JPH06204715A - 高周波回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波回路のアイソレーション特性を良くす
る。 【構成】 交差する２つの線路Ｃ３とＣ４との間に接地
層Ｅを配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＳ（通信衛星）コン
バーター等の衛星放送受信用ローノイズコンバーターに
好適な高周波回路およびエッジ結合型マイクロストリッ
プライン帯域通過型フィルター回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２は、従来の高周波切替回路の一例
を示す図である。この回路においては、出力端子１は、
線路Ｃ１を介して入力端子１に接続されるとともに、線
路Ｃ４を介して入力端子２に接続され、出力端子２は、
線路Ｃ３を介して入力端子１に接続されるとともに、線
路Ｃ２を介して入力端子２に接続されている。出力端子
１は、入力端子１または入力端子２を選択でき、出力端
子２は、入力端子１または入力端子２を選択できるよう
になっており、出力端子１および２の入力端子１および
２の選択動作は独立である。

【０００３】図１３は、図１２の従来例に使用される両
面基板の一例を示す。図１２の線路Ｃ３は、例えば、図
１３の基板Ｓの一方の面に設けられた導体１１２であ
り、図１２の線路Ｃ１およびＣ４は、図１３の基板Ｓの
他方の面に設けられた導体１１４および１１６である。

【０００４】従来の衛星放送受信システムの中間周波数
帯（１ＧＨｚ帯）における高周波切替器は、ダイオード
をオンオフすることにより切り替えをおこなっている。
図１４は、従来のダイオードを使用した高周波切替回路
の一例を示す。入力端子は、コンデンサＣ、ならびにダ
イオードＤ２，Ｄ３およびＤ４の直列回路を介して出力
端子に接続されている。コンデンサＣ１とダイオードＤ
２との接続点は、抵抗Ｒ１を介して接地されるととも
に、ダイオードＤ１を介して電圧Ｖ２が印加され、出力
端子には、電圧Ｖ１が印加される。電圧Ｖ１およびＶ２
を適当に選択することにより、ダイオードＤ２，Ｄ３お
よびＤ４をオンオフさせて切替器として動作させる。

【０００５】衛星放送受信用ローノイズコンバーターの
局部発振器と主線路とを結合するフィルター回路は、次
のような特性が要求される。 （１）局部発振器が所望の周波数以外で発振しないよう
にするために、ローカル周波数以外の周波数帯域でも安
定な負荷であること。 （２）主線路の信号の損失を減らすため、主線路から見
たフィルターの負荷は、信号帯域（ローカル周波数以外
の帯域）では全反射であること。

【０００６】このような特性を満たす回路として、従
来、図１５に示されるようなフィルター回路が広く使用
されている。これは、周知のエッジ結合型マイクロスト
リップライン帯域通過フィルター回路の局部発振器側す
なわち端子１側に、３つの抵抗素子Ｒ２，Ｒ３およびＲ
４からなるπ型減衰器２００を設けた回路である。この
回路は、減衰器２００により、局部発振器側の負荷を安
定に見えるようにするもので、リターンロスは減衰量の
２倍となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図１３の両面基板を使
用した従来の高周波切替回路においては、出力端子１が
入力端子２を選択し、出力端子２が入力端子１を選択す
ると、線路Ｃ３およびＣ４が交差するため、線路Ｃ３と
Ｃ４との結合成分が生じるため、アイソレーション特性
が劣化してしまう。

【０００８】図１４の高周波切替回路においては、単品
のダイオードのアイソレーション特性は一般にそれほど
良くないため、アイソレーション特性を向上させるため
には、ダイオードを直列に何段も接続する必要があっ
た。従って、回路規模が大きくなってしまうとともに、
ダイオードによる損失も積み重なってしまうという問題
があった。

【０００９】図１５の回路の欠点は、次の通りである。 （１）この回路では、リターンロスを大きくとろうとす
ると、減衰も単純に大きくなってしまう。 （２）減衰器２００として通常使用されるπ型減衰器
は、３つの抵抗素子を必要とする。 （３）減衰器２００の分だけ回路が長くなってしまい、
配置の自由度が小さい。 （４）局部発振器側から直流が流れ込まないときには、
問題ないが、直流が流れ込むと、抵抗で損失が生じる。

【００１０】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、アイソレーション特性の良い高周波回路
を提供することを第１の目的とする。

【００１１】本発明の第２の目的は、高周波回路におけ
るスイッチ（すなわち切替器）を小さな回路規模で且つ
低損失に構成できるようにすることにある。

【００１２】本発明の第３の目的は、一方の端子から見
た負荷が広い帯域にわたって安定であるとともに、抵抗
による直流損失を無くしたエッジ結合型マイクロストリ
ップライン帯域通過型フィルター回路を提供することに
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の高周波回
路は、第１の基板（例えば、図２の基板Ｓ１）と、第２
の基板（例えば、図２の基板Ｓ２）と、第１の基板と第
２の基板との間に配設された接地層（例えば、図１およ
び図２の接地層Ｅ）とを備え、交差する２つの線路の一
方（例えば、図１の線路Ｃ３）を第１基板の前記接地層
とは反対側の面に配設し、交差する２つの線路の他方
（例えば、図１の線路Ｃ４）を第２基板の前記接地層と
は反対側の面に配設したことを特徴とする。

【００１４】本発明の第２の高周波回路は、増幅器（例
えば、図３の増幅器２０）をスイッチとして使用するこ
とを特徴とする。

【００１５】上記増幅器をＩＦ（中間周波）アンプＩＣ
で構成し、制御電圧を変化させてオンオフを行うことが
好ましい。

【００１６】本発明のフィルター回路は、第１の端子
（例えば、図４の端子１）に局部発振器（例えば、図１
１の局部発振器５２）が接続され、第２の端子（例え
ば、図４の端子２）に主線路が接続されるエッジ結合型
マイクロストリップライン帯域通過型フィルター回路で
あって、第１端子にマイクロストリップラインを介して
接続される開放端に、他端が接地された抵抗（例えば、
図４の抵抗Ｒ）を付加するとともに、通過帯域周波数の
波長の１／４の長さのショート線路（例えば、図４のシ
ョート線路Ｌ）を付加したことを特徴とする。

【００１７】

【作用】本発明の第１の高周波回路においては、交差す
る２つの線路の間に接地層が配設される。従って、２つ
線路間のアイソレーション特性が向上するとともにに、
各線路の両端に設けられる端子間のアイソレーション特
性も良くなる。

【００１８】本発明の第２の高周波回路において、増幅
器がスイッチとして使用される。増幅器は、単体でもア
イソレーションが良くとれるため、従来のダイオードを
使用した回路と比較して段数を減らすことができ、また
増幅器は利得を有しているため、スイッチ全体としては
損失ではなく利得をもつことができ、さらにオンオフ時
の周波数特性の乱れが少なく入出力側の負荷も安定に構
成できる。

【００１９】本発明のエッジ結合型マイクロストリップ
ライン帯域通過型フィルター回路においては、第１端子
にマイクロストリップラインを介して接続される開放端
に、他端が接地された抵抗が付加される。従って、第１
端子から見える負荷を広い周波数帯域にわたって安定に
できる。また、上記開放端に、通過帯域周波数の波長の
１／４の長さのショート線路が付加される。従って、抵
抗による直流損失をなくすことができる。

【００２０】

【実施例】図１は、本発明の高周波回路の一実施例の構
成を示す。出力端子１は、線路Ｃ１を介して入力端子１
に接続されるとともに、線路Ｃ４を介して入力端子２に
接続され、出力端子２は、線路Ｃ３を介して入力端子１
に接続されるとともに、線路Ｃ２を介して入力端子２に
接続されている。出力端子１は、入力端子１または入力
端子２を選択でき、出力端子２は、入力端子１または入
力端子２を選択できるようになっており、出力端子１お
よび２の入力端子１および２の選択動作は独立である。
ここまでの構成は、従来例と同じである。

【００２１】図１の本発明の実施例の特徴は、交差する
２つの線路Ｃ３とＣ４との間に接地層Ｅを配設した点に
ある。図２は、図１の実施例に使用する多層基板の一例
を示す。基板Ｓ１と基板Ｓ２との間には、内層すなわち
接地層Ｅが配設される。図１の線路Ｃ３は、例えば、図
２の基板Ｓ１の一方の面に設けられた導体１２であり、
図１の線路Ｃ１およびＣ４は、図２の基板Ｓ２の一方の
面に設けられた導体１４および１６である。すなわち、
交差する２つの線路Ｃ３およびＣ４の一方が、基板Ｓ１
の接地層Ｅとは反対側の面に配設され、、交差する２つ
の線路Ｃ３およびＣ４の他方が、基板Ｓ２の接地層Ｅと
は反対側の面に配設される。従って、線路Ｃ３とＣ４と
の間のアイソレーション特性を改善することができる。

【００２２】図１および図２の実施例を、図１１に示さ
れるようにＣＳコンバーターのＩＦ切替回路１０に使用
すると、アイソレーションを３０ｄＢ以上確保すること
ができる。

【００２３】なお、図１および図２の実施例は、ＣＳコ
ンバーターのほか、高周波スイッチを利用した分配用切
替器やチューナーに使用できるとともに、ＲＦアンプ部
にも利用することができる。

【００２４】また、本発明は、３層基板に限定されず、
例えば４層、５層等の多層基板を使用して、接地層を増
加させて、高周波切替器を構成することができる。

【００２５】図３は、本発明による、増幅器をスイッチ
として使用する高周波回路の一実施例の構成を示す。こ
の例では、増幅器２０は、ＩＦアンプＩＣによって構成
されている。この実施例は、衛星放送受信システムにお
いて中間周波数のスイッチすなわち切替器として利用さ
れるものである。この中間周波数の切り替えは、ＣＳ放
送で垂直偏波および水平偏波を受信する場合や、ＣＳ放
送とＢＳ放送とを受信する場合に使用される。そして、
この実施例は、例えば、ＣＳ放送の垂直水平両偏波の受
信を一台のコンバーターで行うことができるように、Ｃ
Ｓコンバーター中に、ＩＦ（中間周波数）切替器として
内蔵される。

【００２６】増幅器２０は、制御電圧Ｖ１を変化させる
ことによってオンオフされて切替器として動作する。増
幅器２０がオンのときには、通過特性は利得を有する。
この場合、注意しなければならないのは、オン時および
オフ時の増幅器２０の｜Ｓ２１｜が十分小さいこと、な
らびにオン時およびオフ時において｜Ｓ１１｜および｜
Ｓ２２｜が大きく変動しないことであるが、増幅器２０
が利得を有しているため、増幅器２０の前後に減衰回路
を付加することにより、問題を生じなくすることができ
る。

【００２７】ＩＦアンプＩＣを増幅器２０として使用す
れば、アイソレーションも良く、構成も簡単で、損失が
ないどころか利得があるので、また、入出力側の負荷も
安定にできるから、利点が大きい。特に、構成が簡単な
点は、入出力端子数の多い切替器すなわちスイッチを構
成するときにもたらす利点が大きい。

【００２８】なお、図３の本発明の実施例に係る増幅器
による切替器と従来の図１４のようなダイオードによる
切替器を組み合わせて使用することもできる。

【００２９】図４は、本発明のエッジ結合型マイクロス
トリップライン帯域通過型フィルター回路の一実施例を
示す図である。この例は、衛星放送受信用コンバーター
の局部発振器と主線路を結ぶフィルター回路である。こ
のフィルター回路は、３本のマイクロストリップライン
３２，３４および３６を含んで構成される。そして、端
子１にマイクロストリップライン３２を介して接続され
る開放端Ａには、他端が接地された抵抗Ｒが付加される
とともに、通過帯域周波数の波長の１／４の長さの先端
ショート線路Ｌが付加される。。

【００３０】図４のフィルター回路においては、前述の
ように、端子１にマイクロストリップラインを介して接
続される開放端Ａに、他端が接地された抵抗Ｒが付加さ
れるので、端子１から見える負荷を広い周波数帯域にわ
たって安定にできる。また、開放端Ａに、通過帯域周波
数の波長の１／４の長さのショート線路Ｌが付加される
ので、抵抗による直流損失をなくすことができる。

【００３１】図５は、図６に示されたエッジ結合型マイ
クロストリップライン帯域通過型フィルター回路自体の
特性の一例を示す。図５に示されているように、通過帯
域外では、端子１および端子２ともに、ほとんど全反射
であり、端子１に局部発振器を接続すると、ローカル周
波数以外の周波数でも発振しやすくなる。

【００３２】図７は、図８のように、エッジ結合型マイ
クロストリップライン帯域通過型フィルター回路の端子
１につながる開放端Ａに、他端が接地された抵抗Ｒを付
加した場合の特性の一例を示す。図８に示されているよ
うに、端子１側への反射は、広帯域にわたって少なく、
端子２側は、狭い通過帯域以外は、ほとんど全反射であ
る。すなわち、端子１からフィルター回路を見た負荷は
安定しており、通過損失が増えるやや増えるが、問題に
なるレベルではない。通過損失および端子１から見たリ
ターンロスは、抵抗Ｒの定数を変えることにより用途に
合った最適点を求めることができる。図８の回路は、高
周波的には良好であるが、端子１にバイアスがかかって
いる場合、抵抗Ｒに電流が流れて、直流損失が生じてし
まう。

【００３３】図９は、図１０のように、すなわち図４の
ように、エッジ結合型マイクロストリップライン帯域通
過型フィルター回路の端子１にマイクロストリップライ
ン３２を介して接続される開放端Ａに、他端が接地され
た抵抗Ｒを付加するとともに、通過帯域周波数の波長の
１／４のショート線路Ｌを付加した場合の特性の一例を
示す。図９に示されているように、図４の実施例におい
ては、直流損失を防ぐことができるとともに、直流付近
では端子１から見たリターンロスは悪くなるものの、か
なり広帯域に安定な負荷が得られているため、例えば端
子１に接続する発振器や増幅器の設計が容易になる。さ
らに、端子２側の条件も劣化していない。

【００３４】図４の実施例によれば、従来のフィルター
回路に比較して、抵抗素子が１つですみ、小型にするこ
とができるとともに、配置の自由度も高く、直流損失を
減らすことができ、広い帯域にわたって安定な負荷を得
ることができる。このように、図４の実施例は、負荷が
安定であるため、例えば、図１１に示されているよう
に、コンバーターのＲＦアンプ後のＢＰＦ（バンドパス
フィルター）４８および６８に使用すれば、ＲＦアンプ
の安定度が向上する。

【００３５】なお、図４の実施例においては、フィルタ
ー回路の共振器数を１つとしたが、共振器数は任意に選
択することができる。

【００３６】また、図４の実施例では、ショート線路Ｌ
を開放端に接続したが、接続位置をずらすこともでき
る。

【００３７】また、ショート線路Ｌの長さは、通過帯域
周波数の波長の１／４の長さに１／２波長の整数倍の長
さを加えた長さにすることができる。

【００３８】また、端子２側も同様な構成で、リターン
ロスを制御できる（ただし、損失は増加する）。

【００３９】図１１は、図１、図３および図４の本発明
の実施例を含むＣＳコンバーターの一構成例を示す高周
波ブロック図である。水平偏波入力は、３段のＲＦ増幅
器４２，４３および４４を介して、ＢＰＦ４８に供給さ
れる。ＢＰＦ４８の出力は、混合器５０の一方の入力に
供給される。混合器５０の他方の入力には、局部発振器
５２の出力が、例えば図４の実施例によって構成される
フィルタ回路３０を介して供給される。

【００４０】垂直偏波入力は、３段のＲＦ増幅器６２，
６３および６４を介して、ＢＰＦ６８に供給される。Ｂ
ＰＦ６８の出力は、混合器７０の一方の入力に供給され
る。混合器７０の他方の入力には、局部発振器５２の出
力が、例えば図４の実施例によって構成されるフィルタ
回路３０を介して供給される。

【００４１】混合器５０の出力は、ＩＦ増幅器５４、お
よびＩＦスイッチ１０（これは、図１および図２の実施
例または図３の実施例によって構成できる）を介してＩ
Ｆ増幅器５６に供給される。混合器７０の出力は、ＩＦ
増幅器７４、およびＩＦスイッチ１０（これは、図１お
よび図２の実施例または図３の実施例によって構成でき
る）を介してＩＦ増幅器７６に供給される。ＩＦ増幅器
５６の出力は、チャンネル１の出力となり、ＩＦ増幅器
７６の出力は、チャンネル２の出力となる。

【００４２】

【発明の効果】本発明の第１の高周波回路によれば、交
差する２つの線路の間に接地層を配設したので、２つ線
路間のアイソレーション特性が向上するとともに、各線
路の両端に設けられる端子間のアイソレーション特性も
良くなり、また、回路構成の自由度を高めることができ
る。

【００４３】本発明の第２の高周波回路によれば、増幅
器をスイッチとして使用したので、回路規模を小さくで
きるともに、損失をなくすことができ、さらに入出力側
の負荷も安定に構成できる。

【００４４】本発明のエッジ結合型マイクロストリップ
ライン帯域通過型フィルター回路によれば、第１端子に
マイクロストリップラインを介して接続される開放端
に、他端が接地された抵抗を付加したので、第１端子か
ら見える負荷を広い周波数帯域にわたって安定にでき、
また、上記開放端に、通過帯域周波数の波長の１／４の
長さのショート線路を付加したので、抵抗による直流損
失をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高周波回路の一実施例の構成を示す図
である。

【図２】図１の実施例に使用する多層基板の一例を示す
斜視図である。

【図３】本発明の増幅器をスイッチとして使用する高周
波回路の一実施例の構成を示す図である。

【図４】本発明のエッジ結合型マイクロストリップライ
ン帯域通過型フィルター回路の一実施例を示す図であ
る。

【図５】図６に示されたエッジ結合型マイクロストリッ
プライン帯域通過型フィルター回路自体の特性の一例を
示す図である。

【図６】エッジ結合型マイクロストリップライン帯域通
過型フィルター回路自体の構成を示す図である。

【図７】図８のように、エッジ結合型マイクロストリッ
プライン帯域通過型フィルター回路の端子１につながる
開放端に、他端が接地された抵抗を付加した場合の特性
の一例を示す図である。

【図８】端子１につながる開放端に、他端が接地された
抵抗を付加したエッジ結合型マイクロストリップライン
帯域通過型フィルター回路の一例を示す図である。

【図９】図１０のように、エッジ結合型マイクロストリ
ップライン帯域通過型フィルター回路の端子１につなが
る開放端に、他端が接地された抵抗を付加するととも
に、通過帯域周波数の波長の１／４の長さのショート線
路を付加した場合の特性の一例を示す特性図である。

【図１０】端子１につながる開放端に、他端が接地され
た抵抗を付加するとともに、通過帯域周波数の波長の１
／４の長さのショート線路を付加した本発明のエッジ結
合型マイクロストリップライン帯域通過型フィルター回
路の一実施例を示す図である。

【図１１】図１、図３および図４の本発明の実施例を含
むＣＳコンバーターの一構成例を示す高周波ブロック図
である。

【図１２】従来の高周波切替回路の一例を示す図であ
る。

【図１３】図１２の従来例に使用される両面基板の一例
を示す斜視図である。

【図１４】従来のダイオードを使用したスイッチの一例
を示す回路図である。

【図１５】局部発振器と主線路とを結合させる従来のフ
ィルター回路の一例、すなわちエッジ結合型マイクロス
トリップライン帯域通過フィルター回路の端子１側（局
部発振器側）に減衰器を設けた例を示す回路図である。

【符号の説明】

１０ ＩＦスイッチ ２０ 増幅器 ３０ フィルター回路 Ｃ３，Ｃ４ 線路 Ｌ ショート回路 Ｒ 抵抗 Ｓ１，Ｓ２ 基板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の基板と、 第２の基板と、 前記第１の基板と前記第２の基板との間に配設された接
   地層とを備え、 交差する２つの線路の一方を前記第１基板の前記接地層
   とは反対側の面に配設し、交差する２つの線路の他方を
   前記第２基板の前記接地層とは反対側の面に配設したこ
   とを特徴とする高周波回路。
2. 【請求項２】 増幅器をスイッチとして使用することを
   特徴とする高周波回路。
3. 【請求項３】 前記増幅器がＩＦアンプＩＣで構成さ
   れ、制御電圧を変化させてオンオフを行うことを特徴と
   する請求項２記載の高周波回路。
4. 【請求項４】 第１の端子に局部発振器が接続され、第
   ２の端子に主線路が接続されるエッジ結合型マイクロス
   トリップライン帯域通過型フィルター回路であって、 前記第１端子にマイクロストリップラインを介して接続
   される開放端に、他端が接地された抵抗を付加するとと
   もに、 前記開放端に、通過帯域周波数の波長の１／４の長さの
   ショート線路を付加したことを特徴とするフィルター回
   路。