JP2000349550A - マイクロ波及びミリ波回路 - Google Patents
マイクロ波及びミリ波回路Info
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- JP2000349550A JP2000349550A JP11156544A JP15654499A JP2000349550A JP 2000349550 A JP2000349550 A JP 2000349550A JP 11156544 A JP11156544 A JP 11156544A JP 15654499 A JP15654499 A JP 15654499A JP 2000349550 A JP2000349550 A JP 2000349550A
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/02—Details
- H03B5/04—Modifications of generator to compensate for variations in physical values, e.g. power supply, load, temperature
Landscapes
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 負荷のインピーダンスの時間的な揺らぎを低
減することによって、安定した発振動作を行うことがで
きるマイクロ波及びミリ波回路を得る。 【解決手段】 ランゲカップラ３の入力端に発振器２を
接続すると共に、ランゲカップラ３の各出力端に接続さ
れる負荷のインピーダンスと同じ値の終端抵抗をランゲ
カップラ３のアイソレーションポートに接続することに
よって、発振器２における負荷インピーダンスを安定さ
せ、負荷インピーダンスの変化に対する発振周波数の変
動を低減させる。
減することによって、安定した発振動作を行うことがで
きるマイクロ波及びミリ波回路を得る。 【解決手段】 ランゲカップラ３の入力端に発振器２を
接続すると共に、ランゲカップラ３の各出力端に接続さ
れる負荷のインピーダンスと同じ値の終端抵抗をランゲ
カップラ３のアイソレーションポートに接続することに
よって、発振器２における負荷インピーダンスを安定さ
せ、負荷インピーダンスの変化に対する発振周波数の変
動を低減させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板を使用
したマイクロ波・ミリ波集積回路に関し、特に負荷状態
に応じて動作を安定させることができるマイクロ波及び
ミリ波帯の高周波信号を生成して出力する発振回路に関
する。
したマイクロ波・ミリ波集積回路に関し、特に負荷状態
に応じて動作を安定させることができるマイクロ波及び
ミリ波帯の高周波信号を生成して出力する発振回路に関
する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ波及びミリ波帯における通信や
センサに使用されている発振器には、低位相雑音特性が
要求される。発振器の位相雑音は、発振周波数と比べて
比較的長い周期で発振周波数が変動することであり、発
振器の安定動作を示している。上記位相雑音を発生させ
るメカニズムとして、能動素子の非線形性動作による変
調動作、熱雑音及びバイアスに対する変動があげられ
る。また、発振器は、更に負荷インピーダンスの状態に
よって発振周波数が変化し、これを一般にプリングと呼
んでいる。発振器には、該プリングの影響を避けるため
に、多段に接続された増幅器やアイソレータ等を接続し
て、負荷の影響を取り除く方法が多く使用されている。
センサに使用されている発振器には、低位相雑音特性が
要求される。発振器の位相雑音は、発振周波数と比べて
比較的長い周期で発振周波数が変動することであり、発
振器の安定動作を示している。上記位相雑音を発生させ
るメカニズムとして、能動素子の非線形性動作による変
調動作、熱雑音及びバイアスに対する変動があげられ
る。また、発振器は、更に負荷インピーダンスの状態に
よって発振周波数が変化し、これを一般にプリングと呼
んでいる。発振器には、該プリングの影響を避けるため
に、多段に接続された増幅器やアイソレータ等を接続し
て、負荷の影響を取り除く方法が多く使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ミリ波帯等に
代表される高周波領域では、発振器の安定動作を保証す
る高いＱ値を有する共振回路の製作が困難であるため、
より多くの負荷の影響を受けるという問題があった。
代表される高周波領域では、発振器の安定動作を保証す
る高いＱ値を有する共振回路の製作が困難であるため、
より多くの負荷の影響を受けるという問題があった。
【０００４】本発明は、上記のような問題を解決するた
めになされたものであり、負荷のインピーダンスの時間
的な揺らぎを低減することによって、安定した発振動作
を行うことができるマイクロ波及びミリ波回路を得るこ
とを目的とする。
めになされたものであり、負荷のインピーダンスの時間
的な揺らぎを低減することによって、安定した発振動作
を行うことができるマイクロ波及びミリ波回路を得るこ
とを目的とする。
【０００５】なお、本発明とは異なるが、特開平１０−
２４２７１９号及び特開平６−１７７６４８号の各公報
で、ランゲカップラ自体の結合度についてそれぞれ開示
され、特開平９−４６２２５号公報で、一般的なＰＬＯ
(Phase Locked Oscilator)に関して開示されている。
２４２７１９号及び特開平６−１７７６４８号の各公報
で、ランゲカップラ自体の結合度についてそれぞれ開示
され、特開平９−４６２２５号公報で、一般的なＰＬＯ
(Phase Locked Oscilator)に関して開示されている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係るマイクロ
波及びミリ波回路は、マイクロ波及びミリ波帯の高周波
信号を生成して出力するマイクロ波及びミリ波回路にお
いて、マイクロ波及びミリ波帯の高周波信号を生成して
出力する発振器と、入力端に該発振器から出力された高
周波信号が入力され、出力端に接続される負荷のインピ
ーダンスと同じ値の終端抵抗がアイソレーション端に接
続されたランゲカップラとを備えるものである。
波及びミリ波回路は、マイクロ波及びミリ波帯の高周波
信号を生成して出力するマイクロ波及びミリ波回路にお
いて、マイクロ波及びミリ波帯の高周波信号を生成して
出力する発振器と、入力端に該発振器から出力された高
周波信号が入力され、出力端に接続される負荷のインピ
ーダンスと同じ値の終端抵抗がアイソレーション端に接
続されたランゲカップラとを備えるものである。
【０００７】また、この発明に係るマイクロ波及びミリ
波回路は、請求項１において、上記ランゲカップラから
出力された高周波信号を増幅して出力する増幅器を備え
るものである。
波回路は、請求項１において、上記ランゲカップラから
出力された高周波信号を増幅して出力する増幅器を備え
るものである。
【０００８】また、この発明に係るマイクロ波及びミリ
波回路は、マイクロ波及びミリ波帯の高周波信号を生成
して出力するマイクロ波及びミリ波回路において、マイ
クロ波及びミリ波帯の高周波信号を生成して出力する発
振器と、主伝送線路の一端に該発振器から出力された高
周波信号が入力され、所定の抵抗値の終端抵抗が主伝送
線路の他端に接続された方向性結合器とを備えるもので
ある。
波回路は、マイクロ波及びミリ波帯の高周波信号を生成
して出力するマイクロ波及びミリ波回路において、マイ
クロ波及びミリ波帯の高周波信号を生成して出力する発
振器と、主伝送線路の一端に該発振器から出力された高
周波信号が入力され、所定の抵抗値の終端抵抗が主伝送
線路の他端に接続された方向性結合器とを備えるもので
ある。
【０００９】また、この発明に係るマイクロ波及びミリ
波回路は、請求項３において、上記方向性結合器の副伝
送線路から出力される高周波信号を増幅して出力する増
幅器を備えるものである。
波回路は、請求項３において、上記方向性結合器の副伝
送線路から出力される高周波信号を増幅して出力する増
幅器を備えるものである。
【００１０】また、この発明に係るマイクロ波及びミリ
波回路は、マイクロ波及びミリ波帯の高周波信号を生成
して出力するマイクロ波及びミリ波回路において、マイ
クロ波及びミリ波帯の高周波信号を生成して出力する発
振器と、主伝送線路の一端に該発振器から出力された高
周波信号が入力される方向性結合器と、該方向性結合器
の主伝送線路を介して入力される発振器からの高周波信
号を増幅器して出力する、外部からバイアスが入力され
るバイアス入力端を有する増幅器と、方向性結合器の副
伝送線路を介して入力される該増幅器からの反射信号の
位相検波を行うと共に該検波した位相の逆相信号を生成
し増幅器のバイアス入力端に出力する位相検波回路とを
備えるものである。
波回路は、マイクロ波及びミリ波帯の高周波信号を生成
して出力するマイクロ波及びミリ波回路において、マイ
クロ波及びミリ波帯の高周波信号を生成して出力する発
振器と、主伝送線路の一端に該発振器から出力された高
周波信号が入力される方向性結合器と、該方向性結合器
の主伝送線路を介して入力される発振器からの高周波信
号を増幅器して出力する、外部からバイアスが入力され
るバイアス入力端を有する増幅器と、方向性結合器の副
伝送線路を介して入力される該増幅器からの反射信号の
位相検波を行うと共に該検波した位相の逆相信号を生成
し増幅器のバイアス入力端に出力する位相検波回路とを
備えるものである。
【００１１】また、この発明に係るマイクロ波及びミリ
波回路は、マイクロ波及びミリ波帯の高周波信号を生成
して出力するマイクロ波及びミリ波回路において、マイ
クロ波及びミリ波帯の高周波信号を生成して出力する発
振器と、該発振器から出力される高周波信号の位相をあ
らかじめ設定された所定値に移相する移相器とを備える
ものである。
波回路は、マイクロ波及びミリ波帯の高周波信号を生成
して出力するマイクロ波及びミリ波回路において、マイ
クロ波及びミリ波帯の高周波信号を生成して出力する発
振器と、該発振器から出力される高周波信号の位相をあ
らかじめ設定された所定値に移相する移相器とを備える
ものである。
【００１２】また、この発明に係るマイクロ波及びミリ
波回路は、請求項６において、上記所定値は、移相器の
出力端に接続される負荷の入力定在波比に応じた位相変
化に対して、発振器から出力された高周波信号の周波数
変化が最小となる位相値となるようにしたものである。
波回路は、請求項６において、上記所定値は、移相器の
出力端に接続される負荷の入力定在波比に応じた位相変
化に対して、発振器から出力された高周波信号の周波数
変化が最小となる位相値となるようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、図面に示す実施の形態に基
づいて、本発明を詳細に説明する。 実施の形態１．図１は、本発明の実施の形態１における
マイクロ波及びミリ波回路の例を示した概略の構成図で
ある。図１において、マイクロ波及びミリ波回路１は、
マイクロ波及びミリ波を生成して出力するマイクロ波及
びミリ波発振器（以下、発振器と呼ぶ）２と、ランゲカ
ップラ３と、該ランゲカップラ３に接続される終端抵抗
４とで構成されている。終端抵抗４は、通常、マイクロ
波及びミリ波回路１の第１出力ポート３ａ及び第２出力
ポート３ｂに接続される負荷のインピーダンスと同じ値
の抵抗値を有し、ここでは例えば５０Ωにして説明す
る。
づいて、本発明を詳細に説明する。 実施の形態１．図１は、本発明の実施の形態１における
マイクロ波及びミリ波回路の例を示した概略の構成図で
ある。図１において、マイクロ波及びミリ波回路１は、
マイクロ波及びミリ波を生成して出力するマイクロ波及
びミリ波発振器（以下、発振器と呼ぶ）２と、ランゲカ
ップラ３と、該ランゲカップラ３に接続される終端抵抗
４とで構成されている。終端抵抗４は、通常、マイクロ
波及びミリ波回路１の第１出力ポート３ａ及び第２出力
ポート３ｂに接続される負荷のインピーダンスと同じ値
の抵抗値を有し、ここでは例えば５０Ωにして説明す
る。
【００１４】このような構成において、第１出力ポート
３ａ及び第２出力ポート３ｂには、理想的には発振器２
の出力の半分がそれぞれ供給される。また、終端抵抗４
は、ランゲカップラ３のアイソレーションポートに接続
されており、発振器２の出力が現れないが発振器２から
見た負荷インピーダンスは５０Ωとなる。
３ａ及び第２出力ポート３ｂには、理想的には発振器２
の出力の半分がそれぞれ供給される。また、終端抵抗４
は、ランゲカップラ３のアイソレーションポートに接続
されており、発振器２の出力が現れないが発振器２から
見た負荷インピーダンスは５０Ωとなる。
【００１５】図２は、図１で示したマイクロ波及びミリ
波回路１の特性例を示した図である。なお、図２では、
第１出力ポート３ａ及び第２出力ポート３ｂにそれぞれ
入力電圧定在波比（ＶＳＷＲ）１及び１.５の負荷を接
続した場合の位相変化に対する発振周波数の変化を、ラ
ンゲカップラ３の有無で比較して示している。また、図
２では、入力電圧定在波比１.５：１においてはその位
相を３６０°変化させている。
波回路１の特性例を示した図である。なお、図２では、
第１出力ポート３ａ及び第２出力ポート３ｂにそれぞれ
入力電圧定在波比（ＶＳＷＲ）１及び１.５の負荷を接
続した場合の位相変化に対する発振周波数の変化を、ラ
ンゲカップラ３の有無で比較して示している。また、図
２では、入力電圧定在波比１.５：１においてはその位
相を３６０°変化させている。
【００１６】図２から分かるように、ランゲカップラ３
がない場合には、３６０°の位相変化に対して発振周波
数は６０.５４ＧＨｚから６０.２５ＧＨｚへと２９０Ｍ
Ｈｚも変化しているのに対して、ランゲカップラ３を使
用した場合には、３６０°の位相変化に対して発振周波
数は６０.４１ＧＨｚから６０.４４ＧＨｚと３０ＭＨｚ
の変化に低減している。このことから、負荷インピーダ
ンスの変化に対する発振周波数の変動を低減させること
ができる。すなわち、周波数が揺らぐことが位相雑音で
あることから、例えばマイクロ波及びミリ波回路１の直
後に接続される増幅器の入力インピーダンスが電源電圧
の変動等の影響を受けて揺らいでいる際においても、そ
のプリングによる位相雑音の影響を低減することができ
る。
がない場合には、３６０°の位相変化に対して発振周波
数は６０.５４ＧＨｚから６０.２５ＧＨｚへと２９０Ｍ
Ｈｚも変化しているのに対して、ランゲカップラ３を使
用した場合には、３６０°の位相変化に対して発振周波
数は６０.４１ＧＨｚから６０.４４ＧＨｚと３０ＭＨｚ
の変化に低減している。このことから、負荷インピーダ
ンスの変化に対する発振周波数の変動を低減させること
ができる。すなわち、周波数が揺らぐことが位相雑音で
あることから、例えばマイクロ波及びミリ波回路１の直
後に接続される増幅器の入力インピーダンスが電源電圧
の変動等の影響を受けて揺らいでいる際においても、そ
のプリングによる位相雑音の影響を低減することができ
る。
【００１７】図３及び図４は、図１で示したマイクロ波
及びミリ波回路１における他の特性例を示した図であ
る。なお、図３は、第１出力ポート３ａ及び第２出力ポ
ート３ｂにそれぞれ入力電圧定在波比１及び２の負荷を
接続した場合の位相変化に対する発振周波数の変化を、
図４は、第１出力ポート３ａ及び第２出力ポート３ｂに
それぞれ入力電圧定在波比１及び３の負荷を接続した場
合の位相変化に対する発振周波数の変化を、それぞれラ
ンゲカップラ３の有無で比較して示している。また、図
３及び図４においても、入力電圧定在波比２.０：１、
３.０：１において、その位相を３６０°変化させてい
る。
及びミリ波回路１における他の特性例を示した図であ
る。なお、図３は、第１出力ポート３ａ及び第２出力ポ
ート３ｂにそれぞれ入力電圧定在波比１及び２の負荷を
接続した場合の位相変化に対する発振周波数の変化を、
図４は、第１出力ポート３ａ及び第２出力ポート３ｂに
それぞれ入力電圧定在波比１及び３の負荷を接続した場
合の位相変化に対する発振周波数の変化を、それぞれラ
ンゲカップラ３の有無で比較して示している。また、図
３及び図４においても、入力電圧定在波比２.０：１、
３.０：１において、その位相を３６０°変化させてい
る。
【００１８】図３及び図４から、入力電圧定在波比が大
きくなって悪化するほどプリングによる位相雑音の影響
を低減する効果が大きくなっていることが分かる。例え
ば、図４の入力電圧定在波比３.０：１では、ランゲカ
ップラ３がない場合には、３６０°の位相変化に対して
発振周波数は８００ＭＨｚも変化している。これに対し
て、ランゲカップラ３を使用して終端抵抗４で終端する
と、ランゲカップラ３の後に接続される回路への影響を
低減することができ、負荷インピーダンスの変化に対す
る発振周波数において、ランゲカップラ３を使用しなか
った場合と比較して１／１０以下の変動に抑えることが
できる。
きくなって悪化するほどプリングによる位相雑音の影響
を低減する効果が大きくなっていることが分かる。例え
ば、図４の入力電圧定在波比３.０：１では、ランゲカ
ップラ３がない場合には、３６０°の位相変化に対して
発振周波数は８００ＭＨｚも変化している。これに対し
て、ランゲカップラ３を使用して終端抵抗４で終端する
と、ランゲカップラ３の後に接続される回路への影響を
低減することができ、負荷インピーダンスの変化に対す
る発振周波数において、ランゲカップラ３を使用しなか
った場合と比較して１／１０以下の変動に抑えることが
できる。
【００１９】一方、図５で示すように、図１のランゲカ
ップラ３の各出力にそれぞれ発振器２の出力信号を増幅
するためのバッファ増幅器１１ａ及び１１ｂを接続する
ようにしてもよい。このようにした場合、各バッファ増
幅器１１ａ及び１１ｂの電源変動による入力インピーダ
ンスの変動に対しても、ランゲカップラ３のアイソレー
ションポートに接続されている終端抵抗４の効果によっ
て発振周波数の変化が低減され、バッファ増幅器１１ａ
及び１１ｂの各入力インピーダンスの時間的な揺らぎに
起因する発振周波数の変化、すなわち位相雑音も低減さ
れると共に発振器２からの出力信号を増幅することがで
きる。
ップラ３の各出力にそれぞれ発振器２の出力信号を増幅
するためのバッファ増幅器１１ａ及び１１ｂを接続する
ようにしてもよい。このようにした場合、各バッファ増
幅器１１ａ及び１１ｂの電源変動による入力インピーダ
ンスの変動に対しても、ランゲカップラ３のアイソレー
ションポートに接続されている終端抵抗４の効果によっ
て発振周波数の変化が低減され、バッファ増幅器１１ａ
及び１１ｂの各入力インピーダンスの時間的な揺らぎに
起因する発振周波数の変化、すなわち位相雑音も低減さ
れると共に発振器２からの出力信号を増幅することがで
きる。
【００２０】また、マイクロ波及びミリ波回路１の出力
が２ポート必要でない場合、図６で示すように、第２出
力ポート３ｂを他の終端抵抗４を用いて終端すること
で、図１で示したマイクロ波及びミリ波回路１の場合と
同様の効果を得ることができる。
が２ポート必要でない場合、図６で示すように、第２出
力ポート３ｂを他の終端抵抗４を用いて終端すること
で、図１で示したマイクロ波及びミリ波回路１の場合と
同様の効果を得ることができる。
【００２１】このように、本実施の形態１におけるマイ
クロ波及びミリ波回路は、ランゲカップラ３の入力端に
発振器２を接続すると共に、ランゲカップラ３の各出力
端に接続される負荷のインピーダンスと同じ値の終端抵
抗をランゲカップラ３のアイソレーションポートに接続
することによって、発振器２における負荷インピーダン
スを安定させることができ、負荷インピーダンスの変化
に対する発振周波数の変動を低減させ位相雑音を低減さ
せることができる。
クロ波及びミリ波回路は、ランゲカップラ３の入力端に
発振器２を接続すると共に、ランゲカップラ３の各出力
端に接続される負荷のインピーダンスと同じ値の終端抵
抗をランゲカップラ３のアイソレーションポートに接続
することによって、発振器２における負荷インピーダン
スを安定させることができ、負荷インピーダンスの変化
に対する発振周波数の変動を低減させ位相雑音を低減さ
せることができる。
【００２２】実施の形態２．実施の形態１で使用したラ
ンゲカップラ３の代わりに方向性結合器を使用してもよ
く、このようにしたものを本発明の実施の形態２とす
る。図７は、本発明の実施の形態２におけるマイクロ波
及びミリ波回路の例を示した概略の構成図である。な
お、図７では、図１と同じものは同じ符号で示しており
ここではその説明を省略する。
ンゲカップラ３の代わりに方向性結合器を使用してもよ
く、このようにしたものを本発明の実施の形態２とす
る。図７は、本発明の実施の形態２におけるマイクロ波
及びミリ波回路の例を示した概略の構成図である。な
お、図７では、図１と同じものは同じ符号で示しており
ここではその説明を省略する。
【００２３】図７において、マイクロ波及びミリ波回路
２０は、発振器２と、方向性結合器２１と、該方向性結
合器２１に接続される終端抵抗２２と、バッファ増幅器
２３とで構成されている。発振器２は、方向性結合器２
１の主伝送線路２１ａの一端に接続され、主伝送線路２
１ａの他端と接地との間に終端抵抗２２が接続されてい
る。また、方向性結合器２１の副伝送線路２１ｂの一端
には、バッファ増幅器２３の入力が接続され、バッファ
増幅器２３の出力がマイクロ波及びミリ波回路２０の出
力ポート２４に接続されている。
２０は、発振器２と、方向性結合器２１と、該方向性結
合器２１に接続される終端抵抗２２と、バッファ増幅器
２３とで構成されている。発振器２は、方向性結合器２
１の主伝送線路２１ａの一端に接続され、主伝送線路２
１ａの他端と接地との間に終端抵抗２２が接続されてい
る。また、方向性結合器２１の副伝送線路２１ｂの一端
には、バッファ増幅器２３の入力が接続され、バッファ
増幅器２３の出力がマイクロ波及びミリ波回路２０の出
力ポート２４に接続されている。
【００２４】このような構成において、発振器２の負荷
インピーダンスは、方向性結合器２１に接続された終端
抵抗２２によって決まることから、終端抵抗２２を所定
の抵抗値、例えば５０Ωにすることで安定した負荷を得
ることができ、バッファ増幅器２３は、方向性結合器２
１の副伝送線路２１ｂの一端から発振器２より出力され
た信号を取り出して出力する。
インピーダンスは、方向性結合器２１に接続された終端
抵抗２２によって決まることから、終端抵抗２２を所定
の抵抗値、例えば５０Ωにすることで安定した負荷を得
ることができ、バッファ増幅器２３は、方向性結合器２
１の副伝送線路２１ｂの一端から発振器２より出力され
た信号を取り出して出力する。
【００２５】このように、本実施の形態２におけるマイ
クロ波及びミリ波回路は、方向性結合器２１の主伝送線
路２１ａの一端に発振器２を接続すると共に、所定の抵
抗値の終端抵抗を方向性結合器２１の主伝送線路２１ａ
の他端に接続することによって、発振器２における負荷
インピーダンスを安定させることができ、負荷インピー
ダンスの変化に対する発振周波数の変動を低減させ位相
雑音を低減させることができる。
クロ波及びミリ波回路は、方向性結合器２１の主伝送線
路２１ａの一端に発振器２を接続すると共に、所定の抵
抗値の終端抵抗を方向性結合器２１の主伝送線路２１ａ
の他端に接続することによって、発振器２における負荷
インピーダンスを安定させることができ、負荷インピー
ダンスの変化に対する発振周波数の変動を低減させ位相
雑音を低減させることができる。
【００２６】実施の形態３．上記実施の形態２では、方
向性結合器２１における主伝送線路２１ａの一端に発振
器２を接続し、主伝送線路２１ａの他端に終端抵抗２２
を接続するようにしたが、終端抵抗２２を使用せずに方
向性結合器を使用してもよく、このようにしたものを本
発明の実施の形態３とする。図８は、本発明の実施の形
態３におけるマイクロ波及びミリ波回路の例を示した概
略の構成図である。なお、図８では、図１又は図７と同
じものは同じ符号で示しておりここではその説明を省略
する。
向性結合器２１における主伝送線路２１ａの一端に発振
器２を接続し、主伝送線路２１ａの他端に終端抵抗２２
を接続するようにしたが、終端抵抗２２を使用せずに方
向性結合器を使用してもよく、このようにしたものを本
発明の実施の形態３とする。図８は、本発明の実施の形
態３におけるマイクロ波及びミリ波回路の例を示した概
略の構成図である。なお、図８では、図１又は図７と同
じものは同じ符号で示しておりここではその説明を省略
する。
【００２７】図８において、マイクロ波及びミリ波回路
３０は、発振器２と、方向性結合器２１と、該方向性結
合器２１に接続されるバッファ増幅器３１と、該バッフ
ァ増幅器３１からの反射信号の位相成分を検出する、例
えばＰＬＬ回路等で形成された位相検波回路３２とで構
成されている。発振器２は、方向性結合器２１の主伝送
線路２１ａの一端に接続され、主伝送線路２１ａの他端
と出力ポート３３との間にバッファ増幅器３１が接続さ
れている。また、方向性結合器２１の副伝送線路２１ｂ
の一端には、位相検波回路３２の入力が接続され、位相
検波回路３２の出力はバイアス回路を有するバッファ増
幅器３１のバイアス入力端子３１ａに接続されている。
３０は、発振器２と、方向性結合器２１と、該方向性結
合器２１に接続されるバッファ増幅器３１と、該バッフ
ァ増幅器３１からの反射信号の位相成分を検出する、例
えばＰＬＬ回路等で形成された位相検波回路３２とで構
成されている。発振器２は、方向性結合器２１の主伝送
線路２１ａの一端に接続され、主伝送線路２１ａの他端
と出力ポート３３との間にバッファ増幅器３１が接続さ
れている。また、方向性結合器２１の副伝送線路２１ｂ
の一端には、位相検波回路３２の入力が接続され、位相
検波回路３２の出力はバイアス回路を有するバッファ増
幅器３１のバイアス入力端子３１ａに接続されている。
【００２８】このような構成において、位相検波回路３
２は、発振器２から出力された信号に対するバッファ増
幅器３１からの反射信号を、方向性結合器２１を介して
入力される。位相検波回路３２は、入力された反射信号
に対して位相検波を行って位相成分を得、該位相を反転
させた信号を生成してバッファ増幅器３１のバイアス端
子３１ａに出力し、バッファ増幅器３１のバイアスに重
畳させる。このようにすることにより、バッファ増幅器
３１の入力電圧定在波比の時間的揺らぎが打ち消され
る。
２は、発振器２から出力された信号に対するバッファ増
幅器３１からの反射信号を、方向性結合器２１を介して
入力される。位相検波回路３２は、入力された反射信号
に対して位相検波を行って位相成分を得、該位相を反転
させた信号を生成してバッファ増幅器３１のバイアス端
子３１ａに出力し、バッファ増幅器３１のバイアスに重
畳させる。このようにすることにより、バッファ増幅器
３１の入力電圧定在波比の時間的揺らぎが打ち消され
る。
【００２９】このように、本実施の形態３におけるマイ
クロ波及びミリ波回路は、方向性結合器２１を介して得
られたバッファ増幅器３１からの反射信号における位相
成分を、位相検波回路３２で得ると共に該得られた位相
を反転させた信号をバッファ増幅器３１のバイアスに重
畳させた。このことから、バッファ増幅器３１の入力イ
ンピーダンスの時間的な揺らぎが打ち消され、該揺らぎ
に対する負荷インピーダンスの変動を抑制することがで
きるため、位相雑音を低減させることができる。
クロ波及びミリ波回路は、方向性結合器２１を介して得
られたバッファ増幅器３１からの反射信号における位相
成分を、位相検波回路３２で得ると共に該得られた位相
を反転させた信号をバッファ増幅器３１のバイアスに重
畳させた。このことから、バッファ増幅器３１の入力イ
ンピーダンスの時間的な揺らぎが打ち消され、該揺らぎ
に対する負荷インピーダンスの変動を抑制することがで
きるため、位相雑音を低減させることができる。
【００３０】実施の形態４．実施の形態１で使用したラ
ンゲカップラ３の代わりに移相器を使用してもよく、こ
のようにしたものを本発明の実施の形態４とする。図９
は、本発明の実施の形態４におけるマイクロ波及びミリ
波回路の例を示した概略の構成図である。なお、図９で
は、図１と同じものは同じ符号で示しておりここではそ
の説明を省略する。
ンゲカップラ３の代わりに移相器を使用してもよく、こ
のようにしたものを本発明の実施の形態４とする。図９
は、本発明の実施の形態４におけるマイクロ波及びミリ
波回路の例を示した概略の構成図である。なお、図９で
は、図１と同じものは同じ符号で示しておりここではそ
の説明を省略する。
【００３１】図９において、マイクロ波及びミリ波回路
４０は、発振器２と、移相器４１と、バッファ増幅器４
２とで構成されている。発振器２は、移相器４１を介し
てバッファ増幅器４２の入力に接続されており、バッフ
ァ増幅器４２の出力がマイクロ波及びミリ波回路４０の
出力ポート４３に接続されている。
４０は、発振器２と、移相器４１と、バッファ増幅器４
２とで構成されている。発振器２は、移相器４１を介し
てバッファ増幅器４２の入力に接続されており、バッフ
ァ増幅器４２の出力がマイクロ波及びミリ波回路４０の
出力ポート４３に接続されている。
【００３２】このような構成において、図１０は、図２
で示した、発振器２の直後にランゲカップラ３を接続し
ない状態での入力電圧定在波比１.５の負荷を接続した
場合の発振周波数の変化を示した図である。図１０にお
いて、Ａ及びＢの円で囲んだ位相−６０°付近及び＋１
５０°付近は、位相の変化に対して発振周波数の変化が
緩やかである。このことから、移相器４１によって発振
器２からの出力信号の位相を−６０°付近又は＋１５０
°付近に移相して、バッファ増幅器４２を介して出力ポ
ート４３から出力する。
で示した、発振器２の直後にランゲカップラ３を接続し
ない状態での入力電圧定在波比１.５の負荷を接続した
場合の発振周波数の変化を示した図である。図１０にお
いて、Ａ及びＢの円で囲んだ位相−６０°付近及び＋１
５０°付近は、位相の変化に対して発振周波数の変化が
緩やかである。このことから、移相器４１によって発振
器２からの出力信号の位相を−６０°付近又は＋１５０
°付近に移相して、バッファ増幅器４２を介して出力ポ
ート４３から出力する。
【００３３】このように、本実施の形態４におけるマイ
クロ波及びミリ波回路は、移相器４１を使用して、発振
器２からの出力信号の位相を発振周波数の変化が緩やか
になる値に移相することによって、バッファ増幅器４２
を含んだ発振器２の負荷インピーダンスの時間的な揺ら
ぎを防止することができ、負荷インピーダンスの変化に
対する発振周波数の変動を低減させ位相雑音を低減させ
ることができる。
クロ波及びミリ波回路は、移相器４１を使用して、発振
器２からの出力信号の位相を発振周波数の変化が緩やか
になる値に移相することによって、バッファ増幅器４２
を含んだ発振器２の負荷インピーダンスの時間的な揺ら
ぎを防止することができ、負荷インピーダンスの変化に
対する発振周波数の変動を低減させ位相雑音を低減させ
ることができる。
【００３４】
【発明の効果】請求項１に係るマイクロ波及びミリ波回
路は、ランゲカップラの入力端に発振器から出力された
高周波信号を入力すると共に、ランゲカップラの出力端
に接続される負荷のインピーダンスと同じ値の終端抵抗
をランゲカップラのアイソレーション端に接続するよう
にした。このことから、発振器における負荷インピーダ
ンスを安定させることができ、負荷インピーダンスの変
化に対する発振周波数の変動を低減させ位相雑音を低減
させることができる。
路は、ランゲカップラの入力端に発振器から出力された
高周波信号を入力すると共に、ランゲカップラの出力端
に接続される負荷のインピーダンスと同じ値の終端抵抗
をランゲカップラのアイソレーション端に接続するよう
にした。このことから、発振器における負荷インピーダ
ンスを安定させることができ、負荷インピーダンスの変
化に対する発振周波数の変動を低減させ位相雑音を低減
させることができる。
【００３５】請求項２に係るマイクロ波及びミリ波回路
は、請求項１において、更に、ランゲカップラから出力
された高周波信号を増幅して出力する増幅器を備えるよ
うにした。このことから、発振器からの出力信号を増幅
して高めることができると共に出力特性を向上させるこ
とができる。
は、請求項１において、更に、ランゲカップラから出力
された高周波信号を増幅して出力する増幅器を備えるよ
うにした。このことから、発振器からの出力信号を増幅
して高めることができると共に出力特性を向上させるこ
とができる。
【００３６】請求項３に係るマイクロ波及びミリ波回路
は、方向性結合器の主伝送線路の一端に発振器から出力
された高周波信号を入力すると共に、所定の抵抗値の終
端抵抗を方向性結合器の主伝送線路の他端に接続するよ
うにした。このことから、発振器における負荷インピー
ダンスを安定させることができ、負荷インピーダンスの
変化に対する発振周波数の変動を低減させ位相雑音を低
減させることができる。
は、方向性結合器の主伝送線路の一端に発振器から出力
された高周波信号を入力すると共に、所定の抵抗値の終
端抵抗を方向性結合器の主伝送線路の他端に接続するよ
うにした。このことから、発振器における負荷インピー
ダンスを安定させることができ、負荷インピーダンスの
変化に対する発振周波数の変動を低減させ位相雑音を低
減させることができる。
【００３７】請求項４に係るマイクロ波及びミリ波回路
は、請求項３において、更に、方向性結合器の副伝送線
路から出力される高周波信号を増幅して出力する増幅器
を備えるようにした。このことから、発振器からの出力
信号を増幅して高めることができると共に出力特性を向
上させることができる。
は、請求項３において、更に、方向性結合器の副伝送線
路から出力される高周波信号を増幅して出力する増幅器
を備えるようにした。このことから、発振器からの出力
信号を増幅して高めることができると共に出力特性を向
上させることができる。
【００３８】請求項５に係るマイクロ波及びミリ波回路
は、方向性結合器を介して得られた増幅器からの反射信
号における位相成分を、位相検波回路で得ると共に該得
られた位相を反転させた信号を増幅器のバイアス入力端
に出力するようにした。このことから、増幅器の入力イ
ンピーダンスの時間的な揺らぎが打ち消され、該揺らぎ
に対する負荷インピーダンスの変動を抑制することがで
きるため、位相雑音を低減させることができる。
は、方向性結合器を介して得られた増幅器からの反射信
号における位相成分を、位相検波回路で得ると共に該得
られた位相を反転させた信号を増幅器のバイアス入力端
に出力するようにした。このことから、増幅器の入力イ
ンピーダンスの時間的な揺らぎが打ち消され、該揺らぎ
に対する負荷インピーダンスの変動を抑制することがで
きるため、位相雑音を低減させることができる。
【００３９】請求項６に係るマイクロ波及びミリ波回路
は、移相器を使用して、発振器からの出力信号の位相を
発振周波数の変化が緩やかになる値に移相することによ
って、移相器の出力に接続される負荷のインピーダンス
の時間的な揺らぎを防止することができ、負荷インピー
ダンスの変化に対する発振周波数の変動を低減させ位相
雑音を低減させることができる。
は、移相器を使用して、発振器からの出力信号の位相を
発振周波数の変化が緩やかになる値に移相することによ
って、移相器の出力に接続される負荷のインピーダンス
の時間的な揺らぎを防止することができ、負荷インピー
ダンスの変化に対する発振周波数の変動を低減させ位相
雑音を低減させることができる。
【００４０】請求項７に係るマイクロ波及びミリ波回路
は、請求項６において、具体的には、移相器の出力に接
続される負荷の入力定在波比に応じて変化する位相に対
して、発振器から出力される信号の周波数変化が最小と
なる位相値に移相するようにあらかじめ移相器を設定す
るようにした。このことから、発振器における負荷イン
ピーダンスの時間的な揺らぎを防止することができ、負
荷インピーダンスの変化に対する発振周波数の変動を低
減させ位相雑音を低減させることができる。
は、請求項６において、具体的には、移相器の出力に接
続される負荷の入力定在波比に応じて変化する位相に対
して、発振器から出力される信号の周波数変化が最小と
なる位相値に移相するようにあらかじめ移相器を設定す
るようにした。このことから、発振器における負荷イン
ピーダンスの時間的な揺らぎを防止することができ、負
荷インピーダンスの変化に対する発振周波数の変動を低
減させ位相雑音を低減させることができる。
【図１】 本発明の実施の形態１におけるマイクロ波及
びミリ波回路の例を示した概略の構成図である。
びミリ波回路の例を示した概略の構成図である。
【図２】 図１で示したマイクロ波及びミリ波回路１の
特性例を示した図である。
特性例を示した図である。
【図３】 図１で示したマイクロ波及びミリ波回路１の
他の特性例を示した図である。
他の特性例を示した図である。
【図４】 図１で示したマイクロ波及びミリ波回路１の
他の特性例を示した図である。
他の特性例を示した図である。
【図５】 本発明の実施の形態１におけるマイクロ波及
びミリ波回路の他の例を示した概略の構成図である。
びミリ波回路の他の例を示した概略の構成図である。
【図６】 本発明の実施の形態１におけるマイクロ波及
びミリ波回路の他の例を示した概略の構成図である。
びミリ波回路の他の例を示した概略の構成図である。
【図７】 本発明の実施の形態２におけるマイクロ波及
びミリ波回路の例を示した概略の構成図である。
びミリ波回路の例を示した概略の構成図である。
【図８】 本発明の実施の形態３におけるマイクロ波及
びミリ波回路の例を示した概略の構成図である。
びミリ波回路の例を示した概略の構成図である。
【図９】 本発明の実施の形態４におけるマイクロ波及
びミリ波回路の例を示した概略の構成図である。
びミリ波回路の例を示した概略の構成図である。
【図１０】 図９で示したマイクロ波及びミリ波回路４
０の動作原理を説明するための従来における発振回路の
特性例を示した図である。
０の動作原理を説明するための従来における発振回路の
特性例を示した図である。
１，１Ａ，１Ｂ，２０，３０，４０ マイクロ波及びミ
リ波回路、 ２ 発振器、 ３ ランゲカップラ、
４，２２ 終端抵抗、 １１ａ，１１ｂ，２３，３１，
４２ バッファ増幅器、 ２１ 方向性結合器、 ３２
位相検波回路、４１ 移相器。
リ波回路、 ２ 発振器、 ３ ランゲカップラ、
４，２２ 終端抵抗、 １１ａ，１１ｂ，２３，３１，
４２ バッファ増幅器、 ２１ 方向性結合器、 ３２
位相検波回路、４１ 移相器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 棚橋 直樹 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5J081 BB06 CC06 CC19 FF03 FF04 FF23 GG05 GG06 GG07 LL01 MM01 MM04
Claims (7)
- 【請求項１】 マイクロ波及びミリ波帯の高周波信号を
生成して出力するマイクロ波及びミリ波回路において、 マイクロ波及びミリ波帯の高周波信号を生成して出力す
る発振器と、 入力端に該発振器から出力された高周波信号が入力さ
れ、出力端に接続される負荷のインピーダンスと同じ値
の終端抵抗がアイソレーション端に接続されたランゲカ
ップラと、を備えることを特徴とするマイクロ波及びミ
リ波回路。 - 【請求項２】 上記ランゲカップラから出力された高周
波信号を増幅して出力する増幅器を備えることを特徴と
する請求項１に記載のマイクロ波及びミリ波回路。 - 【請求項３】 マイクロ波及びミリ波帯の高周波信号を
生成して出力するマイクロ波及びミリ波回路において、 マイクロ波及びミリ波帯の高周波信号を生成して出力す
る発振器と、 主伝送線路の一端に該発振器から出力された高周波信号
が入力され、所定の抵抗値の終端抵抗が主伝送線路の他
端に接続された方向性結合器と、を備えることを特徴と
するマイクロ波及びミリ波回路。 - 【請求項４】 上記方向性結合器の副伝送線路から出力
される高周波信号を増幅して出力する増幅器を備えるこ
とを特徴とする請求項３に記載のマイクロ波及びミリ波
回路。 - 【請求項５】 マイクロ波及びミリ波帯の高周波信号を
生成して出力するマイクロ波及びミリ波回路において、 マイクロ波及びミリ波帯の高周波信号を生成して出力す
る発振器と、 主伝送線路の一端に該発振器から出力された高周波信号
が入力される方向性結合器と、 該方向性結合器の主伝送線路を介して入力される上記発
振器からの高周波信号を増幅して出力する、外部からバ
イアスが入力されるバイアス入力端を有する増幅器と、 上記方向性結合器の副伝送線路を介して入力される、該
増幅器からの反射信号の位相検波を行うと共に該検波し
た位相の逆相信号を生成し上記増幅器のバイアス入力端
に出力する位相検波回路と、を備えることを特徴とする
マイクロ波及びミリ波回路。 - 【請求項６】 マイクロ波及びミリ波帯の高周波信号を
生成して出力するマイクロ波及びミリ波回路において、 マイクロ波及びミリ波帯の高周波信号を生成して出力す
る発振器と、 該発振器から出力される高周波信号の位相をあらかじめ
設定された所定値に移相する移相器と、を備えることを
特徴とするマイクロ波及びミリ波回路。 - 【請求項７】 上記所定値は、移相器の出力端に接続さ
れる負荷の入力定在波比に応じた位相変化に対して上記
発振器から出力された高周波信号の周波数変化が最小と
なる位相値であることを特徴とする請求項６に記載のマ
イクロ波及びミリ波回路。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11156544A JP2000349550A (ja) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | マイクロ波及びミリ波回路 |
| US09/457,679 US6300840B1 (en) | 1999-06-03 | 1999-12-09 | Microwave/millimeter-wave integrated circuit |
| DE10000225A DE10000225B4 (de) | 1999-06-03 | 2000-01-05 | Integrierte Mikrowellen/Millimeterwellenschaltung |
| US09/956,089 US20020014929A1 (en) | 1999-06-03 | 2001-09-20 | Microwave/millimeter-wave integrated circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11156544A JP2000349550A (ja) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | マイクロ波及びミリ波回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000349550A true JP2000349550A (ja) | 2000-12-15 |
Family
ID=15630127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11156544A Pending JP2000349550A (ja) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | マイクロ波及びミリ波回路 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6300840B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000349550A (ja) |
| DE (1) | DE10000225B4 (ja) |
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| CN114965609A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-08-30 | 武汉大学 | 用于毫米波生物医学传感器的cmos低功耗直流读出电路 |
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| JP3033704B2 (ja) | 1997-02-27 | 2000-04-17 | 日本電気株式会社 | マイクロ波回路 |
-
1999
- 1999-06-03 JP JP11156544A patent/JP2000349550A/ja active Pending
- 1999-12-09 US US09/457,679 patent/US6300840B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-01-05 DE DE10000225A patent/DE10000225B4/de not_active Expired - Fee Related
-
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- 2001-09-20 US US09/956,089 patent/US20020014929A1/en not_active Abandoned
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