JPH11513227A

JPH11513227A - 同平面ミキサ組立体

Info

Publication number: JPH11513227A
Application number: JP10506149A
Authority: JP
Inventors: ヘンダーソン，バート; モーウィンケル，クリフォード，エー．; フォークナー，マーク，ブイ．
Original assignee: エンドゲートコーポレーション
Priority date: 1996-07-12
Filing date: 1997-07-09
Publication date: 1999-11-09
Also published as: WO1998002970A1; US5832376A; EP0864207A1; IL123645A; AU3599697A; CA2231779A1; AR007851A1; IL123645A0; CN1200208A; EP0864207A4

Abstract

(57)【要約】ミキサ素子(110,110′)と、バルン(112)と、直角位相ミキサと、映像リジェクトミキサなどを含むミキサ組立体(100)。ミキサ素子は、導波路ストリップＲＦ入力と、スロット線ストリップＬＯ入力とを有する。ＬＯ信号復帰をミキサ接触領域(140,140′)に組み立てられるフリップ・チップ(160,160′)を通して与え、かつ、導波路ＲＦ入力を、好ましく、分配型またはフリップ・チップ組み立てコンデンサ(136,136′)を通して接触領域(140,140′)へ結合する。直角位相と映像リジェクトミキサの新しい態様において２個のミキサ素子(110,110′)の使用を開示する。このようなミキサの内部で、かつそれなしでの使用のためにパワー分割バルンをスロット状につける導波路も開示する。

Description

【発明の詳細な説明】同平面ミキサ組立体発明の分野本発明は、ミキサ素子、バルン、直角位相ミキサ、映像リジェクトミキサなどのようなミキサ組立体に関する。本発明は、このような組立体の寸法と製造コストを減少させつつ、これらに対する性能と製造手順を改善することを狙いとする。発明の背景先行技術のミキサは、一般に、望ましくないほどに広いレイアウトを有し、寄生振動を誘導する材料を使用し、かつその他の不利な局面の間で、煩雑でかつ不要なほどに複雑な技術で製造されているとみられる。たとえば、単一の平衡型平面ミキサに対しナイチンゲールに発行された米国特許第４６０７３９４が開示するミキサでは、局部発振器（ＬＯ）、中間周波数（ＩＦ）およびローパスフィルタ要素をマイクロストリップ内に形成し、かつダイポール・アンテナと無線周波数（ＲＦ）伝送線が露出された基板上でそこから外へ延びる。この設計は、基板の両側面上に金属被覆と、それに続く相互連結バイアスの形成とが必要なマイクロストリップ内で製造される点で不利である。そのレイアウトは、フィルタ配列が消滅し、かつ望ましくないほど大量の基板面を消費するので不利でもある。さらに、アンテナとＲＦ導体の延長は空間的包装を必要とし、かつ、より大きい、潜在的により脆弱な装置を生じる。ＲＦ平衡型ミキサに対しベイト等に発行された米国特許第４５４２５３５および同平面マイクロ波バルン、多重通信装置およびミキサ組立体に対しフィンドレーに発行された米国特許第４７３９５１９も、マイクロストリップ内で製造され、かつ不都合に広いレイアウトのミキサを開示する。ベイトの装置は基板の上下に必然的に空気空間を伴う。これらの二つの特許は基板の縁に延びるアース平面も描写する。このようなアース平面は、アース平面長さの四分の一波長倍に相当する周波数の利得をかなり減らすモード形態をつくり出す。先行技術のミキサで、ＬＯ信号（またはミキサ配列に依存するその他の信号）に対して復帰経路を形成するダイオード装置を与えることは公知である。このようなダイオード装置を組み立てるための慣例的技術は、チップダイオードとビームリード（電波信号導線）の組み立てなどを含む。しかし、これらの技術は、それぞれ、回路特性に悪影響する寄生的な導線インダクタンスを誘導することが知られている。ミキサ素子を含む直角位相および映像リジェクトミキサは拡大的で、かつ潜在的に最良レイアウトより小さくなりがちでもある。たとえば、必要な、９０°の位相遅れは、普通、望ましくないほど高価で、広く、かつ損失の多いランゲまたは直角位相の支線カプラを用いて実施される。発明の要約したがって、本発明の目的は、必要な基板表面積を減らす、効率的に設計されたレイアウトのミキサ素子を与えることである。本発明の別の目的は、制御されない寄生インダクタンスなどを減らしたり除くように、ダイオードまたはその他の電子装置が組み立てられるミキサ素子を与えることである。本発明の別の目的は、スロット線と導波路ストリップの配列を使用して、平面のミキサ素子を与えることである。本発明の別の目的は、このようなミキサ素子を含む直角位相ミキサを与えることである。本発明の別の目的は、直角位相ミキサを与えて、設計波長の四分の一の長さの、導波路ストリップ内に配置される遅延線によって９０°の位相遅れを得ることである。本発明の別の目的は、必要な基板面積を減らすようにＩＦ帯域通過ろ過要素を得る直角位相ミキサを与えることである。そして、さらに、本発明の別の目的は、このような直角位相ミキサ内部での、またはそれなしの使用のために、スロット線バルンパワー分割器へ導波路を与えることである。本発明の、これらの、および関連する目的は、ここに開示する同平面ミキサ組立体の使用によって達成される。本発明の第一の態様で開示されるミキサ素子は、ダイオードスイッチング装置の制御されない寄生的導線インダクタンスを減らしたり除くべく、フリップチップ組み立てダイオードを利用する。本発明の第二の態様で開示されるミキサ素子は、共通のミキサ接触領域に導波路線の容量結合を与える。本発明の第三の態様で開示されるミキサ素子は、ＬＯ信号をスロット線ストリップ上に与え、かつＲＦ信号を導波路ストリップ上に与える。本発明の別の態様で開示される直角位相ミキサ内で、ＲＦ入力回路は９０°の位相変化を得るために設計波長の四分の一の長さの遅延線を含む。９０°の位相変化を得るための他の手段も開示され、これはより広い周波数範囲での作動を支援するものである。本発明の別の態様で開示される直角位相ミキサは、バルンパワー分割器を含む。バルンパワー分割器は、２本のスロット線に分かれる導波路配列、またはスロット線内で終わる導波路に分かれる導波路配列などを含む。スロット線の同位相部分は、好ましく、末端抵抗によって結合される。さらに、導波路とスロット線をストリップ内に構成する。本発明の別の態様で開示される直角位相カプラでは、第一と第二のミキサ素子内で信号復帰のためにフリップ組み立て型装置を利用する。所望の容量を与えるためのチップ組み立て型装置も開示され、かつ、これらは平行板内にコンデンサとして、または逆バイアス設定ダイオードとして構成する。本発明のさらに別の態様において、ＲＦ信号をろ過するための帯域通過要素は、必要な基板面積を減らすように構成される。帯域通過要素は、その他の要素間に、結合線、相互噛み合い型、相互コイル型、またはその他のパターンおよび、またはチップ組み立て型のコンデンサで構成される分配型コンデンサを含む。前述の、および関連する本発明の利益と特徴の達成は、図面と一緒に考慮される、以下の、本発明のさらに詳しい説明の概観後、より容易に当業者に明らかである。図面の簡単な説明図１は本発明のミキサ素子の略図である。図２は図１のミキサ素子を含む、本発明の直角位相ミキサの組立体を示す。図３は本発明の直角位相ミキサで使用される分配型コンデンサの代替的態様への組立体を示す。図４は本発明の異なるバルン配列を有する、図２の直角位相ミキサの組立体を示す。図５は本発明の別の異なるバルン配列を有する、別の直角位相ミキサの組立体を示す。図６は本発明のランゲ・カプラを含む直角位相ミキサの組立体を示す。図７は相互噛み合い型コンデンサ帯域通過要素と位相変更インダクタンスコイルとを有する直角位相ミキサの組立体を示す。図８は本発明の結合型の遅延線帯域通過要素を有する直角位相ミキサ組立体を示す。図９は本発明の直角位相ミキサの、別の態様の組立体を示す。詳細な説明本発明は、とくに、マイクロ波とミリメートル波周波数での作動に対して好適であり、かつ以下の説明はこの応用に対して向けられる。しかし、本発明はその他の周波数で作動するミキサにも使用可能である点と、このようなミキサでのそれの使用および何か必要な修正とそれの制限は当業者に明らかである点に注意すべきである。ＲＦとＬＯの特定の名称がここで以下に述べるミキサ組立体に与えられていることにも注意すべきである。この名称はフィルタとその他の要素の公知の調節によって置き換えられる。本発明の意図としては両方の名称が含まれるから、特許請求の範囲での文言は両名称を含むように解釈される。さらに、ここで教唆されるミキサ組立体は受信と伝送の両作動で使用される点を認識すべきである。主として受信チャンネル内での使用を以下に開示するが、伝送チャンネルへの拡張は技術的に公知である。図１を参照して、本発明によるミキサ素子１０の略図を示す。ミキサ素子１０は、局部発振（ＬＯ）信号の入力用のスロット線２０と、無線周波数（ＲＦ）信号の入力用の同じ平面の導波路（ＣＰＷ）３０とを含む。スロット線２０と導波路３０は、好ましく、ストリップ配列内に形成され、かつ伝導ストリップ２１，２２，３１，３２は、好ましく、素子の設計周波数のそれのかなり上で周波数の四分の一波長に相当する。たとえば、ミキサ素子１０を５０ＧＨｚで作動するように設計するとき、ストリップ２１，２２，３１，３２は、好ましく、１５０ＧＨｚ以上の四分の一波長の幅を持つように設計する。慣例的アース平面に対してスロット線と導波路ストリップの使用はいくつかの利点をもたらす。これらは、慣例的アース平面の四分の一波長の整数倍に相当する周波数での利得を大きく減らすモード形態の除去、より大きいレイアウト柔軟性、ＤＣ（パワー）とＲＦ（信号）線に対するより高い密度、非常に低い寄生振動、および低コストの片側面製造をもたらす。ストリップ２１，２２，３１，３２は図示されるように一体的に形成され、かつ、中間周波数（ＩＦ）信号に対して信号復帰を与えるべく、インダクタンスコイル２９を通して誘導的にアースへ結合される。導波路３０の中心または中心導体は、好ましく、コンデンサ３６内で終わり、該コンデンサを通してそれは伝導材料のパッドである接触領域４０へ結合される。コンデンサ３６は、好ましく、帯域通過フィルタとして効果的に機能する分配型コンデンサで、ＲＦ周波数を通過させる一方、ＩＦ周波数の通過を阻止する。好適な分配型コンデンサの配列は、図２に示す分配型コンデンサ１３６のそれである。導波路３０の末端でのコンデンサ３６の配列は必要な基板面積を最小にするコンパクトな設計を達成する。接触領域４０は、ＬＯ信号に対して信号復帰を与えるべく、（好ましく、ショットキーダイオードである）一対のダイオード６１，６２を通してスロット線２０へ結合される。ダイオード６１はアノードからカソードへ、スロット線ストリップ２１から接触領域４０へ結合され、かつダイオード６２はアノードからカソードへ、接触領域４０からスロット線ストリップ２２へ結合される。ダイオード６１，６２は、好ましく、フリップ・チップ６０で製造する。フリップ組立用の好適な装置は、ＡｌｐｈａＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓｏｆＷｏｂｕｒｎ（マサチューセッツ）によるＤＭＫ２７９０チップである。ＤＭＫ２７９０はショットキーダイオードを１個与えるだけから、２個のＤＭＫ２７９０チップ（ダイオード６１，６２に対してそれぞれ１個）を使用する。ＤＭＫ２７９０チップは、好ましくスロット線ストリップ２１，２２と接触領域４０を横切って伝導性エポキシによって組み立てる。半導体材料で製造される所望の電子装置を有する代替的なフリップ・チップ配置は、たとえば、ＳｉまたはＧａＡｓにおいてダイオード６１，６２の配置の製造、フリップ・チップの整列、およびボール・ボンディングまたはその他の公知の技術によるそれの組立を含む。フリップ・チップの製造は技術的に公知である。図１にはダイオードを示すが、その他の相当する電子装置、たとえばトランジスタを含む装置の使用可能なことが認識されるべきである。フリップ・チップの使用はビームリード（電波信号導線）を除くことによって寄生的な導線インダクタンスを最小にする。フリップ・チップ６０はまた、その他の利点の間で、付着作業を１段階とし、かつボール・ボンディングなどを利用するとき、エポキシの硬化時間を遅延させない。受信チャンネル内で使用するとき、出力回路である中間周波数（ＩＦ）回路７０は印刷されるインダクタンスコイル７２および分路コンデンサ７３と直列結合される接合ワイヤ７１を含む。接合ワイヤとインダクタンスコイル分路容量回路は、ＩＦ出力信号からＲＦとＬＯ信号を絶縁するローパスフィルタを形成する。必要なインダクタンスは、コイル、四分の一波長伝送線、接合ワイヤ、または平面らせん状装備、またはそれの組み合わせによって実現される。必要な容量は、チップ、ビームリード、またはそれの組み合わせ用の相互デジタル(interdigita l)装備によって実現される。所望のローパスフィルタをつくりだすための適当な誘導および容量要素の選択は技術的に公知である。ミキサ素子１０は、好ましく、セラミック基板上に高分解能薄膜技術を使用して形成する。スロット線２０、導波路３０、接触領域４０、および接合ワイヤ７１は、好ましく、金から形成する。インダクタンスコイル７２とコンデンサ７３も、好ましく、それぞれ、平面らせん状および相互デジタル装備においてパターン化した金から形成する。ミキサ素子１０に対しては多数の応用がある。ひとつのこのような応用が、アンテナ、増幅器、ミキサ、およびフィルタなどを含む無線信号受信チャンネルでの使用である。映像ノイズは所望の受信信号に隣接するノイズを伴ってシステムの性能を悪化させることがある。この映像信号を除くための手段がないと、ＩＦ出力信号は普通に所望されるＬＯ−ＲＦ差のほかに映像信号−ＬＯ差を含む。映像の拒絶(rejection)は（高価かつ基板表面積について消耗的な）好適な帯域通過フィルタの使用によって、または直角位相映像拒絶の位相相殺によって得られる。慣例的な映像リジェクトミキサ(image reject mixer)は、入力ＲＦ信号をふたつの信号経路内で分離し、かつ信号経路のひとつにおいて９０°の位相遅れをつくり出す直角位相ミキサを含む。その後、分割されたパワーの直角位相ＲＦ信号はＬＯ信号と混合されて、第一と第二のＩＦ信号を発生させる。公知の位相相殺手順によって、ＲＦ映像−ＬＯ信号が終了する一方、ＬＯ−ＲＦ信号をさらなる処理のため通過させるように、ふたつのＩＦ出力信号を組み合わせる。このような直角位相ミキサにおいて図１のミキサ素子１０の使用を、いま、論じる。図２に、図１のミキサ素子１０のふたつを含む直角位相ミキサ１００の組立体を示す。ミキサ素子１０のふたつの出現は参照番号１１０，１１０′で説明する。十と一の位での数値は、要素が類似的であることを示すように同じである。同様に、図２にほぼ模写される図１のその他の要素は、これらの参照番号の百の位において番号１によって先導される。たとえば、図１のスロット線２０は、図２ではスロット線１２０，１２０′として参照する。直角位相ミキサ１００は、バルン１１２を通して入力されるＬＯ信号と、導波路ＲＦ入力回路１３３を通して入力されるＲＦ信号と、ＩＦ信号出力回路１７０，１７０′を通して出力されるＩＦ信号とを含む。ＲＦ入力回路１３３は、ＲＦ入力信号を第一の導波路１３０と第二の導波路１３０′とに分割する導波路パワー分割器１３５を含む。パワー分割器は、第一と第二の導波路１３０，１３０′の絶縁のための、好ましく、１００オームの末端抵抗１３４と、アース設置増大のための複数の接合ワイヤ１３７とを含む。パワー分割器１３５と導波路１３０，１３０′はともに、好ましく、図示されるように、導波路ストリップ内に構成される。９０°の位相遅延線１３８は第二の導波路１３０′内に与えられる。遅延線１３８の長さは、好ましく、設計波長の四分の一である。このような寸法は、効果的に９０°の位相変化を含む。遅延線１３８は設計波長に近い周波数の信号に対してのみ、適当な位相遅れを与えることを認識すべきである。カットオフの周波数または範囲の確定は、特別な制限が与えられないように、特定の使用に依存する。しかし、一般的な設計のガイドラインによると、たとえば、ほぼ５％の入力周波数範囲に対しストリップ遅延線１３８とともにミキサ１００は適当に機能すると思われる半面、２５％以上の入力周波数範囲に対して直角位相ミキサは遅延線１３８とともに、おそらく適当に作動しない。もしも所望の周波数範囲が四分の一波長遅延線に適応しないなら、以下に論じるランゲと直角位相支線カプラなどのような、代替的な遅延機構を使用する。第一と第二の導波路１３０，１３０′は、それぞれ、ミキサ素子１１０，１１０′内で接触領域１４０，１４０′へ結合される分配型コンデンサ１３６，１３６′を含む。コンデンサ１３６，１３６′はそれぞれ、導波路１３０，１３０′ の復帰ストリップ１３１，１３２と１３１′，１３２′の間に形成される。導波路１３０，１３０′と隣接する接触領域１４０，１４０′ の内部域に分配されるコンデンサ１３６，１３６′を形成することは、必要な基板表面積の大きさをかなり減らす。図３に示す分配型コンデンサ１３６の代替的態様では、コンデンサを結合線の相互コイルのパターンで形成する。この圧縮されたパターンは基板面積を少ししか必要としない。その他の好適な圧縮パターンに、曲線状、相互デジタルおよび角度状パターンがある。再び図２を参照すると、ＬＯ信号が導波路フィーダ１１３に結合されるバルン１１２を通して与えられる。バルンは、好ましく、それの一つだけの終了端で導波路ストリップ、かつそれの平衡端でスロット線である。バルン１１２に含まれるパワー分割器１１５は入力導波路線１１３を２本のスロット線１２０，１２０ ′に分割する。図２に示されているように、パワー分割器１１５は、最初に導波路のスロットの位置を拡大し、次に最終分割前にこれらを圧縮する。末端抵抗１１８は、好ましく、スロット線１２０，１２０′を絶縁すべく収縮位置に与える。接合ワイヤ１１４は導波路ストリップ内でＬＯ復帰線を結合し、かつ接合ワイヤ１１６はスロット線復帰ストリップ１２２，１２２′を結合する。パワー分割器１１５、抵抗１１８、および接合ワイヤ１１４，１１６は、効果的にスロット線ウイルキンソンパワー分割器への導波路を形成する。ＬＯ供給信号はスロット線ストリップ１２１，１２１′上でミキサ素子１１０，１１０′へ与えられる。フリップ・チップ１６０，１６０′は、スロット線１２０，１２０′をそれぞれ、接触領域１４０，１４０′へ連結する。フリップ・チップ１６０，１６０′内のダイオードの配置は図１のフリップ・チップ６０に対して示されるのと同様に、すなわちダイオードは直列に結合され、かつＬＯ供給信号に関して前方へバイアス設定される。図２の態様に対して、フリップ・チップ１６０，１６０′内のダイオードの配置は、対称か同一であって、その差異は映像−ＬＯとＬＯ−映像信号への出力ポートを逆にする。ＩＦ出力回路１７０，１７０′は、誘導的な接合ワイヤ１７１，１７１′を通して接触領域１４０，１４０′へ結合される。ＩＦ出力回路１７０，１７０′は、図１のＩＦ出力回路７０に対して上述したように、インダクタンスコイル１７２，１７２′と分路コンデンサ１７３，１７３′をも含む。二つのＩＦ出力信号は、所望のＬＯ−ＲＦ信号を再生すべく公知の方法で処理する。抵抗１１８，１３４とフリップ・チップ１６０，１６０′とを除いて、直角位相ミキサ１００の要素は、好ましく、誘電性基板上で金から形成する。抵抗は、好ましく、金の沈着に先行して、公知の工程でタンタル窒化物から形成する。図４に、本発明により異なるバルン配列を有する直角位相ミキサ２００の組立体を示す。ミキサ２００は異なるバルン配列を有するミキサ１００と本質的に同じである。類似の要素は、ＲＦ入力、ミキサ素子、およびＩＦ出力回路を含む。したがって、図２の要素に類似の図４の要素は、一と十の位で同じ数値を共有する一方、百の位で１に対して２を有する。ミキサ２００は、図１のバルン１１２と配列的に異なる四分の一波長のバルン２１２を含む。ＬＯ信号は導波路フィーダ２１３を介して入力され、かつ第一と第二のスロット線２２０，２２０′内へのバルン２１２の始まりをマークするパワー分割器２１５において分割される。スロット線２２０，２２０′は直角位相波長の長さのすきま２１７を越えて与えられる末端抵抗２１８によって絶縁される。スロット線２２０，２２０′はフリップ・チップ２６０，２６０′を通して、それぞれ、接触領域２４０，２４０′へ結合される。ＲＦ入力回路２３３とＩＦ出力回路２７０，２７０′は図２の、これらの対応物と同じである。図５に、本発明により、別の異なるバルン配列を有する直角位相ミキサ３００の組立体を示す。ミキサ３００は図２のミキサ１００に大部分は類似であり、かつ類似要素の参照番号は、百の位で１に代わって３とともに、同じ十と一の位の数値を有する。ミキサ３００とミキサ１００の間の差異は、ミキサ３００が異なるバルン配列を有し、かつフリップ・チップ組み立て型ダイオードの代わりにビームリード・ダイオードを利用する点である。バルン３１２は、導波路から導波路へのパワー分割器３１５を含む。第一と第二導波路出力は、それぞれ、末端抵抗３１８および第一と第二のスロット線３２０，３２０′内への移行によって絶縁される。ビームリード・ダイオード３６８は、図１のフリップ・チップ１６０のようなフリップ・チップ組み立て型装置の代わりに使用する。ビームリード・ダイオードは、制御されない寄生インダクタンスレベルがフリップ・チップ組み立てで与えられるのと同程度に低い必要がなく、かつビームリード組み立てに対して十分なレイアウトが存在するとき、好適である。ＲＦ入力回路３３３、分配型コンデンサ３３６，３３６′、接触領域３４０，３４０′、およびＩＦ出力回路３７０，３７０′などは上述と同様である。図６に、本発明により、より広い帯域幅作動のための直角位相ミキサ４００の組立体のレイアウトを示す。ミキサ４００の配列は、ＲＦ帯域通過要素がミキサ上流で、すなわちミキサ４００に隣接して先行する受信器チャンネル内でＲＦ入力経路内に設置されるから、部分的にミキサ１００，２００，３００に相対的に減少した寸法を有する。この”先行ＲＦ入力”ＲＦ帯域通過要素は、好ましく、コンデンサ４０１として備えられる。ミキサ４００は（図２の遅延線１３８によって与えられるような）所望の位相変化を引き起こすための、ランゲ・カプラ４８０の使用をも図解的に説明する。特徴的な５０オームの伝送線との使用のための、カプラ４８０の入力インピーダンスは５０オームであり、かつ経路４３０，４３０′内の出力インピーダンスは約１００オームである。この、５０から１００オームへの上昇変化は、カプラ４８０の伝導トレースと周囲の金属化部分との間の間隔を増やすことによって得られる。おおぎの状ロード(fantail load)４８１はランゲ・カプラ４８０へ結合され、かつそれは、好ましく、カプラ４８０の金属化層の下に延びるタンタル窒化物層として形成する。おおぎ状ロード４８１とランゲ・カプラ４８０の使用は広い作動帯域幅を与える。５０オーム抵抗に関して四分の一波長伝送線のオープンスタブ(open stub)のような、非おおぎ状ロードは、より広い帯域幅の作動を希望しないときは利用できない点に注意せよ。代わりに、チップ内に実現されるコンデンサ、付着ビームリード、または印刷される結合ストリップの形式が、おおぎ状のロード４８１に取って代わり得る。ランゲ・カプラ４８０のほかに、ＲＦ入力回路内で使用できる他の形式の若干の９０°位相変化要素がある。これらは、シッフマン・バリエーションカプラ、支線カプラ、側面結合カプラ、図７の半固定(semi-lamped)直角位相分割器５３８、図８の結合直角位相分割器６３８、図９の直角位相分割器７３８、およびその他なんらかの９０°ハイブリッドの形式があるが、これらに限定されない。ミキサ４００は、接触領域４４０，４４０′、フリップ・チップ４６０，４６０′、およびここに述べられるこれらの対応物に類似のバルン４１２を含む。ＩＦ出力回路は図示しないが、接触領域４４０，４４０′に付着し、かつここのどこかに教唆するように構成する。図７に、本発明により、半固定型の相互かみあい型コンデンサ帯域要素と位相変化インダクタンスコイルとを有する直角位相ミキサ５００の組立体を示す。ＲＦ入力回路５３３は、ＲＦ帯域通過要素として構成される相互かみあい型コンデンサ５３６を含む。誘導性トレース５３８は、第一の接触領域５４０に伝わる信号と第二の接触領域５４０′に伝わる信号との間にほぼ９０°の位相変化を得る。信号復帰要素は、ここに教唆されるように構成するダイオード５６１、またはその他の適当な復帰要素である。バルン５１２はコンパクトな設計を有し、かつ図６のバルン４１２に類似する。バルン５１２は、バルン１１２，３１２などのように、さらに他のバルン配列も使用できるが、寸法的に減少する。（図示されない）ＩＦ出力回路は、ここのどこかに開示されるように装備される。図８に、本発明により結合される遅延線帯域通過要素を有する直角位相ミキサ６００の組立体を示す。ＲＦ入力回路６３３は、ほぼ９０°の位相変化を有する遅延線６３８を含む。遅延線６３８は、接触領域６４０の伝導性トレースから固定の間隔に位置決めされて、遅延線６３８の部分に沿って分配型のコンデンサ６３６を形成する。この構成によって、ミキサ１００，２００，３００に相対的なミキサの寸法は減少する。接触領域６４０，６４０′、復帰装置６６１、バルン６１２、および（図示されない）ＩＦ出力回路は、ここのどこかに論じるようなものである。バルン６１２は図７のバルン５１２と本質的に同じである。図９に、本発明により直角位相ミキサ７００の別の態様の組立体を示す。ミキサ７００のＬＯ入力は平衡型ウイルキンソンパワー分割器を有するバルン７１２を含んで、ひとつだけの末端入力ポート７１３を、二つの平衡型スロット線出力ポート７２０（またはＡ，Ａ′）と７２０′（またはＢ，Ｂ′）とに分割する。点Ａ−Ｂは末端抵抗７１７によって連結され、かつ点Ａ′−Ｂ′は末端抵抗７１８によって連結される。ＡとＢでの電圧はＡ′とＢ′での電圧に等しい。したがって、ＬＯポートでの信号入力に対してＬＯ入力パワーはどちらの抵抗７１７，７１８を越えても消散しない。たとえば、ＲＦ入力からの、Ａ，Ａ′またはＢ，Ｂ′での信号入力に対して、この等電位の状態はもはや存在せず、抵抗７１７，７１８を越えてエネルギの損失を生じる。フリップ・チップ７６０は、ＬＯ、ＲＦ、およびＩＦ信号の復帰のための必要な伝導区分に沿ってＲＦ帯域通過コンデンサ７３６と復帰要素７６１を含む。ＩＦ帯域通過コンデンサを組み立てるチップはミキサ寸法を減らして、分割型コンデンサなどを装備するのに必要な表面積を除く。コンデンサ７３６は平行板コンデンサまたは逆バイアス設定のダイオードとして装備する。ＲＦ入力回路７３３と遅延線７３８、接触領域７４０，７４０′および（図示しない）ＩＦ出力回路を含めて、ミキサ７００のその他の要素は上述と同様である。ミキサ７００の要素の寸法、ならびに、ここでその他のミキサのそれらは図解説明のものと完全に比例はしないことに注意すべきである。たとえば、四分の一波長区分のすべてを、確実に同じ長さにするための修正は当業者には明らかである。本発明をそれの特別な態様に関して述べたが、それはさらに修正可能なこと、かつこれの応用は、一般に、発明の原理にしたがって、かつ現在の開示から公知または慣例的業務の内部で発明の属する技術に登場して、以前に説明された本質的な特徴に加えられ、かつ発明の目的と添付の特許請求の範囲の制限の内部で生じるような逸脱を含んで、いかなる変化、使用、または発明の適応をも網羅するように意図されることが理解されよう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者フォークナー，マーク，ブイ. アメリカ合衆国，95006 カリフォルニア州，ボウルダークリーク，レベッカドライブ 891

Claims

【特許請求の範囲】１．基板と、局部発振器（ＬＯ）信号を伝導するための、上記基板上に配列されるスロット線と、無線周波数（ＲＦ）信号を伝導するための、上記基板上に配列される同平面の導波路（ＣＰＷ）と、上記導波路へ結合され、かつ上記スロット線から間隔あけされる接触領域と、上記接触領域と上記スロット線上にフリップ組み立て端子を有するチップとからなり、上記チップは上記ＬＯ信号を復帰させるための、非線形電子装置を含み、さらに、上記接触領域に関連するＩＦ信号を伝導するための、上記接触領域へ結合される中間周波数（ＩＦ）信号導体と、からなるミキサ素子。２．さらに、上記接触領域に隣接して上記導波路の末端内に形成されるＲＦ帯域通過要素からなる特許請求の範囲第１項記載のミキサ素子。３．上記フリップ組み立てされるチップが、さらに、上記導波路と上記接触領域とを結合するＲＦ帯域通過要素からなる特許請求の範囲第１項記載のミキサ素子。４．上記スロット線と導波路をストリップ形式で構成する特許請求の範囲第１項記載のミキサ素子。５．基板と、局部発振器（ＬＯ）信号を伝導するために上記基板上に配列されるスロット線と、無線周波数（ＲＦ）信号を伝導するための、上記基板上に配列される同平面の導波路（ＣＰＷ）と、上記スロット線から前もって定める間隔だけ間隔あけされる接触領域と、ＬＯとＲＦ信号を復帰させるために上記スロット線と上記接触領域との間に結合される非線形電子装置と、ＲＦ信号に対しろ過を行うような方法で、上記ＲＦ導波路を上記接触領域へ結合するために上記接触領域に隣接して上記ＲＦ導波路の中心導体の末端に位置決めされるＲＦ帯域通過要素と、かつ上記接触領域に関連するＩＦ信号を伝導するための、上記接触領域へ結合される中間周波数（ＩＦ）信号導体と、からなるミキサ素子。６．上記ＲＦ帯域通過要素がＲＦ帯域通過要素グループからの少なくともひとつを含み、該グループは平行板の配列内でチップ組み立てコンデンサと、逆バイアス設定されるダイオードとして配列される、チップ組み立てコンデンサと、結合線コンデンサと、相互かみあい型コンデンサと、遅延線結合線コンデンサと、先行ＲＦ入力容量装置とを含む特許請求の範囲第５項記載のミキサ素子。７．上記非線形電子装置がフリップ組み立てチップ内に与えられる特許請求の範囲第６項記載のミキサ素子。８．上記スロット線と導波路をストリップの形式で構成する特許請求の範囲第５項記載のミキサ素子。９．上記入力ＲＦ信号を第一と第二の経路へ分割するための手段と、上記第一経路に相対的な上記第二通路内で９０°の信号位相変化を導入するための、設計波長のほぼ四分の一の長さの、上記第二の経路内の遅延線とを含めて、同平面の導波路（ＣＰＷ）ストリップ内に構成されるＲＦ入力手段と、上記ＲＦ入力手段へ結合されるＲＦ帯域通過要素と、上記ＲＦ入力手段へ結合される第一と第二の接触領域と、上記第一と第二の接触領域に隣接して局部発振（ＬＯ）信号を与えるための手段と、ＬＯ信号を復帰させるために、上記ＬＯ信号準備手段と上記第一と第二の接触領域との間に組み立てられる電子装置手段と、上記第一と第二の接触領域にそれぞれ相対的な中間周波数（ＩＦ）信号を伝導するための手段とからなる、マイクロ波またはミリメートル波周波数での使用のための直角位相ミキサ。１０．上記ＲＦ帯域通過要素がＲＦ帯域通過要素グループからの少なくともひとつを含み、該グループは平行板の配列内でチップ組み立てコンデンサと、逆バイアス設定されるダイオードとして配列される、チップ組み立てコンデンサと、結合線コンデンサと、相互かみあい型コンデンサと、遅延線結合線コンデンサと、先行ＲＦ入力容量装置とを含む特許請求の範囲第９項記載のミキサ素子。１１．上記電子装置をフリップ組み立てチップ内に与える特許請求の範囲第９項記載のミキサ素子。１２．上記ＬＯ信号準備手段が平衡端で第一と第二のスロット線配列に対して一つだけの終了端で導波路配列を二つに分けるバルンを含み、上記第一と第二のスロット線はそれぞれ上記第一と第二の接触領域に隣接して終了する特許請求の範囲第９項記載のミキサ素子。１３．上記入力ＲＦ信号を第一と第二の経路へ分割するための手段と、上記第一経路内の信号に相対的な上記第二通路内の信号に９０°の位相変化を導入するための手段とを含めて、同平面の導波路（ＣＰＷ）内に構成されるＲＦ入力手段と、上記第一と第二の信号経路へそれぞれ結合される第一と第二の接触領域と、帯域通過要素のグループから上記ＲＦ入力手段へ結合されるＲＦ帯域通過要素と、からなり、該グループは平行板の配列内でチップ組み立てコンデンサと、逆バイアス設定されるダイオードとして配列されるチップ組み立てコンデンサと、上記ＲＦ入力手段と上記接触領域との間に結合される結合線コンデンサと、上記ＲＦ入力手段と上記接触領域との間に結合される相互かみあい型コンデンサと、上記ＲＦ入力手段と上記接触領域との間に結合される遅延線結合線コンデンサと、先行ＲＦ入力容量装置とを含み、さらに、上記第一と第二の接触領域に隣接して局部発振（ＬＯ）信号を準備するための手段と、ＬＯ信号を復帰させるために、上記ＬＯ信号準備手段と上記第一と第二の接触領域との間に組み立てられる電子装置手段と、上記第一と第二の接触領域のそれぞれに相対的な中間周波数（ＩＦ）信号を伝導するための手段とからなる直角位相ミキサ。１４．上記電子装置手段をフリップ組み立てチップ内に与える特許請求の範囲第１３項記載のミキサ。１５．上記ＬＯ信号準備手段が、導波路から、上記第一と第二の接触領域にそれぞれ隣接して終了する、第一と第二のスロット線へ分かれるバルンを含み、かつ上記ＲＦ入力手段と上記バルンがストリップ形式で構成される特許請求の範囲第１３項記載のミキサ。１６．上記９０°位相変化導入手段がランゲ・カプラからなる特許請求の範囲第１３項記載のミキサ。１７．さらに、広い帯域幅作業を容易にするために、上記９０°位相変化導入手段へ結合されるおおぎ状ロードからなる特許請求の範囲第１３項記載のミキサ。１８．上記入力ＲＦ信号を第一と第二の経路へ分割するための手段と、上記第一経路内の信号に相対的な上記第二通路内の信号に９０°の位相変化を導入するための手段とを含めて、同平面の導波路（ＣＰＷ）内に構成されるＲＦ入力手段と、上記第一と第二の経路へそれぞれ結合される第一と第二の接触領域と、上記第一と第二の接触領域に隣接して局部発振（ＬＯ）信号の準備手段と、上記第一と第二の接触領域と上記ＬＯ準備手段との間のフリップ組み立てチップとからなり、上記フリップ組み立てチップは上記ＬＯ信号を復帰させるために非線形電子装置を含み、さらに、上記第一と第二の接触領域のそれぞれに相対的な中間周波数（ＩＦ）信号を伝導するための手段とからなる直角位相ミキサ。１９．上記ＬＯ準備手段が、導波路から、上記第一と第二の接触領域にそれぞれ隣接して終了する第一と第二のスロット線へ分かれるバルンを含み、かつ上記フリップ組み立てチップが上記第一と第二の接触領域と上記第一と第二のスロット線との間に組み立てられる特許請求の範囲第１８項記載のミキサ。２０．ＲＦ帯域通過要素のグループから上記ＲＦ入力手段へ結合される帯域通過要素からなり、該グループは平行板の配列内でチップ組み立てコンデンサと、逆バイアス設定されるダイオードとして配列される、チップ組み立てコンデンサと、上記ＲＦ入力手段と上記接触領域との間に結合される結合線コンデンサと、上記ＲＦ入力手段と上記接触領域との間に結合される相互かみあい型コンデンサと、上記ＲＦ入力手段と上記接触領域との間に結合される遅延線結合線コンデンサと、先行ＲＦ入力容量装置とを含む特許請求の範囲第１９項記載のミキサ。２１．上記ＲＦ入力と上記バルンがストリップ形式で構成される特許請求の範囲第１９項記載のミキサ。