JP5003383B2 - Oscillator and array antenna device - Google Patents

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本発明は、複数の発振器の発振信号の位相を同期させた発振装置及びアレイアンテナ装置に関する。本発明は、指向性を可変制御できるフェーズドアレイアンテナの各アンテナへの搬送波の位相を制御するのに用いることができる。   The present invention relates to an oscillation device and an array antenna device in which phases of oscillation signals of a plurality of oscillators are synchronized. The present invention can be used to control the phase of a carrier wave to each antenna of a phased array antenna capable of variably controlling directivity.

特許文献1は、フェーズドアレイアンテナ装置を開示している。そのフェーズドアレイアンテナ装置では、複数の送信モジュールを持ち、搬送波の増幅と位相を可変している。各アンテナに供給する搬送波は、単一の発振器で生成されて、分配器で各アンテナ系統に分配された後、各アンテナに供給されるようになっている。各アンテナに供給される搬送波の位相差を制御することにより、アンテナの指向性を変化させることができる。   Patent Document 1 discloses a phased array antenna device. The phased array antenna apparatus has a plurality of transmission modules and varies the amplification and phase of a carrier wave. A carrier wave to be supplied to each antenna is generated by a single oscillator, distributed to each antenna system by a distributor, and then supplied to each antenna. By controlling the phase difference of the carrier wave supplied to each antenna, the directivity of the antenna can be changed.

非特許文献1は、リング共振器を用いたプッシュ発振器を開示している。この文献では、正方形状のマイクロストリップ線路から成るリング共振器には、2つの直交する共振モードが存在し、リング共振器を4つのポートで励振する4つの発振器であり、自動的に位相関係が決定されることが開示されている。また、4つの発振器からの周波数f0を励振することで、周辺伝送路の各辺の中点間を結び十字形状に交差した線路の交点から周波数4f0 の発振信号が得られることが開示されている。   Non-Patent Document 1 discloses a push oscillator using a ring resonator. In this document, a ring resonator composed of a square microstrip line has two orthogonal resonance modes, and four oscillators that excite the ring resonator with four ports. It is disclosed that it is determined. Further, it is disclosed that an oscillation signal having a frequency of 4f0 can be obtained from the intersection of lines connecting the midpoints of the sides of the peripheral transmission line and intersecting in a cross shape by exciting the frequency f0 from the four oscillators. .

特開2005−269569JP 2005-269569 A Hai Xiao, Takayuki Tanaka, Masayoshi Aikawa, "Basic Behavoir of Quadruple-Push Oscillator Using Ring Resonator." IEEE Trans. Electron.,Vol.E88-C,No.7,July 2005 。Hai Xiao, Takayuki Tanaka, Masayoshi Aikawa, "Basic Behavoir of Quadruple-Push Oscillator Using Ring Resonator." IEEE Trans. Electron., Vol. E88-C, No. 7, July 2005.

ところが、特許文献1のフェーズドアレイアンテナ装置では、発振器が1個あり、この発振器の出力する信号をアンテナ系統の数に分配して、増幅又は移相器により位相を変化させている。信号を分配させているために、発振器は大きな電力を発生させなければならない。これは消費エネルギーを増大させるという問題だけでなく、放熱の問題も引き起こす。また、各アンテナ系統のモジュールに同相で分配するためには、搬送波を供給する伝送路の長さを、各アンテナ系統で、等しくする必要があり、実際には、これを行うことはスペース的に容易ではない。   However, in the phased array antenna device of Patent Document 1, there is one oscillator, and a signal output from this oscillator is distributed to the number of antenna systems, and the phase is changed by an amplifier or a phase shifter. In order to distribute the signal, the oscillator must generate a large amount of power. This causes not only a problem of increasing energy consumption but also a problem of heat dissipation. In addition, in order to distribute in-phase to the modules of each antenna system, it is necessary to make the length of the transmission path for supplying a carrier wave equal in each antenna system. It's not easy.

また、ミリ波のような超高周波においても、SiGeICの登場によって高集積化できる可能性がでてきた。これにより、高周波回路部をワンチップに収納できる可能性がでてきた。このような状況では、各ICは発振器と増幅器や移相器を備えたICとなる可能性がある。すると、これらのICをアレー配置することで、アンテナからの出力を空間合成するなどの方法も現実的となってきた。しかし、これには、各発振器の同期を取る必要があるが、分配器を用いた分配では、上記のような問題がある。本発明はこのような用途に利用できる。   In addition, with the introduction of SiGeIC, there is a possibility of high integration even at ultra-high frequencies such as millimeter waves. As a result, there is a possibility that the high-frequency circuit unit can be stored in one chip. In such a situation, each IC may be an IC including an oscillator, an amplifier, and a phase shifter. Then, by arranging these ICs in an array, a method of spatially synthesizing the output from the antenna has become realistic. However, this requires synchronization of the respective oscillators, but there is the above-mentioned problem in the distribution using the distributor. The present invention can be used for such applications.

非特許文献1に記載の技術は、1つのリング共振器に4つの発振器を取り付けて発振させる技術である。リング共振器には、cosωt とsinωtとの2つの直交するモードがあり、4つの発振器の発振信号の位相は、自動的に90度ずれた位相関係になる。正方形の伝送路の各辺の中点に設けられた4つのポートでの発振信号の位相は、時計回りに90度づつ位相が進むモードと、これとは逆に、反時計回りに90度づつ位相が進むモードとが存在する。しかし、このモードは、何れか一方に決定することはできず、発振器の電源を投入した時の初期位相により、何れかのモードに決定される。したがって、この非特許文献に開示されているリング共振器を、アレイアンテナ装置に用いることはできない。   The technique described in Non-Patent Document 1 is a technique for attaching and oscillating four oscillators to one ring resonator. The ring resonator has two orthogonal modes of cosωt and sinωt, and the phases of the oscillation signals of the four oscillators are automatically shifted by 90 degrees. The phase of the oscillation signal at the four ports provided at the midpoint of each side of the square transmission path is 90 degrees in the counterclockwise direction, as opposed to the mode in which the phase advances 90 degrees in the clockwise direction. There is a mode in which the phase advances. However, this mode cannot be determined as either one, and is determined as one of the modes according to the initial phase when the oscillator is powered on. Therefore, the ring resonator disclosed in this non-patent document cannot be used for the array antenna device.

また、非特許文献1は、得られる信号は4個に限定されるために、アンテナの数が、これ以上に多くなると、この方式は用いることができない。また、非特許文献1では、正方形の伝送路の中心点から発振器の発振周波数の4倍の周波数の発振信号が得られることが開示されているが、この信号は1個だけであるから、この4倍の発振周波数の発振信号を、分配器を用いることなく、フェーズドアレイアンテナ装置に供給することはできない。したがって、この場合にも、上記のように発振器の出力を大きくする必要があり、消費電力と発熱が大きくなるという問題がある。   In Non-Patent Document 1, since the number of signals obtained is limited to four, this method cannot be used when the number of antennas increases beyond this. Non-Patent Document 1 discloses that an oscillation signal having a frequency four times the oscillation frequency of the oscillator can be obtained from the center point of the square transmission path. An oscillation signal having a quadruple oscillation frequency cannot be supplied to the phased array antenna device without using a distributor. Therefore, also in this case, it is necessary to increase the output of the oscillator as described above, and there is a problem that power consumption and heat generation increase.

本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、分配器を用いることなく、位相同期した多数の発振信号を供給することができるようにすることである。
また、アレイアンテナやフェーズドアレイアンテナに、搬送波を供給し易い構造の発振装置を提供することである。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to supply a large number of phase-synchronized oscillation signals without using a distributor.
Another object of the present invention is to provide an oscillation device having a structure that can easily supply a carrier wave to an array antenna or a phased array antenna.

本発明は、複数の発振器によるそれぞれの発振信号の発振周波数を同期させた発振装置において、複数の発振器と、これらの複数の発振器を、閉線路の各ポートに結合して、線路で結合したリング共振器と、リング共振器の線路に挿入された励振位相を一方向に固定する励振方向固定装置と、を有し閉線路は、複数、存在し、隣接する閉線路の2つのポートに対して、1つの共通の発振器を結合したことを特徴とする発振装置である。
この励振方向固定装置としては、単一方向の増幅器、方向性結合器など、信号の伝搬方向を単方向とするものであれば、任意のものが使用できる。増幅器の場合には、正相増幅器を、方向性結合器であれば、位相反転のない結合器を用いる。位相反転のない励振方向固定装置であれば、数は、1つ又は2以上であっても良い。また、偶数個pの逆相増幅器や位相反転のある方向性結合器を、閉線路においてその中心点に対して回転対称の位置に設けても良い。この場合には、閉線路の1周がp波長となり、1周の位相は2pπである。また、発振器を閉線路の各ポートに接続する方法には、発振器を構成するトランジスタのゲート/ベースを、閉線路のポートにコンデンサを介して接続する方法や、トランジスタのドレイン/コレクタ又はソース/エミッタを、閉線路の各ポートにコンデンサやインダクタを介して接続する方法がある。その他、容量結合や誘導結合により、発振器を構成するトランジスタと、閉線路と電磁気的に結合させても良い。 要するに、発振器と閉線路とが、電磁気的に結合し、発振器の発振信号が閉線路を伝搬するように結合していれば良く、その結合方法は、任意である。
The present invention relates to an oscillation device that synchronizes the oscillation frequency of each oscillation signal by a plurality of oscillators, a plurality of oscillators, and a ring in which these oscillators are coupled to each port of a closed line and coupled by a line. a resonator, anda driving direction fixing device for fixing the excitation phase which is inserted into a closed line of the ring resonator in one direction, closing line path, a plurality, present, two ports adjacent closing line path On the other hand, it is an oscillation device characterized by combining one common oscillator .
As the excitation direction fixing device, any device can be used as long as the signal propagation direction is unidirectional, such as a unidirectional amplifier or a directional coupler. In the case of an amplifier, a positive-phase amplifier is used, and if it is a directional coupler, a coupler without phase inversion is used. As long as the excitation direction fixing device has no phase inversion, the number may be one or two or more. Further, an even number p of anti-phase amplifiers and directional couplers having phase inversion may be provided at rotationally symmetric positions with respect to the center point of the closed line. In this case, one turn of the closed line becomes a p wavelength, and the phase of one turn is 2pπ. In addition, a method of connecting the oscillator to each port of the closed line includes a method of connecting a gate / base of a transistor constituting the oscillator to a port of the closed line via a capacitor, a drain / collector or a source / emitter of the transistor. Is connected to each port of the closed line via a capacitor or an inductor. In addition, the transistors constituting the oscillator and the closed line may be electromagnetically coupled by capacitive coupling or inductive coupling. In short, it is only necessary that the oscillator and the closed line are electromagnetically coupled so that the oscillation signal of the oscillator propagates through the closed line, and the coupling method is arbitrary.

一つの閉線路に発振器が接続されるポートの形成位置は、閉線路の中心点に対して回転対称(等間隔)の位置に設けるのが望ましいが、必ずしも回転対称(等間隔)である必要はない。一つの閉線路におけるポートの数は、任意であるが、各ポート間の位相差はπ/2であり、ポートの数は、一つの閉線路当たり4点であることが望ましい。また、閉線路は、マイクロストリップ線路、コプレーナ線路を用いることができるが、閉線路は、全周長が発振周波数の1波長のマイクロストリップ線路から成ることが望ましい。   It is desirable to form the port where the oscillator is connected to one closed line at a rotationally symmetric (equal interval) position with respect to the center point of the closed line. Absent. The number of ports in one closed line is arbitrary, but the phase difference between the ports is π / 2, and the number of ports is preferably 4 points per closed line. The closed line can be a microstrip line or a coplanar line, but the closed line is preferably composed of a microstrip line having an entire circumference of one wavelength of the oscillation frequency.

閉線路の数は、複数であるが、数は、任意である。隣接する2つの閉線路において同相又は逆相の関係にある2つのポートに対して、共通の1つの発振器のトランジスタを結合するのが望ましい。これにより、2つの閉線路を連結することができる。すなわち、励振方向固定装置を位相反転のないものを用いた場合には、その2つのポート間が逆相となるので、共通の発振器は、差動発振器で構成され、隣接する閉線路の2つのポートのそれぞれに対して、差動発振器のそれぞれのトランジスタを結合するようにしても良い。この場合には、隣接する2つの閉線路の対応するポートにおいて、発振信号を同相で同期させることができる。また、2つの閉線路を連結する発振器は、励振方向固定装置として、閉線路を2分するそれぞれの区間に、一つの逆相増幅器を、それぞれ、設ける場合には、上記の2つのポートは同相となるので、差動型でない発振器を用いる。これにより、隣接する2つの閉線路の対応するポートにおいて、発振信号を同相で同期させることができる。 Although the number of closed lines is plural, the number is arbitrary. It is desirable to couple a common oscillator transistor to two ports that are in phase or out of phase in two adjacent closed lines. Thereby, two closed lines can be connected. That is, when an excitation direction fixing device without phase inversion is used, the two ports are in reverse phase, so that the common oscillator is composed of a differential oscillator, and two adjacent closed lines Each transistor of the differential oscillator may be coupled to each of the ports. In this case, the oscillation signals can be synchronized in phase at the corresponding ports of the two adjacent closed lines. In addition, when an oscillator that connects two closed lines is provided with one anti-phase amplifier in each section that bisects the closed line as an excitation direction fixing device, the above two ports have the same phase. Therefore, a non-differential oscillator is used. As a result, the oscillation signals can be synchronized in phase at the corresponding ports of the two adjacent closed lines.

本発明は、複数の発振信号において、位相は固定的に同期したものでも、位相差を変化させて、同期したものであっても良い。したがって、位相を変化させる発振信号を得る場合には、隣接する閉線路の2つのポートを接続する線路に位相を推移させる移相器を設けることが望ましい。   In the present invention, the phases of the plurality of oscillation signals may be fixedly synchronized or may be synchronized by changing the phase difference. Therefore, when obtaining an oscillation signal that changes the phase, it is desirable to provide a phase shifter that shifts the phase in a line that connects two ports of adjacent closed lines.

複数の閉線路は、2次元配列されていても良い。このアレイ配設から、アレイアンテナへの信号の供給が容易となる。   The plurality of closed lines may be two-dimensionally arranged. This array arrangement makes it easy to supply signals to the array antenna.

閉線路の形状は、円、楕円、正方形、菱形、長方形、平行四辺形、正三角形、正五角形、正六角形、正八角形、正多角形など任意である。多角形の場合、ポートを設ける位置は頂角でも辺でも良い。設けるポート間の線路長は、必ずしもそうである必要はないが、等しいことが望ましい。一般的には、閉線路をn(nは3以上の自然数)等分し、その等分点に発振器を結合させるが望ましい。この場合には、ポート数がmである場合に、信号の位相差は、2π/mとなるので、2π/m単位の位相設定器が必要となる。閉線路を一つの方向に一次元配列させる場合には、隣接する2つの閉線路における隣接する2つのポートが逆相又は同相となる関係を満たすようにポートの位置を決定する。また、閉線路を2次元配列させる場合には、直交する2つの方向に、それぞれ、隣接する2つの閉線路における隣接する2つのポートが逆相又は同相となる関係を満たす位置にポートを設定する。たとえば、閉線路を偶数多角形や円や楕円を用いるを用いると都合が良い。最も簡単には、一辺の長さが発振周波数の1波長の1/4の正方形や、円周が1波長の円を用いる。   The shape of the closed line is arbitrary, such as a circle, an ellipse, a square, a rhombus, a rectangle, a parallelogram, a regular triangle, a regular pentagon, a regular hexagon, a regular octagon, and a regular polygon. In the case of a polygon, the position where the port is provided may be an apex angle or a side. The line length between the ports to be provided is not necessarily so, but is desirably equal. In general, it is desirable to divide a closed line into n (n is a natural number of 3 or more) and couple an oscillator to the equally divided point. In this case, when the number of ports is m, the signal phase difference is 2π / m, so a phase setter in units of 2π / m is required. When the closed lines are one-dimensionally arranged in one direction, the positions of the ports are determined so that two adjacent ports in the two adjacent closed lines satisfy a relationship of being in reverse phase or in phase. When two-dimensionally arranging closed lines, the ports are set at positions satisfying the relationship in which two adjacent ports in two adjacent closed lines are in reverse phase or in phase in two orthogonal directions. . For example, it is convenient to use an even polygon, circle, or ellipse for the closed line. In the simplest case, a square whose side is ¼ of one wavelength of the oscillation frequency or a circle whose circumference is one wavelength is used.

また、閉線路は、一辺の長さが発振周波数の1波長の1/n(nは3以上の自然数)の正n多角形から成る周辺線路と、その正n多角形の中心点と、各辺(頂点を含む)とを、等中心角で結ぶ内部線路とで構成しても良い。この場合には、中心点から発振周波数のn倍の周波数を出力することができる。発振器の数からして、nは3以上12以下、望ましくは、3以上10以下又は、3以上8以下が良い。   The closed line has a peripheral line composed of a regular n polygon whose length of one side is 1 / n (n is a natural number of 3 or more) of one wavelength of the oscillation frequency, a center point of the regular n polygon, You may comprise by the internal track | line which connects an edge | side (a vertex is included) by an equicentral angle. In this case, a frequency n times the oscillation frequency can be output from the center point. From the number of oscillators, n is 3 or more and 12 or less, preferably 3 or more and 10 or less, or 3 or more and 8 or less.

また、閉線路は、円から成る周辺線路と、その円の中心点と、円周のn等分点(nは3以上の自然数)とを結ぶ内部線路とで構成しても良い。この場合には、中心点から発振周波数のn倍の周波数を出力することができる。
これらの場合において、1次元配列や2次元配列する場合には、2つの閉線路を結合させる2つのポートは、同相、又は、逆相となる位置に設定する必要があるが、そのことを除けば、ポートを設ける位置や数は、任意である。ポートの数や発振器の数は、必ずしも上記のnである必要はないが、対称性からnであることが望ましい。発振器を結合させる位置は、閉線路の頂角でも辺でも良い。また、ポートは、周辺線路上で、等間隔に設ける必要はないが、等間隔とすることが望ましい。閉線路を正多角形又は円で構成する場合において、周辺線路と内部線路との交点に、発振器を結合させても良いし、発振器は、その交点以外の周辺線路上の任意のn等分点に設けても良い。対称性から、n個の発振器とその交点との距離を、全て等しくする任意の点で、発振器を閉線路と結合させることが望ましい。これは、nが4、すなわち、閉線路が正方形の場合にも、当てはまる。すなわち、正方形の角でも、各辺の中点でも、各角から距離の等しい各辺上の点で、発振器と閉線路とを結合させても良い。
Further, the closed line may be constituted by a peripheral line made of a circle, an internal line that connects the center point of the circle and the n equal dividing point (n is a natural number of 3 or more) of the circumference. In this case, a frequency n times the oscillation frequency can be output from the center point.
In these cases, when the sequence one-dimensional array or a two-dimensional, the two ports for coupling two closed lines in-phase, or, it is necessary to set to a position opposite phases, except that the For example, the position and number of ports are arbitrary. The number of ports and the number of oscillators are not necessarily n as described above, but n is desirable from the viewpoint of symmetry. The position where the oscillator is coupled may be the apex angle or the side of the closed line. Further, the ports do not need to be provided at regular intervals on the peripheral line, but are desirably equidistant. When the closed line is composed of a regular polygon or a circle, an oscillator may be coupled to the intersection of the peripheral line and the internal line, and the oscillator may be any n-divided point on the peripheral line other than the intersection. May be provided. Due to symmetry, it is desirable to couple the oscillator to the closed line at any point where the distances between the n oscillators and their intersections are all equal. This is true even when n is 4, ie, the closed line is square. That is, even in the corners of the square, at the midpoint of each side, a point on each side equal distance from each corner, may be coupled with an oscillator and a closed line.

また、閉線路は、一辺の長さが発振周波数の1波長の1/4の正方形から成る周辺線路と、各辺の中点と正方形の中心点とを結ぶ内部線路とで構成しても良い。この場合には、中心点から発振周波数の4倍の周波数を出力することができる。
この時、発振器を接続するポートは、正方形の各辺の中点に設けても良いし、正方形の角に設けても良い。この構成を、一次元配列、二次元配列したものであっても良い。また、正六角形を周辺線路とし、角をポートとして、6ポートとして、角と中心とを結ぶ線路を内部線路とする閉線路であっても良い。この場合には、発振器の発振周波数の6倍の周波数の信号を中心から得ることができる。これらの高調波を用いる場合も、閉線路は、一次元、二次元配列しても良いし、各閉線路の結合に差動発振器を用いても良い。同様に、正n多角形、円を閉線路として用いることができる。閉線路を一次元又は二次元配列する場合には、結合する2つの閉線路の2つのポートにおいて、同相又は逆相となる関係を満たすように、ポートの位置を決定すれば良い。
Further, the closed line may be composed of a peripheral line composed of a square whose length of one side is ¼ of one wavelength of the oscillation frequency, and an internal line that connects the midpoint of each side and the center point of the square. . In this case, a frequency four times the oscillation frequency can be output from the center point.
At this time, the port for connecting the oscillator may be provided at the midpoint of each side of the square, or may be provided at the corner of the square. This configuration may be a one-dimensional array or a two-dimensional array. Further, a closed line may be used in which a regular hexagon is a peripheral line, a corner is a port, a 6-port line, and a line connecting the corner and the center is an internal line. In this case, a signal having a frequency six times the oscillation frequency of the oscillator can be obtained from the center. Even when these harmonics are used, the closed lines may be arranged one-dimensionally or two-dimensionally, or a differential oscillator may be used for coupling each closed line. Similarly, regular n polygons and circles can be used as closed lines. When the closed lines are arranged one-dimensionally or two-dimensionally, the positions of the ports may be determined so as to satisfy the relationship of in-phase or anti-phase in the two ports of the two closed lines to be coupled.

また、上記構成の発振装置を用いてアレイアンテナ装置を構成することも可能である。この場合に、一つの基板に、アンテナ素子と、発振器、閉線路、その他の送信回路を形成することができる。同様に、請求項8、9、10に記載の発振装置を用いたアレイアンテナ装置であって、閉線路の中心点に、送信回路及びアンテナ素子が形成されたアレイアンテナ装置としても良い。   It is also possible to configure an array antenna device using the oscillation device configured as described above. In this case, an antenna element, an oscillator, a closed line, and other transmission circuits can be formed on one substrate. Similarly, an array antenna apparatus using the oscillation device according to claims 8, 9, and 10 may be an array antenna apparatus in which a transmission circuit and an antenna element are formed at the center point of a closed line.

また、本発明の発振装置から出力される複数の出力信号の位相を同相とする位相設定器を設けても良い。この場合には、複数の出力信号の位相を全て同相に同期させたり、複数の出力信号の群ごとに、同相に同期させたりすることができる。 Further, a phase setter that makes the phases of a plurality of output signals output from the oscillation device of the present invention in phase may be provided. In this case, the phases of the plurality of output signals can all be synchronized with the same phase, or the groups of the plurality of output signals can be synchronized with the same phase.

本発明によると、閉線路に、増幅器や方向性結合器などの励振方向固定装置を挿入したので、閉線路から成るリング共振器の発振モードを固定することができる。すなわち、閉線路において、励振方向固定装置の伝搬の向きに沿って、各ポートの位相を遅延させる方向に、励振モードを固定することができる。よって、この閉線路によって、複数の同一周波数の発振信号を所定の位相関係で同期して得ることができる。   According to the present invention, since the excitation direction fixing device such as an amplifier or a directional coupler is inserted in the closed line, the oscillation mode of the ring resonator composed of the closed line can be fixed. That is, in the closed line, the excitation mode can be fixed in the direction in which the phase of each port is delayed along the propagation direction of the excitation direction fixing device. Therefore, a plurality of oscillation signals having the same frequency can be synchronously obtained with a predetermined phase relationship by this closed line.

また、閉線路を、一次元配列、二次元配列など、複数配列させることにより、アレイアンテナへの応用が可能となる。また、隣接する閉線路を、差動発振器で結合することで、閉線路間の結合が容易となる。
また、閉線路を、一次元配列、二次元配列など、複数設けて、隣接する閉線路を接続する線路に、移相器を設けることで、得られる発振信号の位相を可変制御することができる。したがって、フェーズドアレイアンテナ装置の指向性制御を容易に行うことが可能となる。
Further, by arranging a plurality of closed lines such as a one-dimensional array and a two-dimensional array, application to an array antenna becomes possible. Further, by coupling adjacent closed lines with a differential oscillator, coupling between the closed lines becomes easy.
Also, by providing a plurality of closed lines, such as a one-dimensional array and a two-dimensional array, and providing a phase shifter on a line connecting adjacent closed lines, the phase of the obtained oscillation signal can be variably controlled. . Therefore, directivity control of the phased array antenna device can be easily performed.

また、閉線路を正n多角形又は円形として、n本の回転対称の内部線路を設けて、その中心点から基本周波数のn倍の周波数の信号を得るようにした場合には、リング共振器の共振周波数が使用する周波数よりも低いので、使用周波数で共振させた場合に比べると、高いQ値を得ることができるので効果的である。   When a closed line is a regular n polygon or a circle, and n rotationally symmetric internal lines are provided to obtain a signal having a frequency n times the fundamental frequency from the center point, a ring resonator This is effective because a higher Q value can be obtained compared to the case where the resonance frequency is lower than the frequency used.

これらの発振装置をフェーズドアレイアンテナを含むアレイアンテナ装置に用いた場合には、分配器を用いていないので、消費電力を節減できる。また、発熱も少ない。さらに、一つの基板上にアンテナ素子と回路とを集積化することができる。さらに、リング共振器の利得を、発振器の数で決定することができ、一定の出力を得るに当たり、発振器の容量を低減することが可能となる。また、各アンテナ系統へ信号を供給する各線路の長さが、単一の発振器を用いて分配器で分配する場合には、等しくならないので、各アンテナでの送信位相を調整することが必要となるが、本発明では、そのような線路長の不均一性による各種の弊害を排除することができる。   When these oscillation devices are used in an array antenna device including a phased array antenna, power consumption can be reduced because a distributor is not used. Also, there is little heat generation. Further, the antenna element and the circuit can be integrated on one substrate. Further, the gain of the ring resonator can be determined by the number of oscillators, and the capacity of the oscillator can be reduced in obtaining a constant output. In addition, when the length of each line for supplying a signal to each antenna system is distributed by a distributor using a single oscillator, it is necessary to adjust the transmission phase at each antenna because it is not equal. However, in the present invention, it is possible to eliminate various adverse effects due to such non-uniformity of the line length.

また、閉線路を複数設けているので、アレイアンテナに要求される性能により、用いる閉線路を選択することで、要求の程度に応じたアレイアンテナ装置を、同一構成で、提供することが可能となる。例えば、探索範囲を長距離にしたり、指向性の幅を狭くして、方向の分解能を高くする場合には、動作させる閉線路の数を多くし、探索範囲を短距離にしたり、指向性の幅を広くして方向の分解能を低下させる場合には、動作させる閉線路の数を減少させれば良い。   In addition, since a plurality of closed lines are provided, it is possible to provide an array antenna apparatus according to the required level with the same configuration by selecting the closed line to be used according to the performance required for the array antenna. Become. For example, when the search range is long, or the directivity is narrowed to increase the direction resolution, the number of closed lines to be operated is increased, the search range is shortened, the directivity If the width is widened to reduce the direction resolution, the number of closed lines to be operated may be reduced.

以下、本発明の具体的な実施例を図を参照しながら説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, specific examples of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the examples.

実施例1は、閉線路から成るリング共振器が1つの場合の例である。図1は、その平面図、図2は、その断面図である。基板10の上に、マイクロストリップ線路から成る正方形をした閉線路20と、発振器30a、30b、30c、30dから成るICが配設されている。基板の裏面11には、アース導体12が配設されている。正方形の閉線路の1辺の長さaは、発振周波数の波長の1/4である。閉線路20の中には、増幅率1の正相のバッファ増幅器90が挿入されている。各辺の4つの中点は、各発振器30a〜30dのゲート/ベースが接続される4つのポート20a〜20dを構成している。   The first embodiment is an example in the case where there is one ring resonator composed of a closed line. FIG. 1 is a plan view thereof, and FIG. 2 is a sectional view thereof. On the substrate 10, a square closed line 20 made of a microstrip line and an IC made up of oscillators 30a, 30b, 30c, 30d are arranged. A ground conductor 12 is disposed on the back surface 11 of the substrate. The length a of one side of the square closed line is 1/4 of the wavelength of the oscillation frequency. A positive-phase buffer amplifier 90 with an amplification factor of 1 is inserted in the closed line 20. The four middle points on each side constitute four ports 20a to 20d to which the gates / bases of the oscillators 30a to 30d are connected.

各発振器30a〜30dは、図1に示すように、同一構成のトランジスタから成る発振器である。そして、各ポート20a、20b、20c、20dには、各発振器を構成するトランジスタのゲート/ベースが接続されている。また、ポート20bには、270度の位相設定器40b、ポート20cには、180度の位相設定器40c、ポート20dには、90度の位相設定器40dが接続されている。ポート20aには、位相設定器は接続されていない。ポート20aと、3つの位相設定器40b、40c、40dの出力は、同相となる。   As shown in FIG. 1, each of the oscillators 30a to 30d is an oscillator composed of transistors having the same configuration. Each port 20a, 20b, 20c, 20d is connected to the gate / base of a transistor constituting each oscillator. The port 20b is connected to a 270 degree phase setter 40b, the port 20c is connected to a 180 degree phase setter 40c, and the port 20d is connected to a 90 degree phase setter 40d. A phase setter is not connected to the port 20a. The outputs of the port 20a and the three phase setting devices 40b, 40c, and 40d are in phase.

この閉線路20の一周長は4aであり、4aを1波長とする周波数f=c/(4a)の周波数を基本波として、共振する。したがって、4つの出力A〜Dは、周波数fで同相の発振信号となる。なお、バッファ増幅器90は、信号波の伝搬方向を右回りに制限するものであり、ポート20aの位相に対して、ポート20b、20c、20dは、90度、180度、270度、位相が遅れるモードで、リング共振器を共振させる作用をする。なお、バッファ増幅器90は正相増幅器とした。バッファ増幅器90を逆相増幅器とした場合には、閉線路20のポート20cと20dとの間の区間にも、もう一つの逆相のバッファ増幅器90を挿入する。この場合には、閉線路20の1周が基本波の2波長となる。このように構成すると、ポート20aの位相に対して、ポート20b、20dは、180度位相が遅れ(したがって、ポート20bと20dは同相)、ポート20cは、同相となる。 The circumference of the closed line 20 is 4a and resonates with a frequency of frequency f = c / (4a) where 4a is one wavelength as a fundamental wave. Therefore, the four outputs A to D are in-phase oscillation signals at the frequency f. The buffer amplifier 90 limits the propagation direction of the signal wave clockwise, and the ports 20b, 20c, and 20d are delayed in phase by 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees with respect to the phase of the port 20a. The mode acts to resonate the ring resonator. The buffer amplifier 90 is a positive phase amplifier. When the buffer amplifier 90 and a negative phase amplifier in section between the port 20c and 20d of the closing line 20, to insert a buffer amplifier 90 of another reverse phase. In this case, one rotation of the closing line 20 is two wavelengths of the fundamental wave. With this configuration, the ports 20b and 20d are 180 degrees out of phase with respect to the phase of the port 20a (therefore, the ports 20b and 20d are in phase), and the port 20c is in phase.

このようにして、本実施例によれば、分配器を用いることなく、4つの位相同期した、周波数fの発振信号を得ることができる。
なお、本実施例においては、発振器のトランジスタのゲート/ベースを閉線路に接続しているが、ドレイン/コレクタ又はソース/エミッタをコンデンサやインダクタを介して閉線路に接続しても、トランジスタの発振信号が流れる線路と、閉線路とを、容量結合、誘導結合などの電磁的な結合により、結合させても良い。
In this way, according to the present embodiment, it is possible to obtain four oscillation signals having the frequency f that are phase-synchronized without using a distributor.
In this embodiment, the gate / base of the transistor of the oscillator is connected to the closed line, but even if the drain / collector or the source / emitter is connected to the closed line via a capacitor or inductor, the oscillation of the transistor A line through which a signal flows and a closed line may be coupled by electromagnetic coupling such as capacitive coupling or inductive coupling.

本実施例は、閉線路を複数、一次元配列したものである。基板上に閉線路を形成することは、実施例1と同一である。図3において、3つの閉線路21、22、23が設けられている。本実施例では、発振器を、"Millimeter-Wave VCOs With Wide Tuning Range and Low Phase Noise, Fully Integrated in a SiGe Bipolar Production Technology," IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol.38,No.2,pp.184-191,Feb.2003に記載された図4に示すような差動発振器としている。差動発振器は、図1に示す発振器をカレントミラー回路で、図4に示すように、並列に接続した回路である。トランジスタTr1のドレイン/コレクタ出力Out1と、トランジスタTr2のドレイン/コレクタ出力Out2は、それぞれ、位相が逆相になっている。   In this embodiment, a plurality of closed lines are arranged one-dimensionally. Forming a closed line on the substrate is the same as in the first embodiment. In FIG. 3, three closed lines 21, 22, and 23 are provided. In this embodiment, the oscillator is a "Millimeter-Wave VCOs With Wide Tuning Range and Low Phase Noise, Fully Integrated in a SiGe Bipolar Production Technology," IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 38, No. 2, pp. The differential oscillator shown in FIG. 4 described in 184-191, Feb. 2003 is used. The differential oscillator is a circuit in which the oscillator shown in FIG. 1 is connected in parallel as shown in FIG. 4 with a current mirror circuit. The drain / collector output Out1 of the transistor Tr1 and the drain / collector output Out2 of the transistor Tr2 are out of phase.

一つの閉線路21は、正相増幅のバッファ増幅器91が配設されており、各ポート21a〜21dには、それぞれ、差動発振器31a〜31dの一方のトランジスタのドレイン/コレクタがインダクタを介して接続されている。他の閉線路も同様な構成を有している。そして、隣接する閉線路21と閉線路22間においては、差動発振器31cのカレントミラー回路で構成された一方のトランジスタのドレイン/コレクタがインダクタを介して閉線路21のポート21cに接続され、他方のトランジスタのドレイン/コレクタがインダクタを介して閉線路22のポート22aに接続されている。閉線路22と閉線路23間も同様な構成であり、差動発振器32cにより、両者は結合している。   One closed line 21 is provided with a buffer amplifier 91 for positive phase amplification. The drain / collector of one of the differential oscillators 31a to 31d is connected to each port 21a to 21d via an inductor. It is connected. Other closed lines have the same configuration. Between the adjacent closed line 21 and the closed line 22, the drain / collector of one transistor configured by a current mirror circuit of the differential oscillator 31 c is connected to the port 21 c of the closed line 21 via the inductor, and the other The drain / collector of this transistor is connected to the port 22a of the closed line 22 via an inductor. The configuration between the closed line 22 and the closed line 23 is similar, and both are coupled by a differential oscillator 32c.

閉線路間は、差動発振器で接続されているので、一方のポートの信号と他方のポートの信号の位相は、180度異なる。したがって、閉線路21のポート21aと、閉線路22のポート22aと、閉線路23のポート23aは、全て、同一位相となる。   Since the closed lines are connected by a differential oscillator, the phase of the signal at one port and the signal at the other port differ by 180 degrees. Therefore, the port 21a of the closed line 21, the port 22a of the closed line 22, and the port 23a of the closed line 23 all have the same phase.

また、他の差動発振器31d、32d、33dのポート21d、22d、23dに接続されていない側のトランジスタのドレイン/コレクタは、インダクタを介して180度の位相設定器41d、42d、43dに、それぞれ、接続されている。また、差動発振器31b、32b、33bのポート21b、22b、23bに接続されていない側のトランジスタのドレイン/コレクタは、インダクタを介して、それぞれ、位相設定器を介することなく、そのまま、出力端子となる。さらに、差動発振器31aのポート21aに接続されていない側のトランジスタのドレイン/コレクタは、インダクタを介して、90度の位相設定器41aに接続されており、その位相設定器の出力が、出力発振信号の出力端子となっている。差動発振器33cのポート23cに接続されていない側のトランジスタのドレイン/コレクタは、インダクタを介して、270度の位相設定器43cに接続されており、その位相設定器の出力が、出力発振信号の出力端子となっている。この構成により、8個の同相で位相同期した周波数fの発振信号を得ることができる。なお、閉線路を結合する発振器だけを差動発振器として、他の発振器を、差動型でない発振器としても良い。 In addition, the drain / collector of the transistor not connected to the ports 21d, 22d, and 23d of the other differential oscillators 31d, 32d, and 33d is connected to the phase setting devices 41d, 42d, and 43d of 180 degrees through the inductor. Each is connected. In addition, the drain / collector of the transistor not connected to the ports 21b, 22b, and 23b of the differential oscillators 31b, 32b, and 33b is directly connected to the output terminal via the inductor without passing through the phase setter. It becomes. Further, the drain / collector of the transistor not connected to the port 21a of the differential oscillator 31a is connected to the 90-degree phase setter 41a via the inductor, and the output of the phase setter is output. Oscillation signal output pin. The drain / collector of the transistor not connected to the port 23c of the differential oscillator 33c is connected to the 270 degree phase setter 43c via the inductor, and the output of the phase setter is the output oscillation signal. Output terminal. With this configuration, it is possible to obtain eight in-phase oscillation signals having the frequency f synchronized in phase. Incidentally, as the differential oscillator only oscillator for coupling the closing line, the other oscillator may be an oscillator not differential.

また、バッファ増幅器91、92、93を逆相増幅器として、ポート21cと21dの間の経路、ポート22cと22dの間の経路、ポート23cと23dの間の経路にも、もう一つの逆相のバッファ増幅器91、92、93を、それぞれ、挿入しても良い。この場合には、全ての差動増幅器発振器31a〜31d、32b〜32d、33b〜33dを、差動ではない発振器で構成することになる。上記したように、ポート21a、21cは、同相、ポート22a、22cも、同相となるため、共通の1つの発振器で接続することができる。この場合には、位相設定器41a、43cを、270度の位相設定器として、位相設定器41d、42d、43dは除去する。この場合には、ポート21aでの信号をcos(ωt)とする時、8個の出力は、-sin( ωt)となる。   Further, the buffer amplifiers 91, 92, and 93 are reversed-phase amplifiers, and the path between the ports 21c and 21d, the path between the ports 22c and 22d, and the path between the ports 23c and 23d are also provided with another reversed-phase. Buffer amplifiers 91, 92, and 93 may be inserted, respectively. In this case, all the differential amplifier oscillators 31a to 31d, 32b to 32d, and 33b to 33d are constituted by non-differential oscillators. As described above, the ports 21a and 21c are in phase, and the ports 22a and 22c are also in phase, so that they can be connected by a common oscillator. In this case, the phase setters 41a, 43c are used as 270 degree phase setters, and the phase setters 41d, 42d, 43d are removed. In this case, when the signal at the port 21a is cos (ωt), the eight outputs are −sin (ωt).

なお、本実施例においては、差動発振器の並列したトランジスタのそれぞれのドレイン/コレクタを閉線路や、位相設定器に接続しているが、それぞれのトランジスタのゲート/ベース又はソース/エミッタをコンデンサを介して閉線路に接続しても、トランジスタの発振信号が流れる線路と、閉線路とを、容量結合、誘導結合などの電磁的な結合により、結合させても良い。以下の全実施例においても、差動発振器、又は、差動型ではない発振器と、閉線路との結合においても同様である。   In this embodiment, the drains / collectors of the parallel transistors of the differential oscillator are connected to a closed line or a phase setter, but the gate / base or source / emitter of each transistor is connected to a capacitor. Even if connected to the closed line, the line through which the oscillation signal of the transistor flows and the closed line may be coupled by electromagnetic coupling such as capacitive coupling or inductive coupling. In all the following embodiments, the same applies to the coupling between a differential oscillator or a non-differential oscillator and a closed line.

本実施例は、図5に示す構成をとり、発振信号の初期位相を、0 、θ、2 θとするもので、信号間の位相差をθとしたものである。そして、この位相差θを可変設定できるようにしている。   In this embodiment, the configuration shown in FIG. 5 is adopted, where the initial phase of the oscillation signal is 0, θ, 2θ, and the phase difference between the signals is θ. The phase difference θ can be variably set.

実施例2において、閉線路間を接続する差動発振器31cと閉線路22のポート22aとの間に移相器51を設け、差動発振器32cと閉線路23のポート23aとの間に移相器52を設けたことが特徴である。また、差動発振器31a、33cの閉線路21、23のポート21a、23cに、接続される側のトランジスタとは異なるトランジスタのドレイン/コレクタは、インダクタを介して、それぞれ、50Ωに線路抵抗に終端されている。これにより、2つの-sin( ωt)の信号と、2つの-sin( ωt-θ) の信号と、2つの-sin( ωt-2θ) の位相同期した信号が得られる。この配列や、さらに、閉線路と周辺の差動発振器など組を4つ以上、一次元配列することで、本実施例の装置を、一次元方向に指向性を制御できるフェーズドアレイアンテナ装置の搬送波発生装置に用いることができる。   In the second embodiment, a phase shifter 51 is provided between the differential oscillator 31 c connecting the closed lines and the port 22 a of the closed line 22, and the phase shift is performed between the differential oscillator 32 c and the port 23 a of the closed line 23. A feature is that a device 52 is provided. Further, the drain / collector of a transistor different from the transistor connected to the ports 21a and 23c of the closed lines 21 and 23 of the differential oscillators 31a and 33c is terminated to a line resistance of 50Ω through an inductor, respectively. Has been. Thus, two -sin (ωt) signals, two -sin (ωt-θ) signals, and two -sin (ωt-2θ) phase-synchronized signals are obtained. The carrier of the phased array antenna apparatus capable of controlling the directivity in the one-dimensional direction by arranging one or more four or more groups such as this arrangement and the closed line and the peripheral differential oscillator in one dimension. It can be used for a generator.

この実施例においても、閉線路を結合する発振器だけを差動発振器として、他の発振器を、差動型でない発振器としても良い。また、バッファ増幅器91、92、93を逆相の増幅器として、全ての差動増幅器発振器を差動ではない発振器としても良い。この場合にも、同様な信号が得られる。 Also in this embodiment, as the differential oscillator only oscillator for coupling the closing line, the other oscillator may be an oscillator not differential. Alternatively, the buffer amplifiers 91, 92, and 93 may be reversed phase amplifiers, and all the differential amplifier oscillators may be non-differential oscillators. In this case, a similar signal can be obtained.

本実施例は、図6に示すように、閉線路を2次元配列したものである。すなわち、実施例2のx方向の一次元配列を、それに垂直なy方向に、繰り返し、y軸方向にも、各x系統の閉線路を、結合させたものである。閉線路21と22とから成るx方向に配列された第1系統は、実施例2と同一である。また、位相設定器71a、閉線路61、差動発振器81a、81c、81d、位相設定器71d、閉線路62、差動発振器82c、82d、位相設定器72dから成るx方向に配列された第2系統も、実施例2と同一構成である。   In the present embodiment, closed lines are two-dimensionally arranged as shown in FIG. That is, the one-dimensional array in the x direction according to the second embodiment is repeated in the y direction perpendicular to the x direction, and the closed lines of each x system are coupled also in the y axis direction. The first system arranged in the x-direction composed of the closed lines 21 and 22 is the same as that of the second embodiment. Further, the phase setter 71a, the closed line 61, the differential oscillators 81a, 81c, 81d, the phase setter 71d, the closed line 62, the differential oscillators 82c, 82d, and the phase setter 72d are arranged in the x direction. The system is the same as that of the second embodiment.

本実施例では、閉線路21と閉線路61とが、差動発振器31dで接続され、閉線路22と閉線路62とが、差動発振器32dで接続されている。各発振信号の出力は、それぞれ、同様な関係にある。差動発振器31b、32bに接続される位相設定器41b、42bの設定位相は、90度であり、差動発振器31a、81aに接続される位相設定器41a、71aの設定位相は、それぞれ、180度であり、差動発振器81d、82dに接続される位相設定器71d、72dの設定位相は、それぞれ、270度である。この場合、8個の出力信号は、全て、cos(ωt)となる。   In the present embodiment, the closed line 21 and the closed line 61 are connected by a differential oscillator 31d, and the closed line 22 and the closed line 62 are connected by a differential oscillator 32d. The output of each oscillation signal has a similar relationship. The set phase of the phase setters 41b and 42b connected to the differential oscillators 31b and 32b is 90 degrees, and the set phase of the phase setters 41a and 71a connected to the differential oscillators 31a and 81a is 180 degrees, respectively. The set phase of the phase setters 71d and 72d connected to the differential oscillators 81d and 82d is 270 degrees, respectively. In this case, all the eight output signals are cos (ωt).

また、上記したように、各閉線路において、その中心に対して点対称の位置に、逆相のバッファ増幅器91、92、101、102を2つ挿入して、全差動発振器を全て差動型でない発振器を用いることも可能である。その場合には、位相設定器41a、71aは不要であり、位相設定器41b、42b、71d、82dは、180度の位相設定器となる。この場合には、8個の出力は、全て、cos(ωt)となる。 Further, as described above, in each of the closed line, the position of point symmetry with respect to its center, and a buffer amplifier 91,92,101,102 reverse phase two inserted, all fully differential oscillator differential It is also possible to use a non-type oscillator. In that case, the phase setting devices 41a and 71a are unnecessary, and the phase setting devices 41b, 42b, 71d, and 82d are 180-degree phase setting devices. In this case, all eight outputs are cos (ωt).

発振器の周波数f0 の4倍の周波数4f0 を発生するようにした実施例である。図7に示すように、閉線路は、第1行に配列された閉線路W11、W12と、第2行に配列された閉線路W21、W22の2行2列のマトリックスに配列されている。閉線路W11は、実施例1〜4と異なり、正方形の閉線路の周辺線路210の各辺の中点と正方形の中心とを結ぶ十字形状の内部線路200を有している。各閉線路には、正相のバッファ増幅器B11、B12、B21、B22が挿入されている。行方向(x方向)には、閉線路W11と閉線路W12とは、差動発振器D12で結合され、閉線路W21と閉線路W22とは、差動発振器D22で結合されている。一方、列方向(y方向)には、閉線路W11と閉線路W21とは、差動発振器E21と移相器Q21により結合されており、閉線路W12と閉線路W22とは、差動発振器E22と移相器Q22により結合されている。そして、閉線路間の結合に用いられている差動発振器を除く全ての差動発振器D11、D13、D21,D23、E11、E12、E31、E32の閉線路に接続されている側のトランジスタとは異なる他方のトランジスタのドレイン/コレクタは、全て、50Ωの線路抵抗で終端されている In this embodiment, a frequency 4f 0 that is four times the frequency f 0 of the oscillator is generated. As shown in FIG. 7, the closed lines are arranged in a matrix of two rows and two columns of closed lines W11 and W12 arranged in the first row and closed lines W21 and W22 arranged in the second row. Unlike the first to fourth embodiments, the closed line W11 includes a cross-shaped internal line 200 that connects the midpoint of each side of the peripheral line 210 of the square closed line and the center of the square. Positive phase buffer amplifiers B11, B12, B21, and B22 are inserted in each closed line. In the row direction (x direction), the closed line W11 and the closed line W12 are coupled by a differential oscillator D12, and the closed line W21 and the closed line W22 are coupled by a differential oscillator D22. On the other hand, in the column direction (y direction), the closed line W11 and the closed line W21 are coupled by a differential oscillator E21 and a phase shifter Q21, and the closed line W12 and the closed line W22 are differential oscillator E22. And a phase shifter Q22. The transistors on the side connected to the closed lines of all the differential oscillators D11, D13, D21, D23, E11, E12, E31, and E32 except for the differential oscillator used for coupling between the closed lines The drain / collector of the other different transistor is all terminated with a line resistance of 50Ω.

内部線路200の1辺の長さは(辺の中点と中心点とを結ぶ辺)の長さは、a/2である。ただし、aは、閉線路の周辺線路の1辺の長さである。各ポート間の周辺線路における経路長は、aであるから、周波数4f0 の高調波においては、一波長である。したがって、各ポートL111、L112、L113、L114では、周波数4f0 の高調波の位相は同相となり、発振信号はcos(4 ωt)となる。ただし、ω=2πf0 である。また、中心点R11と各ポート間の距離は、λ/2となるので、中心点R11の信号の位相は、各ポートの信号位相に対して、180度遅れる。よって、中心点R11の信号は、−cos(4 ωt)となる。 The length of one side of the internal line 200 (the side connecting the midpoint of the side and the center point) is a / 2. Here, a is the length of one side of the peripheral line of the closed line. Since the path length in the peripheral line between the ports is a, the harmonic of the frequency 4f 0 is one wavelength. Therefore, in each of the ports L111, L112, L113, and L114, the phase of the harmonic with the frequency 4f 0 is in phase, and the oscillation signal is cos (4 ωt). However, ω = 2πf 0 . Further, since the distance between the center point R11 and each port is λ / 2, the phase of the signal at the center point R11 is delayed by 180 degrees with respect to the signal phase of each port. Therefore, the signal at the center point R11 is −cos (4 ωt).

他方、周波数f0 の基本波に対しては、各ポートでの信号の位相が0、π/2、π、3π/2であり、中心点R11では、これらの位相に、共通にλ/8の内部線路による位相遅れπ/4を減じた値を位相とする余弦波の和となる。これは、零となる。同様に、第2高調波2f0 の場合には、0、π、0、πの各ポートの位相に、共通にλ/4の内部線路による位相遅れπ/2を減じた値を位相とする余弦波の和となる。この和も対称性から零となる。第3高調波3f0 の場合には、0、3π/2、π、π/2の各ポートの位相に、共通に、3λ/8の内部線路による位相遅れ3π/4を減じた値を位相とする余弦波の和となる。この場合も、位相の対称性から、中心点R11におけるこの第3高調波成分は0となる。結局、第4高調波成分のみが、中心点R11に現れることになる。 On the other hand, for the fundamental wave of frequency f 0 , the phase of the signal at each port is 0, π / 2, π, 3π / 2, and at the center point R11, these phases are shared by λ / 8. This is the sum of cosine waves whose phase is the value obtained by subtracting the phase delay π / 4 due to the internal line. This is zero. Similarly, in the case of the second harmonic 2f 0 , the phase is obtained by subtracting the phase delay π / 2 due to the internal line of λ / 4 to the phase of each port of 0, π, 0, π. The sum of cosine waves. This sum is also zero due to symmetry. In the case of the third harmonic 3f 0 , the phase obtained by subtracting the phase delay 3π / 4 due to the internal line of 3λ / 8 is common to the phase of each port of 0 , 3π / 2, π, and π / 2. Is the sum of cosine waves. Also in this case, the third harmonic component at the center point R11 is zero because of the symmetry of the phase. Eventually, only the fourth harmonic component appears at the center point R11.

このようにして、閉線路W11の中心点R11と、閉線路W12の中心点R12からは、−cos(4 ωt)の発振信号が得られる。   In this way, an oscillation signal of −cos (4 ωt) is obtained from the center point R11 of the closed line W11 and the center point R12 of the closed line W12.

一方、列方向(y方向)には、移相器Q21、Q22を介して結合されているので、それによる遅れ位相量( θ) により、その出力が入力するポートL212、L222の信号はsin(ωt-θ) となる。すなわち、第2行の閉線路W21、W22における発振信号は、第1行の閉線路W11、W12における発振信号に対して位相がθだけ遅れたものとなる。したがって、閉線路W21、W22の中心点R21、R22での発振信号は、−cos(4 ωt-4θ) となる。このようにして、位相差が4θの信号を得ることができる。y方向に、これらの構成の閉線路を多数設けることで、3以上の位相差4θを有する発振信号2つづつ得ることができる。これにより、一次元方向に指向性を変更できるフェーズドアレイアンテナ装置を構成できる。閉線路は2列に構成されいるので、アンテナ素子も2列に構成でき、放射電力を増大させることができる。もちろん、行方向(x方向)にも、同様な閉線路を多数設けて、アンテナ素子を多数列形成することで、放射電波の電力を大きくすることができる。   On the other hand, since the signals are coupled in the column direction (y direction) via the phase shifters Q21 and Q22, the signals of the ports L212 and L222 to which the outputs are input are sin ( ωt-θ). That is, the oscillation signals in the closed lines W21 and W22 in the second row are delayed in phase by θ with respect to the oscillation signals in the closed lines W11 and W12 in the first row. Therefore, the oscillation signal at the center points R21 and R22 of the closed lines W21 and W22 is −cos (4 ωt−4θ). In this way, a signal having a phase difference of 4θ can be obtained. By providing many closed lines having these configurations in the y direction, two oscillation signals having a phase difference 4θ of 3 or more can be obtained. Thereby, the phased array antenna apparatus which can change directivity to a one-dimensional direction can be comprised. Since the closed lines are configured in two rows, the antenna elements can also be configured in two rows, and the radiated power can be increased. Of course, the power of the radiated radio wave can be increased by providing a large number of similar closed lines in the row direction (x direction) and forming a large number of antenna elements.

この実施例においても、閉線路間の結合だけに、差動発振器を用いて、他の差動増幅器発振器は、差動型ではない通常の発振器を用いても良い。さらに、上述したように、バッファ増幅器B11〜B22を、逆相増幅器として、閉線路の点対称の位置に2つ設けた場合には、全ての発振器を差動型ではない発振器で構成することも可能である。
本実施例では、リング共振器内の発振周波数はf0 として、用いる発振信号の周波数を4f0 としている。したがって、共振周波数は、用いる信号よりも低周波であるので、共振のQ値を大きくすることができる。
Also in this embodiment, a differential oscillator may be used only for coupling between closed lines, and another differential amplifier oscillator may be a normal oscillator that is not a differential type. Further, as described above, the buffer amplifier B11~B22, as a reverse-phase amplifier, if provided two at the position of point symmetry of the closed line is also configure all oscillators in the oscillator is not a differential Is possible.
In this embodiment, the oscillation frequency in the ring resonator is f 0 and the frequency of the oscillation signal to be used is 4f 0 . Therefore, since the resonance frequency is lower than the signal used, the resonance Q value can be increased.

本実施例は、図7の実施例5をさらに発展させたものである。x方向に配列された系統を、y方向に沿って、繰り返して配列させたものであり、各系統をy方向に沿っても結合させたものである。実施例6の発振装置は、3行3列の閉線路を有している。閉線路W11と接続される差動発振器D12と、閉線路W12との間に、移相器P12が設けられており、閉線路W12と接続される差動発振器D13と、閉線路W13との間に、移相器P13が設けられている。同様に、閉線路W21と接続される差動発振器D22と、閉線路W22との間に、移相器P22が設けられており、閉線路W22と接続される差動発振器D23と、閉線路W23との間に、移相器P23が設けられている。同様に、閉線路W31と接続される差動発振器D32と、閉線路W32との間に、移相器P32が設けられており、閉線路W32と接続される差動発振器D33と、閉線路W33との間に、移相器P33が設けられている。   This embodiment is a further development of the embodiment 5 shown in FIG. The systems arranged in the x direction are repeatedly arranged along the y direction, and the systems are combined even along the y direction. The oscillation device of Example 6 has a closed line of 3 rows and 3 columns. A phase shifter P12 is provided between the differential oscillator D12 connected to the closed line W11 and the closed line W12, and between the differential oscillator D13 connected to the closed line W12 and the closed line W13. In addition, a phase shifter P13 is provided. Similarly, a phase shifter P22 is provided between the differential oscillator D22 connected to the closed line W21 and the closed line W22, and the differential oscillator D23 connected to the closed line W22 and the closed line W23 are provided. Is provided with a phase shifter P23. Similarly, a phase shifter P32 is provided between the differential oscillator D32 connected to the closed line W31 and the closed line W32, and the differential oscillator D33 connected to the closed line W32 and the closed line W33 are provided. Between these, a phase shifter P33 is provided.

また、閉線路W11と接続される差動発振器E21と、閉線路W21との間に、移相器Q21が設けられており、閉線路W21と接続される差動発振器E31と、閉線路W31との間に、移相器Q31が設けられている。同様に、閉線路W12と接続される差動発振器E22と、閉線路W22との間に、移相器Q22が設けられており、閉線路W22と接続される差動発振器E32と、閉線路W32との間に、移相器Q32が設けられている。同様に、閉線路W13と接続される差動発振器E23と、閉線路W23との間に、移相器Q23が設けられており、閉線路W23と接続される差動発振器E33と、閉線路W33との間に、移相器Q33が設けられている。   Further, a phase shifter Q21 is provided between the differential oscillator E21 connected to the closed line W11 and the closed line W21, and the differential oscillator E31 connected to the closed line W21, the closed line W31, Between these, a phase shifter Q31 is provided. Similarly, a phase shifter Q22 is provided between the differential oscillator E22 connected to the closed line W12 and the closed line W22. The differential oscillator E32 connected to the closed line W22 and the closed line W32 Between, a phase shifter Q32 is provided. Similarly, a phase shifter Q23 is provided between the differential oscillator E23 connected to the closed line W13 and the closed line W23, and the differential oscillator E33 connected to the closed line W23 and the closed line W33 are provided. Is provided with a phase shifter Q33.

列方向に配列された6個の移相器P12〜P33は、遅れ位相角θが設定される。また、行方向に配列された6個の移相器Q21、Q22、Q23、Q31、Q32、Q33には、位相角(0度)が設定される。すなわち、閉線路W12の信号の位相は、移相器P12によりθだけ位相が遅延しているので、閉線路W22には、そのままの第2列の閉線路W12の信号を、閉線路W22に加えれば良いためである。同様に、閉線路W32の信号は、移相器P32により位相がθだけ遅延しているので、閉線路W22の信号をそのまま、閉線路W32に印加すれば良い。閉線路W13の信号を閉線路W23に印加する場合も、閉線路W23の信号を閉線路W33に印加する場合も同様である。   The delayed phase angle θ is set for the six phase shifters P12 to P33 arranged in the column direction. In addition, phase angles (0 degrees) are set in the six phase shifters Q21, Q22, Q23, Q31, Q32, and Q33 arranged in the row direction. That is, since the phase of the signal of the closed line W12 is delayed by θ by the phase shifter P12, the signal of the second line of the closed line W12 as it is is added to the closed line W22 as it is. Because it is good. Similarly, since the phase of the signal of the closed line W32 is delayed by θ by the phase shifter P32, the signal of the closed line W22 may be applied to the closed line W32 as it is. The same applies when the signal of the closed line W13 is applied to the closed line W23 and when the signal of the closed line W23 is applied to the closed line W33.

この構成により、第2列の閉線路W12、W22、W32の中心点の位相は、移相器P12、P22、P32により、第1列の閉線路W11、W21、W31の中心点の信号の位相に対して、4θだけ位相が遅れることになる。同様に、第3列の閉線路W13、W23、W33の中心点の信号は、移相器P13、P23、P33により、第2列の閉線路W12、W22、W32の中心点の信号に対して、4θだけ位相が遅れることになる。このように構成することでx軸方向に指向性を変化させることができる。   With this configuration, the phase of the center point of the closed lines W12, W22, W32 in the second row is changed to the phase of the signal at the center point of the closed lines W11, W21, W31 in the first row by the phase shifters P12, P22, P32. On the other hand, the phase is delayed by 4θ. Similarly, the signal at the central point of the closed lines W13, W23, W33 in the third row is sent to the signal at the central point of the closed lines W12, W22, W32 in the second row by the phase shifters P13, P23, P33. The phase is delayed by 4θ. With this configuration, the directivity can be changed in the x-axis direction.

また、y方向に指向性を変化させる場合には、行方向(x方向)に配列されている第2行の移相器Q21、Q22、Q23と、第3行の移相器Q31、Q32、Q33に、遅れ位相θを設定する。その一方、列方向(y方向)に配列されている第2列の移相器P12、P22、P32と、第3列の移相器P13、P23、P33に設定する位相は0とする。これにより、y方向に指向性を変化させることができる。   When the directivity is changed in the y direction, the phase shifters Q21, Q22, Q23 in the second row arranged in the row direction (x direction), and the phase shifters Q31, Q32 in the third row, The delay phase θ is set in Q33. On the other hand, the phase set to the phase shifters P12, P22, P32 in the second column and the phase shifters P13, P23, P33 in the third column arranged in the column direction (y direction) is 0. Thereby, directivity can be changed in the y direction.

上記の実施例では、リング共振器に接続される各発振器の発振周波数f0 の4倍の周波数4f0 の発振信号を得るために、閉線路を正方形としているが、閉線路を、図9に示すように、正六角形の周辺線路Tと、各角S1〜S6と中心点Rとを接続する線路を内部線路U1〜U6としても良い。そして、各角S1〜S6、閉線路の周辺線路Tの各辺の中点又は同一比率の内分点を発振器を接続するポートとする。各角での位相の対称性から、基本波及び第2〜第5高調波の中心点Rでの合成信号は、零となる。第6高調波では、一辺が一波長に等しく、角の中心点の距離も一波長に等しいので、中心点では、全ての信号が同相で合成されることになる。したがって、中心点においては、周波数6f0 の発振信号を得ることができる。このような形状を複数、一次元配列、二次元配列させて、フェーズドアレイアンテナ装置を構成しても良い。 In the above embodiment, the closed line is square in order to obtain an oscillation signal having a frequency 4f 0 that is four times the oscillation frequency f 0 of each oscillator connected to the ring resonator. As shown, a regular hexagonal peripheral line T and lines connecting the corners S1 to S6 and the center point R may be internal lines U1 to U6. Then, each corner S1 to S6, a port for connecting an oscillator internally dividing point of the center point or the same ratio of the sides of the peripheral line T in a closed line. From the symmetry of the phase at each angle, the combined signal at the center point R of the fundamental wave and the second to fifth harmonics is zero. In the sixth harmonic, since one side is equal to one wavelength and the distance between the central points of the corners is also equal to one wavelength, all signals are synthesized in phase at the central point. Therefore, an oscillation signal having a frequency of 6f 0 can be obtained at the center point. A phased array antenna device may be configured by arranging a plurality of such shapes, one-dimensional arrays, and two-dimensional arrays.

また、一般的には、図9の構成を、正n多角形(nは3以上の自然数)の閉線路に拡張しても良い。正n多角形の周辺線路をn等分する点での位相を考える。このn等分点は、必ずしも正多角形の頂角である必要はない。正多角形であるので、n等分点は、一定の回転角毎の回転対称となる。このn等分点に任意点を第i点とすると、第i点におけるの基本波の電圧波形は、次式で表される。
sin(ωt-2 πi/n) …(1)
ただし、i=0,1,…,n-1、ωは基本波の各周波数、tは時刻である。第k高調波は、周辺線路の1周の位相回転角は、2πkであるので、第i点における電圧波形は、次式で表現される。
sin(ωkt-2πki/n) …(2)
ただし、k=1,2,…,nである。
In general, the configuration of FIG. 9 may be extended to a closed line having a regular n polygon (n is a natural number of 3 or more). Consider a phase at a point where a regular n-polygonal peripheral line is divided into n equal parts. This n-equal point does not necessarily need to be the apex angle of a regular polygon. Since it is a regular polygon, the n equally divided points are rotationally symmetric at a certain rotation angle. When an arbitrary point is the i-th point at the n-divided point, the voltage waveform of the fundamental wave at the i-th point is expressed by the following equation.
sin (ωt-2 πi / n)… (1)
Here, i = 0, 1,..., N−1, ω is each frequency of the fundamental wave, and t is time. Since the kth harmonic has a phase rotation angle of 2πk in one round of the peripheral line, the voltage waveform at the i-th point is expressed by the following equation.
sin (ωkt-2πki / n)… (2)
However, k = 1, 2,..., N.

閉線路の中心点Rでの位相は、(2) 式のiに関する和で表される。周辺線路の第i点と中心点Rの線路上の距離は、対称性から、iに関係なく、等しいので、その間にけおける第k高調波kの位相差をθk をとする。θk は、i には関係なく一定である。第k高調波の中心点Rでの電圧Vは、次式で表される。
V=Σi {sin(ωkt-2πki/n- θk ) } …(3)
ただし、Σi は、 iに関する和を意味する。Vは、2 π/(n/k)単位で位相回転をさせた単位ベクトルの和の射影である。n/k ≧1 であるので、2 πi/(n/k) は、2 πの等分点の位相を表す。
The phase at the center point R of the closed line is expressed by the sum related to i in the equation (2). The distance between the i-th point of the peripheral line and the center point R on the line is the same regardless of i because of symmetry, and the phase difference of the k-th harmonic k between them is θ k . θ k is constant regardless of i. The voltage V at the center point R of the kth harmonic is expressed by the following equation.
V = Σ i {sin (ωkt-2πki / n- θ k )} (3)
However, Σ i means the sum related to i. V is the projection of the sum of the unit vectors rotated in phase by 2π / (n / k) units. Since n / k ≧ 1, 2 πi / (n / k) represents the phase of the 2 π equivalence point.

閉線路の対称性からk ≠n の時には、S=0 …(4)
k=n の時には、S=n ・sin(ωnt- θk)…(5)
したがって、中心点Rでは、第n高調波のみが現れることになる。
Due to the symmetry of the closed line, when k ≠ n, S = 0… (4)
When k = n, S = n ・ sin (ωnt- θk)… (5)
Therefore, at the center point R, only the nth harmonic appears.

線路が円の場合でも、同様である。円をn等分する点と、円の中心との周辺線路及び内部線路上の経路距離は等しい。n等分点を周辺線路と内部線路との交点に選択すると、距離は半径になるので、全てのn等分点と中心との距離は等しい。この条件が成立するので、上記の(1) 〜(5) 式は、閉線路が円であっても成立することは明らかである。
このようにして、正n多角形や円を閉線路とする場合には、その中心から閉線路の共振周波数のn倍の周波数を取り出すことができる。
Even if the closed line is a circle, it is the same. The path distance on the peripheral line and the internal line between the point of dividing the circle into n equal parts and the center of the circle is equal. When the n equal dividing point is selected as the intersection of the peripheral line and the internal line, the distance becomes a radius, so that the distance between all the n equal dividing points and the center is equal. Since this condition is satisfied, the above-mentioned (1) to (5), it is clear that the closed line is established even circle.
In this manner, when a regular n polygon or a circle and closing line may be taken out n times the frequency of the resonant frequency of the closed lines from the center.

フェーズドアレイアンテナ装置の構成を次に説明する。図8の閉線路W22に接続される差動発振器D23、移相器P22の組からなる集積回路を製造する。また、これに、バッファ増幅器を組み込んだ集積回路も作成する。この集積回路IC1〜IC7等を、図10、図11に示すように、基板10上に形成されたマイクロストリップ線路から成る閉線路W1、W2に、90度の角度に配置して、閉線路の各ポートに接続する。なお、IC1、IC3は、正相のバッファ増幅器が組み込まれた集積回路である。そして、閉線路W1、W2の、それぞれの中心点R1、R2を、基板10の裏面側に、ビアホールにより導通させる。また、基板10は多層基板で中間部には、アース導体12が設けられており、閉線路W1、W2の中心部に相当する部分にだけ、アース導体が存在しない窓13a、13bが設けられている。そして、この窓領域に中心点R1、R2にアンテナ素子AT1、AT2を設ける。また、アンテナ素子AT1、AT2の前段に、電気的に接続する変調器や送信器などを組み込んだ集積回路を中心点R1、R2に設けても良い。   Next, the configuration of the phased array antenna apparatus will be described. An integrated circuit including a set of the differential oscillator D23 and the phase shifter P22 connected to the closed line W22 of FIG. 8 is manufactured. In addition, an integrated circuit incorporating a buffer amplifier is also created. As shown in FIGS. 10 and 11, the integrated circuits IC1 to IC7 and the like are arranged on the closed lines W1 and W2 made of microstrip lines formed on the substrate 10 at an angle of 90 degrees. Connect to each port. IC1 and IC3 are integrated circuits in which positive-phase buffer amplifiers are incorporated. Then, the central points R1 and R2 of the closed lines W1 and W2 are made conductive to the back side of the substrate 10 by via holes. Further, the substrate 10 is a multilayer substrate, and an earth conductor 12 is provided in the middle portion, and windows 13a and 13b in which no earth conductor exists are provided only in the portions corresponding to the central portions of the closed lines W1 and W2. Yes. The antenna elements AT1 and AT2 are provided at the center points R1 and R2 in the window region. Further, an integrated circuit incorporating a modulator or a transmitter that is electrically connected may be provided at the center points R1 and R2 in front of the antenna elements AT1 and AT2.

このような構成を、図5に示すような一次元配列させたり、図8に示すような二次元配列させることで、各アンテナ素子に対する給電線路を等しく、且つ、分配器を用いずに、アレイアンテナや、フェーズドアレイアンテナ装置を構成することができる。   By arranging such a configuration in a one-dimensional arrangement as shown in FIG. 5 or a two-dimensional arrangement as shown in FIG. 8, the feed lines for each antenna element are equal, and an array can be used without using a distributor. An antenna or a phased array antenna device can be configured.

本発明は、指向性を制御できるフェーズドアレイアンテナ装置に用いることかできる。   The present invention can be used for a phased array antenna apparatus capable of controlling directivity.

本発明の具体的な実施例1に係る発振装置を示した回路図。1 is a circuit diagram showing an oscillation device according to a specific example 1 of the present invention. 実施例1の発振装置の構造を示した断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the structure of the oscillation device according to the first embodiment. 本発明の具体的な実施例2に係る発振装置を示した回路図。The circuit diagram which showed the oscillation apparatus which concerns on the specific Example 2 of this invention. 実施例装置で用いられる差動発振器を示した回路図。The circuit diagram which showed the differential oscillator used with an Example apparatus. 本発明の具体的な実施例3に係る発振装置を示した回路図。The circuit diagram which showed the oscillation apparatus which concerns on the specific Example 3 of this invention. 本発明の具体的な実施例4に係る発振装置を示した回路図。The circuit diagram which showed the oscillation apparatus which concerns on concrete Example 4 of this invention. 本発明の具体的な実施例5に係る発振装置を示した回路図。FIG. 9 is a circuit diagram showing an oscillation device according to a specific example 5 of the invention. 本発明の具体的な実施例6に係る発振装置を示した回路図。The circuit diagram which showed the oscillation apparatus which concerns on specific Example 6 of this invention. 本発明の他の閉線路の構成を示した平面図。The top view which showed the structure of the other closed line of this invention. フェーズドアレイアンテナ装置の基板の表面の閉線路と集積回路との配置関係を示した 斜視図。The perspective view which showed the arrangement | positioning relationship between the closed line on the surface of the board | substrate of a phased array antenna apparatus, and an integrated circuit. 同フェーズドアレイアンテナ装置の基板の断面図。Sectional drawing of the board | substrate of the same phased array antenna apparatus.

20,21、22、23、61、62…閉線路
W11〜W33…閉線路
30a〜30c…差動発振器
40a〜40d、41a〜43d、…位相設定器
20a〜20d、21a〜21d、22a〜22d、23a〜23d…ポート
90〜93、101、102…バッファ増幅器
D11〜D33、E11〜E43…差動発振器
P12〜P33、Q21〜Q33…位相器
20, 21, 22, 23, 61, 62 ... closed line W11 to W33 ... closed line 30a to 30c ... differential oscillators 40a to 40d, 41a to 43d, ... phase setting devices 20a to 20d, 21a to 21d, 22a to 22d , 23a to 23d ... ports 90 to 93, 101, 102 ... buffer amplifiers D11 to D33, E11 to E43 ... differential oscillators P12 to P33, Q21 to Q33 ... phase shifters

Claims (12)

複数の発振器によるそれぞれの発振信号の発振周波数を同期させた発振装置において、
複数の発振器と、
これらの複数の発振器を、閉線路の各ポートに結合して、線路で結合したリング共振器と、
前記リング共振器の線路に挿入された励振位相を一方向に固定する励振方向固定装置と、
を有し
前記閉線路は、複数、存在し、隣接する閉線路の2つのポートに対して、1つの共通の発振器を結合した
ことを特徴とする発振装置。
In an oscillation device that synchronizes the oscillation frequency of each oscillation signal by a plurality of oscillators ,
Multiple oscillators,
A ring resonator in which these multiple oscillators are coupled to each port of a closed line and coupled by a line,
The driving direction fixing device for fixing the inserted excitation phase in the closed line of the ring resonator in one direction,
Have
There is a plurality of closed lines, and one common oscillator is coupled to two ports of adjacent closed lines .
前記閉線路は、全周長が発振周波数の1波長のマイクロストリップ線路から成ることを特徴とする請求項1に記載の発振装置。   2. The oscillation device according to claim 1, wherein the closed line is formed of a microstrip line having an entire circumference of one wavelength having an oscillation frequency. 前記共通の発振器は、差動発振器で構成され、前記隣接する閉線路の前記2つのポートのそれぞれに対して、前記差動発振器のそれぞれのトランジスタを結合したことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の発振装置。 Said common oscillator is a differential oscillator, wherein for each of the two ports of an adjacent closing line path, according to claim 1 or claims, characterized in that attached to each of the transistors of the differential oscillator Item 3. The oscillation device according to Item 2 . 前記隣接する閉線路の前記2つのポートを接続する線路に位相を推移させる移相器を挿入したことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の発振装置。 Oscillating device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the insertion of the phase shifter which changes the phase line which connects the two ports of the adjacent closing line path. 複数の前記閉線路は、2次元配列されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の発振装置。 A plurality of said closing line path, oscillating apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that are two-dimensionally arranged. 隣接した前記各ポート間の位相差はπ/2であり、前記ポートの数は、一つの前記閉線路当たり4点であることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の発振装置。 The phase difference between the adjacent ports is π / 2, and the number of the ports is four points per one closed line, according to any one of claims 1 to 5. The oscillation device described. 前記閉線路は、一辺の長さが発振周波数の1波長の1/n、但し、nは3以上の自然数、の正n多角形から成る周辺線路と、その正n多角形の中心点と、その正n多角形の頂点を含む各辺とを、等中心角で結ぶ内部線路とから成り、前記中心点から前記発振周波数のn倍の周波数を出力することを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載の発振装置。 The closed line is a peripheral line composed of a regular n polygon having a side length of 1 / n of one wavelength of the oscillation frequency, where n is a natural number of 3 or more, and a center point of the regular n polygon, with each side including a vertex of the regular n polygon consists internal line connecting at equal central angle, claims 1 to, characterized in that the output n times the frequency of the oscillation frequency from said center point 7. The oscillation device according to any one of items 6 . 前記閉線路は、円から成る周辺線路と、その円の中心点と、円周のn等分点、但し、nは3以上の自然数、とを結ぶ内部線路とから成り、前記中心点から前記発振周波数のn倍の周波数を出力することを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載の発振装置。 The closed line is composed of a peripheral line composed of a circle, a center point of the circle, and an n equal dividing point of a circumference, where n is a natural number of 3 or more, and the center line The oscillation device according to any one of claims 1 to 6 , wherein a frequency n times the oscillation frequency is output. 前記閉線路は、一辺の長さが発振周波数の1波長の1/4の正方形から成る周辺線路と、各辺の中点と正方形の中心点とを結ぶ内部線路とから成り、前記中心点から前記発振周波数の4倍の周波数を出力することを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載の発振装置。 The closed line is composed of a peripheral line composed of a square whose length of one side is ¼ of one wavelength of the oscillation frequency, and an internal line connecting the midpoint of each side and the center point of the square. The oscillation device according to any one of claims 1 to 6 , wherein the oscillation device outputs a frequency four times the oscillation frequency. 出力信号の位相を同相とする位相設定器を有することを特徴とする請求項1乃至請求項9の何れか1項に記載の発振装置。 Oscillating device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it has a phase setter for the phase of the output signal in-phase. 請求項1乃至請求項10の何れか1項に記載の発振装置を用いたアレイアンテナ装置。 An array antenna device using the oscillation device according to any one of claims 1 to 10 . 請求項7乃至請求項9の何れか1項に記載の発振装置を用いたアレイアンテナ装置であって、
前記閉線路の中心点に、送信回路及びアンテナ素子が形成されたアレイアンテナ装置。
An array antenna device using the oscillating device according to any one of claims 7 to 9,
An array antenna apparatus in which a transmission circuit and an antenna element are formed at a center point of the closed line.
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