗１０ａ，１０ｂ，２１ａ，２１ｂによるＲＦ信号の電圧降下が生じない。一方、直流電流はキャパシタ２０ａ，２０ｂで阻止されるので、ダイオード１ａと抵抗１０ａ，２１ａとが接続された第１の直列部とダイオード１ｂと抵抗１０ｂ，２１ｂとが接続された第２の直列部とから構成される並列回路は、上記実施の形態１によるＡＰＤＰと同様に動作する。したがって、このような構成のＡＰＤＰ１１を用いた偶高調波ミクサにおいても、ＡＰＤＰ１１の直流特性はＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００７４】
また、ダイオード１ａまたはダイオード１ｂで発生したＩＦ信号はキャパシタ１４ａ，１４ｂ，２０ａ，２０ｂで阻止されるので、ＩＦ信号および反転ＩＦ信号は抵抗１０ａ，１０ｂの接続点並びに抵抗２１ａ，２１ｂの接続点からそれぞれ出力される。このとき、ＲＦ信号は、抵抗１０ａ，１０ｂ，２１ａ，２１ｂのそれぞれの抵抗値に比べてキャパシタ１４ａ，１４ｂ，２０ａ，２０ｂのそれぞれの呈するインピーダンスが小さいので、抵抗１０ａ，１０ｂ，２１ａ，２１ｂで阻止されてＩＦ端子９ａおよび反転ＩＦ端子９ｂに現れることはない。したがって、これまでに示した実施の形態１から実施の形態３において必要であった、ＩＦ信号だけを通過させる低域通過フィルタ（ＬＰＦ）がなくても、ＩＦ信号を平衡信号として出力することができる。
【００７５】
この実施の形態８による偶高調波ミクサは、ＩＦ信号を入力してＲＦ信号およびＬＯ波を出力する送信用ミクサとしても使用可能であり、この場合も同様な効果を奏する。
【００７６】
以下に示すように、上記した実施の形態８は多くの変形例があり得る。
上記説明ではＩＦ信号が平衡信号であると仮定してきたが、この実施の形態８はこれに限定されるものではなく、ＩＦ信号が不平衡信号の場合にも適用できる。図３４は、この実施の形態８の一変形例による、不平衡信号であるＩＦ信号をミキシングするため偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。この変形例では、抵抗２１ａ，２１ｂの接続点に接続された反転ＩＦ端子９ｂが取り除かれており、第１の直列部では、抵抗１０ａとダイオード１ａとキャパシタ２０ａとが直列に接続され、第２の直列部では、抵抗１０ｂとダイオード１ｂとキャパシタ２０ｂとが直列に接続されている。これにより、ＩＦ信号は不平衡信号としてＩＦ端子９ａのみから入出力される。この変形例においても、ＡＰＤＰ１１の直流特性はＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００７７】
また、ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部のダイオードの数は１つに限定されるものではない。ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部には２つ以上のダイオードが多段従属接続され得る。この変形例は、上記実施の形態２で述べたように、入力する信号のレベルが高くなった場合にひずみの大きさを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図２】 従来の偶高調波ミクサに用いられるＡＰＤＰの直流特性を示すグラフである。
【図３】 ＡＰＤＰに印加されるＬＯ波の波形を示す図である。
【図４】 ＡＰＤＰに印加されるＬＯ波の波形とＡＰＤＰに流れる電流波形との関係を示すグラフである。
【図５】 ＡＰＤＰのダイオードを流れる電流波形およびダイオードのコンダクタンスの時間変化を示すグラフである。
【図６】 印加するＬＯ波の振幅を最適値以下に設定した場合、最適値に設定した場合、最適値以上に設定した場合にそれぞれＡＰＤＰに流れる電流波形を示すグラフである。
【図７】 従来の偶高調波ミクサの変換利得のＬＯ波電力依存性を示すグラフである。
【図８】 従来の偶高調波ミクサに用いられるＡＰＤＰの直流特性の温度依存性を示すグラフである。
【図９】 従来の偶高調波ミクサの変換利得のＬＯ波電力依存性の温度変化に伴う変動を示すグラフである。
【図１０】 この発明の実施の形態１による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図１１】 この発明の実施の形態１による偶高調波ミクサに用いられるＡＰＤＰの直流特性を示すグラフである。
【図１２】 この発明の実施の形態１による偶高調波ミクサの変換利得のＬＯ波電力依存性を示すグラフである。
【図１３】 この発明の実施の形態１による偶高調波ミクサに用いられるＡＰＤＰの直流特性の温度依存性を示すグラフである。
【図１４】 この発明の実施の形態１による偶高調波ミクサの変換利得のＬＯ波電力依存性の温度変化に伴う変動を示すグラフである。
【図１５】 この発明の実施の形態１の一変形例による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図１６】 この発明の実施の形態１の他の変形例による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図１７】 この発明の実施の形態１による偶高調波ミクサに用いられるＡＰＤＰの他の例の構成を示す概略回路図である。
【図１８】 この発明の実施の形態１による偶高調波ミクサに用いられるＡＰＤＰの他の例の構成を示す概略回路図である。
【図１９】 この発明の実施の形態１による偶高調波ミクサに用いられるＡＰＤＰの他の例の構成を示す概略回路図である。
【図２０】 この発明の実施の形態２による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図２１】 この発明の実施の形態３による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図２２】 この発明の実施の形態３による偶高調波ミクサに用いられるＡＰＤＰにおけるＲＦ信号の流れを示す図である。
【図２３】 この発明の実施の形態３の一変形例による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図２４】 この発明の実施の形態４による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図２５】 この発明の実施の形態４による偶高調波ミクサに用いられるＡＰＤＰにおけるＲＦ信号の流れを示す図である。
【図２６】 この発明の実施の形態４の一変形例による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図２７】 この発明の実施の形態５による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図２８】 この発明の実施の形態５の一変形例による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図２９】 この発明の実施の形態６による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図３０】 この発明の実施の形態６の一変形例による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図３１】 この発明の実施の形態７による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図３２】 この発明の実施の形態７の一変形例による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図３３】 この発明の実施の形態８による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図３４】 この発明の実施の形態８の一変形例による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【技術分野】
この発明は、無線通信システムの送受信装置に用いられる偶高調波ミクサ、特に、高周波信号の周波数を変換するだけでなく、ディジタル無線通信システムで多用されるＧＭＳＫ、ＱＰＳＫまたはＱＡＭなどの変調方式に用いられる直交変調器や直交復調器に適した偶高調波ミクサに関するものである。
【０００２】
【背景技術】
高周波信号における周波数混合の手段の１つに、アンチパラレルダイオードペア（ＡＰＤＰ）を用いた偶高調波ミクサがある。偶高調波ミクサの原理は、マービン コーン（Ｍａｒｖｉｎ Ｃｏｈｎ）等による“Ｈａｒｍｏｎｉｃ ｍｉｘｉｎｇ ｗｉｔｈ ａｎ ａｎｔｉｐａｒａｌｌｅｌ ｄｉｏｄｅ ｐａｉｒ”、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，Ｖｏｌ．ＭＴＴ−２３，Ｎｏ．８，ｐｐ６６７−６７３，Ａｕｇｕｓｔ １９７５に記載されている。図１はこの文献に記載された従来の偶高調波ミクサの構成を示す概略回路である。図において、１ａ，１ｂはダイオード、２はこれらのダイオード１ａ，１ｂから成るアンチパラレルダイオードペア（ＡＰＤＰ）である。図１に示すように、ＡＰＤＰ２では、ダイオード１ａ，１ｂが極性が逆になるように並列に接続されている。３は分波回路、４は分波回路３に含まれ一端がＲＦ端子７に接続された高域通過フィルタ（ＨＰＦ）、５は分波回路３に含まれ一端がＨＰＦ４の他端およびＡＰＤＰ２に接続され他端がＬＯ端子８に接続された帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）、６は分波回路３に含まれ一端がＨＰＦ４、ＢＰＦ５およびＡＰＤＰ２に接続され他端がＩＦ端子９に接続された低域通過フィルタ（ＬＰＦ）である。
【０００３】
次に動作について説明する。
図１に示す偶高調波ミクサが受信用ミクサとして動作する場合、高周波信号（ＲＦ信号）およびローカル発振波（ＬＯ波）がＲＦ端子７およびＬＯ端子８を介して分波回路３へ印加される。ＲＦ端子７に印加されたＲＦ信号は、分波回路３のＨＰＦ４を経てＡＰＤＰ２に入力される。このとき、ＲＦ信号のＬＯ端子８への漏洩はＢＰＦ５で阻止される。また、ＬＯ端子８に印加されたＬＯ波はＢＰＦ５を経てＡＰＤＰ２に入力される。このとき、ＬＯ波のＲＦ端子７への漏洩はＨＰＦ４で阻止される。ＡＰＤＰ２に印加されたＲＦ信号およびＬＯ波から中間周波信号（ＩＦ信号）が発生する。発生したＩＦ信号は、ＬＰＦ６を経て出力信号端子であるＩＦ端子９へ出力される。このとき、ＲＦ信号およびＬＯ波はＬＰＦ６で阻止される。
【０００４】
図１に示す偶高調波ミクサが送信用ミクサとして動作する場合、ＩＦ信号およびＬＯ波がＩＦ端子９およびＬＯ端子８を介して分波回路３に印加される。ＩＦ端子９に印加されたＩＦ信号は、ＬＰＦ６を経てＡＰＤＰ２に入力される。このとき、ＩＦ信号のＲＦ端子７への漏洩はＨＰＦ４で阻止される。また、ＩＦ信号のＬＯ端子８への漏洩はＢＰＦ５で阻止される。さらに、ＬＯ端子８に印加されたＬＯ波は、ＢＰＦ５を経てＡＰＤＰ２に入力される。このとき、ＬＯ波のＲＦ端子７への漏洩はＨＰＦ４で阻止される。ＡＰＤＰ２は、入力されたＩＦ信号およびＬＯ波からＲＦ信号を発生する。発生したＲＦ信号は、ＨＰＦ４を経て出力信号端子であるＲＦ端子７へ出力される。
【０００５】
次に周波数変換の動作について説明する。
偶高調波ミクサを構成するＡＰＤＰ２の電圧と電流の関係を図２に示す。ダイオード１ａ，１ｂは極性が逆になるように並列に接続されているので、印加電圧が負の場合にはダイオード１ａを電流が流れ、印加電圧が正の場合にはダイオード１ｂを電流が流れる。ところで、各ダイオードを流れる電流は一般的に次式で表される。
Ｉ＝Ｉｓ＊（ｅｘｐ（ｑＶ／ｋＴ）―１） （１）
ここで、Ｉｓは飽和電流、ｑは電荷、Ｖは印加電圧、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度である。式（１）で表される電流は、印加電圧Ｖがある値Ｖｔとなるまではほとんど流れず、Ｖｔを超えると急激に増大するという特性を示す。したがって、ダイオード１ａ，１ｂから成るＡＰＤＰ２は、第２図に示すように、Ｖ＞ＶｔまたはＶ＜−Ｖｔの領域でのみ電流が流れる直流特性を有する素子であるとみなすことができる。こうした、直流特性を有するＡＰＤＰ２に図３に示す振幅ＶｐのＬＯ波を印加すると、図４に示すように、ＬＯ波の振幅が−Ｖｔから＋Ｖｔの範囲にあるときはどちらのダイオードにも電流が流れず、ＬＯ波の振幅が＋Ｖｔを超えたかまたは−Ｖｔ未満の時にどちらか一方のダイオードがＯＮして電流が流れる。その結果、ＡＰＤＰ２では図５（ａ）に示すように半周期ごとに逆位相の低周波電流が流れ、図５（ｂ）に示すように半周期ごとにＡＰＤＰ２は次式で表されるコンダクタンスｇが高まる動作をする。
ｇ＝｜ｄＩ／ｄＶ｜ （２）
図５（ｂ）はコンダクタンスｇがＬＯ波の２倍の周波数で変化することを意味する。実際に、コンダクタンスの波形をフーリエ解析すると、ＬＯ波の２倍の周期となる項の係数の値が大きくなっている。このようにして、ＡＰＤＰ２を用いた偶高調波ミクサは、ＬＯ波の２倍波と入力信号の混合波を出力することができる。
【０００６】
図１に示す従来の偶高調波ミクサは、所望の周波数の半分の周波数のＬＯ波で動作可能である。そのため、上記文献をはじめ大半の公開文献では、偶高調波ミクサはマイクロ波とりわけミリ波の送受信機に適用されており、偶高調波ミクサはＬＯ波の周波数を半分にできるので、送受信機の低価格化の効果をもたらすことが期待されている。
【０００７】
しかしながら、このようなＡＰＤＰを用いた偶高調波ミクサは、その構成上、ＬＯ波電力の変動によって入力信号と出力信号の比である変換利得が大きく変化してしまうという課題がある。図６（ａ）は印加するＬＯ波の振幅を最適値以下に設定した場合、図６（ｂ）は最適値に設定した場合、図６（ｃ）は最適値以上に設定した場合にそれぞれＡＰＤＰ２に流れる電流を示すグラフである。図６（ａ）に示すようにＬＯ波の振幅を最適値以下に設定した場合、ＬＯ波の振幅が不足するので十分なコンダクタンスが得られず、ミクサ動作させた場合の変換利得が著しく低下してしまう。図６（ｂ）に示すように最適な振幅のＬＯ波を印加した場合には十分な変換利得が得られる。図６（ｃ）に示すように最適値以上の振幅のＬＯ波を印加した場合には、ＡＰＤＰ２を流れる電流の波形はほぼＬＯ波と同一周期の正弦波となる。このため、そのコンダクタンスのフーリエ級数において、ＬＯ波の２倍の周期となる項の係数の値は小さくなり、所望の混合波であるＬＯ波の２倍波と入力信号との混合波のレベルが低下し変換利得が低下してしまう。こうした変換利得のＬＯ波電力依存性を第７図に示す。この図から、変換利得が最大となるＬＯ波電力があり、その前後のＬＯ波電力では変換利得が低下することがわかる。
【０００８】
また、上記式（１）中の飽和電流Ｉｓが絶対温度Ｔの関数であり、さらに指数項内にもＴが含まれるので、ダイオードの直流特性は温度依存性を有する。図８は、このような温度依存性を有する２つのダイオードが極性が逆になるように並列に接続されたＡＰＤＰ２の直流特性の温度依存性を示すグラフである。電流が流れ始める電圧Ｖｔは温度上昇に伴い減少する。すなわち、高温時には小さい電圧となり、低温時には高い電圧となる。したがって、変換利得のＬＯ波電力依存性は図９に示すように温度によって異なる。したがって、同一のＬＯ波電力でも温度によって変換利得が異なることとなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の偶高調波ミクサは以上のように構成されているので、変換利得のＬＯ波電力依存性および温度依存性を通信機の設計において考慮せねばならずそのために余計なコストがかかるという課題があった。また、偶高調波ミクサに供給されるＬＯ波電力のレベルは部品のばらつきなどにより変動するうえに、偶高調波ミクサそのものの特性のばらつきが重なると、変換利得が大きく変動してしまうという課題もあった。さらに、低温時には変換利得が低下するため、受信機では雑音指数が劣化して受信感度が低下し、送信機では所望の出力が得られず、高温時には変換利得が上昇して信号レベルが高まり、送受信機ともに偶高調波ミクサ後段でひずみが発生するなどの課題があった。
【００１０】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、供給されるＬＯ波の振幅の変動や温度変化に起因する変換利得の変動を抑制できる偶高調波ミクサを得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る偶高調波ミクサは、第１の接続点および第２の接続点間に第１の抵抗、第１のダイオードおよび第２の抵抗の順に直列に接続された第１の直列部と、第１の接続点および第２の接続点間に第３の抵抗、第２のダイオードおよび第４の抵抗の順に直列に接続されると共に第１の直列部に対して並列に接続され、且つ第１および第２のダイオードの極性が逆になるように接続された第２の直列部とを備え、第１の直列部は、第１の抵抗に並列に接続された第１のキャパシタおよび第２の抵抗に並列に接続された第２のキャパシタを有しており、第２の直列部は、第３の抵抗に並列に接続された第３のキャパシタおよび第４の抵抗に並列に接続された第４のキャパシタを有しており、ＬＯ波の印加、ＲＦ信号およびＩＦ信号の入出力を第１の接続点および第２の接続点のうちの少なくともいずれか一方から行うアンチパラレルダイオードペア手段を備えたものである。
【００１２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ＬＯ波の振幅や温度に関わらず各ダイオードに流れる電流をほぼ一定に保つことができるので、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する偶高調波ミクサの変換利得の変動を抑制できる効果が得られる。
また、アンチパラレルダイオードペア手段に印加されるＲＦ信号は、第１および第２の抵抗を通過せずに第１および第２のキャパシタを通過したり、第３および第４の抵抗を通過せずに第３および第４のキャパシタを通過するので、各ダイオードに直列に接続された抵抗によるＲＦ信号のレベル低下を抑制する効果が得られる。
【００１３】
【発明を実施するための最良の形態】
実施の形態１．
図１０はこの発明の実施の形態１による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。図において、１ａ，１ｂはダイオード、１０ａ，１０ｂは抵抗、１１はダイオード１ａ，１ｂと抵抗１０ａ，１０ｂから成るアンチパラレルダイオードペア部（アンチパラレルダイオードペア手段）である。なお、以下ではアンチパラレルダイオードペア部をＡＰＤＰと略す。図１０に示すように、ＡＰＤＰ１１では、互いに極性が逆になるようにダイオード１ａ，１ｂが並列接続されているとともに、各ダイオードのカソードに対応する抵抗が直列に接続されている。すなわち、ＡＰＤＰ１１は、ダイオード１ａと抵抗１０ａとが直列に接続された第１の直列部と、ダイオード１ｂと抵抗１０ｂとが直列に接続された第２の直列部とから構成され、第１および第２の直列部はダイオード１ａ，１ｂの極性が逆になるように並列に接続されている。
【００１４】
また、３は分波回路、４は分波回路３に含まれ一端がＲＦ端子７に接続された高域通過フィルタ（ＨＰＦ）、５は分波回路３に含まれ一端がＨＰＦ４の他端およびＡＰＤＰ１１の一端に接続され他端がＬＯ端子８に接続された帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）、６は分波回路３に含まれ一端がＨＰＦ４、ＢＰＦ５、およびＡＰＤＰ１１の一端に接続され他端がＩＦ端子９に接続された低域通過フィルタ（ＬＰＦ）である。なお、ＡＰＤＰ１１の他端は接地電位に接続されている。
【００１５】
次に動作について説明する。
図１１は常温時のＡＰＤＰ１１の端子電圧と電流の関係を示すグラフであり、以下では、図１１を参照しながら実施の形態１による偶高調波ミクサの動作を説明する。従来と同様に、ＡＰＤＰ１１の端子間の印加電圧Ｖがある値Ｖｔとなるまで、ＡＰＤＰ１１には電流がほとんど流れず、Ｖｔを超えると電流は急激に増大するという特性を示す。したがって、この実施の形態１によるＡＰＤＰ１１は、図１１に示すように、Ｖ＞ＶｔまたはＶ＜−Ｖｔの領域でのみ電流が流れる直流特性を有する素子であるとみなすことができる。しかしながら、ＡＰＤＰ１１の端子電圧の増大に伴うＡＰＤＰ１１を流れる電流の増大率は、従来のＡＰＤＰ２に比べて小さく、端子電圧が多少変化してもＡＰＤＰ１１を流れる電流の変化は極めて小さい。すなわち、ＬＯ波の振幅や温度に関わらず各ダイオードに流れる電流をほぼ一定に保つことができるので、コンダクタンスの変動を小さく抑えることができる。したがって、このような直流特性を有するＡＰＤＰ１１にＬＯ波を印加した場合、ＬＯ波電力の変動や温度変化に起因する変換利得の変動を小さく抑えることができる。
【００１６】
図１２は、図１０のようにダイオード１ａ，１ｂにそれぞれ抵抗１０ａ，１０ｂを直列に接続して構成したＡＰＤＰ１１に印加されるＬＯ波の電力と変換利得の関係を示すグラフである。図１１に示す直流特性と同様に、ＡＰＤＰ１１に印加されるＬＯ波の電力があるしきい値を越えると変換利得は急激に増大するが、ＬＯ波電力が所定の値Ｐｏに到達すると変換利得は最大値となり、Ｐｏを越えて増大するのに伴い変換利得はゆっくり減少する。このように、この実施の形態１によるＡＰＤＰ１１の変換利得は、ＬＯ波電力が所定の値Ｐｏを越えるとＬＯ波電力の変動に対する変動が小さいというＬＯ波電力依存性を示す。したがって、ＬＯ波電力の変動に起因する変換利得の変動を小さく抑えることができる。
【００１７】
以上、ＬＯ波電力依存性について述べたが、この発明は温度変化に起因する直流特性の変動による変換利得の変動を抑える効果も奏する。図１３は常温時のＡＰＤＰ１１の直流特性とともに高温時および低温時の直流特性を示している。上記したように、ＡＰＤＰ１１の端子電圧の増大に伴うＡＰＤＰ１１を流れる電流の増大率は、従来のＡＰＤＰ２に比べて小さく、端子電圧が多少変化してもＡＰＤＰ１１を流れる電流の変化は極めて小さい。この結果、たとえ温度が変化しても、同一の端子電圧を印加しているならばＡＰＤＰ１１を流れる電流はほとんど変化しない。図１４はＡＰＤＰ１１の変換利得のＬＯ波電力依存性の温度変化に伴う変動を示すグラフである。図に示すように、温度変化に伴い多少は変動するものの、所定の値Ｐｏ以上のＬＯ波電力を印加すると、温度変化に対する変換利得の変動は非常に小さくなる。
【００１８】
以上述べたように、この実施の形態１によれば、偶高調波ミクサに印加されるＬＯ波の電力の変動および温度変化に伴う変換利得の変動を抑制することができる。
以下に示すように、上記した実施の形態１は多くの変形例があり得る。図１５はこの実施の形態１の一変形例による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。この変形例による偶高調波ミクサはスタブ分波形ミクサであり、図中、図１０に示したものと同一の符号は上記実施の形態１による偶高調波ミクサと同一ないしは相当部分を示している。また、１２はＬＯ波に対して１／４波長の電気長を有する先端開放線路、１３はＬＯ波に対して１／４波長の電気長を有する先端短絡線路である。
【００１９】
図１５に示すスタブ分波形ミクサは、ＩＦ信号の周波数がＬＯ波の周波数に比べて低い場合に用いられる。ＬＯ波の周波数に対しては、先端短絡線路１３はＡＰＤＰ１１との接続点Ａから見て開放に見え、先端開放線路１２はＡＰＤＰ１１との接続点Ｂから見て短絡に見える。したがって、ＬＯ端子８に印加したＬＯ波はＡＰＤＰ１１を経て先端開放線路１２へと流れる。また、ＩＦ信号の周波数がＬＯ波の周波数に比べて低いので、ＲＦ信号の周波数はＬＯ波の周波数の約２倍となる。このため、ＲＦ信号の周波数に対しては、先端短絡線路１３はＡＰＤＰ１１との接続点Ａから見て短絡に見え、先端開放線路１２はＡＰＤＰ１１との接続点Ｂから見て開放に見える。したがって、ＲＦ端子７に印加したＲＦ信号はＡＰＤＰ１１を経て先端短絡線路１３へと流れる。
【００２０】
この変形例においても、抵抗１０ａ，１０ｂとこれらにそれぞれ直列に接続されたダイオード１ａ，１ｂとから構成されるＡＰＤＰ１１の直流特性はＬＯ波電力の変動および温度変化に大きく依存することはないので、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００２１】
上記説明ではＩＦ信号が不平衡信号であると仮定してきたが、この実施の形態１はこれに限定されるものではなく、ＩＦ信号が平衡信号の場合にも適用できる。図１６は、この実施の形態１の他の変形例による、平衡信号であるＩＦ信号をミキシングするため偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。図において、４０はＡＰＤＰ１１と接地電位の間に設けられた、ＲＦ信号およびＬＯ波だけを通過させる高域通過フィルタ（ＨＰＦ）、６ｂはＨＰＦ４０とＡＰＤＰ１１の接続点に一端が接続され、ＩＦ信号を反転したものを入出力するための反転ＩＦ端子９ｂに他端が接続された低域通過フィルタ（ＬＰＦ）である。ＨＰＦ４０はキャパシタだけで構成される簡単な回路であってもよい。そして、平衡信号であるＩＦ信号およびその反転信号はそれぞれＩＦ端子９ａおよび反転ＩＦ端子９ｂを介して入出力される。このように構成した偶高調波ミクサにおいても、ＡＰＤＰ１１の直流特性は同様にＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００２２】
図１７はこの実施の形態１の他の変形例によるＡＰＤＰ１１の構成を示す概略回路図である。この変形例では、ＡＰＤＰ１１を構成するダイオード１ａ，１ｂのそれぞれのアノードに抵抗１０ａ，１０ｂがそれぞれ接続されている。この変形例によるＡＰＤＰ１１を偶高調波ミクサに適用した場合にも、同様な効果が得られる。すなわち、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００２３】
図１８はこの実施の形態１の他の変形例によるＡＰＤＰ１１の構成を示す概略回路図である。この変形例では、ダイオード１ａのカソードに抵抗１０ａが接続され、ダイオード１ｂのアノードに抵抗１０ｂが接続されている。この変形例によるＡＰＤＰ１１を偶高調波ミクサに適用した場合にも、同様な効果が得られる。すなわち、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００２４】
上記実施の形態および変形例では、ＡＰＤＰ１１を構成する各ダイオードに直列接続する抵抗数が１つであったが、この発明はこれに限定されるものではなく複数の抵抗を各ダイオードに接続してもかまわない。図１９はそのような変形例によるＡＰＤＰ１１の構成を示す概略回路図である。この変形例では、ＡＰＤＰ１１を構成する各ダイオードに直列に接続される抵抗数は２であり、各ダイオードのアノードおよびカソードの双方にそれぞれ抵抗が接続されている。この変形例によるＡＰＤＰ１１を偶高調波ミクサに適用した場合にも、同様な効果が得られる。すなわち、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００２５】
実施の形態２．
図２０はこの発明の実施の形態２による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。図中、図１０に示したものと同一の符号は上記実施の形態１による偶高調波ミクサと同一ないしは相当部分を示しており、以下ではその説明を省略する。また、図２０において、１ｃはダイオード１ａに直列に接続されたダイオード、１ｄはダイオード１ｂに直列に接続されたダイオードである。このように、この実施の形態２によるＡＰＤＰ１１は、直列に接続（従属接続）された２つのダイオード１ａ，１ｃとこれらに直列に接続された抵抗１０ａとから成る第１の直列部と、直列に接続された２つのダイオード１ｂ，１ｄとこれらに直列に接続された抵抗１０ｂとから成る第２の直列部とが、ダイオード１ａ，１ｃとダイオード１ｂ，１ｄの極性が逆になるように並列に接続されたものである。
【００２６】
次に動作について説明する。
この実施の形態２による偶高調波ミクサに組み込まれたＡＰＤＰ１１の動作は、基本的には、上記実施の形態１によるＡＰＤＰ１１と同様に動作する。したがって、以下では、この実施の形態２の特徴的な部分についてのみ説明する。
【００２７】
ＡＰＤＰ１１の各直列部ではダイオードが２段従属接続されているので、ダイオード一段あたりに印加される端子電圧は１／２になる。一般に、ダイオードに発生するひずみは、印加される端子電圧が大きくなるにつれ非線形的に大きくなる。したがって、ダイオードを一段とした場合に比べて、入力する信号のレベルが高くなった場合のひずみの大きさを抑制することができる。すなわち、良好なひずみ特性が得られる。
【００２８】
また、言うまでもなく、上記のように構成したＡＰＤＰ１１を用いた偶高調波ミクサにおいても、上記実施の形態１と同様に、ＡＰＤＰ１１の直流特性はＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００２９】
なお、ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部において従属接続されるダイオード数は２に限定されるものではなく、ＡＰＤＰ１１をそれぞれ３つ以上のダイオードを多段従属接続した２つの直列部から構成してもよい。この変形例は、入力する信号のレベルが高くなった場合にひずみの大きさをさらに抑制することができる。
【００３０】
実施の形態３．
図２１はこの発明の実施の形態３による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。図中、図１０に示したものと同一の符号は上記実施の形態１による偶高調波ミクサと同一ないしは相当部分を示しており、以下ではその説明を省略する。また、図２１において、１４ａはダイオード１ａに直列に接続された抵抗１０ａに並列に接続されたキャパシタ、１４ｂはダイオード１ｂに直列に接続された抵抗１０ｂに並列に接続されたキャパシタである。このように、この実施の形態３によるＡＰＤＰ１１は、直列に接続されたダイオード１ａおよび抵抗１０ａとこの抵抗１０ａに並列に接続されたキャパシタ１４ａとから成る第１の直列部と、直列に接続されたダイオード１ｂおよび抵抗１０ｂとこの抵抗１０ｂに並列に接続されたキャパシタ１４ｂとから成る第２の直列部とが、ダイオード１ａとダイオード１ｂの極性が逆になるように並列に接続されたものである。
【００３１】
次に動作について説明する。
以下ではＲＦ信号およびＬＯ波をそれぞれＲＦ端子７およびＬＯ端子８に印加し、ＩＦ信号をＩＦ端子９から取り出す受信用ミクサを想定して説明する。また、この実施の形態３による偶高調波ミクサに組み込まれたＡＰＤＰ１１は、基本的には、上記実施の形態１によるＡＰＤＰ１１と同様に動作する。したがって、以下では、この実施の形態３の特徴的な部分についてのみ説明する。
【００３２】
図２２はこの実施の形態３によるＡＰＤＰ１１中のＲＦ信号の流れを示す説明図である。偶高調波ミクサが受信用ミクサとして動作する場合、ＬＯ波はもちろんのこと、ＲＦ信号がＡＰＤＰ１１に印加される必要がある。キャパシタ１４ａ，１４ｂが無い場合（すなわち、図１０に示した上記実施の形態１の場合）、ＲＦ信号がＡＰＤＰ１１に印加されると、各ダイオードに直列接続された抵抗１０ａまたは抵抗１０ｂで電圧降下が生じ、その結果、各ダイオードに印加されるＲＦ信号の電圧が低下する。この結果、変換利得の低下が生じる。
【００３３】
これに対して、図２２に示すこの実施の形態３によるＡＰＤＰ１１では、印加されるＲＦ信号の正のサイクル時、ＲＦ信号はＡＰＤＰ１１中において抵抗１０ｂを通らずに、キャパシタ１４ｂを通過する。他方、印加されるＲＦ信号の負のサイクル時、ＲＦ信号はＡＰＤＰ１１中において抵抗１０ａを通らずに、キャパシタ１４ａを通過する。この結果、抵抗１０ａまたは抵抗１０ｂによる電圧降下が生じることがないので、変換利得の低下を生じることなく偶高調波ミクサのＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００３４】
この実施の形態３による偶高調波ミクサは、ＩＦ信号を入力してＲＦ信号およびＬＯ波を出力する送信用ミクサとしても使用可能であり、この場合も同様な効果を奏する。
【００３５】
以下に示すように、上記した実施の形態３は多くの変形例があり得る。
上記説明ではＩＦ信号が不平衡信号であると仮定してきたが、この実施の形態３はこれに限定されるものではなく、ＩＦ信号が平衡信号の場合にも適用できる。図２３は、この実施の形態３の一変形例による、平衡信号であるＩＦ信号をミキシングするため偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。図において、４０はＡＰＤＰ１１と接地電位の間に設けられた、ＲＦ信号およびＬＯ波だけを通過させる高域通過フィルタ（ＨＰＦ）、６ｂはＨＰＦ４０とＡＰＤＰ１１の接続点に一端が接続され、他端が反転ＩＦ端子９ｂに接続された低域通過フィルタ（ＬＰＦ）である。ＨＰＦ４０はキャパシタだけで構成される簡単な回路であってもよい。そして、平衡信号であるＩＦ信号およびその反転信号はそれぞれＩＦ端子９ａおよび反転ＩＦ端子９ｂを介して入出力される。このように構成した偶高調波ミクサにおいても、ＡＰＤＰ１１の直流特性は同様にＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００３６】
実施の形態３の他の変形例では、ＡＰＤＰ１１を構成するダイオード１ａ，１ｂのアノードに抵抗１０ａ，１０ｂ並びにキャパシタ１４ａ，１４ｂがそれぞれ接続されている。この変形例によるＡＰＤＰ１１を偶高調波ミクサに適用した場合にも、同様な効果が得られる。すなわち、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００３７】
また、実施の形態３の他の変形例では、ダイオード１ａのアノードに抵抗１０ａおよびキャパシタ１４ａが接続され、ダイオード１ｂのカソードに抵抗１０ｂおよびキャパシタ１４ｂが接続されている。この変形例によるＡＰＤＰ１１を偶高調波ミクサに適用した場合にも、同様な効果が得られる。すなわち、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００３８】
また、実施の形態３の他の変形例では、ダイオード１ａのアノードおよびカソードの双方に抵抗およびキャパシタを並列に接続したものが接続され、ダイオード１ｂのアノードおよびカソードの双方に抵抗およびキャパシタを並列に接続したものが接続されている。この変形例によるＡＰＤＰ１１を偶高調波ミクサに適用した場合にも、同様な効果が得られる。すなわち、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００３９】
さらに、上記実施の形態３および変形例では、ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部のダイオードの数は１つであったが、ダイオードの数はこれに限定されるものではない。ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部には２つ以上のダイオードが多段従属接続され得る。この変形例は、上記実施の形態２で述べたように、入力する信号のレベルが高くなった場合にひずみの大きさを抑制することができる。
【００４０】
実施の形態４．
図２４はこの発明の実施の形態４による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。図中、図１０に示したものと同一の符号は上記実施の形態１による偶高調波ミクサと同一ないしは相当部分を示しており、以下ではその説明を省略する。また、図２４において、１５ａは一端がダイオード１ａのカソードと抵抗１０ａとの接続点に接続されたキャパシタ、１５ｂは一端がダイオード１ｂのアノードと抵抗１０ｂとの接続点に接続されたキャパシタである。この実施の形態４によるＡＰＤＰ１１は、その一端において抵抗１０ａ，１０ｂが接続されるように、第１の直列部では抵抗１０ａがダイオード１ａのカソードに接続され、第２の直列部では抵抗１０ｂがダイオード１ｂのアノードに接続されている。
【００４１】
また、キャパシタ１５ａ，１５ｂの他端同士は接続され、その接続点はＨＰＦ４を介してＲＦ端子７に接続されているとともに、ＢＰＦ５を介してＬＯ端子８に接続されている。また、抵抗１０ａ，１０ｂの接続点はＩＦ端子９に接続されている。キャパシタ１５ａ，１５ｂのそれぞれの容量は、ＲＦ信号およびＬＯ波を通過させＩＦ信号を阻止するような値に設定されている。
【００４２】
次に動作について説明する。
以下ではＲＦ信号およびＬＯ波をそれぞれＲＦ端子７およびＬＯ端子８に印加し、ＩＦ信号をＩＦ端子９から取り出す受信用ミクサを想定して説明する。図２５にこの実施の形態４によるＡＰＤＰ１１中のＲＦ信号の流れを示す。ＡＰＤＰ１１に印加されたＲＦ信号は、キャパシタ１５ａまたはキャパシタ１５ｂを通過し、ダイオード１ａまたはダイオード１ｂに入力する。従って、実施の形態３と同様に、各ダイオードに直列に接続された抵抗によるＲＦ信号の電圧降下は生じない。一方、直流電流はキャパシタ１５ａ，１５ｂで阻止されるので、ダイオード１ａおよび抵抗１０ａから構成される第１の直列部とダイオード１ｂおよび抵抗１０ｂから構成される第２の直列部とから構成される並列回路は、上記実施の形態１によるＡＰＤＰと同様に動作する。したがって、このような構成のＡＰＤＰ１１を用いた偶高調波ミクサにおいても、ＡＰＤＰ１１の直流特性はＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００４３】
さらに、ダイオード１ａまたはダイオード１ｂで発生したＩＦ信号はキャパシタ１５ａ，１５ｂで阻止されるので、ＩＦ信号は抵抗１０ａ，１０ｂの接続点に接続されたＩＦ端子９を介して出力される。このとき、ＲＦ信号は、抵抗１０ａ，１０ｂのそれぞれの抵抗値に比べてキャパシタ１５ａ，１５ｂのそれぞれの呈するインピーダンスが小さいので、抵抗１０ａ，１０ｂで阻止されてＩＦ端子９に現れることはない。したがって、これまでに示した実施の形態において必要であった、ＩＦ信号だけを通過させる低域通過フィルタ（ＬＰＦ）が不要となる。
【００４４】
この実施の形態４による偶高調波ミクサは、ＩＦ信号を入力してＲＦ信号およびＬＯ波を出力する送信用ミクサとしても使用可能であり、この場合も同様な効果を奏する。
【００４５】
以下に示すように、上記した実施の形態４は多くの変形例があり得る。
上記説明ではＩＦ信号が不平衡信号であると仮定してきたが、この実施の形態４はこれに限定されるものではなく、ＩＦ信号が平衡信号の場合にも適用できる。図２６は、この実施の形態４の一変形例による、平衡信号であるＩＦ信号をミキシングするため偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。この変形例による偶高調波ミクサは図１６の偶高調波ミクサと同様に動作し、図２４に示したものと同様に、ＡＰＤＰ１１の直流特性はＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００４６】
また、ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部のダイオードの数は１つに限定されるものではない。ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部には２つ以上のダイオードが多段従属接続され得る。この変形例は、上記実施の形態２で述べたように、入力する信号のレベルが高くなった場合にひずみの大きさを抑制することができる。
【００４７】
実施の形態５．
図２７はこの発明の実施の形態５による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。図中、図２１に示したものと同一の符号は上記実施の形態３による偶高調波ミクサと同一ないしは相当部分を示しており、以下ではその説明を省略する。この実施の形態５によるＡＰＤＰ１１は、その一端において抵抗１０ａ，１０ｂが接続されるように、第１の直列部では抵抗１０ａがダイオード１ａのカソードに接続され、第２の直列部では抵抗１０ｂがダイオード１ｂのアノードに接続されている。また、キャパシタ１４ａが抵抗１０ａに並列に接続され、キャパシタ１４ｂが抵抗１０ｂに並列に接続されている。抵抗１０ａ，１０ｂの接続点はＩＦ端子９に接続されている。
【００４８】
また、図２７において、１５ａは一端がダイオード１ａのカソードと抵抗１０ａとの接続点に接続されたキャパシタ、１５ｂは一端がダイオード１ｂのアノードと抵抗１０ｂとの接続点に接続されたキャパシタである。キャパシタ１５ａ，１５ｂの他端同士は接続され、その接続点はＨＰＦ４を介してＲＦ端子７に接続されているとともに、ＢＰＦ５を介してＬＯ端子８に接続されている。キャパシタ１４ａ，１４ｂのそれぞれの容量は、ＩＦ信号を通過させるように設定されており、キャパシタ１５ａ，１５ｂのそれぞれの容量は、ＲＦ信号およびＬＯ波を通過させＩＦ信号を阻止するように設定されている。
【００４９】
次に動作について説明する。
以下ではＲＦ信号およびＬＯ波をそれぞれＲＦ端子７およびＬＯ端子８に印加し、ＩＦ信号をＩＦ端子９から取り出す受信用ミクサを想定して説明する。図２４に示した上記実施の形態４では、抵抗１０ａまたは抵抗１０ｂを通過してＩＦ信号がＩＦ端子９へと出力される。このため、ＩＦ信号が抵抗１０ａまたは抵抗１０ｂにより減衰する場合がある。これに対して、この実施の形態５では、抵抗１０ａ，１０ｂにそれぞれ並列にキャパシタ１４ａ，１４ｂが接続されているので、キャパシタ１４ａ，１４ｂのそれぞれの容量をＩＦ信号が通過するような値に設定することで、ＩＦ信号は抵抗１０ａ，１０ｂによる減衰を受けずにＩＦ端子９を介して外部へ出力される。
【００５０】
このようにしても、ＡＰＤＰ１１の各直列部のダイオード１ａまたはダイオード１ｂを流れる電流は、キャパシタ１４ａまたはキャパシタ１４ｂの影響を受けずに、抵抗１０ａまたは抵抗１０ｂにより一定に保たれる。したがって、このような構成のＡＰＤＰ１１を用いた偶高調波ミクサにおいても、ＡＰＤＰ１１の直流特性はＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力の変動および温度変化による変換利得の変動を抑制することができる。
【００５１】
この実施の形態５による偶高調波ミクサは、ＩＦ信号を入力してＲＦ信号およびＬＯ波を出力する送信用ミクサとしても使用可能であり、この場合も同様な効果を奏する。
【００５２】
以下に示すように、上記した実施の形態５は多くの変形例があり得る。
上記説明ではＩＦ信号が不平衡信号であると仮定してきたが、この実施の形態５はこれに限定されるものではなく、ＩＦ信号が平衡信号の場合にも適用できる。図２８は、この実施の形態５の一変形例による、平衡信号であるＩＦ信号をミキシングするため偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。図中、６は一端がＡＰＤＰ１１のダイオード１ａ，１ｂの接続点に接続され、他端が反転ＩＦ端子９ｂに接続された低域通過フィルタ（ＬＰＦ）である。この変形例による偶高調波ミクサは図１６の偶高調波ミクサと同様に動作し、図２７に示したものと同様に、ＡＰＤＰ１１の直流特性はＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力の変動および温度変化による変換利得の変動を抑制することができる。
【００５３】
また、ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部のダイオードの数は１つに限定されるものではない。ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部には２つ以上のダイオードが多段従属接続され得る。この変形例は、上記実施の形態２で述べたように、入力する信号のレベルが高くなった場合ひずみの大きさを抑制することができる。
【００５４】
実施の形態６．
図２９はこの発明の実施の形態６による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。図中、図１０に示したものと同一の符号は上記実施の形態１による偶高調波ミクサと同一ないしは相当部分を示しており、以下ではその説明を省略する。この実施の形態６によるＡＰＤＰ１１は、その一端において抵抗１０ａ，１０ｂが接続されるように、第１の直列部では抵抗１０ａはダイオード１ａのカソードに接続され、第２の直列部では抵抗１０ｂはダイオード１ｂのアノードに接続されている。
【００５５】
また、図２９において、１７ａは一端がダイオード１ａのアノードに直列に接続されたキャパシタ、１７ｂは一端がダイオード１ｂのカソードに直列に接続されたキャパシタ、１８ａは一端がダイオード１ａのカソードと抵抗１０ａの接続点に接続されたキャパシタ、１８ｂは一端がダイオード１ｂのアノードと抵抗１０ｂの接続点に接続されたキャパシタ、１９ａは一端がダイオード１ａのアノードとキャパシタ１７ａの接続点に接続された抵抗、１９ｂは一端がダイオード１ｂのカソードとキャパシタ１７ｂの接続点に接続された抵抗である。キャパシタ１７ａ，１７ｂの他端同士は接続されその接続点は接地電位に接続されている。抵抗１０ａ，１０ｂは接続されその接続点はＩＦ端子９ａに接続されている。抵抗１９ａ，１９ｂは接続されその接続点は反転ＩＦ端子９ｂに接続されている。キャパシタ１８ａ，１８ｂの他端同士は接続されその接続点はＨＰＦ４を介してＲＦ端子７に接続されているとともに、ＢＰＦ５を介してＬＯ端子８に接続されている。なお、キャパシタ１７ａ，１７ｂ、並びにキャパシタ１８ａ，１８ｂのそれぞれの容量は、ＲＦ信号およびＬＯ波を通過させかつＩＦ信号を阻止するような値に設定されている。
【００５６】
次に動作について説明する。
以下ではＲＦ信号およびＬＯ波をそれぞれＲＦ端子７およびＬＯ端子８に印加し、ＩＦ信号およびその反転信号をＩＦ端子９ａおよび反転ＩＦ端子９ｂから取り出す受信用ミクサを想定して説明する。
【００５７】
ＲＦ端子７に印加されたＲＦ信号はＨＰＦ４を経てＡＰＤＰ１１に入力される。入力されたＲＦ信号はキャパシタ１８ａまたはキャパシタ１８ｂを経てダイオード１ａまたはダイオード１ｂに入力し、さらにキャパシタ１７ａまたはキャパシタ１７ｂを経て接地電位へと至る。したがって、抵抗１０ａ，１０ｂ，１９ａ，１９ｂによるＲＦ信号の電圧降下が生じない。一方、直流電流はキャパシタ１８ａ，１８ｂで阻止されるので、ダイオード１ａと抵抗１０ａ，１９ａとが接続された１つの直列部（第１の直列部とは異なる）とダイオード１ｂと抵抗１０ｂ，１９ｂとが接続された他の直列部（第２の直列部とは異なる）とから構成される並列回路は、上記実施の形態１によるＡＰＤＰと同様に動作する。したがって、このような構成のＡＰＤＰ１１を用いた偶高調波ミクサにおいても、ＡＰＤＰ１１の直流特性はＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００５８】
また、ダイオード１ａまたはダイオード１ｂで発生したＩＦ信号はキャパシタ１７ａ，１７ｂ並びにキャパシタ１８ａ，１８ｂで阻止されるので、ＩＦ信号およびその反転信号は抵抗１０ａ，１０ｂの接続点並びに抵抗１９ａ，１９ｂの接続点からそれぞれ出力される。このとき、ＲＦ信号は、抵抗１０ａ，１０ｂ，１９ａ，１９ｂのそれぞれの抵抗値に比べてキャパシタ１４ａ，１４ｂ，１８ａ，１８ｂのそれぞれの呈するインピーダンスが小さいので、抵抗１０ａ，１０ｂ，１９ａ，１９ｂで阻止されてＩＦ端子９ａおよび反転ＩＦ端子９ｂに現れることはない。したがって、これまでに示した実施の形態１から実施の形態３において必要であった、ＩＦ信号だけを通過させる低域通過フィルタ（ＬＰＦ）がなくても、ＩＦ信号を平衡信号として出力することができる。
【００５９】
この実施の形態６による偶高調波ミクサは、ＩＦ信号を入力してＲＦ信号およびＬＯ波を出力する送信用ミクサとしても使用可能であり、この場合も同様な効果を奏する。
【００６０】
以下に示すように、上記した実施の形態６は多くの変形例があり得る。
上記説明ではＩＦ信号が平衡信号であると仮定してきたが、この実施の形態６はこれに限定されるものではなく、ＩＦ信号が不平衡信号の場合にも適用できる。図３０は、この実施の形態６の一変形例による、不平衡信号であるＩＦ信号をミキシングするため偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。この変形例では、抵抗１９ａ，１９ｂの接続点に接続された反転ＩＦ端子９ｂが取り除かれており、第１の直列部では、抵抗１０ａとダイオード１ａとキャパシタ１７ａとが直列に接続され、第２の直列部では、抵抗１０ｂとダイオード１ｂとキャパシタ１７ｂとが直列に接続されいる。これにより、ＩＦ信号は不平衡信号としてＩＦ端子９のみから入出力される。この変形例においても、ＡＰＤＰ１１の直流特性はＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００６１】
また、ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部のダイオードの数は１つに限定されるものではない。ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部には２つ以上のダイオードが多段従属接続され得る。この変形例は、上記実施の形態２で述べたように、入力する信号のレベルが高くなった場合にひずみの大きさを抑制することができる。
【００６２】
実施の形態７．
図３１はこの発明の実施の形態７による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。図中、図１０に示したものと同一の符号は上記実施の形態１による偶高調波ミクサと同一ないしは相当部分を示しており、以下ではその説明を省略する。この実施の形態７によるＡＰＤＰ１１は、その一端において抵抗１０ａ，１０ｂが接続されるように、第１の直列部では抵抗１０ａはダイオード１ａのカソードに接続され、第２の直列部では抵抗１０ｂはダイオード１ｂのアノードに接続されている。
【００６３】
また、図３１において、１０ｃは一端がダイオード１ａのアノードに直列に接続された抵抗、１０ｄは一端がダイオード１ｂのカソードに直列に接続された抵抗、１６ａは抵抗１０ｃに並列に接続されたキャパシタ、１６ｂは抵抗１０ｄに並列に接続されたキャパシタ、１８ａは一端がダイオード１ａのカソードと抵抗１０ａの接続点に接続されたキャパシタ、１８ｂは一端がダイオード１ｂのアノードと抵抗１０ｂの接続点に接続されたキャパシタである。抵抗１０ａ，１０ｂは接続されその接続点はＩＦ端子９ａに接続されている。抵抗１０ｃ，１０ｄの他端同士は接続されその接続点はＬＰＦ６を介して反転ＩＦ端子９ｂに接続されているとともに、ＨＰＦ４０を介して接地電位に接続されている。キャパシタ１８ａ，１８ｂの他端同士は接続されその接続点はＨＰＦ４を介してＲＦ端子７に接続されているとともに、ＢＰＦ５を介してＬＯ端子８に接続されている。なお、キャパシタ１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂのそれぞれの容量は、ＲＦ信号およびＬＯ波を通過させかつＩＦ信号を阻止するような値に設定されている。
【００６４】
次に動作について説明する。
以下ではＲＦ信号およびＬＯ波をそれぞれＲＦ端子７およびＬＯ端子８に印加し、ＩＦ信号およびその反転信号をＩＦ端子９ａおよび反転ＩＦ端子９ｂから取り出す受信用ミクサを想定して説明する。
【００６５】
ＲＦ端子７に印加されたＲＦ信号はＨＰＦ４を経てＡＰＤＰ１１に入力される。入力されたＲＦ信号はキャパシタ１８ａまたはキャパシタ１８ｂを経てダイオード１ａまたはダイオード１ｂに入力し、さらにキャパシタ１６ａまたはキャパシタ１６ｂを経て接地電位へと至る。したがって、抵抗１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄによるＲＦ信号の電圧降下が生じない。一方、直流電流はキャパシタ１８ａ，１８ｂで阻止されるので、ダイオード１ａと抵抗１０ａ，１０ｃとが接続された第１の直列部とダイオード１ｂと抵抗１０ｂ，１０ｄとが接続された第２の直列部とから構成される並列回路は、上記実施の形態１によるＡＰＤＰと同様に動作する。したがって、このような構成のＡＰＤＰ１１を用いた偶高調波ミクサにおいても、ＡＰＤＰ１１の直流特性はＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００６６】
また、ダイオード１ａまたはダイオード１ｂで発生したＩＦ信号はキャパシタ１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂで阻止されるので、ＩＦ信号および反転ＩＦ信号は抵抗１０ａ，１０ｂの接続点並びに抵抗１０ｃ，１０ｄの接続点からそれぞれ出力される。このとき、ＲＦ信号は、抵抗１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄのそれぞれの抵抗値に比べてキャパシタ１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂのそれぞれの呈するインピーダンスが小さいので、抵抗１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄで阻止されてＩＦ端子９ａおよび反転ＩＦ端子９ｂに現れることはない。したがって、これまでに示した実施の形態１から実施の形態３において必要であった、ＩＦ信号だけを通過させる低域通過フィルタ（ＬＰＦ）がなくても、ＩＦ信号を平衡信号として出力することができる。
【００６７】
この実施の形態７による偶高調波ミクサは、ＩＦ信号を入力してＲＦ信号およびＬＯ波を出力する送信用ミクサとしても使用可能であり、この場合も同様な効果を奏する。
【００６８】
以下に示すように、上記した実施の形態７は多くの変形例があり得る。
上記説明ではＩＦ信号が平衡信号であると仮定してきたが、この実施の形態７はこれに限定されるものではなく、ＩＦ信号が不平衡信号の場合にも適用できる。図３２は、この実施の形態７の一変形例による、不平衡信号であるＩＦ信号をミキシングするため偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。この変形例では、抵抗１０ｃ，１０ｄの接続点にＬＰＦ６を介して接続された反転ＩＦ端子９ｂが取り除かれている。これにより、ＩＦ信号は不平衡信号としてＩＦ端子９のみから入出力される。この変形例においても、ＡＰＤＰ１１の直流特性はＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００６９】
また、ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部のダイオードの数は１つに限定されるものではない。ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部には２つ以上のダイオードが多段従属接続され得る。この変形例は、上記実施の形態２で述べたように、入力する信号のレベルが高くなった場合にひずみの大きさを抑制することができる。
【００７０】
実施の形態８．
図３３はこの発明の実施の形態８による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。図中、図２１に示したものと同一の符号は上記実施の形態３による偶高調波ミクサと同一ないしは相当部分を示しており、以下ではその説明を省略する。この実施の形態８によるＡＰＤＰ１１は、その一端において抵抗１０ａ，１０ｂが接続されるように、第１の直列部では抵抗１０ａはダイオード１ａのカソードに接続され、第２の直列部では抵抗１０ｂはダイオード１ｂのアノードに接続されている。キャパシタ１４ａは抵抗１０ａに並列に接続されており、キャパシタ１４ｂは抵抗１０ｂに並列に接続されている。
【００７１】
また、図３３において、２０ａは一端がダイオード１ａのアノードに直列に接続されたキャパシタ、２０ｂは一端がダイオード１ｂのカソードに直列に接続されたキャパシタ、２１ａは一端がダイオード１ａのアノードとキャパシタ２０ａの接続点に接続された抵抗、２１ｂは一端がダイオード１ｂのカソードとキャパシタ２０ｂの接続点に接続された抵抗である。抵抗１０ａ，１０ｂの接続点は、ＨＰＦ４を介してＲＦ端子７、ＢＰＦ５を介してＬＯ端子８、およびＬＰＦ６を介してＩＦ端子９ａに接続されている。抵抗２１ａ，２１ｂの他端同士は接続されその接続点は反転ＩＦ端子９ｂに接続されている。キャパシタ２０ａ，２０ｂの他端同士は接続されその接続点は接地電位に接続されている。なお、キャパシタ１４ａ，１４ｂ，２０ａ，２０ｂのそれぞれの容量は、ＲＦ信号およびＬＯ波を通過させかつＩＦ信号を阻止するような値に設定されている。
【００７２】
次に動作について説明する。
以下ではＲＦ信号およびＬＯ波をそれぞれＲＦ端子７およびＬＯ端子８に印加し、ＩＦ信号およびその反転信号をＩＦ端子９ａおよび反転ＩＦ端子９ｂから取り出す受信用ミクサを想定して説明する。
【００７３】
ＲＦ端子７に印加されたＲＦ信号はＨＰＦ４を経てＡＰＤＰ１１に入力される。入力されたＲＦ信号はキャパシタ１４ａまたはキャパシタ１４ｂを経てダイオード１ａまたはダイオード１ｂに入力し、さらにキャパシタ２０ａまたはキャパシタ２０ｂを経て接地電位へと至る。したがって、抵抗１０ａ，１０ｂ，２１ａ，２１ｂによるＲＦ信号の電圧降下が生じない。一方、直流電流はキャパシタ２０ａ，２０ｂで阻止されるので、ダイオード１ａと抵抗１０ａ，２１ａとが接続された第１の直列部とダイオード１ｂと抵抗１０ｂ，２１ｂとが接続された第２の直列部とから構成される並列回路は、上記実施の形態１によるＡＰＤＰと同様に動作する。したがって、このような構成のＡＰＤＰ１１を用いた偶高調波ミクサにおいても、ＡＰＤＰ１１の直流特性はＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００７４】
また、ダイオード１ａまたはダイオード１ｂで発生したＩＦ信号はキャパシタ１４ａ，１４ｂ，２０ａ，２０ｂで阻止されるので、ＩＦ信号および反転ＩＦ信号は抵抗１０ａ，１０ｂの接続点並びに抵抗２１ａ，２１ｂの接続点からそれぞれ出力される。このとき、ＲＦ信号は、抵抗１０ａ，１０ｂ，２１ａ，２１ｂのそれぞれの抵抗値に比べてキャパシタ１４ａ，１４ｂ，２０ａ，２０ｂのそれぞれの呈するインピーダンスが小さいので、抵抗１０ａ，１０ｂ，２１ａ，２１ｂで阻止されてＩＦ端子９ａおよび反転ＩＦ端子９ｂに現れることはない。したがって、これまでに示した実施の形態１から実施の形態３において必要であった、ＩＦ信号だけを通過させる低域通過フィルタ（ＬＰＦ）がなくても、ＩＦ信号を平衡信号として出力することができる。
【００７５】
この実施の形態８による偶高調波ミクサは、ＩＦ信号を入力してＲＦ信号およびＬＯ波を出力する送信用ミクサとしても使用可能であり、この場合も同様な効果を奏する。
【００７６】
以下に示すように、上記した実施の形態８は多くの変形例があり得る。
上記説明ではＩＦ信号が平衡信号であると仮定してきたが、この実施の形態８はこれに限定されるものではなく、ＩＦ信号が不平衡信号の場合にも適用できる。図３４は、この実施の形態８の一変形例による、不平衡信号であるＩＦ信号をミキシングするため偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。この変形例では、抵抗２１ａ，２１ｂの接続点に接続された反転ＩＦ端子９ｂが取り除かれており、第１の直列部では、抵抗１０ａとダイオード１ａとキャパシタ２０ａとが直列に接続され、第２の直列部では、抵抗１０ｂとダイオード１ｂとキャパシタ２０ｂとが直列に接続されている。これにより、ＩＦ信号は不平衡信号としてＩＦ端子９ａのみから入出力される。この変形例においても、ＡＰＤＰ１１の直流特性はＬＯ波電力の変動および温度変化に伴い大きく変動することはないので、ＬＯ波電力の変動および温度変化に起因する変換利得の変動を抑制することができる。
【００７７】
また、ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部のダイオードの数は１つに限定されるものではない。ＡＰＤＰ１１を構成する各直列部には２つ以上のダイオードが多段従属接続され得る。この変形例は、上記実施の形態２で述べたように、入力する信号のレベルが高くなった場合にひずみの大きさを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図２】 従来の偶高調波ミクサに用いられるＡＰＤＰの直流特性を示すグラフである。
【図３】 ＡＰＤＰに印加されるＬＯ波の波形を示す図である。
【図４】 ＡＰＤＰに印加されるＬＯ波の波形とＡＰＤＰに流れる電流波形との関係を示すグラフである。
【図５】 ＡＰＤＰのダイオードを流れる電流波形およびダイオードのコンダクタンスの時間変化を示すグラフである。
【図６】 印加するＬＯ波の振幅を最適値以下に設定した場合、最適値に設定した場合、最適値以上に設定した場合にそれぞれＡＰＤＰに流れる電流波形を示すグラフである。
【図７】 従来の偶高調波ミクサの変換利得のＬＯ波電力依存性を示すグラフである。
【図８】 従来の偶高調波ミクサに用いられるＡＰＤＰの直流特性の温度依存性を示すグラフである。
【図９】 従来の偶高調波ミクサの変換利得のＬＯ波電力依存性の温度変化に伴う変動を示すグラフである。
【図１０】 この発明の実施の形態１による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図１１】 この発明の実施の形態１による偶高調波ミクサに用いられるＡＰＤＰの直流特性を示すグラフである。
【図１２】 この発明の実施の形態１による偶高調波ミクサの変換利得のＬＯ波電力依存性を示すグラフである。
【図１３】 この発明の実施の形態１による偶高調波ミクサに用いられるＡＰＤＰの直流特性の温度依存性を示すグラフである。
【図１４】 この発明の実施の形態１による偶高調波ミクサの変換利得のＬＯ波電力依存性の温度変化に伴う変動を示すグラフである。
【図１５】 この発明の実施の形態１の一変形例による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図１６】 この発明の実施の形態１の他の変形例による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図１７】 この発明の実施の形態１による偶高調波ミクサに用いられるＡＰＤＰの他の例の構成を示す概略回路図である。
【図１８】 この発明の実施の形態１による偶高調波ミクサに用いられるＡＰＤＰの他の例の構成を示す概略回路図である。
【図１９】 この発明の実施の形態１による偶高調波ミクサに用いられるＡＰＤＰの他の例の構成を示す概略回路図である。
【図２０】 この発明の実施の形態２による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図２１】 この発明の実施の形態３による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図２２】 この発明の実施の形態３による偶高調波ミクサに用いられるＡＰＤＰにおけるＲＦ信号の流れを示す図である。
【図２３】 この発明の実施の形態３の一変形例による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図２４】 この発明の実施の形態４による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図２５】 この発明の実施の形態４による偶高調波ミクサに用いられるＡＰＤＰにおけるＲＦ信号の流れを示す図である。
【図２６】 この発明の実施の形態４の一変形例による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図２７】 この発明の実施の形態５による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図２８】 この発明の実施の形態５の一変形例による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図２９】 この発明の実施の形態６による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図３０】 この発明の実施の形態６の一変形例による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図３１】 この発明の実施の形態７による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図３２】 この発明の実施の形態７の一変形例による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図３３】 この発明の実施の形態８による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
【図３４】 この発明の実施の形態８の一変形例による偶高調波ミクサの構成を示す概略回路図である。
Claims (1)
- 第１の接続点および第２の接続点間に第１の抵抗、第１のダイオードおよび第２の抵抗の順に直列に接続された第１の直列部と、
上記第１の接続点および上記第２の接続点間に第３の抵抗、第２のダイオードおよび第４の抵抗の順に直列に接続されると共に上記第１の直列部に対して並列に接続され、且つ上記第１および第２のダイオードの極性が逆になるように接続された第２の直列部とを備え、
上記第１の直列部は、
上記第１の抵抗に並列に接続された第１のキャパシタおよび上記第２の抵抗に並列に接続された第２のキャパシタを有しており、
上記第２の直列部は、
上記第３の抵抗に並列に接続された第３のキャパシタおよび上記第４の抵抗に並列に接続された第４のキャパシタを有しており、
ＬＯ波の印加、ＲＦ信号およびＩＦ信号の入出力を上記第１の接続点および上記第２の接続点のうちの少なくともいずれか一方から行うアンチパラレルダイオードペア手段を備えた偶高調波ミクサ。
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