JP2639285B2 - 注入同期形逓倍発振器 - Google Patents
注入同期形逓倍発振器Info
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- JP2639285B2 JP2639285B2 JP4202152A JP20215292A JP2639285B2 JP 2639285 B2 JP2639285 B2 JP 2639285B2 JP 4202152 A JP4202152 A JP 4202152A JP 20215292 A JP20215292 A JP 20215292A JP 2639285 B2 JP2639285 B2 JP 2639285B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高周波用の各種無線機
器、通信機器等に用いられる注入同期形逓倍発振器に関
するものである。
器、通信機器等に用いられる注入同期形逓倍発振器に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、移動体通信に対する需要が急激に
増大し、適用可能な新たな周波数資源である準マイクロ
波帯を利用したシステムの開発が行われている。
増大し、適用可能な新たな周波数資源である準マイクロ
波帯を利用したシステムの開発が行われている。
【０００３】以下、従来の高周波数帯の発振器について
説明する。図３は従来の高周波数帯の発振器の全体回路
構成を示すものである。図３において、１は共振器、２
はコルピッツ発振回路等からなる発振回路を具備した発
振器、３、５は周波数逓倍器、４、６は帯域通過フィル
タ、７は高周波出力端子である。
説明する。図３は従来の高周波数帯の発振器の全体回路
構成を示すものである。図３において、１は共振器、２
はコルピッツ発振回路等からなる発振回路を具備した発
振器、３、５は周波数逓倍器、４、６は帯域通過フィル
タ、７は高周波出力端子である。
【０００４】以上のように構成された高周波数帯の発振
器について、以下その動作について説明する。
器について、以下その動作について説明する。
【０００５】まず、発振器２は共振器１によって決定さ
れる基本共振周波数ｆ0で発振する。そして次段の周波
数逓倍器３により２逓倍出力２ｆ0を得るとともに、中心
周波数が２ｆ0である帯域通過フィルタ４により、不要周
波数成分となる基本周波数ｆ 0を減衰させる。同様にし
て、周波数逓倍器５により２逓倍出力４ｆ0を得るとと
もに、中心周波数が４ｆ0である帯域通過フィルタ６に
より、不要周波数成分となる２ｆ0を減衰させ、高周波出
力端子７より外部出力４ｆ0を得る。
れる基本共振周波数ｆ0で発振する。そして次段の周波
数逓倍器３により２逓倍出力２ｆ0を得るとともに、中心
周波数が２ｆ0である帯域通過フィルタ４により、不要周
波数成分となる基本周波数ｆ 0を減衰させる。同様にし
て、周波数逓倍器５により２逓倍出力４ｆ0を得るとと
もに、中心周波数が４ｆ0である帯域通過フィルタ６に
より、不要周波数成分となる２ｆ0を減衰させ、高周波出
力端子７より外部出力４ｆ0を得る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、通常基本波成分は２倍波出力よりも非常
に大きな出力となることより、基本周波数でのフィルタ
の減衰量を大きく確保する必要が生じ、フィルタの段数
が増加するため小形化を実現することができず、また外
部出力（４ｆ0）レベルが低いという課題を有してい
た。
来の構成では、通常基本波成分は２倍波出力よりも非常
に大きな出力となることより、基本周波数でのフィルタ
の減衰量を大きく確保する必要が生じ、フィルタの段数
が増加するため小形化を実現することができず、また外
部出力（４ｆ0）レベルが低いという課題を有してい
た。
【０００７】本発明は上記従来技術の課題を解決するも
ので、構成の際に調整が最も簡単で、発振器出力に接続
するフィルタを小形化あるいは削除するとともに、高効
率な高周波数帯発振器出力を得ることを目的とする。
ので、構成の際に調整が最も簡単で、発振器出力に接続
するフィルタを小形化あるいは削除するとともに、高効
率な高周波数帯発振器出力を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、周波数設定情報に応じて出力周波数を変化
させる周波数シンセサイザと、前記周波数シンセサイザ
の出力信号から高調波成分を発生させる広帯域高調波発
生器と、１つのスプリットリング共振器と、前記スプリ
ットリング共振器の開放端に接続される２つの同一特性
をもつ負性抵抗能動回路よりなるプッシュプッシュ発振
器と、前記スプリットリング共振器と対向した位置に配
され、分布結合により当該スプリットリング共振器に前
記広帯域高調波発生器の出力を注入する平行結合線路
と、前記負性抵抗能動回路の２つの出力を同相合成する
同相合成回路とを設けたものである。
に本発明は、周波数設定情報に応じて出力周波数を変化
させる周波数シンセサイザと、前記周波数シンセサイザ
の出力信号から高調波成分を発生させる広帯域高調波発
生器と、１つのスプリットリング共振器と、前記スプリ
ットリング共振器の開放端に接続される２つの同一特性
をもつ負性抵抗能動回路よりなるプッシュプッシュ発振
器と、前記スプリットリング共振器と対向した位置に配
され、分布結合により当該スプリットリング共振器に前
記広帯域高調波発生器の出力を注入する平行結合線路
と、前記負性抵抗能動回路の２つの出力を同相合成する
同相合成回路とを設けたものである。
【０００９】
【作用】本発明は、周波数シンセサイザ（ｆ0）出力に接
続する広帯域高調波発生器としてトランジスタ等で構成
される能動回路を用いることで、低消費電流で効率よく
逓倍出力（Ｎ×ｆ0）を取り出し、その逓倍出力を共振
周波数Ｎ×ｆ0の共振器を介して負性抵抗能動回路より
なるプッシュプッシュ発振器に入力することでプッシュ
プッシュ発振器を発振周波数Ｎ×ｆ0に注入同期させ、負
性抵抗能動回路側の出力を同相合成回路により同相合成
することで、効率よく２倍波出力（２Ｎ×ｆ0）を得る
とともに、基本波成分（Ｎ×ｆ0）を抑圧することが可
能であり、発振器出力に接続する帯域通過フィルタを小
形化あるいは削除することができる。また、共振器とし
て、スプリットリング共振器を用い、平行結合線路をそ
のスプリットリング共振器と対向した位置に配し、分布
結合により当該スプリットリング共振器に基本波を注入
するように構成しているため、本発明の注入同期形逓倍
発振器を構成の際には、当該スプリットリング共振器と
平行結合線路との相対的位置調整のみで、注入した基本
波に対して良好な逓倍波が得られる。
続する広帯域高調波発生器としてトランジスタ等で構成
される能動回路を用いることで、低消費電流で効率よく
逓倍出力（Ｎ×ｆ0）を取り出し、その逓倍出力を共振
周波数Ｎ×ｆ0の共振器を介して負性抵抗能動回路より
なるプッシュプッシュ発振器に入力することでプッシュ
プッシュ発振器を発振周波数Ｎ×ｆ0に注入同期させ、負
性抵抗能動回路側の出力を同相合成回路により同相合成
することで、効率よく２倍波出力（２Ｎ×ｆ0）を得る
とともに、基本波成分（Ｎ×ｆ0）を抑圧することが可
能であり、発振器出力に接続する帯域通過フィルタを小
形化あるいは削除することができる。また、共振器とし
て、スプリットリング共振器を用い、平行結合線路をそ
のスプリットリング共振器と対向した位置に配し、分布
結合により当該スプリットリング共振器に基本波を注入
するように構成しているため、本発明の注入同期形逓倍
発振器を構成の際には、当該スプリットリング共振器と
平行結合線路との相対的位置調整のみで、注入した基本
波に対して良好な逓倍波が得られる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
【００１１】図１は本発明の一実施例における注入同期
形逓倍発振器の全体構成図である。図１において、８は
周波数シンセサイザで、周波数設定情報に応じて出力周
波数を変化させる。９は広帯域高調波発生器で、抵抗Ｒ
1〜Ｒ4、トランジスタＴｒ、容量Ｃ2から構成されてい
る。なお、前後のＣ1、Ｃ3は直流成分阻止用の容量であ
る。１０はスプリットリング共振器、１１はスプリット
リング共振器１０に広帯域高調波発生器出力を注入する
共振器との平行結合線路、１２は２つの負性抵抗能動回
路よりなるプッシュプッシュ発振器、１３はプッシュプ
ッシュ発振器の２つの出力を同相合成する０゜ハイブリ
ッド回路よりなる同相合成回路、１４は高周波出力端子
である。
形逓倍発振器の全体構成図である。図１において、８は
周波数シンセサイザで、周波数設定情報に応じて出力周
波数を変化させる。９は広帯域高調波発生器で、抵抗Ｒ
1〜Ｒ4、トランジスタＴｒ、容量Ｃ2から構成されてい
る。なお、前後のＣ1、Ｃ3は直流成分阻止用の容量であ
る。１０はスプリットリング共振器、１１はスプリット
リング共振器１０に広帯域高調波発生器出力を注入する
共振器との平行結合線路、１２は２つの負性抵抗能動回
路よりなるプッシュプッシュ発振器、１３はプッシュプ
ッシュ発振器の２つの出力を同相合成する０゜ハイブリ
ッド回路よりなる同相合成回路、１４は高周波出力端子
である。
【００１２】以上のように構成された注入同期形逓倍発
振器についてその動作を説明する。まず、周波数シンセ
サイザ８の出力（ｆ0）を広帯域高調波発生器９に入力
する。この広帯域高調波発生器９をトランジスタ等能動
素子で構成することで、簡単な回路でかつ低消費電流
で、効率よく逓倍出力（Ｎ×ｆ0）を取り出すことがで
きる。なお、ここでは動作を理解しやすいように、広帯域
高調波発生器９の２逓倍出力（２ｆ0）を取り出すこと
とする。
振器についてその動作を説明する。まず、周波数シンセ
サイザ８の出力（ｆ0）を広帯域高調波発生器９に入力
する。この広帯域高調波発生器９をトランジスタ等能動
素子で構成することで、簡単な回路でかつ低消費電流
で、効率よく逓倍出力（Ｎ×ｆ0）を取り出すことがで
きる。なお、ここでは動作を理解しやすいように、広帯域
高調波発生器９の２逓倍出力（２ｆ0）を取り出すこと
とする。
【００１３】次に、周波数２ｆ0で共振するスプリット
リング共振器１０の高周波接地点に対して左右均等な電
気長となる如く平行結合線路１１を配置し、その線路の
一端を接地し、他端に広帯域高調波発生器９の出力を入
力することで、共振器１０を介してプッシュプッシュ発
振器１２は発振周波数２ｆ0に注入同期する。図２に注入
同期特性の一実施例を示す。周波数シンセサイザ８の出
力（ｆ0）レベルが０dBm時の２ｆ0の同期範囲は、約８M
Hzと広帯域特性が得られる。一方、広帯域高調波発生器
９の出力に含まれるｆ0成分とは共振しないため、プッ
シュプッシュ発振器１２よりｆ0は出力されない。この
時、共振器１０としてスプリットリング型の共振器１０
を用いることで、プッシュプッシュ発振器１２の２つの
出力は２ｆ 0で逆相、２倍波４ｆ0で同相となり、０゜ハ
イブリッドの同相合成回路１３により高周波出力端子１
４には２倍波４ｆ0のみが出力され、２ｆ0は抑圧でき
る。また、２倍波４ｆ0は同相合成出力であるため、従
来の周波数逓倍器出力に比して２倍の出力レベルが得ら
れる。
リング共振器１０の高周波接地点に対して左右均等な電
気長となる如く平行結合線路１１を配置し、その線路の
一端を接地し、他端に広帯域高調波発生器９の出力を入
力することで、共振器１０を介してプッシュプッシュ発
振器１２は発振周波数２ｆ0に注入同期する。図２に注入
同期特性の一実施例を示す。周波数シンセサイザ８の出
力（ｆ0）レベルが０dBm時の２ｆ0の同期範囲は、約８M
Hzと広帯域特性が得られる。一方、広帯域高調波発生器
９の出力に含まれるｆ0成分とは共振しないため、プッ
シュプッシュ発振器１２よりｆ0は出力されない。この
時、共振器１０としてスプリットリング型の共振器１０
を用いることで、プッシュプッシュ発振器１２の２つの
出力は２ｆ 0で逆相、２倍波４ｆ0で同相となり、０゜ハ
イブリッドの同相合成回路１３により高周波出力端子１
４には２倍波４ｆ0のみが出力され、２ｆ0は抑圧でき
る。また、２倍波４ｆ0は同相合成出力であるため、従
来の周波数逓倍器出力に比して２倍の出力レベルが得ら
れる。
【００１４】また、広帯域高調波発生器９の出力周波数
とスプリットリング型の共振器１０の共振周波数の間に
ずれが生じた場合、図２からも明らかなように注入同期
特性が劣化するが、同共振器１０の開放端に容量を接続
し、共振器の共振周波数の微調を行うことで特性の改善
を図ることができる。さらに、スプリットリング共振器
の開放端に接続する容量を可変容量とし電圧制御構成と
することで、外部からの制御電圧で共振器の共振周波数
を調整することが可能となる。
とスプリットリング型の共振器１０の共振周波数の間に
ずれが生じた場合、図２からも明らかなように注入同期
特性が劣化するが、同共振器１０の開放端に容量を接続
し、共振器の共振周波数の微調を行うことで特性の改善
を図ることができる。さらに、スプリットリング共振器
の開放端に接続する容量を可変容量とし電圧制御構成と
することで、外部からの制御電圧で共振器の共振周波数
を調整することが可能となる。
【００１５】以上の構成をとることにより、周波数シン
セサイザの２×Ｎ倍という高周波数帯の発振器を小形、
高効率でかつ低消費電力で実現できる。
セサイザの２×Ｎ倍という高周波数帯の発振器を小形、
高効率でかつ低消費電力で実現できる。
【００１６】以上のように本実施例によれば、周波数設
定情報に応じて出力周波数を変化させる周波数シンセサ
イザ８と、周波数シンセサイザ出力信号を入力とし高調
波成分を発生させる広帯域高調波発生器９と、プッシュ
プッシュ発振器１２の発振周波数を決定する共振器１０
と、広帯域高調波発生器９の出力を共振器１０に注入す
る平行結合線路１１と、共振器１０に接続される２つの
負性抵抗能動回路よりなるプッシュプッシュ発振器１２
と、プッシュプッシュ発振器１２の２つの出力を同相合
成する同相合成回路１３を設け、能動回路側の出力を同
相合成して２倍波を取り出すことにより、帯域通過フィ
ルタを必要とせず、かつ高効率な高周波数帯の発振器を
小形、低消費電力で実現することができる。
定情報に応じて出力周波数を変化させる周波数シンセサ
イザ８と、周波数シンセサイザ出力信号を入力とし高調
波成分を発生させる広帯域高調波発生器９と、プッシュ
プッシュ発振器１２の発振周波数を決定する共振器１０
と、広帯域高調波発生器９の出力を共振器１０に注入す
る平行結合線路１１と、共振器１０に接続される２つの
負性抵抗能動回路よりなるプッシュプッシュ発振器１２
と、プッシュプッシュ発振器１２の２つの出力を同相合
成する同相合成回路１３を設け、能動回路側の出力を同
相合成して２倍波を取り出すことにより、帯域通過フィ
ルタを必要とせず、かつ高効率な高周波数帯の発振器を
小形、低消費電力で実現することができる。
【００１７】なお、実施例において広帯域高調波発生器
９の逓倍出力は２逓倍としたがこれに限定されるもので
なく、任意の次数の高調波出力を用いることが可能であ
る。また、共振器１０はスプリットリング共振器とした
が、通常の１／２波長共振器としてもよいことも言うま
でもない。
９の逓倍出力は２逓倍としたがこれに限定されるもので
なく、任意の次数の高調波出力を用いることが可能であ
る。また、共振器１０はスプリットリング共振器とした
が、通常の１／２波長共振器としてもよいことも言うま
でもない。
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明は、周波数設定情報
に応じて出力周波数を変化させる周波数シンセサイザ
と、前記周波数シンセサイザの出力信号から高調波成分
を発生させる広帯域高調波発生器と、前記広帯域高調波
発生器の出力を、発振周波数を決定する共振器に注入す
る結合回路と、前記共振器に接続される２つの負性抵抗
能動回路よりなるプッシュプッシュ発振器と、前記プッ
シュプッシュ発振器の２つの出力を同相合成する同相合
成回路とを設けることにより、能動回路側の出力を同相
合成して２倍波を取り出すことにより、高効率でかつ帯
域通過フィルタを軽減あるいは削減できる優れた高周波
数帯の発振器を実現できるものである。また、共振器と
して、スプリットリング共振器を用い、平行結合線路を
そのスプリットリング共振器と対向した位置に配し、分
布結合により当該スプリットリング共振器に基本波を注
入するように構成しているため、本発明の注入同期形逓
倍発振器を構成の際には、当該スプリットリング共振器
と平行結合線路との相対的位置調整のみで、注入した基
本波に対して良好な逓倍波が得られる。
に応じて出力周波数を変化させる周波数シンセサイザ
と、前記周波数シンセサイザの出力信号から高調波成分
を発生させる広帯域高調波発生器と、前記広帯域高調波
発生器の出力を、発振周波数を決定する共振器に注入す
る結合回路と、前記共振器に接続される２つの負性抵抗
能動回路よりなるプッシュプッシュ発振器と、前記プッ
シュプッシュ発振器の２つの出力を同相合成する同相合
成回路とを設けることにより、能動回路側の出力を同相
合成して２倍波を取り出すことにより、高効率でかつ帯
域通過フィルタを軽減あるいは削減できる優れた高周波
数帯の発振器を実現できるものである。また、共振器と
して、スプリットリング共振器を用い、平行結合線路を
そのスプリットリング共振器と対向した位置に配し、分
布結合により当該スプリットリング共振器に基本波を注
入するように構成しているため、本発明の注入同期形逓
倍発振器を構成の際には、当該スプリットリング共振器
と平行結合線路との相対的位置調整のみで、注入した基
本波に対して良好な逓倍波が得られる。
【図１】本発明の一実施例における注入同期形逓倍発振
器の全体ブロック結線図
器の全体ブロック結線図
【図２】同実施例における注入同期形逓倍発振器の注入
同期特性図
同期特性図
【図３】従来の高周波数帯の発振器の全体ブロック結線
図
図
８ 周波数シンセサイザ ９ 広帯域高調波発生器 １０ 共振器 １１ 平行結合線路 １２ プッシュプッシュ発振器 １３ 同相合成回路 １４ 高周波出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−24706（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−156905（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−218745（ＪＰ，Ａ) 1989年電子情報通信学会秋期全国大会 講演論文集Ｂ−546、佐川守一等、「多 層基板実装形スプリット・リング共振器 を用いた電圧制御発振器」
Claims (4)
- 【請求項１】 周波数設定情報に応じて出力周波数を変
化させる周波数シンセサイザと、前記周波数シンセサイ
ザの出力信号から高調波成分を発生させる広帯域高調波
発生器と、１つのスプリットリング共振器と、前記スプ
リットリング共振器の開放端に接続される２つの同一特
性をもつ負性抵抗能動回路よりなるプッシュプッシュ発
振器と、前記スプリットリング共振器と対向した位置に
配され、分布結合により当該スプリットリング共振器に
前記広帯域高調波発生器の出力を注入する平行結合線路
と、前記負性抵抗能動回路の２つの出力を同相合成する
同相合成回路とを具備する注入同期形逓倍発振器。 - 【請求項２】 広帯域高調波発生器が能動素子を用いた
回路構成であることを特徴とする請求項１記載の注入同
期形逓倍発振器。 - 【請求項３】 スプリットリング共振器の開放端に容量
を接続し、共振器の共振周波数の微調を行うことを特徴
とする請求項１記載の注入同期形逓倍発振器。 - 【請求項４】 スプリットリング共振器の開放端に電圧
制御型可変容量を接続し、電圧制御を行なうことを特徴
とする請求項１記載の注入同期形逓倍発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4202152A JP2639285B2 (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | 注入同期形逓倍発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4202152A JP2639285B2 (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | 注入同期形逓倍発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0653743A JPH0653743A (ja) | 1994-02-25 |
| JP2639285B2 true JP2639285B2 (ja) | 1997-08-06 |
Family
ID=16452828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4202152A Expired - Fee Related JP2639285B2 (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | 注入同期形逓倍発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2639285B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3751967B1 (ja) | 2004-09-24 | 2006-03-08 | 日本高周波株式会社 | マグネトロン発振装置 |
| TWI422143B (zh) * | 2010-01-29 | 2014-01-01 | Univ Nat Chiao Tung | 一種倍頻裝置與其操作方法 |
| JP5634343B2 (ja) * | 2011-07-05 | 2014-12-03 | 三菱電機株式会社 | 注入同期発振装置 |
| PL3102983T3 (pl) * | 2014-02-06 | 2019-02-28 | Orolia Switzerland Sa | Urządzenie dla zegara atomowego |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61156905A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-16 | Fujitsu Ltd | 周波数逓倍器 |
| FR2600215B1 (fr) * | 1986-06-13 | 1988-08-19 | Thomson Csf | Oscillateur doubleur de frequence, fonctionnant en hyperfrequences |
-
1992
- 1992-07-29 JP JP4202152A patent/JP2639285B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| １９８９年電子情報通信学会秋期全国大会講演論文集Ｂ−５４６、佐川守一等、「多層基板実装形スプリット・リング共振器を用いた電圧制御発振器」 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0653743A (ja) | 1994-02-25 |
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