JP2019022191A - Ac generating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、交流発生装置に関するものである。 The present invention relates to an AC generator.
近年、高周波技術の進歩により、周波数が30GHz〜300GHzのミリ波や、テラヘルツ波の利用が盛んになってきている。高周波を利用してレーダーやセンサを動作させるためには、位相の制御が必要になるが、位相の制御は利用周波数が増加するに従って難しくなる。 In recent years, with the advancement of high-frequency technology, the use of millimeter waves having a frequency of 30 GHz to 300 GHz and terahertz waves has become active. In order to operate a radar or a sensor using a high frequency, it is necessary to control the phase, but the control of the phase becomes difficult as the frequency of use increases.
例えば、複数のアンテナと、各アンテナに1つずつ取り付けられてアンテナから発信される電磁波の位相を制御する移相器とを備えるフェーズドアレイレーダーが提案されているが、一般に高周波電磁波の位相を制御できる移相器は大型であり、高価でもある。 For example, a phased array radar has been proposed that includes a plurality of antennas and a phase shifter that is attached to each antenna and controls the phase of an electromagnetic wave transmitted from the antenna. In general, the phase of a high-frequency electromagnetic wave is controlled. The possible phase shifters are large and expensive.
他に位相を制御する方法としては、マスターとなる高周波発振器からの高周波電流を、マスターとは別のスレーブとなる高周波発振器に注入するマスタースレーブ方式によって位相を制御する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 As another method for controlling the phase, a method of controlling the phase by a master-slave method in which a high-frequency current from a high-frequency oscillator serving as a master is injected into a high-frequency oscillator serving as a slave different from the master has been proposed (for example, , See Patent Document 1).
この方法では、スレーブはマスターと同期して、一定の周波数で発振するようになる。そして、これらが同期する前の周波数差は、位相差として現れる。また、一般に高周波発振器は電圧等の外力によって発振周波数を変化させることができる。そのため、同期状態のもと、スレーブに印加する電圧等を変化させた場合、周波数はマスターとの同期により固定されているため変化せず、位相のみが変化する。したがって、スレーブに印加する電圧等を変化させることにより、スレーブの位相を制御することができる。 In this method, the slave oscillates at a constant frequency in synchronization with the master. And the frequency difference before these synchronize appears as a phase difference. In general, a high frequency oscillator can change an oscillation frequency by an external force such as a voltage. Therefore, when the voltage or the like applied to the slave is changed in a synchronized state, the frequency is fixed because of synchronization with the master, and only the phase changes. Therefore, the phase of the slave can be controlled by changing the voltage applied to the slave.
しかしながら、特許文献1のように、抵抗器、コイル、コンデンサ等を備える一般的な高周波発振器をスレーブとして用いる場合、スレーブの位相を、例えば−π/2〜π/2の範囲でしか制御できない。フェーズドアレイレーダー等では、例えば−π〜πの範囲での位相制御が求められるため、スレーブの位相をより広い範囲で制御する必要がある。
However, when a general high-frequency oscillator including a resistor, a coil, a capacitor, and the like is used as a slave as in
また、低い周波数で発振する発振器を用いてもマスタースレーブ方式で位相を制御することが可能であり、この場合にもスレーブの位相をより広い範囲で制御できることが望ましい。 Even if an oscillator that oscillates at a low frequency is used, the phase can be controlled by the master-slave method. In this case, it is desirable that the phase of the slave can be controlled in a wider range.
本発明は上記点に鑑みて、スレーブの位相をより広い範囲で制御できる交流発生装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an AC generator which can control the phase of a slave in a wider range.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、交流電流を出力する発振器(1)と、電気的エネルギーを交流電力に変換する磁性発振素子(2)と、発振器および磁性発振素子を電気的または磁気的に接続する接続部(3)と、交流電力の位相を制御する第1位相制御部(7)と、第1位相制御部とは異なる方法で交流電力の位相を制御する第2位相制御部(6)と、を備え、発振器と磁性発振素子とを同期させる。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an oscillator (1) that outputs an alternating current, a magnetic oscillation element (2) that converts electrical energy into alternating current power, an oscillator and a magnetic oscillation element are provided. A connection unit (3) that is electrically or magnetically connected, a first phase control unit (7) that controls the phase of the AC power, and a first phase control unit that controls the phase of the AC power in a different manner from the first phase control unit. And a two-phase control unit (6) for synchronizing the oscillator and the magnetic oscillation element.
これによれば、スレーブとして磁性発振素子(STO:Spin Torque Oscillator)を用い、さらに、磁性発振素子が発生させる交流電力の位相を制御する第1位相制御部および第2位相制御部を備えているので、スレーブの位相をより広い範囲で制御することができる。 According to this, a magnetic oscillation element (STO: Spin Torque Oscillator) is used as a slave, and further provided with a first phase control unit and a second phase control unit that control the phase of AC power generated by the magnetic oscillation element. Therefore, the slave phase can be controlled in a wider range.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows an example of a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.
(第1実施形態)
第1実施形態について説明する。まず、図1を参照して、本実施形態の交流発生装置の全体構成について説明する。図1に示すように、本実施形態の交流発生装置100は、発振器1と、STO2と、接続部3と、電源4と、制御部5と、制御部6と、位相制御部7とを備えている。
(First embodiment)
A first embodiment will be described. First, with reference to FIG. 1, the whole structure of the alternating current generator of this embodiment is demonstrated. As shown in FIG. 1, the
発振器1は、電源4から制御部5を介して供給される直流電流・電圧を交流電流に変換して出力する装置である。STO2は、供給された電気的エネルギーを交流電力に変換するものであり、複数の膜が積層されて構成されている。STO2の詳細については後述する。
The
発振器1が出力する交流電流、STO2が出力する交流電力は、例えば10kHz以上の高周波電流、高周波電力とされる。ここでは、発振器1が高周波電流を出力し、STO2が高周波電力を出力する場合について説明する。
The alternating current output from the
接続部3は、発振器1とSTO2とを電気的に接続するものであり、配線31を備えている。STO2は、後述する下部電極21および上部電極27において、配線31を介して発振器1に接続されており、発振器1が出力する高周波電流は、配線31およびSTO2を流れる。
The
電源4は、制御部5、制御部6、後述する制御部71を介して発振器1、STO2、後述する配線72に直流電流・電圧を供給するものである。制御部5は、周波数制御部に相当し、電源4から発振器1に供給される直流電流・電圧の大きさを変化させることにより、発振器1が出力する高周波電流の周波数を調整する。
The
制御部6は、電源4から供給された直流電流・電圧の大きさを調整してSTO2に供給する。STO2は、後述する下部電極21および上部電極27において、発振器1に接続されるとともに制御部6に接続されており、本実施形態では、制御部6からSTO2に供給される電流は、下部電極21から上部電極27の向きに流れる。
The
また、制御部6は、周波数制御部に相当し、STO2に供給する直流電流・電圧の大きさを変化させることにより、STO2が発生させる高周波電力の周波数を調整する。本実施形態では、制御部5、制御部6は、発振器1とSTO2とが同期するように、発振器1が出力する高周波電流とSTO2が発生させる高周波電力の周波数を調整する。
The
また、制御部6は、第2位相制御部に相当し、STO2に供給する直流電流・電圧の大きさを変化させることにより、STO2が発生させる高周波電力の位相を変化させる。
The
位相制御部7は、STO2が発生させる高周波電力の位相を制御するものであり、第1位相制御部に相当する。位相制御部7は、制御部71と、配線72とを備えており、制御部71は、電源4から供給された直流電流・電圧の大きさを調整して配線72に供給する。配線72はSTO2の周囲に配置されており、配線72に電流が流れることにより、STO2を構成する複数の膜の積層方向にSTO2を通る磁界が発生する。本実施形態では、位相制御部7は、後述する非発振層23に磁界を印加し、非発振層23の磁化方向を変化させることにより、STO2が発生させる高周波電力の位相を変化させる。
The
つぎに、図2を参照して、STO2の詳細について説明する。STO2は、下部電極21と、下地層22と、非発振層23と、中間層24と、発振層25と、キャップ層26と、上部電極27とを備えており、これらが順に図示しない基板上に積層されて構成されている。
Next, details of the
下部電極21は、Ru、Cu、CuN、Au等の導電性材料で構成されており、図示しない基板上に薄膜状に形成されている。下地層22は、Ta、Ru等で構成されており、下部電極21上に薄膜状に形成されている。下地層22は、結晶性、配向性を向上させて非発振層23を成膜するための下地となるものである。
The
非発振層23は、Co、Fe、Ni等の強磁性材料で、または強磁性材料とBとで構成されており、下地層22上に薄膜状に形成されている。非発振層23は、非発振層23の平面方向の磁化容易軸を有しており、磁界が印加されることにより磁化方向が変化する。なお、上記の材料に加え、Pt、Pdを用いて非発振層23を構成してもよい。また、GaMn、FePt(Pd)、CoPt(Pd、Ni)等の高磁気異方性材料を用いて非発振層23を構成してもよい。
The
中間層24は、MgO、Al−Ox、Cu、Ag等で構成され、非発振層23上に薄膜状に形成されている。非発振層23の磁化方向と発振層25の磁化方向との間の角度によって、STO2のうち非発振層23、中間層24、発振層25で構成される部分の抵抗値が変化する。中間層24をMgO、Al−Ox等の絶縁体で構成した場合、非発振層23、中間層24、発振層25の積層によりTMR(Tunneling Magneto Resistance)素子が構成される。また、中間層24をCu、Ag等の導体で構成した場合、非発振層23、中間層24、発振層25の積層によりGMR(Giant Magneto Resistance)素子が構成される。なお、ここでは中間層24を絶縁体や導体で構成する場合について説明したが、中間層24を半導体で構成することもできる。
The
発振層25は、Co、Fe、Ni等の強磁性材料で、または強磁性材料とBとで構成されており、中間層24上に薄膜状に形成されている。発振層25は、厚さ方向の磁化容易軸を有しており、磁界が印加されることにより磁化方向が変化する。なお、上記の材料に加え、Pt、Pdを用いて発振層25を構成してもよい。また、GaMn、FePt(Pd)、CoPt(Pd、Ni)等の高磁気異方性材料を用いて発振層25を構成してもよい。また、発振層25を、CoFeB/GaMn、CoFeB/FePt等の積層構造としてもよい。また、発振層25を、CoFeB/Ta/GaMn等の積層構造としてもよい。
The oscillation layer 25 is made of a ferromagnetic material such as Co, Fe, or Ni, or is made of a ferromagnetic material and B, and is formed on the
後述するように、発振層25は高周波電流によって共鳴する。発振層25を非発振層23よりも薄く形成することにより、非発振層23よりも発振層25の方が高周波電流によって共鳴しやすくなるが、発振層25の厚さが非発振層23の厚さ以上とされていてもよい。
As will be described later, the oscillation layer 25 resonates with a high-frequency current. By forming the oscillation layer 25 thinner than the
キャップ層26は、Ta、Ru等で構成されており、発振層25上に薄膜状に形成されている。キャップ層26は、発振層25を保護するためのものである。また、後述するように発振層25にCoFeB等を用いる場合は、CoFeB中のBを拡散させるための吸収層としての役割も担う。 The cap layer 26 is made of Ta, Ru, or the like, and is formed on the oscillation layer 25 in a thin film shape. The cap layer 26 is for protecting the oscillation layer 25. As will be described later, when CoFeB or the like is used for the oscillation layer 25, it also serves as an absorption layer for diffusing B in CoFeB.
上部電極27は、Au、Cu、CuN、Ru等の導電性材料で構成されており、キャップ層26上に薄膜状に形成されている。このようなSTO2は、図示しない基板上に各層を順に成膜していくことで製造できる。
The
非発振層23や発振層25にCoFeBを用いる場合は、まずCoFeBをアモルファス状に成膜する。ただし、Bを入れているので、特に何もしなくてもアモルファスとなる。そのアモルファスCoFeB上にMgOを(001)配向して成膜する。その上にCoFeBをアモルファス状に成膜し、キャップ層26を成膜する。その後、300〜350℃で熱処理を行うことで、CoFeB中のBがMgO層やキャップ層26、または下地層22に拡散し、アモルファスからbcc(001)配向に結晶化する。このようにCoFeB/MgO/CoFeBが結晶化することで、高いMR比(磁気抵抗比)、すなわち高周波電力の高出力化につながる。
In the case where CoFeB is used for the
交流発生装置100の動作について説明する。交流発生装置100は、発振器1をマスターとし、STO2をスレーブとしたマスタースレーブ方式により、STO2が発生させる高周波電力の位相を制御する。
The operation of
まず、電源4と制御部5により発振器1に直流電流・電圧が供給され、発振器1は供給された直流電流・電圧を高周波電流に変換して出力する。発振器1が出力した高周波電流は、配線31およびSTO2を流れる。
First, a direct current / voltage is supplied to the
また、電源4と制御部6によりSTO2に直流電圧が印加され、STO2に直流電流が流れる。この直流電流は、本実施形態では、非発振層23から発振層25の向きに流れる。このとき、電子は発振層25から非発振層23へ移動する。
In addition, a DC voltage is applied to the
発振層25の磁化は、電子のスピントルクにより歳差運動している。そして、発振層25の磁化が歳差運動することで、MR効果によりSTO2の抵抗は常に変化し、STO2の両端には高周波電流・電圧が生じており、これによる高周波電力が生じる。つまり、直流電流・電圧が高周波電力に変換される。
The magnetization of the oscillation layer 25 precesses due to electron spin torque. As the magnetization of the oscillation layer 25 precesses, the resistance of the
この高周波電力の周波数は、STO2を構成する材料と、制御部6から供給される電流・電圧の大きさによって変化する。また、発振器1が出力する高周波電流の周波数は、制御部5から供給される電流・電圧の大きさによって変化する。発振器1が出力する高周波電流の周波数をf1とし、STO2が発生させる高周波電力の周波数をf2とし、m、nを自然数とすると、制御部5および制御部6は、f2=f1・n/mとなるように、発振器1およびSTO2に供給する電流・電圧の大きさを変化させる。これにより、発振層25が高周波電流によって共鳴し、発振器1とSTO2とが同期する。
The frequency of the high-frequency power varies depending on the material constituting the
なお、発振器1とSTO2は、m=1、すなわちf2=f1・nのとき、および、n=1、すなわちf2=f1/mのときに同期しやすく、さらに、m、nが小さいほど同期しやすい。具体的には、発振器1とSTO2は、周波数f2がf1/4、f1/3、f1/2、f1、2f1、3f1、4f1のいずれかに等しいときに同期しやすい。そして、発振器1とSTO2は、周波数f2がf1/2、f1、2f1のいずれかに等しいときに、より同期しやすく、f2=f1のとき特に同期しやすい。本実施形態では、制御部5および制御部6は、f2=f1となるように、発振器1およびSTO2に供給する直流電流・電圧の大きさを調整する。
The
交流発生装置100は、発振器1とSTO2とが同期した状態において、制御部6および位相制御部7によって、STO2が発生させる高周波電力の位相を変化させる。
The
具体的には、位相制御部7は、電源4と制御部71により配線72に直流電流が流れることで発生した磁界をSTO2に印加する。前述したように、STO2の非発振層23は外部磁界によって磁化方向が変化するため、非発振層23を含むSTO2に磁界を印加することにより、非発振層23の磁化方向が変化する。これにより、STO2が発生させる高周波電力の位相が変化する。
Specifically, the
例えば、非発振層23の磁化の向きを図2中紙面右向き、上向き、左向き、下向きとすることにより、高周波電力の位相をそれぞれ0、π/2、πまたは−π、−π/2とすることができる。なお、このような非発振層23の磁化の向きと高周波電力の位相との関係は一例であり、これらの関係は、STO2を構成する材料などによって変化する。
For example, the phase of the high frequency power is set to 0, π / 2, π or −π, −π / 2 by setting the magnetization direction of the
また、発振器1とSTO2とが同期した状態において、制御部6がSTO2に供給する直流電流・電圧の大きさをわずかに変化させると、これらの同期により高周波電力の周波数f2は変化せず、位相が変化する。
Further, when the
例えば、周波数f1、f2が数GHzのとき、STO2に供給される直流電圧の大きさを数mV変化させることにより、高周波電流と高周波電力とが同期した状態を維持しながら、高周波電力の位相を変化させることができる。なお、STO2に供給される直流電流・電圧の大きさと高周波電力の周波数および位相との関係は、STO2を構成する材料などによって変化する。
For example, when the frequencies f1 and f2 are several GHz, the phase of the high-frequency power is changed while maintaining the state in which the high-frequency current and the high-frequency power are synchronized by changing the magnitude of the DC voltage supplied to the
このように、2つの方法で高周波電力の位相を変化させることにより、従来よりも広い範囲、例えば−π〜πの範囲で位相を制御することができる。 Thus, by changing the phase of the high-frequency power by two methods, the phase can be controlled in a wider range than in the past, for example, in the range of −π to π.
なお、制御部6により設定できる位相の最大値と最小値の差はπであり、例えば−π/2〜π/2の範囲で位相を制御することができる。また、位相制御部7により設定できる位相の最大値と最小値の差は2πであり、原理的には−π〜πの範囲で位相を制御し得る。すなわち、位相制御部7のみによっても従来よりも広い範囲で高周波電力の位相を制御し得る。
The difference between the maximum value and the minimum value of the phase that can be set by the
しかし、位相制御部7のみによる位相の制御では、発振特性が好ましいものにならない可能性がある。これに対して、本実施形態のように、位相制御部7と、位相制御部7とは異なる方法で高周波電力の位相を変化させる制御部6とを組み合わせて位相を制御することにより、好ましい発振特性を得ることができる。また、これにより、より高精度な位相の制御が可能になる。
However, when the phase is controlled only by the
なお、STO2にアンテナを接続し、このアンテナから高周波電磁波を発信する構成としてもよい。図3は、STO2にアンテナを接続する場合の回路の一例を示した図である。図3に示すように、STO2は、分離回路8を介してアンテナ9に接続されている。分離回路8は、発振器1、制御部6の出力電流とSTO2の出力電流とを分離するものであり、フィルタ81を備えている。例えばf1=f2/2とし、フィルタ81を周波数f1の信号を遮断し周波数f2の信号を通すようなハイパスフィルタとすることで、発振器1および制御部6の出力電流がアンテナ9に入力されることが抑制される。そして、STO2が出力する高周波電流がアンテナ9に流れることにより、高周波電磁波が発信される。
In addition, it is good also as a structure which connects an antenna to STO2 and transmits a high frequency electromagnetic wave from this antenna. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a circuit when an antenna is connected to the
なお、図3に示す変形例では、上記のようにf1とf2を互いに異なる値に設定し、フィルタによって電流を制御する必要がある。したがって、図3に示す変形例においてマスターとスレーブを同期しやすくするためには、周波数f2がf1/4、f1/3、f1/2、2f1、3f1、4f1のいずれかに等しいことが好ましい。 In the modification shown in FIG. 3, it is necessary to set f1 and f2 to different values as described above, and to control the current using a filter. Therefore, in order to facilitate synchronization of the master and the slave in the modification shown in FIG. 3, it is preferable that the frequency f2 is equal to any of f1 / 4, f1 / 3, f1 / 2, 2f1, 3f1, and 4f1.
(第2実施形態)
第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して位相の制御方法を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described. In the present embodiment, the phase control method is changed with respect to the first embodiment, and the others are the same as those in the first embodiment. Therefore, only the parts different from the first embodiment will be described.
本実施形態では、制御部6は、電源4から供給された直流電流・電圧の大きさを調整してSTO2に供給するとともに、発振層25にスピン流を注入することにより高周波電力の周波数を変化させる。
In the present embodiment, the
具体的には、図4に示すように、STO2は、発振層25に対して中間層24と反対側に配置されたスピン流注入層28を備えている。スピン流注入層28は、発振層25にスピン流を注入するためのものであり、例えばPt等で構成される。
Specifically, as shown in FIG. 4, the
スピン流注入層28は、平面方向の両端部において制御部6に接続されており、制御部6からスピン流注入層28に電流が流されると、スピンホール効果によりスピン流注入層28から発振層25にスピン流が注入され、高周波電力の周波数が変化する。
The spin current injection layer 28 is connected to the
そして、発振器1とSTO2とが同期している状態において、制御部6がスピン流注入層28に電流を流し、高周波電力の周波数をわずかに変化させることにより、高周波電力の位相が変化する。なお、スピン流の注入により設定できる位相の最大値と最小値の差はπであり、例えば高周波電力の位相を−π/2〜π/2の範囲で制御することができる。
In a state where the
本実施形態では、非発振層23への磁界の印加と発振層25へのスピン流の注入とによって、第1実施形態と同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained by applying a magnetic field to the
(第3実施形態)
第3実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して接続部3の構成を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described. In the present embodiment, the configuration of the
本実施形態では、接続部3は、発振器1とSTO2とを磁気的に接続する。具体的には、接続部3は、図5に示すように、導体部32と、配線33と、絶縁層34とを備えている。導体部32は、例えばCu、Au等、一般に配線として用いられている導電率の高い材料で構成される。導体部32は板状とされており、長手方向の両端部において、配線33を介して発振器1に接続されている。
In the present embodiment, the
また、導体部32の上には絶縁層34が積層されており、絶縁層34の上にはSTO2を構成する複数の膜が積層されている。これにより、導体部31はSTO2と電気的に絶縁されている。そして、導体部32には発振器1が出力する高周波電流が流れ、これにより発生する高周波磁界がSTO2に印加される。本実施形態では、導体部32に電流が流れることにより、STO2を構成する複数の膜の積層方向、および、導体部32において電流が流れる方向の両方に垂直な方向にSTO2を通る磁界が発生する。この高周波磁界によって発振層25が共鳴することで、発振器1とSTO2とが同期する。
An insulating
導体部32に電流が流れることで発生する磁界をSTO2に印加することにより発振器1とSTO2とを磁気的に接続する構成の本実施形態においても、第1実施形態と同様に高周波電力の位相を制御することが可能であり、第1実施形態と同様の効果が得られる。
In the present embodiment in which the
なお、発振器1とSTO2とが磁気的に接続された本実施形態においても、STO2にアンテナ9を接続して、アンテナ9から高周波電磁波を発信する構成としてもよい。図6は、発振器1と磁気的に接続されたSTO2にアンテナを接続する場合の回路の一例を示した図である。図6に示すように、分離回路8は、インダクタ82と、キャパシタ83とを備えており、STO2と制御部6との間にインダクタ82が接続されており、STO2はキャパシタ83を介してアンテナ9に接続されている。このような構成により、STO2に入力される直流電流とSTO2が出力する高周波電流とが分離され、制御部6からの直流電流がアンテナ9に流れ込むことが抑制される。そして、STO2が出力する高周波電流がアンテナ9に流れることにより、高周波電磁波が発信される。
Even in the present embodiment in which the
(第4実施形態)
第4実施形態について説明する。本実施形態は、第3実施形態に対してSTO2の数を変更したものであり、その他については第3実施形態と同様であるため、第3実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment will be described. In the present embodiment, the number of
図7に示すように、本実施形態の交流発生装置100は、STO2を複数備えている。複数のSTO2は、互いに電気的に絶縁された状態で制御部6に接続されている。また、配線72は各STO2の周囲に配置されており、配線72に電流が流れることにより、各STO2の非発振層23に磁界が印加される。
As shown in FIG. 7, the
本実施形態においても、第3実施形態と同様に、発振器1とSTO2とが同期する。そして、第1実施形態と同様に高周波電力の位相を制御することが可能であり、第1実施形態と同様の効果が得られる。
Also in this embodiment, the
また、発振器1とSTO2とが同期した状態は、複数のSTO2が同期した状態でもある。本実施形態では、この状態において、複数のSTO2が発生させる高周波電力を合成することにより、高出力の高周波電力を得ることができる。
The state in which the
また、各スレーブがマスターと電気的に接続された構成では、マスターの電力が各スレーブで消費されるため、マスターの消費電力はスレーブの数に応じて大きくなる。これに対して、マスターである発振器1とスレーブであるSTO2とが電気的に絶縁され、磁気的に接続された構成の本実施形態では、発振器1の電力がSTO2で消費されないため、発振器1の消費電力の増加を抑制することができる。
Also, in a configuration in which each slave is electrically connected to the master, the master power is consumed by each slave, so the power consumption of the master increases with the number of slaves. On the other hand, in the present embodiment in which the
なお、制御部6が各STO2に供給する直流電流・電圧の大きさを個別に変化させる構成とすれば、各STO2が発生させる高周波電力の位相を個別に調整して、交流発生装置100を、例えば車車間通信や路車間通信のためのフェーズドアレイレーダーとして用いることができる。すなわち、STO2にアンテナ9を接続して、アンテナ9から高周波電磁波が発信される構成とし、さらに各STO2が発生させる高周波電力の位相を個別に調整することにより、複数のアンテナ9全体から発信される高周波電磁波の指向性を制御することができる。また、位相制御部7が各STO2に印加する磁界を個別に変化させる構成としても、同様に、交流発生装置100をフェーズドアレイレーダーとして用いることができる。
In addition, if it is set as the structure which changes the magnitude | size of the direct current and voltage which the
(他の実施形態)
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
(Other embodiments)
In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, In the range described in the claim, it can change suitably.
例えば、上記第3実施形態では、絶縁層34の表面に下部電極21を形成し、下部電極21の上に下地層22から上部電極27までを積層したが、絶縁層34の表面に上部電極27を形成し、キャップ層26から下部電極21までを上部電極27の上に積層してもよい。
For example, in the third embodiment, the
また、上記第3実施形態では、絶縁層34の上にSTO2を構成する複数の膜を積層したが、STO2の上に絶縁層34および導体部32を積層してもよい。また、STO2に磁界を印加することができる他の位置に導体部32および絶縁層34を配置してもよい。また、STO2が下地層22、キャップ層26を備えていなくてもよい。
In the third embodiment, a plurality of films constituting the
また、上記第1実施形態では、非発振層23は平面方向の磁化容易軸を有し、発振層25は厚さ方向の磁化容易軸を有しているが、非発振層23、発振層25が他の方向の磁化容易軸を有していてもよい。例えば、非発振層23が厚さ方向の磁化容易軸を有し、発振層25が平面方向の磁化容易軸を有していてもよい。
In the first embodiment, the
また、上記第2実施形態において、STO2にアンテナ9を接続してもよい。また、上記第3、第4実施形態において、制御部6が発振層25にスピン流を注入してもよい。また、上記第4実施形態において、接続部3が発振器1と各STO2とを電気的に接続してもよい。
In the second embodiment, the
また、発振器1とSTO2はm=1またはn=1のときに同期しやすいが、m≠1かつn≠1、例えばf2=f1・2/3となるように、f1およびf2を調整してもよい。
The
また、発振器1が出力する交流電流、発振器1の出力電流によってSTO2に印加される交流磁界、STO2が出力する交流電力が、10kHz未満の交流電流、交流磁界、交流電力であってもよい。
The AC current output from the
1 発振器
2 STO
3 接続部
6 制御部
7 位相制御部
1
3
Claims (11)
直流電流または直流電圧を交流電力に変換する磁性発振素子(2)と、
前記発振器および前記磁性発振素子を電気的または磁気的に接続する接続部(3)と、
前記磁性発振素子が発生させる交流電力の位相を制御する第1位相制御部(7)と、
前記第1位相制御部とは異なる方法で前記磁性発振素子が発生させる交流電力の位相を制御する第2位相制御部(6)と、を備え、
前記発振器と前記磁性発振素子とを同期させる交流発生装置。 An oscillator (1) that outputs an alternating current;
A magnetic oscillation element (2) for converting a direct current or a direct voltage into alternating current power;
A connection part (3) for electrically or magnetically connecting the oscillator and the magnetic oscillation element;
A first phase control unit (7) for controlling the phase of AC power generated by the magnetic oscillation element;
A second phase control unit (6) for controlling the phase of the AC power generated by the magnetic oscillation element by a method different from the first phase control unit,
An AC generator for synchronizing the oscillator and the magnetic oscillation element.
前記磁性発振素子が発生させる交流電力の周波数をf2としたとき、
前記周波数f2は、f1/4、f1/3、f1/2、f1、2f1、3f1、4f1のいずれかに等しい請求項1に記載の交流発生装置。 The frequency of the alternating current output by the oscillator is f1,
When the frequency of the AC power generated by the magnetic oscillation element is f2,
The AC generator according to claim 1, wherein the frequency f2 is equal to any of f1 / 4, f1 / 3, f1 / 2, f1, 2f1, 3f1, and 4f1.
前記第1位相制御部は、前記非発振層に磁界を印加することにより前記非発振層の磁化方向を変化させ、前記磁性発振素子が発生させる交流電力の位相を変化させる請求項1ないし4のいずれか1つに記載の交流発生装置。 The magnetic oscillation element includes an oscillation layer (25) that resonates with an alternating current output from the oscillator or an alternating magnetic field generated by the alternating current output from the oscillator, and a non-oscillation in which the magnetization direction changes when a magnetic field is applied. A layer (23), and an intermediate layer (24) disposed between the oscillation layer and the non-oscillation layer,
The first phase control unit changes a magnetization direction of the non-oscillation layer by applying a magnetic field to the non-oscillation layer, and changes a phase of AC power generated by the magnetic oscillation element. The alternating current generator as described in any one.
前記第2位相制御部は、前記スピン流注入層に電流を流すことにより前記発振層にスピン流を注入し、前記磁性発振素子が発生させる交流電力の位相を変化させる請求項1ないし5のいずれか1つに記載の交流発生装置。 The magnetic oscillation element includes an oscillation layer (25) that resonates with an alternating current output from the oscillator or an alternating magnetic field generated by the alternating current output from the oscillator, and a non-oscillation in which the magnetization direction changes when a magnetic field is applied. A layer (23), an intermediate layer (24) disposed between the oscillating layer and the non-oscillating layer, and disposed on a side opposite to the intermediate layer with respect to the oscillating layer; A spin current injection layer (28) for injecting a spin current into the oscillation layer,
The said 2nd phase control part inject | pours a spin current into the said oscillation layer by sending an electric current through the said spin current injection layer, and changes the phase of the alternating current power which the said magnetic oscillation element generate | occur | produces. The alternating current generator as described in any one.
前記磁性発振素子は、前記絶縁層の表面に形成されている請求項10に記載の交流発生装置。 An insulating layer (34) formed on the surface of the conductor portion;
The AC generator according to claim 10, wherein the magnetic oscillation element is formed on a surface of the insulating layer.
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