JPS6149848B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、マイクロストリツプ線路を基本構成
とする高周波の平面回路において、高周波信号と
この信号より少し周波数の異なる局部発振信号を
入力し、この２つの信号の差の周波数成分である
中間周波信号を出力するミクサ回路に関するもの
である。

マイクロストリツプ線路を基本構成とし、その
パターン上に半導体素子等を接続して形成する高
周波の平面回路のミクサ回路には、第１図および
第２図に示す回路がある。第１図において、入力
端子１と２を結ぶ線路の中間にダイオード５の一
端を接続し、このダイオード５の他端は低域通過
フイルタ８を含む中間周波信号の出力回路に接続
する。ダイオード５が接続された位置から入力端
子１側の高周波信号入力線路３には、ダイオード
５から高周波信号入力線路３を見たインピーダン
スが局部発振周波数において開放インピーダンス
となるように平行結合フイルタ６を配置する。こ
の平行結合フイルタ６は、局部発振信号の１／２波長 の長さを持つ両端開放の線路を端から１／４波長の部 分を結合する線路に平行して接近させ、残りの１／４ 波長の部分を図のように結合する線路から遠ざか
るように配置して構成する。このようにして構成
した平行結合フイルタ６は結合する線路から離れ
た部分が１／４波長であるから、全長の１／２の部分で
はち ようど短絡のインピーダンスとなり、平行に結合
された線路がその結合部分で短絡されることにな
る。したがつて、この平行結合フイルタが結合さ
れた線路の伝送特性は、その平行結合フイルタの
長さが１／２波長に当る周波数で最大の減衰となる帯 域阻止フイルタの特性を持つことになるので、こ
の場合、平行結合フイルタ６は、高周波信号入力
線路３に局部発振信号の周波数に対する帯域阻止
フイルタを設けたことになる。そして、その配置
する位置をダイオード５の接続点から１／４波長の奇 数倍とすれば、その波長の信号でダイオード５か
ら見たインピーダンスが開放となる。

ダイオード５が接続された位置から入力端子２
側の局部発振信号入力線路４には、局発用の平行
結合フイルタ６と同様に構成した全長が高周波信
号の１／２波長の平行結合フイルタ７による高周波信 号用帯域阻止フイルタをダイオード５から見て局
部発振信号入力線路４が開放のインピーダンスと
なるように配置する。

ダイオード５が接続された線路にはさらに高周
波信号と局部発振信号に対しほぼ１／２波長の長さを 持つ終端開放のスタブ１０を接続する。そのスタ
ブ１０へ、局部発振周波数の２倍の周波数から、
高周波信号の周波数を引算した周波数をもつイメ
ージ信号の１／２波長の長さをもち、平行結合フイル タ６と同様に構成した平行結合フイルタ１１によ
るイメージ信号用の帯域阻止フイルタを配置す
る。このイメージ信号用の平行結合フイルタ１１
はダイオード５から、スタブ１０を見たインピー
ダンスがイメージ信号周波数で短絡のインピーダ
ンスとなる位置に挿入する。高周波信号あるいは
局部発振信号の入力線路の適当な場所に、高周波
信号と局部発振信号の差の周波数成分である中間
周波信号に対し短絡のインピーダンスを持つ終端
が短絡された線路から成る中間周波信号短絡回路
９を接続する。これは、中間周波信号のみを短絡
させるためのものであり、高周波信号および局部
発振信号の伝送には影響を与えないように、たと
えば高周波信号および局部発振信号の両者に対し
てほぼ１／４波長となる長さの線路で構成する。マイ クロストリツプ線路のような分布定数回路を用い
たミクサ回路では一般に高周波信号および局部発
振信号の周波数は中間周波信号に比べて十分に高
いため、高周波信号および局部発振信号に対して
ほぼ開放のインピーダンスを持つ終端短絡の１／４波 長線路から成る中間周波信号短絡回路９は、中間
周波信号に対しては１／４波長より十分短い長さに相 当するので、十分に低いインピーダンスとなるこ
とは明らかである。

入力端子１から入射された高周波信号は高周波
信号用の平行結合フイルタ７によつて入力端子２
側のインピーダンスが高インピーダンスとなるた
め大部分ダイオード５へ印加される。また入力端
子２から入射された局部発振信号は局部発振信号
用の平行結合フイルタ６によつて入力端子１側の
インピーダンスが高インピーダンスとなるため大
部分ダイオード５へ印加される。ダイオード５で
は、印加された高周波信号と局部発振信号から、
局部発振信号と高周波信号の差の周波数成分の中
間周波信号が発生する。この中間周波信号は、中
間周波信号短絡回路９でダイオード５の一端が接
地されていることと等価であるため、低域通過フ
イルタ８を通つて出力端子１２から出力される。
すなわち、先に述べたように中間周波信号短絡回
路９は、中間周波信号の周波数に対しては十分に
低いインピーダンスの短絡回路を形成するので、
中間周波信号に対してはダイオード５の一端を直
接接地したことと等価となり、ダイオード５で発
生した中間周波信号はダイオード５の他端に接続
された低域通過フイルタ８を通して出力端子１２
に接続される負荷（図示せず）に出力される。

第２図は中間周波信号の短絡用線路が第１図の
例と異なるミクサ回路の例を示す。これは、第１
図に示した中間周波信号短絡回路９を用いずに、
スタブ線路に中間周波信号を短絡するコンデンサ
を設けて中間周波信号短絡線路９′としたもので
ある。この中間周波信号短絡線路９′は、全長が
高周波信号および局部発振信号に対しほぼ１／２波長 の整数倍である２倍の長さの終端開放スタブ線路
を用い、その終端からほぼ１／４波長離れた位置、す なわち、短絡インピーダンスに見える位置へコン
デンサを並列に接続する。そのため、このコンデ
ンサによる短絡の位置はダイオード５が接続され
た位置から見て１／４波長の奇数倍となるので、ダイ オード５の接続点では開放のインピーダンスとな
り、高周波信号および局部発振信号に対してはこ
のコンデンサの影響はない。そして、低周波の中
間周波信号に対しては、この中間周波信号短絡線
路９′はその波長に対して十分に短いので、コン
デンサの接続点とダイオードの接続点の間の線路
は単にコンデンサを接続するリード線としてのイ
ンダクタンス成分となるので、中間周波数で十分
低いインピーダンスになる容量値とすれば、中間
周波信号を短絡することになる。このインダクタ
ンス成分とコンデンサの直列共振の周波数を中間
周波数に一致させるようにコンデンサの容量値を
選べば、中間周波信号に対して一層確実な短絡が
得られることは明らかである。この第２図の例に
おいても、第１図の例と同様にダイオード５によ
つて発生された中間周波信号は出力端子１２から
出力される。

第１図および第２図に示したミクサ回路におい
てはいずれも、中間周波信号の他にダイオード５
において、局部発振信号の高調波である局部発振
周波数の２倍の周波数成分と高周波信号の周波数
との差の周波数を持ついわゆるイメージ信号が発
生する。このイメージ信号はダイオード５の一端
が低域フイルタ８で短絡されているので中間周波
出力には現れないが、入力側の負荷で消費され
る。このようにダイオード５で発生するイメージ
信号が消費されると、中間周波信号成分の発生が
少なくなり、変換効率を高めることができない。

第３図はこのようなミクサ回路のイメージ信号
に対する等価回路図である。ダイオード５はイメ
ージ信号の発生源であり、一端は低域通過フイル
タ８によつて接地される。Z₁は高周波信号源の負
荷インピーダンス、Z₂は局部発振信号源の負荷イ
ンピーダンスである。Z₃はイメージ信号用の平行
結合フイルタ１１による短絡インピーダンスを示
す。これらの各インピーダンスはダイオード５に
対して並列に接続された形となり、高周波信号源
の負荷インピーダンスZ₁および局部発振信号源の
負荷インピーダンスZ₂はそれぞれ50Ω程である。
イメージ信号用の平行結合フイルタ１１による短
絡インピーダンスは完全に零とはならないため、
発生したイメージ信号の一部が負荷インピーダン
スZ₁，Z₂で消費される。そのため、第１図および
第２図に示すミクサ回路では中間周波信号成分の
発生の効率が向上できなかつた。

また、このように平行結合フイルタ１１による
イメージ信号の抑圧が十分でないことは、外部か
ら入力されるイメージ信号に対しても十分に抑圧
できないということになる。

本発明の目的は上記の欠点を除去し、簡単な構
成でイメージ信号の抑圧を大きくし性能を向上し
たミクサ回路を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は第１図
あるいは第２図に示した高周波信号入力線路およ
び局部発振信号入力線路にイメージ信号用の平行
結合フイルタを追加挿入し、第３図に示した高周
波信号源の負荷インピーダンスZ₁および局部発振
信号源の負荷インピーダンスZ₂をイメージ信号周
波数で開放に近い高インピーダンスあるいは短絡
に近い低インピーダンスとすることで、ダイオー
ドで発生したイメージ信号の一部が負荷インピー
ダンスZ₁，Z₂で消費されるのを防ぐものである。
これによりイメージ信号に対して高周波信号源お
よび局部発振信号源の負荷インピーダンスの影響
をなくし、ダイオードによつて発生するイメージ
信号を抑圧して中間周波信号成分の変換効率を向
上させるとともに、外部から入力されるイメージ
信号に対しても抑圧するものである。

以下本発明を図に示す実施例に従つて詳細に説
明する。

第４図は本発明の一実施例を示す図で、イメー
ジ信号に対する各信号源のインピーダンスを開放
に近い高インピーダンスにする例である。高周波
信号の入力線路３へイメージ信号の１／２波長の長さ をもつ両端開放の線路の端から１／４波長の長さの部 分を入力線路３へ接近させて構成するイメージ信
号用の平行結合フイルタ１７をダイオード５から
高周波信号入力線路３をみたインピーダンスがイ
メージ信号の周波数でほぼ開放のインピーダンス
となるように挿入する。すなわち、平行結合フイ
ルタ１７の１／２波長の長さの中心が接近する入力線 路の位置からダイオード５までの距離がイメージ
信号の１／４波長の奇数倍となるように、平行結合フ イルタ１７を挿入する。このようにすると、平行
結合フイルタ１７が結合している位置で入力線路
３がイメージ信号の周波数では短絡されたことに
なり、ダイオード５から入力線路３側を見ると開
放のインピーダンスとなる。また、同様に局部発
振信号入力線路４にもイメージ信号用の平行結合
フイルタ１８をダイオード５からみた局部発振信
号入力線路４のインピーダンスがイメージ信号周
波数でほぼ開放のインピーダンスとなるように挿
入する。

このようにすると、入力端子１あるいは入力端
子２から入るイメージ信号帯域の妨害波は、それ
ぞれの入力線路に挿入した平行結合イメージ信号
フイルタ１７あるいは１８と、従来から設けてい
る平行結合イメージ信号フイルタ１１によつて抑
圧されダイオード５に印加されない。さらに、ダ
イオード５で発生したイメージ信号は、挿入した
平行結合イメージ信号フイルタ１７と１８によ
り、２つの入力線路が共に開放に近い高インピー
ダンスになるため、従来から設けている平行結合
イメージ信号フイルタ１１の短絡インピーダンス
による抑圧量は大幅に向上して、ダイオード５か
ら発生するイメージ信号は抑圧され希望の中間周
波信号の発生電力が増加する。

第５図は、イメージ信号に対する各信号源のイ
ンピーダンスを短絡に近い低インピーダンスにす
る例であり、２つの入力線路３，４に挿入するイ
メージ信号用の平行結合フイルタ１９と２０をそ
れぞれダイオード５からみて、ほぼ短絡のインピ
ーダンスとなる位置に挿入したものである。すな
わち、平行結合フイルタ１９と２０の１／２波長の長 さの中心が接近する入力線路３，４の位置とダイ
オード５の距離を共にイメージ信号の１／４波長の偶 数倍に選んだものである。そのためダイオード５
で発生するイメージ信号は、高周波信号入力線路
３が平行結合フイルタ１９で、局部発振信号入力
線路４が平行結合フイルタ２０で、さらに、スタ
ブ１０も平行結合イメージ信号フイルタ１１でそ
れぞれ短絡されることになるのでイメージ信号の
発生が抑圧される。また、外部から入射するイメ
ージ信号帯域の妨害波も抑圧するのは明らかであ
る。

第６図は第２図に示したミタサ回路に本発明を
適用した一実施例を示す回路図である。第４図の
例と同様にイメージ信号用の平行結合フイルタ１
７′を高周波信号入力線路３にダイオード５から
見てイメージ信号の周波数で開放のインピーダン
スとなるように挿入する。また、同様に局部発振
信号入力線路４にもこの線路のインピーダンスが
開放となるように平行結合フイルタ１８′を挿入
する。

また、第５図のイメージ信号用の平行結合フイ
ルタ１９，２０とまつたく同様に応用することも
できる。

この平行フイルタ１７′，１８′の動作は第４図
に示した実施例とまつたく同じである。

以上述べたように本発明によれば、中間周波信
号を得るための変換用ダイオードで発生するイメ
ージ信号が高周波信号源や局部発振信号源で消費
されないので、希望する中間周波信号の変換効率
が向上する。また、高周波信号入力線路や、局部
発振信号入力線路から入力されるイメージ信号に
対しても、イメージ信号用の平行結合フイルタで
短絡され、中間周波信号に変換されないので、イ
メージ妨害の抑圧も十分に行なわれる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はマイクロストリツプ線路
によるミクサ回路の回路図、第３図はイメージ信
号に対する等価回路図、第４図ないし第６図は本
発明の実施例を示す回路図である。 ３…高周波信号入力線路、４…局部発振信号入
力線路、５…ダイオード、６，７，１１，１７，
１７′，１８，１８′，１９，２０…平行結合フイ
ルタ、８…低域通過フイルタ、１２…出力端子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ マイクロストリツプ線路を基本構成とする平
   面回路であつて、高周波信号の入力端子と局部発
   振信号の入力端子との間を接続する伝送線路と、
   低域フイルタを含む中間周波信号の出力線路と、
   上記伝送線路の中間と上記中間周波信号の出力線
   路との間に接続された周波数変換用のダイオード
   と、局部発振信号の１／２波長の長さを持つ両端開放 の線路で一端から１／４波長の部分までを、上記ダイ オードの接続位置から高周波信号の入力端子側の
   上記伝送線路に平行して近接配置し、残りの１／４波 長の長さの部分を上記伝送線路から遠ざかるよう
   に折曲げ、上記両端開放線路の長さの中心部を上
   部ダイオードの接続位置から局部発振信号の１／４波 長の奇数倍の位置に配置して構成した第１の平行
   結合フイルタによる局部発振信号用帯域阻止フイ
   ルタと、上記ダイオードの接続位置から局部発振
   信号の入力端子側の上記伝送線路に配置された全
   長が高周波信号の１／２波長の長さの両端開放の線路 で上記第１の平行結合フイルタと同様に構成し、
   上記高周波信号の１／２波長の長さの両端開放の線路 の長さの中心部を上記ダイオードの接続位置から
   高周波信号の１／４波長の奇数倍の位置に配置した第 ２の平行結合フイルタによる高周波信号用帯域阻
   止フイルタと、上記ダイオードが接続された位置
   に接続され、高周波信号および局部発振信号の両
   者のほぼ１／２波長の整数倍の長さを持つ終端開放の スタブ線路と、このスタブ線路あるいは上記伝送
   線路のいずれかに接続された中間周波信号を選択
   的に短絡する短絡手段と、上記スタブ線路に近接
   して配置された全長がイメージ信号の１／２波長の線 路で上記第１の平行結合フイルタと同様に構成さ
   れ、その全長の中心部が上記ダイオードの接続点
   に接近して配置された第３の平行結合フイルタに
   よるイメージ信号用帯域阻止フイルタとを備える
   とともに、全長がイメージ信号の１／２波長の長さを 有し、両端開放の線路で上記第１の平行結合フイ
   ルタと同様に構成された第４，第５の平行結合フ
   イルタを、上記伝送線路の高周波信号の入力端子
   側および局部発振信号の入力端子側にそれぞれこ
   の平行結合フイルタを構成する線路の長さの中心
   部が上記ダイオードの接続点からイメージ信号の
   １／４波長の整数倍の位置となるように配置して構成 したイメージ信号抑圧手段を備えたことを特徴と
   するミクサ回路。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のミクサ回路にお
   いて、上記イメージ信号抑圧手段は、上記第４お
   よび第５の平行結合フイルタの上記ダイオードの
   接続点からの配置場所を、イメージ信号の１／４波長 の奇数倍となる位置とし、イメージ信号に対して
   高周波信号および局部発振信号の入力線路をダイ
   オードから見てほぼ開放のインピーダンスとして
   イメージ信号を抑圧することを特徴とするミクサ
   回路。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のミクサ回路にお
   いて、上記イメージ信号抑圧手段は、上記第４お
   よび第５の平行結合フイルタの上記ダイオードの
   接続点からの配置場所を、イメージ信号の１／４波長 の偶数倍となる位置とし、イメージ信号に対して
   高周波信号および局部発振信号の入力線路をダイ
   オードから見てほぼ短絡のインピーダンスとして
   イメージ信号を抑圧することを特徴とするミクサ
   回路。