JP6548939B2 - 発振回路 - Google Patents
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Description
[発振回路100の概要]
図1は、第1の実施形態に係る発振回路100の構成を示す図である。発振回路100は、発振器10と、発振器20と、乗算器30とを備える。発振器10及び発振器20は、マイクロ波、ミリ波又はテラヘルツ波等の高周波発振信号を出力する。発振回路100においては、発振器10及び発振器20により生じる共振波動場を、基板裏面上のマイクロストリップライン34及びマイクロストリップライン35を介して乗算器30と電磁結合することにより、発振器10の発振信号及び発振器20の発振信号が、所定の位相差を有する状態で相互同期する。その結果、発振器10及び発振器20は、位相差が異なる複数の発振信号を安定的に出力できる。以下、図1を参照して、発振回路100の構成について詳細に説明する。
乗算器としては、乗算器30の代わりに多様な乗算器を用いることができる。図2から図4に他の乗算器の例を示す。図2、図3及び図4における実線の矢印は、発振器との結合が電界結合であることを示しており、破線の矢印は、発振器との結合が磁界結合であることを示している。
以上のとおり、第1の実施形態に係る発振回路100においては、発振器10及び発振器20に隣接して乗算器30を設けるという簡易な構造により、発振器10及び発振器20が発生する発振信号の位相差を制御できる。このように、発振信号の位相差を自在に制御できるので、発振回路100を用いることで、鋭いビームを放射することができる放射指向性可変モジュールや、検出方向を制御可能なワイヤレスセンサーを実現することができる。
図6は、第2の実施形態に係る発振回路200の構成を示す図である。発振回路200は、発振器210と、発振器220と、発振器230と、発振器240とを備える。図6において、発振器230及び発振器240は、その一部のみが示されている。また、発振器210と発振器220との間は、乗算器50−1により結合されており、乗算器50−1の円形状のスロットラインの内側に印加する制御電圧によって、発振器210の発振信号と発振器220の発振信号との間の位相差を制御することができる。
以上のとおり、第2の実施形態に係る発振回路200においては、複数の発振器210、220、及びスロットライン231、241を、乗算器50を介して電磁結合することにより、多素子から構成される1次元の発振アレーを実現することができる。発振回路200をアンテナと複合化することによって、ビーム指向性の可変制御を容易に実現できる発振アレーとして活用することができる。
図7は、第3の実施形態に係る発振回路300の構成を示す図である。発振回路300は、発振器310と、発振器320とを備える。また、発振器310と発振器320との間は、乗算器40−1により結合されており、乗算器40−1のスロットラインの内側に印加する制御電圧によって、発振器310の発振信号の位相と発振器320の発振信号の位相との間の位相差を制御することができる。
以上のとおり、第3の実施形態に係る発振回路300においては、複数の発振器310、320を、乗算器40を介して磁界結合することにより、多素子から構成される1次元の発振アレーを実現することができる。発振回路300におけるスロットライン311及びスロットライン321は、発振器の共振器であると同時に、一様な電界が同じ向きに発生する放射機能を有しており、発振回路300は、ビーム指向性の可変制御を容易に実現できる発振アレーとして活用することができる。
図8は、第4の実施形態に係る発振回路400の構成を示す図である。発振回路400は、発振器及びスロットアレーアンテナの機能を複合化した複数の発振器410(発振器410−1、410−2、・・・)と、これらの発振器410を相互に結合する複数の乗算器30(30−1、30−2)を備える。発振器410においては、ガンダイオードが設けられた長さが波長λに等しいスロットラインと平行で、長さがλ/2のスロットラインが複数設けられている。長さがλのスロットラインと長さがλ/2の複数のスロットラインとは、スロットラインと直交する方向において互いに電界結合しており、複数のスロットラインから発振信号が電磁放射される。
2・・・導体
10、20、210、220、230、240、310、320、410、910、920・・・発振器
11、21、31、41、51、61、71、211、221、231、241、311、321・・・スロットライン
12、13、22、23、32、33、42、43、52、53、62、63、72、73、74、75、212、222、312、322・・・ダイオード
30、40、50、60、70・・・乗算器
100、200、300、400、900・・・発振回路
213、223、313、323・・・スリット
930・・・結合器
911、921・・・マイクロストリップライン
912、913、922、923・・・負性抵抗回路
Claims (5)
- 第1スロットラインと交差して設けられた第1負性抵抗素子及び第2負性抵抗素子を有し、波長λの第1発振信号を出力する第1発振器と、
第2スロットラインと交差して設けられた第3負性抵抗素子及び第4負性抵抗素子を有し、波長λの第2発振信号を出力する第2発振器と、
前記第1発振信号及び前記第2発振信号の波長をλとしたときの長さがλ/2の奇数倍であるループ状の第3スロットラインを有し、前記第3スロットラインに第1非線形素子及び第2非線形素子が設けられた乗算器と、
を有し、
前記第1発振器及び前記乗算器は、前記第1スロットラインにおける前記第1負性抵抗素子と第2負性抵抗素子との中間の位置と、前記第3スロットラインと交差する前記第1非線形素子と前記第2非線形素子との第1の間の中間位置と、において第1マイクロストリップラインを介した電界又は磁界で結合し、
前記第2発振器及び前記乗算器は、前記第2スロットラインにおける前記第3負性抵抗素子と第4負性抵抗素子との中間の位置と、前記第3スロットラインと交差する前記第1非線形素子と前記第2非線形素子との第2の間における前記第2非線形素子からλ/4の位置と、において第2マイクロストリップラインを介した電界又は磁界で結合し、
前記乗算器は、前記第3スロットラインの内側に印加された電圧に応じて、前記第1発振信号の位相と前記第2発振信号の位相との位相差を制御する、
発振回路。 - 前記第1負性抵抗素子と前記第2負性抵抗素子との間の前記第1スロットラインの長さが、kλ/2(ただし、kは奇数)であり、
前記第3負性抵抗素子と前記第4負性抵抗素子との間の前記第2スロットラインの長さが、kλ/2(ただし、kは奇数)である、
請求項1に記載の発振回路。 - 前記第3スロットラインにおける、前記第1の間の長さは、mλ/2(ただし、mは偶数)であり、前記第2の間の長さは、nλ/2(ただし、nは奇数)である、
請求項1又は2に記載の発振回路。 - 前記第3スロットラインにおける、前記第1の間の長さは、mλ/2(ただし、mは奇数)であり、前記第2の間の長さは、λ/10以下である、
請求項1又は2に記載の発振回路。 - 前記第1発振器は、前記第1スロットラインと平行であり、前記第1スロットラインと電界又は磁界で結合することで前記第1発振信号を電磁放射する複数のスロットラインをさらに備え、
前記第2発振器は、前記第2スロットラインと平行であり、前記第2スロットラインと電界又は磁界で結合することで前記第2発振信号を電磁放射する複数のスロットラインをさらに備える、
請求項1から4のいずれか1項に記載の発振回路。
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JP2014086793 | 2014-04-18 | ||
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2015
- 2015-04-02 JP JP2015075635A patent/JP6548939B2/ja active Active
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