JP3576918B2 - Power distribution synthesis circuit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波信号及びベースバンド信号を扱う電力分配合成回路に関し、特に第1の端子,第2の端子及び第3の端子を備え、前記第1の端子に入力された信号を2系統に分配して前記第2の端子及び第3の端子に出力し、又は前記第2の端子及び第3の端子にそれぞれ入力された信号を合成して前記第1の端子に出力する電力分配合成回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
無線機などにおいて信号の周波数変換や検波に用いられる混合器(ミキサ)は、局部発振器が出力する局部発振波と信号波とを混合する。また、偶高調波ミキサと呼ばれるミキサは局部発振波の二倍波(周波数が基本波の二倍の成分)と信号波との混合波を出力する。偶高調波ミキサは、局部発振波の偶数次の高調波を抑圧することができる。
【0003】
偶高調波ミキサの構成については、かねてより種々報告されている。例えば、図22に示す従来例の偶高調波ミキサは、1991年6月にボストンで開催された、IEEE主催、「International Microwave Symposium」の「1991 MTT−S Digest」の879ページから882ページに記載されている。
図22を参照すると、この偶高調波ミキサに含まれているアンチパラレルダイオードペア(APDP)201は、互いに逆極性のミキサダイオード200a,200bを並列に接続して構成してある。
【0004】
RF端子202には、周波数がfrfの高周波信号が入力される。LO端子203には、周波数fpの局部発振波が入力される。また、ベースバンド端子204には混合出力であるベースバンド信号が出力される。
RF端子202は、ベースバンド信号阻止用のキャパシタ208を介してAPDP201の一端(A端)に接続されている。ベースバンド端子204は、高周波信号阻止用のインダクタ207を介して、APDP201の一端(A端)に接続されている。また、LO端子203はAPDP201の他端(B端)に接続されている。
【0005】
また、図22の偶高調波ミキサは、APDP201のA端に接続された先端開放スタブ205及びAPDP201のB端に接続された先端短絡スタブ206を用いて周波数fpの信号と周波数frf(=2fp)の信号とを分波するように構成されている。
図22の偶高調波ミキサは、例えば図21に示すホモダイン形式の受信機に用いられる。この受信機においては、空中線211で受信された信号波は低雑音増幅回路212で増幅され、帯域通過フィルタ213を通って偶高調波直交ミキサ217に入力される。偶高調波直交ミキサ217は、局部発振波に基づいて信号波を検波し、信号波の変調信号成分をI信号およびQ信号として出力する。
【0006】
偶高調波直交ミキサ217は、帯域通過フィルタ213の出力を等位相,等振幅で2つに分配する0度電力分配合成回路214と、外部から局部発振波を受けて等振幅で45度の位相差を持つ2つの信号に分配する45度電力分配合成回路216と、分配された信号波と局部発振波とをそれぞれ混合してI信号,Q信号をそれぞれ出力する偶高調波ミキサ215a,215bとを備えている。偶高調波ミキサ215a,215bとしては、図22と同じものを利用できる。
【0007】
ここで、45度電力分配合成回路216においては45度の位相差を生成するが、局部発振回路218から偶高調波ミキサ215a,215bに印加される局部発振波の二倍波の位相差は、45度の位相差の2倍の90度になる。
偶高調波直交ミキサ217から出力されるI信号およびQ信号は、それぞれ低域通過フィルタ219a,219bを通り、ベースバンド増幅回路220a,220bで増幅されて復調回路221に入力され、復調回路221でデータが復調される。
【0008】
偶高調波ミキサ215a,215bの動作について、図22を参照しながら説明する。
偶高調波ミキサ215a、215bの先端開放スタブ205及び先端短絡スタブ206は、周波数fpに対して概略1/4波長、すなわち、周波数frfに対して概略1/2波長となるように設計される。
【0009】
先端開放スタブ205は、APDP201のA端側の端子と接続されている。DC(直流)近傍及びfrf(=2fp)近傍の周波数においては、先端開放スタブ205が高インピーダンスになるため、APDP201はRF端子202及びベースバンド端子204とそれぞれ接続される。
一方、周波数fpの近傍においては先端開放スタブ205が低インピーダンスになるため、APDP201のA端側が接地される。
【0010】
逆に、APDP201のB端側に接続された先端短絡スタブ206は、DC近傍とfrf近傍の周波数においては低インピーダンスになる。従って、DC近傍とfrf近傍の周波数ではAPDP201のB端側が接地される。
また、先端短絡スタブ206はfp近傍の周波数で高インピーダンスになるため、fp近傍の周波数ではAPDP201のB端側がLO端子203と接続される。
【0011】
偶高調波ミキサ215a,215bは、LO端子203に局部発振波が供給されると、半周期ごとにミキサダイオード200a,200bが導通状態になり、電流が流れる。従って、APDP201は局部発振波の半周期ごとに導電率(コンダクタンス)が大きくなるように動作する。
このため、APDP201を用いてミキサを構成すると、APDP201があたかも局部発振波の偶数次の高調波で変調されているように見えるため、局部発振波の二倍波(2fp)と信号波(frf)とで混合が行われ、fpの成分とfrfの成分との混合は抑制される。
【0012】
このような偶高調波ミキサでは、2つのダイオードのバランスのみで局部発振波の偶数次の高調波を抑制できるため、通常の平衡型のミキサと比較すると、はるかに高い抑制が可能になる。
ところで、図21の0度電力分配合成回路214としては、従来より図23に示すような分布定数線路を組み合わせた電力分配合成回路が一般的に使用されている。このような電力分配合成回路については、例えば、「R.K. Gupta et al.:“Quasi−lumped−element 3− and 4−port networks for MIC and MMIC applications”, 1984 IEEE MTT−S Digest, pp. 409−411.」に基本的な動作原理が示されている。
【0013】
図23の電力分配合成回路は、入出力端子231,232,233と、抵抗素子234(抵抗値はR)と、分布定数線路235,236とを備えている。分布定数線路235、236は、周波数f0における電気長が90度になっている。
ここで、入出力端子231〜233に接続される負荷インピーダンスをZ0とする場合、周波数f0において入出力端子231〜233での入出力整合条件を満足させ、かつ、入出力端子231−入出力端子232間と、入出力端子231−入出力端子233間との分配・合成比を等しくする場合には、高周波伝送線路235,236の特性インピーダンスは(Z0×(2の平方根))に設定される。
【0014】
その場合、入出力端子231から高周波信号を入力すると、1/2ずつに分配された高周波信号が入出力端子232及び入出力端子233から同相でそれぞれ出力される。
また、周波数f0での入出力端子232と入出力端子233との間のアイソレーション条件を満足させるために、抵抗素子234の抵抗値Rは(2Z0)に設定される。
【0015】
この場合、入出力端子232から高周波信号を入力すると、入出力端子233では抵抗値Rの抵抗素子234を通過した高周波信号と分布定数線路235及び分布定数線路236を通過した高周波信号とが等振幅かつ逆相で合成されるため、入出力端子233には信号が現れない。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図23のように分布定数線路を組み合わせた従来の電力分配合成回路はベースバンド信号を阻止する機能を有していないので、図22に示す偶高調波ミキサにおいては、キャパシタ208のインピーダンスによりベースバンド信号を阻止する必要があった。
【0017】
つまり、ベースバンド信号に対してはキャパシタ208のインピーダンスを十分に大きくして、ベースバンド信号が電力分配合成回路に入力されるのを阻止する必要がある。
しかしながら、電力分配合成回路から偶高調波ミキサに入力される高周波信号に対しては、キャパシタ208の通過によって減衰が生じないように、キャパシタ208のインピーダンスを十分に小さくする必要がある。
【0018】
実際には、扱う高周波信号の周波数がベースバンド信号に比べてはるかに大きいので、キャパシタ208の容量を十分に大きくして高周波信号に対するインピーダンスを小さくしても、ベースバンド信号を阻止することができる。
そこで、高周波信号の減衰を防止するために、従来はキャパシタ208として大容量のキャパシタを用いていた。しかし、大容量のキャパシタは大型であるため、それを用いると受信機の回路寸法を小型化するのが困難になる。
【0019】
本発明は、偶高調波ミキサの小型化に役立つ電力分配合成回路を提供することを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】
請求項1は、負荷インピーダンスZ0が各々接続された第1の端子,第2の端子及び第3の端子を備え、前記第1の端子に入力された信号を2系統に分配して前記第2の端子及び第3の端子に出力し、又は前記第2の端子及び第3の端子にそれぞれ入力された信号を合成して前記第1の端子に出力する電力分配合成回路であって、一端が前記第1の端子と接続された第1のキャパシタ(容量C1)と、一端が前記第1のキャパシタの他端と電気的に接続された第1の分布定数線路(特定周波数f0における電気長はE1、特性インピーダンスはZ1)と、一端が前記第1のキャパシタの他端と電気的に接続された第2の分布定数線路(特定周波数f0における電気長はE1、特性インピーダンスはZ1)と、前記第1の分布定数線路の他端と第2の分布定数線路の他端とを電気的に接続する抵抗素子(抵抗値R)と、前記第1の分布定数線路の他端と前記第2の端子とを接続する第2のキャパシタ(容量C2)と、前記第2の分布定数線路の他端と前記第3の端子とを接続する第3のキャパシタ(容量C2)とを設け、前記特定周波数f 0 で、前記第1の端子、前記第2の端子、前記第3の端子の各入出力を整合させるための条件、ならびに前記第1の端子と前記第2端子間及び前記第1の端子と前記第3の端子間において、信号を均等に分配・合成する条件が、次の式(1)と式(2)
【数3】
で表され、また、前記第2の端子と前記第3の端子との間のアイソレーションを確保する条件が次の式(3)と式(4)
【数4】
で表され、前記容量C1、C2と前記電気長E1と前記抵抗値Rと前記特性インピーダンスZ 1 との間に前記式(1)から式(4)が成立することを特徴とする。
【0024】
請求項1においては、第1のキャパシタ,第2のキャパシタ及び第3のキャパシタを設けてあるため、この電力分配合成回路の各端子間の伝達特性が周波数に応じて変化する。この周波数特性により、前記第2の端子と第3の端子との間でベースバンド信号の伝達を阻止することができる。
また、所定の条件を満足するように第1のキャパシタ,第2のキャパシタ及び第3のキャパシタ並びに他の素子の特性を定めることにより、各端子間の入出力が整合し、しかも各端子間で信号の分配及び合成を行うことが可能になる。
【0025】
この電力分配合成回路を受信機などに用いる場合には、ベースバンド信号を阻止する機能を偶高調波ミキサに設ける必要がなくなり、偶高調波ミキサを小型化できる。実際には、電力分配合成回路に設ける第1のキャパシタ,第2のキャパシタ及び第3のキャパシタの合計の容量を、図22のキャパシタ208と比べて十分小さくすることができるので、受信機全体の小型化が可能になる。
【0026】
請求項2は、第1の端子,第2の端子及び第3の端子を備え、前記第1の端子に入力された信号を2系統に分配して前記第2の端子及び第3の端子に出力し、又は前記第2の端子及び第3の端子にそれぞれ入力された信号を合成して前記第1の端子に出力する電力分配合成回路であって、一端が前記第1の端子と接続され、他端が接地された第1のキャパシタと、一端が前記第1の端子と電気的に接続された第1の分布定数線路と、一端が前記第1の端子と電気的に接続された第2の分布定数線路と、前記第1の分布定数線路の他端と第2の分布定数線路の他端とを電気的に接続する抵抗素子と、前記第1の分布定数線路の他端と前記第2の端子とを接続する第2のキャパシタと、前記第2の分布定数線路の他端と前記第3の端子とを接続する第3のキャパシタとを設けたことを特徴とする。
【0027】
請求項2においては、第1のキャパシタ,第2のキャパシタ及び第3のキャパシタを設けてあるため、この電力分配合成回路の各端子間の伝達特性が周波数に応じて変化する。この周波数特性により、前記第2の端子と第3の端子との間でベースバンド信号の伝達を阻止することができる。
また、所定の条件を満足するように第1のキャパシタ,第2のキャパシタ及び第3のキャパシタ並びに他の素子の特性を定めることにより、各端子間の入出力が整合し、しかも各端子間で信号の分配及び合成を行うことが可能になる。
【0028】
この電力分配合成回路を受信機などに用いる場合には、ベースバンド信号を阻止する機能を偶高調波ミキサに設ける必要がなくなり、偶高調波ミキサを小型化できる。実際には、電力分配合成回路に設ける第1のキャパシタ,第2のキャパシタ及び第3のキャパシタの合計の容量を、図22のキャパシタ208と比べて十分小さくすることができるので、受信機全体の小型化が可能になる。
【0032】
請求項3は、第1の端子,第2の端子及び第3の端子を備え、前記第1の端子に入力された信号を2系統に分配して前記第2の端子及び第3の端子に出力し、又は前記第2の端子及び第3の端子にそれぞれ入力された信号を合成して前記第1の端子に出力する電力分配合成回路であって、一端が前記第1の端子に接続され、他端が接地された第1のインダクタと、一端が前記第1の端子に接続され、他端が前記第2の端子に接続された第1のキャパシタと、一端が前記第1の端子に接続され、他端が前記第3の端子に接続された第2のキャパシタと、抵抗素子,第2のインダクタ及び第3のキャパシタの直列回路で構成され、一端が前記第2の端子に接続され、他端が前記第3の端子に接続された抵抗回路とを設けたことを特徴とする。
【0033】
請求項3においては、前記第1の端子に入力された信号を2系統に分配して前記第2の端子及び第3の端子に出力し、又は前記第2の端子及び第3の端子にそれぞれ入力された信号を合成して前記第1の端子に出力することができる。
また、抵抗素子,第2のインダクタ及び第3のキャパシタの直列回路が共振回路を形成するため、この電力分配合成回路の各端子間の伝達特性は周波数に応じて変化する。この周波数特性により、前記第2の端子と第3の端子との間でベースバンド信号の伝達を阻止することができる。
【0034】
さらに、所定の条件を満足するように各素子の特性を定めることにより、各端子間の入出力特性を整合させるとともに各端子間での信号の分配・合成の機能を実現することができる。この電力分配合成回路を受信機などに用いる場合には、ベースバンド信号を阻止する機能を偶高調波ミキサに設ける必要がなくなり、偶高調波ミキサを小型化できる。
【0035】
実際には、電力分配合成回路に設ける第1のキャパシタ,第2のキャパシタ及び第3のキャパシタの合計の容量を、図22のキャパシタ208と比べて十分小さくすることができるので、受信機全体の小型化が可能になる。
請求項4は、第1の端子,第2の端子及び第3の端子を備え、前記第1の端子に入力された信号を2系統に分配して前記第2の端子及び第3の端子に出力し、又は前記第2の端子及び第3の端子にそれぞれ入力された信号を合成して前記第1の端子に出力する電力分配合成回路であって、一端が前記第1の端子に接続され、他端が接地された第1のキャパシタと、一端が前記第2の端子に接続された第2のキャパシタと、一端が前記第3の端子に接続された第3のキャパシタと、一端が前記第1の端子に接続され、他端が前記第2のキャパシタの他端と接続された第1のインダクタと、一端が前記第1の端子に接続され、他端が前記第3のキャパシタの他端と接続された第2のインダクタと、前記第1のインダクタの他端と、第2のインダクタの他端との間を接続する抵抗素子とを設けたことを特徴とする。
【0036】
請求項4においては、前記第1の端子に入力された信号を2系統に分配して前記第2の端子及び第3の端子に出力し、又は前記第2の端子及び第3の端子にそれぞれ入力された信号を合成して前記第1の端子に出力することができる。
また、この電力分配合成回路の各端子間の伝達特性は周波数に応じて変化する。この周波数特性により、前記第2の端子と第3の端子との間でベースバンド信号の伝達を阻止することができる。
【0037】
さらに、所定の条件を満足するように各素子の特性を定めることにより、各端子間の入出力特性を整合させるとともに、各端子間での信号の分配・合成の機能を実現することができる。この電力分配合成回路を受信機などに用いる場合には、ベースバンド信号を阻止する機能を偶高調波ミキサに設ける必要がなくなり、偶高調波ミキサを小型化できる。
【0038】
実際には、電力分配合成回路に設ける第1のキャパシタ,第2のキャパシタ及び第3のキャパシタの合計の容量を、図22のキャパシタ208と比べて十分小さくすることができるので、受信機全体の小型化が可能になる。
【0039】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)
本発明の電力分配合成回路の1つの実施の形態について、図1〜図4を参照して説明する。この形態は請求項1に対応する。
【0040】
図1はこの形態の電力分配合成回路の構成を示すブロック図である。図2は図1の電力分配合成回路を入出力端子12,13から同相励振する場合の等価回路図である。図3は図1の電力分配合成回路を入出力端子12,13から逆相励振する場合の等価回路図である。図4はこの形態の電力分配合成回路の周波数特性を示すグラフである。
【0041】
この形態では、請求項1の第1の端子,第2の端子,第3の端子,第1の分布定数線路,第2の分布定数線路,抵抗素子は、それぞれ入出力端子11,入出力端子12,入出力端子13,分布定数線路14,分布定数線路15及び抵抗素子16に対応する。
また、請求項1の第1のキャパシタ,第2のキャパシタ及び第3のキャパシタは、それぞれキャパシタ17,キャパシタ18及びキャパシタ19に対応する。
【0042】
この形態の電力分配合成回路は、例えば図21に示すような受信機を構成する場合に0度電力分配合成回路214として用いることができる。但し、この形態の電力分配合成回路は、それ自身がベースバンド信号を阻止する機能を有するため、電力分配合成回路に接続される偶高調波ミキサにはベースバンド信号を阻止する機能(図22のキャパシタ208)を設ける必要がない。
【0043】
図1を参照すると、この電力分配合成回路は入出力端子11,12,13,分布定数線路14,15,抵抗素子16,キャパシタ17,18,19を備えている。但し、2つの分布定数線路14,15の特性は同一であり、2つのキャパシタ18,19の特性も同一である。
ここでは、キャパシタ17の容量をC1で表し、キャパシタ18,19の容量をC2で表す。また、抵抗素子16の抵抗値はRで表す。さらに、分布定数線路14,15の特性については、特定の周波数f0における電気長をE1で表し、特性インピーダンスをZ1で表す。また、入出力端子11,12,13にそれぞれ接続される負荷インピーダンスはZ0で表す。
【0044】
図1の電力分配合成回路に必要とされる機能を想定すると、入出力端子11に入力された信号は2つに分配されて入出力端子12,13に出力される。従って、入出力端子12の信号と入出力端子13の信号とは同相になる。
そこで、図1の電力分配合成回路を入出力端子12,13から同相励振する場合を考えると、図1の電力分配合成回路は図2の等価回路で表すことができる。図2において、キャパシタ23の容量は(C1/2)になり、キャパシタ24の容量はC2になる。分布定数線路25の特性は分布定数線路14,15と同一である。ここでは、入出力端子11,12,13に負荷インピーダンスZ0が接続された場合を想定している。
【0045】
また、図1の電力分配合成回路においては、例えば反射信号として入出力端子12に入力された信号が入出力端子13に現れないように入出力端子12と入出力端子13との間のアイソレーションを確保する必要がある。この場合、入力された反射信号を抵抗素子16で全て吸収すれば、入出力端子12と入出力端子13との間のアイソレーションを確保することができる。
【0046】
そこで、図1の電力分配合成回路を入出力端子12,13から逆相励振する場合を考えると、図1の電力分配合成回路は図3の等価回路で表すことができる。図3において、抵抗34の抵抗値は(R/2)になり、キャパシタ35の容量はC2になる。また、分布定数線路33の特性は分布定数線路14,15と同一になる。ここでは、入出力端子11,12,13に負荷インピーダンスZ0が接続された場合を想定している。
【0047】
従って、図1の電力分配合成回路において周波数f0で入出力端子11〜13の入出力を整合させるための条件、ならびに入出力端子11と入出力端子12,13との間で信号を均等に分配・合成するために必要な条件は、図2の等価回路に基づいて求めることができる。これらの条件は、次の第(1)式及び第(2)式で表される。
【数1】
また、図1の電力分配合成回路において入出力端子12と入出力端子13との間のアイソレーションを確保するために必要な条件は図3の等価回路に基づいて求めることができる。この条件は、次の第(3)式及び第(4)式で表される。
【数2】
すなわち、上記第(1)式〜第(4)式の全ての条件を満たすように各構成要素の特性E1,C1,C2,R,Z1を決定すれば、必要とされる電力分配合成回路の機能を実現することができる。
【0048】
この場合、入出力端子11から高周波信号を入力すると、1/2ずつに分配された高周波信号が入出力端子12及び入出力端子13から同相で出力される。また、入出力端子12から高周波信号を入力した場合、入出力端子13では抵抗素子16を通過した高周波信号と分布定数線路14,15を通過した高周波信号とが等振幅かつ逆相で合成されるため、入出力端子13には信号が現れない。
【0049】
特定の条件を想定して具体的な計算を行った。その結果は次の通りである。
分布定数線路14,15の電気長E1:60度
周波数f0:10GHz
負荷インピーダンスZ0:50Ω
特性インピーダンスZ1:116Ω
容量C1:0.34pF
容量C2:1.19pF
抵抗値R:107Ω
以上の条件で構成される図1の電力分配合成回路の周波数特性を数値シミュレーションで求めた結果、図4に示す周波数特性が得られた。図4に示す各パラメータの内容は次の通りである。
【0050】
S21:順方向伝達係数
S11:一次側(入出力端子11側)の入力反射係数
S22:二次側(入出力端子12側)の入力反射係数
S32:アイソレーション
図4を参照すると、周波数9.4GHz〜10.7GHzにおいて、分配損失として(3.05±0.05)dB、入力反射量として−20dB以下、アイソレーションとして20dB以上の特性が得られていることがわかる。
【0051】
なお、図22に示す従来例の偶高調波ミキサの場合、キャパシタ208として同じ条件では10pF程度の容量が必要になるが、キャパシタ17〜19の合計の容量は2.72pFであり、図1の電力分配合成回路を用いた方が回路全体をより小型化できる。
(第2の実施の形態)
本発明の電力分配合成回路の1つの実施の形態について、図5〜図8を参照して説明する。この形態は請求項2に対応する。
【0052】
図5はこの形態の電力分配合成回路の構成を示すブロック図である。図6は図5の電力分配合成回路を入出力端子12,13から同相励振する場合の等価回路図である。図7は図5の電力分配合成回路を入出力端子12,13から逆相励振する場合の等価回路図である。図8はこの形態の電力分配合成回路の周波数特性を示すグラフである。
【0053】
この形態は第1の実施の形態の変形例である。図5〜図8において、第1の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第1の実施の形態と同一の部分については、以下の説明を省略する。
この形態では、請求項2の第1の端子,第2の端子,第3の端子,第1の分布定数線路,第2の分布定数線路,抵抗素子は、それぞれ入出力端子11,入出力端子12,入出力端子13,分布定数線路14,分布定数線路15及び抵抗素子16に対応する。
【0054】
また、請求項2の第1のキャパシタ,第2のキャパシタ及び第3のキャパシタは、それぞれキャパシタ41,キャパシタ42及びキャパシタ43に対応する。
図5を参照すると、この電力分配合成回路は入出力端子11,12,13,分布定数線路14,15,抵抗素子16,キャパシタ41,42,43を備えている。2つの分布定数線路14,15の特性は同一であり、2つのキャパシタ42,43の特性も同一である。キャパシタ41は一端が入出力端子11と接続され、他端が接地されている。
【0055】
ここでは、キャパシタ41の容量をC1で表し、キャパシタ42,43の容量をC2で表す。また、抵抗素子16の抵抗値はRで表す。さらに、分布定数線路14,15の特性については、特定の周波数f0における電気長をE1で表し、特性インピーダンスをZ1で表す。また、入出力端子11,12,13にそれぞれ接続される負荷インピーダンスはZ0で表す。
【0056】
図5の電力分配合成回路に必要とされる機能を想定すると、入出力端子11に入力された信号は2つに分配されて入出力端子12,13に出力される。従って、入出力端子12の信号と入出力端子13の信号とは同相になる。
そこで、図5の電力分配合成回路を入出力端子12,13から同相励振する場合を考えると、図5の電力分配合成回路は図6の等価回路で表すことができる。図6において、キャパシタ44の容量は(C1/2)になり、キャパシタ45の容量はC2になる。分布定数線路46の特性は分布定数線路14,15と同一である。ここでは、入出力端子11,12,13に負荷インピーダンスZ0が接続された場合を想定している。
【0057】
また、図5の電力分配合成回路においては、例えば反射信号として入出力端子12に入力された信号が入出力端子13に現れないように入出力端子12と入出力端子13との間のアイソレーションを確保する必要がある。この場合、入力された反射信号を抵抗素子16で全て吸収すれば、入出力端子12と入出力端子13との間のアイソレーションを確保することができる。
【0058】
そこで、図5の電力分配合成回路を入出力端子12,13から逆相励振する場合を考えると、図5の電力分配合成回路は図7の等価回路で表すことができる。図7において、抵抗48の抵抗値は(R/2)になり、キャパシタ49の容量はC2になる。また、分布定数線路47の特性は分布定数線路14,15と同一になる。ここでは、入出力端子11,12,13に負荷インピーダンスZ0が接続された場合を想定している。
【0059】
従って、図5の電力分配合成回路において周波数f0で入出力端子11〜13の入出力を整合させるための条件、ならびに入出力端子11と入出力端子12,13との間で信号を均等に分配・合成するために必要な条件は、図6の等価回路に基づいて求めることができる。これらの条件は、次の第(5)式及び第(6)式で表される。
【数3】
また、図5の電力分配合成回路において入出力端子12と入出力端子13との間のアイソレーションを確保するために必要な条件は図7の等価回路に基づいて求めることができる。この条件は、次の第(7)式及び第(8)式で表される。
【数4】
すなわち、上記第(5)式〜第(8)式の全ての条件を満たすように各構成要素の特性E1,C1,C2,R,Z1を決定すれば、必要とされる電力分配合成回路の機能を実現することができる。
【0060】
この場合、入出力端子11から高周波信号を入力すると、1/2ずつに分配された高周波信号が入出力端子12及び入出力端子13から同相で出力される。また、入出力端子12から高周波信号を入力した場合、入出力端子13では抵抗素子16を通過した高周波信号と分布定数線路14,15を通過した高周波信号とが等振幅かつ逆相で合成されるため、入出力端子13には信号が現れない。
【0061】
特定の条件を想定して具体的な計算を行った。その結果は次の通りである。
分布定数線路14,15の電気長E1:45度
周波数f0:10GHz
負荷インピーダンスZ0:50Ω
特性インピーダンスZ1:115Ω
容量C1:0.28pF
容量C2:0.55pF
抵抗値R:133Ω
以上の条件で構成される図5の電力分配合成回路の周波数特性を数値シミュレーションで求めた結果、図8に示す周波数特性が得られた。
【0062】
図8を参照すると、周波数9.3GHz〜10.7GHzにおいて、分配損失として(3.05±0.05)dB、入力反射量として−20dB以下、アイソレーションとして20dB以上の特性が得られていることがわかる。
なお、図22に示す従来例の偶高調波ミキサの場合、キャパシタ208として同じ条件では10pF程度の容量が必要になるが、キャパシタ41〜43の合計の容量は1.38pFであり、図5の電力分配合成回路を用いた方が回路全体をより小型化できる。
【0063】
(本発明に関連する電力分配合成回路の例)
本発明に関連する電力分配合成回路について、図9〜図12を参照して説明する。
図9はこの電力分配合成回路の構成を示すブロック図である。図10は図9の電力分配合成回路を入出力端子12,13から同相励振する場合の等価回路図である。図11は図9の電力分配合成回路を入出力端子12,13から逆相励振する場合の等価回路図である。図12はこの形態の電力分配合成回路の周波数特性を示すグラフである。
【0064】
図9の電力分配合成回路は、第1の実施の形態の変形例である。図9〜図12において、第1の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。
【0065】
図9を参照すると、この電力分配合成回路は入出力端子11,12,13,分布定数線路14,15,抵抗素子16,キャパシタ51,52,53を備えている。2つの分布定数線路14,15の特性は同一であり、2つのキャパシタ51,52の特性も同一である。キャパシタ53は抵抗素子16と直列に接続されている。
【0066】
ここでは、キャパシタ51,52の容量をC1で表し、キャパシタ53の容量をC2で表す。また、抵抗素子16の抵抗値はRで表す。さらに、分布定数線路14,15の特性については、特定の周波数f0における電気長をE1で表し、特性インピーダンスをZ1で表す。また、入出力端子11,12,13にそれぞれ接続される負荷インピーダンスはZ0で表す。
【0067】
図9の電力分配合成回路に必要とされる機能を想定すると、入出力端子11に入力された信号は2つに分配されて入出力端子12,13に出力される。従って、入出力端子12の信号と入出力端子13の信号とは同相になる。
そこで、図9の電力分配合成回路を入出力端子12,13から同相励振する場合を考えると、図9の電力分配合成回路は図10の等価回路で表すことができる。図10において、キャパシタ54の容量はC1になる。分布定数線路55の特性は分布定数線路14,15と同一である。ここでは、入出力端子11,12,13に負荷インピーダンスZ0が接続された場合を想定している。
【0068】
また、図9の電力分配合成回路においては、例えば反射信号として入出力端子12に入力された信号が入出力端子13に現れないように入出力端子12と入出力端子13との間のアイソレーションを確保する必要がある。この場合、入力された反射信号を抵抗素子16で全て吸収すれば、入出力端子12と入出力端子13との間のアイソレーションを確保することができる。
【0069】
そこで、図9の電力分配合成回路を入出力端子12,13から逆相励振する場合を考えると、図9の電力分配合成回路は図11の等価回路で表すことができる。図11において、抵抗58の抵抗値は(R/2)になり、キャパシタ59の容量は(2・C2)になり、キャパシタ56の容量はC1になる。また、分布定数線路57の特性は分布定数線路14,15と同一になる。ここでは、入出力端子11,12,13に負荷インピーダンスZ0が接続された場合を想定している。
【0070】
従って、図9の電力分配合成回路において周波数f0で入出力端子11〜13の入出力を整合させるための条件、ならびに入出力端子11と入出力端子12,13との間で信号を均等に分配・合成するために必要な条件は、図10の等価回路に基づいて求めることができる。これらの条件は、次の第(9)式及び第(10)式で表される。
【数5】
また、図9の電力分配合成回路において入出力端子12と入出力端子13との間のアイソレーションを確保するために必要な条件は図11の等価回路に基づいて求めることができる。この条件は、次の第(11)式及び第(12)式で表される。
【数6】
すなわち、上記第(9)式〜第(12)式の全ての条件を満たすように各構成要素の特性E1,C1,C2,R,Z1を決定すれば、必要とされる電力分配合成回路の機能を実現することができる。
【0071】
この場合、入出力端子11から高周波信号を入力すると、1/2ずつに分配された高周波信号が入出力端子12及び入出力端子13から同相で出力される。また、入出力端子12から高周波信号を入力した場合、入出力端子13では抵抗素子16を通過した高周波信号と分布定数線路14,15を通過した高周波信号とが等振幅かつ逆相で合成されるため、入出力端子13には信号が現れない。
【0072】
特定の条件を想定して具体的な計算を行った。その結果は次の通りである。
分布定数線路14,15の電気長E1:60度
周波数f0:10GHz
負荷インピーダンスZ0:50Ω
特性インピーダンスZ1:86.6Ω
容量C1:0.32pF
容量C2:0.32pF
抵抗値R:50Ω
以上の条件で構成される図9の電力分配合成回路の周波数特性を数値シミュレーションで求めた結果、図12に示す周波数特性が得られた。
【0073】
図12を参照すると、周波数9.4GHz〜11.0GHzにおいて、分配損失として(3.05±0.05)dB、入力反射量として−20dB以下、アイソレーションとして20dB以上の特性が得られていることがわかる。
なお、図22に示す従来例の偶高調波ミキサの場合、キャパシタ208として同じ条件では10pF程度の容量が必要になるが、キャパシタ41〜43の合計の容量は0.96pFであり、図9の電力分配合成回路を用いた方が回路全体をより小型化できる。
【0074】
(第3の実施の形態)
本発明の電力分配合成回路の1つの実施の形態について、図13〜図16を参照して説明する。この形態は請求項3に対応する。
図13はこの形態の電力分配合成回路の構成を示すブロック図である。図14は図13の電力分配合成回路を入出力端子12,13から同相励振する場合の等価回路図である。図15は図13の電力分配合成回路を入出力端子12,13から逆相励振する場合の等価回路図である。図16はこの形態の電力分配合成回路の周波数特性を示すグラフである。
【0075】
この形態は第1の実施の形態の変形例である。図13〜図16において、第1の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第1の実施の形態と同一の部分については、以下の説明を省略する。
この形態では、請求項3の第1の端子,第2の端子,第3の端子,第1のインダクタ,第1のキャパシタ,第2のキャパシタ,抵抗素子,第2のインダクタ及び第3のキャパシタは、それぞれ入出力端子11,12,13,インダクタ64,キャパシタ61,キャパシタ62,抵抗素子16,インダクタ65及びキャパシタ63に対応する。
【0076】
図13を参照すると、この電力分配合成回路は入出力端子11,12,13,キャパシタ61,62,63,インダクタ64,65及び抵抗素子16を備えている。2つのキャパシタ61,62の特性は同一である。抵抗素子16,インダクタ65,キャパシタ63は直列に接続されている。
ここでは、キャパシタ61,62の容量をC1で表し、キャパシタ63の容量をC2で表す。また、抵抗素子16の抵抗値はRで表す。さらに、インダクタ64のインダクタンスをL1で表し、インダクタ65のインダクタンスをL2で表す。また、入出力端子11,12,13にそれぞれ接続される負荷インピーダンスはZ0で表す。
【0077】
図13の電力分配合成回路に必要とされる機能を想定すると、入出力端子11に入力された信号は2つに分配されて入出力端子12,13に出力される。従って、入出力端子12の信号と入出力端子13の信号とは同相になる。
そこで、図13の電力分配合成回路を入出力端子12,13から同相励振する場合を考えると、図13の電力分配合成回路は図14の等価回路で表すことができる。図14において、キャパシタ67の容量はC1になる。インダクタ66のインダクタンスは(2・L1)になる。ここでは、入出力端子11,12,13に負荷インピーダンスZ0が接続された場合を想定している。
【0078】
また、図13の電力分配合成回路においては、例えば反射信号として入出力端子12に入力された信号が入出力端子13に現れないように入出力端子12と入出力端子13との間のアイソレーションを確保する必要がある。この場合、入力された反射信号を抵抗素子16で全て吸収すれば、入出力端子12と入出力端子13との間のアイソレーションを確保することができる。
【0079】
そこで、図13の電力分配合成回路を入出力端子12,13から逆相励振する場合を考えると、図13の電力分配合成回路は図15の等価回路で表すことができる。図15において、抵抗72の抵抗値は(R/2)になり、キャパシタ74の容量は(2・C2)になり、キャパシタ71の容量はC1になり、インダクタ73のインダクタンスは(L2/2)になる。ここでは、入出力端子11,12,13に負荷インピーダンスZ0が接続された場合を想定している。
【0080】
従って、図13の電力分配合成回路において周波数f0で入出力端子11〜13の入出力を整合させるための条件、ならびに入出力端子11と入出力端子12,13との間で信号を均等に分配・合成するために必要な条件は、図14の等価回路に基づいて求めることができる。これらの条件は、次の第(13)式及び第(14)式で表される。
【数7】
また、図13の電力分配合成回路において入出力端子12と入出力端子13との間のアイソレーションを確保するために必要な条件は図15の等価回路に基づいて求めることができる。この条件は、次の第(15)式及び第(16)式で表される。
【数8】
すなわち、上記第(13)式〜第(16)式の全ての条件を満たすように各構成要素の特性L1,L2,C1,C2,Rを決定すれば、必要とされる電力分配合成回路の機能を実現することができる。
【0081】
この場合、入出力端子11から高周波信号を入力すると、1/2ずつに分配された高周波信号が入出力端子12及び入出力端子13から同相で出力される。また、入出力端子12から高周波信号を入力した場合、入出力端子13では抵抗素子16を通過した高周波信号とキャパシタ61,62を通過した高周波信号とが等振幅かつ逆相で合成されるため、入出力端子13には信号が現れない。
【0082】
特定の条件を想定して具体的な計算を行った。その結果は次の通りである。
周波数f0:1GHz
負荷インピーダンスZ0:50Ω
容量C1:3.18pF
容量C2:3.18pF
抵抗値R:50Ω
インダクタンスL1:7.96nH
インダクタンスL2:15.9nH(=Z0/πf0)
以上の条件で構成される図13の電力分配合成回路の周波数特性を数値シミュレーションで求めた結果、図16に示す周波数特性が得られた。
【0083】
図16を参照すると、周波数0.91GHz〜1.10GHzにおいて、分配損失として(3.05±0.05)dB、入力反射量として−20dB以下、アイソレーションとして20dB以上の特性が得られていることがわかる。
(第4の実施の形態)
本発明の電力分配合成回路の1つの実施の形態について、図17〜図20を参照して説明する。この形態は請求項4に対応する。
【0084】
図17はこの形態の電力分配合成回路の構成を示すブロック図である。図18は図17の電力分配合成回路を入出力端子12,13から同相励振する場合の等価回路図である。図19は図17の電力分配合成回路を入出力端子12,13から逆相励振する場合の等価回路図である。図20はこの形態の電力分配合成回路の周波数特性を示すグラフである。
【0085】
この形態は第1の実施の形態の変形例である。図17〜図20において、第1の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第1の実施の形態と同一の部分については、以下の説明を省略する。
この形態では、請求項4の第1の端子,第2の端子,第3の端子,第1のキャパシタ,第2のキャパシタ,第3のキャパシタ,第1のインダクタ,第2のインダクタ及び抵抗素子は、それぞれ入出力端子11,12,13,キャパシタ81,84,85,インダクタ82,83及び抵抗素子16に対応する。
【0086】
図17を参照すると、この電力分配合成回路は入出力端子11,12,13,キャパシタ81,84,85,インダクタ82,83及び抵抗素子16を備えている。2つのキャパシタ84,85の特性は同一である。また、2つのインダクタ82,83の特性も同一である。
ここでは、キャパシタ81の容量をC1で表し、キャパシタ84,85の容量をC2で表す。また、抵抗素子16の抵抗値はRで表す。さらに、インダクタ82,83のインダクタンスをLで表す。また、入出力端子11,12,13にそれぞれ接続される負荷インピーダンスはZ0で表す。
【0087】
図17の電力分配合成回路に必要とされる機能を想定すると、入出力端子11に入力された信号は2つに分配されて入出力端子12,13に出力される。従って、入出力端子12の信号と入出力端子13の信号とは同相になる。
そこで、図17の電力分配合成回路を入出力端子12,13から同相励振する場合を考えると、図17の電力分配合成回路は図18の等価回路で表すことができる。図18において、キャパシタ86の容量は(C1/2)になり、キャパシタ88の容量はC2になる。インダクタ87のインダクタンスは(L)になる。ここでは、入出力端子11,12,13に負荷インピーダンスZ0が接続された場合を想定している。
【0088】
また、図17の電力分配合成回路においては、例えば反射信号として入出力端子12に入力された信号が入出力端子13に現れないように入出力端子12と入出力端子13との間のアイソレーションを確保する必要がある。この場合、入力された反射信号を抵抗素子16で全て吸収すれば、入出力端子12と入出力端子13との間のアイソレーションを確保することができる。
【0089】
そこで、図17の電力分配合成回路を入出力端子12,13から逆相励振する場合を考えると、図17の電力分配合成回路は図19の等価回路で表すことができる。図19において、抵抗92の抵抗値は(R/2)になり、キャパシタ93の容量はC2になり、インダクタ91のインダクタンスはLになる。ここでは、入出力端子11,12,13に負荷インピーダンスZ0が接続された場合を想定している。
【0090】
従って、図17の電力分配合成回路において周波数f0で入出力端子11〜13の入出力を整合させるための条件、ならびに入出力端子11と入出力端子12,13との間で信号を均等に分配・合成するために必要な条件は、図18の等価回路に基づいて求めることができる。これらの条件は、次の第(17)式及び第(18)式で表される。
【数9】
また、図17の電力分配合成回路において入出力端子12と入出力端子13との間のアイソレーションを確保するために必要な条件は図19の等価回路に基づいて求めることができる。この条件は、次の第(19)式及び第(20)式で表される。
【数10】
従って、上記第(17)式〜第(20)式に基づいて、次の第(21)式のように各構成要素の特性を決定すれば、必要とされる電力分配合成回路の機能を実現することができる。
【数11】
この場合、入出力端子11から高周波信号を入力すると、1/2ずつに分配された高周波信号が入出力端子12及び入出力端子13から同相で出力される。また、入出力端子12から高周波信号を入力した場合、入出力端子13では抵抗素子16を通過した高周波信号とインダクタ82,83を通過した高周波信号とが等振幅かつ逆相で合成されるため、入出力端子13には信号が現れない。
【0091】
特定の条件を想定して具体的な計算を行った。その結果は次の通りである。
周波数f0:1GHz
負荷インピーダンスZ0:50Ω
容量C1:3.18pF
容量C2:3.18pF
抵抗値R:200Ω
インダクタンスL:15.9nH
以上の条件で構成される図17の電力分配合成回路の周波数特性を数値シミュレーションで求めた結果、図20に示す周波数特性が得られた。
【0092】
図20を参照すると、周波数0.94GHz〜1.06GHzにおいて、分配損失として(3.05±0.05)dB、入力反射量として−20dB以下、アイソレーションとして20dB以上の特性が得られていることがわかる。
なお、上記の5つの実施の形態以外の構成であっても本発明の電力分配合成回路を構成することは可能である。例えば、回路に接続するキャパシタやインダクタの接続位置を変更したり、回路に接続する構成要素の数をさらに増やすこともできる。
【0093】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば図4,図8,図12,図16,図20の特性から明らかなように電力分配合成回路においてベースバンド信号を阻止することができるので、ベースバンド信号を阻止するためのキャパシタをミキサ回路に設ける必要がなく、回路全体の小型化が可能になる。従って、特にチップ面積の小型化が要求されるモノリシックマイクロ波集積回路への適用に本発明は有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態の電力分配合成回路の構成を示すブロック図である。
【図2】図1の電力分配合成回路を入出力端子12,13から同相励振する場合の等価回路図である。
【図3】図1の電力分配合成回路を入出力端子12,13から逆相励振する場合の等価回路図である。
【図4】第1の実施の形態の電力分配合成回路の周波数特性を示すグラフである。
【図5】第2の実施の形態の電力分配合成回路の構成を示すブロック図である。
【図6】図5の電力分配合成回路を入出力端子12,13から同相励振する場合の等価回路図である。
【図7】図5の電力分配合成回路を入出力端子12,13から逆相励振する場合の等価回路図である。
【図8】第2の実施の形態の電力分配合成回路の周波数特性を示すグラフである。
【図9】本発明に関連する電力分配合成回路の構成を示すブロック図である。
【図10】図9の電力分配合成回路を入出力端子12,13から同相励振する場合の等価回路図である。
【図11】図9の電力分配合成回路を入出力端子12,13から逆相励振する場合の等価回路図である。
【図12】本発明に関連する電力分配合成回路の周波数特性を示すグラフである。
【図13】第3の実施の形態の電力分配合成回路の構成を示すブロック図である。
【図14】図13の電力分配合成回路を入出力端子12,13から同相励振する場合の等価回路図である。
【図15】図13の電力分配合成回路を入出力端子12,13から逆相励振する場合の等価回路図である。
【図16】第3の実施の形態の電力分配合成回路の周波数特性を示すグラフである。
【図17】第4の実施の形態の電力分配合成回路の構成を示すブロック図である。
【図18】図17の電力分配合成回路を入出力端子12,13から同相励振する場合の等価回路図である。
【図19】図17の電力分配合成回路を入出力端子12,13から逆相励振する場合の等価回路図である。
【図20】第4の実施の形態の電力分配合成回路の周波数特性を示すグラフである。
【図21】偶高調波ミキサを用いたホモダイン形式の受信機の構成を示すブロック図である。
【図22】従来例の偶高調波ミキサの構成を示すブロック図である。
【図23】従来例の電力分配合成回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
11,12,13 入出力端子
14,15 分布定数線路
16 抵抗素子
17,18,19 キャパシタ
21,22,32 端子
23,24,35 キャパシタ
25,33 分布定数線路
34 抵抗
41,42,43,44,45,49 キャパシタ
46 分布定数線路
48 抵抗
51,52,53,54,56,59 キャパシタ
55,57 分布定数線路
58 抵抗
61,62,63,67,71,74 キャパシタ
64,65,66,73 インダクタ
72 抵抗
81,84,85,86,88,93 キャパシタ
82,83,87,91 インダクタ
92 抵抗
200a,200b ミキサダイオード
201 アンチパラレルダイオードペア
202 RF端子
203 LO端子
204 ベースバンド端子
205 先端開放スタブ
206 先端短絡スタブ
207 高周波信号阻止用のインダクタ
208 ベースバンド信号阻止用のキャパシタ
211 空中線
212 低雑音増幅回路
213 帯域通過フィルタ
214 0度電力分配合成回路
215a,215b 偶高調波ミキサ
216 45度電力分配合成回路
217 偶高調波直交ミキサ
218 局部発振回路
219a,219b 低域通過フィルタ
220a,220b ベースバンド増幅回路
221 復調回路
231,232,233 入出力端子
234 抵抗素子
235,236 分布定数線路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a power distribution / synthesis circuit that handles a high-frequency signal and a baseband signal, and particularly includes a first terminal, a second terminal, and a third terminal, and converts a signal input to the first terminal into two systems. A power distribution / combination circuit that distributes and outputs the signals to the second terminal and the third terminal, or combines the signals input to the second and third terminals and outputs the combined signal to the first terminal About.
[0002]
[Prior art]
A mixer (mixer) used for frequency conversion and detection of a signal in a wireless device or the like mixes a local oscillation wave output from a local oscillator with a signal wave. A mixer called an even harmonic mixer outputs a mixed wave of a second harmonic of a local oscillation wave (a component whose frequency is twice the fundamental wave) and a signal wave. The even harmonic mixer can suppress even harmonics of the local oscillation wave.
[0003]
Various configurations of the even harmonic mixer have been reported before. For example, the even harmonic mixer of the conventional example shown in FIG. 22 is described in pages 879 to 882 of “1991 MTT-S Digest” of “International Microwave Symposium” sponsored by IEEE, which was held in Boston in June 1991. Have been.
Referring to FIG. 22, an anti-parallel diode pair (APDP) 201 included in the even harmonic mixer includes
[0004]
The
The
[0005]
The even harmonic mixer shown in FIG. 22 uses an open-
The even harmonic mixer in FIG. 22 is used, for example, in a homodyne receiver shown in FIG. In this receiver, the signal wave received by the
[0006]
The even
[0007]
Here, the 45-degree power distribution /
The I signal and the Q signal output from the even
[0008]
The operation of the even
The open-
[0009]
The open-
On the other hand, the frequency fp, The
[0010]
Conversely, the tip short-
Further, the tip short-
[0011]
In the even
For this reason, when a mixer is configured using the
[0012]
In such an even harmonic mixer, even-order harmonics of the local oscillation wave can be suppressed only by the balance of the two diodes, so that a much higher suppression can be achieved as compared with a normal balanced mixer.
By the way, as the 0-degree power distribution / combination circuit 214 in FIG. 21, a power distribution / combination circuit combining distributed constant lines as shown in FIG. 23 is generally used. Such a power distribution and synthesis circuit is described, for example, in "RK Gupta et al .:" Quasi-lumped-element 3-and 4-port networks for MIC and MMIC applications ", 1984 IEEE MTT e-Stipe. , 409-411. "Shows the basic operation principle.
[0013]
23 includes input /
Here, the load impedance connected to the input /
[0014]
In this case, when a high-frequency signal is input from the input /
Also, the frequency f0In order to satisfy the isolation condition between the input /
[0015]
In this case, when a high-frequency signal is input from the input /
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, since the conventional power distribution / synthesis circuit combining distributed constant lines as shown in FIG. 23 does not have a function of blocking a baseband signal, the even harmonic mixer shown in FIG. It was necessary to block the baseband signal.
[0017]
That is, it is necessary to sufficiently increase the impedance of the
However, it is necessary to sufficiently reduce the impedance of the
[0018]
Actually, since the frequency of the high-frequency signal to be handled is much higher than that of the baseband signal, the baseband signal can be blocked even if the capacitance of the
Therefore, a large-capacity capacitor has conventionally been used as the
[0019]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a power distribution / combination circuit useful for downsizing an even harmonic mixer.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
(Equation 3)
And the condition for ensuring the isolation between the second terminal and the third terminal is expressed by the following equations (3) and (4).
(Equation 4)
And the capacitances C1 and C2, the electrical length E1, the resistance value R, and the characteristic impedance Z 1 Between Equations (1) to (4)It is characterized by being established.
[0024]
Claim1AtIs theSince the first capacitor, the second capacitor, and the third capacitor are provided, the transfer characteristic between the terminals of the power distribution / synthesis circuit changes according to the frequency. With this frequency characteristic, transmission of a baseband signal between the second terminal and the third terminal can be prevented.
Further, by determining the characteristics of the first capacitor, the second capacitor, the third capacitor, and other elements so as to satisfy a predetermined condition, input and output between the terminals are matched, and furthermore, between the terminals. Signal distribution and synthesis can be performed.
[0025]
When this power distribution / combination circuit is used in a receiver or the like, it is not necessary to provide a function of blocking a baseband signal in the even harmonic mixer, and the even harmonic mixer can be downsized. Actually, the total capacitance of the first capacitor, the second capacitor, and the third capacitor provided in the power distribution / synthesis circuit can be made sufficiently smaller than that of the
[0026]
Claim2Comprises a first terminal, a second terminal, and a third terminal, distributes a signal input to the first terminal to two systems, and outputs the divided signals to the second terminal and the third terminal; Or a power distribution / combination circuit that combines signals input to the second terminal and the third terminal and outputs the combined signal to the first terminal, one end of which is connected to the first terminal; , A first distributed constant line having one end electrically connected to the first terminal, and a second distribution line having one end electrically connected to the first terminal. A constant line, a resistance element that electrically connects the other end of the first distributed constant line and the other end of the second distributed constant line, and a second end of the first distributed constant line and the second end of the second distributed constant line. A second capacitor connecting the second terminal to the third terminal; and a second capacitor connecting the other terminal of the second distributed constant line to the third terminal. Characterized by providing a Yapashita.
[0027]
Claim2AtIs theSince the first capacitor, the second capacitor, and the third capacitor are provided, the transfer characteristic between the terminals of the power distribution / synthesis circuit changes according to the frequency. With this frequency characteristic, transmission of a baseband signal between the second terminal and the third terminal can be prevented.
Further, by determining the characteristics of the first capacitor, the second capacitor, the third capacitor, and other elements so as to satisfy a predetermined condition, input and output between the terminals are matched, and furthermore, between the terminals. Signal distribution and synthesis can be performed.
[0028]
When this power distribution / combination circuit is used in a receiver or the like, it is not necessary to provide a function of blocking a baseband signal in the even harmonic mixer, and the even harmonic mixer can be downsized. Actually, the total capacitance of the first capacitor, the second capacitor, and the third capacitor provided in the power distribution / synthesis circuit can be made sufficiently smaller than that of the
[0032]
Claim3Comprises a first terminal, a second terminal, and a third terminal, distributes a signal input to the first terminal to two systems, and outputs the divided signals to the second terminal and the third terminal; Or a power distribution / combination circuit that combines signals input to the second terminal and the third terminal and outputs the combined signal to the first terminal, wherein one end is connected to the first terminal and the other end is Is connected to the first terminal, one end is connected to the first terminal, the other end is connected to the first capacitor connected to the second terminal, one end is connected to the first terminal, The other end includes a second capacitor connected to the third terminal, a series circuit of a resistor, a second inductor, and a third capacitor, one end connected to the second terminal, and the other end connected. And a resistor circuit connected to the third terminal.
[0033]
Claim3In the method, the signal input to the first terminal is distributed to two systems and output to the second terminal and the third terminal, or the signal input to the second terminal and the third terminal A signal can be synthesized and output to the first terminal.
In addition, since a series circuit of the resistance element, the second inductor, and the third capacitor forms a resonance circuit, the transfer characteristics between the terminals of the power distribution and synthesis circuit change according to the frequency. With this frequency characteristic, transmission of a baseband signal between the second terminal and the third terminal can be prevented.
[0034]
Furthermore, by defining the characteristics of each element so as to satisfy a predetermined condition, it is possible to match input / output characteristics between the terminals and to realize a function of distributing and synthesizing signals between the terminals. When this power distribution / combination circuit is used in a receiver or the like, it is not necessary to provide a function of blocking a baseband signal in the even harmonic mixer, and the even harmonic mixer can be downsized.
[0035]
Actually, the total capacitance of the first capacitor, the second capacitor, and the third capacitor provided in the power distribution / synthesis circuit can be made sufficiently smaller than that of the
Claim4Comprises a first terminal, a second terminal, and a third terminal, distributes a signal input to the first terminal to two systems, and outputs the divided signals to the second terminal and the third terminal; Or a power distribution / combination circuit that combines signals input to the second terminal and the third terminal and outputs the combined signal to the first terminal, wherein one end is connected to the first terminal and the other end is , A first capacitor having one end connected to the second terminal, a third capacitor having one end connected to the third terminal, and a first capacitor having one end connected to the first terminal. A first inductor connected to a terminal and the other end connected to the other end of the second capacitor; one end connected to the first terminal; and another end connected to the other end of the third capacitor Second inductor, the other end of the first inductor, and the other end of the second inductor Characterized by providing a resistance element connected between the.
[0036]
Claim4In the method, the signal input to the first terminal is distributed to two systems and output to the second terminal and the third terminal, or the signal input to the second terminal and the third terminal A signal can be synthesized and output to the first terminal.
The transfer characteristics between the terminals of the power distribution / synthesis circuit change according to the frequency. With this frequency characteristic, transmission of a baseband signal between the second terminal and the third terminal can be prevented.
[0037]
Further, by defining the characteristics of each element so as to satisfy a predetermined condition, the input / output characteristics between the terminals can be matched, and the function of distributing and synthesizing signals between the terminals can be realized. When this power distribution / combination circuit is used in a receiver or the like, it is not necessary to provide a function of blocking a baseband signal in the even harmonic mixer, and the even harmonic mixer can be downsized.
[0038]
Actually, the total capacitance of the first capacitor, the second capacitor, and the third capacitor provided in the power distribution / synthesis circuit can be made sufficiently smaller than that of the
[0039]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First Embodiment)
One embodiment of a power distribution / synthesis circuit according to the present invention will be described with reference to FIGS. This form is claimedIn oneCorresponding.
[0040]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a power distribution / synthesis circuit of this embodiment. FIG. 2 is an equivalent circuit diagram when the power distribution / synthesis circuit of FIG. FIG. 3 is an equivalent circuit diagram when the power distribution / synthesis circuit of FIG. FIG. 4 is a graph showing frequency characteristics of the power distribution / synthesis circuit of this embodiment.
[0041]
In this form, the claimOneThe first terminal, the second terminal, the third terminal, the first distributed constant line, the second distributed constant line, and the resistance element are respectively an input /
MaWasClaim1, The first capacitor, the second capacitor, and the third capacitor correspond to the
[0042]
The power distribution / combination circuit of this embodiment can be used as the 0-degree power distribution / combination circuit 214 when configuring a receiver as shown in FIG. 21, for example. However, since the power distribution / combination circuit of this embodiment has a function of blocking the baseband signal itself, the even harmonic mixer connected to the power distribution / combination circuit has a function of blocking the baseband signal (see FIG. 22). There is no need to provide the capacitor 208).
[0043]
Referring to FIG. 1, this power distribution / synthesis circuit includes input /
Here, the capacitance of the
[0044]
Assuming the functions required for the power distribution / synthesis circuit of FIG. 1, the signal input to the input /
Therefore, considering the case where the power distribution / combination circuit of FIG. 1 is excited in-phase from the input /
[0045]
In the power distribution / synthesis circuit of FIG. 1, for example, the isolation between the input /
[0046]
Considering the case where the power distribution / combination circuit of FIG. 1 is excited in the opposite phase from the input /
[0047]
Therefore, in the power distribution / synthesis circuit of FIG.0The conditions for matching the input and output of the input /
(Equation 1)
Further, in the power distribution / synthesis circuit of FIG. 1, the conditions necessary for ensuring the isolation between the input /
(Equation 2)
That is, the characteristics E1, C1, C2, R, and Z of each component are set so as to satisfy all the conditions of the above-described equations (1) to (4).1Is determined, the required function of the power distribution / synthesis circuit can be realized.
[0048]
In this case, when a high-frequency signal is input from the input /
[0049]
Specific calculations were performed assuming specific conditions. The results are as follows.
Electrical length E1: 60 degrees of the distributed
Frequency f0: 10GHz
Load impedance Z0: 50Ω
Characteristic impedance Z1: 116Ω
Capacitance C1: 0.34 pF
Capacity C2: 1.19 pF
Resistance value R: 107Ω
The frequency characteristics of the power distribution / synthesis circuit of FIG. 1 configured under the above conditions were obtained by numerical simulation, and as a result, the frequency characteristics shown in FIG. 4 were obtained. The contents of each parameter shown in FIG. 4 are as follows.
[0050]
S21: Forward transfer coefficient
S11: Input reflection coefficient of primary side (input /
S22: Input reflection coefficient on the secondary side (input /
S32: Isolation
Referring to FIG. 4, at a frequency of 9.4 GHz to 10.7 GHz, characteristics of (3.05 ± 0.05) dB as distribution loss, −20 dB or less as input reflection amount, and 20 dB or more as isolation are obtained. You can see that.
[0051]
In the case of the even harmonic mixer of the conventional example shown in FIG. 22, a capacitance of about 10 pF is required as the
(Second embodiment)
One embodiment of a power distribution / synthesis circuit according to the present invention will be described with reference to FIGS. This formHaRequest2Corresponding to
[0052]
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the power distribution / synthesis circuit of this embodiment. FIG. 6 is an equivalent circuit diagram in the case of in-phase excitation of the power distribution / synthesis circuit of FIG. FIG. 7 is an equivalent circuit diagram when the power distribution / synthesis circuit of FIG. FIG. 8 is a graph showing frequency characteristics of the power distribution / synthesis circuit of this embodiment.
[0053]
This embodiment is a modification of the first embodiment. 5 to 8, elements corresponding to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. For the same parts as those in the first embodiment, the following description is omitted.
In this form,ContractRequest2, A first terminal, a second terminal, a third terminal, a first distributed constant line, a second distributed constant line, and a resistance element are respectively an input /
[0054]
MaTRequest2, The second capacitor and the third capacitor correspond to the capacitor 41, the capacitor 42, and the capacitor 43, respectively.
Referring to FIG. 5, the power distribution / synthesis circuit includes input /
[0055]
Here, the capacitance of the capacitor 41 is represented by C1, and the capacitances of the capacitors 42 and 43 are represented by C2. The resistance value of the
[0056]
Assuming the functions required for the power distribution / synthesis circuit of FIG. 5, the signal input to the input /
Considering the case where the power distribution / synthesis circuit in FIG. 5 is excited in-phase from the input /
[0057]
Further, in the power distribution / synthesis circuit of FIG. 5, for example, the isolation between the input /
[0058]
Considering the case where the power distribution / combination circuit of FIG. 5 is excited in the opposite phase from the input /
[0059]
Therefore, the frequency f0The conditions for matching the inputs and outputs of the input /
(Equation 3)
Further, in the power distribution / synthesis circuit of FIG. 5, the conditions necessary for ensuring the isolation between the input /
(Equation 4)
That is, the characteristics E1, C1, C2, R, and Z of each component are set so as to satisfy all the conditions of the above-described equations (5) to (8).1Is determined, the required function of the power distribution / synthesis circuit can be realized.
[0060]
In this case, when a high-frequency signal is input from the input /
[0061]
Specific calculations were performed assuming specific conditions. The results are as follows.
Electrical length E1: 45 degrees of distributed
Frequency f0: 10GHz
Load impedance Z0: 50Ω
Characteristic impedance Z1: 115Ω
Capacity C1: 0.28 pF
Capacity C2: 0.55 pF
Resistance value: 133Ω
The frequency characteristics of the power distribution / synthesis circuit of FIG. 5 configured under the above conditions were obtained by numerical simulation, and as a result, the frequency characteristics shown in FIG. 8 were obtained.
[0062]
Referring to FIG. 8, at a frequency of 9.3 GHz to 10.7 GHz, a distribution loss (3.05 ± 0.05) dB, an input reflection amount of −20 dB or less, and an isolation of 20 dB or more are obtained. You can see that.
In the case of the even harmonic mixer of the conventional example shown in FIG. 22, a capacitance of about 10 pF is required as the
[0063]
(Example of power distribution / combination circuit related to the present invention)
Power distribution / synthesis circuit related to the present inventionWill be described with reference to FIGS.You.
Figure 9No electricityFIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a force distribution synthesis circuit. FIG. 10 is an equivalent circuit diagram when the power distribution / synthesis circuit of FIG. FIG. 11 is an equivalent circuit diagram in a case where the power distribution / synthesis circuit of FIG. FIG. 12 is a graph showing frequency characteristics of the power distribution / synthesis circuit of this embodiment.
[0064]
The power distribution synthesis circuit of FIG.It is a modification of the first embodiment. 9 to 12, elements corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.You.
[0065]
FigureReferring to FIG. 9, the power distribution / synthesis circuit includes input /
[0066]
Here, the capacitance of the
[0067]
Assuming a function required for the power distribution / synthesis circuit in FIG. 9, the signal input to the input /
Considering the case where the power distribution / synthesis circuit of FIG. 9 is excited in-phase from the input /
[0068]
Further, in the power distribution / synthesis circuit of FIG. 9, for example, an isolation between the input /
[0069]
Considering the case where the power distribution / synthesis circuit of FIG. 9 is excited in the opposite phase from the input /
[0070]
Therefore, in the power distribution / synthesis circuit of FIG.0The conditions for matching the input and output of the input /
(Equation 5)
Further, in the power distribution / synthesis circuit of FIG. 9, conditions necessary for ensuring isolation between the input /
(Equation 6)
That is, the characteristics E1, C1, C2, R, Z1Is determined, the required function of the power distribution / synthesis circuit can be realized.
[0071]
In this case, when a high-frequency signal is input from the input /
[0072]
Specific calculations were performed assuming specific conditions. The results are as follows.
Electrical length E1: 60 degrees of the distributed
Frequency f0: 10GHz
Load impedance Z0: 50Ω
Characteristic impedance Z1: 86.6Ω
Capacitance C1: 0.32 pF
Capacity C2: 0.32 pF
Resistance value R: 50Ω
The frequency characteristics of the power distribution / synthesis circuit of FIG. 9 configured under the above conditions were obtained by numerical simulation, and the frequency characteristics shown in FIG. 12 were obtained.
[0073]
Referring to FIG. 12, at a frequency of 9.4 GHz to 11.0 GHz, a distribution loss of (3.05 ± 0.05) dB, an input reflection amount of −20 dB or less, and an isolation of 20 dB or more are obtained. You can see that.
In the case of the even harmonic mixer of the conventional example shown in FIG. 22, a capacitance of about 10 pF is required as the
[0074]
(No.3Embodiment)
One embodiment of the power distribution / synthesis circuit of the present invention will be described with reference to FIGS. This form is claimed3Corresponding to
FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the power distribution / synthesis circuit of this embodiment. FIG. 14 is an equivalent circuit diagram in the case of in-phase excitation of the power distribution / synthesis circuit of FIG. FIG. 15 is an equivalent circuit diagram in a case where the power distribution / synthesis circuit of FIG. FIG. 16 is a graph showing frequency characteristics of the power distribution / synthesis circuit of this embodiment.
[0075]
This embodiment is a modification of the first embodiment. 13 to 16, elements corresponding to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. For the same parts as those in the first embodiment, the following description is omitted.
In this form, the claim3, A second terminal, a third terminal, a first inductor, a first capacitor, a second capacitor, a resistive element, a second inductor, and a third capacitor are respectively connected to the input /
[0076]
Referring to FIG. 13, this power distribution / synthesis circuit includes input /
Here, the capacitance of the
[0077]
Assuming a function required for the power distribution / synthesis circuit in FIG. 13, the signal input to the input /
Considering the case where the power distribution / synthesis circuit in FIG. 13 is excited in-phase from the input /
[0078]
Further, in the power distribution / synthesis circuit shown in FIG. Need to be secured. In this case, if all of the input reflected signals are absorbed by the
[0079]
Considering the case where the power distribution / combination circuit of FIG. 13 is excited in the opposite phase from the input /
[0080]
Therefore, in the power distribution / synthesis circuit of FIG.0The conditions for matching the input and output of the input /
(Equation 7)
In addition, the conditions required for ensuring the isolation between the input /
(Equation 8)
That is, if the characteristics L1, L2, C1, C2, and R of the respective components are determined so as to satisfy all the conditions of the above Expressions (13) to (16), the required power distribution and synthesis circuit Function can be realized.
[0081]
In this case, when a high-frequency signal is input from the input /
[0082]
Specific calculations were performed assuming specific conditions. The results are as follows.
Frequency f0: 1GHz
Load impedance Z0: 50Ω
Capacitance C1: 3.18 pF
Capacity C2: 3.18 pF
Resistance value R: 50Ω
Inductance L1: 7.96 nH
Inductance L2: 15.9 nH (= Z0/ Πf0)
The frequency characteristics of the power distribution / synthesis circuit of FIG. 13 configured under the above conditions were obtained by numerical simulation, and the frequency characteristics shown in FIG. 16 were obtained.
[0083]
Referring to FIG. 16, at a frequency of 0.91 GHz to 1.10 GHz, characteristics of (3.05 ± 0.05) dB as distribution loss, -20 dB or less as input reflection amount, and 20 dB or more as isolation are obtained. You can see that.
(No.4Embodiment)
One embodiment of a power distribution / synthesis circuit according to the present invention will be described with reference to FIGS. This form is claimed4Corresponding to
[0084]
FIG. 17 is a block diagram showing the configuration of the power distribution / synthesis circuit of this embodiment. FIG. 18 is an equivalent circuit diagram when the power distribution / synthesis circuit of FIG. 17 is excited in-phase from the input /
[0085]
This embodiment is a modification of the first embodiment. 17 to 20, elements corresponding to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. For the same parts as those in the first embodiment, the following description is omitted.
In this form, the claim4The first terminal, the second terminal, the third terminal, the first capacitor, the second capacitor, the third capacitor, the first inductor, the second inductor, and the resistance element of the , 12, 13,
[0086]
Referring to FIG. 17, this power distribution / synthesis circuit includes input /
Here, the capacitance of the capacitor 81 is represented by C1, and the capacitances of the
[0087]
Assuming a function required for the power distribution / synthesis circuit of FIG. 17, the signal input to the input /
Considering the case where the power distribution / synthesis circuit of FIG. 17 is excited in-phase from the input /
[0088]
In the power distribution / synthesis circuit of FIG. 17, for example, the isolation between the input /
[0089]
Considering the case where the power distribution / combination circuit of FIG. 17 is excited in the opposite phase from the input /
[0090]
Therefore, in the power distribution / synthesis circuit of FIG.0The conditions for matching the input and output of the input /
(Equation 9)
Further, in the power distribution / synthesis circuit of FIG. 17, the conditions necessary for ensuring the isolation between the input /
(Equation 10)
Therefore, if the characteristics of each component are determined as in the following equation (21) based on the above equations (17) to (20), the required function of the power distribution / synthesis circuit is realized. can do.
(Equation 11)
In this case, when a high-frequency signal is input from the input /
[0091]
Specific calculations were performed assuming specific conditions. The results are as follows.
Frequency f0: 1GHz
Load impedance Z0: 50Ω
Capacitance C1: 3.18 pF
Capacity C2: 3.18 pF
Resistance value R: 200Ω
Inductance L: 15.9 nH
The frequency characteristics of the power distribution / synthesis circuit of FIG. 17 configured under the above conditions were obtained by numerical simulation, and the frequency characteristics shown in FIG. 20 were obtained.
[0092]
Referring to FIG. 20, at a frequency of 0.94 GHz to 1.06 GHz, a distribution loss (3.05 ± 0.05) dB, an input reflection amount of −20 dB or less, and an isolation of 20 dB or more are obtained. You can see that.
It should be noted that the power distribution / combination circuit of the present invention can be configured even with a configuration other than the above-described five embodiments. For example, the connection positions of capacitors and inductors connected to the circuit can be changed, and the number of components connected to the circuit can be further increased.
[0093]
【The invention's effect】
According to the present invention, for example, as is clear from the characteristics of FIGS. 4, 8, 12, 16, and 20, the baseband signal can be blocked in the power distribution / synthesis circuit, so that the baseband signal is blocked. Need not be provided in the mixer circuit, and the entire circuit can be reduced in size. Therefore, the present invention is particularly effective for application to a monolithic microwave integrated circuit that requires a reduction in chip area.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a power distribution and synthesis circuit according to a first embodiment.
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram when the power distribution / synthesis circuit of FIG. 1 is excited in-phase from input /
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram in a case where the power distribution / synthesis circuit of FIG.
FIG. 4 is a graph illustrating frequency characteristics of the power distribution / synthesis circuit according to the first embodiment;
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a power distribution / synthesis circuit according to a second embodiment;
6 is an equivalent circuit diagram when the power distribution / synthesis circuit of FIG. 5 is excited in-phase from input /
7 is an equivalent circuit diagram in a case where the power distribution / synthesis circuit of FIG. 5 is excited in reverse phase from input /
FIG. 8 is a graph illustrating frequency characteristics of the power distribution / synthesis circuit according to the second embodiment.
FIG. 9Related to the present inventionFIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a power distribution / synthesis circuit.
FIG. 10 is an equivalent circuit diagram in the case of in-phase excitation of the power distribution / synthesis circuit of FIG. 9 from input /
11 is an equivalent circuit diagram in a case where the power distribution / synthesis circuit of FIG. 9 is excited in reverse phase from input /
FIG.Related to the present invention5 is a graph illustrating frequency characteristics of the power distribution / synthesis circuit.
FIG. 133FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a power distribution / combination circuit according to the embodiment.
FIG. 14 is an equivalent circuit diagram in the case of in-phase excitation of the power distribution / synthesis circuit of FIG. 13 from input /
FIG. 15 is an equivalent circuit diagram in the case where the power distribution / synthesis circuit of FIG. 13 is excited in reverse phase from input /
FIG. 1639 is a graph illustrating frequency characteristics of the power distribution / synthesis circuit according to the embodiment.
FIG. 174FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a power distribution / combination circuit according to the embodiment.
18 is an equivalent circuit diagram when the power distribution / synthesis circuit in FIG. 17 is excited in-phase from input /
19 is an equivalent circuit diagram in the case where the power distribution / synthesis circuit of FIG. 17 is excited in the opposite phase from the input /
FIG. 2049 is a graph illustrating frequency characteristics of the power distribution / synthesis circuit according to the embodiment.
FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of a homodyne type receiver using an even harmonic mixer.
FIG. 22 is a block diagram showing a configuration of a conventional even harmonic mixer.
FIG. 23 is a block diagram showing a configuration of a conventional power distribution / synthesis circuit.
[Explanation of symbols]
11, 12, 13 input / output terminals
14,15 Distributed parameter line
16 Resistance element
17,18,19 Capacitor
21, 22, 32 terminals
23, 24, 35 capacitors
25,33 Distributed parameter line
34 Resistance
41, 42, 43, 44, 45, 49 Capacitor
46 Distributed parameter line
48 Resistance
51, 52, 53, 54, 56, 59 Capacitor
55,57 Distributed constant line
58 Resistance
61, 62, 63, 67, 71, 74 Capacitor
64, 65, 66, 73 inductor
72 Resistance
81, 84, 85, 86, 88, 93 capacitors
82, 83, 87, 91 inductor
92 Resistance
200a, 200b mixer diode
201 Anti-parallel diode pair
202 RF terminal
203 LO terminal
204 Baseband terminal
205 Open end stub
206 Short-end stub
207 High frequency signal blocking inductor
208 Capacitor for blocking baseband signal
211 Antenna
212 Low noise amplifier circuit
213 Bandpass filter
214 0 degree power distribution and synthesis circuit
215a, 215b Even harmonic mixer
216 45-degree power distribution / combination circuit
217 Even harmonic quadrature mixer
218 Local oscillation circuit
219a, 219b Low-pass filter
220a, 220b Baseband amplifier circuit
221 Demodulation circuit
231,232,233 I / O terminal
234 resistance element
235,236 Distributed parameter line
Claims (4)
一端が前記第1の端子と接続された第1のキャパシタ(容量C1)と、
一端が前記第1のキャパシタの他端と電気的に接続された第1の分布定数線路(特定周波数f0における電気長はE1、特性インピーダンスはZ1)と、
一端が前記第1のキャパシタの他端と電気的に接続された第2の分布定数線路(特定周波数f0における電気長はE1、特性インピーダンスはZ1)と、
前記第1の分布定数線路の他端と第2の分布定数線路の他端とを電気的に接続する抵抗素子(抵抗値R)と、
前記第1の分布定数線路の他端と前記第2の端子とを接続する第2のキャパシタ(容量C2)と、
前記第2の分布定数線路の他端と前記第3の端子とを接続する第3のキャパシタ(容量C2)とを設け、
前記特定周波数f 0 で、前記第1の端子、前記第2の端子、前記第3の端子の各入出力を整合させるための条件、
ならびに前記第1の端子と前記第2端子間及び前記第1の端子と前記第3の端子間において、信号を均等に分配・合成する条件が、次の式(1)と式(2)
また、前記第2の端子と前記第3の端子との間のアイソレーションを確保する条件が次の式(3)と式(4)
前記容量C1、C2と前記電気長E1と前記抵抗値Rと前記特性インピーダンスZ 1 との間に前記式(1)から式(4)が成立することを特徴とする電力分配合成回路。A first terminal, a second terminal, and a third terminal respectively connected to a load impedance Z 0, and a signal input to the first terminal is divided into two systems to distribute the signal to the second terminal and the third terminal; A power distributing / combining circuit that outputs the signal to a third terminal, or combines the signals input to the second terminal and the third terminal and outputs the combined signal to the first terminal,
A first capacitor (capacitance C1) having one end connected to the first terminal;
The first distributed constant line having one end connected to the first capacitor of the other end in electrical (electrodeposition that put in a specific frequency f 0 patiently E1, the characteristic impedance Z 1) and,
The second distributed constant line having one end connected to the first capacitor of the other end in electrical (electrodeposition that put in a specific frequency f 0 patiently E1, the characteristic impedance Z 1) and,
A resistance element (resistance value R) for electrically connecting the other end of the first distributed constant line and the other end of the second distributed constant line,
A second capacitor (capacitance C2) connecting the other end of the first distributed constant line and the second terminal;
A third capacitor (capacitance C2) for connecting the other end of the second distributed constant line and the third terminal;
A condition for matching input and output of each of the first terminal, the second terminal, and the third terminal at the specific frequency f 0 ;
The conditions for uniformly distributing and synthesizing signals between the first terminal and the second terminal and between the first terminal and the third terminal are expressed by the following equations (1) and (2).
Further, the conditions for ensuring the isolation between the second terminal and the third terminal are expressed by the following equations (3) and (4).
Power divider combining circuit, wherein the formula (1) has the formula (4) from the established between the capacitance C1, C2 and the electrical length E1 and the resistance R and the characteristic impedance Z 1.
一端が前記第1の端子と接続され、他端が接地された第1のキャパシタと、
一端が前記第1の端子と電気的に接続された第1の分布定数線路と、
一端が前記第1の端子と電気的に接続された第2の分布定数線路と、
前記第1の分布定数線路の他端と第2の分布定数線路の他端とを電気的に接続する抵抗素子と、
前記第1の分布定数線路の他端と前記第2の端子とを接続する第2のキャパシタと、
前記第2の分布定数線路の他端と前記第3の端子とを接続する第3のキャパシタと
を設けたことを特徴とする電力分配合成回路。A first terminal, a second terminal, and a third terminal, wherein the signal input to the first terminal is distributed to two systems and output to the second terminal and the third terminal; or A power distribution / combination circuit that combines signals input to a second terminal and a third terminal and outputs the combined signal to the first terminal,
A first capacitor having one end connected to the first terminal and the other end grounded;
A first distributed constant line having one end electrically connected to the first terminal;
A second distributed constant line having one end electrically connected to the first terminal;
A resistance element for electrically connecting the other end of the first distributed constant line and the other end of the second distributed constant line;
A second capacitor connecting the other end of the first distributed constant line and the second terminal;
A power distribution / combination circuit comprising: a third capacitor that connects the other end of the second distributed constant line and the third terminal.
一端が前記第1の端子に接続され、他端が接地された第1のインダクタと、
一端が前記第1の端子に接続され、他端が前記第2の端子に接続された第1のキャパシタと、
一端が前記第1の端子に接続され、他端が前記第3の端子に接続された第2のキャパシタと、
抵抗素子,第2のインダクタ及び第3のキャパシタの直列回路で構成され、一端が前記第2の端子に接続され、他端が前記第3の端子に接続された抵抗回路と
を設けたことを特徴とする電力分配合成回路。A first terminal, a second terminal, and a third terminal, wherein the signal input to the first terminal is distributed to two systems and output to the second terminal and the third terminal; or A power distribution / combination circuit that combines signals input to a second terminal and a third terminal and outputs the combined signal to the first terminal,
A first inductor having one end connected to the first terminal and the other end grounded;
A first capacitor having one end connected to the first terminal and the other end connected to the second terminal;
A second capacitor having one end connected to the first terminal and the other end connected to the third terminal;
A resistor circuit comprising a series circuit of a resistance element, a second inductor, and a third capacitor, one end of which is connected to the second terminal, and the other end of which is connected to the third terminal. Characteristic power distribution synthesis circuit.
一端が前記第1の端子に接続され、他端が接地された第1のキャパシタと、
一端が前記第2の端子に接続された第2のキャパシタと、
一端が前記第3の端子に接続された第3のキャパシタと、
一端が前記第1の端子に接続され、他端が前記第2のキャパシタの他端と接続された第1のインダクタと、
一端が前記第1の端子に接続され、他端が前記第3のキャパシタの他端と接続された第2のインダクタと、
前記第1のインダクタの他端と、第2のインダクタの他端との間を接続する抵抗素子と
を設けたことを特徴とする電力分配合成回路。A first terminal, a second terminal, and a third terminal, wherein the signal input to the first terminal is distributed to two systems and output to the second terminal and the third terminal; or A power distribution / combination circuit that combines signals input to a second terminal and a third terminal and outputs the combined signal to the first terminal,
A first capacitor having one end connected to the first terminal and the other end grounded;
A second capacitor having one end connected to the second terminal;
A third capacitor having one end connected to the third terminal;
A first inductor having one end connected to the first terminal and the other end connected to the other end of the second capacitor;
A second inductor having one end connected to the first terminal and the other end connected to the other end of the third capacitor;
A power distribution / synthesis circuit, comprising: a resistor connected between the other end of the first inductor and the other end of the second inductor.
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