JPH0795251A - マイクロ波帯域用位相変調器 - Google Patents

マイクロ波帯域用位相変調器

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JPH0795251A
JPH0795251A JP5237869A JP23786993A JPH0795251A JP H0795251 A JPH0795251 A JP H0795251A JP 5237869 A JP5237869 A JP 5237869A JP 23786993 A JP23786993 A JP 23786993A JP H0795251 A JPH0795251 A JP H0795251A
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circuit
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正和 西田
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03C7/00Modulating electromagnetic waves
    • H03C7/02Modulating electromagnetic waves in transmission lines, waveguides, cavity resonators or radiation fields of antennas
    • H03C7/025Modulating electromagnetic waves in transmission lines, waveguides, cavity resonators or radiation fields of antennas using semiconductor devices
    • H03C7/027Modulating electromagnetic waves in transmission lines, waveguides, cavity resonators or radiation fields of antennas using semiconductor devices using diodes

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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 信号損失が小さく、しかも簡素な構成で所望
の出力電圧レベルが得られると共に、インピーダンスが
一定に保たれるマイクロ波帯域用位相変調器を提供する
こと。 【構成】 位相変調回路17のマーチャントバラン1に
は、PINダイオード2,3が互いに同極性で接続され
ている。PINダイオード2,3を通ったRF信号とバ
イアス回路18からの変調信号とは掛け算されて出力端
子0から出力される。バイアス回路18は、PINダイ
オード2,3に印加するバイアス電圧の和が一定となる
ように、ダイオード3に固定バイアス電圧と変調信号と
を重畳させて印加し、ダイオード2に固定バイアス電圧
と変調信号の位相が反転した反転変調信号とを重畳させ
て印加する。固定バイアス電圧は、変調信号が零のとき
に回路全体の入力又は出力のインピーダンスが最安定状
態となるように選定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波帯域(1〜
100[GHz])で用いられる平衡形の位相変調器に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のマイクロ波帯域用位相変
調器は、例えば特開昭57−155865号公報に開示
されたものでは、図3に示すような回路構成になってい
る。
【0003】この位相変調器は、入力端子1及び出力端
子2を備えたブランチライン3[dB]ハイブリッド1
0に対し、ダイオード20,20′を用いて変調信号端
子30を設けている。この位相変調器では、入力端子1
から入ったマイクロ波信号がブランチライン3[dB]
ハイブリッド10に入り、ダイオード20,20′によ
って変調を受ける。通常ダイオード20,20′にはシ
ョットキバリアダイオードが使用される。
【0004】図4は、この位相変調器における変調特性
を変調電圧Vm と出力信号電圧Vout との関係で示した
ものである。この位相変調器の場合、変調特性に従って
変調電圧Vm の小さい範囲で使用すれば線形変調器とし
て動作する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図3に示した位相変調
器の場合、変調電圧の小さい範囲で使用するため、信号
損失が大きくなってしまうという問題がある。
【0006】又、ダイオードにショットキバリアダイオ
ードを使用しているため、変調器における最大入力電力
が+10[dBm]と低くなり、出力電力の方は−5
[dBm]程度となるので、所望の出力電力を得るため
には増幅器の段数を増加させる必要がある。ところが、
このように増幅段を増加させると、回路構成が複雑にな
ってしまう。
【0007】更に、出力電圧レベルが低過ぎて回路全体
のインピーダンスを一定に保ち難いという欠点がある。
【0008】本発明は、かかる問題点を解決すべくなさ
れたもので、その技術的課題は、信号損失が小さく、簡
素な構成で所望の出力電力が得られると共に、インピー
ダンスが一定に保たれるマイクロ波帯域用位相変調器を
提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、バラン
ス・アンバランス変換部に2つのダイオードを接続した
マイクロ波域用位相変調器において、2つのダイオード
にそれぞれ電圧の和が一定となるようにバイアス電圧を
印加するバイアス回路を接続して成るマイクロ波帯域用
位相変調器が得られる。
【0010】又、本発明によれば、バランス・アンバラ
ンス変換部に2つのダイオードを互いに同極性で接続し
たマイクロ波域用位相変調器において、2つのダイオー
ドのうちの一方に固定バイアス電圧と変調信号とを重畳
させて印加する第1の重畳印加手段と、2つのダイオー
ドのうちの他方に固定バイアス電圧と変調信号の位相が
反転した反転変調信号とを重畳させて印加する第2の重
畳印加手段とを含み、固定バイアス電圧は、変調信号が
零のときに入力,又は出力のインピーダンスが安定状態
となるように選定されたマイクロ波帯域用位相変調器が
得られる。
【0011】更に、本発明によれば、バランス・アンバ
ランス変換部に2つのダイオードを互いに逆極性で接続
したマイクロ波域用位相変調器において、2つのダイオ
ードのうちの一方に固定バイアス電圧と変調信号とを重
畳させて印加する第1の重畳印加手段と、2つのダイオ
ードのうちの他方に固定バイアス電圧と変調信号の位相
が反転した反転変調信号とを重畳させて印加する第2の
重畳印加手段とを含み、固定バイアス電圧は、変調信号
が零のときに入力,又は出力のインピーダンスが安定状
態となるように選定されたマイクロ波帯域用位相変調器
が得られる。
【0012】加えて、本発明によれば、上記何れか一つ
のマイクロ波帯域用位相変調器において、2つのダイオ
ードはPINダイオードであるマイクロ波帯域用位相変
調器や、バランス・アンバランス変換部はマーチャント
バランであるマイクロ波帯域用位相変調器が得られる。
【0013】
【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明のマイクロ波帯
域用位相変調器について、図面を参照して詳細に説明す
る。図1は、本発明の一実施例に係るマイクロ波帯域用
位相変調器の基本構成を回路図により示したものであ
る。
【0014】この位相変調器は、バランス・アンバラン
ス変換部としてのマーチャントバラン(受動分布定数回
路)1を含む位相変調回路17と、これに接続されたバ
イアス回路18とから構成されている。
【0015】位相変調回路17は、マーチャントバラン
1の他、これに互いに同極性となるように接続された2
つのPINダイオード2,3を有している。これらのP
INダイオード2,3は、出力端子Oに接続されてい
る。
【0016】バイアス回路18は、PINダイオード2
にその出力端子が接続されたオペアンプ4と、PINダ
イオード3にその出力端子が接続されたオペアンプ9
と、オペアンプ4の出力端子及び反転入力端子間に接続
された帰還抵抗5と、オペアンプ9の出力端子及び反転
入力端子間に接続された帰還抵抗10と、オペアンプ4
の反転入力端子に入力抵抗6を介し、又オペアンプ9の
非反転入力端子に入力抵抗13を介してそれぞれ接続さ
れた信号入力端子B.Bと、オペアンプ4の非反転入力
端子とグランドを繋ぐ接地抵抗8と、オペアンプ9の反
転入力端子とグランドを繋ぐ接地抵抗11と、オペアン
プ4の非反転入力端子に入力抵抗7を介し、又オペアン
プ9の非反転入力端子に入力抵抗12を介してそれぞれ
並列接続された電圧印加回路100とを有している。
【0017】この電圧印加回路100は、電圧印加端子
ccに接続された抵抗16とグランドに繋がれたPIN
ダイオード14との間に可変抵抗15を介在させ、直列
接続して成っている。因みに、入力抵抗7,12はPI
Nダイオード14及び可変抵抗15間で接続されてい
る。又、上述したPINダイオード2,3,14は、シ
ョットキバリアダイオードよりも出力電圧レベルが高
い。
【0018】この位相変調器では、ダイオード3に固定
バイアス電圧と変調信号とを重畳させて印加する構成,
即ち、信号入力端子B.B,電圧印加回路100,オペ
アンプ9,及び入力抵抗12,13は第1の重畳印加手
段として働く。又、ダイオード2に固定バイアス電圧と
変調信号の位相が反転した反転変調信号とを重畳させて
印加する構成,即ち、信号入力端子B.B,電圧印加回
路100,オペアンプ4,及び入力抵抗6,7は第2の
重畳印加手段として働く。ここで、電圧印加回路100
により印加する固定バイアス電圧は、変調信号が零のと
きに回路全体の入力又は出力のインピーダンスが最安定
状態となるように選定される。
【0019】この位相変調器の場合、マーチャントバラ
ン1の入力端子LO から入力されるRF(無線周波数)
信号は、マーチャントバラン1で位相が反転されてPI
Nダイオード2,3に入る。又、信号入力端子B.Bか
ら入る変調(ベースバンド)信号VBBは、バイアス回路
18から位相変調回路17へと与えられる。PINダイ
オード2,3を通ったRF信号とバイアス回路18から
の変調信号VBBとは、掛け算されて位相変調回路17に
おける出力端子Oから出力される。
【0020】ここでは、電圧印加回路100の電圧印加
端子Vccから印加される電圧が可変抵抗15を通して基
準電圧(固定バイアス電圧)VREF としてオペアンプ
4,9に印加されるので、オペアンプ4の出力電力は−
(VREF −VBB),オペアンプ9の出力電力は−(V
REF +VBB)となり、バイアス回路18からの出力電圧
の和は一定となる。
【0021】このような電圧を印加することにより、入
力電圧(Vin)と出力電圧(Vout)を入力電圧
(Vin)で乗じた(Vout )/(Vin)との関係におい
て、図2(a)に示すような曲線から図2(b)に示す
ような所望の比例直線(所定の傾きを有する)に変化さ
せることができる。又、変調時のインピーダンスZも図
2(c)に示すような釣り鐘状の曲線(信号損失が大き
いことを示す)から図2(d)に示すような勾配の無い
直線(信号損失が極めて小さいことを示す)へと変化さ
せることができ、インピーダンスZを一定に保つことが
できる。
【0022】尚、上述した実施例の場合、PINダイオ
ード2,3は互いに同極性となるようにマーチャントバ
ラン1に接続されるものとしたが、これらのPINダイ
オード2,3を互いに逆極性となるようにマーチャント
バラン1に接続し、オペアンプ4,9の極性をこれに揃
えて構成した場合にも同等の効果が得られる。
【0023】
【発明の効果】以上に述べた通り、本発明のマイクロ波
帯域用位相変調器によれば、PINダイオードを位相変
調回路に用いると共に、この位相変調回路の2つのPI
Nダイオードにそれぞれの電圧の和が一定となるように
バイアス電圧を印加するバイアス回路を接続しているの
で、入力電圧と出力電圧/入力電圧との関係で示される
変調特性が所望の比例直線で得られる。これにより、信
号損失が小さく、インピーダンスが一定に保たれるマイ
クロ波帯域用位相変調器が簡素な構成で得られるように
なる。又、この位相変調器の場合、特にPINダイオー
ドに整流作用が無いため、高周波による変調特性への影
響が小さく、所望の出力電力が得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るマイクロ波帯域用位相
変調器の基本構成を示した回路図である。
【図2】図1に示すマイクロ波帯域用位相変調器におけ
る変調特性及びインピーダンス特性を説明するために示
したもので、(a)は変調前の入力電圧と出力電圧/入
力電圧との関係を示し、(b)は変調時の入力電圧と出
力電圧/入力電圧との関係を示し、(c)は変調前のイ
ンピーダンス特性を示し、(d)は変調時のインピーダ
ンス特性を示したものである。
【図3】従来のマイクロ波帯域用位相変調器の基本構成
を示した回路図である。
【図4】図3に示す位相変調器における変調特性を変調
電圧Vm と出力信号電圧Voutとの関係で示したもので
ある。
【符号の説明】
1 マーチャントバラン 2,3,14 PINダイオード 4 オペアンプ 5 帰還抵抗 6,7,8,11,12,13,16 抵抗 9 オペアンプ 10 帰還抵抗 15 可変抵抗 17 位相変調回路 18 バイアス回路 100 電圧印加回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バランス・アンバランス変換部に2つの
    ダイオードを接続したマイクロ波域用位相変調器におい
    て、前記2つのダイオードにそれぞれ電圧の和が一定と
    なるようにバイアス電圧を印加するバイアス回路を接続
    して成ることを特徴とするマイクロ波帯域用位相変調
    器。
  2. 【請求項2】 バランス・アンバランス変換部に2つの
    ダイオードを互いに同極性で接続したマイクロ波域用位
    相変調器において、前記2つのダイオードのうちの一方
    に固定バイアス電圧と変調信号とを重畳させて印加する
    第1の重畳印加手段と、前記2つのダイオードのうちの
    他方に前記固定バイアス電圧と前記変調信号の位相が反
    転した反転変調信号とを重畳させて印加する第2の重畳
    印加手段とを含み、前記固定バイアス電圧は、前記変調
    信号が零のときに入力,又は出力のインピーダンスが安
    定状態となるように選定されたことを特徴とするマイク
    ロ波帯域用位相変調器。
  3. 【請求項3】 バランス・アンバランス変換部に2つの
    ダイオードを互いに逆極性で接続したマイクロ波域用位
    相変調器において、前記2つのダイオードのうちの一方
    に固定バイアス電圧と変調信号とを重畳させて印加する
    第1の重畳印加手段と、前記2つのダイオードのうちの
    他方に前記固定バイアス電圧と前記変調信号の位相が反
    転した反転変調信号とを重畳させて印加する第2の重畳
    印加手段とを含み、前記固定バイアス電圧は、前記変調
    信号が零のときに入力,又は出力のインピーダンスが安
    定状態となるように選定されたことを特徴とするマイク
    ロ波帯域用位相変調器。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3の何れか一つに記載のマイ
    クロ波帯域用位相変調器において、前記2つのダイオー
    ドは、PINダイオードであることを特徴とするマイク
    ロ波帯域用位相変調器。
  5. 【請求項5】 請求項1〜3の何れか一つに記載のマイ
    クロ波帯域用位相変調器において、前記バランス・アン
    バランス変換部は、マーチャントバランであることを特
    徴とするマイクロ波帯域用位相変調器。
JP5237869A 1993-09-24 1993-09-24 マイクロ波帯域用位相変調器 Expired - Lifetime JP2850937B2 (ja)

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EP94115048A EP0645916B1 (en) 1993-09-24 1994-09-23 Balanced phase modulator used in microwave band
AU74194/94A AU674436B2 (en) 1993-09-24 1994-09-23 Balanced phase modulator used in microwave band
US08/311,601 US5457436A (en) 1993-09-24 1994-09-23 Balanced phase modulator used in microwave band
DE69430836T DE69430836T2 (de) 1993-09-24 1994-09-23 Gegentaktphasenmodulator für den Mikrowellenbereich
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EP0645916B1 (en) 2002-06-19
EP0645916A3 (en) 1995-09-13
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