JP2011239127A - 高周波発振源 - Google Patents
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Abstract
【課題】位相雑音全体を低減することができる高周波発振源を得る。
【解決手段】高周波発振源は、周波数変換器と、前記周波数変換器の第1の入力端子と第2の入力端子とにそれぞれ接続された第1の入力波生成回路と第2の入力波生成回路と、前記周波数変換器の出力端子に接続された第1の出力回路と、を備え、前記第1の入力波生成回路と前記第2の入力波生成回路とは、それぞれ第1の発振器と第2の発振器とを備え、前記第2の発振器の発振周波数は、前記第1の発振器の発振周波数と概略同一の周波数または概略高次の周波数であり、前記第1の入力波生成回路または前記第2の入力波生成回路の少なくとも一方は移相手段または移相制御手段を有した。
【選択図】図1
【解決手段】高周波発振源は、周波数変換器と、前記周波数変換器の第1の入力端子と第2の入力端子とにそれぞれ接続された第1の入力波生成回路と第2の入力波生成回路と、前記周波数変換器の出力端子に接続された第1の出力回路と、を備え、前記第1の入力波生成回路と前記第2の入力波生成回路とは、それぞれ第1の発振器と第2の発振器とを備え、前記第2の発振器の発振周波数は、前記第1の発振器の発振周波数と概略同一の周波数または概略高次の周波数であり、前記第1の入力波生成回路または前記第2の入力波生成回路の少なくとも一方は移相手段または移相制御手段を有した。
【選択図】図1
Description
この発明は、高周波発振源の低位相雑音化および広帯域化に関するものである。
従来の高周波発振源として、高周波信号を出力する信号源と、高周波信号を遅延させるディレイラインと、高周波信号の位相を調整する位相器と、分配された2波を合成するミクサと、を備えている。
この従来の高周波発振源では、信号源から出力された高周波信号が2分配され、2分配された信号の一方は直接ミクサに入力され、一方はディレイラインと位相器を介してミクサに入力される。そして入力される2つの信号はミクサにより周波数合成される。ディレイラインを通過した信号は所定の時間遅らされる。その遅延時間を信号源の周期のほぼ整数倍とし、元の信号と位相器で出力された信号の位相が同位相となるように位相器の位相変化量を決定することで、ミクサによる周波数合成時に遅延時間に対応した離調周波数の位相雑音をキャンセルすることができる(例えば、特許文献1参照)。
この従来の高周波発振源では、信号源から出力された高周波信号が2分配され、2分配された信号の一方は直接ミクサに入力され、一方はディレイラインと位相器を介してミクサに入力される。そして入力される2つの信号はミクサにより周波数合成される。ディレイラインを通過した信号は所定の時間遅らされる。その遅延時間を信号源の周期のほぼ整数倍とし、元の信号と位相器で出力された信号の位相が同位相となるように位相器の位相変化量を決定することで、ミクサによる周波数合成時に遅延時間に対応した離調周波数の位相雑音をキャンセルすることができる(例えば、特許文献1参照)。
しかし、従来の高周波発振源においては、位相雑音が相殺される成分は、遅延時間の整数倍の周期を持つ周波数だけである。
この発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、位相雑音全体を低減することができる高周波発振源を得ることを目的とする。
この発明に係る高周波発振源は、周波数変換器と、前記周波数変換器の第1の入力端子と第2の入力端子とにそれぞれ接続された第1の入力波生成回路と第2の入力波生成回路と、前記周波数変換器の出力端子に接続された第1の出力回路と、を備え、前記第1の入力波生成回路と前記第2の入力波生成回路とは、それぞれ第1の発振器と第2の発振器とを備え、前記第2の発振器の発振周波数は、前記第1の発振器の発振周波数と概略同一の周波数または概略高次の周波数であり、前記第1の入力波生成回路または前記第2の入力波生成回路の少なくとも一方は移相手段または移相制御手段を有した。
この発明に係る高周波発振源は、2つの発振器から出力される発振波を移相手段を介してミクサに入力することで、2つの発振器を相互に同期させ、かつミクサで周波数変換することで、位相雑音全体が低減した出力が得られる。
以下、この発明の高周波発振源の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る高周波発振源の構成図である。
この発明の実施の形態1に係る高周波発振源は、図1に示すように、2つの入力波生成回路51、52と、入力波生成回路51、52から出力される2つの入力波をミキシングして周波数を変換する周波数変換器としてのミクサ21と、周波数変換された信号を出力する出力回路31と、を備えている。
2つの入力波生成回路51、52は、それぞれ周波数f0の発振波を出力する発振器11、12と、発振器11、12が出力した発振波の位相を移相する移相手段41、42と、を有している。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る高周波発振源の構成図である。
この発明の実施の形態1に係る高周波発振源は、図1に示すように、2つの入力波生成回路51、52と、入力波生成回路51、52から出力される2つの入力波をミキシングして周波数を変換する周波数変換器としてのミクサ21と、周波数変換された信号を出力する出力回路31と、を備えている。
2つの入力波生成回路51、52は、それぞれ周波数f0の発振波を出力する発振器11、12と、発振器11、12が出力した発振波の位相を移相する移相手段41、42と、を有している。
発振器11、12は発振周波数が固定の発振器であっても、電圧制御発振器などのような発振周波数が可変し得る発振器であっても良い。
移相手段41、42は、図2(a)に示すように、伝送線路161、162及び移相器171で構成されている。尚、移相手段41、42は、図2(b)に示すように、伝送線路161、162及びフィルタ181で構成されても良い。また、移相手段41、42は、電圧などにより移相量が制御される移相制御手段であっても良い。移相手段41、42は伝送線路、移相器、フィルタ、共振器などで構成されても良い。
移相手段41、42は、図2(a)に示すように、伝送線路161、162及び移相器171で構成されている。尚、移相手段41、42は、図2(b)に示すように、伝送線路161、162及びフィルタ181で構成されても良い。また、移相手段41、42は、電圧などにより移相量が制御される移相制御手段であっても良い。移相手段41、42は伝送線路、移相器、フィルタ、共振器などで構成されても良い。
出力回路31、32は、図3(a)に示すように、フィルタ181及び移相器171で構成されている。尚、出力回路31、32は、図3(b)に示すように、フィルタ181及び増幅器191で構成されても良く、伝送線路、移相器、フィルタ、共振器、増幅器、アイソレータ、サーキュレータ、抵抗、アッテネータ、分周器、逓倍器、注入同期発振器などで構成されても良い。また、出力回路31、32は、電圧などにより回路の特性が制御されても良い。
次に、この発明の実施の形態1に係る高周波発振源の動作について説明する。
入力波生成回路51においては、発振器11から出力される発振波は移相手段41から出力され、ミクサ21の第1の入力端子に入力される。また、入力波生成回路52においては、発振器12から出力される発振波は移相手段42から出力され、ミクサ21の第2の入力端子に入力される。
入力波生成回路51においては、発振器11から出力される発振波は移相手段41から出力され、ミクサ21の第1の入力端子に入力される。また、入力波生成回路52においては、発振器12から出力される発振波は移相手段42から出力され、ミクサ21の第2の入力端子に入力される。
このとき、ミクサ21の2つの入力端子間のアイソレーション量に応じて、ミクサ21の第1の入力端子から入力された発振器11からの発振波は、ミクサ21の第2の入力端子を通過し、移相手段42を介して発振器12に入力される。同様に、ミクサ21の第2の入力端子から入力された発振器12からの発振波は、ミクサ21の第1の入力端子を通過し、移相手段41を介して発振器11に入力される。
ここで、移相手段41および移相手段42が発振器11と発振器12とが相互に同期状態となるように設定されることで、発振器11および発振器12は同一の周波数を出力する。
ミクサ21の出力端子からは、ミクサ21に入力した周波数の和の周波数と直流が出力される。ここでは和の周波数を取り出す。ミクサ21において、異なる2つの発振器11、12から出力された発振波のキャリヤはコヒーレントに加算され、位相雑音はインコヒーレントに加算される。すなわち、キャリヤは電圧加算されて6dB増加するのに対して、位相雑音は電力加算されて3dB増加する。従って、位相雑音はキャリヤに対する電力密度比であるため、3dB低減されたことになる。
ミクサ21の出力端子からは、ミクサ21に入力した周波数の和の周波数と直流が出力される。ここでは和の周波数を取り出す。ミクサ21において、異なる2つの発振器11、12から出力された発振波のキャリヤはコヒーレントに加算され、位相雑音はインコヒーレントに加算される。すなわち、キャリヤは電圧加算されて6dB増加するのに対して、位相雑音は電力加算されて3dB増加する。従って、位相雑音はキャリヤに対する電力密度比であるため、3dB低減されたことになる。
尚、図4に示すように、発振器11と発振器12を同一の発振周波数の発振波となるように、水晶発振器111、112などの基準源にそれぞれ位相同期をかけても良い。ここでは、発振器11、12からの発振波を分周器81、82により分周し、位相比較器91、92により基準源と位相比較を行い、ループフィルタ101、102により位相比較器
91、92からの出力を平滑化して、発振器11、12の制御電圧を制御することで発振器11、12を制御する。
91、92からの出力を平滑化して、発振器11、12の制御電圧を制御することで発振器11、12を制御する。
また、図5に示すように、1つの水晶発振器111からの発振源を2つの入力波生成回路51、52に入力して、同一の発振周波数の発振波となるように一つの基準源で発振器11と発振器12に位相同期をかけても良い。この際、同一の発振周波数の発振波を発振するように発振器11と発振器12に1つの基準源で位相同期をかけた場合は、図6に示すように、発振器11と発振器12との間の電気長は2nπ(n=0、1、2、・・・)と設定しても良い。これは、発振器11の出力波と発振器12から発振器11への入力波の位相が同相となり、また発振器12の出力波と発振器11から発振器12への入力波の位相が同相となるために、同期状態が得やすいためである。
この発明の実施の形態1に係る高周波発振源では、2つの発振器11、12から出力される発振波を移相手段41、42を介してミクサ21に入力することで、2つの発振器11、12を相互に同期させ、かつミクサ21で周波数変換することで、位相雑音が低減した出力が得られる。
実施の形態2.
図7は、この発明の実施の形態2に係る高周波発振源の構成図である。
この発明の実施の形態2に係る高周波発振源は、この発明の実施の形態1に係る高周波発振源の移相手段41、42の代わりに方向性回路61、62を適用したことが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
方向性回路61、62は、図8(a)に示すように、増幅器191で構成されている。尚、方向性回路61、62は、図8(b)に示すように、アイソレータ201で構成されても良いし、サーキュレータなどで構成されても良い。
図7は、この発明の実施の形態2に係る高周波発振源の構成図である。
この発明の実施の形態2に係る高周波発振源は、この発明の実施の形態1に係る高周波発振源の移相手段41、42の代わりに方向性回路61、62を適用したことが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
方向性回路61、62は、図8(a)に示すように、増幅器191で構成されている。尚、方向性回路61、62は、図8(b)に示すように、アイソレータ201で構成されても良いし、サーキュレータなどで構成されても良い。
次に、この発明の実施の形態2に係る高周波発振源の動作について説明する。
入力波生成回路51においては、発振器11から出力される発振波は方向性回路61から出力され、ミクサ21の第1の入力端子に入力される。入力波生成回路52においては、発振器12から出力される発振波は方向性回路62から出力され、ミクサ21の第2の入力端子に入力される。このとき、ミクサ21の2つの入力端子間のアイソレーション量に応じて、ミクサ21の第1の入力端子から入力された発振器11からの発振波は、ミクサ21の第2の入力端子を通過するが、方向性回路62のために発振器12に入力されない。同様に、ミクサ21の第2の入力端子から入力された発振器12からの発振波は、ミクサ21の第1の入力端子を通過するが、方向性回路61のために発振器11に入力されない。
このため発振器11と発振器12の相互同期は抑制されるため、発振器11と発振器12の発振周波数が同期引き込み範囲外であってもスプリアスを生じない。
入力波生成回路51においては、発振器11から出力される発振波は方向性回路61から出力され、ミクサ21の第1の入力端子に入力される。入力波生成回路52においては、発振器12から出力される発振波は方向性回路62から出力され、ミクサ21の第2の入力端子に入力される。このとき、ミクサ21の2つの入力端子間のアイソレーション量に応じて、ミクサ21の第1の入力端子から入力された発振器11からの発振波は、ミクサ21の第2の入力端子を通過するが、方向性回路62のために発振器12に入力されない。同様に、ミクサ21の第2の入力端子から入力された発振器12からの発振波は、ミクサ21の第1の入力端子を通過するが、方向性回路61のために発振器11に入力されない。
このため発振器11と発振器12の相互同期は抑制されるため、発振器11と発振器12の発振周波数が同期引き込み範囲外であってもスプリアスを生じない。
ミクサ21の出力端子からは、ミクサ21に入力した発振波の周波数の和の周波数と差の周波数の信号が出力される。このうち和の周波数の信号においては、ミクサ21において、異なる2つの発振器11、12から出力された発振波のキャリヤはコヒーレントに加算され、位相雑音はインコヒーレントに加算される。これは、キャリヤは電圧加算されて6dB増加するのに対して、位相雑音は電力加算されて3dB増加することに等しい。従って、位相雑音はキャリヤに対する電力密度比であるため、3dB低減されたことになる。
発振器11と発振器12の発振周波数に差異があったとしても、概略同一であれば上記と同等の位相雑音低減効果は得られる。
発振器11と発振器12の発振周波数に差異があったとしても、概略同一であれば上記と同等の位相雑音低減効果は得られる。
この発明の実施の形態2に係る高周波発振源では、2つの発振器11、12から出力される発振波を方向性回路61、62を介してミクサ21に入力することで、2つの発振器11、12の相互同期を緩和し、ミクサ21で周波数変換することで、位相雑音が低減した出力が得られる。
実施の形態3.
図9は、この発明の実施の形態3に係る高周波発振源の構成図である。
この発明の実施の形態3に係る高周波発振源は、この発明の実施の形態1に係る高周波発振源の移相手段41、42の代わりに損失回路71、72を適用したことが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
損失回路71、72は、図10に示すように、アッテネータ211で構成されている。尚、損失回路71、72は、抵抗で構成されても良い。
図9は、この発明の実施の形態3に係る高周波発振源の構成図である。
この発明の実施の形態3に係る高周波発振源は、この発明の実施の形態1に係る高周波発振源の移相手段41、42の代わりに損失回路71、72を適用したことが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
損失回路71、72は、図10に示すように、アッテネータ211で構成されている。尚、損失回路71、72は、抵抗で構成されても良い。
次に、この発明の実施の形態3に係る高周波発振源の動作について説明する。
入力波生成回路51において、発振器11から出力される発振波は損失回路71から出力され、ミクサ21の第1の入力端子に入力される。入力波生成回路52において、発振器12から出力される発振波は損失回路72から出力され、ミクサ21の第2の入力端子に入力される。このとき、ミクサ21の2つの入力端子間のアイソレーション量に応じて、ミクサ21の第1の入力端子に入力された発振器11からの発振波は、ミクサ21の第2の入力端子を通過するが、損失回路72のため発振器12への入力は低減される。同様に、ミクサ21の第2の入力端子に入力された発振器12からの発振波は、ミクサ21の第1の入力端子を通過するが、損失回路71のため発振器11への入力は低減される。このため発振器11と発振器12の相互同期は抑制されるため、発振器11と発振器12からの発振波の発振周波数が同期引き込み範囲外であってもスプリアスを生じない。
入力波生成回路51において、発振器11から出力される発振波は損失回路71から出力され、ミクサ21の第1の入力端子に入力される。入力波生成回路52において、発振器12から出力される発振波は損失回路72から出力され、ミクサ21の第2の入力端子に入力される。このとき、ミクサ21の2つの入力端子間のアイソレーション量に応じて、ミクサ21の第1の入力端子に入力された発振器11からの発振波は、ミクサ21の第2の入力端子を通過するが、損失回路72のため発振器12への入力は低減される。同様に、ミクサ21の第2の入力端子に入力された発振器12からの発振波は、ミクサ21の第1の入力端子を通過するが、損失回路71のため発振器11への入力は低減される。このため発振器11と発振器12の相互同期は抑制されるため、発振器11と発振器12からの発振波の発振周波数が同期引き込み範囲外であってもスプリアスを生じない。
ミクサ21の出力端子からは、ミクサ21に入力した入力波の周波数の和の周波数の信号と入力波の周波数の差の周波数の信号が出力される。このうち和の周波数の信号においては、ミクサ21において、異なる2つの発振器11、12から出力された発振波のキャリヤはコヒーレントに加算され、位相雑音はインコヒーレントに加算される。すなわち、キャリヤは電圧加算されて6dB増加するのに対して、位相雑音は電力加算されて3dB増加することに等しい。従って、位相雑音はキャリヤに対する電力密度比であるため、3dB低減されたことになる。
発振器11と発振器12の発振周波数に差異があったとしても、概略同一であれば上記と同等の位相雑音低減効果は得られる。
発振器11と発振器12の発振周波数に差異があったとしても、概略同一であれば上記と同等の位相雑音低減効果は得られる。
この発明の実施の形態3に係る高周波発振源では、2つの発振器11、12から出力される発振波が損失回路71、72を介してミクサ21に入力されるので、2つの発振器11、12の相互同期を緩和し、ミクサ21で周波数変換されるので、位相雑音が低減した出力が得られる
尚、上述の実施の形態1乃至3に係る高周波発振源の入力波生成回路51、52では移相手段41、42または移相制御手段、方向性回路61、62、損失回路71、72をそれぞれ備えることを示したが、これらの組み合わせであっても良い。
尚、上述の実施の形態1乃至3に係る高周波発振源の入力波生成回路51、52では移相手段41、42または移相制御手段、方向性回路61、62、損失回路71、72をそれぞれ備えることを示したが、これらの組み合わせであっても良い。
実施の形態4.
図11は、この発明の実施の形態4に係る高周波発振源の回路構成図である。
この発明の実施の形態4に係る高周波発振源は、この発明の実施の形態1に係る高周波発振源に分配回路121及び帰還回路131、132を追加したことが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
帰還回路131、132は、図12(a)に示すように、伝送線路161及び増幅器191で構成されている。尚、帰還回路131、132は、図12(b)に示すように、伝送線路161、フィルタ181、移相器171、増幅器191、共振器などで構成されていても良い。また、帰還回路131、132は、アイソレータ、サーキュレータ、抵抗、アッテネータ、分周器、逓倍器などを備えても良い。
図11は、この発明の実施の形態4に係る高周波発振源の回路構成図である。
この発明の実施の形態4に係る高周波発振源は、この発明の実施の形態1に係る高周波発振源に分配回路121及び帰還回路131、132を追加したことが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
帰還回路131、132は、図12(a)に示すように、伝送線路161及び増幅器191で構成されている。尚、帰還回路131、132は、図12(b)に示すように、伝送線路161、フィルタ181、移相器171、増幅器191、共振器などで構成されていても良い。また、帰還回路131、132は、アイソレータ、サーキュレータ、抵抗、アッテネータ、分周器、逓倍器などを備えても良い。
次に、この発明の実施の形態4に係る高周波発振源の動作について説明する。
入力波生成回路51において、発振器11から出力される発振波は移相手段41から出力され、ミクサ21の第1の入力端子に入力される。入力波生成回路52においては、発振器12から出力される発振波は移相手段42から出力され、ミクサ21の第2の入力端子に入力される。ミクサ21においては、ミクサ21の2つの入力端子間のアイソレーション量に応じて、ミクサ21の第1の入力端子に入力された発振器11からの発振波は、ミクサ21の第2の入力端子を通過し、移相手段42を介して発振器12に入力される。 同様に、ミクサ21の第2の入力端子から入力された発振器12からの発振波は、ミクサ21の第1の入力端子を通過し、移相手段41を介して発振器11に入力される。移相手段41および移相手段42は発振器11と発振器12とが相互に同期状態となるように設定されることで、発振器11および発振器12は同一の周波数を出力する。
入力波生成回路51において、発振器11から出力される発振波は移相手段41から出力され、ミクサ21の第1の入力端子に入力される。入力波生成回路52においては、発振器12から出力される発振波は移相手段42から出力され、ミクサ21の第2の入力端子に入力される。ミクサ21においては、ミクサ21の2つの入力端子間のアイソレーション量に応じて、ミクサ21の第1の入力端子に入力された発振器11からの発振波は、ミクサ21の第2の入力端子を通過し、移相手段42を介して発振器12に入力される。 同様に、ミクサ21の第2の入力端子から入力された発振器12からの発振波は、ミクサ21の第1の入力端子を通過し、移相手段41を介して発振器11に入力される。移相手段41および移相手段42は発振器11と発振器12とが相互に同期状態となるように設定されることで、発振器11および発振器12は同一の周波数を出力する。
ミクサ21の出力端子からは、ミクサ21に入力した入力波の周波数の和の周波数の信号と直流が出力される。このうち和の周波数の信号においては、ミクサ21において、異なる2つの発振器11、12から出力された発振波のキャリヤはコヒーレントに加算され、位相雑音はインコヒーレントに加算される。すなわち、キャリヤは電圧加算されて6dB増加するのに対して、位相雑音は電力加算されて3dB増加することに等しい。従って、位相雑音はキャリヤに対する電力密度比であるため、3dB低減されたことになる。
ミクサ21の出力端子からの出力波は出力回路31を介して分配回路121に入力される。そして、分配回路121に入力された波は分配され、帰還回路131、132を介してそれぞれ発振器11、12に注入される。
注入を受けた発振器11と発振器12は、それぞれ帰還回路131、132の遅延量、移相量、出力電力量に応じて、等価的にQ値が向上するため、さらに位相雑音が低減する。
注入を受けた発振器11と発振器12は、それぞれ帰還回路131、132の遅延量、移相量、出力電力量に応じて、等価的にQ値が向上するため、さらに位相雑音が低減する。
この発明の実施の形態4に係る高周波発振源では、出力回路31から出力される電力を分配して、2つの発振器11、12に帰還回路131、132を介してそれぞれ注入することで、さらに位相雑音が低減した出力が得られる。
実施の形態5.
図13は、この発明の実施の形態5に係る高周波発振源の回路構成図である。
この発明の実施の形態5に係る高周波発振源は、この発明の実施の形態1に係る高周波発振源にミクサ141、発振器151、出力回路32を追加したことが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
ミクサ141において、出力回路31から出力される出力波に発振器151から出力される発振波を混合する。
図13は、この発明の実施の形態5に係る高周波発振源の回路構成図である。
この発明の実施の形態5に係る高周波発振源は、この発明の実施の形態1に係る高周波発振源にミクサ141、発振器151、出力回路32を追加したことが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
ミクサ141において、出力回路31から出力される出力波に発振器151から出力される発振波を混合する。
次に、この発明の実施の形態5に係る高周波発振源の動作について説明する。
入力波生成回路51において、発振器11から出力される発振波は移相手段41から出力され、ミクサ21の第1の入力端子に入力される。入力波生成回路52において、発振器12から出力される発振波は移相手段42から出力され、ミクサ21の第2の入力端子に入力される。このとき、ミクサ21の2つの入力端子間のアイソレーション量に応じて、ミクサ21の第1の入力端子に入力された発振器11からの発振波はミクサ21の第2の入力端子を通過し、移相手段42を介して発振器12に入力される。同様に、ミクサ21の第2の入力端子に入力された発振器12からの発振波は、ミクサ21の第1の入力端子を通過し、移相手段41を介して発振器11に入力される。移相手段41および移相手段42は発振器11と発振器12とが相互に同期状態となるように設定されることで、発振器11および発振器12は同一の周波数の発振波を出力する。
入力波生成回路51において、発振器11から出力される発振波は移相手段41から出力され、ミクサ21の第1の入力端子に入力される。入力波生成回路52において、発振器12から出力される発振波は移相手段42から出力され、ミクサ21の第2の入力端子に入力される。このとき、ミクサ21の2つの入力端子間のアイソレーション量に応じて、ミクサ21の第1の入力端子に入力された発振器11からの発振波はミクサ21の第2の入力端子を通過し、移相手段42を介して発振器12に入力される。同様に、ミクサ21の第2の入力端子に入力された発振器12からの発振波は、ミクサ21の第1の入力端子を通過し、移相手段41を介して発振器11に入力される。移相手段41および移相手段42は発振器11と発振器12とが相互に同期状態となるように設定されることで、発振器11および発振器12は同一の周波数の発振波を出力する。
ミクサ21の出力端子からは、ミクサ21に入力した入力波の周波数の和の周波数の信号と直流が出力される。このうち和の周波数の信号においては、ミクサ21において、異なる2つの発振器11、12から出力された発振波のキャリヤは、ミクサ21においてコヒーレントに加算され、位相雑音はミクサ21においてインコヒーレントに加算される。すなわち、キャリヤは電圧加算されて6dB増加するのに対して、位相雑音は電力加算されて3dB増加する。従って、位相雑音はキャリヤに対する電力密度比であるため、3dB低減されたことになる。
出力回路31からの出力波をミクサ141と発振器151によりダウンコンバートすることで、ミクサ141の出力波は発振周波数帯域が広くなる。ゆえに、発振器151からの発振波の発振周波数は固定または狭帯域で良いため、十分に低位相雑音とでき、ミクサ141の出力波の位相雑音に影響を与えない。したがって、低位相雑音かつ広帯域の出力波が得られる。
また、発振器は位相同期をかけても良いことは自明である。
また、発振器は位相同期をかけても良いことは自明である。
この発明の実施の形態5に係る高周波発振源では、出力回路から出力される電力の一部を、ダウンコンバートすることで、広帯域かつ低位相雑音の出力が得られる。
実施の形態6.
図14は、この発明の実施の形態6に係る高周波発振源の回路構成図である。
この発明の実施の形態6に係る高周波発振源は、この発明の実施の形態4に係る高周波発振源にミクサ141、発振器151、出力回路32を追加したことが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
ミクサ141において、分配回路121から出力される出力波に発振器151から出力される発振波を混合する。
図14は、この発明の実施の形態6に係る高周波発振源の回路構成図である。
この発明の実施の形態6に係る高周波発振源は、この発明の実施の形態4に係る高周波発振源にミクサ141、発振器151、出力回路32を追加したことが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
ミクサ141において、分配回路121から出力される出力波に発振器151から出力される発振波を混合する。
次に、この発明の実施の形態6に係る高周波発振源の動作について説明する。
入力波生成回路51において、発振器11から出力される発振波は移相手段41から出力され、ミクサ21の第1の入力端子に入力される。入力波生成回路52において、発振器12から出力される発振波は移相手段42から出力され、ミクサ21の第2の入力端子に入力される。ミクサ21の2つの入力端子間のアイソレーション量に応じて、ミクサ21においてミクサ21の第1の入力端子に入力された発振器11からの発振波は、ミクサ21の第2の入力端子を通過し、移相手段42を介して発振器12に入力される。同様に、ミクサ21の第2の入力端子に入力された発振器12からの発振波は、ミクサ21の第1の入力端子を通過し、移相手段41を介して発振器11に入力される。そして、移相手段41および移相手段42は発振器11と発振器12とが相互に同期状態となるように設定されているので、発振器11および発振器12は同一の周波数の発振波を出力する。
入力波生成回路51において、発振器11から出力される発振波は移相手段41から出力され、ミクサ21の第1の入力端子に入力される。入力波生成回路52において、発振器12から出力される発振波は移相手段42から出力され、ミクサ21の第2の入力端子に入力される。ミクサ21の2つの入力端子間のアイソレーション量に応じて、ミクサ21においてミクサ21の第1の入力端子に入力された発振器11からの発振波は、ミクサ21の第2の入力端子を通過し、移相手段42を介して発振器12に入力される。同様に、ミクサ21の第2の入力端子に入力された発振器12からの発振波は、ミクサ21の第1の入力端子を通過し、移相手段41を介して発振器11に入力される。そして、移相手段41および移相手段42は発振器11と発振器12とが相互に同期状態となるように設定されているので、発振器11および発振器12は同一の周波数の発振波を出力する。
ミクサ21の出力端子からは、ミクサ21に入力した2つの入力波の周波数の和の周波数の信号と直流が出力される。このうち和の周波数の信号においては、ミクサ21において、異なる2つの発振器11、12から出力された発振波のキャリヤはミクサ21においてコヒーレントに加算され、位相雑音はミクサ21においてインコヒーレントに加算される。すなわち、キャリヤは電圧加算されて6dB増加するのに対して、位相雑音は電力加算されて3dB増加する。従って、位相雑音はキャリヤに対する電力密度比であるため、3dB低減されたことになる。
ミクサ21の出力端子からの出力波は出力回路31を介して分配回路121に入力される。分配回路121への入力波は分配され、帰還回路131、132を介してそれぞれ発振器11、12に注入される。
注入を受けた発振器11、12は、それぞれ帰還回路131、132の遅延量、移相量、出力電力量に応じて、等価的にQ値が向上するため、さらに位相雑音が低減する。
分配回路121からの出力波をミクサ141と発振器151によりダウンコンバートすることで、ミクサ141からの出力波は発振周波数帯域が広くなる。このとき、発振器151の発振周波数は固定または狭帯域で良いため、十分に低位相雑音とすることができ、ミクサ141の出力波の位相雑音に影響を与えない。したがって、低位相雑音かつ広帯域の出力波が得られる。
また、発振器は位相同期をかけても良いことは自明である。
注入を受けた発振器11、12は、それぞれ帰還回路131、132の遅延量、移相量、出力電力量に応じて、等価的にQ値が向上するため、さらに位相雑音が低減する。
分配回路121からの出力波をミクサ141と発振器151によりダウンコンバートすることで、ミクサ141からの出力波は発振周波数帯域が広くなる。このとき、発振器151の発振周波数は固定または狭帯域で良いため、十分に低位相雑音とすることができ、ミクサ141の出力波の位相雑音に影響を与えない。したがって、低位相雑音かつ広帯域の出力波が得られる。
また、発振器は位相同期をかけても良いことは自明である。
この発明の実施の形態6に係る高周波発振源では、この発明の実施の形態4に係る高周波発振源と同様に、2つの発振器11、12に帰還回路131、132を介してそれぞれ注入することで、さらに位相雑音が低減した出力が得られ、また、出力回路31から出力される電力の一部を、ダウンコンバートすることで、広帯域かつ低位相雑音の出力が得られる。
11、12、151 発振器、21、141 ミクサ、31、32 出力回路、41、42 移相手段、51、52 入力波生成回路、61、62 方向性回路、71、72 損失回路、81、82 分周器、91、92 位相比較器、101、102 ループフィルタ、111、112 水晶発振器、121 分配回路、131、132 帰還回路、161、162 伝送線路、171 移相器、181 フィルタ、191 増幅器、201 アイソレータ、211 アッテネータ。
Claims (16)
- 周波数変換器と、
前記周波数変換器の第1の入力端子と第2の入力端子とにそれぞれ接続された第1の入力波生成回路と第2の入力波生成回路と、
前記周波数変換器の出力端子に接続された第1の出力回路と、
を備え、
前記第1の入力波生成回路と前記第2の入力波生成回路とは、それぞれ第1の発振器と第2の発振器とを備え、
前記第2の発振器の発振周波数は、前記第1の発振器の発振周波数と概略同一の周波数または概略高次の周波数であり、
前記第1の入力波生成回路または前記第2の入力波生成回路の少なくとも一方は移相手段または移相制御手段を有したことを特徴とする高周波発振源。 - 周波数変換器と、
前記周波数変換器の第1の入力端子と第2の入力端子とにそれぞれ接続された第1の入力波生成回路と第2の入力波生成回路と、
前記周波数変換器の出力端子に接続された第1の出力回路と、
を備え、
前記第1の入力波生成回路と前記第2の入力波生成回路とは、それぞれ第1の発振器と第2の発振器とを備え、
前記第2の発振器の発振周波数は、前記第1の発振器の発振周波数と概略同一の周波数または概略高次の周波数であり、
前記第1の入力波生成回路または前記第2の入力波生成回路の少なくとも一方は方向性回路を有したことを特徴とする高周波発振源。 - 周波数変換器と、
前記周波数変換器の第1の入力端子と第2の入力端子とにそれぞれ接続された第1の入力波生成回路と第2の入力波生成回路と、
前記周波数変換器の出力端子に接続された第1の出力回路と、
を備え、
前記第1の入力波生成回路と前記第2の入力波生成回路とは、それぞれ第1の発振器と第2の発振器とを備え、
前記第2の発振器の発振周波数は、前記第1の発振器の発振周波数と概略同一の周波数または概略高次の周波数であり、
前記第1の入力波生成回路または前記第2の入力波生成回路の少なくとも一方は損失回路を有したことを特徴とする高周波発振源。 - 前記第1の入力波生成回路または前記第2の入力波生成回路の少なくとも一方は方向性回路を有したことを特徴とする請求項3に記載の高周波発振源。
- 前記第1の入力波生成回路または前記第2の入力波生成回路の少なくとも一方は移相手段または移相制御手段を有したことを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の高周波発振源。
- 前記移相手段または前記移相制御手段は、
前記第1の発振器と前記第2の発振器との間の電気長が前記第1の発振器と前記第2の発振器が相互に同期するよう設定されたことを特徴とする請求項1または5に記載の高周波発振源。 - 前記第1の発振器および前記第2の発振器は、
1つの基準源により同時に位相同期をかけられたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の高周波発振源。 - 前記第1の発振器および前記第2の発振器は、1つの基準源により同時に位相同期をかけられ、
前記第1の発振器と前記第2の発振器との間の電気長が2nπ(但し、nは0または正の整数)であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の高周波発振源。 - 前記第1の発振器および前記第2の発振器はそれぞれ注入端子を有する注入同期発振器であり、
前記第1の出力回路の出力端子に入力端子が接続された第1の分配回路と、
前記第1の分配回路の第1の出力端子に一端が接続され、他端が前記第1の発振器の注入端子に接続された第1の帰還回路と、
前記第1の分配回路の第2の出力端子に一端が接続され、他端が前記第2の発振器の注入端子に接続された第2の帰還回路と、
を備えたことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の高周波発振源。 - 前記第1の出力回路の出力端子に第2の周波数変換回路の第1の入力端子が接続され、
前記第2の周波数変換回路の第2の入力端子に第3の発振器が接続され、
前記第2の周波数変換回路の出力端子に第2の出力回路が接続されたことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の高周波発振源。 - 前記第1の分配回路の第3の出力端子に第2の周波数変換回路の第1の入力端子が接続され、
前記第2の周波数変換回路の第2の入力端子に第3の発振器が接続され、
前記第2の周波数変換回路の出力端子に第2の出力回路が接続されたことを特徴とする請求項9に記載の高周波発振源。 - 前記帰還回路は、遅延回路、増幅回路、移相手段または移相制御手段のうち少なくとも1つを有したことを特徴とする請求項9または11に記載の高周波発振源。
- 前記損失回路は、抵抗またはアッテネータのうち少なくとも1つで構成されたことを特徴とする請求項3乃至12のいずれかに記載の高周波発振源。
- 前記方向性回路は、増幅器、アイソレータまたはサーキュレータのうち少なくとも1つで構成されたことを特徴とする請求項2乃至13のいずれかに記載の高周波発振源。
- 前記移相手段または前記移相制御手段は、伝送線路、移相器、フィルタ、または共振器のうち少なくとも1つで構成されたことを特徴とする請求項1または請求項5乃至14のいずれかに記載の高周波発振源。
- 前記出力回路は、伝送線路、移相器、フィルタ、共振器、増幅器、アイソレータ、サーキュレータ、抵抗、アッテネータ、分周器、逓倍器、注入同期発振器のうち少なくとも1つで構成されたことを特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載の高周波発振源。
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
JP2000183736A (ja) * | 1998-12-21 | 2000-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | 周波数シンセサイザ |
JP2008118532A (ja) * | 2006-11-07 | 2008-05-22 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波発振源 |
JP2009017096A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波発振源 |
JP2009253585A (ja) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波発振装置 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000183736A (ja) * | 1998-12-21 | 2000-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | 周波数シンセサイザ |
JP2008118532A (ja) * | 2006-11-07 | 2008-05-22 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波発振源 |
JP2009017096A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波発振源 |
JP2009253585A (ja) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波発振装置 |
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