JPS59196611A - マイクロ波ミクサ回路 - Google Patents
マイクロ波ミクサ回路Info
- Publication number
- JPS59196611A JPS59196611A JP58070975A JP7097583A JPS59196611A JP S59196611 A JPS59196611 A JP S59196611A JP 58070975 A JP58070975 A JP 58070975A JP 7097583 A JP7097583 A JP 7097583A JP S59196611 A JPS59196611 A JP S59196611A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- mixer
- diode
- type
- input terminal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D9/00—Demodulation or transference of modulation of modulated electromagnetic waves
- H03D9/06—Transference of modulation using distributed inductance and capacitance
- H03D9/0608—Transference of modulation using distributed inductance and capacitance by means of diodes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、例えばＱ ａＡ ｓ等の半導体半絶縁性基板
にダイオードと回路を一体に米依化し７乞モノリシック
マイクロ波ミクサ回路に＋＞４ｉする。
にダイオードと回路を一体に米依化し７乞モノリシック
マイクロ波ミクサ回路に＋＞４ｉする。
〔発明の技術的背景とその間ｉ＋’、ｉｔ点〕２個のミ
クサダイオードを用いたバランス形ミクサは、信号と局
発信号の分離が容易で、局発信号の雑音による雑音指数
の劣化がほとんど無視できる等の利点から広く用いられ
ている。
クサダイオードを用いたバランス形ミクサは、信号と局
発信号の分離が容易で、局発信号の雑音による雑音指数
の劣化がほとんど無視できる等の利点から広く用いられ
ている。
このバランス形ミクザでは２個のミクサダイオードに印
加される信号と局発信号の位相差が１８０°である必要
があや、それをイー足させるための位相反転回路が必要
である。
加される信号と局発信号の位相差が１８０°である必要
があや、それをイー足させるための位相反転回路が必要
である。
第１図はラットレース形′市力分配回路ｌを用いたミク
サ回路であυ、このラットノース形電力分配回路１には
ミクサダイオードＤＩ ｒ ０２２．３、局発信号の
入力端子４、および信号の入力端子５が設けられる。こ
のラットレース形′成力分配回路はそれぞれの１７１Ｍ
子間の距離は第１図中に示す関係になっており、端子４
がら入射しだ局発信号は２個のダイオード２，３に同相
で印加されるのに対し、端子５から入射した信号は、ダ
イオード３に対してダイオード２では位相が１８０°異
・χっているため、バランス形ミクサとして動作する。
サ回路であυ、このラットノース形電力分配回路１には
ミクサダイオードＤＩ ｒ ０２２．３、局発信号の
入力端子４、および信号の入力端子５が設けられる。こ
のラットレース形′成力分配回路はそれぞれの１７１Ｍ
子間の距離は第１図中に示す関係になっており、端子４
がら入射しだ局発信号は２個のダイオード２，３に同相
で印加されるのに対し、端子５から入射した信号は、ダ
イオード３に対してダイオード２では位相が１８０°異
・χっているため、バランス形ミクサとして動作する。
なお、６は低域通過フィルタ、７は中間周波出力端子で
ある。
ある。
また、第２図はブランチライン形′亀カ分配回路１ノを
用いたバランス形ミクサの回路であ垢特性インピーダン
スがＺＯ外ｑで長さｏ、２５λ０の線ｉＩ′１８１４，
１５からノ戊ｐ、それぞれの端子にミクサダイオード１
６，１７と、信号と局発信号の入力端子１８．１９で構
成される。このブランチライン形電力分配回路では端子
１８から入射した信号ダイオード１６に対しダイオード
１７では位相が９０°遅れ、又、端子１９がら入射した
局発信号についてはダイオード１７に対してダイオード
１６では位相が９０’遅れるため、それぞれのダイオー
ドで発生する中間周波数での位相は１８０°異なシ、バ
ランス形ミクサとして動作する。しかしながら、第１図
、第２図に示したバランス形ミクサは屯カ分配回路部に
分亜定数回路を用いておシ、線路の長さがラットレース
形では全長３／２λ０、ブランチライン形では全長λ０
であるため、パターン寸法が大きくなるという欠点があ
った。とくに、ＧａＡｓ等の千尋体層板上にダイオード
と電力分配回路、整合回路等を一体化するモノリシック
・マイクロ波４＞ ＡＪｔ回路（以下ＭＭＩＣと略称す
る）でＩｊ：、価格の点からパターンおよびチップの寸
法を小さくする必要がある。従って、従来の電力分１把
回路を用いたバランス形ミクサでは、チップ寸法が大さ
くなってしまうという欠点がめった。
用いたバランス形ミクサの回路であ垢特性インピーダン
スがＺＯ外ｑで長さｏ、２５λ０の線ｉＩ′１８１４，
１５からノ戊ｐ、それぞれの端子にミクサダイオード１
６，１７と、信号と局発信号の入力端子１８．１９で構
成される。このブランチライン形電力分配回路では端子
１８から入射した信号ダイオード１６に対しダイオード
１７では位相が９０°遅れ、又、端子１９がら入射した
局発信号についてはダイオード１７に対してダイオード
１６では位相が９０’遅れるため、それぞれのダイオー
ドで発生する中間周波数での位相は１８０°異なシ、バ
ランス形ミクサとして動作する。しかしながら、第１図
、第２図に示したバランス形ミクサは屯カ分配回路部に
分亜定数回路を用いておシ、線路の長さがラットレース
形では全長３／２λ０、ブランチライン形では全長λ０
であるため、パターン寸法が大きくなるという欠点があ
った。とくに、ＧａＡｓ等の千尋体層板上にダイオード
と電力分配回路、整合回路等を一体化するモノリシック
・マイクロ波４＞ ＡＪｔ回路（以下ＭＭＩＣと略称す
る）でＩｊ：、価格の点からパターンおよびチップの寸
法を小さくする必要がある。従って、従来の電力分１把
回路を用いたバランス形ミクサでは、チップ寸法が大さ
くなってしまうという欠点がめった。
本発明は上記の欠点を除去するもので、小形化し得、特
にｉｖｌＭＩ Ｃに好適し得るバランス形マイクロ波ミ
クサ回路を提供することを目的とする。
にｉｖｌＭＩ Ｃに好適し得るバランス形マイクロ波ミ
クサ回路を提供することを目的とする。
本発明は、リアクタンス水子とキヤ・Ｑシタンス素子を
Ｔ形あるいはπ形に接続した位相反転回路と、低域通過
フィルタ回路、およびミクサダイオードをＧａＡｓ等の
半導体半絶縁性基板上に一体に果績化したマイクロ波ミ
クサ回路を提供することを目的とする。
Ｔ形あるいはπ形に接続した位相反転回路と、低域通過
フィルタ回路、およびミクサダイオードをＧａＡｓ等の
半導体半絶縁性基板上に一体に果績化したマイクロ波ミ
クサ回路を提供することを目的とする。
以下図面全疹照して本発明の実施例を詳細に説明する。
第３図（ａ） 、 （ｂ）は本発明の一実施例に係るバ
ランス形ミクサで６ Ｄ 、（ａ）図は平面図、（ｂ）
図は（−）図のｘ −ｘ′ｇ断面図である。すなわち、
例えばＧａＡｇ等の半絶縁性の半導体基板４１の長面に
は接地導体４２が形成される。前記半導体基板４１の表
面には２個のミクサダイオード水子４３．４４が導成体
で直列に接続され、この２個のミクサダイオード素子４
３．４４の両端間には被数個の高インピーダンス、頴路
のりアクタンス索子４５−ｈ、４５−ｂ、４５−ｃおよ
びＭＩＭ構造のキャ／４’シタンス素子４６−ａ、４６
−ｂより形成されるＴ形（あるいはπ形）位相反転回路
が接続される。前記リアクタンス水子４５−ｂには中間
周波数に対するリターン回路５４が接続される。前記キ
ャパシタンスｆ、 子４ Ｇ −ａ 、 ４６− ｂノ
一方の電極には接地するためのがンディンダワイヤ４９
が接続される。なお、キャパシタンス素子４６−ａ、４
６−ｂを接地するためにはスルーホール技術を用いて裏
面の接地導体４２と接続してもよい。前記ミクサダイオ
ード系子４３と前記リアクタンス素子４５−ａとの間に
はインピーダンス整合回路５１を介して第１の、湧周波
入力端子素子、例えば１ぽ号入力端子４７が接ξ売され
る。前記直列接続されたミクサダイオード素子４３．４
４の中間点にはインピーダンス整合回路５２を介して第
２の高周波入力端素子、例えば局発信号入力端子４８が
ｊ投続される。前記２個のミクサダイオード系子４３．
４４の中間点には中間周波数ｆ：可過さぜる低域通過フ
ィルタ業子より構成される低域通過フィルタ回路５５を
介して中間周波出力Ｆ７：７−ｆｓ子５３が接続される
。
ランス形ミクサで６ Ｄ 、（ａ）図は平面図、（ｂ）
図は（−）図のｘ −ｘ′ｇ断面図である。すなわち、
例えばＧａＡｇ等の半絶縁性の半導体基板４１の長面に
は接地導体４２が形成される。前記半導体基板４１の表
面には２個のミクサダイオード水子４３．４４が導成体
で直列に接続され、この２個のミクサダイオード素子４
３．４４の両端間には被数個の高インピーダンス、頴路
のりアクタンス索子４５−ｈ、４５−ｂ、４５−ｃおよ
びＭＩＭ構造のキャ／４’シタンス素子４６−ａ、４６
−ｂより形成されるＴ形（あるいはπ形）位相反転回路
が接続される。前記リアクタンス水子４５−ｂには中間
周波数に対するリターン回路５４が接続される。前記キ
ャパシタンスｆ、 子４ Ｇ −ａ 、 ４６− ｂノ
一方の電極には接地するためのがンディンダワイヤ４９
が接続される。なお、キャパシタンス素子４６−ａ、４
６−ｂを接地するためにはスルーホール技術を用いて裏
面の接地導体４２と接続してもよい。前記ミクサダイオ
ード系子４３と前記リアクタンス素子４５−ａとの間に
はインピーダンス整合回路５１を介して第１の、湧周波
入力端子素子、例えば１ぽ号入力端子４７が接ξ売され
る。前記直列接続されたミクサダイオード素子４３．４
４の中間点にはインピーダンス整合回路５２を介して第
２の高周波入力端素子、例えば局発信号入力端子４８が
ｊ投続される。前記２個のミクサダイオード系子４３．
４４の中間点には中間周波数ｆ：可過さぜる低域通過フ
ィルタ業子より構成される低域通過フィルタ回路５５を
介して中間周波出力Ｆ７：７−ｆｓ子５３が接続される
。
このバランス形ミクサの動作を第４図〜第６図を用いて
説明する。第４図において、６１゜６２はダイオードで
；らり、６３を信号（Ｖｓ ）の入力端子、６４を局発
信号（ＶＬ）の入力端子とし、バランス形ミクサとして
動作するための回路６５の条件について考察する。回路
６５が位相反幅回路となる条件をマトリックスで表わす
と（１）式すなわち、端子６３に印加した信号（ＶＳ）
に対しては（１）式の条件よシ、 ｖＤｌ ”ｖＤ ２ ””Ｓ ”・””””
’（２）となり、信号は２個のダイオード６１．６２に
同相で印加される。また、端子６４に印加した局発信号
（ＶＬ）に対しては、（１）式の≦ｉ件全労慮すると、 ｖＤ２ ＝−ＶＤＩ ＝ＶＬ−−−−（３）となシ、局
発信号は２個のダイオード６１ 、６２に逆相で印加さ
れる。従って、回路６５が（１）式の位相反転回路を満
足すれば、第４図の回路はバランス形ミクサとして動作
する。
説明する。第４図において、６１゜６２はダイオードで
；らり、６３を信号（Ｖｓ ）の入力端子、６４を局発
信号（ＶＬ）の入力端子とし、バランス形ミクサとして
動作するための回路６５の条件について考察する。回路
６５が位相反幅回路となる条件をマトリックスで表わす
と（１）式すなわち、端子６３に印加した信号（ＶＳ）
に対しては（１）式の条件よシ、 ｖＤｌ ”ｖＤ ２ ””Ｓ ”・””””
’（２）となり、信号は２個のダイオード６１．６２に
同相で印加される。また、端子６４に印加した局発信号
（ＶＬ）に対しては、（１）式の≦ｉ件全労慮すると、 ｖＤ２ ＝−ＶＤＩ ＝ＶＬ−−−−（３）となシ、局
発信号は２個のダイオード６１ 、６２に逆相で印加さ
れる。従って、回路６５が（１）式の位相反転回路を満
足すれば、第４図の回路はバランス形ミクサとして動作
する。
そこで、位相反転回路６５としで、第５図（ａ）に示す
ようなＴ形、第５図（ｂ）に示すようなπ形の回路を用
いると、（１）式の条件は以下のようになる。
ようなＴ形、第５図（ｂ）に示すようなπ形の回路を用
いると、（１）式の条件は以下のようになる。
Ｔ形では ＹＺｌ ＝−１、Ｚ２ ＝２Ｚ１−・−・
（４）π形では Ｙ１Ｚ＝−１、Ｙ２＝２Ｙ１＝・−
−−−−−−（５）例えばＴ形の位相反転回路で、並列
接続回路素子７５ヴ）としてキャノやシタ（Ｃ）を、直
列接続回路素子７４ （Ｚｌ 、Ｚ２ ）としてインダ
クタ（Ｌ□。
（４）π形では Ｙ１Ｚ＝−１、Ｙ２＝２Ｙ１＝・−
−−−−−−（５）例えばＴ形の位相反転回路で、並列
接続回路素子７５ヴ）としてキャノやシタ（Ｃ）を、直
列接続回路素子７４ （Ｚｌ 、Ｚ２ ）としてインダ
クタ（Ｌ□。
Ｌｚ ）を用いると、（４）式よシ
ωＬｌ ｃ＝＝ｚ ｌ Ｌ２ ＝２Ｌｓ （ωは角周
波数）・・・（６）の条件を満足するようにＬｌ ｒ
Ｌ２ ｒ Ｃを決定すればよい。
波数）・・・（６）の条件を満足するようにＬｌ ｒ
Ｌ２ ｒ Ｃを決定すればよい。
半絶縁性半導体基板上に形成するインダクタとしてはス
ｔＲイラル、メアングライン、高インピーダンス緋路が
実現可能でめ９、キヤ・ぐシタとしてはＭＩＤ 、イン
タアノタル４１４造が芙現可能である。インダクタとし
て高インピーダンス線路８４を用いたＴ形の位相反転回
路の等価回路を第６図（＝）に示し、中心周波数ｆｏを
１０ （ｄｌｚで設計した位相反転回路の特性例を第７
図に示した。ｆｏで定在波比（ＶＳＷｆＬ）は１．０、
位相φ＝１８０°を満足しておシ、さらに線路の全長Ｌ
（＝ｔ、 ＋ｔｚ ＋ｔｘ ）は０，２λ０で、従来
のラットレース形、ブランチライン形の回路に比べて大
幅に小形化できることが明らかである。
ｔＲイラル、メアングライン、高インピーダンス緋路が
実現可能でめ９、キヤ・ぐシタとしてはＭＩＤ 、イン
タアノタル４１４造が芙現可能である。インダクタとし
て高インピーダンス線路８４を用いたＴ形の位相反転回
路の等価回路を第６図（＝）に示し、中心周波数ｆｏを
１０ （ｄｌｚで設計した位相反転回路の特性例を第７
図に示した。ｆｏで定在波比（ＶＳＷｆＬ）は１．０、
位相φ＝１８０°を満足しておシ、さらに線路の全長Ｌ
（＝ｔ、 ＋ｔｚ ＋ｔｘ ）は０，２λ０で、従来
のラットレース形、ブランチライン形の回路に比べて大
幅に小形化できることが明らかである。
すなわち、第３図に示したバランス形ミクサの位相反転
回路は第６図（、）と同様であシ、キヤｚ４シタ８５と
してＭＩＭ構造キャノクシタンスｔ（’４６を、インダ
クタ８４として、高インピーダンス線路のりアクタンス
素子４６を用いておシ、上記のようにバランス形ミクサ
の小形化が実現できる。
回路は第６図（、）と同様であシ、キヤｚ４シタ８５と
してＭＩＭ構造キャノクシタンスｔ（’４６を、インダ
クタ８４として、高インピーダンス線路のりアクタンス
素子４６を用いておシ、上記のようにバランス形ミクサ
の小形化が実現できる。
なお、第３図では第６図（−）のＴ形回路を用いた場合
について示したが、第６図（ｂ）のπ形回路を用いても
、また第５図で直列接続する回路にキャパシタを、並列
接続する回路にインダクタを用いても同様の効果が得ら
れる。また、第３図の実施例ではＭＩＭ構追のキャ／？
シタと、昼インピーダンス線路を用いたインダクタを用
いた場合を示したが、キャパシタとしてインクディジタ
ル形を、インダクタとしてはスｉＪ？イ２ル、メアング
ラインを用いても同様の効果が得られる。
について示したが、第６図（ｂ）のπ形回路を用いても
、また第５図で直列接続する回路にキャパシタを、並列
接続する回路にインダクタを用いても同様の効果が得ら
れる。また、第３図の実施例ではＭＩＭ構追のキャ／？
シタと、昼インピーダンス線路を用いたインダクタを用
いた場合を示したが、キャパシタとしてインクディジタ
ル形を、インダクタとしてはスｉＪ？イ２ル、メアング
ラインを用いても同様の効果が得られる。
以上述べたように本発明によれば、リアクタンス素子と
キャノぐンタンス素子ｉＴ形あるいはπ形に接続した位
相反転回路と、低域通過フィルタ回路、およびミクサダ
イオード’（ｚＧａＡｓ等の半絶縁性半導体基板上に一
体に条横化することによシ、モノリシックマイクロ阪果
績回路に適した小形のバランス形マイクロ波ミクサ回路
を提供することができる。
キャノぐンタンス素子ｉＴ形あるいはπ形に接続した位
相反転回路と、低域通過フィルタ回路、およびミクサダ
イオード’（ｚＧａＡｓ等の半絶縁性半導体基板上に一
体に条横化することによシ、モノリシックマイクロ阪果
績回路に適した小形のバランス形マイクロ波ミクサ回路
を提供することができる。
第１図および第２図はそれぞれ元来のバランス形ミクサ
を示す構成図、第３図は本発明の一実施例を示す構成図
、第４図は本発明に係るバランス形ミクサの動作例を説
明するだめの回路図、第５図および第６図は本光明の′
電力分配回路部の等価回路の一例を示す回路図、第７図
は電力分配回路部の周波数特性の計算結果の−例全示す
特性図である。 ４１・・・半絶縁性の半尋体基板、４２・・・接地環体
、４３．４４・・・ミクザダイオード素子、４５−ａ、
４６−ｂ、４５−ｃ＝・リアクタンス累子、４６−ａ、
４６−ｂ−４６−ｃ−キャノソシタンス素子、４７・・
・信号入力端子、４８・・・局発１６号入力端子、５１
．５２・・・インピーダンス置台回路、５３・・・中間
周波出力端パテ、５５・・・低域通過フィルタ回路。
を示す構成図、第３図は本発明の一実施例を示す構成図
、第４図は本発明に係るバランス形ミクサの動作例を説
明するだめの回路図、第５図および第６図は本光明の′
電力分配回路部の等価回路の一例を示す回路図、第７図
は電力分配回路部の周波数特性の計算結果の−例全示す
特性図である。 ４１・・・半絶縁性の半尋体基板、４２・・・接地環体
、４３．４４・・・ミクザダイオード素子、４５−ａ、
４６−ｂ、４５−ｃ＝・リアクタンス累子、４６−ａ、
４６−ｂ−４６−ｃ−キャノソシタンス素子、４７・・
・信号入力端子、４８・・・局発１６号入力端子、５１
．５２・・・インピーダンス置台回路、５３・・・中間
周波出力端パテ、５５・・・低域通過フィルタ回路。
Claims (1)
- 直列に接続された２圃のミクサダイオード素子と、この
２個のミクサダイオード素子の両端間に接続されてＴ形
あるいはπ形位相反転回路を形成する複数個のリアクタ
ンス素子およびキャパシタンス素子と、前記ミクサダイ
オード素子と前記位相反転回路との間に接続された第１
の篩周波入力端素子と、前記直列接続されたダイオード
素子の中間点に接続された第２の高周波入力端素子と、
前記第１または第２の高周波入力端素子の一方に接続さ
れた世域迎過フィルタ素子と、このフィルり素子に接続
された中間周波出力端素子と、前記谷紫子が狭面に形成
された半絶縁性の半導体基板とを具備したマイクロ仮ミ
クサ回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58070975A JPS59196611A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | マイクロ波ミクサ回路 |
| US06/601,573 US4598424A (en) | 1983-04-22 | 1984-04-18 | Microwave mixer circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58070975A JPS59196611A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | マイクロ波ミクサ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59196611A true JPS59196611A (ja) | 1984-11-08 |
Family
ID=13447025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58070975A Pending JPS59196611A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | マイクロ波ミクサ回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4598424A (ja) |
| JP (1) | JPS59196611A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4955085A (en) * | 1988-03-07 | 1990-09-04 | California Institute Of Technology | Series RF/parallel if mixer array |
| CN1326599A (zh) * | 1998-10-16 | 2001-12-12 | 帕拉泰克微波公司 | 电压可调谐变抗器和包括这种变抗器的可调谐器件 |
| JP5460030B2 (ja) * | 2008-11-26 | 2014-04-02 | 京セラ株式会社 | 導波管型ラットレース回路およびそれを用いたミキサ |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3327220A (en) * | 1964-01-31 | 1967-06-20 | Anzac Electronics Inc | Balanced mixer circuit and inductive device usable therein |
| US3534267A (en) * | 1966-12-30 | 1970-10-13 | Texas Instruments Inc | Integrated 94 ghz. local oscillator and mixer |
| GB1474291A (en) * | 1973-08-23 | 1977-05-18 | Siemens Ag | Frequency-changer structures |
| US4193048A (en) * | 1978-06-22 | 1980-03-11 | Rockwell International Corporation | Balun transformer |
-
1983
- 1983-04-22 JP JP58070975A patent/JPS59196611A/ja active Pending
-
1984
- 1984-04-18 US US06/601,573 patent/US4598424A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4598424A (en) | 1986-07-01 |
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