JPH0644172Y2 - マイクロ波帯周波数変換装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、プリント基板上に実装されるマイクロ波帯周
波数変換装置に係り、特に局部発振周波数勢力が中間周
波出力側へ漏洩するのを抑圧する漏洩抑圧技術に関す
る。

（従来の技術） UHF帯以上の周波数帯域で周波数変換を行うマイクロ波
帯周波数変換装置は、高周波入力端子と中間周波出力端
子とを有するプリント基板上に、高周波入力端子に印加
された高周波信号を増幅する高周波増幅回路と、この高
周波増幅回路の出力からイメージ周波数帯の信号を除去
するイメージ信号阻止ろ波器と、局部発振器と、イメー
ジ信号阻止ろ波器の出力と局部発振器の出力とを受けて
中間周波数信号を形成する周波数混合器と、中間周波数
信号を増幅する中間周波増幅器と、前記高周波増幅回
路，局部発振器および中間周波増幅器に安定化した直流
電源を供給するための電圧安定化回路と、一端が直流阻
止用コンデンサを介して前記中間周波増幅器の出力端に
接続され他端が前記中間周波出力端子に接続される第１
のストリップラインと、一端が第１のストリップライン
に接続され他端が前記電圧安定化回路の入力端に接続さ
れるとともに、バイパスコンデンサを介して高周波接地
される第２のストリップラインと、を配設し、中間周波
出力端子に外部から印加した直流電源が第１および第２
のストリップラインを介して電圧安定化回路に供給され
前記安定化した直流電源となるようにしたものである。

ここで、第２のストリップラインは、電圧安定化回路へ
外部印加電源を伝達するためのものであるから、この第
２のストリップラインは中間周波数帯の特性に影響を与
えないように設ける必要がある。そこで、第２のストリ
ップラインはその他端を高周波特性の優れたバイパスコ
ンデンサを介して高周波的に接地し、以て先端短絡のス
タブとみなせるようにし、かつその線路長を中間周波数
帯域の中心周波数において1/4波長となるようにし、以
て特性インピーダンスの充分高い線路が第１のストリッ
プラインに接続されるようにしてある。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、この種のマイクロ波帯周波数変換装置にあっ
ては、局部発振周波数勢力が中間周波出力側へ漏洩する
問題がある。そこで、次の如き種々の対策が考えられて
いるが、それぞれに問題点があり、改善が望まれてい
る。

まず、中間周波出力側に低域通過ろ波器を挿入する対策
では、所要スペースが増大するので、プリント基板を大
型化する必要がありコストアップを招く。

また、周波数混合器として局部発振周波数に対するアイ
ソレーションが充分とれるような回路構成のものを選択
する対策では、回路構成が複雑化するので、設計開発に
多大の時間を要する。

さらに、各回路要素間のシールドを厳重にする対策で
は、実装ケースが複雑化しコストアップとなる。

本考案は、従来のこのような問題点に鑑みなされたもの
で、その目的は、回路要素や構造に大きな変更を加える
ことなく、簡単かつ容易に、局部発振周波数勢力が中間
周波出力側へ漏洩するのを抑圧できるマイクロ波帯周波
数変換装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本考案のマイクロ波帯周波
数変換装置は次の如き構成を有する。

即ち、本考案のマイクロ波帯周波数変換装置は、プリン
ト基板上に実装されるものであって、一端が中間周波出
力を外部へ導出するための第１のストリップラインに接
続され他端がバイパスコンデンサを介して高周波的に接
地接続される第２のストリップラインを備えるマイクロ
波帯周波数変換装置において；先端短絡スタブとみなせ
る前記第２のストリップラインは、その線路長が、中間
周波数帯域の中心周波数の近傍の周波数において1/4波
長の長さであり、かつ先端短絡スタブの通過特性におけ
る高次の反共振周波数が局部発振周波数と一致すること
となる長さに設定してあることを特徴とするマイクロ波
帯周波数変換装置である。

（作用） 次に、前記の如く構成される本考案のマイクロ波帯周波
数変換装置の作用を説明する。

第２のストリップラインは他端がバイパスコンデンサを
介して高周波的に接地されているから、この第２のスト
リップラインは等価的に先端短絡スタブとみなすことが
できる。周知のように、先端短絡スタブの通過特性はそ
の線路長が1/4波長の奇数倍に対応する周波数では通過
損失が最小となる共振特性を示し、逆に1/4波長の偶数
倍（即ち、1/2波長の整数倍）に対応する周波数では通
過損失が最大となる反共振特性を示す。

そこで、本考案においては、第２のストリップライン
は、その線路長が、中間周波数帯域の中心周波数から僅
かにずれた周波数、つまり中心周波数の近傍の周波数に
おいて1/4波長の長さであり、かつ先端短絡スタブの通
過特性における高次の反共振周波数が局部発振周波数と
一致することとなる長さに設定してあり、これによって
局部発振周波数勢力が中間周波出力側へ漏洩するのを抑
圧することとしている。つまり、第２のストリップライ
ン自身に所要のろ波特性を付加するようにしたのであ
る。

以上説明したように、本考案のマイクロ波帯周波数変換
装置によれば、外部印加電源を電圧安定化回路へ導入す
る線路であって高周波的には等価的に先端短絡スタブと
みなせる第２のストリップラインの線路長を中間周波数
帯域の中心周波数の近傍の周波数において1/4波長の長
さに設定し、つまり使用周波数帯域の特性に影響を与え
ない範囲で線路長を加減することにより、先端短絡スタ
ブの通過特性におけるその高次の反共振周波数を局部発
振周波数と一致させるようにしたので、回路要素や構造
に大きな変更を加えることなく、簡単かつ容易に、局部
発振周波数勢力が中間周波出力側へ漏洩するのを抑圧で
きる。

従って、本考案によれば、特別に漏洩阻止回路を設ける
必要がなく、小型化を図ることができる。

また、周波数混合器は分離特性を軽減できるので、回路
構成の簡略化が図れ、設計開発時間の短縮化が図れる。
さらに、シールド構造を簡略化できる等、種々の優れた
効果が得られる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面を参照して説明する。第１
図は本考案の一実施例に係るマイクロ波帯周波数変換装
置を示す。このマイクロ波帯周波数変換装置は、回路要
素的には従来と同様であって、高周波入力端子INと中間
周波出力端子であるIF出力コネクタ８とを有するプリン
ト基板上に、高周波入力端子INに印加された高周波信号
を増幅する高周波増幅回路１と、この高周波増幅回路１
の出力からイメージ周波数帯の信号を除去するイメージ
信号阻止ろ波器２と、局部発振器４と、イメージ信号阻
止ろ波器２の出力と局部発振器４の出力とを受けて中間
周波数信号を形成する周波数混合器３と、中間周波数信
号を増幅する中間周波数増幅器（IF増幅器）５と、前記
高周波増幅回路1,局部発振器４およびIF増幅器５に安定
化した直流電源を供給するための電圧安定化回路11と、
一端が直流阻止用コンデンサ６を介して前記IF増幅器の
出力端に接続され他端が前記IF出力コネクタ８に接続さ
れる第１のストリップラインであるIF出力ライン７と、
一端がIF出力ライン７に接続され他端が前記電圧安定化
回路11の入力端に接続されるとともに、バイパスコンデ
ンサ10を介して高周波接地される第２のストリップライ
ンである分布定数線路９と、を配設し、IF出力コネクタ
８に外部から印加した直流電源がIF出力ライン７および
分布定数線路９を介して電圧安定化回路11に供給され前
記安定化した直流電源となるようにしたものである。

以上の構成において、本考案では、分布定数線路９が高
周波的には等価的に先端短絡スタブとみなせることに着
目し、その線路長を中間周波数（IF周波数）帯の中心周
波数の近傍の周波数において1/4波長となるように、か
つ先端短絡スタブの通過特性における高次の反共振周波
数が局部発振周波数に一致するように設定し、以て局部
発振周波数勢力がIF出力コネクタ８側へ漏洩するのを抑
圧するようにしてある。つまり、分布定数線路９に所要
のろ波特性を付加したのである。

以下、具体例を挙げて説明する。

本装置の周波数配置は、例えば第２図に示す如く、高周
波の入力信号の周波数帯域はその低域周波数▲ｆ^L _SIG▼
が11.7GHzで、その高域周波数▲ｆ^H _SIG▼が12.2GHzであ
り、また、局部発振周波数f_LOは10.8GHzであり、そし
て、IF周波数帯域はその低域周波数▲ｆ^L _IF▼が0.9GHz
で、その広域周波数▲ｆ^H _IF▼が1.4GHzであるとする。

そして、IF周波数帯の中心周波数は1.15GHzであるが、
分布定数線路９の線路長を従来とは異なり中心周波数1.
15GHzから僅かに離隔した周波数1.35GHzにおける1/4波
長の長さに選定し、当該先端短絡スタブの理想的な通過
特性を求めると第３図に示す如くになる。

即ち、10.8GHzの局部発振周波数f_LOを通過損失が最大と
なる反共振周波数のうち第４次の反共振周波数と一致さ
せることができるのである。

一方、前記と同一条件におけるIf周波数帯域内の反射特
性は、第４図に示す如くになり、IF周波数帯域内ではVS
WR（電圧定在波比）は比較的低い値になっている。

なお、以上説明した具体例では、先端短絡スタブの特性
インピーダンスを150Ωに選び、またプリント基板の損
失は無視してある。

最後に、第５図は、分布定数線路９の長さを設定するチ
ャートである。横軸の基本共振周波数（GHz）は、通過
損失が最小となる周波数で、1/4波長を与える周波数で
ある。縦軸の高次の反共振周波数は抑圧すべき局部発振
周波数を与える通過損失が最大となる周波数である。ま
た「ｎ」は通過特性における反共振周波数の次数であ
る。

例えば、局部発振周波数が10GHzであり、これをｎ＝４
の４次の反共振周波数と一致させるとした場合、基本共
振周波数は概略1.3GHzとなり、この周波数における1/4
波長が分布定数線路９の長さとなるのである。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案のマイクロ波帯周波数変換
装置によれば、外部印加電源を電圧安定化回路へ導入す
る線路であって高周波的には等価的に先端短絡スタブと
みなせる第２のストリップラインの線路長を中間周波数
帯域の中心周波数の近傍の周波数において1/4波長の長
さに設定し、つまり使用周波数帯域の特性に影響を与え
ない範囲で線路長を加減することにより、先端短絡スタ
ブの通過特性におけるその高次の反共振周波数を局部発
振周波数と一致させるようにしたので、回路要素や構造
に大きな変更を加えることなく、簡単かつ容易に、局部
発振周波数勢力が中間周波出力側へ漏洩するのを抑圧で
きる。

従って、本考案によれば、特別に漏洩阻止回路を設ける
必要がなく、小型化を図ることができる。

また、周波数混合器は分離特性を軽減できるので、回路
構成の簡略化が図れ、設計開発時間の短縮化が図れる。
さらに、シールド構造を簡略化できる等、種々の優れた
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係るマイクロ波帯周波数変
換装置の構成ブロック図、第２図は周波数配置図、第３
図は先端短絡スタブの通過特性図、第４図はIF周波数帯
域内の反射特性図、第５図は分布定数線路（先端短絡ス
タブ）９の長さ設定チャートである。 １……高周波増幅回路、２……イメージ信号阻止ろ波
器、３……周波数混合器、４……局部発振器、５……IF
増幅器、６……直流阻止コンデンサ、７……IF出力ライ
ン、８……IF出力コネクタ、９……分布定数線路、10…
…バイパスコンデンサ、11……電圧安定化回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】プリント基板上に実装されるものであっ
   て、一端が中間周波出力を外部へ導出するための第１の
   ストリップラインに接続され他端がバイパスコンデンサ
   を介して高周波的に接地接続される第２のストリップラ
   インを備えるマイクロ波帯周波数変換装置において；先
   端短絡スタブとみなせる前記第２のストリップライン
   は、その線路長が、中間周波数帯域の中心周波数の近傍
   の周波数において1/4波長の長さであり、かつ先端短絡
   スタブの通過特性における高次の反共振周波数が局部発
   振周波数と一致することとなる長さに設定してあること
   を特徴とするマイクロ波帯周波数変換装置。