JP5701149B2 - High frequency oscillation source - Google Patents

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Description

この発明は、位相雑音が低い電波を出力する高周波発振源に関するものである。   The present invention relates to a high-frequency oscillation source that outputs radio waves with low phase noise.

通常、フリーラン状態の高周波数帯の発振器は、安定度が低く、位相雑音が高い。
安定度を高めて、位相雑音を低減することが可能な高周波発振源として、位相同期発振器がある。
以下に、位相同期発振器の動作を簡単に説明する。 Usually, a high-frequency oscillator in a free-run state has low stability and high phase noise.
There is a phase-locked oscillator as a high-frequency oscillation source that can increase the stability and reduce the phase noise.
The operation of the phase locked oscillator will be briefly described below.

位相同期発振器を構成する電圧制御発振器（以下、「ＶＣＯ」と称する）の出力波が、緩衝増幅器を介して負荷に供給される一方、その出力波の一部が分周器に入力され、その分周器で１／Ｎの低周波数に変換される。
その分周器の出力波は、位相比較器によって、安定度の高い水晶発振器の出力波と比較され、それらの出力波の位相差に応じた直流近傍の電圧がループフィルタ（ローパスフィルタ）に入力される。
そのループフィルタにより平滑化された直流電圧は、上記ＶＣＯの制御端子に入力され、そのＶＣＯの発振周波数が水晶発振器の発振周波数のＮ倍に等しい周波数となるように制御される。
これにより、ＶＣＯの発振周波数の安定度は水晶発振器の安定度と等しくなる。
また、ループフィルタで決定される帯域により、ＶＣＯの低離調周波数の位相雑音が、水晶発振器、位相比較器及び分周器の位相雑音で決定され、高離調周波数の位相雑音が、フリーラン時のＶＣＯの位相雑音となる（例えば、非特許文献１を参照）。 While an output wave of a voltage controlled oscillator (hereinafter referred to as “VCO”) constituting a phase-locked oscillator is supplied to a load via a buffer amplifier, a part of the output wave is input to a frequency divider, The frequency is converted to a low frequency of 1 / N by a frequency divider.
The output wave of the frequency divider is compared with the output wave of the crystal oscillator with high stability by the phase comparator, and the voltage near the DC according to the phase difference of these output waves is input to the loop filter (low-pass filter). Is done.
The DC voltage smoothed by the loop filter is input to the control terminal of the VCO and controlled so that the oscillation frequency of the VCO is equal to N times the oscillation frequency of the crystal oscillator.
Thereby, the stability of the oscillation frequency of the VCO becomes equal to the stability of the crystal oscillator.
Also, depending on the band determined by the loop filter, the phase noise of the low detuning frequency of the VCO is determined by the phase noise of the crystal oscillator, phase comparator and frequency divider, and the phase noise of the high detuning frequency is free running. It becomes the phase noise of the VCO at the time (for example, refer nonpatent literature 1).

他の高周波発振源としては、注入同期発振器を用いている発振源がある。
この発振器の動作を簡単に説明する。
安定度が高い低周波数帯の周波数シンセサイザを基準源とし、基準源の２倍の周波数で発振するＶＣＯを注入同期発振器として、その周波数シンセサイザの出力波をＶＣＯに注入する。
周波数シンセサイザの出力波をＶＣＯに注入することで、そのＶＣＯの出力波が、注入された周波数シンセサイザの出力波と同期するため、周波数安定度が周波数シンセサイザの安定度と等しくなる。
このとき、ＶＣＯの位相雑音は周波数シンセサイザの位相雑音と同等になる（例えば、非特許文献２を参照）。 As another high-frequency oscillation source, there is an oscillation source using an injection locked oscillator.
The operation of this oscillator will be briefly described.
A frequency synthesizer in a low frequency band with high stability is used as a reference source, and a VCO oscillating at twice the frequency of the reference source is used as an injection-locked oscillator, and an output wave of the frequency synthesizer is injected into the VCO.
By injecting the output wave of the frequency synthesizer into the VCO, the output wave of the VCO is synchronized with the output wave of the injected frequency synthesizer, so that the frequency stability becomes equal to the stability of the frequency synthesizer.
At this time, the phase noise of the VCO is equivalent to the phase noise of the frequency synthesizer (see, for example, Non-Patent Document 2).

10GHz Band Compact Phase Locked Oscillator with Low Phase Noise, 20th European Microwave Conference, Vol.2, pp.1766-1771, 1990.10GHz Band Compact Phase Locked Oscillator with Low Phase Noise, 20th European Microwave Conference, Vol.2, pp.1766-1771, 1990. Millimeter-wave HBT MMIC Synthesizers using subharmonically Injection-Locked Oscillators, GaAs IC Symposium, Technical Digest 1997, 19th Annual, pp.271-274, 1997.Millimeter-wave HBT MMIC Synthesizers using subharmonically Injection-Locked Oscillators, GaAs IC Symposium, Technical Digest 1997, 19th Annual, pp.271-274, 1997.

従来の高周波発振源は以上のように構成されているので、位相同期を用いる場合、低離調周波数の位相雑音が、水晶発振器、位相比較器及び分周器の位相雑音で決定される。このため、その位相比較器と分周器の位相雑音によって、位相雑音が劣化してしまう課題があった。
また、注入同期を用いる場合、注入電力がないときの注入同期発振器の発振周波数が基準発振器の出力周波数のＮ倍（Ｎ＝１，２，３・・・）と異なるため、注入同期を確立するには高い注入電力が必要であり、注入同期発振器の位相雑音が全離調周波数帯域に渡って、基準発振器と同じとなる。このため、基準発振器として水晶発振器を用いると高離調周波数の位相雑音が高くなり、基準発振器として周波数シンセサイザを用いると、周波数シンセサイザ自体が位相同期を用いているために、低離調周波数の位相雑音が位相比較器及び分周器によって高くなり、位相雑音が劣化してしまう課題があった。 Since the conventional high-frequency oscillation source is configured as described above, when phase synchronization is used, the phase noise of the low detuning frequency is determined by the phase noise of the crystal oscillator, the phase comparator, and the frequency divider. Therefore, there is a problem that the phase noise is deteriorated by the phase noise of the phase comparator and the frequency divider.
When injection locking is used, the injection locking is established because the oscillation frequency of the injection locking oscillator when there is no injection power is different from N times the output frequency of the reference oscillator (N = 1, 2, 3,...). Requires a high injection power, and the phase noise of the injection-locked oscillator is the same as that of the reference oscillator over the entire detuning frequency band. For this reason, if a crystal oscillator is used as the reference oscillator, the phase noise of the high detuning frequency becomes high.If the frequency synthesizer is used as the reference oscillator, the phase synthesizer itself uses phase synchronization, so the phase of the low detuning frequency is high. There is a problem that the noise is increased by the phase comparator and the frequency divider and the phase noise is deteriorated.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、位相雑音の劣化を抑制することができる高周波発振源を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain a high-frequency oscillation source capable of suppressing deterioration of phase noise.

この発明に係る高周波発振源は、所定の周波数で発振する基準発振器と、その基準発振器の出力波が注入されていない場合の発振周波数が、その基準発振器の出力波の周波数の整数倍に設定されている（または設定される）注入同期発振器とを備え、その基準発振器の出力波が注入されていない場合の注入同期発振器の位相雑音と基準発振器の位相雑音とが同じ周波数で比較して一致する離調周波数を境にして、離調周波数より低い低離調周波数では、注入同期発振器の位相雑音が基準発振器の位相雑音と同じ周波数で比較して等しくなるように、かつ、離調周波数より高い高離調周波数では、注入同期発振器の位相雑音が、基準発振器の出力波が注入されていない場合の注入同期発振器の位相雑音と等しくなるように、基準発振器から注入同期発振器への注入電力を制御する電力調整手段を備えたものである。 In the high frequency oscillation source according to the present invention, the reference oscillator that oscillates at a predetermined frequency and the oscillation frequency when the output wave of the reference oscillator is not injected are set to an integral multiple of the frequency of the output wave of the reference oscillator. The phase noise of the injection locked oscillator when the output wave of the reference oscillator is not injected and the phase noise of the reference oscillator match at the same frequency. At a low detuning frequency that is lower than the detuning frequency, the phase noise of the injection locked oscillator is equal to that of the reference oscillator at the same frequency and higher than the detuning frequency. At high detuning frequencies, the injection oscillator is injected from the reference oscillator so that the phase noise of the injection locked oscillator is equal to the phase noise of the injection locked oscillator when the output wave of the reference oscillator is not injected. Those having a power adjusting means for controlling the injection power to the period oscillator.

この発明によれば、所定の周波数で発振する基準発振器と、その基準発振器の出力波が注入されてない場合の発振周波数が、その基準発振器の出力波の周波数の整数倍に設定されている（または設定される）注入同期発振器とを備え、その基準発振器の出力波が注入されていない場合の注入同期発振器の位相雑音と基準発振器の位相雑音とが同じ周波数で比較して一致する離調周波数を境にして、離調周波数より低い低離調周波数では、注入同期発振器の位相雑音が基準発振器の位相雑音と同じ周波数で比較して等しくなるように、かつ、離調周波数より高い高離調周波数では、注入同期発振器の位相雑音が、基準発振器の出力波が注入されていない場合の注入同期発振器の位相雑音と等しくなるように、基準発振器から注入同期発振器への注入電力を制御する電力調整手段を備えた構成としたので、同じ周波数で比較して、注入同期発振器の低離調周波数の位相雑音を基準発振器の位相雑音と等しくし、かつ高離調周波数の位相雑音を注入電力がない時の注入同期発振器の位相雑音と等しくすることが可能となり、位相雑音の劣化を抑制することができる効果がある。 According to the present invention, the reference oscillator that oscillates at a predetermined frequency and the oscillation frequency when the output wave of the reference oscillator is not injected are set to an integral multiple of the frequency of the output wave of the reference oscillator ( (Or set) an injection-locked oscillator, and the detuning frequency at which the phase noise of the injection-locked oscillator and the reference oscillator match at the same frequency when the output wave of the reference oscillator is not injected With a low detuning frequency lower than the detuning frequency, the phase noise of the injection-locked oscillator is equal to that of the reference oscillator at the same frequency, and the detuning frequency is higher than the detuning frequency. At frequency, the phase noise of the injection locked oscillator to the injection locked oscillator is equal to the phase noise of the injection locked oscillator when the reference oscillator output wave is not injected. Because a configuration having a power adjusting means for controlling the input power, compared with the same frequency, the phase noise of the low detuning frequency of the injection locking oscillator is equal to the phase noise of the reference oscillator, and the KoHanare tone frequency The phase noise can be made equal to the phase noise of the injection-locked oscillator when there is no injection power, and there is an effect that deterioration of the phase noise can be suppressed.

この発明の実施の形態１による高周波発振源を示す構成図である。It is a block diagram which shows the high frequency oscillation source by Embodiment 1 of this invention. 注入同期発振器２の位相雑音と基準発振器１の位相雑音を示す説明図である。3 is an explanatory diagram showing phase noise of an injection locked oscillator 2 and phase noise of a reference oscillator 1. FIG. この発明の実施の形態２による高周波発振源を示す構成図である。It is a block diagram which shows the high frequency oscillation source by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態２による高周波発振源の位相雑音モニタ４の詳細を示す構成図である。It is a block diagram which shows the detail of the phase noise monitor 4 of the high frequency oscillation source by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態３による高周波発振源を示す構成図である。It is a block diagram which shows the high frequency oscillation source by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態３による高周波発振源の周波数設定器５の詳細を示す構成図である。It is a block diagram which shows the detail of the frequency setting device 5 of the high frequency oscillation source by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態３による高周波発振源の周波数設定器５の詳細を示す構成図である。It is a block diagram which shows the detail of the frequency setting device 5 of the high frequency oscillation source by Embodiment 3 of this invention. 基準発振器１及び注入同期発振器２の発振周波数を示す説明図である。4 is an explanatory diagram showing oscillation frequencies of a reference oscillator 1 and an injection locked oscillator 2. FIG. この発明の実施の形態４による高周波発振源を示す構成図である。It is a block diagram which shows the high frequency oscillation source by Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態４による高周波発振源の位相雑音モニタ４及び周波数設定器５の詳細を示す構成図である。It is a block diagram which shows the detail of the phase noise monitor 4 and the frequency setting device 5 of the high frequency oscillation source by Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態４による高周波発振源の位相雑音モニタ４及び周波数設定器５の詳細を示す構成図である。It is a block diagram which shows the detail of the phase noise monitor 4 and the frequency setting device 5 of the high frequency oscillation source by Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態４による高周波発振源の位相雑音モニタ４及び周波数設定器５の詳細を示す構成図である。It is a block diagram which shows the detail of the phase noise monitor 4 and the frequency setting device 5 of the high frequency oscillation source by Embodiment 4 of this invention.

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による高周波発振源を示す構成図である。
図１において、基準発振器１は周波数ｆｒの電波を出力する発振器であり、出力波の周波数（または発振周波数）が固定の発振器でもよいし、出力波の周波数（または発振周波数）が可変可能な電圧制御発振器や電流制御発振器などであってもよい。
また、基準発振器１は、水晶発振器、ＳＡＷ発振器、あるいは、周波数シンセサイザなどで構成されていてもよい。
なお、基準発振器１の出力周波数ｆｒは発振周波数でもよいし、発振周波数の高調波であってもよい。 Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing a high-frequency oscillation source according to Embodiment 1 of the present invention.
In Figure 1, the reference oscillator 1 is an oscillator which outputs a radio wave of a frequency f r, to the frequency of the output wave (or oscillation frequency) may be an oscillator of fixed frequency (or oscillation frequency) of the output wave that is variably It may be a voltage controlled oscillator or a current controlled oscillator.
The reference oscillator 1 may be composed of a crystal oscillator, a SAW oscillator, a frequency synthesizer, or the like.
Incidentally, the output frequency f r of the reference oscillator 1 may be at an oscillation frequency may be a harmonic of the oscillation frequency.

注入同期発振器２は、基準発振器１の出力波が注入されていない場合の発振周波数ｆ０が、基準発振器１の出力波の周波数ｆｒのＮ倍（Ｎ＝１，２，３・・・）に設定されている。基準発振器１の出力波が電力調整器３を介して注入同期発振器２に注入され、注入同期発振器２はその注入された電波に同期して発振する発振器である。
なお、注入同期発振器２は、発振周波数が固定の発振器でもよいし、発振周波数が可変可能な電圧制御発振器や電流制御発振器などであってもよい。 Injection locked oscillator 2, the oscillation frequency f 0 when the output wave of the reference oscillator 1 is not injected, N times the frequency f r of the output wave of the reference oscillator 1 (N = 1,2,3 ···) Is set to The output wave of the reference oscillator 1 is injected into the injection locking oscillator 2 through the power regulator 3, and the injection locking oscillator 2 is an oscillator that oscillates in synchronization with the injected radio wave.
Injection-locked oscillator 2 may be an oscillator with a fixed oscillation frequency, or a voltage-controlled oscillator or a current-controlled oscillator with a variable oscillation frequency.

電力調整器３は例えば可変アッテネータ、可変抵抗、トランジスタ、ダイオード、共振回路、結合線路などで構成されており、基準発振器１から注入同期発振器２に注入される電波の電力を調整する電力調整手段である。
電力調整器３は、基準発振器１の出力波が注入されていない場合の注入同期発振器２の位相雑音と基準発振器１の位相雑音とが（同じ周波数で比較した場合において）一致する離調周波数を境にして、その離調周波数より低い低離調周波数では、注入同期発振器２の位相雑音が基準発振器１の位相雑音と等しくなるように、かつ、その離調周波数より高い高離調周波数では、注入同期発振器２の位相雑音が、基準発振器１の出力波が注入されていない場合の注入同期発振器２の位相雑音と等しくなるように、注入同期発振器２への注入電力を制御する。 The power adjuster 3 includes, for example, a variable attenuator, a variable resistor, a transistor, a diode, a resonance circuit, a coupled line, and the like, and is a power adjusting unit that adjusts the power of the radio wave injected from the reference oscillator 1 to the injection locked oscillator 2. is there.
The power adjuster 3 has a detuning frequency at which the phase noise of the injection locked oscillator 2 when the output wave of the reference oscillator 1 is not injected matches the phase noise of the reference oscillator 1 (when compared at the same frequency). At a low detuning frequency lower than the detuning frequency, the phase noise of the injection locked oscillator 2 is equal to the phase noise of the reference oscillator 1 and at a high detuning frequency higher than the detuning frequency, The injection power to the injection locking oscillator 2 is controlled so that the phase noise of the injection locking oscillator 2 becomes equal to the phase noise of the injection locking oscillator 2 when the output wave of the reference oscillator 1 is not injected.

なお、電力調整器３は、図１（ｂ）に示すように、逓倍機能を備えていてもよく、例えば、基準発振器１の出力波の周波数ｆｒの逓倍数をＭ（Ｍ＝１，２，３・・・）にすることで、周波数Ｍ・ｆｒの電波を注入同期発振器２に注入し、その周波数Ｍ・ｆｒのＬ倍（Ｌ＝１，２，３・・・）の周波数Ｌ・Ｍ・ｆｒの電波が注入同期発振器２から出力されるようにしてもよい。
この場合も、注入同期発振器２の発振周波数（または出力周波数）は、基準発振器１の出力周波数のＮ倍（Ｎ＝１，２，３・・・）になる。 The power regulator 3, FIG. 1 (b), the may comprise a multiplying function, for example, the output wave of the reference oscillator 1 the multiplication number of the frequency f r M (M = 1,2 , by 3 ...) by injecting radio frequency M · f r the injection locking oscillator 2, a frequency of L times the frequency M · f r (L = 1,2,3 ···) The L, M, and fr radio waves may be output from the injection locking oscillator 2.
Also in this case, the oscillation frequency (or output frequency) of the injection locked oscillator 2 is N times (N = 1, 2, 3,...) The output frequency of the reference oscillator 1.

次に動作について説明する。
基準発振器１は、安定度が高い発振器であり、周波数ｆｒで発振する。
注入同期発振器２は、基準発振器１の出力波が電力調整器３を介して注入され、その注入された電波に同期して発振する。
このとき、注入同期発振器２は、基準発振器１の出力波が注入されていない場合の発振周波数ｆ０が、基準発振器１の出力波の周波数ｆｒのＮ倍（Ｎ＝１，２，３・・・）に設定されており、基準発振器１の出力波が注入された場合、発振周波数ｆ０は、基準発振器１の出力波の周波数ｆｒのＮ倍（Ｎ＝１，２，３・・・）を維持する。 Next, the operation will be described.
Reference oscillator 1, the stability is high oscillator, oscillates at a frequency f r.
The injection-locked oscillator 2 oscillates in synchronization with the injected radio wave after the output wave of the reference oscillator 1 is injected through the power regulator 3.
At this time, the injection locking oscillator 2, the oscillation frequency f 0 when the output wave of the reference oscillator 1 is not injected, N times the frequency f r of the output wave of the reference oscillator 1 (N = 1, 2, 3 · ...) is set to, if the output wave of the reference oscillator 1 is injected, the oscillation frequency f 0 is the frequency f r of the output wave of the reference oscillator 1 N times (N = 1, 2, 3 ...・) Is maintained.

ここで、図２は同じ周波数で比較した場合の注入同期発振器２の位相雑音と基準発振器１の位相雑音を示す説明図である。
電力調整器３は、基準発振器１の出力波が注入されていない場合の注入同期発振器２の位相雑音と基準発振器１の位相雑音とが一致する離調周波数（図２では、注入同期発振器２の位相雑音と基準発振器１の位相雑音とが交わっている点に対応する離調周波数）より低い低離調周波数では、注入同期発振器２の位相雑音が基準発振器１の位相雑音と等しくなるように、かつ、その離調周波数より高い高離調周波数では、注入同期発振器２の位相雑音が、基準発振器１の出力波が注入されていない場合の注入同期発振器２の位相雑音と等しくなるように、基準発振器１から注入同期発振器２への注入電力を制御する。
基本的には低い注入電力とすることで、低離調周波数では、注入同期発振器２の位相雑音が基準発振器１の位相雑音と等しくなり、かつ高離調周波数では、注入同期発振器２の位相雑音が、基準発振器１の出力波が注入されていない場合の注入同期発振器２の位相雑音と等しくすることが可能となる。これは、注入同期発振器２におけるアドラー(Adler)の式から分かるように、注入電力が低いときの同調帯域幅が狭いためである。
これにより、図２に示すように、低離調周波数では、基準発振器１の低位相雑音特性が得られ、高離調周波数では、注入同期発振器２の低位相雑音特性が得られるため、全離調周波数にわたって低位相雑音特性が得られる。 Here, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the phase noise of the injection locked oscillator 2 and the phase noise of the reference oscillator 1 when compared at the same frequency.
The power adjuster 3 has a detuning frequency at which the phase noise of the injection locked oscillator 2 when the output wave of the reference oscillator 1 is not injected matches the phase noise of the reference oscillator 1 (in FIG. At a low detuning frequency lower than the detuning frequency corresponding to the point where the phase noise and the phase noise of the reference oscillator 1 intersect, the phase noise of the injection locked oscillator 2 becomes equal to the phase noise of the reference oscillator 1. In addition, at a high detuning frequency higher than the detuning frequency, the phase noise of the injection locking oscillator 2 is equal to the phase noise of the injection locking oscillator 2 when the output wave of the reference oscillator 1 is not injected. The injection power from the oscillator 1 to the injection locking oscillator 2 is controlled.
Basically, by setting the injection power to be low, the phase noise of the injection locking oscillator 2 becomes equal to the phase noise of the reference oscillator 1 at a low detuning frequency, and the phase noise of the injection locking oscillator 2 at a high detuning frequency. However, the phase noise of the injection locked oscillator 2 when the output wave of the reference oscillator 1 is not injected can be made equal. This is because the tuning bandwidth is narrow when the injection power is low, as can be seen from the Adler equation in the injection locked oscillator 2.
As a result, as shown in FIG. 2, the low phase noise characteristic of the reference oscillator 1 is obtained at a low detuning frequency, and the low phase noise characteristic of the injection locked oscillator 2 is obtained at a high detuning frequency. Low phase noise characteristics are obtained over the harmonic frequency.

なお、電力調整器３による注入電力の制御は、手動で行なってもよいし、電圧又は電流などで電子的に行なってもよい。
例えば、電力調整器３が可変抵抗であれば、軸を回すことで抵抗値を変化させることができ、電力調整器３が可変アッテネータであれば、電圧によって減衰量を変化させることができる。
また、電力調整器３がトランジスタであれば、バイアス電圧または電流によって利得を変化させることができ、電力調整器３がダイオードであれば、端子間電圧によって容量を変化させることで結合量（通過量）を変えることができる。
これらにより、注入電力を調整することが可能である。 Note that the control of the injection power by the power regulator 3 may be performed manually or electronically by voltage or current.
For example, if the power regulator 3 is a variable resistor, the resistance value can be changed by turning the shaft, and if the power regulator 3 is a variable attenuator, the attenuation can be changed by the voltage.
If the power regulator 3 is a transistor, the gain can be changed by a bias voltage or current, and if the power regulator 3 is a diode, the coupling amount (passage amount) can be changed by changing the capacitance by the voltage between terminals. ) Can be changed.
With these, it is possible to adjust the injection power.

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、所定の周波数で発振する基準発振器１と、その基準発振器１の出力波が注入されていない場合の発振周波数が、その基準発振器１の出力波の周波数の整数倍に設定されており、基準発振器１の出力波が注入されることで、その注入された電波に同期して発振する注入同期発振器２とを備え、その基準発振器から注入同期発振器に注入される電力を、注入同期発振器の低離調周波数の位相雑音が基準発振器の位相雑音と(同じ周波数で比較した場合に)等しくなるように、かつ高離調周波数の位相雑音が注入電力がない時の注入同期発振器の位相雑音と(同じ周波数で比較した場合に)等しくなるように適切な注入電力とする電力調整手段を備えるように構成したので、位相雑音の劣化を抑制することができる効果を奏する。   As apparent from the above, according to the first embodiment, the reference oscillator 1 that oscillates at a predetermined frequency and the oscillation frequency when the output wave of the reference oscillator 1 is not injected are It is set to an integral multiple of the frequency of the output wave, and includes an injection-locked oscillator 2 that oscillates in synchronization with the injected radio wave when the output wave of the reference oscillator 1 is injected, and is injected from the reference oscillator. The power injected into the synchronous oscillator is such that the phase noise at the low detuning frequency of the injection locked oscillator is equal to the phase noise of the reference oscillator (when compared at the same frequency) and the phase noise at the high detuning frequency is Since it is configured with power adjustment means to make the appropriate injection power equal to the phase noise of the injection locked oscillator when there is no injection power (when compared at the same frequency), it suppresses deterioration of phase noise There is an effect that can be.

実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による高周波発振源を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
位相雑音モニタ４は注入同期発振器２の位相雑音及び基準発振器１の位相雑音を監視し、所定の離調周波数において、注入同期発振器２の位相雑音と基準発振器１の位相雑音との差分が所定の閾値より低ければ、基準発振器１から注入同期発振器２への注入電力を低くする指令を電力調整器３に出力し、その差分が所定の閾値より高ければ、基準発振器１から注入同期発振器２への注入電力を高くする指令を電力調整器３に出力する処理を実施する。なお、位相雑音モニタ４は位相雑音モニタ手段を構成している。 Embodiment 2. FIG.
3 is a block diagram showing a high-frequency oscillation source according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
The phase noise monitor 4 monitors the phase noise of the injection locked oscillator 2 and the phase noise of the reference oscillator 1, and the difference between the phase noise of the injection locked oscillator 2 and the phase noise of the reference oscillator 1 is predetermined at a predetermined detuning frequency. If it is lower than the threshold value, a command to lower the injection power from the reference oscillator 1 to the injection locking oscillator 2 is output to the power regulator 3, and if the difference is higher than the predetermined threshold value, the reference oscillator 1 sends the command to the injection locking oscillator 2. A process of outputting a command to increase the injected power to the power regulator 3 is performed. The phase noise monitor 4 constitutes phase noise monitor means.

上記実施の形態１では、電力調整器３が、低離調周波数では、注入同期発振器２の位相雑音が基準発振器１の位相雑音と等しくなるように、かつ、高離調周波数では、注入同期発振器２の位相雑音が、基準発振器１の出力波が注入されていない場合の注入同期発振器２の位相雑音と等しくなるように、基準発振器１から注入同期発振器２への注入電力を制御するものを示したが、位相雑音モニタ４の指令の下で、電力調整器３が注入電力を制御するようにしてもよい。   In the first embodiment, the power regulator 3 is configured so that the phase noise of the injection locked oscillator 2 becomes equal to the phase noise of the reference oscillator 1 at the low detuning frequency and at the high detuning frequency. 2 shows that the injection power from the reference oscillator 1 to the injection locked oscillator 2 is controlled so that the phase noise of 2 becomes equal to the phase noise of the injection locked oscillator 2 when the output wave of the reference oscillator 1 is not injected. However, the power regulator 3 may control the injected power under the command of the phase noise monitor 4.

以下、位相雑音モニタ４の処理内容を説明する。
位相雑音モニタ４は、例えば、位相雑音のレベルを測定する測定器などから構成されている場合、その測定器によって、注入同期発振器２の位相雑音のレベルを測定するとともに、基準発振器１の位相雑音のレベルを測定する。
注入同期発振器２の位相雑音レベルと基準発振器１の位相雑音レベルが所定の離調周波数において、差分が小さい場合は注入電力が低くなるように電力調整器３を制御し、差分が大きい場合は注入電力が高くなるように電力調整器３を制御する。
Hereinafter, processing contents of the phase noise monitor 4 will be described.
For example, when the phase noise monitor 4 includes a measuring device that measures the level of the phase noise, the phase noise monitor 4 measures the level of the phase noise of the injection locked oscillator 2 with the measuring device and the phase noise of the reference oscillator 1. Measure the level.
When the difference between the phase noise level of the injection locked oscillator 2 and the phase noise level of the reference oscillator 1 is small, the power regulator 3 is controlled so that the injection power is low, and when the difference is large, the injection is performed. The power regulator 3 is controlled so as to increase the power.

これにより、注入同期発振器２における所定の離調周波数未満の位相雑音が基準発振器１の位相雑音と等しくなるように電力調整器３が制御され、所定の離調周波数以上の位相雑音が、基準発振器１の出力波が注入されていない場合の注入同期発振器２の位相雑音と等しくなるように電力調整器３が制御される。
電力調整器３の制御は、位相雑音モニタ４の結果を見ながら、手動または自動で行っても良い。 As a result, the power adjuster 3 is controlled so that the phase noise below the predetermined detuning frequency in the injection locked oscillator 2 becomes equal to the phase noise of the reference oscillator 1, and the phase noise above the predetermined detuning frequency is The power regulator 3 is controlled so as to be equal to the phase noise of the injection locked oscillator 2 when the output wave of 1 is not injected.
The power regulator 3 may be controlled manually or automatically while viewing the result of the phase noise monitor 4.

ここでは、位相雑音モニタ４が、位相雑音のレベルを測定する測定器などから構成されている例を示したが、注入同期発振器２及び基準発振器１の出力波を比較し、その差分に応じた直流の出力電圧を検出し、その出力電圧によって電力調整器３を電子的に制御する位相雑音検出回路などから構成されていてもよい。
注入同期発振器２と基準発振器１は低離調周波数では同期しているため位相雑音はコヒーレントであり、その差分はキャンセルされる。
一方、高離調周波数では同期していないため位相雑音はコヒーレントではなく、位相雑音のレベル差に応じた電力が存在し、どの離調周波数帯まで同期しているかが検出可能である。 Here, an example is shown in which the phase noise monitor 4 is composed of a measuring instrument that measures the level of phase noise, but the output waves of the injection locked oscillator 2 and the reference oscillator 1 are compared, and the difference is determined according to the difference. You may comprise the phase noise detection circuit etc. which detect the direct-current output voltage and control the electric power regulator 3 electronically with the output voltage.
Since the injection locked oscillator 2 and the reference oscillator 1 are synchronized at a low detuning frequency, the phase noise is coherent, and the difference is canceled.
On the other hand, phase noise is not coherent because it is not synchronized at a high detuning frequency, and power corresponding to the level difference of the phase noise exists, and it is possible to detect which detuning frequency band is synchronized.

具体的には、位相雑音モニタ４は、図４に示すように、分周器１１（図では「÷Ｎ」と表記）、ミクサ１２、増幅器１３、アナログ−ディジタル変換器１４（図では「ＡＤＣ」と表記）、信号処理部１５、電圧比較器１６、ディジタル−アナログ変換器１７（図では「ＤＡＣ」と表記）及び積分回路１８で構成されていてもよい。
なお、ミクサ１２、増幅器１３、アナログ−ディジタル変換器１４及び信号処理部１５から雑音差分検出手段が構成されており、電圧比較器１６、ディジタル−アナログ変換器１７及び積分回路１８から指令出力手段が構成されている。 Specifically, as shown in FIG. 4, the phase noise monitor 4 includes a frequency divider 11 (indicated as “÷ N” in the figure), a mixer 12, an amplifier 13, and an analog-digital converter 14 (in the figure, “ADC”). ”), A signal processing unit 15, a voltage comparator 16, a digital-analog converter 17 (denoted as“ DAC ”in the figure), and an integration circuit 18.
The mixer 12, the amplifier 13, the analog-digital converter 14 and the signal processing unit 15 constitute noise difference detection means. The voltage comparator 16, the digital-analog converter 17 and the integration circuit 18 provide command output means. It is configured.

位相雑音モニタ４の分周器１１は、注入同期発振器２の出力波をＮ分周し、Ｎ分周後の出力波をミクサ１２に入力する。
ミクサ１２は、分周器１１から出力されたＮ分周後の出力波と基準発振器１の出力波が入力され、それらの位相雑音の差分に応じた電圧値を増幅器１３に入力する。
ミクサ１２から出力される電圧値は非常に小さい値であるため、増幅器１３は、ミクサ１２の出力電圧値を増幅し、増幅後の電圧値をアナログ−ディジタル変換器１４に入力する。
アナログ−ディジタル変換器１４は、増幅器１３から出力された増幅後の電圧値をアナログ値からディジタル値に変換し、そのディジタル値を信号処理部１５に入力する。 The frequency divider 11 of the phase noise monitor 4 divides the output wave of the injection locked oscillator 2 by N, and inputs the output wave after N division to the mixer 12.
The mixer 12 receives the N-frequency-divided output wave output from the frequency divider 11 and the output wave of the reference oscillator 1, and inputs a voltage value corresponding to the difference between the phase noises to the amplifier 13.
Since the voltage value output from the mixer 12 is a very small value, the amplifier 13 amplifies the output voltage value of the mixer 12 and inputs the amplified voltage value to the analog-digital converter 14.
The analog-digital converter 14 converts the amplified voltage value output from the amplifier 13 from an analog value to a digital value, and inputs the digital value to the signal processing unit 15.

信号処理部１５は、アナログ−ディジタル変換器１４からディジタル値を受けると、そのディジタル値に対する信号処理（例えば、フーリエ変換処理など）を実施することで、離調周波数に対する位相雑音の差分（注入同期発振器２の位相雑音と、基準発振器１の位相雑音との差分）のレベルを検出する。
電圧比較器１６は、信号処理部１５が位相雑音の差分レベルを検出すると、その差分レベルと所定の閾値を比較し、その差分レベルが閾値より低ければ、基準発振器１から注入同期発振器２への注入電力を低くするために、その差分レベルと閾値の差に相当する電圧値をディジタル−アナログ変換器１７に入力する。
一方、その差分レベルが閾値より高ければ、基準発振器１から注入同期発振器２への注入電力を高くするために、その差分レベルと閾値の差に相当する電圧値をディジタル−アナログ変換器１７に入力する。 When the signal processing unit 15 receives a digital value from the analog-to-digital converter 14, the signal processing unit 15 performs signal processing (for example, Fourier transform processing) on the digital value to thereby obtain a phase noise difference (injection locking) with respect to the detuning frequency. The level of the difference between the phase noise of the oscillator 2 and the phase noise of the reference oscillator 1 is detected.
When the signal processing unit 15 detects the difference level of the phase noise, the voltage comparator 16 compares the difference level with a predetermined threshold value. If the difference level is lower than the threshold value, the voltage comparator 16 transmits the reference oscillator 1 to the injection locking oscillator 2. In order to lower the injection power, a voltage value corresponding to the difference between the difference level and the threshold value is input to the digital-analog converter 17.
On the other hand, if the difference level is higher than the threshold value, a voltage value corresponding to the difference between the difference level and the threshold value is input to the digital-analog converter 17 in order to increase the injection power from the reference oscillator 1 to the injection locking oscillator 2. To do.

ディジタル−アナログ変換器１７は、電圧比較器１６から出力された電圧値をディジタル値からアナログ値に変換し、そのアナログ値を積分回路１８に入力する。
積分回路１８は、ディジタル−アナログ変換器１７から出力されたアナログ値を積分し、その積分値を注入電力の上げ指令又は下げ指令として電力調整器３に入力する。 The digital-analog converter 17 converts the voltage value output from the voltage comparator 16 from a digital value to an analog value, and inputs the analog value to the integration circuit 18.
The integrating circuit 18 integrates the analog value output from the digital-analog converter 17 and inputs the integrated value to the power regulator 3 as an injection power increase command or a decrease command.

以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、位相雑音モニタ４が、注入同期発振器２の位相雑音及び基準発振器１の位相雑音を監視し、注入同期発振器２の位相雑音と基準発振器１の位相雑音との差分が所定の閾値より低ければ、基準発振器１から注入同期発振器２への注入電力を低くする指令を電力調整器３に入力し、その差分が所定の閾値より高ければ、基準発振器１から注入同期発振器２への注入電力を高くする指令を電力調整器３に入力するように構成したので、注入同期発振器２における所望の離調周波数未満の位相雑音が基準発振器１の位相雑音と等しくなるように、かつ、所望の離調周波数以上の位相雑音が、基準発振器１の出力波が注入されていない場合の注入同期発振器２の位相雑音と等しくなるように電力調整器３が制御され、その結果、位相雑音の劣化を抑制することができる効果を奏する。   As apparent from the above, according to the second embodiment, the phase noise monitor 4 monitors the phase noise of the injection locked oscillator 2 and the phase noise of the reference oscillator 1, and the phase noise of the injection locked oscillator 2 and the reference oscillator If the difference from the phase noise of 1 is lower than a predetermined threshold, a command for lowering the injection power from the reference oscillator 1 to the injection locking oscillator 2 is input to the power regulator 3, and if the difference is higher than the predetermined threshold, Since the command for increasing the injection power from the reference oscillator 1 to the injection locking oscillator 2 is input to the power regulator 3, the phase noise of the injection locking oscillator 2 having a frequency less than the desired detuning frequency is the phase of the reference oscillator 1. Power adjustment so that the phase noise equal to or higher than the desired detuning frequency is equal to the phase noise of the injection locked oscillator 2 when the output wave of the reference oscillator 1 is not injected 3 is controlled, as a result, an effect capable of suppressing the deterioration of the phase noise.

実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３による高周波発振源を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
周波数設定器５は注入同期発振器２の出力波の周波数ｆ０を監視し、基準発振器１の出力波が注入同期発振器２へ注入されていないとき、その周波数ｆ０が基準発振器１の出力波の周波数ｆｒのＮ倍（Ｎ＝１，２，３・・・）になるように注入同期発振器２を制御する処理を実施する。なお、周波数設定器５は周波数設定手段を構成している。 Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing a high-frequency oscillation source according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
The frequency setter 5 monitors the frequency f 0 of the output wave of the injection locked oscillator 2, and when the output wave of the reference oscillator 1 is not injected into the injection locked oscillator 2, the frequency f 0 is the output wave of the reference oscillator 1. It carries out a process of controlling the injection locked oscillator 2 such that N times (N = 1,2,3 ···) of the frequency f r. The frequency setter 5 constitutes frequency setting means.

図６はこの発明の実施の形態３による高周波発振源の周波数設定器５の詳細を示す構成図である。
図６（ａ）は位相同期確立前の状態を示し、図６（ｂ）は位相同期確立後の状態を示している。
図６において、位相同期回路２１は注入同期発振器２の出力波を分周して、分周後の出力波と基準発振器２３の出力波との位相を比較し、その位相差に応じた制御電圧を出力して、注入同期発振器２に対して位相同期を確立する処理を実施する。 FIG. 6 is a block diagram showing details of the frequency setting device 5 of the high-frequency oscillation source according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 6A shows a state before phase synchronization is established, and FIG. 6B shows a state after phase synchronization is established.
In FIG. 6, the phase locked loop circuit 21 divides the output wave of the injection locked oscillator 2, compares the phase of the divided output wave with the output wave of the reference oscillator 23, and a control voltage corresponding to the phase difference. Is output, and the process of establishing phase locking for the injection locked oscillator 2 is performed.

位相同期回路２１の分周器２２（図では「÷Ｎ」と表記）は注入同期発振器２の出力波をＮ分周し、Ｎ分周後の出力波を位相比較器２４に入力する処理を実施する。
基準発振器２３は周波数ｆｒの信号を出力する発振器であり、周波数ｆｒの出力波を位相比較器２４に入力する。
図６の例では、位相同期回路２１が基準発振器２３を実装しているが、図７に示すように、基準発振器１の出力波を分配し、その一部の出力波を位相比較器２４に入力するようにしてもよい。 A frequency divider 22 (denoted as “÷ N” in the figure) of the phase locked loop 21 divides the output wave of the injection locked oscillator 2 by N and inputs the output wave after N division to the phase comparator 24. carry out.
Reference oscillator 23 is an oscillator for outputting a signal of a frequency f r, and inputs the output wave of the frequency f r the phase comparator 24.
In the example of FIG. 6, the phase synchronization circuit 21 has the reference oscillator 23 mounted, but as shown in FIG. 7, the output wave of the reference oscillator 1 is distributed and a part of the output wave is supplied to the phase comparator 24. You may make it input.

位相比較器２４は分周器２２から出力されたＮ分周後の出力波と基準発振器２３（または、基準発振器１）の出力波との位相を比較し、その位相差に応じた電圧値をループフィルタ２５（図では「ＬＦ」と表記）に入力する処理を実施する。
ループフィルタ２５は位相比較器２４から出力された電圧値を平滑化し、平滑化後の電圧値（制御電圧）を出力する処理を実施する。 The phase comparator 24 compares the phase of the output wave after N division output from the frequency divider 22 and the output wave of the reference oscillator 23 (or the reference oscillator 1), and calculates a voltage value corresponding to the phase difference. A process of inputting to the loop filter 25 (denoted as “LF” in the figure) is performed.
The loop filter 25 performs a process of smoothing the voltage value output from the phase comparator 24 and outputting the smoothed voltage value (control voltage).

電圧源２６は位相同期回路２１から位相同期の確立時に出力されていた制御電圧と等しい制御電圧を出力する電源である。
スイッチ２７は図示せぬ制御回路又は位相同期回路２１の制御の下、位相同期が確立するまでの期間中はオン状態であり、位相同期の確立後にオフ状態になる開閉器である。
スイッチ２８は図示せぬ制御回路又は位相同期回路２１の制御の下、位相同期が確立するまでの期間中はオフ状態であり、位相同期の確立後にオン状態になる開閉器である。
スイッチ２７，２８によって、位相同期が確立するまでの期間は、位相同期回路２１から出力された制御電圧が注入同期発振器２の制御端子に与えられ、位相同期の確立後は電圧源２６から出力された制御電圧が注入同期発振器２の制御端子に与えられる。 The voltage source 26 is a power source that outputs a control voltage equal to the control voltage output from the phase synchronization circuit 21 when the phase synchronization is established.
The switch 27 is a switch that is on during the period until the phase synchronization is established under the control of a control circuit (not shown) or the phase synchronization circuit 21 and is turned off after the phase synchronization is established.
The switch 28 is a switch that is turned off during the period until the phase synchronization is established under the control of the control circuit or the phase synchronization circuit 21 (not shown), and is turned on after the phase synchronization is established.
During the period until phase locking is established by the switches 27 and 28, the control voltage output from the phase locking circuit 21 is applied to the control terminal of the injection locking oscillator 2, and is output from the voltage source 26 after the phase locking is established. The control voltage is applied to the control terminal of the injection locked oscillator 2.

上記実施の形態１では、基準発振器１の出力波が注入されていない場合の注入同期発振器２の出力波の周波数ｆ０が、基準発振器１の出力波の周波数ｆｒのＮ倍（Ｎ＝１，２，３・・・）に設定されているものを示したが、周波数設定器５が、注入同期発振器２の出力波の周波数ｆ０を監視し、その出力波の周波数ｆ０が基準発振器１の出力波の周波数ｆｒのＮ倍（Ｎ＝１，２，３・・・）になるように注入同期発振器２を制御するようにしてもよい。 In the first embodiment, the frequency f 0 of the output wave of the injection locked oscillator 2 when the output wave of the reference oscillator 1 is not injected is N times the frequency f r of the output wave of the reference oscillator 1 (N = 1). , 2,3 showed what is set in.), the frequency setting device 5, the frequency f 0 of the output wave injection locked oscillator 2 monitors, the frequency f 0 of the reference oscillator of the output wave may be controlled injection locking oscillator 2 such that N times (N = 1,2,3 ···) of the frequency f r of the first output wave.

以下、周波数設定器５の処理内容を説明する。
周波数設定器５の位相同期回路２１による位相同期が確立する前は、スイッチ２７がオン状態で、スイッチ２８がオフ状態である。
位相同期回路２１の分周器２２は、注入同期発振器２の出力波をＮ分周し、Ｎ分周後の出力波を位相比較器２４に入力する。 Hereinafter, the processing content of the frequency setting device 5 will be described.
Before the phase synchronization by the phase synchronization circuit 21 of the frequency setting device 5 is established, the switch 27 is on and the switch 28 is off.
The frequency divider 22 of the phase locked loop circuit 21 divides the output wave of the injection locked oscillator 2 by N and inputs the output wave after N division to the phase comparator 24.

位相比較器２４は、分周器２２が注入同期発振器２の出力波をＮ分周すると、Ｎ分周後の出力波と基準発振器２３（または、基準発振器１）の出力波との位相を比較し、その位相差に応じた電圧値をループフィルタ２５に出力する。
ループフィルタ２５は、位相比較器２４から電圧値を受けると、その電圧値を平滑化して、平滑化後の電圧値を制御電圧として注入同期発振器２の制御端子に与える。 When the frequency divider 22 divides the output wave of the injection locking oscillator 2 by N, the phase comparator 24 compares the phase of the output wave after N division with the output wave of the reference oscillator 23 (or the reference oscillator 1). Then, a voltage value corresponding to the phase difference is output to the loop filter 25.
When the loop filter 25 receives the voltage value from the phase comparator 24, the loop filter 25 smoothes the voltage value and applies the smoothed voltage value to the control terminal of the injection locked oscillator 2 as a control voltage.

位相同期回路２１による位相同期が確立すると、スイッチ２７がオン状態からオフ状態になり、スイッチ２８がオフ状態からオン状態になる。
電圧源２６は、位相同期回路２１から位相同期の確立時に出力されていた制御電圧と等しい制御電圧を注入同期発振器２の制御端子に与える。
これにより、注入同期発振器２の出力波の周波数ｆ０が、図８に示すように、基準発振器２３の出力波の周波数ｆｒのＮ倍（Ｎ＝１，２，３・・・）に設定されるようになる。 When the phase synchronization by the phase synchronization circuit 21 is established, the switch 27 changes from the on state to the off state, and the switch 28 changes from the off state to the on state.
The voltage source 26 supplies a control voltage equal to the control voltage output from the phase lock circuit 21 when the phase lock is established to the control terminal of the injection lock oscillator 2.
As a result, the frequency f 0 of the output wave of the injection locked oscillator 2 is set to N times (N = 1, 2, 3,...) The frequency f r of the output wave of the reference oscillator 23 as shown in FIG. Will come to be.

一般的に、位相同期よりも注入同期の方が同期速度は速いが、図６に示すように、位相同期回路２１を用いることで、同期速度が制限される。しかし、位相同期のみの場合と比較して、同期速度を高めるためにループ帯域を広げても最終的な位相雑音特性に影響を及ぼさないため高速化が可能である。   In general, the injection locking is faster than the phase locking, but the synchronization speed is limited by using the phase locking circuit 21 as shown in FIG. However, compared with the case of only the phase synchronization, even if the loop band is widened to increase the synchronization speed, the final phase noise characteristic is not affected, so that the speed can be increased.

以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、周波数設定器５が、注入同期発振器２の出力波の周波数ｆ０を監視し、その出力波の周波数ｆ０が基準発振器１の出力波の周波数ｆｒのＮ倍（Ｎ＝１，２，３・・・）になるように注入同期発振器２を制御する構成にしたので、基準発振器１の出力波が注入されていない場合の注入同期発振器２の出力波の周波数ｆ０が、確実に、基準発振器１の出力波の周波数ｆｒのＮ倍（Ｎ＝１，２，３・・・）に設定され、その結果、電力調整器３の制御により位相雑音の劣化を抑制することができる効果を奏する。 As can be seen from the above description, according to the third embodiment, the frequency setting device 5, the injection-locked oscillator frequency f 0 of the output wave of 2 monitors the output wave output frequency f 0 of the reference oscillator 1 since the configuration for controlling the injection-locked oscillator 2 such that N times (N = 1,2,3 ···) of the wave frequency f r, injection when the output wave of the reference oscillator 1 is not implanted frequency f 0 of the output wave of the synchronous oscillator 2 is reliably, is set to N times (N = 1,2,3 ···) of the frequency f r of the output wave of the reference oscillator 1, as a result, power regulator 3 is effective in suppressing the deterioration of the phase noise.

実施の形態４．
図９はこの発明の実施の形態４による高周波発振源を示す構成図であり、図において、図３及び図５と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
上記実施の形態２では、位相雑音モニタ４が実装され、上記実施の形態３では、周波数設定器５が実装されている高周波発振源を示したが、図９に示すように、位相雑音モニタ４と周波数設定器５が高周波発振源に実装されていてもよい。
なお、位相雑音モニタ４の処理内容は上記実施の形態２と同様であり、周波数設定器５の処理内容は上記実施の形態３と同様である。
図１０〜図１２は高周波発振源の位相雑音モニタ４及び周波数設定器５の詳細を示す構成図である。 Embodiment 4 FIG.
FIG. 9 is a block diagram showing a high-frequency oscillation source according to Embodiment 4 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIGS.
In the second embodiment, the phase noise monitor 4 is mounted. In the third embodiment, the high frequency oscillation source in which the frequency setting device 5 is mounted is shown. However, as shown in FIG. The frequency setting device 5 may be mounted on a high frequency oscillation source.
The processing content of the phase noise monitor 4 is the same as that of the second embodiment, and the processing content of the frequency setting device 5 is the same as that of the third embodiment.
10 to 12 are configuration diagrams showing details of the phase noise monitor 4 and the frequency setting unit 5 of the high frequency oscillation source.

この実施の形態４によれば、低離調周波数では、基準発振器１の低位相雑音特性が得られ、高離調周波数では、注入同期発振器２の低位相雑音特性が得られるため、全離調周波数にわたって低位相雑音特性が得られる。   According to the fourth embodiment, the low phase noise characteristic of the reference oscillator 1 can be obtained at a low detuning frequency, and the low phase noise characteristic of the injection locked oscillator 2 can be obtained at a high detuning frequency. Low phase noise characteristics are obtained over frequency.

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。   In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .

１ 基準発振器、２ 注入同期発振器、３ 電力調整器、４ 位相雑音モニタ（位相雑音モニタ手段）、５ 周波数設定器（周波数設定手段）、１１ 分周器、１２ ミクサ（雑音差分検出手段）、１３ 増幅器（雑音差分検出手段）、１４ アナログ−ディジタル変換器（雑音差分検出手段）、１５ 信号処理部（雑音差分検出手段）、１６ 電圧比較器（指令出力手段）、１７ ディジタル−アナログ変換器（指令出力手段）、１８ 積分回路（指令出力手段）、２１ 位相同期回路、２２ 分周器、２３ 基準発振器、２４ 位相比較器、２５ ループフィルタ、２６ 電圧源、２７，２８ スイッチ。   1 reference oscillator, 2 injection locking oscillator, 3 power regulator, 4 phase noise monitor (phase noise monitor means), 5 frequency setter (frequency setting means), 11 frequency divider, 12 mixer (noise difference detection means), 13 Amplifier (noise difference detection means), 14 analog-digital converter (noise difference detection means), 15 signal processing unit (noise difference detection means), 16 voltage comparator (command output means), 17 digital-analog converter (command) Output means), 18 integrating circuit (command output means), 21 phase synchronization circuit, 22 frequency divider, 23 reference oscillator, 24 phase comparator, 25 loop filter, 26 voltage source, 27, 28 switch.

Claims (8)

所定の周波数で発振する基準発振器と、上記基準発振器の出力波が注入され、上記出力波に同期して発振する注入同期発振器とを備えた高周波発振源において、
上記基準発振器の出力波が注入されていない場合の上記注入同期発振器の出力波の周波数が、上記基準発振器の出力波の周波数の整数倍に設定され、
上記基準発振器の出力波が注入されていない場合の上記注入同期発振器の位相雑音と上記基準発振器の位相雑音とが同じ周波数で比較して一致する離調周波数を境にして、上記離調周波数より低い低離調周波数では、上記注入同期発振器の位相雑音が上記基準発振器の位相雑音と同じ周波数で比較して等しくなるように、かつ、上記離調周波数より高い高離調周波数では、上記注入同期発振器の位相雑音が、上記基準発振器の出力波が注入されていない場合の上記注入同期発振器の位相雑音と等しくなるように、上記基準発振器から上記注入同期発振器への注入電力を制御する電力調整手段を設けたことを特徴とする高周波発振源。 In a high-frequency oscillation source comprising a reference oscillator that oscillates at a predetermined frequency, and an injection-locked oscillator that is injected with an output wave of the reference oscillator and oscillates in synchronization with the output wave,
The frequency of the output wave of the injection-locked oscillator when the output wave of the reference oscillator is not injected is set to an integer multiple of the frequency of the output wave of the reference oscillator,
When the output wave of the reference oscillator is not injected, the phase noise of the injection-locked oscillator and the phase noise of the reference oscillator are compared at the same frequency, and the detuned frequency coincides with the detuned frequency. At low low detuning frequencies, the phase noise of the injection-locked oscillator is equal compared to the phase noise of the reference oscillator at the same frequency, and at high detuning frequencies higher than the detuning frequency, the injection-locked oscillator Power adjusting means for controlling the injection power from the reference oscillator to the injection-locked oscillator so that the phase noise of the oscillator is equal to the phase noise of the injection-locked oscillator when the output wave of the reference oscillator is not injected A high frequency oscillation source characterized by comprising: 所定の周波数で発振する基準発振器と、上記基準発振器の出力波が注入され、上記出力波に同期して発振する注入同期発振器とを備えた高周波発振源において、
上記基準発振器の出力波が注入されていない場合の上記注入同期発振器の出力波の周波数が、上記基準発振器の出力波の周波数の整数倍に設定され、
上記基準発振器から上記注入同期発振器への注入電力を調整する電力調整手段と、
上記注入同期発振器の位相雑音及び上記基準発振器の位相雑音を監視し、上記注入同期発振器の位相雑音と上記基準発振器の位相雑音の同じ周波数における差分が所定の閾値より低ければ、上記基準発振器から上記注入同期発振器への注入電力を低くする指令を上記電力調整手段に入力し、上記差分が所定の閾値より高ければ、上記基準発振器から上記注入同期発振器への注入電力を高くする指令を上記電力調整手段に入力する位相雑音モニタ手段とを設けたことを特徴とする高周波発振源。 In a high-frequency oscillation source comprising a reference oscillator that oscillates at a predetermined frequency, and an injection-locked oscillator that is injected with an output wave of the reference oscillator and oscillates in synchronization with the output wave,
The frequency of the output wave of the injection-locked oscillator when the output wave of the reference oscillator is not injected is set to an integer multiple of the frequency of the output wave of the reference oscillator,
Power adjusting means for adjusting the injection power from the reference oscillator to the injection locking oscillator ;
The phase noise of the injection locked oscillator and the phase noise of the reference oscillator are monitored, and if the difference at the same frequency between the phase noise of the injection locked oscillator and the phase noise of the reference oscillator is lower than a predetermined threshold, the reference oscillator A command to lower the injection power to the injection locking oscillator is input to the power adjustment means, and if the difference is higher than a predetermined threshold, a command to increase the injection power from the reference oscillator to the injection locking oscillator is adjusted to the power adjustment. A high-frequency oscillation source comprising phase noise monitoring means for inputting to the means . 所定の周波数で発振する基準発振器と、上記基準発振器の出力波が注入され、上記出力波に同期して発振する注入同期発振器とを備えた高周波発振源において、
上記基準発振器の出力波が注入されていない場合の上記注入同期発振器の出力波の周波数が、上記基準発振器の出力波の周波数の整数倍に設定され、
上記基準発振器の出力波が注入されていない場合の上記注入同期発振器の位相雑音と上記基準発振器の位相雑音とが同じ周波数で比較して一致する離調周波数を境にして、上記離調周波数より低い低離調周波数では、上記注入同期発振器の位相雑音が上記基準発振器の位相雑音と同じ周波数で比較して等しくなるように、かつ、上記離調周波数より高い高離調周波数では、上記注入同期発振器の位相雑音が、上記基準発振器の出力波が注入されていない場合の上記注入同期発振器の位相雑音と等しくなるように、上記基準発振器から上記注入同期発振器への注入電力を制御する電力調整手段と、
上記注入同期発振器の位相雑音及び上記基準発振器の位相雑音を監視し、上記注入同期発振器の位相雑音と上記基準発振器の位相雑音の同じ周波数における差分が所定の閾値より低ければ、上記基準発振器から上記注入同期発振器への注入電力を低くする指令を上記電力調整手段に入力し、上記差分が所定の閾値より高ければ、上記基準発振器から上記注入同期発振器への注入電力を高くする指令を上記電力調整手段に入力する位相雑音モニタ手段とを設けたことを特徴とする高周波発振源。 In a high-frequency oscillation source comprising a reference oscillator that oscillates at a predetermined frequency, and an injection-locked oscillator that is injected with an output wave of the reference oscillator and oscillates in synchronization with the output wave,
The frequency of the output wave of the injection-locked oscillator when the output wave of the reference oscillator is not injected is set to an integer multiple of the frequency of the output wave of the reference oscillator,
When the output wave of the reference oscillator is not injected, the phase noise of the injection-locked oscillator and the phase noise of the reference oscillator are compared at the same frequency, and the detuned frequency coincides with the detuned frequency. At low low detuning frequencies, the phase noise of the injection-locked oscillator is equal compared to the phase noise of the reference oscillator at the same frequency, and at high detuning frequencies higher than the detuning frequency, the injection-locked oscillator Power adjusting means for controlling the injection power from the reference oscillator to the injection-locked oscillator so that the phase noise of the oscillator is equal to the phase noise of the injection-locked oscillator when the output wave of the reference oscillator is not injected When,
The phase noise of the injection locked oscillator and the phase noise of the reference oscillator are monitored, and if the difference at the same frequency between the phase noise of the injection locked oscillator and the phase noise of the reference oscillator is lower than a predetermined threshold, the reference oscillator A command to lower the injection power to the injection locking oscillator is input to the power adjustment means, and if the difference is higher than a predetermined threshold, a command to increase the injection power from the reference oscillator to the injection locking oscillator is adjusted to the power adjustment. A high-frequency oscillation source comprising phase noise monitoring means for inputting to the means . 上記位相雑音モニタ手段は、上記注入同期発振器の出力波を分周する分周器と、上記分周器により分周された出力波と上記基準発振器の出力波の離調周波数に対する位相雑音の差分レベルを検出する雑音差分検出手段と、上記雑音差分検出手段により検出された位相雑音の差分レベルが所定の閾値より低ければ、上記基準発振器から上記注入同期発振器への注入電力を低くする指令を上記電力調整手段に入力し、上記位相雑音の差分レベルが所定の閾値より高ければ、上記基準発振器から上記注入同期発振器への注入電力を高くする指令を上記電力調整手段に入力する指令出力手段とから構成されていることを特徴とする請求項２または請求項３記載の高周波発振源。 The phase noise monitoring means, the injection a divider for dividing the output wave of the locked oscillator, the difference of the phase noise relative to the detuning frequency of the output wave of the divided output wave and the reference oscillator by the frequency divider If the difference level of the phase difference detected by the noise difference detecting means for detecting the level and the noise difference detecting means is lower than a predetermined threshold, a command for lowering the injection power from the reference oscillator to the injection locking oscillator is provided. When the difference level of the phase noise is higher than a predetermined threshold value input to the power adjustment means, from the command output means for inputting a command to increase the injection power from the reference oscillator to the injection locking oscillator to the power adjustment means 4. The high frequency oscillation source according to claim 2 , wherein the high frequency oscillation source is configured. 上記雑音差分検出手段は、ミクサと、増幅器と、アナログ−ディジタル変換器と、信号処理部とから構成され、
上記指令出力手段は、電圧比較器と、ディジタル−アナログ変換器と、積分回路とから構成されており、
上記ミクサの第１の入力端子に上記基準発振器の出力の一部が入力され、
上記ミクサの第２の入力端子に上記分周器の出力が入力され、
上記ミクサの出力端子は上記増幅器の入力端子に接続され、
上記増幅器の出力端子は上記アナログ−ディジタル変換器の入力端子に接続され、
上記アナログ−ディジタル変換器の出力端子は上記信号処理部の入力端子に接続され、
上記信号処理部の出力端子は上記電圧比較器の入力端子に接続され、
上記電圧比較器の出力端子は上記ディジタル−アナログ変換器の入力端子に接続され、
上記ディジタル−アナログ変換器の出力端子は上記積分回路の入力端子に接続され、
上記積分回路の出力により、
上記電力調整手段が制御されることを特徴とする請求項４記載の高周波発振源。 The noise difference detection means includes a mixer, an amplifier, an analog-digital converter, and a signal processing unit.
The command output means includes a voltage comparator, a digital-analog converter, and an integration circuit.
Some of the output of the reference oscillator to the first input terminal of the mixer is input,
The output of the divider to the second input terminal of the mixer is input,
The output terminal of the mixer is connected to the input terminal of the amplifier,
The output terminal of the amplifier is connected to the input terminal of the analog-digital converter,
The output terminal of the analog-digital converter is connected to the input terminal of the signal processing unit,
The output terminal of the signal processing unit is connected to the input terminal of the voltage comparator,
The output terminal of the voltage comparator is connected to the input terminal of the digital-analog converter,
The output terminal of the digital-analog converter is connected to the input terminal of the integrating circuit,
By the output of the integration circuit,
Frequency oscillation source according to claim 4, wherein the said power adjusting means is controlled. 上記注入同期発振器の出力波の周波数を監視し、上記基準発振器からの出力波が上記注入同期発振器へ注入されていないときに、上記注入同期発振器の出力波の周波数が上記基準発振器の出力波の周波数の整数倍になるように上記注入同期発振器を制御する周波数設定手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の高周波発振源。 Monitoring the frequency of the output wave of said injection-locked oscillator, the output wave from the reference oscillator when not injected into the injection-locked oscillator, the frequency of the output wave of the injection locking oscillator output wave of the reference oscillator 6. The high frequency oscillation source according to claim 1, further comprising frequency setting means for controlling the injection locked oscillator so as to be an integral multiple of the frequency. 上記周波数設定手段は、上記注入同期発振器の出力波を分周して、分周後の出力波と上記基準発振器または上記基準発振器の代用となる他の基準発振器の出力波との位相を比較し、その位相差に応じた制御電圧を出力して、上記注入同期発振器に対して位相同期を確立する位相同期回路と、上記位相同期回路から位相同期の確立時に出力されていた制御電圧と等しい制御電圧を出力する電圧源と、位相同期が確立するまでの期間は上記位相同期回路から出力された制御電圧を上記注入同期発振器に与え、位相同期の確立後は上記電圧源から出力された制御電圧を上記注入同期発振器に与えるスイッチとから構成されていることを特徴とする請求項６記載の高周波発振源。 Said frequency setting means, the output wave of the injection locking oscillator by dividing, comparing the phases of the output wave of the other of the reference oscillator as a substitute for the output wave and the reference oscillator or the reference oscillator after division A phase lock circuit that establishes phase lock for the injection locked oscillator by outputting a control voltage according to the phase difference, and a control equal to the control voltage output from the phase lock circuit when phase lock is established A voltage source that outputs a voltage, and a control voltage output from the phase locked loop circuit is supplied to the injection locked oscillator during a period until phase locking is established, and a control voltage output from the voltage source after phase locking is established 7. The high frequency oscillation source according to claim 6, comprising: a switch for supplying the injection lock oscillator to the injection locking oscillator. 上記電力調整手段は、上記基準発振器から上記注入同期発振器への注入電力を調整する際、上記基準発振器の出力波の周波数をM逓倍（M=１、２、３、．．．）し、M逓倍後の出力波を上記注入同期発振器に注入することを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載の高周波発振源。 Said power adjusting means, when adjusting the injection power to the injection locked oscillator from the reference oscillator, the reference oscillator frequency M multiplier output wave (M = 1, 2, 3, ...) and, M 8. The high-frequency oscillation source according to claim 1, wherein the output wave after multiplication is injected into the injection-locked oscillator.
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