JP2016201590A - Oscillator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高周波発振信号を出力する発振器に関する。 The present invention relates to an oscillator that outputs a high-frequency oscillation signal.
従来、スロットライン共振器にガンダイオード等のRF帯負性抵抗素子を装荷することにより構成された発振器が知られている。特許文献1には、円形のスロットラインに複数のガンダイオードを装荷することにより、RF帯発振信号を出力する発振器が記載されている。
Conventionally, an oscillator configured by loading a slot line resonator with an RF band negative resistance element such as a Gunn diode is known.
しかし、従来の発振器においては、複数の発振器が出力する複数の発振信号の電気的な結合関係の構築が考慮されていなかった。したがって、複数の発振信号の間で、発振器に要求される特性に応じた相互作用を生じさせることが困難であった。 However, in the conventional oscillator, the construction of the electrical coupling relationship of the plurality of oscillation signals output from the plurality of oscillators has not been considered. Therefore, it has been difficult to generate an interaction according to the characteristics required for the oscillator among a plurality of oscillation signals.
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、適切な相互作用を生じる複数の発振信号を出力可能な発振器を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to provide an oscillator capable of outputting a plurality of oscillation signals that cause an appropriate interaction.
本発明の第1の態様においては、第1方向に形成された第1スロットライン、及び前記第1方向と直交する第2方向に形成された第2スロットラインを有する直交共振線路と、前記第1スロットライン及び前記第2スロットラインの少なくともいずれかと電磁結合する、第1発振信号を出力する第1発振回路及び第2発振信号を出力する第2発振回路と、を有する発振器を提供する。 In a first aspect of the present invention, an orthogonal resonant line having a first slot line formed in a first direction and a second slot line formed in a second direction orthogonal to the first direction; There is provided an oscillator having a first oscillation circuit that outputs a first oscillation signal and a second oscillation circuit that outputs a second oscillation signal, which are electromagnetically coupled to at least one of one slot line and the second slot line.
前記第1発振回路は、前記第1スロットライン、又は前記第1スロットラインと電磁結合するスロットラインに装荷した第1負性抵抗素子を有し、前記第2発振回路は、前記第2スロットライン、又は前記第2スロットラインと電磁結合するスロットラインに装荷した第2負性抵抗素子を有してもよい。 The first oscillation circuit includes a first negative resistance element loaded on the first slot line or a slot line electromagnetically coupled to the first slot line, and the second oscillation circuit includes the second slot line. Alternatively, a second negative resistance element loaded in a slot line that is electromagnetically coupled to the second slot line may be included.
上記の発振器において、前記第1スロットラインの長さと、前記第2スロットラインの長さとが異なってもよい。また、第1周波数の波長をλ1とした場合に、前記第1スロットラインの長さがλ1/2の奇数倍であり、前記第1周波数と異なる第2周波数の波長をλ2とした場合に、前記第2スロットラインの長さがλ2/2であってもよい。 In the above oscillator, the length of the first slot line may be different from the length of the second slot line. Further, when the wavelength of the first frequency is lambda 1, is an odd multiple length of lambda 1/2 of the first slot line, a wavelength of the second frequency different from the first frequency is lambda 2 If the length of the second slot line may be a lambda 2/2.
また、上記の発振器は、前記第1スロットラインの一端からλ1/2の位置に装荷した第1ダイオードと、前記第1スロットラインの他端からλ1/2の位置に装荷した第2ダイオードと、前記第2スロットラインの一端からλ2/2の位置に装荷した第3ダイオードと、前記第2スロットラインの他端からλ2/2の位置に装荷した第4ダイオードと、を有してもよい。 Further, the above oscillator, the a first diode Loaded from one end of the first slot line to the position of the lambda 1/2, a second diode that is loaded in the other end from the lambda 1/2 position of the first slot line When, a third diode which is loaded in from one end of the lambda 2/2 position of the second slot line, and a fourth diode which is loaded in from the other end of the lambda 2/2 position of the second slot line, the May be.
前記第1スロットラインと前記第2スロットラインとが、前記第1ダイオードと前記第2ダイオードとの中間の位置、及び前記第3ダイオードと前記第4ダイオードとの中間の位置において交差してもよい。 The first slot line and the second slot line may intersect at an intermediate position between the first diode and the second diode and an intermediate position between the third diode and the fourth diode. .
また、前記第1スロットラインと前記第2スロットラインとの交点から前記第1ダイオード及び前記第3ダイオードまでの距離が第1の距離であり、前記第1スロットラインと前記第2スロットラインとの交点から前記第2ダイオード及び前記第4ダイオードまでの距離が前記第1の距離と異なる第2の距離であってもよい。 The distance from the intersection of the first slot line and the second slot line to the first diode and the third diode is a first distance, and the first slot line and the second slot line A distance from an intersection point to the second diode and the fourth diode may be a second distance different from the first distance.
上記の発振器は、前記第1スロットラインの裏面に設けられたマイクロストリップラインをさらに有し、前記第2スロットラインは、夫々が同じ方向に設けられ、夫々に負性抵抗素子を装荷した複数のスロットラインを有し、前記第1スロットラインは、前記複数のスロットラインの間に設けられていてもよい。 The oscillator further includes a microstrip line provided on a back surface of the first slot line, and each of the second slot lines is provided in the same direction, and each of the plurality of negative resistance elements loaded thereon. There may be a slot line, and the first slot line may be provided between the plurality of slot lines.
上記の発振器は、前記第1スロットラインと前記第2スロットラインとが交差する位置に設けられた乗算回路をさらに有してもよい。 The oscillator may further include a multiplication circuit provided at a position where the first slot line and the second slot line intersect.
上記の発振器は、前記第1スロットラインの両側に、夫々に負性抵抗素子を装荷し、かつ前記第2方向に形成された複数の前記第2スロットラインをさらに有してもよい。 The oscillator may further include a plurality of second slot lines that are loaded with negative resistance elements on both sides of the first slot line and that are formed in the second direction.
上記の発振器は、前記第1スロットライン及び前記第2スロットライン、並びに前記第1発振回路及び前記第2発振回路と電磁結合する乗算回路をさらに有し、前記第1発振回路及び前記第2発振回路は、前記乗算回路に印加される電圧に基づく位相差を有する前記第1発振信号及び前記第2発振信号を出力してもよい。 The oscillator further includes a multiplication circuit that electromagnetically couples the first slot line and the second slot line, and the first oscillation circuit and the second oscillation circuit, and the first oscillation circuit and the second oscillation circuit The circuit may output the first oscillation signal and the second oscillation signal having a phase difference based on a voltage applied to the multiplication circuit.
本発明によれば、適切な相互作用を生じる複数の発振信号を出力できるという効果を奏する。また、本発明によれば、簡易な構造によりミリ波帯・短ミリ波帯等の発振信号を出力可能な低コストの発振器を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to output a plurality of oscillation signals that cause an appropriate interaction. In addition, according to the present invention, it is possible to realize a low-cost oscillator that can output an oscillation signal in a millimeter wave band, a short millimeter wave band, or the like with a simple structure.
<発明の概要>
図1は、本発明に係る直交スロット共振線路の例を示す図である。
図1(a)は、周波数f0の発振信号の半波長分の長さの複数のスロットラインが、夫々の中央位置において互いに直交して結合している直接結合直交共振線路である。図1(a)に示す構成においては、周波数f0において、水平方向のスロットラインにおける発振信号と、垂直方向のスロットラインにおける発振信号とは、互いに独立しており、結合していない。
<Outline of the invention>
FIG. 1 is a diagram showing an example of an orthogonal slot resonance line according to the present invention.
FIG. 1A shows a direct-coupled orthogonal resonance line in which a plurality of slot lines each having a length corresponding to a half wavelength of an oscillation signal having a frequency f 0 are orthogonally coupled to each other at each central position. In the configuration shown in FIG. 1A, at the frequency f 0 , the oscillation signal in the horizontal slot line and the oscillation signal in the vertical slot line are independent from each other and are not coupled.
図1(b)は、周波数f0の発振信号の1波長分の長さの複数のスロットラインが、夫々の中央位置において互いに直交して結合している直接結合直交共振線路である。図1(b)に示す構成においては、周波数f0において、水平方向のスロットラインにおける発振信号と、垂直方向のスロットラインにおける発振信号とは、相互同期結合する。 FIG. 1B shows a direct-coupled orthogonal resonance line in which a plurality of slot lines each having a length corresponding to one wavelength of the oscillation signal having the frequency f 0 are coupled orthogonally to each other at the center position. In the structure shown in FIG. 1 (b), in the frequency f 0, and the oscillation signal in the horizontal direction of the slot line and the oscillation signal in the vertical direction of the slot line to mutual coupling.
図1(c)は、周波数f0の発振信号の半波長分の長さの複数のスロットラインが、夫々の中央位置以外の位置において互いに直交して結合している直接結合直交共振線路である。図1(c)に示す構成においては、周波数f0において、水平方向のスロットラインにおける発振信号と、垂直方向のスロットラインにおける発振信号とは、相互同期結合する。 FIG. 1C shows a directly coupled orthogonal resonance line in which a plurality of slot lines each having a length corresponding to a half wavelength of an oscillation signal having a frequency f 0 are coupled orthogonally to each other at a position other than the center position. . In the structure shown in FIG. 1 (c), at a frequency f 0, and the oscillation signal in the horizontal direction of the slot line and the oscillation signal in the vertical direction of the slot line to mutual coupling.
図1(d)は、周波数fVの発振信号の半波長分の長さの第1スロットラインと、周波数fHの発振信号の半波長分の長さの第2スロットラインとが、夫々の中央位置において互いに直交して結合している直接結合直交共振線路である。図1(d)に示す構成においては、周波数fV及び周波数fHにおいて、第1スロットラインにおける周波数fVの発振信号と、第2スロットラインにおける周波数fHの発振信号とは、互いに結合しない。 FIG. 1 (d) first and slot line of the half wavelength of the length of the oscillation signal of the frequency f V, and the second slot line of the half wavelength of the length of the oscillation signal of the frequency f H, the respective It is a directly coupled orthogonal resonance line that is coupled orthogonally to each other at the center position. In the structure shown in FIG. 1 (d), at a frequency f V and the frequency f H, the oscillation signal of the frequency f V in the first slot line, the oscillation signal of the frequency f H of the second slot line, not linked to each other .
図1(a)〜図1(d)の共振線路で複数の発振器を結合することにより、水平方向の発振信号と垂直方向の発振信号とが互いに独立した、2出力の発振信号を出力する発振器を実現することができる。また、水平方向の発振信号と垂直方向の発振信号とを相互同期させた発振器、及び水平方向の発振信号と垂直方向の発振信号との間の位相差を制御可能な位相差可変発振器を実現することもできる。さらに、複数の位相差可変発振器により構成される位相差可変発振アレーを実現することもできる。 An oscillator that outputs a two-output oscillation signal in which a horizontal oscillation signal and a vertical oscillation signal are independent from each other by coupling a plurality of oscillators with the resonance lines of FIGS. 1 (a) to 1 (d). Can be realized. Also, an oscillator that mutually synchronizes a horizontal oscillation signal and a vertical oscillation signal, and a variable phase difference oscillator that can control the phase difference between the horizontal oscillation signal and the vertical oscillation signal are realized. You can also. Furthermore, a variable phase difference oscillation array including a plurality of variable phase difference oscillators can be realized.
図1(e)は、周波数f0の発振信号の1波長分の長さの第1スロットラインと、第1スロットラインの両側に、互いに離間して設けられた、周波数f0の発振信号の1波長分の長さの2つの第2スロットラインとを有する電磁結合直交共振線路である。図1(e)に示す構成においては、周波数f0において、左右の回路が互いに逆の位相で結合する。なお、第1スロットライン及び第2スロットラインの長さは、半波長分であってもよい。
FIG. 1 (e)
図1(f)は、周波数f0の発振信号の1波長分の長さの第1スロットライン、及び第1スロットラインの両側に互いに離間して設けられた、周波数f0の発振信号の1波長分の長さの第2スロットラインの複数のペアを有する電磁結合直交共振線路である。図1(f)に示す構成においては、周波数f0において、左右の回路が互いに逆の位相で結合し、上下の回路で互いに同じ位相で結合する。なお、第1スロットライン及び第2スロットラインの長さは、半波長分であってもよい。 FIG. 1 (f) one wavelength long first slot line of the oscillation signal of the frequency f 0, and spaced from each other on both sides of the first slot line, the first oscillation signal of a frequency f 0 This is an electromagnetically coupled orthogonal resonance line having a plurality of pairs of second slot lines each having a length corresponding to the wavelength. In the structure shown in FIG. 1 (f), at a frequency f 0, the circuit of the left and right are bonded in the opposite phases to each other, they bind the same phase with each other in the circuit of the vertical. Note that the lengths of the first slot line and the second slot line may be half a wavelength.
図1(e)及び図1(f)の共振線路で複数の発振器を結合することにより、Push−Push発振器、及びマルチポート二次元相互同期発振器を実現できる。また、RF信号処理回路、電圧制御発振器(VCO)、直交偏波を切り替えるためのDPDT(Double Pole Double Throw)スイッチ機能等を実現することもできる。 A Push-Push oscillator and a multi-port two-dimensional cross-synchronized oscillator can be realized by coupling a plurality of oscillators with the resonant lines shown in FIGS. In addition, an RF signal processing circuit, a voltage controlled oscillator (VCO), a DPDT (Double Pole Double Throw) switch function for switching orthogonal polarization, and the like can be realized.
<第1の実施形態>
図2は、第1の実施形態に係る発振器1の構成を示す図である。図2(a)に示す発振器1は、基板上に形成された、スロットライン11(11a,11b,11c)と、スロットライン12(12a,12b,12c)と、スロットライン13(13a,13b)と、スロットライン14(14a,14b)と、上記の基板上に設けられたダイオード15(15a,15b)と、ダイオード16(16a,16b)とを有する。
<First Embodiment>
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the
スロットライン11は、第1方向に形成されている。スロットライン11a及びスロットライン11cは、スロットライン11bの両側に形成されており、夫々が、スロットライン11bと電磁結合する。スロットライン11a及びスロットライン11cの長さは、第1方向における発振信号の周波数fVの1波長(λV)に等しい。また、スロットライン11bの長さは、第1方向における発振信号の周波数fVの半波長(λV/2)に等しい。
The slot line 11 is formed in the first direction. The
スロットライン12は、第1方向と直交する第2方向に形成されている。スロットライン12a及びスロットライン12cは、スロットライン12bの両側に形成されており、夫々が、スロットライン12bと電磁結合する。スロットライン12a及びスロットライン12cの長さは、スロットライン11a及びスロットライン11cの長さと異なっており、第2方向における発振信号の周波数fHの1波長(λH)に等しい。また、スロットライン12bの長さは、スロットライン11bの長さと異なっており、第2方向における発振信号の周波数fHの半波長(λH/2)に等しい。
The slot line 12 is formed in a second direction orthogonal to the first direction. The
スロットライン11bとスロットライン12bとは、図1(a)に示したように、夫々の中央位置において互いに交差しており、直接結合直交共振線路として機能する。
As shown in FIG. 1A, the
スロットライン13a及びスロットライン13bは、スロットライン11aとスロットライン12aとを結合するスロットラインである。また、スロットライン14a及びスロットライン14bは、スロットライン11cとスロットライン12cとを結合するスロットラインである。
The
ダイオード15a、ダイオード15b、ダイオード16a及びダイオード16bは、例えば、負性抵抗素子としてのガンダイオードである。ダイオード15aは、スロットライン11aの中央位置を交差するように装荷されており、ダイオード16aは、スロットライン12aの中央位置を交差するように装荷されている。ダイオード15a及びダイオード16aは、スロットライン13aとスロットライン13bとの間の領域にバイアス電圧が印加されることにより発振を開始する発振回路を構成する。
The
同様に、ダイオード15bは、スロットライン11cの中央位置を交差するように設けられており、ダイオード16bは、スロットライン12cの中央位置を交差するように設けられている。ダイオード15b及びダイオード16bは、スロットライン14aとスロットライン14bとの間の領域にバイアス電圧が印加されることにより発振を開始する発振回路を構成する。
Similarly, the
上記の通り、スロットライン11b及びスロットライン12bが図1(a)あるいは同図(d)の直接結合直交共振線路として機能するので、ダイオード15a及びダイオード15bによる周波数fVの発振信号と、ダイオード16a及びダイオード16bによる周波数fHの発振信号とは、互いに結合することなく、独立して非同期で発振する。したがって、発振器1は、コンパクトで簡易な構成により、異なる周波数の複数の非同期発振信号を出力することができる。
As described above, since the
図2(b)は、図2(a)に示した発振器1をさらにコンパクトにした発振器1’の構成を示す図である。発振器1’においては、第1方向に、スロットライン11の代わりにスロットライン17が形成されており、第2方向に、スロットライン12の代わりにスロットライン18が形成されている。スロットライン17の長さは、周波数fVの1.5波長(3λV/2)に等しい。スロットライン18の長さは、周波数fHの1.5波長(3λH/2)に等しい。スロットライン17及びスロットライン18は、夫々の中央位置において互いに直交している。
FIG. 2B is a diagram showing a configuration of an
ダイオード15a及びダイオード15bは、スロットライン17の夫々の両端からλH/2の位置に装荷されている。また、ダイオード16a及びダイオード16bは、スロットライン18の夫々の両端からλV/2の位置に装荷されている。スロットライン17及びスロットライン18は、ダイオード15及びダイオード16が設けられた位置よりも端部に近い位置において、スロットライン13a及びスロットライン14aにより接続されている。このような構成を有する発振器1’も、発振器1と同様に、異なる周波数の複数の非同期発振信号を出力することができる。
The
<第2の実施形態>
図3は、第2の実施形態に係る発振器2の構成を示す図である。発振器2は、図2(b)に示した発振器1’と同等の構成要素を有するが、スロットライン17とスロットライン18とが、同じ長さであるとともに、夫々の中央位置と異なる位置kにおいて直交している点で、図2(b)に示した発振器1’と異なる。
<Second Embodiment>
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the
具体的には、ダイオード15aと位置kとの距離及びダイオード16aと位置kとの距離はm1であり、ダイオード15bと位置kとの距離及びダイオード16bと位置kとの距離はm2である。図3においては、m1<m2となっている。この場合、ダイオード15により発生する第1方向における第1発振信号と、ダイオード16により発生する第2方向における第2発振信号とが同期する。そして、第1発振信号の周波数及び位相が、第2発振信号の周波数及び位相と同一になる。このように、発振器2は、互いに同期した、同一周波数及び同一位相の複数の発振信号を出力することができる。
Specifically, the distance between the
<第3の実施形態>
図4は、第3の実施形態に係る発振器3の構成を示す図である。発振器3は、マトリクス状に配置された4つの発振器2(2a,2b,2c,2d)を有する。夫々の発振器2は、同一の周波数の複数の発振信号を出力する。
<Third Embodiment>
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the
発振器2aのスロットライン17と発振器2bのスロットライン17とは互いに電磁結合し、発振器2bのスロットライン18と発振器2cのスロットライン18とは互いに電磁結合し、発振器2cのスロットライン17と発振器2dのスロットライン17とは互いに電磁結合し、発振器2dのスロットライン18と発振器2aのスロットライン18とは互いに電磁結合する。その結果、4つの発振器2が出力する全ての発振信号が互いに同期するので、発振器3は、二次元相互同期発振アレーとして機能する。発振器3にアンテナを接続すれば、相互同期した高周波信号の送信モジュールを構成することができる。
The
<第4の実施形態>
図5は、第4の実施形態に係る発振器4の構成を示す図である。発振器4は、第1方向に形成されたスロットライン41と、スロットライン41が形成された基板の裏側に形成されたマイクロストリップライン42と、スロットライン41の両側に形成されたスロットライン43a及びスロットライン43bを有する。スロットライン43a及びスロットライン43bには、夫々ダイオード44a及びダイオード44bが設けられている。スロットライン41、スロットライン43a及びスロットライン43bの長さは、ダイオード44a及びダイオード44bにバイアス電圧が印加されることにより発生する発振信号の波長に等しい。
<Fourth Embodiment>
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the oscillator 4 according to the fourth embodiment. The oscillator 4 includes a
スロットライン41及びスロットライン43は、図1(e)に示した構成を有するので、発振信号の周波数f0において、ダイオード44aによる発振信号と、ダイオード44bによる発振信号とが、互いに逆位相で結合し、これらの発振信号の2倍波は同相になる。そして、スロットライン43a及びスロットライン43bを結ぶ直線とスロットライン41との交点において、同相の2倍波電流を励起する。その結果、マイクロストリップライン42には、周波数2f0の発振信号が発生し、発振器4は、Push−Push発振器として機能する。
<第5の実施形態>
図6(a)は、第5の実施形態に係る発振器5の構成を示す図である。発振器5は、図2(a)に示した発振器1におけるスロットライン11bとスロットライン12bとが直交する位置に、RF乗算器51が設けられている点で、発振器1と異なる。
<Fifth Embodiment>
FIG. 6A is a diagram illustrating a configuration of the oscillator 5 according to the fifth embodiment. The oscillator 5 is different from the
図6(b)は、乗算器51の構成を示す図である。乗算器51は、スロットライン11b及びスロットライン12bに結合された微小な円形状のスロットライン52と、スロットライン11bとスロットライン12bとの間の位置において、スロットライン52と交差するように設けられた複数の非線形ダイオード53(53a,53b,53c,53d)を有する。
FIG. 6B is a diagram illustrating the configuration of the
乗算器51は、スロットライン52の内側に印加される制御電圧に応じて、ダイオード15aが発生する発振信号とダイオード16aが発生する発振信号との間の位相差、及びダイオード15bが発生する発振信号とダイオード16bが発生する発振信号との間の位相差を調整することができる。
The
図6(c)は、発振器5に複数の平面アレーアンテナ54(54a,54b,54c,54d)を接続することにより構成される直交偏波切替機能モジュール50の構成を示す図である。乗算器51のスロットライン52の内側に閾値電圧以上の制御電圧が印加されるスイッチングモードにおいて、乗算器51に印加される制御電圧が正の値であるか負の値であるかに基づいて、発振器5は、直交直線偏波角θ=±45度を切り替えることができる。例えば、制御電圧が正の値である場合、乗算器51においては、非線形ダイオード53a及び非線形ダイオード53cが短絡状態になる。この場合、ダイオード15aによる発振信号とダイオード16bによる発振信号とが結合し、ダイオード15bによる発振信号とダイオード16aによる発振信号とが結合するので、θ=+45度の直線偏波となる。
FIG. 6C is a diagram showing a configuration of the orthogonal polarization switching
制御電圧が負の値である場合、乗算器51においては、非線形ダイオード53b及び非線形ダイオード53dが短絡状態になる。この場合、ダイオード15aによる発振信号とダイオード16aによる発振信号とが結合し、ダイオード15bによる発振信号とダイオード16bによる発振信号とが結合するので、θ=−45度の直線偏波となる。
When the control voltage is a negative value, in the
乗算器51に閾値電圧未満の制御電圧(例えば±0.1Vの範囲で変化する電圧)が印加される非線形乗算モードにおいて、制御電圧に基づいて直交円偏波を切り替えることができる。具体的には、制御電圧を+0.1Vにすると、ダイオード15aによる発振信号及びダイオード15bによる発振信号と、ダイオード16aによる発振信号及びダイオード16bによる発振信号との間の位相差が+π/2になり、制御電圧を−0.1Vにすると、ダイオード15aによる発振信号及びダイオード15bによる発振信号と、ダイオード16aによる発振信号及びダイオード16bによる発振信号との間の位相差が−π/2になる。その結果、直交偏波切替機能モジュール50は、制御電圧が+0.1Vであるか−0.1Vであるかに基づいて、直交円偏波の右旋・左旋を切り替えることができる。
In the non-linear multiplication mode in which a control voltage lower than the threshold voltage (for example, a voltage that changes in a range of ± 0.1 V) is applied to the
<第6の実施形態>
図7は、第6の実施形態に係る発振器6の構成を示す図である。発振器6は、第1方向に形成されたスロットライン60と、夫々が第2方向に形成された複数のスロットラインを有する、複数の発振回路61(61a,61b,61c,61d)とを有する。スロットライン60の長さは、発振回路61が出力する発振信号の波長と等しい。発振回路61は、スロットライン62と、スロットライン63と、スロットライン64と、スロットライン65と、ダイオード66と、ダイオード67とを有する。
<Sixth Embodiment>
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the oscillator 6 according to the sixth embodiment. The oscillator 6 includes a
スロットライン62及びスロットライン63の長さは、発振回路61が出力する発振信号の波長と等しい。スロットライン64及びスロットライン65は、スロットライン62とスロットライン63とを結合する。ダイオード66は、スロットライン62の中央位置においてスロットライン62と交差するように装荷されており、ダイオード67は、スロットライン63の中央位置においてスロットライン63と交差するように装荷されている。発振回路61は、スロットライン64とスロットライン65とで囲まれた領域にバイアス電圧を印加することにより、発振信号を出力する。図7における破線の矢印は、発振信号により生じる電界が最大になる位置を示している。
The lengths of the
ここで、発振回路61aと発振回路61b、及び発振回路61cと発振回路61dは、スロットライン60を介した電磁結合により相互同期する。したがって、発振器6は、マルチポート相互同期発振器として機能する。
Here, the
<第7の実施形態>
図8は、第7の実施形態に係る発振アレー7の構成を示す図である。発振アレー7は、複数の共振器70(70a,70b,70c)と、複数の共振器70の夫々と電磁結合する複数の乗算器72(72a,72b,72c)と、複数の乗算器72と電磁結合する複数のスロットライン73(73a,73b,73c,73d)と、複数の共振器70と電磁結合する複数のスロットライン74(74a,74b,74c,74d)と、複数のスロットライン73に装荷された複数のダイオード75(75a,75b,75c,75d)と、複数のスロットライン74に設けられた複数のダイオード76(76a,76b,76c,76d)と、を有する。
<Seventh Embodiment>
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the oscillation array 7 according to the seventh embodiment. The oscillation array 7 includes a plurality of resonators 70 (70a, 70b, 70c), a plurality of multipliers 72 (72a, 72b, 72c) electromagnetically coupled to each of the plurality of resonators 70, a plurality of multipliers 72, A plurality of slot lines 73 (73a, 73b, 73c, 73d) to be electromagnetically coupled, a plurality of slot lines 74 (74a, 74b, 74c, 74d) to be electromagnetically coupled to the plurality of resonators 70, and a plurality of slot lines 73 A plurality of diodes 75 (75a, 75b, 75c, 75d) loaded and a plurality of diodes 76 (76a, 76b, 76c, 76d) provided in the plurality of slot lines 74 are included.
夫々の共振器70は、互いに直交するスロットライン71a及びスロットライン71bを有している。スロットライン71aと電磁結合するスロットライン73に装荷されたダイオード75及びスロットライン74に装荷されたダイオード76に基づく発振信号と、スロットライン71bと電磁結合するスロットライン73に装荷されたダイオード75及びスロットライン74に装荷されたダイオード76に基づく発振信号とは、互いに非干渉となる。
Each resonator 70 has a
乗算器72は、図6(b)に示した乗算器51と同様に、周長が波長に比べて微小な円形状のスロットラインと、当該スロットラインに設けられた4つの非線形ダイオードを有する。発振アレー7は、乗算器72が有するスロットラインの内側に印加される制御電圧に応じて、スロットライン71aと電磁結合するスロットライン73に装荷したダイオード75及びスロットライン74に装荷したダイオード76に基づくダイオード75及びダイオード76に基づく発振信号の位相と、スロットライン71bと電磁結合するスロットライン73に装荷したダイオード75及びスロットライン74に装荷したダイオード76に基づく発振信号の位相との関係を制御することができる。
Similarly to the
具体的には、ダイオード75aに基づく発振信号は、スロットライン71aを介して、ダイオード76aに基づく発振信号と結合し、ダイオード75bに基づく発振信号は、スロットライン71bを介して、ダイオード76bに基づく発振信号と結合する。また、ダイオード75bに基づく発振信号とダイオード76aに基づく発振信号との間には、位相差Δθが生じる。位相差Δθの大きさは、乗算器72に印加される制御電圧に基づいて定められる。
Specifically, the oscillation signal based on the
同様に、ダイオード75bに基づく発振信号とダイオード75cに基づく発振信号との間には、乗算器72bに印加される制御電圧に基づいて定められる位相差が生じる。また、ダイオード75cに基づく発振信号とダイオード75dに基づく発振信号との間には、乗算器72cに印加される制御電圧に基づいて定められる位相差が生じる。このように、発振アレー7は、夫々の位相差を制御可能な複数の発振信号を出力するビームスキャン発振アレーとして機能する。
Similarly, a phase difference determined based on a control voltage applied to the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。例えば、負性抵抗素子として説明に用いたガンダイオードの代わりに、HEMTなどの三端子素子を用いた負性抵抗回路・ICを用いてもよい。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above embodiment. For example, instead of the Gunn diode used in the description as the negative resistance element, a negative resistance circuit / IC using a three-terminal element such as HEMT may be used. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
1、2、3、4、5、6・・・発振器
7・・・発振アレー
11、12、13、14、17、18・・・スロットライン
15、16・・・ダイオード
41、43・・・スロットライン
42・・・マイクロストリップライン
44・・・ダイオード
50・・・直交偏波切替機能モジュール
51・・・乗算器
52・・・スロットライン
53・・・非線形ダイオード
54・・・平面アレーアンテナ
60・・・スロットライン
61・・・発振回路
62、63、64、65・・・スロットライン
66、67・・・ダイオード
70・・・共振器
72・・・乗算器
71、73、74・・・スロットライン
75、76・・・ダイオード
1, 2, 3, 4, 5, 6 ... oscillator 7 ...
Claims (11)
前記第1スロットライン及び前記第2スロットラインの少なくともいずれかと電磁結合する、第1発振信号を出力する第1発振回路及び第2発振信号を出力する第2発振回路と、
を有する発振器。 An orthogonal resonant line having a first slot line formed in a first direction and a second slot line formed in a second direction orthogonal to the first direction;
A first oscillation circuit that outputs a first oscillation signal and a second oscillation circuit that outputs a second oscillation signal, which are electromagnetically coupled to at least one of the first slot line and the second slot line;
Having an oscillator.
前記第2発振回路は、前記第2スロットライン、又は前記第2スロットラインと電磁結合するスロットラインに装荷した第2負性抵抗素子を有する、
請求項1に記載の発振器。 The first oscillation circuit includes a first negative resistance element loaded on the first slot line or a slot line electromagnetically coupled to the first slot line,
The second oscillation circuit includes a second negative resistance element loaded on the second slot line or a slot line electromagnetically coupled to the second slot line.
The oscillator according to claim 1.
請求項1又は2に記載の発振器。 A length of the first slot line is different from a length of the second slot line;
The oscillator according to claim 1 or 2.
前記第1周波数と異なる第2周波数の波長をλ2とした場合に、前記第2スロットラインの長さがλ2/2である、
請求項3に記載の発振器。 When the wavelength of the first frequency is λ 1 , the length of the first slot line is an odd multiple of λ 1/2 ,
The wavelength of the second frequency different from the first frequency when the lambda 2, the length of the second slot line is lambda 2/2,
The oscillator according to claim 3.
前記第1スロットラインの他端からλ1/2の位置に装荷した第2ダイオードと、
前記第2スロットラインの一端からλ2/2の位置に装荷した第3ダイオードと、
前記第2スロットラインの他端からλ2/2の位置に装荷した第4ダイオードと、
を有する、
請求項4に記載の発振器。 A first diode loaded at a position of λ 1/2 from one end of the first slot line;
A second diode loaded at a position of λ 1/2 from the other end of the first slot line;
A third diode which is loaded in the position of the lambda 2/2 from one end of the second slot line,
A fourth diode which is loaded in the position of the lambda 2/2 from the other end of the second slot line,
Having
The oscillator according to claim 4.
請求項5に記載の発振器。 The first slot line and the second slot line intersect at an intermediate position between the first diode and the second diode and an intermediate position between the third diode and the fourth diode;
The oscillator according to claim 5.
請求項5に記載の発振器。 The distance from the intersection of the first slot line and the second slot line to the first diode and the third diode is a first distance, and from the intersection of the first slot line and the second slot line. A distance to the second diode and the fourth diode is a second distance different from the first distance;
The oscillator according to claim 5.
前記第2スロットラインは、夫々が同じ方向に設けられ、夫々に負性抵抗素子を装荷した複数のスロットラインを有し、
前記第1スロットラインは、前記複数のスロットラインの間に設けられている、
請求項1に記載の発振器。 A microstrip line provided on the back surface of the first slot line;
The second slot line has a plurality of slot lines each provided in the same direction, each loaded with a negative resistance element,
The first slot line is provided between the plurality of slot lines.
The oscillator according to claim 1.
請求項1に記載の発振器。 A multiplier circuit provided at a position where the first slot line and the second slot line intersect;
The oscillator according to claim 1.
請求項1に記載の発振器。 A plurality of second slot lines each having a negative resistance element loaded on both sides of the first slot line and formed in the second direction;
The oscillator according to claim 1.
前記第1発振回路及び前記第2発振回路は、前記乗算回路に印加される電圧に基づく位相差を有する前記第1発振信号及び前記第2発振信号を出力する、
請求項1に記載の発振器。 A multiplier circuit that electromagnetically couples to the first slot line and the second slot line, and the first oscillation circuit and the second oscillation circuit;
The first oscillation circuit and the second oscillation circuit output the first oscillation signal and the second oscillation signal having a phase difference based on a voltage applied to the multiplication circuit,
The oscillator according to claim 1.
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