JPH07263965A - マイクロ波周波数変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、周波数変換損失を増大させること
なくしかも構成簡易にして小型化に適し経済的にも有利
であるマイクロ波周波数変換器を提供することを目的と
している。 【構成】一端に負性抵抗素子３１ａが接続され他端に終
端抵抗３１ｅが接続された伝送線路３１ｄに誘電体共振
器３１ｆが結合される誘電体発振器３１と、一端に負性
抵抗素子３２ａが接続され他端に終端抵抗３２ｅが接続
された伝送線路３２ｄに誘電体共振器３２ｆが結合され
る誘電体発振器３２とを備え、誘電体発振器３１，３２
から選択的に生成される発振信号と入力信号とを混合す
ることで、入力信号を周波数変換するマイクロ波周波数
変換器において、誘電体共振器３１ｆ，３２ｆを同一の
出力線路３３に結合させ、該出力線路３３から誘電体発
振器３１，３２で生成される発振信号を導出するように
構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、２つの局部発振器を
備えたマイクロ波周波数変換器に係り、特にその２つの
局部発振器をそれぞれ構成する各誘電体発振器からの発
振出力の取り出しを改良したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、近時では、静止衛星を利
用したテレビジョン放送システムが広く普及している。
この種のテレビジョン放送システムは、衛星から送出さ
れる高帯域のテレビジョン放送信号を、マイクロ波周波
数変換器により所定の帯域に周波数変換してから復調処
理を施すことで視聴することができる。

【０００３】ところで、このような衛星放送システムに
は、放送用と通信用との２種類の衛星が利用されてい
る。このため、両衛星からのテレビジョン放送を視聴す
るために、現在では、各衛星に対してそれぞれ１つづつ
（合計２つ）のマイクロ波周波数変換器を備える手法
と、１つのマイクロ波周波数変換器に２つの局部発振器
を備える手法とが考えられている。

【０００４】このうち、前者の手法は、構成の複雑化及
び大型化を招くとともに経済的にも不利になることか
ら、実用化には後者の手法が採用されている。図３は、
このような２つの局部発振器を備えた従来のマイクロ波
周波数変換器を示している。この図３に示すマイクロ波
周波数変換器は、入力された水平及び垂直の両偏波信号
をそれぞれ周波数変換するもので、２つの局部発振器と
して特開昭６０−２０４１０４号公報に示される構成を
利用している。

【０００５】また、このマイクロ波周波数変換器は、例
えば米国の衛星回線を例にとると、通信衛星に対して
は、１１．７〜１２．２ＧＨｚの入力偏波信号を、第１
の局部発振器から発生される１０．７５ＧＨｚの発振信
号により９５０〜１４５０ＭＨｚに周波数変換し、放送
衛星に対しては、１２．２〜１２．７ＧＨｚの入力偏波
信号を、第２の局部発振器から発生される１１．２ＧＨ
ｚの発振信号により１０００〜１５００ＭＨｚに周波数
変換する機能をもっている。

【０００６】すなわち、入力端子１１に供給された垂直
偏波信号は、１１．７〜１２．７ＧＨｚなる１ＧＨｚの
帯域で、低雑音増幅器１２により増幅され、ＢＰＦ（バ
ンドパスフィルタ）１３により上記帯域以外の帯域成分
を抑圧された後、混合器１４の一方の入力端子に供給さ
れる。

【０００７】まず、通信衛星からの垂直偏波信号を周波
数変換する場合には、負性抵抗素子１５ａ，整合回路１
５ｂ，１５ｃ，伝送線路１５ｄ，終端抵抗１５ｅ，誘電
体共振器１５ｆ及び出力線路１５ｇよりなる誘電体発振
器で構成される第１の局部発振器１５から、その負性抵
抗素子１５ａにバイアス電圧を与えることで１０．７５
ＧＨｚの発振信号を発生させる。そして、この発振信号
が、１０．７５ＧＨｚ用のＢＰＦ１６を介して混合器１
４の他方の入力端子に供給されることで、垂直偏波信号
が９５０〜１４５０ＭＨｚに周波数変換される。

【０００８】なお、このときには、負性抵抗素子１７
ａ，整合回路１７ｂ，１７ｃ，伝送線路１７ｄ，終端抵
抗１７ｅ，誘電体共振器１７ｆ及び出力線路１７ｇより
なる誘電体発振器で構成される第２の局部発振器１７
は、その負性抵抗素子１７ａにバイアス電圧が与えら
ず、１１．２ＧＨｚの発振信号を発生しないように制御
されている。そして、混合器１４から出力される９５０
〜１４５０ＭＨｚに周波数変換された垂直偏波信号は、
２ＧＨｚのＬＰＦ（ローパスフィルタ）１８を介した
後、中間周波増幅器１９で増幅されて、出力端子２０か
ら取り出される。

【０００９】また、放送衛星からの垂直偏波信号を周波
数変換する場合には、第２の局部発振器１７から、その
負性抵抗素子１７ａにバイアス電圧を与えることで１
１．２ＧＨｚの発振信号を発生させる。そして、この発
振信号が、１１．２ＧＨｚ用のＢＰＦ２１を介して混合
器１４の他方の入力端子に供給されることで、垂直偏波
信号が１０００〜１５００ＭＨｚに周波数変換される。
なお、このときには、第１の局部発振器１５は、その負
性抵抗素子１５ａにバイアス電圧が与えらず、１０．７
５ＧＨｚの発振信号を発生しないように制御されてい
る。

【００１０】一方、入力端子２２に供給された水平偏波
信号は、１１．７〜１２．７ＧＨｚなる１ＧＨｚの帯域
で、低雑音増幅器２３により増幅され、ＢＰＦ２４によ
り上記帯域以外の帯域成分を抑圧された後、混合器２５
の一方の入力端子に供給される。通信衛星からの水平偏
波信号を周波数変換する場合には、第１の局部発振器１
５から１０．７５ＧＨｚの発振信号を発生させ、この発
振信号が１０．７５ＧＨｚ用のＢＰＦ２６を介して混合
器２５の他方の入力端子に供給されることで、水平偏波
信号が９５０〜１４５０ＭＨｚに周波数変換される。

【００１１】なお、このときには、第２の局部発振器１
７は、発振信号を発生しないように制御されており、混
合器２５から出力される９５０〜１４５０ＭＨｚに周波
数変換された水平偏波信号は、２ＧＨｚのＬＰＦ２７を
介した後、中間周波増幅器２８で増幅されて、出力端子
２９から取り出される。

【００１２】放送衛星からの水平偏波信号を周波数変換
する場合には、第２の局部発振器１７から１１．２ＧＨ
ｚの発振信号を発生させ、この発振信号が１１．２ＧＨ
ｚ用のＢＰＦ３０を介して混合器２５の他方の入力端子
に供給されることで、水平偏波信号が１０００〜１５０
０ＭＨｚに周波数変換される。なお、このときには、第
１の局部発振器１５は、発振信号を発生しないように制
御されている。

【００１３】図４は、２つの局部発振器を備えた従来の
マイクロ波周波数変換器の他の例を示している。この図
４に示すマイクロ波周波数変換器は、垂直及び水平のい
ずれか一方の偏波信号（１１．７〜１２．７ＧＨｚ）を
周波数変換する場合の回路構成を示している。つまり、
図４において、垂直偏波信号を周波数変換する場合に
は、入力端子１１，低雑音増幅器１２，ＢＰＦ１３，混
合器１４，ＢＰＦ１６，ＬＰＦ１８，中間周波増幅器１
９，出力端子２０及びＢＰＦ２１が使用されるものと考
えればよい。

【００１４】また、水平偏波信号を周波数変換する場合
には、図４に括弧を付して示すように、入力端子２２，
低雑音増幅器２３，ＢＰＦ２４，混合器２５，ＢＰＦ２
６，ＬＰＦ２７，中間周波増幅器２８，出力端子２９及
びＢＰＦ３０が使用されるものと考えればよい。なお、
第１及び第２の局部発振器１５，１７は、垂直及び水平
のいずれの偏波信号を周波数変換する場合でも共通に使
用され、その出力線路１５ｇ，１７ｇの一端がそれぞれ
終端抵抗１５ｈ，１７ｈで終端されている。

【００１５】ところで、上記のような構成となされた従
来のマイクロ波周波数変換器では、第１の局部発振器１
５から出力される発振信号と、第２の局部発振器１７か
ら出力される発振信号とが、それぞれの混合器１４，２
５に効率よく供給されるようにするために、ＢＰＦ１
６，２６として、第１の局部発振器１５から出力される
発振信号は通過させるが、第２の局部発振器１７から出
力される発振信号は十分に抑圧するような特性を持つと
ともに、ＢＰＦ２１，３０として、第２の局部発振器１
７から出力される発振信号は通過させるが、第１の局部
発振器１５から出力される発振信号は十分に抑圧するよ
うな特性を持つ必要がある。

【００１６】例えば、ＢＰＦ１６，２６は、第１の局部
発振器１５から出力される１０．７５ＧＨｚの発振信号
を通過させる反面、１１．７〜１２．７ＧＨｚの入力偏
波信号と、第２の局部発振器１７から出力される１１．
２ＧＨｚの発振信号とを抑圧する特性を有し、ＢＰＦ２
１，３０は、第２の局部発振器１５から出力される１
１．２ＧＨｚの発振信号を通過させる反面、１１．７〜
１２．７ＧＨｚの入力偏波信号と、第１の局部発振器１
５から出力される１０．７５ＧＨｚの発振信号とを抑圧
する特性を有する必要がある。

【００１７】しかしながら、マイクロ波帯において一般
に使用されているところの、誘電体基板上にマイクロス
トリップ線路を形成して構成されるＢＰＦ２１，３０及
び１６，２６では、第１及び第２の局部発振器１５，１
７から出力される発振信号を相互に抑圧するために、通
過させる周波数帯域を狭帯域に設定することが技術的に
困難であり、あえて狭帯域に設計すると通過損失が増加
し混合器１４，２５への発振信号の注入レベルを低下さ
せることから、周波数変換損失の増大を招くという問題
が生じている。また、従来のマイクロ波周波数変換器で
は、４つのＢＰＦ１６，２６，２１，３０を必要とする
ため、それらの誘電体基板上における占有面積が多く、
大型化や経済的な不利を招く要因にもなっている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、２つの
局部発振器を備えた従来のマイクロ波周波数変換器で
は、２つの局部発振器相互間のアイソレーションをとる
ためにＢＰＦを使用しているため、局部発振信号の混合
器への注入レベルの低下を招きひいては周波数変換損失
の増大を招くという問題を有している。また、これらの
ＢＰＦを構成するために大型化や経済的な不利を招くと
いう不都合もある。

【００１９】そこで、この発明は上記事情を考慮してな
されたもので、周波数変換損失を増大させることなくし
かも構成簡易にして小型化に適し経済的にも有利である
極めて良好なマイクロ波周波数変換器を提供することを
目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】この発明に係るマイクロ
波周波数変換器は、一端に第１の負性抵抗素子が接続さ
れ他端に第１の終端抵抗が接続された第１の伝送線路に
第１の誘電体共振器が結合される第１の誘電体発振器
と、一端に第２の負性抵抗素子が接続され他端に第２の
終端抵抗が接続された第２の伝送線路に第２の誘電体共
振器が結合される第２の誘電体発振器とを備え、第１及
び第２の誘電体発振器から選択的に生成される発振信号
と入力信号とを混合することで入力信号を周波数変換す
るものを対象としている。そして、第１及び第２の誘電
体共振器を同一の出力線路に結合させ、該出力線路から
第１及び第２の誘電体発振器で生成される発振信号を導
出するように構成したものである。

【００２１】

【作用】上記のような構成によれば、第１及び第２の誘
電体共振器を同一の出力線路に結合させ、この出力線路
から第１及び第２の誘電体発振器で生成される発振信号
を導出するようにしたので、第１及び第２の誘電体発振
器相互間のアイソレーションは、従来のように誘電体基
板上にマイクロストリップ線路を形成して構成されるＢ
ＰＦでなく、第１及び第２の誘電体共振器に依存するよ
うになる。このため、第１及び第２の誘電体発振器から
出力される発振信号を混合器に導くＢＰＦは、広帯域の
ものを使用することができるので、局部発振信号の混合
器への注入レベルが低下することを防止し、周波数換損
失が増大することを防ぐことができる。また、ＢＰＦの
数も少なくて済むため、構成が簡易で小型化に適し経済
的にも有利とすることができる。

【００２２】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して詳細に説明する。図１において、図３と同一部分
には同一符号を付している。すなわち、図１中符号３１
は第１の局部発振器で、負性抵抗素子３１ａ，整合回路
３１ｂ，３１ｃ，伝送線路３１ｄ，終端抵抗３１ｅ及び
誘電体共振器３１ｆを備え、１０．７５ＧＨｚの発振周
波数で発振動作を行なう誘電体発振器である。また、図
１中符号３２は第２の局部発振器で、負性抵抗素子３２
ａ，整合回路３２ｂ，３２ｃ，伝送線路３２ｄ，終端抵
抗３２ｅ及び誘電体共振器３２ｆを備え、１１．２ＧＨ
ｚの発振周波数で発振動作を行なう誘電体発振器であ
る。これら第１及び第２の局部発振器３１，３２の各誘
電体共振器３１ｆ，３２ｆは、共通の出力線路３３に結
合されている。

【００２３】まず、通信衛星からの偏波信号を周波数変
換する場合には、第１の局部発振器３１の負性抵抗素子
３１ａにバイアス電圧を与え、第２の局部発振器３２の
負性抵抗素子３２ａにバイアス電圧を与えないようにす
る。すると、第１の局部発振器３１は、その誘電体共振
器３１ｆで決定される１０．７５ＧＨｚの発振周波数で
発振動作を開始する。そして、第１の局部発振器３１で
生成された１０．７５ＧＨｚの発振信号は、出力線路３
３から導出された後、該出力線路３３の両端に接続され
た、相互に同じ負荷インピーダンスを持つＢＰＦ３４，
３５に均等に分配されて、混合器１４，２５に供給され
る。

【００２４】このとき、第２の局部発振器３２の誘電体
共振器３２ｆも出力線路３３に結合されているが、この
結合は、第２の局部発振器３２の発振周波数（１１．２
ＧＨｚ）近傍のみの非常に狭帯域の結合である。このた
め、先に出力線路３３に導出された第１の局部発振器３
１からの１０．７５ＧＨｚの発振信号が、第２の局部発
振器３２の誘電体共振器３２ｆによって影響を受けるこ
とはない。

【００２５】同様に、放送衛星からの偏波信号を周波数
変換する場合には、第２の局部発振器３２の負性抵抗素
子３２ａにバイアス電圧を与え、第１の局部発振器３１
の負性抵抗素子３１ａにバイアス電圧を与えないように
する。すると、第２の局部発振器３２は、その誘電体共
振器３２ｆで決定される１１．２ＧＨｚの発振周波数で
発振動作を開始する。そして、第２の局部発振器３２で
生成された１１．２ＧＨｚの発振信号は、第１の局部発
振器３１の誘電体共振器３１ｆによって影響を受けるこ
となく出力線路３３から導出された後、ＢＰＦ３４，３
５に均等に分配されて混合器１４，２５に供給される。

【００２６】したがって、上記実施例のような構成によ
れば、第１及び第２の局部発振器３１，３２を構成する
各誘電体共振器３１ｆ，３２ｆを同一の出力線路３３に
結合させ、この出力線路３３から第１及び第２の局部発
振器３１，３２で生成される発振信号を導出するように
したので、第１及び第２の局部発振器３１，３２相互間
のアイソレーションは、従来のように誘電体基板上にマ
イクロストリップ線路を形成して構成されるＢＰＦでな
く、誘電体共振器３１ｆ，３２ｆに依存するようにな
る。

【００２７】このため、第１及び第２の局部発振器３
１，３２から出力される発振信号を混合器１４，２５に
導くためのＢＰＦ３４，３５としては、１０．７５ＧＨ
ｚの発振信号と１１．２ＧＨｚの発振信号とに対して通
過特性を有し、１１．７〜１２．７ＧＨｚの入力偏波信
号を抑圧する特性を有するものでよいので、従来に比し
て広帯域のものを使用することができるため通過損失が
少なく、発振信号の混合器１４，２５への注入レベルが
低下することを防止することができ、周波数換損失が増
大することを防ぐことができる。また、ＢＰＦ３４，３
５の数も従来より少なくて済むため、構成が簡易で小型
化に適し経済的にも有利となる。

【００２８】次に、図２は、上記実施例の変形例を示し
ている。すなわち、混合器１４に第１及び第２の局部発
振器３１，３２から出力される発振信号を導くための出
力線路３６と、混合器２５に第１及び第２の局部発振器
３１，３２から出力される発振信号を導くための出力線
路３７とを別個に設け、各出力線路３６，３７を共に第
１及び第２の局部発振器３１，３２の誘電体共振器３１
ｆ，３２ｆにそれぞれ結合させるとともに、各出力線路
３６，３７のＢＰＦ３４，３５に接続されていない側の
端部に、終端抵抗３６ａ，３７ａを接続するようにした
ものである。

【００２９】このような構成によっても、上記実施例と
同様な効果が得られるとともに、混合器１４，２５同志
が出力線路３６，３７及び誘電体共振器３１ｆ，３２ｆ
を介して間接的に結合されているため、混合器１４，２
５相互間のアイソレーションも高めることができる。な
お、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、
この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施す
ることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
周波数変換損失を増大させることなくしかも構成簡易に
して小型化に適し経済的にも有利である極めて良好なマ
イクロ波周波数変換器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るマイクロ波周波数変換器の一実
施例を示すブロック構成図。

【図２】同実施例の変形例を示すブロック構成図。

【図３】従来のマイクロ波周波数変換器を示すブロック
構成図。

【図４】従来の他のマイクロ波周波数変換器を示すブロ
ック構成図。

【符号の説明】

１１…入力端子、１２…低雑音増幅器、１３…ＢＰＦ、
１４…混合器、１５…第１の局部発振器、１６…ＢＰ
Ｆ、１７…第２の局部発振器、１８…ＬＰＦ、１９…中
間周波増幅器、２０…出力端子、２１…ＢＰＦ、２２…
入力端子、２３…低雑音増幅器、２４…ＢＰＦ、２５…
混合器、２６…ＢＰＦ、２７…ＬＰＦ、２８…中間周波
増幅器、２９…出力端子、３０…ＢＰＦ、３１…第１の
局部発振器、３２…第２の局部発振器、３３…出力線
路、３４，３５…ＢＰＦ、３６，３７…出力線路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端に第１の負性抵抗素子が接続され他
   端に第１の終端抵抗が接続された第１の伝送線路に第１
   の誘電体共振器が結合される第１の誘電体発振器と、一
   端に第２の負性抵抗素子が接続され他端に第２の終端抵
   抗が接続された第２の伝送線路に第２の誘電体共振器が
   結合される第２の誘電体発振器とを備え、前記第１及び
   第２の誘電体発振器から選択的に生成される発振信号と
   入力信号とを混合することで前記入力信号を周波数変換
   するマイクロ波周波数変換器において、前記第１及び第
   ２の誘電体共振器を同一の出力線路に結合させ、該出力
   線路から前記第１及び第２の誘電体発振器で生成される
   発振信号を導出するように構成してなることを特徴とす
   るマイクロ波周波数変換器。