JPH0720023B2 - Frequency conversion circuit - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばダイレクトコンバージョン受信機等
に用いられる周波数変換回路に関する。The present invention relates to a frequency conversion circuit used in, for example, a direct conversion receiver.
ダイレクトコンバージョン受信機の構成の一例をを第2
図に示す。The second example of the configuration of the direct conversion receiver
Shown in the figure.
この受信機は、アンテナ等から入力された高周波信号RF
を高周波フィルタ2および高周波増幅器4を経由して二
つのミキサ6aおよび6bに供給する一方、局部発振器10か
らの局部発振信号LOをミキサ6a側にはπ/2移相器8を経
由して、ミキサ6b側にはそのまま供給して、各ミキサ6a
および6bから中間周波信号IF1およびIF2をそれぞれ取り
出し、これらをローパスフィルタ12aおよび12bをそれぞ
れ経由してプロダクト検波器14に供給し、そこでプロダ
クト検波を行ってオーディオ信号AFを取り出すよう構成
されている。This receiver is a high frequency signal RF input from the antenna etc.
Is supplied to the two mixers 6a and 6b via the high-frequency filter 2 and the high-frequency amplifier 4, while the local oscillation signal LO from the local oscillator 10 is supplied to the mixer 6a side via the π / 2 phase shifter 8. It is supplied to the mixer 6b side as it is, and each mixer 6a
It is configured to extract the intermediate frequency signals IF 1 and IF 2 from 6 and 6b, respectively, and supply them to the product detector 14 via the low-pass filters 12a and 12b, respectively, and perform product detection there to extract the audio signal AF. There is.
破線で囲んだ周波数変換回路5は、数百MHz以下の周波
数では、コア入トランスを用いたダブルバランスドミキ
サおよびLCで構成されるπ/2移相器を用いて構成され
る。また、数GHzを超えるマイクロ波帯では、平面回路
を用い、ハイブリッドカップラー(例えばブランチライ
ン、ラットレース等)にダイオードを2個組み合わせた
ミキサおよびλ/4長(λは、高周波信号の誘電体基板上
での波長)を持つπ/2移相器で構成される。The frequency conversion circuit 5 surrounded by a broken line is configured using a double balanced mixer using a core-in transformer and a π / 2 phase shifter configured by LC at a frequency of several hundred MHz or less. In the microwave band over several GHz, a planar circuit is used, and a hybrid coupler (for example, branch line, rat race, etc.) is combined with two diodes and a λ / 4 length (λ is a high frequency signal dielectric substrate). (Wavelength above) with a π / 2 phase shifter.
後者を実際に平面回路上に実現する場合、これを二つの
ラットレースミキサ16a、16b、マイクロストリップライ
ンの遅延線23a、23bおよび二つのウイルキンソン型パワ
ースプリッタ24a、24bで構成した例を第3図に示す。When the latter is actually realized on a plane circuit, an example in which this is composed of two rat race mixers 16a, 16b, microstrip line delay lines 23a, 23b and two Wilkinson power splitters 24a, 24b is shown in FIG. Shown in.
各ラットレースミキサ16a、16bは、環状伝送線路(ラッ
トレース)18a、18bの図のような位置に二つのダイオー
ド20a、22a、20b、22bをそれぞれ接続したものである。Each rat race mixer 16a, 16b has two diodes 20a, 22a, 20b, 22b respectively connected to the positions of annular transmission lines (rat races) 18a, 18b as shown in the figure.
また、遅延線23aおよび23bにおける長さL1およびL2は、 L1−L2=λ/4 なる関係にあり、これでπ/2移相器を構成している。Further, the lengths L 1 and L 2 in the delay lines 23a and 23b have a relationship of L 1 −L 2 = λ / 4, which constitutes a π / 2 phase shifter.
ところが、第3図の周波数変換回路だと、二つのラット
レースミキサ16a、16bに加えて、二つのパワースプリッ
タ24a、24b、更にはπ/2移相器が必要であるため、構成
が複雑であり、しかも遅延線23a、23bにおいてπ/2の位
相差を得るための長さL1、L2の高い精度が必要になると
いう問題がある。However, the frequency conversion circuit shown in FIG. 3 requires two rat-race mixers 16a and 16b, two power splitters 24a and 24b, and a π / 2 phase shifter, which makes the configuration complicated. In addition, there is a problem that the lengths L 1 and L 2 for obtaining the phase difference of π / 2 in the delay lines 23a and 23b require high accuracy.
そこでこの発明は、上記のような平面回路で構成される
周波数変換回路を改善して、その回路構成の簡略化を図
ることを主たる目的とする。Therefore, it is a primary object of the present invention to improve the frequency conversion circuit configured by the above planar circuit and to simplify the circuit configuration.
上記目的を達成するため、この発明の周波数変換回路
は、概略的に言えば、二つのラットレースミキサをλ/4
長の伝送線路を介して互いに接続することによって局部
発振側のπ/2移相を高周波側で行い、それによって特別
な移相器および高周波信号の分配に用いるパワースプリ
ッタを省略したことを特徴とする。In order to achieve the above object, the frequency conversion circuit of the present invention, roughly speaking, uses two rat race mixers with a λ / 4.
It is characterized in that the π / 2 phase shift on the local oscillation side is performed on the high frequency side by connecting to each other via a long transmission line, thereby omitting a special phase shifter and a power splitter used for distribution of high frequency signals. To do.
第1図は、この発明の一実施例に係る周波数変換回路を
示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a frequency conversion circuit according to an embodiment of the present invention.
この実施例の周波数変換回路は、誘電体基板(図示省
略)上に設けられていて、いずれも円周上で3/2λ(λ
は、入力される高周波信号RFの誘電体基板上での波長)
の長さを持つ第1および第2の環状伝送線路(ラットレ
ース)18aおよび18bを備えている。The frequency conversion circuit of this embodiment is provided on a dielectric substrate (not shown), and both are 3 / 2λ (λ
Is the wavelength of the input high frequency signal RF on the dielectric substrate)
The first and second annular transmission lines (rat races) 18a and 18b having the length of
各環状伝送線路18a、18bに対しては、それぞれ、その任
意に位置aからλ/4ずつ反対方向に離れた二つの位置
b、cの内側に第1および第2の出力端子32a、33aおよ
び32b、33bが設けられ、この例ではその内の位置bから
更にλ/4離れた位置dに局部発振信号LOの入力端子34
a、34bが設けられている。For each of the annular transmission lines 18a and 18b, the first and second output terminals 32a, 33a and 33a are provided inside two positions b and c which are arbitrarily separated by λ / 4 from the position a in the opposite direction. 32b and 33b are provided, and in this example, the input terminal 34 for the local oscillation signal LO is located at a position d further λ / 4 away from the position b therein.
a and 34b are provided.
このような二つの環状伝送線路18aおよび18bが、それぞ
れの前記任意の位置aに対する対蹠点e同士で、λ/4の
長さを持つ伝送線路28を介して互いに接続されている。Such two ring-shaped transmission lines 18a and 18b are connected to each other through the transmission line 28 having a length of λ / 4 at the antipodal points e of the respective arbitrary positions a.
そしてこの例では、第1の環状伝送線路18aの前記任意
の位置aに高周波信号RFの入力端子31aが設けられてい
る。In this example, the input terminal 31a for the high frequency signal RF is provided at the arbitrary position a of the first annular transmission line 18a.
また、各環状伝送線路18a、18bに対しては、それぞれ、
その第1の出力端子32a、32bに第1のダイオード20a、2
0bのアノードがそれぞれ接続され、第2の出力端子33
a、33bに第2のダイオード22a、22bのカソードがそれぞ
れ接続され、かつこの第1のダイオード20a、20bのカソ
ードと第2のダイオード22a、22bのアノードとが互いに
中間周波信号IF1、IF2の出力端子35a、35bにそれぞれ接
続されている。Further, for each annular transmission line 18a, 18b,
The first diodes 20a, 2 are connected to the first output terminals 32a, 32b.
The second output terminal 33 is connected to the anodes of 0b.
The cathodes of the second diodes 22a and 22b are connected to a and 33b, respectively, and the cathodes of the first diodes 20a and 20b and the anodes of the second diodes 22a and 22b are connected to each other with intermediate frequency signals IF 1 and IF 2 respectively. Are connected to output terminals 35a and 35b, respectively.
このようにして、第1および第2のラットレースミキサ
26aおよび26bが構成されかつ互いに伝送線路28を介して
接続されている。Thus, the first and second rat race mixers
26a and 26b are constructed and connected to each other via a transmission line 28.
そして、各ラットレースミキサ26a、26bの入力端子34
a、34bには、この例ではウイルキンソン型のパワースプ
リッタ24が接続されており、これを介して互いに同相の
局部発振信号LOが入力される。Then, the input terminal 34 of each rat race mixer 26a, 26b
In this example, a Wilkinson type power splitter 24 is connected to a and 34b, and local oscillation signals LO in phase with each other are input through the power splitter 24.
上記構成によれば、第1のラットレースミキサ26aの入
力端子31aに入力された高周波信号RFは、その対蹠点e
では3/4λ(=3/2π)だけ位相が遅れ、更にλ/4(=π
/2)の長さを持つ伝送線路28を介して第2のラットレー
スミキサ26bに供給される。第2のラットレースミキサ2
6bに対してはこれが高周波入力となり、第1のラットレ
ースミキサ26aの高周波入力に比べて2πだけ位相が遅
れる。つまり位相遅れはなくなる。According to the above configuration, the high-frequency signal RF input to the input terminal 31a of the first rat race mixer 26a receives the antipodal point e thereof.
Then, the phase is delayed by 3 / 4λ (= 3 / 2π), and further λ / 4 (= π
It is supplied to the second rat race mixer 26b via a transmission line 28 having a length of / 2). Second rat race mixer 2
For 6b, this becomes a high frequency input, and the phase is delayed by 2π from the high frequency input of the first rat race mixer 26a. That is, there is no phase delay.
一方、この第2のラットレースミキサ26bでは、高周波
信号RFの入力点eからπ(=λ/2)だけ離れた所にダイ
オード20bおよび22bが接続されており、第1のラットレ
ースミキサ26aに比べてダイオードの位置がπ/2違う。
それゆえ、第1のラットレースミキサ26aに比べて第2
のラットレースミキサ26bはπ/2だけ高周波信号RFの位
相が遅れることになる。On the other hand, in the second rat race mixer 26b, the diodes 20b and 22b are connected to the first rat race mixer 26a at a position separated from the input point e of the high frequency signal RF by π (= λ / 2). The position of the diode is π / 2 different in comparison.
Therefore, compared to the first rat race mixer 26a,
In the rat race mixer 26b, the phase of the high frequency signal RF is delayed by π / 2.
従って、パワースプリッタ24から局部発振信号LOを同相
で両ラットレースミキサ26a、26bの入力端子34a、34bに
入力すると、高周波信号RFと局部発振信号LO間の位相は
ラットレースミキサ26a側とラットレースミキサ26b側と
でπ/2ずれ、一方に局部発振信号LOをπ/2だけ遅らせて
入力する第2図の周波数変換回路5あるいは第3図の周
波数変換回路と同じ働きをする。Therefore, when the local oscillation signal LO from the power splitter 24 is input in phase to the input terminals 34a, 34b of both rat race mixers 26a, 26b, the phase between the high frequency signal RF and the local oscillation signal LO is the rat race mixer 26a side and rat race. It has the same function as the frequency conversion circuit 5 of FIG. 2 or the frequency conversion circuit of FIG. 3 in which the local oscillation signal LO is delayed by π / 2 and input to one side by π / 2 shift from the mixer 26b side.
しかもこの周波数変換回路によれば、第3図の例と違っ
て、局部発振側のπ/2移相器を省略することができると
共に、高周波信号RFの分配に用いるパワースプリッタも
省略することができる。従って、回路構成が簡略化さ
れ、そのぶんコストダウンを図ることができる。Moreover, according to this frequency conversion circuit, unlike the example of FIG. 3, the π / 2 phase shifter on the local oscillation side can be omitted, and the power splitter used for distributing the high frequency signal RF can also be omitted. it can. Therefore, the circuit configuration is simplified and the cost can be reduced accordingly.
また、二つの環状伝送線路18aおよび18b周りの平面回路
が線対称(第1図中で線Aに対称)に形成できるので、
それらを形成するためのマスクのパターンの設計等が楽
になるという効果も得られる。Further, since the planar circuit around the two annular transmission lines 18a and 18b can be formed line-symmetrically (symmetrically to the line A in FIG. 1),
There is also an effect that the design of the mask pattern for forming them becomes easy.
なお、第2の環状伝送線路18bの位置aに入力端子を設
けてここから高周波信号RFを入力しても良く、また、両
環状伝送線路18aおよび18bの位置fに入力端子をそれぞ
れ設けてここから互いに同相の局部発振信号LOを入力し
ても良く、いずれの場合も第1図の例と同じ動作をす
る。It is also possible to provide an input terminal at the position a of the second annular transmission line 18b and input the high frequency signal RF from here, and also to provide an input terminal at the position f of both annular transmission lines 18a and 18b. , Local oscillation signals LO in phase with each other may be input, and in either case, the same operation as in the example of FIG. 1 is performed.
また、上記周波数変換回路を構成する基板に高誘電率の
誘電体基板を用いれば、環状伝送線路18aおよび18bの直
径を小さくすることができ、従来ダブルバランスドミキ
サとLCによるπ/2移相器で構成していた数百MHz帯でも
上記のような平面回路の使用が可能になり、それによっ
て、部品点数の大幅削減および手付け部品の減少を図る
ことができ、大幅なコストダウンにつながる。If a high dielectric constant dielectric substrate is used as the substrate that constitutes the frequency conversion circuit, the diameters of the annular transmission lines 18a and 18b can be reduced, and the conventional double balanced mixer and LC can be used for π / 2 phase shift. It is possible to use the above-mentioned planar circuit even in the several hundred MHz band, which was configured by a container, which can significantly reduce the number of parts and the number of parts to be attached, resulting in a significant cost reduction.
以上のようにこの発明によれば、局部発振側のπ/2移相
器および高周波信号の分配に用いるパワースプリッタを
省略することができるので、回路構成が簡略化され、そ
のぶんコストダウンを図ることができる。また、二つの
環状伝送線路周りの平面回路が線対称に形成できるた
め、これらを形成するためのマスクのパターンの設計等
が楽になるという効果も得られる。As described above, according to the present invention, the π / 2 phase shifter on the local oscillation side and the power splitter used for distributing the high frequency signal can be omitted, so that the circuit configuration is simplified and the cost is reduced accordingly. be able to. Further, since the plane circuits around the two annular transmission lines can be formed line-symmetrically, there is an effect that the design of the mask pattern for forming these becomes easy.
第1図は、この発明の一実施例に係る周波数変換回路を
示す回路図である。第2図は、ダイレクトコンバージョ
ン受信機の一例を示すブロック図である。第3図は、従
来の周波数変換回路の一例を示す回路図である。 18a,18b……環状伝送線路、20a,20b,22a,22b……ダイオ
ード、24……パワースプリッタ、26a,26b……ラットレ
ースミキサ、28……伝送線路、31a……高周波信号の入
力端子、32a、32b……第1の出力端子、33a,33b……第
2の出力端子、34a,34b……局部発振信号の入力端子、3
5a,35b……中間周波信号の出力端子。FIG. 1 is a circuit diagram showing a frequency conversion circuit according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing an example of a direct conversion receiver. FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a conventional frequency conversion circuit. 18a, 18b …… annular transmission line, 20a, 20b, 22a, 22b …… diode, 24 …… power splitter, 26a, 26b …… rat race mixer, 28 …… transmission line, 31a …… high frequency signal input terminal, 32a, 32b ... first output terminal, 33a, 33b ... second output terminal, 34a, 34b ... local oscillation signal input terminal, 3
5a, 35b ... Output terminal for intermediate frequency signal.
Claims (1)
2)λ(λは、入力される高周波信号の誘電体基板上で
の波長)の長さを持つ第1および第2の環状伝送線路を
備え、各環状伝送線路に対しては、それぞれ、その任意
の位置からλ/4ずつ反対方向に離れた二つの位置に第1
および第2の出力端子が設けられ、この二つの位置のい
ずれか一方から更にλ/4離れた位置に局部発振信号の入
力端子が設けられており、両環状伝送線路が、それぞれ
の前記任意の位置に対する対蹠点同士で、λ/4の長さを
持つ伝送線路を介して互いに接続されており、いずれか
一方の環状伝送線路の前記任意の位置に高周波信号の入
力端子が設けられており、各環状伝送線路に対しては、
それぞれ、その第1の出力端子に第1のダイオードのア
ノードが接続され、第2の出力端子に第2のダイオード
のカソードが接続され、かつこの第1のダイオードのカ
ソードと第2のダイオードのアノードとが共に中間周波
信号の出力端子に接続されており、そして、各環状伝送
線路の局部発振信号の入力端子に互いに同相の局部発振
信号が入力されることを特徴とする周波数変換回路。1. A dielectric substrate, which is (3 /
2) First and second annular transmission lines having a length of λ (where λ is the wavelength on the dielectric substrate of the input high frequency signal) are provided, and for each annular transmission line, First at two positions separated from each other by λ / 4 in opposite directions
And a second output terminal are provided, and an input terminal for the local oscillation signal is provided at a position further λ / 4 away from either one of the two positions, and both ring-shaped transmission lines are provided with the above-mentioned arbitrary ones. The antipodal points with respect to the position are connected to each other via a transmission line having a length of λ / 4, and the high-frequency signal input terminal is provided at the arbitrary position of either one of the annular transmission lines. , For each ring transmission line,
The first output terminal is connected to the anode of the first diode, the second output terminal is connected to the cathode of the second diode, and the cathode of the first diode and the anode of the second diode are respectively connected. Is connected to the output terminal of the intermediate frequency signal, and the local oscillation signals of the same phase are input to the input terminals of the local oscillation signal of each annular transmission line.
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