JPH0323703A - 検波回路 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明（よ　マイクロストリップ線路を介して入力され
る被検波信号をダイオードを用いて検波する検波回路に
関する。

［従来の技術］ 従来この種の検波回路で｛よ　ダイオード５０に被検波
信号を導くマイクロストリップ線路の上部導体５２の一
部又は複数箇所に、第５図（ａ）に示すように不連続部
としてスタブ５４を設けるとか、特性インピーダンス変
化点として第５図（ｂ）に示すように太線部５６を設け
てマイクロストリップ線路のインピーダンスを低くする
か、或は第５図（Ｃ）に示すようにくびれ５８を設けて
マイクロストリップ線路のインピーダンスを高くするこ
とにより、検波回路と検波回路の入力側に接続される外
部回路とのインピーダンスを整合させている。

しかしこのようなスタブや特性インピーダンスによる整
合で｛よ　マイクロストリップ線路に接続されるダイオ
ードの特性や取付位置等のばらつき二より、検波回路の
入力インピーダンスが変化して、外部回路との整合がず
れてしまうことがある。

方近年では、こうした整合のずれを調整するため１：，
例え（Ｌ　特公昭５９−４３８４１号の如く、マイクロ
ストリップ線路の接地導体内に、信号の伝搬方向に対し
て直角方向に短絡端が挿入された導波管を設け、導波管
内での短絡端の位置調整により整合のずれを調整できる
ようにするとか、或は特開昭６２−２６９４０２号の如
く、スタブ周囲に金属線で接続可能な複数の調整用ラン
ドを設け、各調整用ランドとスタプとの接続状態を切り
換えることにより整合のずれを調整する、といったこと
が考えられている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしこうした従来の調整方法では次のような問題があ
る． 即ち、上記前者の方法で１上　導波管及びその内部に挿
入する短絡端を設けなければならず、構造が複雑になる
とか、導波管内部での短絡端の位置調整で１よ　入力イ
ンピーダンスの微調整が難しく、調整に時間がかかると
いった問題があり、上記後者の方法で１よ　調整用ラン
ドとスタプとを金属線で接続しなければならず、調整に
手間がかかるといった問題がある。

そこで本発明｛表　マイクロストリップ線路を介して入
力される被検波信号をダイオードを用いて検波する検波
回路において、入力側に接続される外部回路とのインピ
ーダンス整合のずれを、簡単に、しかも精度よく調整で
きるようにすることを目的としてなされた ［課題を解決するための手段］ 上記目的を達するためになされた本発明（上ダイオード
を用いた検波回路であって、当該検波回路と当該検波回
路の入力側に接続される外部回路とのインピーダンスが
整合するように予め形成さね　該外部回路から出力され
る被検波信号を上記ダイオードに導くマイクロストリッ
プ線路と、 上記ダイオードにバイアス電圧を供給するバイアス電圧
供給回路と、 を備えると共に　上記電圧供給回路を、上記バイアス電
圧を調節可能に構成してなることを特徴とする検波回路
を要旨としている。

［作用］ このように本発明の検波回路で１よ　バイアス電圧を調
整可能なバイアス電圧供給回路によって、検波用のダイ
オードにバイアス電圧が供給される．周知のようにダイ
オード（よ　バイアス電圧によって内部インピーダンス
が変化するため、バイアス電圧供給回路側でバイアス電
圧を調節することによりダイオードの内部インピーダン
スを変化させることができる。またダイオードの内部イ
ンピーダンスが変化すると、検波回路自体の入力インピ
ーダンスも変化する。

従って本発明の検波回路において１よ　ダイオードの特
性や取付位置等のばらつきにより、マイクロストリップ
線路により決定される入力インピーダンスが外部回路の
出力インピーダンスと一致（整合）しなくなっても、バ
イアス電圧供給回路からダイオードへのバイアス電圧を
調節することにより、整合のずれを補正できる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面と共に説明する．まず第２
図は本発明が適用された実施例の移動体識別装置の概略
構成図である。

移動体識別装置１友　地上に設置された固定局としての
質問器２と、車両等の移動体に設置された移動局として
の応答器４とから構成されている。

ここで応答器４｛上　質間器２から発射されたマイクロ
波を受信すると共１：，この受信したマイクロ波を、当
該応答器４が設置された移動体を表す固有の識別データ
（例え＋ｉｌＤコード）によってＡＭ変調し、その変調
波を質問器２に送信するようにされている。

また質問器２　１；Ｉｌｌ．　　マイクロ波を所定方向
に発射して、特定場所を通過する移動体に設置された応
答器４から上記のようにＡ．Ｍ変調されたマイクロ波を
出力させると共１：．このＡＭ変調されたマイクロ波を
受信して上記識別データを復調するためのもので、例え
ばマイクロ波を発生する誘電体共振器安定化発振器，　
　ＰＬＬ制御を用いたシンセサイザ発振器等からなる発
振器１０と、ＡＭ変調されたマイクロ波を検波して復調
する検波器１２と、この検波器１２からの出力信号を増
幅するオペアンプ等からなる増幅器１４と、例えばマイ
クロストリップス口ットアレイアンテナ，方形パッチア
レイアンテナ等からなる送受信アンテナ１６と、発振器
１０により発生されたマイクロ波を送受信アンテナ１６
に伝達して送信させると共に送受信アンテナ１６により
受信したマイクロ波を検波器１２に伝達して復調させる
サーキュレータ］８と、から構成されている。

尚上記の構成により、質問器２の増幅器１４から（よ　
特定場所を通過する移動体を表すデータが出力されるこ
ととなるが、このデータ（上　図示しないホストコンピ
ュータに出力さ札　特定場所を通過する移動体を識別し
て種々のデータを作成するのに使用される。

次に質問器２に設けられた検波器１２｛よ　第１図に示
す如く構成されている． 図に示す如く、検波器１２においてｃ社　サーキュレー
タ１８を介して入力される応答器４からのマイクロ波が
、サーキュレータ１８側のインピーダンスに整合された
マイクロストリップ線路Ｌｌ，及び直流成分をカットす
るコンデンサＣを介して，ダイオードＤのカソード側に
伝達される。ダイオードＤｌ＆　　ショットキーダイオ
ード．　ビンダイオード等からなる検波用のダイオード
で、カソード側に伝達されたマイクロ波を検波して、ア
ノード側から出力する。するとこの検波信号は、　］／
４波長オーブンスタブＳ１及びＲＦチョーク回路Ｃ口１
を介して、負荷抵抗器Ｒ１が接続された増幅器１４側に
出力される。

１／４波長オープンスタブＳ　ｌ　ｆ＆　　ダイオード
Ｄから出力される検波信号の内の高周波信号成分を除去
するためのもので、ダイオードＤ側から見たインピーダ
ンスがマイクロ波の周波数において短絡状態となるよう
に設計されている。またＲ「チョーク回路Ｃ日１１よ　
２個の１／４波長高インピーダンス線路Ｌ２と１／４波
長オープンスタブＳ１とにより検波信号の内の高周波信
号成分をカットするローパスフィルタとして構成されて
いる。

このためダイオードＤに入力されるマイクロ波の高周波
成分は　ダイオードＤにより検波された後，全て１／４
波長オーブンスタプＳ１側で消費されることとなり、ダ
イオードＤにおいて入力信号電力を損失なく検波し、そ
の検波信号の内の低周波信号成分（即ち応答器４が設置
された移動体を表す識別コードの信号成分）のみを増幅
器１４側に出力することが可能となる。

尚増幅器１４側に設けられた負荷抵抗器Ｒ　１　［＠当
該検波器１２からの検波出力を電圧信号として増幅器１
４に出力するためのものである。

次にダイオードＤにマイクロ波を導くマイクロストリッ
プ線路Ｌ１に（上　ダイオードＤを検波効率が最高とな
るバイアス条件下で作動させたときに　当該検波器１２
の入カインピーダンスがサーキュレータ１８の出力イン
ピーダンスと一致（整合）するように調整された入力整
合用スタブＳ２が設けられている。

また次にマイクロストリップ線路Ｌｌｆｔ，ＲＦチョー
ク回路Ｃ日２を介して、一端が接地された接地抵抗器Ｒ
２に接続されており、当該検波器１２の出力端にｌ上　
１／４波長高インピーダンス線路Ｌ２及び可変抵抗器ｖ
Ｒ１を介して、図示しない定電圧回路により生成された
一定電圧（十Ｂ）が印加されている。

このためダイオードＤに（友　可変抵抗器ＶＲＩ，接地
抵抗器Ｒ　２，　　及び負荷抵抗器Ｒ１により決定され
る順方向のバイアス電圧が印加されることとなる。尚マ
イクロストリップ線路Ｌ１に接続されたＲＦチョーク回
路Ｃ口２｛よ　マイクロストリップ線路Ｌ１から負荷抵
抗器Ｒ１へ流れるマイクロ波をカットするためのもので
、出力側に設けられたＲＦチョーク回路Ｃ口１と同様Ｉ
二構成されている。

二二で当該検波器１２とサーキュレータ１８とのインピ
ーダンス整合をとるためにマイクロストリップ線路Ｌ］
に設けられた入力整合用スタブＳ２　（−１　　当該検
波器１２０入力端から回路側を見たインピーダンスによ
って設計される。

即ち、例えば第３図（ａ）に示すように、入力端から見
たダイオードＤ自体のアドミタンスがアドミタンスチャ
ート上のＡ点にある場合に（上　人力整合用スタブＳ２
を調節して、アドミタンスを、アドミタンスチャートで
ＡからＢ，　　Ｂから中心Ｏに移動させるといった手順
で設計される。

このように入力整合用スタブＳ２を設計することにより
、検波器１２とサーキュレータ１８とのインピーダンス
を整合させることができるのであるが、ダイオードＤの
特性や取付位置　或はその取付状態（例えばダイオード
Ｄをマイクロストリップ線路Ｌ１及び１／４波長オープ
ンスタブＳ１こ接合する際に使用する半田の量等）には
ばらつきが生ずるため、このばらつきによって入力端か
ら見たダイオードＤのアドミタンスが、第４図（ｂ）に
示す如く、アドミタンスチャート上のＡ点周囲でばらつ
き、上記のように設計された入力整合用スタブＳ２のみ
で１社　検波器１２とサーキュレタ１８とのインピーダ
ンスが一致しなくなることがある。

しかし本実施例で１よ　ダイオードＤにかかるバイアス
電圧を決定する抵抗器の一つとして、可変抵抗器ＶＲＩ
が設けら札　可変抵抗器ＶＲ１によりダイオードＤにか
かるバイアス電圧を調整できるようにされている。この
ため可変抵抗器ＶＲＩを調整することにより、インピー
ダンスのずれを補正することができる。以下、この理由
について説明する。

まずダイオードＤ（上　その両端にかかる電圧の微少な
変化によって内部インピーダンスが大きく変化するとい
う特性を持っている。つまりダイオードＤＦＬ　　第４
図のような等価回路で表現することができ，順方向バイ
アス電圧を大きくしてゆくと障壁容量Ｃｄ，　　障壁抵
抗Ｒｄが共に小さくなり、反対に順方向バイアス電圧を
小さくしてゆくと障壁容量Ｃｄ，　　障壁抵抗Ｒｄが共
に大きくなる。

このことをアドミタンスチャート上で見てみると、第３
図（ａ）に示す如く、入力端から見たダイオードＤのア
ドミタンスがＡ点にある場合に｛よ順方向バイアス電圧
を変化させることにより、図中の矢印の方向に自由度を
持つことができる。

このため入力端から見たダイオードＤのアドミタンスが
、アドミタンスチャート上で、第３図（ｂ）に示すＡ１
屯　Ａ３点にある場合に（よ　順方向バイアス電圧をコ
ントロールすることによってＡ点に近づけることができ
、上記のように設計された入力整合用スタブＳ２によっ
てインピーダンスを整合させることができる。

また入力端から見たダイオードＤのアドミタンスが、ア
ドミタンスチャート上で第３図（ｂ）に示すＡ２点にあ
る場合に｛よ　ダイオードＤを入力整合用スタブＳ２の
設計時と同じバイアス条件で作動させると、第３図（Ｃ
）のように中心０からずれてしまうが、順方向バイアス
電圧を少し大きくして、第３図（ｄ）のよう１：，入力
端から見たダイオードＤのアドミタンスをＡ２点からＡ
２’点に移動させることにより、入力整合用スタブＳ２
によるインピーダンスの整合状態を改善することができ
る。

また更に入力端から見たダイオードＤのアドミタンスが
、アドミタンスチャート上で第３図（ｂ）に示すＡ４点
にある場合に（上　ダイオードＤを入力整合用スタプＳ
２の設計時と同じバイアス条件で作動させると、一第３
図（ｅ）のように中心０からずれてしまうが、順方向バ
イアス電圧を少し小さくして、第３図（ｆ）のように　
入力端から見た゜ダイオードＤのアドミタンスをＡ４点
からＡ４’点に移動させることにより、入力整合用スタ
ブＳ２によるインピーダンスの整合状態を改善すること
ができる。

このように本実施例で（友　質問器２側で応答器４から
出力されたマイクロ波を検波するのに使用される検波器
１２が、検波用のダイオードＤにかかるバイアス電圧を
、可変抵抗器ＶＲＩにより調整できるようにされている
ため、ダイオードＤの特性や取付位置等のばらつきによ
り、検波器１２とサーキュレータ１８とのインピーダン
スが整合しなくなっても、可変抵抗器ＶＲＩを用いてダ
イオードＤに印加するバイアス電圧を調整することによ
り、その整合状態のずれを簡単に補正することができる
。

尚上記のようにダイオードＤのバイアス電圧を調整した
場合の、ダイオードＤのバイアス電圧及びバイアス電流
の変化は微少であり、ダイオードＤの動作点は大きくず
れることはないため、検波器１２による検波効率を劣化
させることはない。

ここで上記実施例で｛よ　ダイオードＤの電源側に設け
られた可変抵抗器ＶＲＩによりバイアス電圧を調整する
ように構成したが、例えば接地抵抗器Ｒ２或は負荷抵抗
器Ｒ１舎可変抵抗器とし、その抵抗値を変更することに
よりバイアス電圧を調整するように構成してもよく、ま
たこれらバイアス電圧を決定する抵抗器の複数を可変抵
抗器として、バイアス電圧を調整するようにしてもよい
。

また電源電圧を変更することによってもダイオードＤに
かかるバイアス電圧は変化するので、電源電圧（＋Ｂ）
を生成する定電圧電源側で検波器１２に印加する電源電
圧（十Ｂ）を調整するようにしてもよい。

また上記実施例で｛よ　ダイオードＤの取付方向を、ダ
イオードＤのカソードを入力｛１１１１　　アノードを
出力側としているが、この方向は逆であってもよい。

また更に上記実施例で（上　ダイオードＤへのバイアス
電圧の印加方向を順方向としているが、このバイアス電
圧として（よ　逆方向であってもよい。

また第２図において、サーキュレータは時計回り方向型
を用いているが、発振器、検波器、アンテナの配置によ
って（上反時計回り方向型でもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の検波回路において（よ　バ
イアス電圧供給回路からダイオードに印加するバイアス
電圧を調整することにより、検波回路の入力インピーダ
ンスを調整して、検波回路の入力側に接続される外部回
路のインピーダンスに整合させることができる。従って
従来のようにインピーダンス整合のため１：．マイクロ
ストリップ線路の接地導体に導波管を設け、内部の短絡
端位置を調整するとか、スタプ周囲に調整用ランドを設
け、スタブと調整用ランドとの接続状態を切り換えると
いった　手間のかかる調整を行なうことなく、簡単１：
，シかも精度よくインピーダンスを整合させることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の検波器の構成を表す構成は第２図は実
施例の移動体識別装置全体の構成を表す概略構成は　第
３図は検波器とサーキュレー夕とのインピーダンスを整
合するための調整手順を説明するアドミタンスチャート
、第４図はダイオードＤの等価回路は　第５図は従来の
検波器の構成を説明する説明は　である。 １２・・・検波器　　１８・・・サーキュレータＬ１・
・・マイクロストリップ線路 Ｌ２・・・１／４波長高インピーダンス線路Ｓ１・・・
１／４波長オーブンスタブ Ｓ２・・・入力整合用スタブ Ｄ・・・ダイオード　　ＶＲＩ・・・可変抵抗器Ｒ１−
・・負荷抵抗器　　Ｒ２・・・接地抵抗器第２図 １６・・送受信アンテナ １８・・・サーキュレータ 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ダイオードを用いた検波回路であつて、 当該検波回路と当該検波回路の入力側に接続される外部
   回路とのインピーダンスが整合するように予め形成され
   、該外部回路から出力される被検波信号を上記ダイオー
   ドに導くマイクロストリップ線路と、 上記ダイオードにバイアス電圧を供給するバイアス電圧
   供給回路と、 を備えると共に、上記電圧供給回路を、上記バイアス電
   圧を調節可能に構成してなることを特徴とする検波回路
   。