検波回路及び変復調モジュール
【課題】ＲＦ信号とベースバンド信号との干渉を完全に回避することができると共に集中定数型のコンデンサの実装も必要としない検波回路及び変復調モジュールを提供する。
【解決手段】検波回路１はＲＦ信号Ｓを入力するスロット線路２と容量を形成するＤＣカットライン３−１，３−２と抵抗５と整流用のショットキーバリアダイオード６とを備える。ダイオード６はカソード電極６０及びアノード電極６１をＤＣ電極１１１及び電極１１０側にそれぞれ接続した状態で実装されている。ＲＦ信号Ｓはダイオード６で整流されて、ＤＣ電極１１１及び抵抗５で平滑され、ベースバンド信号Ｂとして出力端１２１に出力される。長さがＲＦ信号Ｓの波長の４分の１であるショートスタブ４−１，４−２がＤＣカットライン３−３，３−４の付け根から４分の１波長の箇所に形成され、ＲＦ信号Ｓとベースバンド信号Ｂの干渉が防止される。
【解決手段】検波回路１はＲＦ信号Ｓを入力するスロット線路２と容量を形成するＤＣカットライン３−１，３−２と抵抗５と整流用のショットキーバリアダイオード６とを備える。ダイオード６はカソード電極６０及びアノード電極６１をＤＣ電極１１１及び電極１１０側にそれぞれ接続した状態で実装されている。ＲＦ信号Ｓはダイオード６で整流されて、ＤＣ電極１１１及び抵抗５で平滑され、ベースバンド信号Ｂとして出力端１２１に出力される。長さがＲＦ信号Ｓの波長の４分の１であるショートスタブ４−１，４−２がＤＣカットライン３−３，３−４の付け根から４分の１波長の箇所に形成され、ＲＦ信号Ｓとベースバンド信号Ｂの干渉が防止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクロ波やミリ波等のＲＦ信号（高周波信号）を検波するための検波回路及び変復調モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の検波回路としては、フィンライン技術を利用してミリ波を検波する回路がある（例えば、特許文献１参照）。この検波回路は、フィンライン回路を導波管内部に設け、フィンラインを形成する電極の一方を２本ギャップで分離し、ダイオードを一方のギャップを跨ぐように実装すると共に、２本のギャップで分離された中央の電極を検波出力端子とした構成となっている。
また、他の検波回路としては、マイクロストリップ線路を用いて、マイクロ波を検波する回路がある（例えば、特許文献２参照）。この検波回路は、被検波信号をダイオードに入力するマイクロストリップ線路と、当該ダイオードにバイアス電圧を供給するバイアス電圧供給回路とを、検波回路の入力側に備え、バイアス電圧を調整することができる構成となっている。
【０００３】
【特許文献１】特公平０７−２００２４号公報
【特許文献２】特開平０３−２３７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の技術では、次のような問題がある。
まず、フィンライン技術を利用した検波回路では、ミリ波のＲＦ信号がフィンラインの途中に形成されたギャップ内に漏洩するという事態を防ぐために、集中定数型のコンデンサをギャップに跨らせて実装する必要がある。しかし、集中定数型のコンデンサは、周波数が高い程、実装によるばらつきが大きくなるので、高い実装精度が要求される。このため、歩留まりが低い。さらに、このようなコンデンサでは、周波数が高くなる程、寄生インダクタンス等の余分な成分が増加し、検波回路の特性を劣化させる原因になる。また、コンデンサの実装費がコストアップの要因にもなる。
また、マイクロストリップ線路を利用した検波回路では、マイクロ波のＲＦ信号とベースバンド信号とを同じマイクロストリップ線路上で伝送するため、これらＲＦ信号とベースバンド信号との間に干渉が生じやすい。そして、これらの干渉を、フィルタによる帯域分離によって防止することは困難である。
【０００５】
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、ＲＦ信号とベースバンド信号との干渉を完全に回避することができると共に集中定数型のコンデンサの実装も必要としない検波回路及び変復調モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１の発明に係る検波回路は、基板の表面に形成され、基部が基板縁部で開口すると共に先端が閉じ且つ振幅変調されたＲＦ信号を開口側から入力可能なスロット線路と、このスロット線路を跨ぐように実装されたダイオードと、このダイオードの一方の端子を挟むようにスロット線路からそれぞれ分岐して基板縁部で開口し、ベースバンド信号を出力可能な電極を画成する第１及び第２のカットラインと、第１及び第２のカットラインにそれぞれ設けられ、ＲＦ信号がこれら第１及び第２のカットライン内へ侵入することを阻止するためのショートスタブとを具備する構成とした。
かかる構成により、振幅変調されたＲＦ信号が開口側からスロット線路に入力されると、ダイオードで整流されて、第１及び第２のカットラインで画成された電極に至り、ベースバンド信号として出力される。この際、第１及び第２のカットライン内へのＲＦ信号の侵入がショートスタブによって阻止されるので、ＲＦ信号とベースバンド信号との干渉は生じない。また、第１及び第２のカットラインが検波回路のコンデンサとして機能するので、集中定数型のコンデンサを実装する必要がない。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の検波回路において、ダイオードを、スロット線路の先端からＲＦ信号の４分の１波長分だけ基部側に寄った位置に配設した構成とする。
かかる構成により、ＲＦ信号の最大電圧がダイオードの両端子間に効率よく印加される。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の検波回路において、ダイオードの他方の端子を挟むようにスロット線路からそれぞれ分岐して基板縁部で開口し、直流バイアス電圧をダイオードに印加可能な電極を画成する第３及び第４のカットラインを設けた構成とする。
かかる構成により、 第３及び第４のカットラインで画成された電極に直流バイアス電圧を印加することで、ダイオードの電流−電圧特性をオフセットすることができる。この結果、ベースバンド信号も所望値にオフセットすることもできるようになる。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の検波回路において、スロット線路の部位であってダイオードよりも基部側に寄った部位に、インピーダンス変成器として機能する幅広部又は幅狭部を設けた構成とする。
かかる構成により、インピーダンス変成器として機能する幅広部又は幅狭部によって、スロット線路の特性インピーダンスとダイオードのインピーダンスとを整合させることができる。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の検波回路において、スロット線路の部位であってダイオードよりも基部側に寄った部位に、インピーダンス整合調整用のショートスタブを設けた構成とする。
かかる構成により、例えば、金属導体でショートスタブの一部を覆うだけで、ショートスタブの長さを調整し、スロット線路の特性インピーダンスを調整することができる。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の検波回路において、基板の裏面に、少なくともスロット線路と同形のスロット線路を形成して、基板をＰＤＴＬ構造にした構成とする。
かかる構成により、基板裏面に少なくともスロット線路と同形のスロット線路を形成したＰＤＴＬ構造にしたので、エネルギの閉じ込め性が高くなる。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項６に記載の検波回路において、ＰＤＴＬ構造は、基板の表面と裏面とで同一構造の完全対称型ＰＤＴＬ構造である構成とした。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項７に記載の検波回路において、基板表面に実装されたダイオードと基板裏面に実装されたダイオードの一方の端子同士をスルーホールを通じて接続すると共に他方の端子同士を別体のスルーホールを通じて電気的に接続した構成とする。
かかる構成により、ダイオードへの直流バイアス電圧の印加やベースバンド信号の出力を基板の表面又は裏面の一方の面からのみ行うようにすることができる。
【００１４】
請求項９の発明は、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の検波回路において、ダイオードは、ショットキーバリアダイオードである構成とした。
【００１５】
請求項１０の発明に係る変復調モジュールは、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の検波回路を備えた構成とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上詳しく説明したように、この発明の検波回路によれば、ＲＦ信号とベースバンド信号との干渉を完全に回避することができるので、ＲＦ信号とベースバンド信号との高アイソレーション化を達成することができる。また、集中定数型のコンデンサの実装を必要としないので、部品実装のバラツキに伴う歩留まりの低下を防止することができるだけでなく、部品数低減，回路の小型化及びコストダウンを図ることができる。そして、集中定数型のコンデンサに伴う寄生インダクタンス等の発生もなく、この結果、動作特性の優れた検波回路を提供することができるという効果がある。
【００１７】
特に、請求項２の発明によれば、ＲＦ信号をダイオードに効率よく印加することができる。
また、請求項３の発明によれば、ダイオードの電流−電圧特性をオフセットすることができるので、検波回路の検波感度を向上させることができると共に、ベースバンド信号も所望値にオフセットすることもできるようになり、この結果、出力インターフェースの自由度を向上させることができる。
また、請求項４の発明によれば、スロット線路の特性インピーダンスとダイオードのインピーダンスとを整合させることができるので、検波回路の検波感度を向上させることができる。
また、請求項５の発明によれば、スロット線路の特性インピーダンスの調整を容易に行うことができる。
また、請求項６ないし請求項８の発明によれば、基板をＰＤＴＬ構造にして、エネルギの閉じ込め性を高めたので、伝送損失の低減化を図ることができる。
さらに、請求項９の発明によれば、ダイオードとして、ショットキーバリアダイオードを用いるので、検波動作を高速化することができる。
【００１８】
また、請求項１０の発明によれば、小型で高感度の変復調モジュールを提供することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、この発明の第１実施例に係る検波回路を示す分解斜視図であり、図２は、検波回路の平面図であり、図３は、図２の矢視Ａ−Ａ断面図であり、図４は、図２の矢視Ｂ−Ｂ断面図である。
【００２１】
図１に示すように、この実施例の検波回路１は、基板１００の表面１００ａに形成されたスロット線路２と、第１及び第２のカットラインとしてのＤＣカットライン３−１，３−２と、一対のショートスタブ４−１，４−２と、抵抗５と、ショットキーバリアダイオード６とを備えている。
【００２２】
基板１００は、平板状の誘電体基板であり、電極１１０がその表面に形成されている。
【００２３】
スロット線路２は、振幅変調されたＲＦ信号Ｓを開口から入力して伝送する線路である。図２に示すように、このスロット線路２は、基板１００の電極１１０を長尺状に抜いて形成したもので、その基部２ａが基板１００の縁部で開口し、先端２ｂが閉じてショート状態になっている。この実施例では、６０ＧＨｚの搬送波でＡＳＫ（amplitude shift keying）変調されたＲＦ信号Ｓを例示する。スロット線路２は、基部２ａを入力ポートとして、このＲＦ信号Ｓを入力する。
【００２４】
ＤＣカットライン３−１，３−２は、ベースバンド信号Ｂを出力させるＤＣ電極１１１を電極１１０から切り離して画成する線路である。これらのＤＣカットライン３−１，３−２は、スロット線路２から直角に分岐して、基板１００の上側（図１及び図２の上側）に向かって並行に延出し、基板１００の縁部で開口している。ここで、ＤＣ電極１１１の前部中心点Ｐ１（図１参照）がスロット線路２の先端２ｂからλの４分の１の距離に位置するように、ＤＣカットライン３−１，３−２の分岐位置が設定されている。なお、λは、６０ＧＨｚのＲＦ信号Ｓの波長である。
【００２５】
ショートスタブ４−１，４−２は、ＲＦ信号ＳがこれらＤＣカットライン３−１，３−２内に侵入することを阻止するためのスタブであり、それぞれがＤＣカットライン３−１，３−２から直角に分岐している。具体的には、ショートスタブ４−１（４−２）は、ＤＣカットライン３−１（３−２）の分岐点Ｐ１０（Ｐ２０）から波長λの４分の１の距離にある分岐点Ｐ１１（Ｐ２１）に設けられている。そして、ショートスタブ４−１（４−２）の長さ、即ち分岐点Ｐ１１（Ｐ２１）から先端Ｐ１２（Ｐ２２）迄の距離も波長λの４分の１に設定されている。
【００２６】
抵抗５は、ＤＣ電極１１１から基板１００外部に引き出された導体１２０の途中で分岐して接地されたチップ体であり、この抵抗５の後段には、ベースバンド信号Ｂの出力端１２１が設けられている。
【００２７】
ショットキーバリアダイオード６は、スロット線路２を跨ぐように実装されている。具体的には、図１に示すように、ショットキーバリアダイオード６はチップ体であり、カソード電極６０とアノード電極６１とを下面に有している。そして、図２〜図４に示すように、カソード電極６０がＤＣ電極１１１の前部中心点Ｐ１上に、アノード電極６１がＤＣ電極１１１と向き合う電極１１０の部位にそれぞれバンプ６２を介してフェースダウン実装されている。これにより、ショットキーバリアダイオード６の一方の端子であるカソード電極６０がＤＣカットライン３−１，３−２によって挟まれた状態になり、しかも、ショットキーバリアダイオード６が、スロット線路２の先端２ｂからＲＦ信号Ｓの４分の１波長分だけ基部２ａに寄った位置に配設された状態になる。
【００２８】
図５は、集中定数素子で示した検波回路の等価回路図である。
周知のように、正極検知の検波回路を集中定数素子で示すと、図５に示すような構成になる。すなわち、整流用のダイオードＤのアノードを入力端子ＩＮに接続し、このダイオードＤのカソードと出力端子ＯＵＴとの間に、平滑用の積分回路を構成するコンデンサＣと抵抗Ｒとを組み付けた回路になる。
この実施例の検波回路１は、正極検知の検波回路であり、図５と同様の機能を有するように、ショットキーバリアダイオード６を図５の整流用のダイオードＤに対応させ、また、ＤＣカットライン３−１，３−２及び抵抗５をコンデンサＣ及び抵抗Ｒにそれぞれ対応させて平滑用の積分回路を構成している。したがって、ダイオード特性や抵抗値の調整は、ショットキーバリアダイオード６や抵抗５を取り替えることで行い、コンデンサの容量値の調整は、ＤＣカットライン３−１，３−２の幅や長さを調整することで行うことができる。
【００２９】
次に、この実施例の検波回路１が示す作用及び効果について説明する。
図６は、この実施例の検波回路１の作用及び効果を説明するために用いる等価回路図である。
図６に示すように、ＲＦ信号Ｓを基部２ａからスロット線路２内に入力すると、高周波電流Ｉsがスロット線路２の電極１１０側の縁に沿って発生し、ショットキーバリアダイオード６内に流入する。
このとき、ショットキーバリアダイオード６が、スロット線路２の先端２ｂからＲＦ信号Ｓの４分の１波長分だけ基部２ａに寄った位置に配設されているので、ＲＦ信号Ｓによる最大電圧がショットキーバリアダイオード６に印加されることとなる。この結果、電極１１０側の高周波電流Ｉsがショットキーバリアダイオード６内に効率よく流れ込む。
そして、高周波電流Ｉsは、ショットキーバリアダイオード６によって整流され、正の直流電流ＩbがＤＣカットライン３−１，３−２で挟まれたＤＣ電極１１１に流出する。すると、この直流電流Ｉbは、ＤＣ電極１１１と基板外の導体１２０の抵抗５とを通じて出力端１２１側に出力される。
このとき、ＤＣカットライン３−１，３−２と抵抗５とが積分回路を形成しているので、直流電流Ｉbは、平滑され、直流のベースバンド信号Ｂとして出力端１２１に出力される。
このようにして、ＡＳＫ変調されているＲＦ信号Ｓが、検波回路１によって検波（復調）され、ベースバンド信号Ｂとして出力端１２１に出力されることとなる。
【００３０】
ところで、ＲＦ信号Ｓは、６０ＧＨｚの周波数を有した電磁波である。したがって、このＲＦ信号Ｓが、スロット線路２からＤＣカットライン３−１，３−２内に流れ込んで、ベースバンド信号Ｂと干渉し、ベースバンド信号Ｂを劣化させるおそれがある。
しかしながら、この実施例では、図２に示したように、ＲＦ信号Ｓの波長の４分の１の長さのショートスタブ４−１（４−２）を、ＤＣカットライン３−１（３−２）の付け根から当該波長の４分の１の距離に設けたので、先端Ｐ１２（Ｐ２２）、分岐点Ｐ１１（Ｐ２１、分岐点Ｐ１０（Ｐ２０）がそれぞれ、ショート、オープン、ショートの状態になる。このため、ショートスタブ４−１（４−２）が、６０ＧＨｚのＲＦ信号Ｓに対するチョークとして機能し、ＲＦ信号ＳがＤＣカットライン３−１（３−２）内に侵入することを阻止する。
したがって、ＲＦ信号Ｓがベースバンド信号Ｂと干渉することはなく、ＲＦ信号Ｓとベースバンド信号Ｂとの間の高アイソレーション化を達成することができる。
【００３１】
また、６０ＧＨｚという高周波を扱う場合、集中定数型のコンデンサでは、寄生インダクタンスの発生を考慮しなければならない。しかし、この実施例では、ＤＣカットライン３−１，３−２を検波回路１のコンデンサＣとして機能させるので、従来のように、集中定数型のコンデンサを実装する必要がない。このため、ＲＦ信号Ｓがマイクロ波やミリ波等の高周波帯域の信号であっても直接検波することができると共に、部品数低減，回路の小型化，コストダウン及び動作特性の向上を図ることができる。
さらに、ショットキーバリアダイオード６は、一般のダイオードと比べて応答速度が速い。したがって、ショットキーバリアダイオード６を用いることで、検波応答の高速化を図ることができる。
【実施例２】
【００３２】
次に、この発明の第２実施例について説明する。
図７は、この発明の第２実施例に係る検波回路の平面図であり、図８は、図７の矢視Ｃ−Ｃ断面図である。
この実施例は、図７及び図８に示すように、ＤＣ電極１１２を画成する第３及び第４のカットラインとしてのＤＣカットライン３−３，３−４を設けた点が、上記第１実施例と異なる。
具体的には、ショットキーバリアダイオード６の他方の端子であるアノード電極６１を挟むように、ＤＣカットライン３−３，３−４をスロット線路２からそれぞれ分岐させ、基板１００の縁部で開口させた。これにより、ＤＣ電極１１２を画成して、直流バイアス電圧をショットキーバリアダイオード６のアノード電極６１に印加することができるようにした。
【００３３】
かかる構成により、 直流バイアス電圧をＤＣ電極１１２を通じてショットキーバリアダイオード６のアノード電極６１に印加することで、ショットキーバリアダイオード６の電流−電圧特性をオフセットすることができる。この結果、生成するベースバンド信号Ｂも所望値にオフセットすることもできるようになる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【実施例３】
【００３４】
次に、この発明の第３実施例について説明する。
図９は、この発明の第３実施例に係る検波回路の平面図であり、図１０は、図９の矢視Ｄ−Ｄ断面図である。
この実施例は、図９及び図１０に示すように、スロット線路２に幅広部２０を設けた点が上記第２実施例と異なる。
すなわち、インピーダンス変成器として機能する幅広部２０を、ショットキーバリアダイオード６よりもスロット線路２の基部２ａ側に寄った部位に設けた。
【００３５】
かかる構成により、この幅広部２０によって、スロット線路２の特性インピーダンスとショットキーバリアダイオード６のインピーダンスとを整合させることができる。この結果、検波回路の検波感度を向上させることができる。
この実施例では、スロット線路２に幅広部２０を形成して、インピーダンス変成器として利用する例を示したが、スロット線路２よりも幅が狭い幅狭部を設けて、これをインピーダンス変成器として利用することもできることは勿論である。
その他の構成、作用及び効果は、上記第２実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【実施例４】
【００３６】
次に、この発明の第４実施例について説明する。
図１１は、この発明の第４実施例に係る検波回路の平面図であり、図１２は、インピーダンスの調整方法を示す部分拡大平面図である。
この実施例は、スロット線路２の特性インピーダンスを調整することができる構造にした点が、上記第３実施例と異なる。
すなわち、図１１に示すように、ショートスタブ２１を、ショットキーバリアダイオード６よりも基部２ａ側に寄ったスロット線路２の部位に突設した。このショートスタブ２１は、インピーダンス整合調整用のスタブであり、ショートスタブ２１の長さを調整することで、スロット線路２の特性インピーダンスを変えることができる。
例えば、ショートスタブ２１の長さを短くする場合には、図１２の（ａ）に示すように、金リボン等の金属泊２２をショートスタブ２１の先端部を覆うように貼る。また、ショートスタブ２１の長さを長くする場合には、図１２の（ｂ）に示すように、誘電体のブロック２３をショートスタブ２１の上に載せる。これにより、ショートスタブ２１部分の実効誘電率が高くなり、ショートスタブ２１の長さを等価的に長く見せることができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第３実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【実施例５】
【００３７】
次に、この発明の第５実施例について説明する。
図１３は、この発明の第５実施例に係る検波回路の平面図であり、図１４は、検波回路を裏面側から見た平面図であり、図１５は、図１３の矢視Ｅ−Ｅ断面図である。
この実施例は、基板１００の表面側と裏面側との回路構造を、ＰＤＴＬ（Planer Dielectric Transmission Line）構造にした点が、上記第１ないし第４実施例と異なる。
すなわち、図１３に示すように、基板１００の表面１００ａ側を上記第３実施例の検波回路の回路構造にし、図１４に示すように、基板１００の裏面１００ｂに、幅広部２０を有したスロット線路２と同形のスロット線路２′を形成した。具体的には、基板１００の裏面１００ｂの電極１１０′に、スロット線路２の幅広部２０と同形の幅広部２０′を有したスロット線路２′を形成した。この際、図１５に示すように、スロット線路２′の形状及び位置を、基板１００の中心面Ｌに関してスロット線路２と面対称になるように設定した。
【００３８】
かかる構成により、基板１００の表面１００ａの電極１１０と裏面１００ｂの電極１１０′とでスロット線路２内に生じるＲＦ信号Ｓの電磁波を閉じ込めることができ、この結果、ＲＦ信号Ｓの伝送損失の低減化を図ることができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１ないし第４実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【実施例６】
【００３９】
次に、この発明の第６実施例について説明する。
図１６は、この発明の第６実施例に係る検波回路の平面図であり、図１７は、検波回路を裏面側から見た平面図であり、図１８は、図１６の矢視Ｆ−Ｆ断面図である。
この実施例は、基板１００の回路構造が、表面１００ａと裏面１００ｂとで同一な完全対称型ＰＤＴＬ構造である点が、上記第５実施例と異なる。
すなわち、図１６に示すように、上記第５実施例と同様に、基板１００の表面１００ａ側を上記第３実施例の検波回路の回路構造にした。そして、図１７に示すように、基板１００の裏面１００ｂも、表面１００ａ側と同一の回路構造とした。具体的には、基板１００の裏面１００ｂの電極１１０′に、幅広部２０′を有したスロット線路２、ＤＣ電極１１１′，１１２′をそれぞれ画成するＤＣカットライン３−１′，３−２′，３−３′，３−４′、ショートスタブ４−１′，４−２，４−３′，４−４′、ショットキーバリアダイオード６′を形成した。この際、図１８に示すように、表面１００ａ側の回路構造と裏面１００ｂ側の回路構造とを基板１００の中心面Ｌに関して完全に面対称になるように設定した。
【００４０】
さらに、この実施例では、図１８に示すように、基板１００を貫通するスルーホール１１３でＤＣ電極１１２，１１２′同士を電気的に接続すると共に、別体のスルーホール１１４でＤＣ電極１１１，１１１′同士を電気的に接続した。これにより、表面１００ａ側に実装されたショットキーバリアダイオード６と裏面１００ｂ側に実装されたショットキーバリアダイオード６′のアノード電極６１，６１′端子同士がスルーホール１１３を通じて接続されると共にカソード電極６０，６０′同士がスルーホール１１４を通じて電気的に接続された状態になる。
【００４１】
かかる構成により、 直流バイアス電圧をＤＣ電極１１２に入力すると、この直流電圧バイアスは、ショットキーバリアダイオード６のアノード電極６１に印加されると共に、スルーホール１１３を通じて裏面１００ｂ側のショットキーバリアダイオード６′のアノード電極６１′にも印加される。
また、ショットキーバリアダイオード６で整流された直流電流がＤＣ電極１１１に出力されると共に、裏面１００ｂ側のショットキーバリアダイオード６′で整流された直流電流もスルーホール１１４を通じてＤＣ電極１１１に出力される。
したがって、この実施例の検波回路によれば、ショットキーバリアダイオード６，６′への直流バイアス電圧の印加や、ベースバンド信号の出力を基板１００の表面１００ａからのみ行うようにすることができる。なお、出力端１２１や抵抗５が接続された導体１２０を裏面１００ｂ側のＤＣ電極１１１′に接続することで、ショットキーバリアダイオード６，６′への直流バイアス電圧の印加や、ベースバンド信号の出力を基板１００の裏面１００ｂからのみ行うようにすることができることは勿論である。
その他の構成、作用及び効果は、上記第５実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【実施例７】
【００４２】
次に、この発明の第７実施例について説明する。
図１９は、この発明の第７実施例に係る変復調モジュールを示すブロック図である。
この実施例の変復調モジュール７は、図１９に示すように、変調部８と復調部９とを備えている。
変調部８は、ベースバンド処理回路８１とＡＳＫ変調回路８２とグランド電極８３とパワーアンプ８４とアンテナ８５とを有している。
これにより、入力端子８０から入力したベースバンド信号Ｂがベースバンド処理回路８１を介して、ＡＳＫ変調回路８２に出力される。すると、ベースバンド信号Ｂが、局所発振器８３からの例えば６０ＧＨｚの搬送波によって、ＡＳＫ変調され、ＲＦ信号ＳとしてＡＳＫ変調回路８２から出力される。そして、ＲＦ信号Ｓは、パワーアンプ８４で増幅された後、アンテナ８５から送信される。
一方、復調部９は、アンテナ９０とローノイズアンプ９１と検波回路１とベースバンド処理回路９２とを有している。
これにより、アンテナ９０で受信されたＲＦ信号Ｓがローノイズアンプ９１を介して、検波回路１に出力される。
検波回路１は、上記第１ないし第６実施例のいずれかの検波回路であり、そのスロット線路２の基部２ａをローノイズアンプ９１の出力側に接続し、その出力端１２１をベースバンド処理回路９２の入力側に接続した状態で、復調部９に組み込まれている。
したがって、ローノイズアンプ９１からのＲＦ信号Ｓは、この検波回路１によって、高感度で検波される。そして、検波回路１から出力されたベースバンド信号Ｂは、ベースバンド処理回路９２で処理された後、出力端子９３から出力される。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１ないし第６実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【００４３】
なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記実施例では、ダイオードとして、ショットキーバリアダイオード６を用いたが、ショットキーバリアダイオード６に限らず他の各種ダイオードを用いることができる。
また、上記実施例では、ショットキーバリアダイオード６のカソード電極６０をＤＣ電極１１１に接続した正極検知の検波回路を例示したが、ショットキーバリアダイオード６のアノード電極６１をＤＣ電極１１１に接続した負極検知の検波回路も、この発明の範囲に含まれる。
また、上記第３実施例は、第２実施例のスロット線路２に幅広部２０を設けた検波回路を例示したが、第１実施例のようにＤＣ電極１１２を有しない検波回路のスロット線路２についても、幅広部２０を設けることができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明の第１実施例に係る検波回路を示す分解斜視図である。
【図２】検波回路の平面図である。
【図３】図２の矢視Ａ−Ａ断面図である。
【図４】図２の矢視Ｂ−Ｂ断面図である。
【図５】集中定数素子で示した検波回路の等価回路図である。
【図６】この実施例の検波回路の作用及び効果を説明するために用いる等価回路図である。
【図７】この発明の第２実施例に係る検波回路の平面図である。
【図８】図７の矢視Ｃ−Ｃ断面図である。
【図９】この発明の第３実施例に係る検波回路の平面図である。
【図１０】図９の矢視Ｄ−Ｄ断面図である。
【図１１】この発明の第４実施例に係る検波回路の平面図である。
【図１２】インピーダンスの調整方法を示す部分拡大平面図である。
【図１３】この発明の第５実施例に係る検波回路の平面図である。
【図１４】検波回路を裏面側から見た平面図である。
【図１５】図１３の矢視Ｅ−Ｅ断面図である。
【図１６】この発明の第６実施例に係る検波回路の平面図である。
【図１７】検波回路を裏面側から見た平面図である。
【図１８】図１６の矢視Ｆ−Ｆ断面図である。
【図１９】この発明の第７実施例に係る変復調モジュールを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４５】
１…検波回路、 ２，２′…スロット線路、 ２ａ…基部、 ２ｂ…先端、 ３−１〜３−４，３−１′〜３−４′…ＤＣカットライン、 ４−１〜４−４，４−１′〜４−４′，２１…ショートスタブ、 ５…抵抗、 ６，６′…ショットキーバリアダイオード、 ７…変復調モジュール、 ８…変調部、 ９…復調部、 ２０，２０′…幅広部、 ２２…金属泊、 ２３…ブロック、 ６０…カソード電極、 ６１…アノード電極、 ６２…バンプ、 １００…基板、 １００ａ…表面、 １００ｂ…裏面、 １１０，１１０′…電極、 １１１，１１２，１１１′，１１２′…ＤＣ電極、 １１３，１１４…スルーホール、 １２０…導体、 １２１…出力端、 Ｂ…ベースバンド信号、 Ｓ…ＲＦ信号。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクロ波やミリ波等のＲＦ信号（高周波信号）を検波するための検波回路及び変復調モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の検波回路としては、フィンライン技術を利用してミリ波を検波する回路がある（例えば、特許文献１参照）。この検波回路は、フィンライン回路を導波管内部に設け、フィンラインを形成する電極の一方を２本ギャップで分離し、ダイオードを一方のギャップを跨ぐように実装すると共に、２本のギャップで分離された中央の電極を検波出力端子とした構成となっている。
また、他の検波回路としては、マイクロストリップ線路を用いて、マイクロ波を検波する回路がある（例えば、特許文献２参照）。この検波回路は、被検波信号をダイオードに入力するマイクロストリップ線路と、当該ダイオードにバイアス電圧を供給するバイアス電圧供給回路とを、検波回路の入力側に備え、バイアス電圧を調整することができる構成となっている。
【０００３】
【特許文献１】特公平０７−２００２４号公報
【特許文献２】特開平０３−２３７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の技術では、次のような問題がある。
まず、フィンライン技術を利用した検波回路では、ミリ波のＲＦ信号がフィンラインの途中に形成されたギャップ内に漏洩するという事態を防ぐために、集中定数型のコンデンサをギャップに跨らせて実装する必要がある。しかし、集中定数型のコンデンサは、周波数が高い程、実装によるばらつきが大きくなるので、高い実装精度が要求される。このため、歩留まりが低い。さらに、このようなコンデンサでは、周波数が高くなる程、寄生インダクタンス等の余分な成分が増加し、検波回路の特性を劣化させる原因になる。また、コンデンサの実装費がコストアップの要因にもなる。
また、マイクロストリップ線路を利用した検波回路では、マイクロ波のＲＦ信号とベースバンド信号とを同じマイクロストリップ線路上で伝送するため、これらＲＦ信号とベースバンド信号との間に干渉が生じやすい。そして、これらの干渉を、フィルタによる帯域分離によって防止することは困難である。
【０００５】
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、ＲＦ信号とベースバンド信号との干渉を完全に回避することができると共に集中定数型のコンデンサの実装も必要としない検波回路及び変復調モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１の発明に係る検波回路は、基板の表面に形成され、基部が基板縁部で開口すると共に先端が閉じ且つ振幅変調されたＲＦ信号を開口側から入力可能なスロット線路と、このスロット線路を跨ぐように実装されたダイオードと、このダイオードの一方の端子を挟むようにスロット線路からそれぞれ分岐して基板縁部で開口し、ベースバンド信号を出力可能な電極を画成する第１及び第２のカットラインと、第１及び第２のカットラインにそれぞれ設けられ、ＲＦ信号がこれら第１及び第２のカットライン内へ侵入することを阻止するためのショートスタブとを具備する構成とした。
かかる構成により、振幅変調されたＲＦ信号が開口側からスロット線路に入力されると、ダイオードで整流されて、第１及び第２のカットラインで画成された電極に至り、ベースバンド信号として出力される。この際、第１及び第２のカットライン内へのＲＦ信号の侵入がショートスタブによって阻止されるので、ＲＦ信号とベースバンド信号との干渉は生じない。また、第１及び第２のカットラインが検波回路のコンデンサとして機能するので、集中定数型のコンデンサを実装する必要がない。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の検波回路において、ダイオードを、スロット線路の先端からＲＦ信号の４分の１波長分だけ基部側に寄った位置に配設した構成とする。
かかる構成により、ＲＦ信号の最大電圧がダイオードの両端子間に効率よく印加される。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の検波回路において、ダイオードの他方の端子を挟むようにスロット線路からそれぞれ分岐して基板縁部で開口し、直流バイアス電圧をダイオードに印加可能な電極を画成する第３及び第４のカットラインを設けた構成とする。
かかる構成により、 第３及び第４のカットラインで画成された電極に直流バイアス電圧を印加することで、ダイオードの電流−電圧特性をオフセットすることができる。この結果、ベースバンド信号も所望値にオフセットすることもできるようになる。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の検波回路において、スロット線路の部位であってダイオードよりも基部側に寄った部位に、インピーダンス変成器として機能する幅広部又は幅狭部を設けた構成とする。
かかる構成により、インピーダンス変成器として機能する幅広部又は幅狭部によって、スロット線路の特性インピーダンスとダイオードのインピーダンスとを整合させることができる。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の検波回路において、スロット線路の部位であってダイオードよりも基部側に寄った部位に、インピーダンス整合調整用のショートスタブを設けた構成とする。
かかる構成により、例えば、金属導体でショートスタブの一部を覆うだけで、ショートスタブの長さを調整し、スロット線路の特性インピーダンスを調整することができる。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の検波回路において、基板の裏面に、少なくともスロット線路と同形のスロット線路を形成して、基板をＰＤＴＬ構造にした構成とする。
かかる構成により、基板裏面に少なくともスロット線路と同形のスロット線路を形成したＰＤＴＬ構造にしたので、エネルギの閉じ込め性が高くなる。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項６に記載の検波回路において、ＰＤＴＬ構造は、基板の表面と裏面とで同一構造の完全対称型ＰＤＴＬ構造である構成とした。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項７に記載の検波回路において、基板表面に実装されたダイオードと基板裏面に実装されたダイオードの一方の端子同士をスルーホールを通じて接続すると共に他方の端子同士を別体のスルーホールを通じて電気的に接続した構成とする。
かかる構成により、ダイオードへの直流バイアス電圧の印加やベースバンド信号の出力を基板の表面又は裏面の一方の面からのみ行うようにすることができる。
【００１４】
請求項９の発明は、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の検波回路において、ダイオードは、ショットキーバリアダイオードである構成とした。
【００１５】
請求項１０の発明に係る変復調モジュールは、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の検波回路を備えた構成とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上詳しく説明したように、この発明の検波回路によれば、ＲＦ信号とベースバンド信号との干渉を完全に回避することができるので、ＲＦ信号とベースバンド信号との高アイソレーション化を達成することができる。また、集中定数型のコンデンサの実装を必要としないので、部品実装のバラツキに伴う歩留まりの低下を防止することができるだけでなく、部品数低減，回路の小型化及びコストダウンを図ることができる。そして、集中定数型のコンデンサに伴う寄生インダクタンス等の発生もなく、この結果、動作特性の優れた検波回路を提供することができるという効果がある。
【００１７】
特に、請求項２の発明によれば、ＲＦ信号をダイオードに効率よく印加することができる。
また、請求項３の発明によれば、ダイオードの電流−電圧特性をオフセットすることができるので、検波回路の検波感度を向上させることができると共に、ベースバンド信号も所望値にオフセットすることもできるようになり、この結果、出力インターフェースの自由度を向上させることができる。
また、請求項４の発明によれば、スロット線路の特性インピーダンスとダイオードのインピーダンスとを整合させることができるので、検波回路の検波感度を向上させることができる。
また、請求項５の発明によれば、スロット線路の特性インピーダンスの調整を容易に行うことができる。
また、請求項６ないし請求項８の発明によれば、基板をＰＤＴＬ構造にして、エネルギの閉じ込め性を高めたので、伝送損失の低減化を図ることができる。
さらに、請求項９の発明によれば、ダイオードとして、ショットキーバリアダイオードを用いるので、検波動作を高速化することができる。
【００１８】
また、請求項１０の発明によれば、小型で高感度の変復調モジュールを提供することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、この発明の第１実施例に係る検波回路を示す分解斜視図であり、図２は、検波回路の平面図であり、図３は、図２の矢視Ａ−Ａ断面図であり、図４は、図２の矢視Ｂ−Ｂ断面図である。
【００２１】
図１に示すように、この実施例の検波回路１は、基板１００の表面１００ａに形成されたスロット線路２と、第１及び第２のカットラインとしてのＤＣカットライン３−１，３−２と、一対のショートスタブ４−１，４−２と、抵抗５と、ショットキーバリアダイオード６とを備えている。
【００２２】
基板１００は、平板状の誘電体基板であり、電極１１０がその表面に形成されている。
【００２３】
スロット線路２は、振幅変調されたＲＦ信号Ｓを開口から入力して伝送する線路である。図２に示すように、このスロット線路２は、基板１００の電極１１０を長尺状に抜いて形成したもので、その基部２ａが基板１００の縁部で開口し、先端２ｂが閉じてショート状態になっている。この実施例では、６０ＧＨｚの搬送波でＡＳＫ（amplitude shift keying）変調されたＲＦ信号Ｓを例示する。スロット線路２は、基部２ａを入力ポートとして、このＲＦ信号Ｓを入力する。
【００２４】
ＤＣカットライン３−１，３−２は、ベースバンド信号Ｂを出力させるＤＣ電極１１１を電極１１０から切り離して画成する線路である。これらのＤＣカットライン３−１，３−２は、スロット線路２から直角に分岐して、基板１００の上側（図１及び図２の上側）に向かって並行に延出し、基板１００の縁部で開口している。ここで、ＤＣ電極１１１の前部中心点Ｐ１（図１参照）がスロット線路２の先端２ｂからλの４分の１の距離に位置するように、ＤＣカットライン３−１，３−２の分岐位置が設定されている。なお、λは、６０ＧＨｚのＲＦ信号Ｓの波長である。
【００２５】
ショートスタブ４−１，４−２は、ＲＦ信号ＳがこれらＤＣカットライン３−１，３−２内に侵入することを阻止するためのスタブであり、それぞれがＤＣカットライン３−１，３−２から直角に分岐している。具体的には、ショートスタブ４−１（４−２）は、ＤＣカットライン３−１（３−２）の分岐点Ｐ１０（Ｐ２０）から波長λの４分の１の距離にある分岐点Ｐ１１（Ｐ２１）に設けられている。そして、ショートスタブ４−１（４−２）の長さ、即ち分岐点Ｐ１１（Ｐ２１）から先端Ｐ１２（Ｐ２２）迄の距離も波長λの４分の１に設定されている。
【００２６】
抵抗５は、ＤＣ電極１１１から基板１００外部に引き出された導体１２０の途中で分岐して接地されたチップ体であり、この抵抗５の後段には、ベースバンド信号Ｂの出力端１２１が設けられている。
【００２７】
ショットキーバリアダイオード６は、スロット線路２を跨ぐように実装されている。具体的には、図１に示すように、ショットキーバリアダイオード６はチップ体であり、カソード電極６０とアノード電極６１とを下面に有している。そして、図２〜図４に示すように、カソード電極６０がＤＣ電極１１１の前部中心点Ｐ１上に、アノード電極６１がＤＣ電極１１１と向き合う電極１１０の部位にそれぞれバンプ６２を介してフェースダウン実装されている。これにより、ショットキーバリアダイオード６の一方の端子であるカソード電極６０がＤＣカットライン３−１，３−２によって挟まれた状態になり、しかも、ショットキーバリアダイオード６が、スロット線路２の先端２ｂからＲＦ信号Ｓの４分の１波長分だけ基部２ａに寄った位置に配設された状態になる。
【００２８】
図５は、集中定数素子で示した検波回路の等価回路図である。
周知のように、正極検知の検波回路を集中定数素子で示すと、図５に示すような構成になる。すなわち、整流用のダイオードＤのアノードを入力端子ＩＮに接続し、このダイオードＤのカソードと出力端子ＯＵＴとの間に、平滑用の積分回路を構成するコンデンサＣと抵抗Ｒとを組み付けた回路になる。
この実施例の検波回路１は、正極検知の検波回路であり、図５と同様の機能を有するように、ショットキーバリアダイオード６を図５の整流用のダイオードＤに対応させ、また、ＤＣカットライン３−１，３−２及び抵抗５をコンデンサＣ及び抵抗Ｒにそれぞれ対応させて平滑用の積分回路を構成している。したがって、ダイオード特性や抵抗値の調整は、ショットキーバリアダイオード６や抵抗５を取り替えることで行い、コンデンサの容量値の調整は、ＤＣカットライン３−１，３−２の幅や長さを調整することで行うことができる。
【００２９】
次に、この実施例の検波回路１が示す作用及び効果について説明する。
図６は、この実施例の検波回路１の作用及び効果を説明するために用いる等価回路図である。
図６に示すように、ＲＦ信号Ｓを基部２ａからスロット線路２内に入力すると、高周波電流Ｉsがスロット線路２の電極１１０側の縁に沿って発生し、ショットキーバリアダイオード６内に流入する。
このとき、ショットキーバリアダイオード６が、スロット線路２の先端２ｂからＲＦ信号Ｓの４分の１波長分だけ基部２ａに寄った位置に配設されているので、ＲＦ信号Ｓによる最大電圧がショットキーバリアダイオード６に印加されることとなる。この結果、電極１１０側の高周波電流Ｉsがショットキーバリアダイオード６内に効率よく流れ込む。
そして、高周波電流Ｉsは、ショットキーバリアダイオード６によって整流され、正の直流電流ＩbがＤＣカットライン３−１，３−２で挟まれたＤＣ電極１１１に流出する。すると、この直流電流Ｉbは、ＤＣ電極１１１と基板外の導体１２０の抵抗５とを通じて出力端１２１側に出力される。
このとき、ＤＣカットライン３−１，３−２と抵抗５とが積分回路を形成しているので、直流電流Ｉbは、平滑され、直流のベースバンド信号Ｂとして出力端１２１に出力される。
このようにして、ＡＳＫ変調されているＲＦ信号Ｓが、検波回路１によって検波（復調）され、ベースバンド信号Ｂとして出力端１２１に出力されることとなる。
【００３０】
ところで、ＲＦ信号Ｓは、６０ＧＨｚの周波数を有した電磁波である。したがって、このＲＦ信号Ｓが、スロット線路２からＤＣカットライン３−１，３−２内に流れ込んで、ベースバンド信号Ｂと干渉し、ベースバンド信号Ｂを劣化させるおそれがある。
しかしながら、この実施例では、図２に示したように、ＲＦ信号Ｓの波長の４分の１の長さのショートスタブ４−１（４−２）を、ＤＣカットライン３−１（３−２）の付け根から当該波長の４分の１の距離に設けたので、先端Ｐ１２（Ｐ２２）、分岐点Ｐ１１（Ｐ２１、分岐点Ｐ１０（Ｐ２０）がそれぞれ、ショート、オープン、ショートの状態になる。このため、ショートスタブ４−１（４−２）が、６０ＧＨｚのＲＦ信号Ｓに対するチョークとして機能し、ＲＦ信号ＳがＤＣカットライン３−１（３−２）内に侵入することを阻止する。
したがって、ＲＦ信号Ｓがベースバンド信号Ｂと干渉することはなく、ＲＦ信号Ｓとベースバンド信号Ｂとの間の高アイソレーション化を達成することができる。
【００３１】
また、６０ＧＨｚという高周波を扱う場合、集中定数型のコンデンサでは、寄生インダクタンスの発生を考慮しなければならない。しかし、この実施例では、ＤＣカットライン３−１，３−２を検波回路１のコンデンサＣとして機能させるので、従来のように、集中定数型のコンデンサを実装する必要がない。このため、ＲＦ信号Ｓがマイクロ波やミリ波等の高周波帯域の信号であっても直接検波することができると共に、部品数低減，回路の小型化，コストダウン及び動作特性の向上を図ることができる。
さらに、ショットキーバリアダイオード６は、一般のダイオードと比べて応答速度が速い。したがって、ショットキーバリアダイオード６を用いることで、検波応答の高速化を図ることができる。
【実施例２】
【００３２】
次に、この発明の第２実施例について説明する。
図７は、この発明の第２実施例に係る検波回路の平面図であり、図８は、図７の矢視Ｃ−Ｃ断面図である。
この実施例は、図７及び図８に示すように、ＤＣ電極１１２を画成する第３及び第４のカットラインとしてのＤＣカットライン３−３，３−４を設けた点が、上記第１実施例と異なる。
具体的には、ショットキーバリアダイオード６の他方の端子であるアノード電極６１を挟むように、ＤＣカットライン３−３，３−４をスロット線路２からそれぞれ分岐させ、基板１００の縁部で開口させた。これにより、ＤＣ電極１１２を画成して、直流バイアス電圧をショットキーバリアダイオード６のアノード電極６１に印加することができるようにした。
【００３３】
かかる構成により、 直流バイアス電圧をＤＣ電極１１２を通じてショットキーバリアダイオード６のアノード電極６１に印加することで、ショットキーバリアダイオード６の電流−電圧特性をオフセットすることができる。この結果、生成するベースバンド信号Ｂも所望値にオフセットすることもできるようになる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【実施例３】
【００３４】
次に、この発明の第３実施例について説明する。
図９は、この発明の第３実施例に係る検波回路の平面図であり、図１０は、図９の矢視Ｄ−Ｄ断面図である。
この実施例は、図９及び図１０に示すように、スロット線路２に幅広部２０を設けた点が上記第２実施例と異なる。
すなわち、インピーダンス変成器として機能する幅広部２０を、ショットキーバリアダイオード６よりもスロット線路２の基部２ａ側に寄った部位に設けた。
【００３５】
かかる構成により、この幅広部２０によって、スロット線路２の特性インピーダンスとショットキーバリアダイオード６のインピーダンスとを整合させることができる。この結果、検波回路の検波感度を向上させることができる。
この実施例では、スロット線路２に幅広部２０を形成して、インピーダンス変成器として利用する例を示したが、スロット線路２よりも幅が狭い幅狭部を設けて、これをインピーダンス変成器として利用することもできることは勿論である。
その他の構成、作用及び効果は、上記第２実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【実施例４】
【００３６】
次に、この発明の第４実施例について説明する。
図１１は、この発明の第４実施例に係る検波回路の平面図であり、図１２は、インピーダンスの調整方法を示す部分拡大平面図である。
この実施例は、スロット線路２の特性インピーダンスを調整することができる構造にした点が、上記第３実施例と異なる。
すなわち、図１１に示すように、ショートスタブ２１を、ショットキーバリアダイオード６よりも基部２ａ側に寄ったスロット線路２の部位に突設した。このショートスタブ２１は、インピーダンス整合調整用のスタブであり、ショートスタブ２１の長さを調整することで、スロット線路２の特性インピーダンスを変えることができる。
例えば、ショートスタブ２１の長さを短くする場合には、図１２の（ａ）に示すように、金リボン等の金属泊２２をショートスタブ２１の先端部を覆うように貼る。また、ショートスタブ２１の長さを長くする場合には、図１２の（ｂ）に示すように、誘電体のブロック２３をショートスタブ２１の上に載せる。これにより、ショートスタブ２１部分の実効誘電率が高くなり、ショートスタブ２１の長さを等価的に長く見せることができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第３実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【実施例５】
【００３７】
次に、この発明の第５実施例について説明する。
図１３は、この発明の第５実施例に係る検波回路の平面図であり、図１４は、検波回路を裏面側から見た平面図であり、図１５は、図１３の矢視Ｅ−Ｅ断面図である。
この実施例は、基板１００の表面側と裏面側との回路構造を、ＰＤＴＬ（Planer Dielectric Transmission Line）構造にした点が、上記第１ないし第４実施例と異なる。
すなわち、図１３に示すように、基板１００の表面１００ａ側を上記第３実施例の検波回路の回路構造にし、図１４に示すように、基板１００の裏面１００ｂに、幅広部２０を有したスロット線路２と同形のスロット線路２′を形成した。具体的には、基板１００の裏面１００ｂの電極１１０′に、スロット線路２の幅広部２０と同形の幅広部２０′を有したスロット線路２′を形成した。この際、図１５に示すように、スロット線路２′の形状及び位置を、基板１００の中心面Ｌに関してスロット線路２と面対称になるように設定した。
【００３８】
かかる構成により、基板１００の表面１００ａの電極１１０と裏面１００ｂの電極１１０′とでスロット線路２内に生じるＲＦ信号Ｓの電磁波を閉じ込めることができ、この結果、ＲＦ信号Ｓの伝送損失の低減化を図ることができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１ないし第４実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【実施例６】
【００３９】
次に、この発明の第６実施例について説明する。
図１６は、この発明の第６実施例に係る検波回路の平面図であり、図１７は、検波回路を裏面側から見た平面図であり、図１８は、図１６の矢視Ｆ−Ｆ断面図である。
この実施例は、基板１００の回路構造が、表面１００ａと裏面１００ｂとで同一な完全対称型ＰＤＴＬ構造である点が、上記第５実施例と異なる。
すなわち、図１６に示すように、上記第５実施例と同様に、基板１００の表面１００ａ側を上記第３実施例の検波回路の回路構造にした。そして、図１７に示すように、基板１００の裏面１００ｂも、表面１００ａ側と同一の回路構造とした。具体的には、基板１００の裏面１００ｂの電極１１０′に、幅広部２０′を有したスロット線路２、ＤＣ電極１１１′，１１２′をそれぞれ画成するＤＣカットライン３−１′，３−２′，３−３′，３−４′、ショートスタブ４−１′，４−２，４−３′，４−４′、ショットキーバリアダイオード６′を形成した。この際、図１８に示すように、表面１００ａ側の回路構造と裏面１００ｂ側の回路構造とを基板１００の中心面Ｌに関して完全に面対称になるように設定した。
【００４０】
さらに、この実施例では、図１８に示すように、基板１００を貫通するスルーホール１１３でＤＣ電極１１２，１１２′同士を電気的に接続すると共に、別体のスルーホール１１４でＤＣ電極１１１，１１１′同士を電気的に接続した。これにより、表面１００ａ側に実装されたショットキーバリアダイオード６と裏面１００ｂ側に実装されたショットキーバリアダイオード６′のアノード電極６１，６１′端子同士がスルーホール１１３を通じて接続されると共にカソード電極６０，６０′同士がスルーホール１１４を通じて電気的に接続された状態になる。
【００４１】
かかる構成により、 直流バイアス電圧をＤＣ電極１１２に入力すると、この直流電圧バイアスは、ショットキーバリアダイオード６のアノード電極６１に印加されると共に、スルーホール１１３を通じて裏面１００ｂ側のショットキーバリアダイオード６′のアノード電極６１′にも印加される。
また、ショットキーバリアダイオード６で整流された直流電流がＤＣ電極１１１に出力されると共に、裏面１００ｂ側のショットキーバリアダイオード６′で整流された直流電流もスルーホール１１４を通じてＤＣ電極１１１に出力される。
したがって、この実施例の検波回路によれば、ショットキーバリアダイオード６，６′への直流バイアス電圧の印加や、ベースバンド信号の出力を基板１００の表面１００ａからのみ行うようにすることができる。なお、出力端１２１や抵抗５が接続された導体１２０を裏面１００ｂ側のＤＣ電極１１１′に接続することで、ショットキーバリアダイオード６，６′への直流バイアス電圧の印加や、ベースバンド信号の出力を基板１００の裏面１００ｂからのみ行うようにすることができることは勿論である。
その他の構成、作用及び効果は、上記第５実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【実施例７】
【００４２】
次に、この発明の第７実施例について説明する。
図１９は、この発明の第７実施例に係る変復調モジュールを示すブロック図である。
この実施例の変復調モジュール７は、図１９に示すように、変調部８と復調部９とを備えている。
変調部８は、ベースバンド処理回路８１とＡＳＫ変調回路８２とグランド電極８３とパワーアンプ８４とアンテナ８５とを有している。
これにより、入力端子８０から入力したベースバンド信号Ｂがベースバンド処理回路８１を介して、ＡＳＫ変調回路８２に出力される。すると、ベースバンド信号Ｂが、局所発振器８３からの例えば６０ＧＨｚの搬送波によって、ＡＳＫ変調され、ＲＦ信号ＳとしてＡＳＫ変調回路８２から出力される。そして、ＲＦ信号Ｓは、パワーアンプ８４で増幅された後、アンテナ８５から送信される。
一方、復調部９は、アンテナ９０とローノイズアンプ９１と検波回路１とベースバンド処理回路９２とを有している。
これにより、アンテナ９０で受信されたＲＦ信号Ｓがローノイズアンプ９１を介して、検波回路１に出力される。
検波回路１は、上記第１ないし第６実施例のいずれかの検波回路であり、そのスロット線路２の基部２ａをローノイズアンプ９１の出力側に接続し、その出力端１２１をベースバンド処理回路９２の入力側に接続した状態で、復調部９に組み込まれている。
したがって、ローノイズアンプ９１からのＲＦ信号Ｓは、この検波回路１によって、高感度で検波される。そして、検波回路１から出力されたベースバンド信号Ｂは、ベースバンド処理回路９２で処理された後、出力端子９３から出力される。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１ないし第６実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【００４３】
なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記実施例では、ダイオードとして、ショットキーバリアダイオード６を用いたが、ショットキーバリアダイオード６に限らず他の各種ダイオードを用いることができる。
また、上記実施例では、ショットキーバリアダイオード６のカソード電極６０をＤＣ電極１１１に接続した正極検知の検波回路を例示したが、ショットキーバリアダイオード６のアノード電極６１をＤＣ電極１１１に接続した負極検知の検波回路も、この発明の範囲に含まれる。
また、上記第３実施例は、第２実施例のスロット線路２に幅広部２０を設けた検波回路を例示したが、第１実施例のようにＤＣ電極１１２を有しない検波回路のスロット線路２についても、幅広部２０を設けることができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明の第１実施例に係る検波回路を示す分解斜視図である。
【図２】検波回路の平面図である。
【図３】図２の矢視Ａ−Ａ断面図である。
【図４】図２の矢視Ｂ−Ｂ断面図である。
【図５】集中定数素子で示した検波回路の等価回路図である。
【図６】この実施例の検波回路の作用及び効果を説明するために用いる等価回路図である。
【図７】この発明の第２実施例に係る検波回路の平面図である。
【図８】図７の矢視Ｃ−Ｃ断面図である。
【図９】この発明の第３実施例に係る検波回路の平面図である。
【図１０】図９の矢視Ｄ−Ｄ断面図である。
【図１１】この発明の第４実施例に係る検波回路の平面図である。
【図１２】インピーダンスの調整方法を示す部分拡大平面図である。
【図１３】この発明の第５実施例に係る検波回路の平面図である。
【図１４】検波回路を裏面側から見た平面図である。
【図１５】図１３の矢視Ｅ−Ｅ断面図である。
【図１６】この発明の第６実施例に係る検波回路の平面図である。
【図１７】検波回路を裏面側から見た平面図である。
【図１８】図１６の矢視Ｆ−Ｆ断面図である。
【図１９】この発明の第７実施例に係る変復調モジュールを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４５】
１…検波回路、 ２，２′…スロット線路、 ２ａ…基部、 ２ｂ…先端、 ３−１〜３−４，３−１′〜３−４′…ＤＣカットライン、 ４−１〜４−４，４−１′〜４−４′，２１…ショートスタブ、 ５…抵抗、 ６，６′…ショットキーバリアダイオード、 ７…変復調モジュール、 ８…変調部、 ９…復調部、 ２０，２０′…幅広部、 ２２…金属泊、 ２３…ブロック、 ６０…カソード電極、 ６１…アノード電極、 ６２…バンプ、 １００…基板、 １００ａ…表面、 １００ｂ…裏面、 １１０，１１０′…電極、 １１１，１１２，１１１′，１１２′…ＤＣ電極、 １１３，１１４…スルーホール、 １２０…導体、 １２１…出力端、 Ｂ…ベースバンド信号、 Ｓ…ＲＦ信号。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に形成され、基部が基板縁部で開口すると共に先端が閉じ且つ振幅変調されたＲＦ信号を上記開口側から入力可能なスロット線路と、
このスロット線路を跨ぐように実装されたダイオードと、
このダイオードの一方の端子を挟むように上記スロット線路からそれぞれ分岐して基板縁部で開口し、ベースバンド信号を出力可能な電極を画成する第１及び第２のカットラインと、
上記第１及び第２のカットラインにそれぞれ設けられ、上記ＲＦ信号がこれら第１及び第２のカットライン内へ侵入することを阻止するためのショートスタブと
を具備することを特徴とする検波回路。
【請求項２】
請求項１に記載の検波回路において、
上記ダイオードを、上記スロット線路の先端から上記ＲＦ信号の４分の１波長分だけ上記基部側に寄った位置に配設した、
ことを特徴とする検波回路。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の検波回路において、
上記ダイオードの他方の端子を挟むように上記スロット線路からそれぞれ分岐して基板縁部で開口し、直流バイアス電圧を上記ダイオードに印加可能な電極を画成する第３及び第４のカットラインを設けた、
ことを特徴とする検波回路。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の検波回路において、
上記スロット線路の部位であって上記ダイオードよりも基部側に寄った部位に、インピーダンス変成器として機能する幅広部又は幅狭部を設けた、
ことを特徴とする検波回路。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の検波回路において、
上記スロット線路の部位であって上記ダイオードよりも基部側に寄った部位に、インピーダンス整合調整用のショートスタブを設けた、
ことを特徴とする検波回路。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の検波回路において、
上記基板の裏面に、少なくとも上記スロット線路と同形のスロット線路を形成して、当該基板をＰＤＴＬ構造にした、
ことを特徴とする検波回路。
【請求項７】
請求項６に記載の検波回路において、
上記ＰＤＴＬ構造は、基板の表面と裏面とで同一構造の完全対称型ＰＤＴＬ構造である、
ことを特徴とする検波回路。
【請求項８】
請求項７に記載の検波回路において、
基板表面に実装されたダイオードと基板裏面に実装されたダイオードの上記一方の端子同士をスルーホールを通じて接続すると共に上記他方の端子同士を別体のスルーホールを通じて電気的に接続した、
ことを特徴とする検波回路。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の検波回路において、
上記ダイオードは、ショットキーバリアダイオードである、
ことを特徴とする検波回路。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の検波回路を備えた、
ことを特徴とする変復調モジュール。
【請求項１】
基板の表面に形成され、基部が基板縁部で開口すると共に先端が閉じ且つ振幅変調されたＲＦ信号を上記開口側から入力可能なスロット線路と、
このスロット線路を跨ぐように実装されたダイオードと、
このダイオードの一方の端子を挟むように上記スロット線路からそれぞれ分岐して基板縁部で開口し、ベースバンド信号を出力可能な電極を画成する第１及び第２のカットラインと、
上記第１及び第２のカットラインにそれぞれ設けられ、上記ＲＦ信号がこれら第１及び第２のカットライン内へ侵入することを阻止するためのショートスタブと
を具備することを特徴とする検波回路。
【請求項２】
請求項１に記載の検波回路において、
上記ダイオードを、上記スロット線路の先端から上記ＲＦ信号の４分の１波長分だけ上記基部側に寄った位置に配設した、
ことを特徴とする検波回路。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の検波回路において、
上記ダイオードの他方の端子を挟むように上記スロット線路からそれぞれ分岐して基板縁部で開口し、直流バイアス電圧を上記ダイオードに印加可能な電極を画成する第３及び第４のカットラインを設けた、
ことを特徴とする検波回路。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の検波回路において、
上記スロット線路の部位であって上記ダイオードよりも基部側に寄った部位に、インピーダンス変成器として機能する幅広部又は幅狭部を設けた、
ことを特徴とする検波回路。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の検波回路において、
上記スロット線路の部位であって上記ダイオードよりも基部側に寄った部位に、インピーダンス整合調整用のショートスタブを設けた、
ことを特徴とする検波回路。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の検波回路において、
上記基板の裏面に、少なくとも上記スロット線路と同形のスロット線路を形成して、当該基板をＰＤＴＬ構造にした、
ことを特徴とする検波回路。
【請求項７】
請求項６に記載の検波回路において、
上記ＰＤＴＬ構造は、基板の表面と裏面とで同一構造の完全対称型ＰＤＴＬ構造である、
ことを特徴とする検波回路。
【請求項８】
請求項７に記載の検波回路において、
基板表面に実装されたダイオードと基板裏面に実装されたダイオードの上記一方の端子同士をスルーホールを通じて接続すると共に上記他方の端子同士を別体のスルーホールを通じて電気的に接続した、
ことを特徴とする検波回路。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の検波回路において、
上記ダイオードは、ショットキーバリアダイオードである、
ことを特徴とする検波回路。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の検波回路を備えた、
ことを特徴とする変復調モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００７−２８１６４５（Ｐ２００７−２８１６４５Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０２７７７（Ｐ２００６−１０２７７７）
【出願日】平成１８年４月４日（２００６．４．４）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月４日（２００６．４．４）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
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