JP5815883B2 - インダクタンス増大回転進行波発振器回路および方法 - Google Patents
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Description
に従って、線のインピーダンスは増加する。例えば、インダクタンスを4の因数で増加させ、キャパシタンスは未変化のまま保持すると、インピーダンスは2の因数で増加する。線のより高いインピーダンスは、いくつかの非常に良好な効果を有する。1つの利点は、線上の波の電力は、半分の電流が導体間の所与の差動電圧に必要とされるため、2の因数で低減することである。別の効果は、位相雑音が約3dB向上することであり、これは、2倍の向上に等しい。位相雑音の向上は、係数Q(Q=ωL/R)の向上に由来する。特に、インダクタンスの増大に起因して、単位長さ当たりのインダクタンスは、約4の因数で増加するが、線の直列抵抗は倍増する。これは、Qの倍増を引き起こし、したがって、位相雑音の低下を引き起こす。発振器の性能指数を、電力および位相雑音の積として定義することができる場合、図5の実施形態の性能指数における変化は、インダクタンスの増加とほぼ同一の約4倍である。
(増大に起因してnは約4)とし、キャパシタンス間の関係を
(相対距離に起因してm<1)とする。その結果、インピーダンス間の関係は、
となり、mがnと異なる場合に著しい不整合の存在を示す。不整合を補正するには、ChがCvより約n倍大きくなるように、キャパシタンス間の関係を変化させなければならない。これを行うための1つの方法は、水平走行部の幅を増加させることによって、Chを増加させることである。別の方法は、幅を減少させ、したがって、垂直走行部のCvを減少させることである。当然ながら、両方の変更を行うこともできる。
複数のRTWOは、図14に従って実質的に同一の領域を占有し得る。この図において、2つの発振器は、各発振器の一方の導体の長さが、他方の発振器の2つの導体の長さに平行して、かつ2つの導体の長さの間を走行するように配置されるそれらの導体を有する。この配列において、発振器は、互いに「インターリーブされる」と言われる。各発振器の導体がそれぞれによって生成される電磁(EM)場を共有するように、それらが、ある所定の距離で離間され、かつごく近接して走行する限り、他の物理的な配列が可能である。図14は、拡大縮小するために描かれているのではなく、ならびに導体の長さを示すためではなく、2つの発振器のインターリーブ示すにすぎないことに留意することが重要である。図15Aは、明確さの理由で厚さゼロの線として表される導体Ap1046、An1042を有する、図14の2つの発振器の第1のRTWOを示す。図15Bは、やはり厚さゼロの線として表される導体Bp1048、Bn1044を有する、図14の2つのうちの第2のRTWOを示す。図14のクロスオーバー領域1041において、導体ApおよびBpは、それらをAp’およびBp’と接続する経路を有し、導体AnおよびBnは、それらをAn’およびBn’と接続する経路を有する。
さらに、電圧波が各発振器の一対の導体に沿って進行するとき、波は導体間の電圧を変化させるため、その波面もまた、導体に沿って電圧差を生じさせる。各導体の長さに沿った電圧差は、以下となり、
ΔVAは、Ap導体に沿った電圧差であり、ΔVBは、Bp導体に沿った電圧差である。式(1)からの導体間の電圧差と式(2)および(3)を組み合わせると、以下が得られ、
これは、AnおよびBn導体にわたる電圧差に対する式である。
式(2)、(3)、(4)、および(5)は、以下を意味する。
したがって、図16Aに示されるように、電流は、Ap’からAp、AnからAn’、Bp’からBP、およびBnからBn’に流れ、すなわち、全ての電流は、同一の方向に流れる。
から約
に及ぶことができ、任意の数の発振器Nがこの様式でインターリーブされ得る。式が示すように、インターリーブ発振器の数が多いほど、インダクタンスの増加は大きい。
に起因して、各発振器の導体のインダクタンスLの増加は、各発振器の導体間を進行する波により遭遇されるインピーダンスZをより大きくさせるためである。Vが各発振器の進行電圧波の大きさであり、Zが増加したインピーダンスである
に起因して、より高いインピーダンスは、各発振器における電流を低下させ、したがって、各発振器により消費される電力Pを低下させる。
大きく、これは、金属走行部のインピーダンスを変える。方向を変えるためのより良い方法は、直角を丸角に変換するか、または2回45度曲がることである。さらに別の方法は、角の金属走行部の一部を、距離が走行部の残りの部分と同一になるように除去することである。図12および13において、角906、1006の一部を除去して、方向が変わる間、インピーダンスを相対的に一定に維持する。したがって、添付の特許請求項の精神および範囲は、本明細書に含まれる好ましいバージョンの記載に限定されるべきではない。
Claims (20)
- 第1の閉ループを形成するように第1のクロスオーバーと接続される、第1の対の導体と、前記第1のクロスオーバーと、を含む第1の回転進行波発振器(RTWO)と、
第2の閉ループを形成するように第2のクロスオーバーと接続される、第2の対の導体と、前記第2のクロスオーバーと、を含む第2の回転進行波発振器(RTWO)と、を含み、
前記第2の閉ループは、前記第1の閉ループとほぼ同一の物理的領域を占有し、
前記第1および第2のクロスオーバーの前記導体は、前記クロスオーバーのインダクタンスが増加する十分な長さにわたって、離間され、互いに平行である、インターリーブ回転進行波発振器。 - 前記第1の対の導体の第1の導体および前記第2の対の導体の第1の導体は、直接隣接し、
前記第1の対の導体の第2の導体および第2の対の導体の第2の導体は、直接隣接する、請求項1に記載のインターリーブ発振器。 - 前記クロスオーバーの前記平行導体中を流れる任意の電流は、同一の方向に流れる、請求項1または2に記載のインターリーブ発振器。
- 前記第1のクロスオーバーの前記導体は、互いの上に積み重ねられ、接地板上に共に配置され、
前記第2のクロスオーバーの前記導体は、互いの上に積み重ねられ、前記接地板上に共に配置され、
前記第1のクロスオーバーの前記導体および前記第2のクロスオーバーの前記導体は、互いに横方向に隣接する、請求項1〜3のいずれかに記載のインターリーブ発振器。 - 前記第1および第2のクロスオーバーの前記導体は、接地板上に配置され、互いに横方向に隣接する、請求項1〜3のいずれかに記載のインターリーブ発振器。
- 前記第1および第2のRTWOは、各RTWOが低減された位相雑音を有するように、インピーダンスを介して互いに結合される、請求項1〜5のいずれかに記載のインターリーブ発振器。
- 前記結合インピーダンスは、誘導性である、請求項6に記載のインターリーブ発振器。
- 前記結合インピーダンスは、抵抗性である、請求項6に記載のインターリーブ発振器。
- 前記第1および第2のRTWOは、それぞれが他方に位相ロックされるように、インピーダンスを介して互いに結合される、請求項1〜5のいずれかに記載のインターリーブ発振器。
- 第1の対の導体および第1のクロスオーバーを含む、第1の回転進行波発振器(RTWO)であって、前記第1の対の導体は、第1の閉ループを形成するように第1のクロスオーバーと接続される、第1の回転進行波発振器(RTWO)と、
第2の対の導体および第2のクロスオーバーを含む、第2のRTWOであって、前記第2の対の導体は、第2の閉ループを形成するように前記第2のクロスオーバーと接続される、第2のRTWOと、を含み、
前記第2の閉ループは、前記第1の閉ループと実質的に同一の領域を占有し、
前記第1および第2の対の導体は、それらが、互いによって生成される電磁(EM)場を共有するように、インターリーブされる、集積回路。 - 前記第1の対の導体の第1の導体および前記第2の対の導体の第1の導体は、直接隣接し、
前記第1の対の導体の第2の導体および第2の対の導体の第2の導体は、直接隣接する、請求項10に記載の集積回路。 - 前記第2の対の導体の前記第1の導体は、第1の閉ループの一部において、前記第1の対の導体に平行して、かつ前記第1の対の導体間を走行し、前記第1の対の導体の前記第1の導体は、前記第2の閉ループの一部において、前記第2の対の導体に平行して、かつ前記第2の対の導体間を走行する、請求項11に記載の集積回路。
- 前記第1のクロスオーバーの第1の導体は、前記第2のクロスオーバーの第1の導体に平行して走行し、前記第1のクロスオーバーの第2の導体は、前記第2のクロスオーバーの第2の導体に平行して走行し、前記第1のクロスオーバーの前記第1および第2の導体中の、および前記第2のクロスオーバーの前記第1および第2の導体中の任意の電流は、同一の方向に流れる、請求項10〜12のいずれかに記載の集積回路。
- 前記第1のクロスオーバーの前記第1および第2の導体は、互いの上に積み重ねられ、接地板上に共に配置され、
前記第2のクロスオーバーの前記第1および第2の導体は、互いの上に積み重ねられ、前記接地板上に共に配置され、
前記第1のクロスオーバーの前記第1および第2の導体ならびに前記第2のクロスオーバーの前記第1および第2の導体は、互いに横方向に隣接する、請求項13に記載の集積回路。 - 前記第1のクロスオーバーの前記第1の導体は、前記第2のクロスオーバーの前記第1および第2の導体に横方向に隣接し、かつ前記第1および第2の導体間に配置され、前記第2のクロスオーバーの前記第1の導体は、前記第1のクロスオーバーの前記第1および第2の導体に横方向に隣接し、かつ前記第1および第2の導体間に配置され、前記第1のクロスオーバーの前記第1および第2の導体ならびに前記第2のクロスオーバーの前記第1および第2の導体は、接地板上に配置される、請求項13に記載の集積回路。
- 前記第1および第2のRTWOは、インピーダンスを介して互いに結合される、請求項10〜15のいずれかに記載の集積回路。
- 前記結合インピーダンスは、誘導性である、請求項16に記載の集積回路。
- 前記結合インピーダンスは、抵抗性である、請求項16に記載の集積回路。
- 複数の進行波を生成するための方法であって、
第1の回転進行波発振器(RTWO)を用いて第1の進行波を生成することであって、前記第1のRTWOは、第1の対の導体および第1のクロスオーバーを含み、前記第1の対の導体は、第1の閉ループを形成するように前記第1のクロスオーバーと接続される、第1の進行波を生成することと、
第2のRTWOを用いて第2の進行波を生成することであって、前記第2のRTWOは、第2の対の導体および第2のクロスオーバーを含み、前記第2の対の導体は、前記第2の閉ループを形成するように前記第2のクロスオーバーと接続され、前記第2の閉ループは、前記第1の閉ループと実質的に同一の領域を占有する、第2の進行波を生成することと、を含み、
前記第1および第2の対の導体は、それらが、互いによって生成される電磁(EM)場を共有するように、インターリーブされる、方法。 - 前記第1および第2の進行波を生成することは、前記第1および第2のRTWOを位相ロックすることを含む、請求項19に記載の方法。
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