JP2626054B2 - ミリ波・サブミリ波帯発振器 - Google Patents
ミリ波・サブミリ波帯発振器Info
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- JP2626054B2 JP2626054B2 JP1123227A JP12322789A JP2626054B2 JP 2626054 B2 JP2626054 B2 JP 2626054B2 JP 1123227 A JP1123227 A JP 1123227A JP 12322789 A JP12322789 A JP 12322789A JP 2626054 B2 JP2626054 B2 JP 2626054B2
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- JP
- Japan
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- millimeter
- wave
- sub
- diffraction grating
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- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はミリ波・サブミリ波帯において高出力発振が
可能なミリ波・サブミリ波帯発振器に関するものであ
る。
可能なミリ波・サブミリ波帯発振器に関するものであ
る。
従来の技術 ミリ波・サブミリ波帯の固体発振器の研究が活発に展
開されているが、この帯域となると高出力発振器を実現
するには解決すべき課題も多い。
開されているが、この帯域となると高出力発振器を実現
するには解決すべき課題も多い。
まず最初に第３図に示すマイクロ波帯の典型的なガン
ダイオード発振器をとりあげ高周波化について説明す
る。第３図において、32は導波管部、33はガンダイオー
ド、34はRFチョーク、35は直流バイアス端子、36は周波
数調整ねじ、37は出力整合窓、38は出力フランジを示
す。これらの基本的な考え方、特性等については、丸善
発行の「ソリッド・ステート回路ハンドブック」P.P.46
0〜461に述べられているので詳細な構成、およびその動
作は省略する。
ダイオード発振器をとりあげ高周波化について説明す
る。第３図において、32は導波管部、33はガンダイオー
ド、34はRFチョーク、35は直流バイアス端子、36は周波
数調整ねじ、37は出力整合窓、38は出力フランジを示
す。これらの基本的な考え方、特性等については、丸善
発行の「ソリッド・ステート回路ハンドブック」P.P.46
0〜461に述べられているので詳細な構成、およびその動
作は省略する。
このようなガンダイオード発振器をミリ波・サブミリ
波帯で実現するためには、 ｉ）導波管共振器では形状がきわめて小さくなるため波
長に比し形状の大きい共振器を採用すること ii）素子の効率が低下するため放熱対策等が講じられる
こと iii）素子の出力も小さくなるため電力合成が可能なこ
と 等が重要である。
波帯で実現するためには、 ｉ）導波管共振器では形状がきわめて小さくなるため波
長に比し形状の大きい共振器を採用すること ii）素子の効率が低下するため放熱対策等が講じられる
こと iii）素子の出力も小さくなるため電力合成が可能なこ
と 等が重要である。
発明が解決しようとする課題 しかし、第３図に示す構造の導波管構造の発振器は工
作精度の限界により実現がきわめて困難となる。そこ
で、従来より準光学的な共振器として、ファブリペロ形
共振器がミリ波・サブミリ波帯で知られており、これを
用いると波長に比しはるかに大きい共振器が実現でき
る。そのため、発振器としてこのファブリペロ形共振器
と金属棒で作られた回折格子に固体素子をマウントした
構成のミリ波発振器も試作されているが、機械的強度、
放熱の点で問題を有し実用化には致っていない。
作精度の限界により実現がきわめて困難となる。そこ
で、従来より準光学的な共振器として、ファブリペロ形
共振器がミリ波・サブミリ波帯で知られており、これを
用いると波長に比しはるかに大きい共振器が実現でき
る。そのため、発振器としてこのファブリペロ形共振器
と金属棒で作られた回折格子に固体素子をマウントした
構成のミリ波発振器も試作されているが、機械的強度、
放熱の点で問題を有し実用化には致っていない。
すなわち、従来のミリ波・サブミリ波帯の固体発振器
は出力が小さいこと、また非常に高精度を要し、高価で
あるという課題があった。
は出力が小さいこと、また非常に高精度を要し、高価で
あるという課題があった。
本発明は以上のような課題を解決するもので、ミリ波
・サブミリ波帯において高出力化の実現とともに、高性
能で安価なミリ波・サブミリ波帯発振器を提供せんとす
るものである。
・サブミリ波帯において高出力化の実現とともに、高性
能で安価なミリ波・サブミリ波帯発振器を提供せんとす
るものである。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するため、本発明の技術的解決手段は
平面鏡あるいは凹面鏡と、金属導体と絶縁シートを交互
に重ね合わせるとともに、前記金属導体を前記絶縁シー
トよりも一端面を突出させることにより短絡条件を満足
する深さｔの溝を設けた回折格子とを対向させ、前記回
折格子の溝の先端部分である前記金属導体の先端に発振
素子を設けるとともに、前記発振素子を設けた当該金属
導体にその発振素子を駆動するバイアス端子を設けたも
のである。
平面鏡あるいは凹面鏡と、金属導体と絶縁シートを交互
に重ね合わせるとともに、前記金属導体を前記絶縁シー
トよりも一端面を突出させることにより短絡条件を満足
する深さｔの溝を設けた回折格子とを対向させ、前記回
折格子の溝の先端部分である前記金属導体の先端に発振
素子を設けるとともに、前記発振素子を設けた当該金属
導体にその発振素子を駆動するバイアス端子を設けたも
のである。
作用 本発明は上記構成、すなわち金属導体と絶縁シートを
交互に重ね合わせるとともに、前記金属導体を前記絶縁
シートよりも突出させるという簡単な構成で短絡条件を
満足する深さｔの溝を設けるものであり、簡単な構成
で、高性能で安価なミリ波・サブミリ波帯発振器を実現
できるものである。また必要に応じて、発振素子を回折
格子に一次元的にあるいは二次元的に複数設けることに
より電力合成することができ、高出力のミリ波・サブミ
リ波帯信号源が得られる。
交互に重ね合わせるとともに、前記金属導体を前記絶縁
シートよりも突出させるという簡単な構成で短絡条件を
満足する深さｔの溝を設けるものであり、簡単な構成
で、高性能で安価なミリ波・サブミリ波帯発振器を実現
できるものである。また必要に応じて、発振素子を回折
格子に一次元的にあるいは二次元的に複数設けることに
より電力合成することができ、高出力のミリ波・サブミ
リ波帯信号源が得られる。
実施例 以下第１図を参照しながら本発明の第１の実施例につ
いて説明する。第１図において、11は金属でつくられた
凹面鏡、12は凹面鏡11から間隔Ｌの位置に設置される導
体よりなる回折格子で、深さｔの溝15をもった櫛歯形状
をしており、電気的な動作としては表面で反射する平面
反射鏡の機能を持つ。13は回折格子12の先端に設けられ
たFETもしくはHBT等の発振素子で、溝15の先端金属部に
直接マウントし回折格子12を放熱器として利用できるよ
うにし、バイアス端子16、17、18より発振素子に直流バ
イアスを加える構成をとっている。なお、バイアス端子
16、17、18の端子間は絶縁シート14で絶縁されている。
いて説明する。第１図において、11は金属でつくられた
凹面鏡、12は凹面鏡11から間隔Ｌの位置に設置される導
体よりなる回折格子で、深さｔの溝15をもった櫛歯形状
をしており、電気的な動作としては表面で反射する平面
反射鏡の機能を持つ。13は回折格子12の先端に設けられ
たFETもしくはHBT等の発振素子で、溝15の先端金属部に
直接マウントし回折格子12を放熱器として利用できるよ
うにし、バイアス端子16、17、18より発振素子に直流バ
イアスを加える構成をとっている。なお、バイアス端子
16、17、18の端子間は絶縁シート14で絶縁されている。
上記構成において、回折格子12の溝15のピッチは動作
波長の1/2より小さく、かつFET、HBT等の発振素子13を
マウントしやすく、製作が容易となるように決定され
る。また溝15は、先端が短絡された平行平板導波路と考
えることができ、回折格子12の表面より溝15を見たとき
短絡条件を満足する溝の深さｔを決定する。また共振器
の共振モードはTEM00でその共振周波数は、凹面鏡11と
回折格子12の間隔Ｌで決定される。この間隔Ｌは波長の
数倍から数十倍に選ぶことで共振器長は波長より十分大
きくすることができ、かつ周波数調整も容易に行い得
る。
波長の1/2より小さく、かつFET、HBT等の発振素子13を
マウントしやすく、製作が容易となるように決定され
る。また溝15は、先端が短絡された平行平板導波路と考
えることができ、回折格子12の表面より溝15を見たとき
短絡条件を満足する溝の深さｔを決定する。また共振器
の共振モードはTEM00でその共振周波数は、凹面鏡11と
回折格子12の間隔Ｌで決定される。この間隔Ｌは波長の
数倍から数十倍に選ぶことで共振器長は波長より十分大
きくすることができ、かつ周波数調整も容易に行い得
る。
以上のような構成をとることにより、共振器の製作、
周波数調整が容易で、かつ放熱が良好なミリ波・サブミ
リ波帯発振器が実現できる。
周波数調整が容易で、かつ放熱が良好なミリ波・サブミ
リ波帯発振器が実現できる。
なお、本実施例では回折格子12を櫛歯状のものとした
が、必ずしも櫛歯状にする必要性はなく、溝15を設ける
ことで同共振器の製作、周波数調整に効果を有するもの
であることは言うまでもない。
が、必ずしも櫛歯状にする必要性はなく、溝15を設ける
ことで同共振器の製作、周波数調整に効果を有するもの
であることは言うまでもない。
また本実施例では回折格子12の対向面には凹面鏡11を
設けたが、必ずしも凹面鏡の必要性はなく、平面鏡でも
よい。
設けたが、必ずしも凹面鏡の必要性はなく、平面鏡でも
よい。
次に第２図を参照しながら本発明の第２の実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
一般に固体発振器は、発振周波数が高くなるに従い、
その出力は低下していき、高出力を得ることができな
い。本発明の第２の実施例はこの高出力を得るためのも
ので、第２図において、12は回折格子、21〜26は回折格
子の先端部に二次元的に配された複数個の発振素子を示
す。
その出力は低下していき、高出力を得ることができな
い。本発明の第２の実施例はこの高出力を得るためのも
ので、第２図において、12は回折格子、21〜26は回折格
子の先端部に二次元的に配された複数個の発振素子を示
す。
この発振素子は、図番21、24あるいは21、22、23の如
くｘ、もしくはｙ軸方向に対して一次元的に配してもよ
く、また同図の図番21〜26の如く二次元的に配してもよ
い。
くｘ、もしくはｙ軸方向に対して一次元的に配してもよ
く、また同図の図番21〜26の如く二次元的に配してもよ
い。
以上、本実施例によれば、それぞれの発振素子21〜26
を同時に動作させた場合は注入同期現象ですべての周波
数が一致し電力も加算合成され、高出力を得ることがで
きる。
を同時に動作させた場合は注入同期現象ですべての周波
数が一致し電力も加算合成され、高出力を得ることがで
きる。
発明の効果 以上のように本発明の効果としては、ミリ波・サブミ
リ波帯固体発振器でその製作が容易であり、また高出力
な発振器を安価に提供することができる。
リ波帯固体発振器でその製作が容易であり、また高出力
な発振器を安価に提供することができる。
第１図は本発明の第１の実施例におけるミリ波・サブミ
リ波帯発振器の概念斜視図、第２図（ａ）、（ｂ）は本
発明の第２の実施例における同発振器の部分正面図、及
び側面図、第３図は従来よりあるマイクロ波帯ガン発振
器の構造断面図である。 11……凹面鏡、12……回折格子、13,21〜26……発振素
子、16,17,18……バイアス端子。
リ波帯発振器の概念斜視図、第２図（ａ）、（ｂ）は本
発明の第２の実施例における同発振器の部分正面図、及
び側面図、第３図は従来よりあるマイクロ波帯ガン発振
器の構造断面図である。 11……凹面鏡、12……回折格子、13,21〜26……発振素
子、16,17,18……バイアス端子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−214704（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−272301（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−64172（ＪＰ，Ｕ) 電子情報通信学会技術研究報告 Ｖｏ ｌ．89，Ｎｏ．39（ＭＷ89 11−25）Ｐ ａｇｅ．57−62 1989
Claims (3)
- 【請求項１】平面鏡あるいは凹面鏡と、金属導体と絶縁
シートを交互に重ね合わせるとともに、前記金属導体を
前記絶縁シートよりも一端面を突出させることにより短
絡条件を満足する深さｔの溝を設けた回折格子とを対向
させ、前記回折格子の溝の先端部分である前記金属導体
の先端に発振素子を設けるとともに、前記発振素子を設
けた当該金属導体にその発振素子を駆動するバイアス端
子を設けたことを特徴とするミリ波・サブミリ波帯発振
器。 - 【請求項２】発振素子を回折格子に一次元的にあるいは
二次元的に複数設けることにより電力合成することを特
徴とする請求項１記載のミリ波・サブミリ波帯発振器。 - 【請求項３】発振素子は電界効果型トランジスタまたは
ヘテロ・バイポーラ・トランジスタであることを特徴と
する請求項１記載のミリ波・サブミリ波帯発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1123227A JP2626054B2 (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | ミリ波・サブミリ波帯発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1123227A JP2626054B2 (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | ミリ波・サブミリ波帯発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02302107A JPH02302107A (ja) | 1990-12-14 |
| JP2626054B2 true JP2626054B2 (ja) | 1997-07-02 |
Family
ID=14855351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1123227A Expired - Fee Related JP2626054B2 (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | ミリ波・サブミリ波帯発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2626054B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5164172U (ja) * | 1974-11-15 | 1976-05-20 | ||
| JPH0648766B2 (ja) * | 1986-03-14 | 1994-06-22 | 財団法人半導体研究振興会 | 超高周波半導体発振器 |
| JPS63102124A (ja) * | 1986-10-17 | 1988-05-07 | 松下電器産業株式会社 | 押ボタンスイツチ |
-
1989
- 1989-05-17 JP JP1123227A patent/JP2626054B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 電子情報通信学会技術研究報告 Ｖｏｌ．８９，Ｎｏ．３９（ＭＷ８９ １１−２５）Ｐａｇｅ．５７−６２ １９８９ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02302107A (ja) | 1990-12-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |