JP6880332B1

JP6880332B1 - 逓倍波発生器

Info

Publication number: JP6880332B1
Application number: JP2020534992A
Authority: JP
Inventors: 隆也丸山; 恒次堤; 津留　正臣; 正臣津留
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-11-01
Filing date: 2019-11-01
Publication date: 2021-06-02
Anticipated expiration: 2039-11-01
Also published as: WO2021084729A1; JPWO2021084729A1

Abstract

高周波を出力する発振器（１）と、発振器（１）から出力された高周波を、位相がＮ（Ｎは、２以上の整数）分の３６０度ずつずれているＮ相の高周波に分配するＮ相分配器（２）と、Ｎ相分配器（２）により分配されたそれぞれの高周波と、それぞれの高周波に基づいて生成された２次以上の高調波とからなる、高次高調波を出力するＮ個の高調波発生器（３−１）〜（３−Ｎ）と、Ｎ個の高調波発生器（３−１）〜（３−Ｎ）から出力された高次高調波を合成する電力合成器（４）とを備えるように、逓倍波発生器を構成した。

Description

この発明は、逓倍波発生器に関するものである。

例えば、レーダ装置に実装される高周波発振器では、位相雑音が低い高周波を発振することが望ましい。高周波発振器から出力される高周波に、高い位相雑音が含まれている場合、レーダ装置における目標の検知性能が劣化するからである。
以下の非特許文献１には、低位相雑音の高周波を発振することが可能な発振器として、注入される基準波に同期して、角周波数ωの高周波を発振する注入同期発振器が開示されている。

J. Lee他, "Study of Subharmonically Injection-Locked PLLs," IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, 2009.

非特許文献１に開示されている注入同期発振器では、注入される基準波の角周波数が例えばω／４であれば、所望波として角周波数がωの高周波を発振するほかに、角周波数がω／４、２ω／４、３ω／４、５ω／４、６ω／４、７ω／４、２ω、９ω／４、１０ω／４、１１ω／４、３ω、１３ω／４、…等の不要波（以下、スプリアスと称する）を出力してしまうという課題があった。

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、角周波数が、所望波の角周波数ωの整数倍（ω、２ω、３ω、・・・）である高周波を抑圧せずに、角周波数が、所望波の角周波数ωの整数倍（ω、２ω、３ω、・・・）を除く、基準波の角周波数の整数倍（ω／４、２ω／４、３ω／４、５ω／４、６ω／４、７ω／４、９ω／４、１０ω／４、１１ω／４、１３ω／４、・・・）であるスプリアスを抑圧することができる逓倍波発生器を得ることを目的とする。

この発明に係る逓倍波発生器は、高周波を出力する発振器と、発振器から出力された高周波を、発振器と同じ周波数で、かつ、逆相関係のみではないＮ分の（ｎ−１）×３６０度（ｎは、１，２，３，・・・，Ｎ）のＮ相の高周波にＮ分配するＮ相分配器（Ｎは、３以上の整数）と、Ｎ相分配器によりＮ分配されたそれぞれの高周波と、それぞれの高周波に基づいて生成された、隣り合う次数間の位相がＮ分の（ｎ−１）×３６０度ずれた２次以上の任意次数の高調波とからなる、高次高調波を出力するＮ個の高調波発生器と、Ｎ個の高調波発生器から出力された高次高調波をアナログ的に合成する電力合成器とを備えるようにしたものである。

この発明によれば、角周波数が、所望波の角周波数の整数倍である高周波を抑圧せずに、角周波数が、所望波の角周波数ωの整数倍（ω、２ω、３ω、・・・）を除く、基準波の角周波数の整数倍であるスプリアスを抑圧することができる。

実施の形態１に係る逓倍波発生器を示す構成図である。Ｎ＝４である場合の逓倍波発生器を示す構成図である。Ｎ＝３である場合の逓倍波発生器を示す構成図である。Ｎ＝５である場合の逓倍波発生器を示す構成図である。高調波発生器５−１〜５−Ｎが、非線形素子、又は、逓倍器によって実現されている逓倍波発生器を示す構成図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る逓倍波発生器を示す構成図である。
図１において、発振器１は、高周波として、角周波数ω／Ｎの基準波を発振し、基準波をＮ相分配器２に出力する。Ｎは２以上の整数であり、ωは所望の角周波数である。

図１に示す逓倍波発生器の動作について説明する。
Ｎ相分配器２は、発振器１から出力された基準波を、位相がＮ分の３６０度ずつ異なるＮ相の基準波に分配する。なお、Ｎ相分配器２は、発振器１から出力された基準波を、等電力でＮ相の基準波に分配する。
Ｎ相分配器２は、分配したそれぞれの基準波を高調波発生器３−１〜３−Ｎのそれぞれに出力する。
具体的には、Ｎ相分配器２は、位相が（ωｔ／Ｎ＋０°）の基準波を高調波発生器３−１に出力し、位相が（ωｔ／Ｎ＋１×３６０°／Ｎ）の基準波を高調波発生器３−２に出力し、位相が（ωｔ／Ｎ＋２×３６０°／Ｎ）の基準波を高調波発生器３−３に出力し、位相が（ωｔ／Ｎ＋（Ｎ−１）×３６０°／Ｎ）の基準波を高調波発生器３−Ｎに出力する。ｔは時間である。

高調波発生器３−１〜３−Ｎは、例えば、注入同期発振器によって実現される。高調波発生器３−１〜３−Ｎは、同一構成の発振器である。
高調波発生器３−ｎ（ｎ＝１，２，３，・・・，Ｎ）は、Ｎ相分配器２により分配された基準波に基づいて、１次以上の高調波である高次高調波と、それぞれの高周波に基づいて生成された２次以上の高調波とからなる、高次高調波を電力合成器４に出力する。高次高調波は、Ｎ相分配器２により分配された基準波と、基準波の高調波とを含んでいる。基準波は、１次の高調波であり、基準波の高調波は、２次以上の高調波である。
なお、Ｎ相分配器２から高調波発生器３−ｎに出力された基準波の位相は、（ωｔ／Ｎ＋（ｎ−１）×３６０°／Ｎ）である。また、高調波発生器３−１〜３−Ｎは同一構成であるため、高調波発生器３−１〜３−Ｎから、互いに等電力の高次高調波が出力される。高調波発生器３−１〜３−Ｎから、例えば、互いに等電力の２次高調波が出力され、互いに等電力の３次高調波が出力される。

具体的には、高調波発生器３−１は、角周波数がω／Ｎで、位相が（ωｔ／Ｎ＋０°）の基準波に基づいた高次高調波を電力合成器４に出力する。当該高次高調波の角周波数は、ω／Ｎの整数倍である。当該高次高調波の位相は、以下の［１＿１］〜［１＿（３Ｎ＋１）］ …となる。［１＿Ｎ］は所望波の位相であり、［１＿１］〜［１＿（Ｎ−１）］のそれぞれ、及び［１＿（Ｎ＋１）］以降のそれぞれはスプリアスの位相である。

［１＿１］：（１／Ｎ）×ωｔ＋１×０°
［１＿２］：（２／Ｎ）×ωｔ＋２×０°
［１＿３］：（３／Ｎ）×ωｔ＋３×０°
：
［１＿（Ｎ−１）］：（（Ｎ−１）／Ｎ）×ωｔ＋（Ｎ−１）×０°
［１＿Ｎ］：ωｔ＋Ｎ×０°
［１＿（Ｎ＋１）］：（（Ｎ＋１）／Ｎ）×ωｔ＋（Ｎ＋１）×０°
：
［１＿（２Ｎ−１）］：（２Ｎ−１）／Ｎ）×ωｔ＋（２Ｎ−１）×０°
［１＿２Ｎ］：２ωｔ＋２Ｎ×０°
［１＿（２Ｎ＋１）］：（（２Ｎ＋１）／Ｎ）×ωｔ＋（２Ｎ＋１）×０°
：
［１＿（３Ｎ−１）］：（３Ｎ−１）／Ｎ）×ωｔ＋（３Ｎ−１）×０°
［１＿３Ｎ］：３ωｔ＋３Ｎ×０°
［１＿（３Ｎ＋１）］：（（３Ｎ＋１）／Ｎ）×ωｔ＋（３Ｎ＋１）×０°
：

高調波発生器３−２は、角周波数がω／Ｎで、位相が（ωｔ／Ｎ＋１×３６０°／Ｎ）の基準波に基づいた高次高調波を電力合成器４に出力する。当該高次高調波の角周波数は、ω／Ｎの整数倍である。当該高次高調波の位相は、以下の［２＿１］〜［２＿（３Ｎ＋１）］ …となる。［２＿Ｎ］は所望波の位相であり、［２＿１］〜［２＿（Ｎ−１）］のそれぞれ、及び［２＿（Ｎ＋１）］以降のそれぞれはスプリアスの位相である。

［２＿１］：（１／Ｎ）×ωｔ＋１×１×３６０°／Ｎ
［２＿２］：（２／Ｎ）×ωｔ＋２×１×３６０°／Ｎ
［２＿３］：（３／Ｎ）×ωｔ＋３×１×３６０°／Ｎ
：
［２＿（Ｎ−１）］：（（Ｎ−１）／Ｎ）×ωｔ＋（Ｎ−１）×１×３６０°／Ｎ
［２＿Ｎ］：ωｔ＋Ｎ×１×３６０°／Ｎ
［２＿（Ｎ＋１）］：（（Ｎ＋１）／Ｎ）×ωｔ＋（Ｎ＋１）×１×３６０°／Ｎ
：
［２＿（２Ｎ−１）］：（２Ｎ−１）／Ｎ）×ωｔ＋（２Ｎ−１）×１×３６０°／Ｎ
［２＿２Ｎ］：２ωｔ＋２Ｎ×１×３６０°／Ｎ
［２＿（２Ｎ＋１）］：（２Ｎ＋１）／Ｎ）×ωｔ＋（２Ｎ＋１）×１×３６０°／Ｎ
：
［２＿（３Ｎ−１）］：（３Ｎ−１）／Ｎ）×ωｔ＋（３Ｎ−１）×１×３６０°／Ｎ
［２＿３Ｎ］：３ωｔ＋３Ｎ×１×３６０°／Ｎ
［２＿（３Ｎ＋１）］：（３Ｎ＋１）／Ｎ）×ωｔ＋（３Ｎ＋１）×１×３６０°／Ｎ
：

高調波発生器３−３は、角周波数がω／Ｎで、位相が（ωｔ／Ｎ＋２×３６０°／Ｎ）の基準波に基づいた高次高調波を電力合成器４に出力する。当該高次高調波の角周波数は、ω／Ｎの整数倍である。当該高次高調波の位相は、以下の［３＿１］〜［３＿（３Ｎ＋１）］ …となる。［３＿Ｎ］は所望波の位相であり、［３＿１］〜［３＿（Ｎ−１）］のそれぞれ、及び［３＿（Ｎ＋１）］以降のそれぞれはスプリアスの位相である。

［３＿１］：（１／Ｎ）×ωｔ＋１×２×３６０°／Ｎ
［３＿２］：（２／Ｎ）×ωｔ＋２×２×３６０°／Ｎ
［３＿３］：（３／Ｎ）×ωｔ＋３×２×３６０°／Ｎ
：
［３＿（Ｎ−１）］：（（Ｎ−１）／Ｎ）×ωｔ＋（Ｎ−１）×２×３６０°／Ｎ
［３＿Ｎ］：ωｔ＋Ｎ×２×３６０°／Ｎ
［３＿（Ｎ＋１）］：（（Ｎ＋１）／Ｎ）×ωｔ＋（Ｎ＋１）×２×３６０°／Ｎ
：
［３＿（２Ｎ−１）］：（２Ｎ−１）／Ｎ）×ωｔ＋（２Ｎ−１）×２×３６０°／Ｎ
［３＿２Ｎ］：２ωｔ＋２Ｎ×２×３６０°／Ｎ
［３＿（２Ｎ＋１）］：（２Ｎ＋１）／Ｎ）×ωｔ＋（２Ｎ＋１）×２×３６０°／Ｎ
：
［３＿（３Ｎ−１）］：（３Ｎ−１）／Ｎ）×ωｔ＋（３Ｎ−１）×２×３６０°／Ｎ
［３＿３Ｎ］：３ωｔ＋３Ｎ×２×３６０°／Ｎ
［３＿（３Ｎ＋１）］：（３Ｎ＋１）／Ｎ）×ωｔ＋（３Ｎ＋１）×２×３６０°／Ｎ
：

高調波発生器３−ｎは、角周波数がω／Ｎで、位相が（ωｔ／Ｎ＋（ｎ−１）×３６０°／Ｎ）の基準波に基づいた高次高調波を電力合成器４に出力する。当該高次高調波の角周波数は、ω／Ｎの整数倍である。当該高次高調波の位相は、以下の［ｎ＿１］〜［ｎ＿（３Ｎ＋１）］ …となる。［ｎ＿Ｎ］は所望波の位相であり、［ｎ＿１］〜［ｎ＿（Ｎ−１）］のそれぞれ、及び［ｎ＿（Ｎ＋１）］以降のそれぞれはスプリアスの位相である。

［ｎ＿１］：（１／Ｎ）×ωｔ＋１×（ｎ−１）×３６０°／Ｎ
［ｎ＿２］：（２／Ｎ）×ωｔ＋２×（ｎ−１）×３６０°／Ｎ
［ｎ＿３］：（３／Ｎ）×ωｔ＋３×（ｎ−１）×３６０°／Ｎ
：
［ｎ＿（Ｎ−１）］：（（Ｎ−１）／Ｎ）×ωｔ＋（Ｎ−１）×（ｎ−１）×３６０°／Ｎ
［ｎ＿Ｎ］：ωｔ＋Ｎ×（ｎ−１）×３６０°／Ｎ
［ｎ＿（Ｎ＋１）］：（（Ｎ＋１）／Ｎ）×ωｔ＋（Ｎ＋１）×（ｎ−１）×３６０°／Ｎ
：
［ｎ＿（２Ｎ−１）］：（（２Ｎ−１）／Ｎ）×ωｔ＋（２Ｎ−１）×（ｎ−１）×３６０°／Ｎ
［ｎ＿２Ｎ］：２ωｔ＋２Ｎ×（ｎ−１）×３６０°／Ｎ
［ｎ＿（２Ｎ＋１）］：（（２Ｎ＋１）／Ｎ）×ωｔ＋（２Ｎ＋１）×（ｎ−１）×３６０°／Ｎ
：
［ｎ＿（３Ｎ−１）］：（（３Ｎ−１）／Ｎ）×ωｔ＋（３Ｎ−１）×（ｎ−１）×３６０°／Ｎ
［ｎ＿３Ｎ］：３ωｔ＋３Ｎ×（ｎ−１）×３６０°／Ｎ
［ｎ＿（３Ｎ＋１）］：（（３Ｎ＋１）／Ｎ）×ωｔ＋（３Ｎ＋１）×（ｎ−１）×３６０°／Ｎ
：

電力合成器４は、高調波発生器３−１〜３−Ｎから出力された高次高調波を合成し、高次高調波の合成波を外部に出力する。
例えば、高調波発生器３−１〜３−Ｎから出力された角周波数（ｍ／Ｎ）×ω（ｍは、１以上の整数）の電力合成を考える。高調波発生器３−ｎから出力される角周波数（ｍ／Ｎ）×ωの位相は、｛（ｍ／Ｎ）×ω）＋ｍ×（ｎ−１）×３６０°／Ｎ｝である。したがって、高調波発生器３−ｎと異なる高調波発生器から出力される角周波数（ｍ／Ｎ×ω）とのベクトル合成を考える場合、位相としては｛ｍ×（ｎ−１）×３６０°／Ｎ｝を考えればよい。このとき、高調波発生器３−１〜３−Ｎから出力される高次高調波は、ｍ／Ｎが非整数の場合、０〜３６０度の範囲において、位相が｛ｍ×３６０°／Ｎ｝の間隔で互いにずれている複数のベクトル成分を有している。例えば、Ｎ＝４の場合、当該高次高調波は、例えば、位相が０度のベクトル成分と、位相が９０度のベクトル成分と、位相が１８０度のベクトル成分と、位相が２７０度のベクトル成分とを有する。したがって、ベクトル合成の結果、高調波発生器３−１〜３−Ｎから出力される高次高調波が相殺されて、電力合成器４から出力されない。ｍ／Ｎが整数の場合、高調波発生器３−１〜３−Ｎから出力される高次高調波は、位相が３６０度の倍数となるベクトル成分しか有しないため、高調波発生器３−１〜３−Ｎから出力される高次高調波が同相合成となり、電力合成器４から出力される。

ここでは、説明の簡単化のために、Ｎ＝４である場合の逓倍波発生器の動作について説明する。
図２は、Ｎ＝４である場合の逓倍波発生器を示す構成図である。

Ｎ相分配器２は、発振器１から出力された基準波ω／４を、位相が４分の３６０度ずつ異なる４相の基準波に分配する。なお、Ｎ相分配器２は、発振器１から出力された基準波を、等電力で４相の基準波に分配する。
Ｎ相分配器２は、分配したそれぞれの基準波を高調波発生器３−１〜３−４のそれぞれに出力する。
具体的には、Ｎ相分配器２は、位相が（ωｔ／４＋０°）の基準波を高調波発生器３−１に出力し、位相が（ωｔ／４＋９０°）の基準波を高調波発生器３−２に出力し、位相が（ωｔ／４＋１８０°）の基準波を高調波発生器３−３に出力し、位相が（ωｔ／４＋２７０°）の基準波を高調波発生器３−４に出力する。

高調波発生器３−ｎ（ｎ＝１，２，３，４）は、Ｎ相分配器２から出力された基準波に基づいた高次高調波を電力合成器４に出力する。当該高次高調波の角周波数は、ω／４の整数倍である。このとき、高調波発生器３−ｎに入力される基準波の位相は、（ωｔ／４＋（ｎ−１）×９０°）である。

具体的には、高調波発生器３−１は、位相が以下の［１＿１］〜［１＿１３］…となる高次高調波を電力合成器４に出力する。［１＿４］は所望波の位相であり、［１＿１］〜［１＿３］のそれぞれ、及び［１＿５］以降のそれぞれはスプリアスの位相である。

［１＿１］：（１／４）×ωｔ＋１×０°
［１＿２］：（２／４）×ωｔ＋２×０°
［１＿３］：（３／４）×ωｔ＋３×０°
［１＿４］： ωｔ＋４×０°
［１＿５］：（５／４）×ωｔ＋５×０°
［１＿６］：（６／４）×ωｔ＋６×０°
［１＿７］：（７／４）×ωｔ＋７×０°
［１＿８］：２ωｔ＋８×０°
［１＿９］：（９／４）×ωｔ＋９×０°
［１＿１０］：（１０／４）×ωｔ＋１０×０°
［１＿１１］：（１１／４）×ωｔ＋１１×０°
［１＿１２］：３ωｔ＋１２×０°
［１＿１３］：（１３／４）×ωｔ＋１３×０°
：

高調波発生器３−２は、位相が以下の［２＿１］〜［２＿１３］…となる高次高調波を電力合成器４に出力する。［２＿４］は所望波の位相であり、［２＿１］〜［２＿３］のそれぞれ、及び［２＿５］以降のそれぞれはスプリアスの位相である。

［２＿１］：（１／４）×ωｔ＋１×９０°
［２＿２］：（２／４）×ωｔ＋２×９０°
［２＿３］：（３／４）×ωｔ＋３×９０°
［２＿４］： ωｔ＋４×９０°
［２＿５］：（５／４）×ωｔ＋５×９０°
［２＿６］：（６／４）×ωｔ＋６×９０°
［２＿７］：（７／４）×ωｔ＋７×９０°
［２＿８］：２ωｔ＋８×９０°
［２＿９］：（９／４）×ωｔ＋９×９０°
［２＿１０］：（１０／４）×ωｔ＋１０×９０°
［２＿１１］：（１１／４）×ωｔ＋１１×９０°
［２＿１２］：３ωｔ＋１２×９０°
［２＿１３］：（１３／４）×ωｔ＋１３×９０°
：

高調波発生器３−３は、位相が以下の［３＿１］〜［３＿１３］…となる高次高調波を電力合成器４に出力する。［３＿４］は所望波の位相であり、［３＿１］〜［３＿３］のそれぞれ、及び［３＿５］以降のそれぞれはスプリアスの位相である。

［３＿１］：（１／４）×ωｔ＋１×１８０°
［３＿２］：（２／４）×ωｔ＋２×１８０°
［３＿３］：（３／４）×ωｔ＋３×１８０°
［３＿４］： ωｔ＋４×１８０°
［３＿５］：（５／４）×ωｔ＋５×１８０°
［３＿６］：（６／４）×ωｔ＋６×１８０°
［３＿７］：（７／４）×ωｔ＋７×１８０°
［３＿８］：２ωｔ＋８×１８０°
［３＿９］：（９／４）×ωｔ＋９×１８０°
［３＿１０］：（１０／４）×ωｔ＋１０×１８０°
［３＿１１］：（１１／４）×ωｔ＋１１×１８０°
［３＿１２］：３ωｔ＋１２×１８０°
［３＿１３］：（１３／４）×ωｔ＋１３×１８０°
：

高調波発生器３−４は、位相が以下の［４＿１］〜［４＿１３］…となる高次高調波を電力合成器４に出力する。［４＿４］は所望波の位相であり、［４＿１］〜［４＿３］のそれぞれ、及び［４＿５］以降のそれぞれはスプリアスの位相である。

［４＿１］：（１／４）×ωｔ＋１×２７０°
［４＿２］：（２／４）×ωｔ＋２×２７０°
［４＿３］：（３／４）×ωｔ＋３×２７０°
［４＿４］： ωｔ＋４×２７０°
［４＿５］：（５／４）×ωｔ＋５×２７０°
［４＿６］：（６／４）×ωｔ＋６×２７０°
［４＿７］：（７／４）×ωｔ＋７×２７０°
［４＿８］：２ωｔ＋８×２７０°
［４＿９］：（９／４）×ωｔ＋９×２７０°
［４＿１０］：（１０／４）×ωｔ＋１０×２７０°
［４＿１１］：（１１／４）×ωｔ＋１１×２７０°
［４＿１２］：３ωｔ＋１２×２７０°
［４＿１３］：（１３／４）×ωｔ＋１３×２７０°
：

電力合成器４は、高調波発生器３−１〜３−４から出力された高次高調波を合成し、高次高調波の合成波を外部に出力する。
電力合成器４が、それぞれの角周波数毎に、高次高調波を合成することを考えると、ω／４に関しては、［１＿１］に示す位相と［３＿１］に示す位相とが逆相であり、［２＿１］に示す位相と［４＿１］に示す位相とが逆相である。このため、高調波発生器３−１〜３−４から出力された高次高調波のうち、角周波数がω／４の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

２ω／４に関しては、［１＿２］に示す位相と［２＿２］に示す位相とが逆相であり、［３＿２］に示す位相と［４＿２］に示す位相とが逆相である。このため、高調波発生器３−１〜３−４から出力された高次高調波のうち、角周波数が２ω／４の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

３ω／４に関しては、［１＿３］に示す位相と［３＿３］に示す位相とが逆相であり、［２＿３］に示す位相と［４＿３］に示す位相とが逆相である。このため、高調波発生器３−１〜３−４から出力された高次高調波のうち、角周波数が３ω／４の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

５ω／４に関しては、［１＿５］に示す位相と［３＿５］に示す位相とが逆相であり、［２＿５］に示す位相と［４＿５］に示す位相とが逆相である。このため、高調波発生器３−１〜３−４から出力された高次高調波のうち、角周波数が５ω／４の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

６ω／４に関しては、［１＿６］に示す位相と［２＿６］に示す位相とが逆相であり、［３＿６］に示す位相と［４＿６］に示す位相とが逆相である。このため、高調波発生器３−１〜３−４から出力された高次高調波のうち、角周波数が６ω／４の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

７ω／４に関しては、［１＿７］に示す位相と［３＿７］に示す位相とが逆相であり、［２＿７］に示す位相と［４＿７］に示す位相とが逆相である。このため、高調波発生器３−１〜３−４から出力された高次高調波のうち、角周波数が７ω／４の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

９ω／４に関しては、［１＿９］に示す位相と［３＿９］に示す位相とが逆相であり、［２＿９］に示す位相と［４＿９］に示す位相とが逆相である。このため、高調波発生器３−１〜３−４から出力された高次高調波のうち、角周波数が９ω／４の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

１０ω／４に関しては、［１＿１０］に示す位相と［２＿１０］に示す位相とが逆相であり、［３＿１０］に示す位相と［４＿１０］に示す位相とが逆相である。このため、高調波発生器３−１〜３−４から出力された高次高調波のうち、角周波数が１０ω／４の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

１１ω／４に関しては、［１＿１１］に示す位相と［３＿１１］に示す位相とが逆相であり、［２＿１１］に示す位相と［４＿１１］に示す位相とが逆相である。このため、高調波発生器３−１〜３−４から出力された高次高調波のうち、角周波数が１１ω／４の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

１３ω／４に関しては、［１＿１３］に示す位相と［３＿１３］に示す位相とが逆相であり、［２＿１３］に示す位相と［４＿１３］に示す位相とが逆相である。このため、高調波発生器３−１〜３−４から出力された高次高調波のうち、角周波数が１３ω／４の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

一方で、ωに関しては、［１＿４］に示す位相と、［２＿４］に示す位相と、［３＿４］に示す位相と、［４＿４］に示す位相とは、互いに同相である。このため、高調波発生器３−１〜３−４から出力された高次高調波のうち、角周波数がωの高次高調波については、電力合成器４によって同相合成されて、電力合成器４から出力される。
また、２ωに関しては、［１＿８］に示す位相と、［２＿８］に示す位相と、［３＿８］に示す位相と、［４＿８］に示す位相とは、互いに同相である。このため、高調波発生器３−１〜３−４から出力された高次高調波のうち、角周波数が２ωの高次高調波については、電力合成器４によって同相合成されて、電力合成器４から出力される。
また、３ωに関しては、［１＿１２］に示す位相と、［２＿１２］に示す位相と、［３＿１２］に示す位相と、［４＿１２］に示す位相とは、互いに同相である。このため、高調波発生器３−１〜３−４から出力された高次高調波のうち、角周波数が３ωの高次高調波については、電力合成器４によって同相合成されて、電力合成器４から出力される。
以上より、角周波数ω、２ω、３ω、・・・の高次高調波は、同相合成されて、電力合成器４から出力される。角周波数ω／４、２ω／４、３ω／４、５ω／４、６ω／４、７ω／４、９ω／４、１０ω／４、１１ω／４、１３ω／４・・・の高次高調波は、逆相合成されて、電力合成器４から出力されない。したがって、図２に示す逓倍波発生器は、角周波数が、所望波の角周波数ωの整数倍（ω、２ω、３ω、・・・）である高周波を抑圧せずに、角周波数が、基準波の角周波数ω／４の整数倍であるスプリアス（ω／４、２ω／４、３ω／４、５ω／４、６ω／４、７ω／４、９ω／４、１０ω／４、１１ω／４、１３ω／４、・・・）を抑圧することができる。

上記は、Ｎ＝４の例を示したが、Ｎは、２以上の整数であればよく、Ｎ＝３、Ｎ＝５、Ｎ＝６等であってもよい。

図３は、Ｎ＝３である場合の逓倍波発生器を示す構成図である。
Ｎ相分配器２は、発振器１から出力された基準波ω／３を、位相が３分の３６０度ずつ異なる３相の基準波に分配する。なお、Ｎ相分配器２は、発振器１から出力された基準波を、等電力で３相の基準波に分配する。
Ｎ相分配器２は、分配したそれぞれの基準波を高調波発生器３−１〜３−３のそれぞれに出力する。
具体的には、Ｎ相分配器２は、位相が（ωｔ／３＋０°）の基準波を高調波発生器３−１に出力し、位相が（ωｔ／３＋１２０°）の基準波を高調波発生器３−２に出力し、位相が（ωｔ／３＋２４０°）の基準波を高調波発生器３−３に出力する。
高調波発生器３−ｎ（ｎ＝１，２，３）は、Ｎ相分配器２から出力された基準波に基づいた高次高調波を電力合成器４に出力する。当該高次高調波の角周波数は、ω／３の整数倍である。このとき、高調波発生器３−ｎに入力される基準波の位相は、（ωｔ／３＋（ｎ−１）×１２０°）である。

具体的には、高調波発生器３−１は、位相が以下の［１＿１］〜［１＿９］…となる高次高調波を電力合成器４に出力する。［１＿３］は所望波の位相であり、［１＿１］〜［１＿２］のそれぞれ、及び［１＿４］以降のそれぞれはスプリアスの位相である。

［１＿１］：（１／３）×ωｔ＋１×０°
［１＿２］：（２／３）×ωｔ＋２×０°
［１＿３］：（３／３）×ωｔ＋３×０°
［１＿４］：（４／３）×ωｔ＋４×０°
［１＿５］：（５／３）×ωｔ＋５×０°
［１＿６］：（６／３）×ωｔ＋６×０°
［１＿７］：（７／３）×ωｔ＋７×０°
［１＿８］：（８／３）×ωｔ＋８×０°
［１＿９］：（９／３）×ωｔ＋９×０°
：

高調波発生器３−２は、位相が以下の［２＿１］〜［２＿９］…となる高次高調波を電力合成器４に出力する。［２＿３］は所望波の位相であり、［２＿１］〜［２＿２］のそれぞれ、及び［２＿４］以降のそれぞれはスプリアスの位相である。

［２＿１］：（１／３）×ωｔ＋１×１２０°
［２＿２］：（２／３）×ωｔ＋２×１２０°
［２＿３］：（３／３）×ωｔ＋３×１２０°
［２＿４］：（４／３）×ωｔ＋４×１２０°
［２＿５］：（５／３）×ωｔ＋５×１２０°
［２＿６］：（６／３）×ωｔ＋６×１２０°
［２＿７］：（７／３）×ωｔ＋７×１２０°
［２＿８］：（８／３）×ωｔ＋８×１２０°
［２＿９］：（９／３）×ωｔ＋９×１２０°
：

高調波発生器３−３は、位相が以下の［３＿１］〜［３＿９］…となる高次高調波を電力合成器４に出力する。［３＿３］は所望波の位相であり、［３＿１］〜［３＿２］のそれぞれ、及び［３＿４］以降のそれぞれはスプリアスの位相である。

［３＿１］：（１／３）×ωｔ＋１×２４０°
［３＿２］：（２／３）×ωｔ＋２×２４０°
［３＿３］：（３／３）×ωｔ＋３×２４０°
［３＿４］：（４／３）×ωｔ＋４×２４０°
［３＿５］：（５／３）×ωｔ＋５×２４０°
［３＿６］：（６／３）×ωｔ＋６×２４０°
［３＿７］：（７／３）×ωｔ＋７×２４０°
［３＿８］：（８／３）×ωｔ＋８×２４０°
［３＿９］：（９／３）×ωｔ＋９×２４０°
：

電力合成器４は、高調波発生器３−１〜３−３から出力された高次高調波を合成し、高次高調波の合成波を外部に出力する。
電力合成器４が、それぞれの角周波数毎に、高次高調波を合成することを考えると、ω／３に関しては、［１＿１］に示す位相と、［２＿１］に示す位相と、［３＿１］に示す位相とは、０〜３６０度の範囲において、位相が１２０度の間隔で互いにずれている。このため、高調波発生器３−１〜３−３から出力された高次高調波のうち、角周波数がω／３の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

２ω／３に関しては、［１＿２］に示す位相と、［２＿２］に示す位相と、［３＿２］に示す位相とは、０〜３６０度の範囲において、位相が１２０度の間隔で互いにずれている。このため、高調波発生器３−１〜３−３から出力された高次高調波のうち、角周波数が２ω／３の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

４ω／３に関しては、［１＿４］に示す位相と、［２＿４］に示す位相と、［３＿４］に示す位相とは、０〜３６０度の範囲において、位相が１２０度の間隔で互いにずれている。このため、高調波発生器３−１〜３−３から出力された高次高調波のうち、角周波数が４ω／３の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

５ω／３に関しては、［１＿５］に示す位相と、［２＿５］に示す位相と、［３＿５］に示す位相とは、０〜３６０度の範囲において、位相が１２０度の間隔で互いにずれている。このため、高調波発生器３−１〜３−３から出力された高次高調波のうち、角周波数が５ω／３の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

７ω／３に関しては、［１＿７］に示す位相と、［２＿７］に示す位相と、［３＿７］に示す位相とは、０〜３６０度の範囲において、位相が１２０度の間隔で互いにずれている。このため、高調波発生器３−１〜３−３から出力された高次高調波のうち、角周波数が７ω／３の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

８ω／３に関しては、［１＿８］に示す位相と、［２＿８］に示す位相と、［３＿８］に示す位相とは、０〜３６０度の範囲において、位相が１２０度の間隔で互いにずれている。このため、高調波発生器３−１〜３−３から出力された高次高調波のうち、角周波数が８ω／３の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

一方で、ωに関しては、［１＿３］に示す位相と、［２＿３］に示す位相と、［３＿３］に示す位相とは、互いに同相である。このため、高調波発生器３−１〜３−３から出力された高次高調波のうち、角周波数がωの高次高調波については、電力合成器４によって同相合成されて、電力合成器４から出力される。
また、２ωに関しては、［１＿６］に示す位相と、［２＿６］に示す位相と、［３＿６］に示す位相とは、互いに同相である。このため、高調波発生器３−１〜３−３から出力された高次高調波のうち、角周波数が２ωの高次高調波については、電力合成器４によって同相合成されて、電力合成器４から出力される。
また、３ωに関しては、［１＿９］に示す位相と、［２＿９］に示す位相と、［３＿９］に示す位相とは、互いに同相である。このため、高調波発生器３−１〜３−３から出力された高次高調波のうち、角周波数が３ωの高次高調波については、電力合成器４によって同相合成されて、電力合成器４から出力される。
以上より、角周波数ω、２ω、３ω、・・・の高次高調波は、同相合成されて、電力合成器４から出力される。角周波数ω／３、２ω／３、４ω／３、５ω／３、７ω／３、８ω／３、・・・の高次高調波は、相殺されて、電力合成器４から出力されない。したがって、図３に示す逓倍波発生器は、角周波数が、所望波の角周波数ωの整数倍（ω、２ω、３ω、・・・）である高周波を抑圧せずに、角周波数が、所望波の角周波数ωの整数倍（ω、２ω、３ω、・・・）を除く、基準波の角周波数ω／３の整数倍（ω／３、２ω／３、４ω／３、５ω／３、７ω／３、８ω／３、・・・）であるスプリアスを抑圧することができる。

図４は、Ｎ＝５である場合の逓倍波発生器を示す構成図である。
Ｎ相分配器２は、発振器１から出力された基準波ω／５を、位相が５分の３６０度ずつ異なる５相の基準波に分配する。なお、Ｎ相分配器２は、発振器１から出力された基準波を、等電力で５相の基準波に分配する。
Ｎ相分配器２は、分配したそれぞれの基準波を高調波発生器３−１〜３−５のそれぞれに出力する。
具体的には、Ｎ相分配器２は、位相が（ωｔ／５＋０°）の基準波を高調波発生器３−１に出力し、位相が（ωｔ／５＋７２°）の基準波を高調波発生器３−２に出力し、位相が（ωｔ／５＋１４４°）の基準波を高調波発生器３−３に出力する。また、Ｎ相分配器２は、位相が（ωｔ／５＋２１６°）の基準波を高調波発生器３−４に出力し、位相が（ωｔ／５＋２８８°）の基準波を高調波発生器３−５に出力する。

高調波発生器３−ｎ（ｎ＝１，２，３，４，５）は、Ｎ相分配器２から出力された基準波に基づいた高次高調波を電力合成器４に出力する。当該高次高調波の角周波数は、ω／５の整数倍である。このとき、高調波発生器３−ｎに入力される基準波の位相は、（ωｔ／５＋（ｎ−１）×７２°）である。

具体的には、高調波発生器３−１は、位相が以下の［１＿１］〜［１＿１１］…となる高次高調波を電力合成器４に出力する。［１＿５］は所望波の位相であり、［１＿１］〜［１＿４］のそれぞれ、及び［１＿６］以降のそれぞれはスプリアスの位相である。

［１＿１］：（１／５）×ωｔ＋１×０°
［１＿２］：（２／５）×ωｔ＋２×０°
［１＿３］：（３／５）×ωｔ＋３×０°
［１＿４］：（４／５）×ωｔ＋４×０°
［１＿５］：（５／５）×ωｔ＋５×０°
［１＿６］：（６／５）×ωｔ＋６×０°
［１＿７］：（７／５）×ωｔ＋７×０°
［１＿８］：（８／５）×ωｔ＋８×０°
［１＿９］：（９／５）×ωｔ＋９×０°
［１＿１０］：（１０／５）×ωｔ＋１０×０°
［１＿１１］：（１１／５）×ωｔ＋１１×０°
：

高調波発生器３−２は、位相が以下の［２＿１］〜［２＿１１］…となる高次高調波を電力合成器４に出力する。［２＿５］は所望波の位相であり、［２＿１］〜［２＿４］のそれぞれ、及び［２＿６］以降のそれぞれはスプリアスの位相である。

［２＿１］：（１／５）×ωｔ＋１×７２°
［２＿２］：（２／５）×ωｔ＋２×７２°
［２＿３］：（３／５）×ωｔ＋３×７２°
［２＿４］：（４／５）×ωｔ＋４×７２°
［２＿５］：（５／５）×ωｔ＋５×７２°
［２＿６］：（６／５）×ωｔ＋６×７２°
［２＿７］：（７／５）×ωｔ＋７×７２°
［２＿８］：（８／５）×ωｔ＋８×７２°
［２＿９］：（９／５）×ωｔ＋９×７２°
［２＿１０］：（１０／５）×ωｔ＋１０×７２°
［２＿１１］：（１１／５）×ωｔ＋１１×７２°
：

高調波発生器３−３は、位相が以下の［３＿１］〜［３＿１１］…となる高次高調波を電力合成器４に出力する。［３＿５］は所望波の位相であり、［３＿１］〜［３＿４］のそれぞれ、及び［３＿６］以降のそれぞれはスプリアスの位相である。

［３＿１］：（１／５）×ωｔ＋１×１４４°
［３＿２］：（２／５）×ωｔ＋２×１４４°
［３＿３］：（３／５）×ωｔ＋３×１４４°
［３＿４］：（４／５）×ωｔ＋４×１４４°
［３＿５］：（５／５）×ωｔ＋５×１４４°
［３＿６］：（６／５）×ωｔ＋６×１４４°
［３＿７］：（７／５）×ωｔ＋７×１４４°
［３＿８］：（８／５）×ωｔ＋８×１４４°
［３＿９］：（９／５）×ωｔ＋９×１４４°
［３＿１０］：（１０／５）×ωｔ＋１０×１４４°
［３＿１１］：（１１／５）×ωｔ＋１１×１４４°
：

高調波発生器３−４は、位相が以下の［４＿１］〜［４＿１１］…となる高次高調波を電力合成器４に出力する。［４＿５］は所望波の位相であり、［４＿１］〜［４＿４］のそれぞれ、及び［４＿６］以降のそれぞれはスプリアスの位相である。

［４＿１］：（１／５）×ωｔ＋１×２１６°
［４＿２］：（２／５）×ωｔ＋２×２１６°
［４＿３］：（３／５）×ωｔ＋３×２１６°
［４＿４］：（４／５）×ωｔ＋４×２１６°
［４＿５］：（５／５）×ωｔ＋５×２１６°
［４＿６］：（６／５）×ωｔ＋６×２１６°
［４＿７］：（７／５）×ωｔ＋７×２１６°
［４＿８］：（８／５）×ωｔ＋８×２１６°
［４＿９］：（９／５）×ωｔ＋９×２１６°
［４＿１０］：（１０／５）×ωｔ＋１０×２１６°
［４＿１１］：（１１／５）×ωｔ＋１１×２１６°
：

高調波発生器３−５は、位相が以下の［５＿１］〜［５＿１１］…となる高次高調波を電力合成器４に出力する。［５＿５］は所望波の位相であり、［５＿１］〜［５＿４］のそれぞれ、及び［５＿６］以降のそれぞれはスプリアスの位相である。

［５＿１］：（１／５）×ωｔ＋１×２８８°
［５＿２］：（２／５）×ωｔ＋２×２８８°
［５＿３］：（３／５）×ωｔ＋３×２８８°
［５＿４］：（４／５）×ωｔ＋４×２８８°
［５＿５］：（５／５）×ωｔ＋５×２８８°
［５＿６］：（６／５）×ωｔ＋６×２８８°
［５＿７］：（７／５）×ωｔ＋７×２８８°
［５＿８］：（８／５）×ωｔ＋８×２８８°
［５＿９］：（９／５）×ωｔ＋９×２８８°
［５＿１０］：（１０／５）×ωｔ＋１０×２８８°
［５＿１１］：（１１／５）×ωｔ＋１１×２８８°
：

電力合成器４は、高調波発生器３−１〜３−５から出力された高次高調波を合成し、高次高調波の合成波を外部に出力する。
電力合成器４が、それぞれの角周波数毎に、高次高調波を合成することを考えると、ω／５に関しては、［１＿１］に示す位相と、［２＿１］に示す位相と、［３＿１］に示す位相と、［４＿１］に示す位相と、［５＿１］に示す位相とは、０〜３６０度の範囲において、位相が７２度の間隔で互いにずれている。このため、高調波発生器３−１〜３−５から出力された高次高調波のうち、角周波数がω／５の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

２ω／５に関しては、［１＿２］に示す位相と、［２＿２］に示す位相と、［３＿２］に示す位相と、［４＿２］に示す位相と、［５＿２］に示す位相とは、０〜３６０度の範囲において、位相が７２度の間隔で互いにずれている。このため、高調波発生器３−１〜３−５から出力された高次高調波のうち、角周波数が２ω／５の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

３ω／５に関しては、［１＿３］に示す位相と、［２＿３］に示す位相と、［３＿３］に示す位相と、［４＿３］に示す位相と、［５＿３］に示す位相とは、０〜３６０度の範囲において、位相が７２度の間隔で互いにずれている。このため、高調波発生器３−１〜３−５から出力された高次高調波のうち、角周波数が３ω／５の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

４ω／５に関しては、［１＿４］に示す位相と、［２＿４］に示す位相と、［３＿４］に示す位相と、［４＿４］に示す位相と、［５＿４］に示す位相とは、０〜３６０度の範囲において、位相が７２度の間隔で互いにずれている。このため、高調波発生器３−１〜３−５から出力された高次高調波のうち、角周波数が４ω／５の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

６ω／５に関しては、［１＿６］に示す位相と、［２＿６］に示す位相と、［３＿６］に示す位相と、［４＿６］に示す位相と、［５＿６］に示す位相とは、０〜３６０度の範囲において、位相が７２度の間隔で互いにずれている。このため、高調波発生器３−１〜３−５から出力された高次高調波のうち、角周波数が６ω／５の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

７ω／５に関しては、［１＿７］に示す位相と、［２＿７］に示す位相と、［３＿７］に示す位相と、［４＿７］に示す位相と、［５＿７］に示す位相とは、０〜３６０度の範囲において、位相が７２度の間隔で互いにずれている。このため、高調波発生器３−１〜３−５から出力された高次高調波のうち、角周波数が７ω／５の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

８ω／５に関しては、［１＿８］に示す位相と、［２＿８］に示す位相と、［３＿８］に示す位相と、［４＿８］に示す位相と、［５＿８］に示す位相とは、０〜３６０度の範囲において、位相が７２度の間隔で互いにずれている。このため、高調波発生器３−１〜３−５から出力された高次高調波のうち、角周波数が８ω／５の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

９ω／５に関しては、［１＿９］に示す位相と、［２＿９］に示す位相と、［３＿９］に示す位相と、［４＿９］に示す位相と、［５＿９］に示す位相とは、０〜３６０度の範囲において、位相が７２度の間隔で互いにずれている。このため、高調波発生器３−１〜３−５から出力された高次高調波のうち、角周波数が９ω／５の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

１１ω／５に関しては、［１＿１１］に示す位相と、［２＿１１］に示す位相と、［３＿１１］に示す位相と、［４＿１１］に示す位相と、［５＿１１］に示す位相とは、０〜３６０度の範囲において、位相が７２度の間隔で互いにずれている。このため、高調波発生器３−１〜３−５から出力された高次高調波のうち、角周波数が１１ω／５の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

一方で、ωに関しては、［１＿５］に示す位相と、［２＿５］に示す位相と、［３＿５］に示す位相と、［３＿５］に示す位相と、［４＿５］に示す位相とは、互いに同相である。このため、高調波発生器３−１〜３−５から出力された高次高調波のうち、角周波数がωの高次高調波については、電力合成器４によって同相合成されて、電力合成器４から出力される。
また、２ωに関しては、［１＿１０］に示す位相と、［２＿１０］に示す位相と、［３＿１０］に示す位相と、［３＿１０］に示す位相と、［４＿１０］に示す位相とは、互いに同相である。このため、高調波発生器３−１〜３−５から出力された高次高調波のうち、角周波数が２ωの高次高調波については、電力合成器４によって同相合成されて、電力合成器４から出力される。
高調波発生器３−１〜３−５から出力された高次高調波のうち、角周波数が３ωの高次高調波についても、ω及び２ωと同様に、電力合成器４によって同相合成されて、電力合成器４から出力される。
以上より、角周波数ω、２ω、３ω、・・・の高次高調波は、同相合成されて、電力合成器４から出力される。角周波数ω／５、２ω／５、４ω／５、６ω／５、・・・の高次高調波は、相殺されて、電力合成器４から出力されない。したがって、図４に示す逓倍波発生器は、角周波数が、所望波の角周波数ωの整数倍（ω、２ω、３ω、・・・）である高周波を抑圧せずに、角周波数が、所望波の角周波数ωの整数倍（ω、２ω、３ω、・・・）を除く、基準波の角周波数ω／５の整数倍（ω／５、２ω／５、４ω／５、６ω／５、・・・）であるスプリアスを抑圧することができる。

Ｎ＝２の場合、Ｎ相分配器２は、発振器１から出力された基準波ω／２を、位相が２分の３６０度ずつ異なる２相の基準波に分配する。なお、Ｎ相分配器２は、発振器１から出力された基準波を、等電力で２相の基準波に分配する。
Ｎ相分配器２は、分配したそれぞれの基準波を高調波発生器３−１〜３−２のそれぞれに出力する。
具体的には、Ｎ相分配器２は、位相が（ωｔ／２＋０°）の基準波を高調波発生器３−１に出力し、位相が（ωｔ／２＋１８０°）の基準波を高調波発生器３−２に出力する。

高調波発生器３−ｎ（ｎ＝１，２）は、Ｎ相分配器２から出力された基準波に基づいた高次高調波を電力合成器４に出力する。当該高次高調波の角周波数は、ω／２の整数倍である。このとき、高調波発生器３−ｎに入力される基準波の位相は、（ωｔ／２＋（ｎ−１）×１８０°）である。

具体的には、高調波発生器３−１は、位相が以下の［１＿１］〜［１＿５］…となる高次高調波を電力合成器４に出力する。［１＿２］は所望波の位相であり、［１＿１］及び［１＿３］以降のそれぞれはスプリアスの位相である。

［１＿１］：（１／２）×ωｔ＋１×０°
［１＿２］：（２／２）×ωｔ＋２×０°
［１＿３］：（３／２）×ωｔ＋３×０°
［１＿４］：（４／２）×ωｔ＋４×０°
［１＿５］：（５／２）×ωｔ＋５×０°
：

高調波発生器３−２は、位相が以下の［２＿１］〜［２＿５］…となる高次高調波を電力合成器４に出力する。［２＿２］は所望波の位相であり、［２＿１］及び［２＿３］以降のそれぞれはスプリアスの位相である。

［２＿１］：（１／２）×ωｔ＋１×１８０°
［２＿２］：（２／２）×ωｔ＋２×１８０°
［２＿３］：（３／２）×ωｔ＋３×１８０°
［２＿４］：（４／２）×ωｔ＋４×１８０°
［２＿５］：（５／２）×ωｔ＋５×１８０°
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電力合成器４は、高調波発生器３−１〜３−２から出力された高次高調波を合成し、高次高調波の合成波を外部に出力する。
電力合成器４が、それぞれの角周波数毎に、高次高調波を合成することを考えると、ω／２に関しては、［１＿１］に示す位相と、［２＿１］に示す位相とが逆相である。このため、高調波発生器３−１〜３−２から出力された高次高調波のうち、角周波数がω／２の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

３ω／２に関しては、［１＿３］に示す位相と、［２＿３］に示す位相とが逆相である。このため、高調波発生器３−１〜３−２から出力された高次高調波のうち、角周波数が３ω／２の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

５ω／２に関しては、［１＿５］に示す位相と、［２＿５］に示す位相とが逆相である。このため、高調波発生器３−１〜３−２から出力された高次高調波のうち、角周波数が５ω／２の高次高調波については、電力合成器４でのベクトル合成により相殺され、電力合成器４から出力されない。

一方で、ωに関しては、［１＿２］に示す位相と、［２＿２］に示す位相とは、互いに同相である。このため、高調波発生器３−１〜３−２から出力された高次高調波のうち、角周波数がωの高次高調波については、電力合成器４によって同相合成されて、電力合成器４から出力される。
また、２ωに関しては、［１＿４］に示す位相と、［２＿４］に示す位相とは、互いに同相である。このため、高調波発生器３−１〜３−２から出力された高次高調波のうち、角周波数が２ωの高次高調波については、電力合成器４によって同相合成されて、電力合成器４から出力される。
高調波発生器３−１〜３−３から出力された高次高調波のうち、角周波数が３ωの高次高調波についても、ω及び２ωと同様に、電力合成器４によって同相合成されて、電力合成器４から出力される。
以上より、角周波数ω、２ω、３ω、・・・の高次高調波は、同相合成されて、電力合成器４から出力される。角周波数ω／２、３ω／２、５ω／２、・・・の高次高調波は、相殺されて、電力合成器４から出力されない。したがって、逓倍波発生器は、角周波数が、所望波の角周波数ωの整数倍（ω、２ω、３ω、・・・）である高周波を抑圧せずに、角周波数が、基準波の角周波数ω／５の整数倍であるスプリアス（ω／２、３ω／２、５ω／２、・・・）を抑圧することができる。

以上の実施の形態１では、高周波を出力する発振器１と、発振器１から出力された高周波を、位相がＮ（Ｎは、２以上の整数）分の３６０度ずつずれているＮ相の高周波に分配するＮ相分配器２と、Ｎ相分配器２により分配されたそれぞれの高周波と、それぞれの高周波に基づいて生成された２次以上の高調波とからなる、高次高調波を出力するＮ個の高調波発生器３−１〜３−Ｎと、Ｎ個の高調波発生器３−１〜３−Ｎから出力された高次高調波を合成する電力合成器４とを備えるように、逓倍波発生器を構成した。したがって、逓倍波発生器は、角周波数が、所望波の角周波数の整数倍である高周波を抑圧せずに、角周波数が、所望波の角周波数ωの整数倍（ω、２ω、３ω、・・・）を除く、基準波の角周波数の整数倍であるスプリアスを抑圧することができる。

実施の形態１では、高調波発生器３−１〜３−Ｎが注入同期発振器によって実現されている逓倍波発生器を示している。
しかし、これは一例に過ぎず、高調波発生器３−１〜３−Ｎが、非線形素子によって実現されていてもよいし、逓倍器によって実現されていてもよい。非線形素子としては、ダイオード又はトランジスタ等が考えられる。
図５は高調波発生器５−１〜５−Ｎが、非線形素子、又は、逓倍器によって実現されている逓倍波発生器を示す構成図である。図５に示す逓倍波発生器の動作は、図１に示す逓倍波発生器の動作と同様である。

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。

この発明は、逓倍波を出力する逓倍波発生器に適している。

１発振器、２Ｎ相分配器、３−１〜３−Ｎ高調波発生器、４電力合成器、５−１〜５−Ｎ高調波発生器。

Claims

高周波を出力する発振器と、
前記発振器から出力された高周波を、前記発振器と同じ周波数で、かつ、逆相関係のみではないＮ分の（ｎ−１）×３６０度（ｎは、１，２，３，・・・，Ｎ）のＮ相の高周波にＮ分配するＮ相分配器（Ｎは、３以上の整数）と、
前記Ｎ相分配器によりＮ分配されたそれぞれの高周波と、それぞれの高周波に基づいて生成された、隣り合う次数間の位相がＮ分の（ｎ−１）×３６０度ずれた２次以上の任意次数の高調波とからなる、高次高調波を出力するＮ個の高調波発生器と、
前記Ｎ個の高調波発生器から出力された高次高調波をアナログ的に合成する電力合成器と
を備えた逓倍波発生器。
前記Ｎ個の高調波発生器のそれぞれは、注入同期発振器であることを特徴とする請求項１記載の逓倍波発生器。
前記Ｎ個の高調波発生器のそれぞれは、２次以上の任意次数の高調波を発生する非線形素子であることを特徴とする請求項１記載の逓倍波発生器。
前記Ｎ個の高調波発生器のそれぞれは、逓倍器であることを特徴とする請求項１記載の逓倍波発生器。
前記電力合成器は、前記Ｎ個の高調波発生器から出力された高次高調波のうち、角周波数が、前記発振器から出力された高周波の角周波数のＮ倍である高次高調波を同相合成することを特徴とする請求項１記載の逓倍波発生器。