JPH03102902A - マイクロ波受信機のリミッタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明は受信されたマイクロ波信号に含まれる過大電力
を抑制し、後段に設けられるマイクロ波信号処理部を保
護するマイクロ波受信機のリミッタ装置に関し、特に簡
略な構成で広帯域の受信マイクロ波信号に対してアイソ
レーション（過大電力抑制）を十分にとることができる
マイクロ波受信機のリミッタ装置に関し、 簡略な回路構或でアイソレーションを十分確保でき、広
帯域の入力信号に対処することができるマイクロ波受信
機のリミッタ装置を得ることを目的とし、 マイクロ波アンテナとマイクロ波信号処理部との間に設
けられ、上記マイクロ波アンテナにて受信される信号に
含まれる過大電力を一定値以下に抑制するマイクロ波受
信機のリミッタ装置において、上記マイクロ波アンテナ
の受信したマイクロ波信号に含まれる過大電力を一定値
に抑制するりミッタダイオードと、該リミッタダイオー
ドの出力側に接続され、入力マイクロ波信号を複数に分
波する第１の方向性結合器と、該第１の方向性結合器の
出力側に並列接続され、上記複数の分波入力マイクロ波
信号に対応する複数のダイオードと、該複数のダイオー
ドの各出力マイクロ波信号を合波する第２の方向性結合
器とを備え、上記受信されたマイクロ波信号の過大電力
をリミッタダイオード及び複数のダイオードで反射し、
マイクロ波信号処理部を保護するように構戊する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は受信されたマイクロ波信号に含まれる過大電力
を抑制し、後段に設けられるマイクロ波信号処理部を保
護するマイクロ波受信機のリミッタ装置に関し、特に簡
略な構成で広帯域の受信マイクロ波信号に対してアイソ
レーション（過大電力抑制）を十分にとることができる
マイクロ波受信機のリミッタ装置に関する。

近年、マイクロ波通信方式は一つの周波数の電波に、同
時に数百回線から千数百回千の通信をのせる多重通信と
して使えることから、情報化社会の進展と共に特に注目
されつつある。上記マイクロ波通信法は、送・受信アン
テナを共有する一般の大電カレーダ装置又は高感度の受
信器を有するレーダ装置において、この受信器を過大入
力から保護するためにマイクロ波受信機のリミッタ装置
が必要となる。

上記マイクロ波受信機のリミッタ装置は、ガス放電を利
用したＴＲ管、半導体を利用したＰＩＮダイオード等の
各種のリミッタが開発されつつあるが、特にＰＩＮダイ
オードが高速性、定定性、長寿命性の特性から広く使わ
れつつある。この種々の特性を有するＰＩＮダイオード
のマイクロ波受信機のリミッタ装置について、送信電力
の回り込み及び外来の過大電力を十分抑制するいわゆる
アイソレーションが十分確保できるものが必要となる。

〔従来の技術〕

従来、この種のマイクロ波受信機のリミッタ装置として
第４図乃至第６図に示すものがあった。

上記第４図は従来のマイクロ波受信機のリミッタ装置の
回路構威図を示し、同図において従来のマイクロ波受信
機のリミッタ装置は、マイクロ波アンテナ（図示の省略
゛する）側の入力端子Ｔ１、アース端子Ｔ２の伝送線路
（マイクロ波集積回路の場合にはストリップ線路）に並
列に接続され、上記マイクロ波アンテナにて受信された
マイクロ波信号に含まれる過大電力を一定値に抑制する
前段のＰＩＮダイオード２１と、該前段のＰＩＮダイオ
ード２１の出力側に並列に接続され、後述する検波ダイ
オード２５ａによる直流電圧の帰還及びバイアス用とし
て作用する抵抗２２と、該抵抗２２の出力側に接続され
、上記伝送線路に電磁的に結合することにより受信マイ
クロ波信号の一部を取り出すカプラ２３と、該カプラ２
３にて取り出された信号を増幅するＲＦアンプ２４と、
該ＲＦアンプ２４にて増幅した信号を検波する検波ダイ
オード２５ａと、該検波ダイオード２５ａ及び前段のＰ
ＩＮダイオード２１の各出力信号が入力され、入力信号
に含まれる過大電力を一定値に抑制する後段のＰＩＮダ
イオード２６とを備える構成である。

次に、上記構成に基づく従来装置の動作について説明す
る。まず、マイクロ波アンテナに受信されたマイクロ波
信号が入力端子Ｔ　１アース端子ｌ Ｔ２間に入力された場合、前段のＰＩＮダイオード２１
は上記入力されたマイクロ波信号の電力により励振され
て短絡状態となり、このマイクロ波信号を反射すること
により受信側への出力を予め定められた一定値に抑制す
る。

さらに、上記抑制されたマイクロ波信号の一部をカプラ
２３にて取出し、ＲＦアンプ２４にて増幅した後に検波
ダイオード２５ａで検波する。この検波ダイオード２５
ａの検波により得られる直流電圧分は、上記前段のＰＩ
Ｎダイオード２１の出力マイクロ波信号に重畳されるこ
とにより後段のＰｒＮダイオード２６のスレッショール
ドレベルを引き下げる。かつ前段及び後段のＰＩＮダイ
オード２１、２６に入力されるマイクロ波信号のアイソ
レーションを最大にとるように構成される。

また、上記第５図は他の従来のマイクロ波受信機のリミ
ッタ装置の回路構成図を示し、同図において他の従来の
マイクロ波受信保護装置は、前記従来装置と同様に前段
のＰＩＮダイオード２１、後段のＰＩＮダイオード２６
を有し、該後段のＰＩＮダイオード２６の出力側信号を
一部取り出して検波する検波ダイオード２５ｂと、該検
波ダイオード２５ｂの出力を増幅する直流アンプ２７と
を追加して構成される。

上記構威に基づく他の従来装置は前段及び後段の各ＰＩ
Ｎダイオード２１、２６の出力を検波し、この検波した
直流電流を増幅して帰還制御することにより、スレッシ
ョールドレベルを調整することとしている。

さらにまた、上記第６図は他の従来のマイクロ波受信機
のリミッタ装置の回路構成図を示し、同図において他の
従来のマイクロ波受信機のリミツ夕装置は、ＰＩＮダイ
オード２９と検波ダイオード２５ｃとを並列接続し、こ
の各ＰＩＮダイオード２９と検波ダイオード２５ｃとの
伝送線路における間隔をλ／４とする構成である。

上記構戊に基づく他の従来装置は検波ダイオード２５ｃ
の検波電圧でＰＩＮダイオード２９のスレッショールド
レベルを引き下げると共に、上記検波ダイオード２５ｃ
によるアイソレーションをも利用して全体のアイソレー
ションを十分にとることができるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の各マイクロ波受信機のリミッタ装置は以上のよう
に構或されていたので、上記第４図及び第５図に記載の
各従来装置にあってはカプラ、ＲＦアンプ又は直流アン
プを別途設けなければならず回路構成が複雑化し、さら
に広帯域の入力マイクロ波信号に対しては別途ＰＩＮダ
イオードを追加しなければならないという課題を有して
いた。

また、上記第６図記載の他の従来装置にあっては、回路
構或が簡略な構成となるが、検波ダイオードの減衰量が
約５〜８ｄＢであることから、全体的なアイソレーショ
ンを十分とることができず、また広帯域化を図るために
はさらに別のダイオードを追加しなければならないとい
う課題を有していた。

本発明は上記各従来の課題を解消するためになされたも
ので、簡略な回路構戊でアイソレーションを十分確保で
き、広帯域の入力信号に対処することができるマイクロ
波受信機のリミッタ装置を得ること−を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図である。

同図において本発明に係るマイクロ波受信機のリミッタ
装置は、マイクロ波アンテナとマイクロ波信号処理部と
の間に設けられ、上記マイクロ波アンテナにて受信され
る信号に含まれる過大電力を一定値以下に抑制するマイ
クロ波受信機のリミッタ装置において、上記マイクロ波
アンテナの受信したマイクロ波信号に含まれる過大電力
を一定値以下に抑制するリミッタダイオード１と、該リ
ミッタダイオードｌの出力側に接続され、入力マイクロ
波信号を複数に分波する第１の方向性結合器２と、該第
１の方向性結合器２の出力側に並列接続され、上記複数
の分波入力マイクロ波信号に対応する複数のダイオード
３と、該複数のダイオード３の各出力マイクロ波信号を
合波する第２の方向性結合器４とを備え、上記受信され
たマイクロ波信号の過大電力をリミッタダイオード１及
び複数のダイオード３で反射し、マイクロ波信号処理部
を保護するように構成する。

〔作用〕

本発明によれば、前段のリミッタダイオードにてマイク
ロ波信号を一定値以下に抑制し、後段の複数のダイオー
ドヘ該各ダイオードに各々入力信号を方向性結合器にて
分波し、該分波した各マイクロ波信号を再度方向性結合
器で合波することにより、簡略な構戊で各ダイオードの
スレッショールドレベルを引き下げることができること
となり、広帯域の周波数に対して、十分なアイソレーシ
ョンを確保できることとなる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第２図に基づいて説明する。

この第２図に本実施例装置の回路構成図を示し、同図に
おいて本実施例に係るマイクロ波受信機のリミッタ装置
は、マイクロ波アンテナが受信したマイクロ波信号に含
まれる過大電力を一定値に抑制するＰＩＮダイオード１
ｌと、該ＰＩＮダイオード１１の出力側に接続され、入
力されたマイクロ波信号を２つの信号に所定比率で分波
し、方向性結合器として作用するハイブリッドｌ２と、
該ハイブリッド｛２にて分波された一方の信号を検波し
て直流電流を出力する検波ダイオード１３ａと、上記ハ
イブリッド１２にて分波された他方の信号に含まれる過
大電力を抑制するＰＩＮダイオード１３ｂと、上記ハイ
ブリッド１２にて分波され、検波ダイオード１３ａにて
検波されると共にＰＩＮダイオード１３ｂにて過大電力
が抑制された各信号を、上記ハイブリッド１２の所定比
率と同比率で合波し、方向性結合器として作用するハイ
ブリッド１４とを備える構成である。

次に、上記構成に基づく本実施例装置の動作を作用と共
に説明する。まず、マイクロ波アンテナからの受信マイ
クロ波信号が端子Ｔ．に入力され、ｎ この入力されたマイクロ波信号が利得５０ｄＢと仮定す
る。この利得５０ｄＢのマイクロ波信号がＰＩＮダイオ
ード１１（減衰量２５ｄＢとする）により２５ｄＢまで
低減する。さらに、ハイブリッド１２により検波ダイオ
ード１３ａ（減衰量７ｄＢとする）とＰＩＮダイオード
１３ｂ（減衰ｆｆｉ２５ｃｉＢとする）との各減衰量の
比率に対応する割合で信号を分波する。

上記ハイブリッド１２で分波された一方の信号を検波ダ
イオード１３ａで検波し、他方の信号をＰＩＮダイオー
ド１３ｂでアイソレーションをとる。上記検波ダイオー
ド１３ａの検波により得られる直流電圧に基づきＰＩＮ
ダイオード１１、１３ｂの各スレッショールドレベルを
引き下げ、全体のアイソレーションを完全なものとする
ことができる。

さらに、上記比率で分波された信号を該比率と同一の比
率でハイブリッド１５にて合波して端子Ｔ　　から出力
することとなる。

Ｏｕｔ 次に、上記実施例装置をマイク波集積回路（以下、ＭＩ
Ｃ）として構成した場合の回路斜視図を第３図に示す。

同図において、キャリア３０上にＭＩＣ基板３１、３２
、３３が配列され、該ＭＩＣ基板３１、３２、３３上に
配設されたバイパスコンデンサ３４、３６、４０、４４
、４７、ＰＩＮダイオード３５、４１、検波ダイオード
３９、パターン抵抗３７、４５、４６、ハイブリッド３
８、４２、アース用リボン４３が各々スリトップ線路に
より結合される。

上記ストリップ線路からハイブリッド３８へ入力された
マイクロ波信号は、ハイブリッド３８の電磁結合の間隙
に対応する分波比率で分波する。

この分波されたマイクロ波信号は検波ダイオード３９と
ＰＩＮダイオード４１とに各々入力され、各々検波され
、またアイソレーションがとられることとなる。この検
波ダイオード３９及びＰＩＮダイオード４１にて反射さ
れたマイクロ波信号は、ハイブリッド３８に逆に入力さ
れることとなるが、該ハイブリッド３８から分岐ストリ
ップ線路を通って５０Ωパターン抵抗３７及びバイパス
コンデンサ３６に吸収され、上記ＰＩＮダイオード３５
へ影響を与えることとはならない。

さらに、上記検波ダイオード３９及びＰＩＮダイオード
４ｌからの各マイクロ波信号は、ハイブリッド４２に入
力され上記ハイブリッド３８の分波比率と同比率で合波
されることとなる。

なお、上記実施例においては２つのハイブリッド１２、
１４間に接続される２つのダイオードを検波ダイオード
１３ａ及びＰＩＮダイオード１３ｂにて構成したが、２
つのダイオードを共に検波ダイオードとして構成するこ
ともできる。

また、上記実施例において２つのハイブリッド１２、１
４にてマイクロ波信号を２つの信号に分波、合波する構
成としたが、２以上の任意の数に分波する構威とするこ
ともできる。この場合には任意の数に対応する検波ダイ
オード、ＰＩＮダイオードが接続されることとなる。

さらにまた、上記実施例においてはマイクロ波集積回路
として構威したが、集積化することなく導体管系又は同
軸系等のマイクロ波伝送路あるいは回路素子にて構成す
ることもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、前段のリミッタダ
イオードにてマイクロ波信号を一定値以下に抑制し、後
段の複数のダイオードヘ該各ダイオードに各々入力信号
を方向性結合器にて分波し、該分波した各マイクロ波信
号を再度方向性結合器で合波する構威を採ったことから
、簡略な構成で各ダイオードのスレッショールドレベル
を引き下げることができることとなり、広帯域の周波数
に対して、十分なアイソレーションを確保できるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２図は本発明の一実施例構成図、 第３図は本発明の一実施例装置をマイクロ波集積回路と
した場合の回路斜視図、 第４図乃至第６図は従来装置の構成回路図を示す。 １・・・リミッタダイオード ２・・・第１の方向性結合器 ３・・・複数のダイオード ４・・・第２の方向性結合器 １１　　１３ｂ，２１、２６、２９・・・ＰＩＮダイオ
ード １２、１４・・・ハイブリッド １　３　ａ　，　２　５　ａ　，　２　５　ｂ　，　２
　５　ｃ−・・検波ダイオード ２３・・・カプラ 葛４　回 ２７ 捉釆Ｏ，也０マイ７Ｕシぐ受信右（Ｏり安・ソタ１（置
Ｏ回ＦをＥ町茂Ｓ黍５　回 愚　６　回

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．　マイクロ波アンテナとマイクロ波信号処理部との
   間に設けられ、上記マイクロ波アンテナにて受信される
   信号に含まれる過大電力を一定値以下に抑制するマイク
   ロ波受信機のリミッタ装置において、 上記マイクロ波アンテナの受信したマイクロ波信号に含
   まれる過大電力を一定値以下に抑制するリミッタダイオ
   ード（１）と、 該リミッタダイオード（１）の出力側に接続され、入力
   マイクロ波信号を複数に分波する第１の方向性結合器（
   ２）と、 該第１の方向性結合器（２）の出力側に並列接続され、
   上記複数の分波入力マイクロ波信号に対応する複数のダ
   イオード（３）と、 該複数のダイオード（３）の各出力マイクロ波信号を合
   波する第２の方向性結合器（４）とを備え、 上記受信されたマイクロ波信号の過大電力をリミッタダ
   イオード（１）及び複数のダイオード（３）で反射し、
   マイクロ波信号処理部を保護することを特徴とするマイ
   クロ波受信機のリミッタ装置。
2. ２．　上記複数のダイオード（３）を信号検波用の検波
   ダイオードと信号に含まれる過大電力抑制用のＰＩＮダ
   イオードとで構成し、上記検波ダイオード及びＰＩＮダ
   イオードの各減衰量に対応する比率に基づき上記第１及
   び第２の方向性結合器で分波・合波することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のマイクロ波受信機のリミ
   ッタ装置。