JP2005184297A - Method for stabilizing output wave of high frequency oscillator and waveguide converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高周波発振器から出力されるマイクロ波を安定させるのに利用される高周波発振器の出力波安定化方法及び導波管変換器に関するものである。 The present invention relates to a method for stabilizing an output wave of a high-frequency oscillator and a waveguide converter that are used to stabilize a microwave output from the high-frequency oscillator.
従来、高周波発振器から出力されるマイクロ波を安定させる場合、例えば、高周波発振器毎にサーキュレータ(マグネットにより電波の進行方向を誘導するもの)を接続し、このサーキュレータによって高周波発振器から出力されるマイクロ波に外部から高安定な基準信号を入力することで、出力波の安定化を図るようにしていた。
ところが、従来において、高周波発振器からのマイクロ波に基準信号を注入して合成するのに質量の大きいサーキュレータを使用していることから、機器の大型化を招いてしまううえ、温度及びマグネットの影響を無視することができないという問題があった。 However, conventionally, a circulator with a large mass is used to inject and synthesize a reference signal into a microwave from a high-frequency oscillator, resulting in an increase in the size of the device and the influence of temperature and magnets. There was a problem that it could not be ignored.
また、複数の高周波発振器の出力波安定を考えた場合、注入する同期基準信号を分配して、高周波発振器毎に設けたサーキュレータに入力する必要があり、質量の大きいサーキュレータを多数用いる分だけ大型化及び重量の増加を余儀なくされるという問題があった。 Also, when considering the output wave stability of multiple high-frequency oscillators, it is necessary to distribute the synchronization reference signal to be injected and input it to the circulator provided for each high-frequency oscillator. In addition, there is a problem that the weight is forced to increase.
さらに、高周波発振器の出力コネクタから導波管に変換するための変換コネクタが別途必要となり、この変換コネクタを多数用いることによる大型化及び重量の増加も無視できないという問題があり、これらの問題を解決することが従来の課題となっていた。 Furthermore, a separate conversion connector is required to convert the output connector of the high-frequency oscillator to the waveguide, and there is a problem that the increase in size and weight due to the use of a large number of these conversion connectors cannot be ignored. This has been a conventional problem.
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、機器の小型軽量化を実現しつつ、高周波発振器の出力波を安定させることが可能である高周波発振器の出力波安定化方法及び導波管変換器を提供することを目的としている。 The present invention has been made paying attention to the above-described conventional problems, and can stabilize the output wave of the high-frequency oscillator while realizing the reduction in size and weight of the device, and the output wave stabilization method of the high-frequency oscillator and An object is to provide a waveguide converter.
本発明の高周波発振器の出力波安定化方法は、高電圧電源により高周波発振器に電流を流して発振状態とし、この高周波発振器から出力されるマイクロ波に高安定な基準信号を注入合成して出力波を安定させるに際して、上記高周波発振器から導波管変換器を介して出力されるマイクロ波に高安定な基準信号を注入するのに方向性結合器の機能を一体で有する上記導波管変換器を用いる構成としたことを特徴としており、この高周波発振器の出力波安定化方法の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。 The method of stabilizing the output wave of the high-frequency oscillator of the present invention is such that a high-voltage power source supplies a current to the high-frequency oscillator to bring it into an oscillation state, and a high-stable reference signal is injected and synthesized into the microwave output from the high-frequency oscillator. The waveguide converter having the function of a directional coupler for injecting a highly stable reference signal into the microwave output from the high-frequency oscillator via the waveguide converter. The configuration of the output wave stabilization method of the high-frequency oscillator is used as a means for solving the above-described conventional problems.
一方、本発明の導波管変換器は、請求項1に記載の高周波発振器の出力波安定化方法において、高周波発振器から出力されるマイクロ波に高安定な基準信号を注入するのに用いられる方向性結合器の機能を有する導波管変換器であって、2本の導波管を備え、一方の導波管と他方の導波管とを互いに略直交させて接合すると共に、双方の接合面に設けた連通孔を介して一方の導波管と他方の導波管とを連通させてある構成としたことを特徴としており、この方向性結合器の機能を有する導波管変換器の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
On the other hand, the waveguide converter of the present invention is a direction used for injecting a highly stable reference signal into the microwave output from the high frequency oscillator in the output wave stabilization method of the high frequency oscillator according to
本発明の請求項3の導波管変換器において、2個の端子を具備し、一方の端子を基準信号入力用とすると共に、他方の端子を隣接する高周波発振器への基準信号出力用として使用する構成とし、請求項4の導波管変換器において、一方の導波管及び他方の導波管はそれぞれ同一の矩形断面を有する角管状を成し、正方形状を成す接合面の対角線上に位置する長孔及びこれと略直交する長孔から成る十字孔を連通孔としている構成とし、請求項5の導波管変換器において、一方の導波管及び他方の導波管はいずれも金属材料又は両導波管の各内部に金属メッキが施してある非金属材料から成っている構成とし、請求項6の導波管変換器において、高周波発振器に一端側を接続させた導波管の他端側を湾曲状反射板で閉塞してある構成としている。
The waveguide converter according to claim 3 of the present invention is provided with two terminals, and one terminal is used for inputting a reference signal and the other terminal is used for outputting a reference signal to an adjacent high-frequency oscillator. 5. The waveguide converter according to
本発明の高周波発振器の出力波安定化方法では、上記した構成としているので、機器の大型化及び重量の増加を招くことなく、高周波発振器の出力波の安定化を実現することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。 In the method for stabilizing the output wave of the high-frequency oscillator of the present invention, since it has the above-described configuration, it is possible to realize stabilization of the output wave of the high-frequency oscillator without causing an increase in size and weight of the device. A very good effect is brought about.
また、本発明の導波管変換器では、上記した構成としていることから、高周波発振器の出力波の安定化を図るにあたって、機器の小型化及び重量の低減を実現することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。 In addition, since the waveguide converter of the present invention has the above-described configuration, it is possible to realize downsizing and weight reduction of the device when stabilizing the output wave of the high-frequency oscillator. Has an excellent effect.
本発明の請求項3の導波管変換器では、上記した構成としているため、複数の高周波発振器の出力波を安定化させることができ、本発明の請求項4の導波管変換器では、上記した構成としているので、高周波発振器から出力されるマイクロ波に対する高安定な基準信号の注入を効率良く行うことができ、本発明の請求項5の導波管変換器では、上記した構成としたから、機器のより一層の軽量化を実現することが可能であり、本発明の請求項6の導波管変換器では、上記した構成としているため、通過周波数の広帯域化が可能となって、高周波発振器の変動に伴う出力マイクロ波の劣化を低減することができるという非常に優れた効果がもたらされる。
Since the waveguide converter according to claim 3 of the present invention has the above-described configuration, the output waves of a plurality of high-frequency oscillators can be stabilized. In the waveguide converter according to
本発明において、重量増の要因であるサーキュレータを排し、導波管変換器に方向性結合器の機能を持たせて高安定な基準信号の注入同期を行うことで、小型軽量化を実現した。 In the present invention, the circulator, which is the cause of weight increase, is eliminated, and the waveguide converter has the function of a directional coupler to perform injection locking of a highly stable reference signal, thereby realizing a reduction in size and weight. .
以下、本発明を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図3は本発明に係わる方向性結合器の機能を有する導波管変換器の一実施例を示しており、図1に示すように、この導波管変換器1は、2本の導波管2,3を備えており、高周波発振器入力端10に一端側を接続させた一方の導波管2と他方の導波管3とを互いに略直交させて接合すると共に、双方の接合面2a,3aに設けた連通孔4を介して一方の導波管2と他方の導波管3とを連通させて成っている。
1 to 3 show an embodiment of a waveguide converter having the function of a directional coupler according to the present invention. As shown in FIG. And one
この場合、一方の導波管2及び他方の導波管3はいずれも非金属材料から成り、両導波管2,3の各内部には金属メッキが施してあって、それぞれ同一の矩形断面を有する角管状を成している。そして、連通孔4は、正方形状を成す接合面2a,3aの対角線上に位置する長孔4a及びこれと略直交する長孔4bから成る十字孔をとして形成してあり、この実施例では、接合面2a,3aに2個の連通孔4,4を配置している。なお、連通孔4の個数及び大きさで結合の度合いが決定される。なお、一方の導波管2及び他方の導波管3をいずれも金属材料から成るものとしても差し支えない。
In this case, the one
また、高周波発振器入力端10に一端側を接続させた一方の導波管2の他端側を湾曲状反射板5で閉塞してあり、他方の導波管3に設けた2個の端子6,7のうちの一方の端子6を基準信号入力用とすると共に、他方の端子7を隣接する高周波発振器への基準信号出力用として使用するようにしている。なお、当然のことながら、反射板5を直線状としても勿論動作する。
Further, the other end side of one
そこで、高周波発振器を高周波発振器入力端10に接続した時の高周波発振器のフリーラン時におけるスペクトラム波形(図4に示す)と、上記導波管変換器1を用いて高周波発振器入力端10に入力するマイクロ波に高安定な基準信号を注入した場合のスペクトラム波形(図5に示す)とを比較したところ、両図の各波形から明らかなように、この実施例における導波管変換器1を用いた基準信号の注入によって、出力波の安定化が図られていることが立証できた。
Therefore, a spectrum waveform (shown in FIG. 4) at the time of free-running of the high frequency oscillator when the high frequency oscillator is connected to the high frequency
上記した方向性結合器の機能を有する導波管変換器1では、一方の導波管2と他方の導波管3とを互いに略直交させて接合し、双方の接合面2a,3aに設けた連通孔4を介して両導波管2,3を連通させているので、高周波発振器入力端10からの入力波の安定化を図るにあたって、機器の小型化及び重量の低減を実現することが可能である。
In the
また、上記した方向性結合器の機能を有する導波管変換器1では、他方の導波管3の2個の端子6,7のうちの一方の端子6を基準信号入力用とし、他方の端子7を隣接する高周波発振器への基準信号出力用として使用するようにしているので、複数の高周波発振器の出力波を安定化させることができ、上記した導波管変換器1では、連通孔4を十字孔をとして形成しているので、高周波発振器入力端10から入力されたマイクロ波に対する高安定な基準信号の注入を効率良く行うことができる。
In the
さらに、上記した導波管変換器1では、非金属材料から成る一方の導波管2及び他方の導波管3の各内部に金属メッキを施しているので、機器のより一層の軽量化を実現することが可能であり、加えて、上記した導波管変換器1では、高周波発振器入力端10に一端側を接続させた一方の導波管2の他端側を湾曲状反射板5で閉塞しているので、通過周波数の広帯域化が可能となって、高周波発振器入力端10に入力する信号の変動に伴う出力マイクロ波の劣化を低減することができる。
Furthermore, in the
本発明の高周波発振器の出力波安定化方法及び導波管変換器では、機器の大型化及び重量の増加を招くことなく、高周波発振器の出力波の安定化を実現することが可能であることから、宇宙における太陽発電システムに用いたり、極地や被災地における観測機器への電力送電に用いたり、高密度プラズマ発生装置における周波数安定化回路やレーダの安定化回路に用いたりすることができる。 In the output wave stabilization method and the waveguide converter of the high frequency oscillator of the present invention, it is possible to achieve stabilization of the output wave of the high frequency oscillator without causing an increase in size and weight of the device. It can be used for solar power generation systems in space, for power transmission to observation equipment in polar regions and disaster areas, and for frequency stabilization circuits and radar stabilization circuits in high-density plasma generators.
1 方向性結合器の機能を有する導波管変換器
2 一方の導波管
2a,3a 接合面
3 他方の導波管
4 連通孔
5 湾曲状反射板
6 基準信号入力用
7 基準信号出力用
10 高周波発振器入力端
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2003
- 2003-12-18 JP JP2003420522A patent/JP2005184297A/en active Pending
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