JPH0211011A - 周波数可変発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は無線機の局部発振源等に用いる周波数可変発振
器に係り、特に発振器中に用いられる弾性表面波遅延線
における発熱を防止し効率の良い電極構造および発振回
路構成に関するものである。

（従来の技術） 次に第５図を参照して、従来の周波数可変発振器を説明
する。

第５図において、弾性表面波遅延線は、ＬｉＮｂＯ３゜
ＬｉＴａ０．　、　ＬｉＢ４Ｏ，、水晶等の圧電性基板
（ト）と、この圧電性基板（υ上に形成されたＡＱから
なる入力電極（３１）と出力電極（３２）とから構成さ
れている。従来の周波数可変発振器は、この弾性表面波
遅延線を利用したものである。すなわち、入力電極（３
１）と出力電極（３２）との間には、増幅器（４）と移
相器■とが電気的に接続され、発振回路としてのループ
が形成されている。この発振回路が発振している状態で
は、入力電極（３１）と出力電極（３２）との間に定常
的に表面波が生じる。この表面波の周波数は、移相器■
の位相回転量を調整することによって変えられる。

しかしながら、第５図に示した弾性表面波遅延線では、
入力電極（３１）と出力電極（３２）との間以外の外に
も表面波■が伝搬する。この不要な表面波■は、圧電性
基板ωの端部で反射し、出力電極（３２）で再受信され
る等の不所望な現像が生じる。

この不所望な現像を防止するため、圧電性基板（υの両
端部には１表面波■を吸収するための吸音剤■が塗布さ
れている。

入力電極（３１）で励振され吸音剤■で吸収される不要
な表面波の存在は、この弾性表面波遅延線と増幅器（へ
）と移相器■とで構成される発振ループ自身の損失とな
る。この損失を補なうように増幅器（至）の増幅率を十
分確保しなければならなく、したがって第５図に示した
ものでは、増幅回路そのものの構造が複雑となり発振器
ループの消４＆電力も大きくなってしまう。

次に上述の問題点である弾性表面波遅延線での損失を解
消する一手法として弾性表面波遅延線に弾性表面波共振
子を用いた場合について第６図に基いて説明する。

第６図において、弾性表面波遅延線は、入力電極（３１
）と出力電極（３２）とが互いに向かい合う方向と反対
側に、かつ入力電極（３１）と出力電極（３２）とにそ
れぞれ隣接して反射器０が設けられている。

この弾性表面波遅延線は、圧電性基板（υ、入力電極（
３１）、出力型Ｖｉ（３２）および反射器０は表面波を
用いた２端子の共振フィルタとして動作する。この弾性
表面波遅延線は、第５図図示の例と同様に増幅器（へ）
と移相器０とで発振器ループを形成し発振させた場合に
は入力電極（３１）と出力電極（３２）との間に定常的
に表面波が生じる。

しかしながら、第６図に示す例では、共振フィルタ自体
が狭帯域にしか通過帯域を持たない。したがって共振フ
ィルタを用いた周波数可変発振器は広い周波数範囲でそ
の適用は困難である問題がある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであり、不要
な表面波の発生を防止しつつ、かつ広い周波数範囲で可
変可能な周波数可変発振器を提供することを課題とする
。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上述の課題を解決するために、本発明の周波数可変発振
器においては、入力電極と出力電極とは多相励振の一方
向性ｆｆｔ極で形成され、かつこの一方向性電極の表面
波の励振される方向はこの入力電極とこの出力電極とが
向い合っている方向と実質的に同一であることを基本構
成とする。

（作　用） 上述の基本構成をとることにより、本発明は。

入力電極および出力電極の各電極指に位相差を有する高
周波入力を加えることにより一方向に表面波を励振させ
るものである。したがって、本発明では外部回路に移相
器を設けることにより、電極指ごとに位相差を与えるこ
とができ、その上広帯域に入力電極および出力電極に方
向性を持たせることができる。さらに、本発明は増幅器
と可変移相器とを組み合わせることにより、より広い周
波数範囲で周波数可変が可能な発振器を構成することが
できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について第１図を参照して説明
する。

第１図において１弾性表面波遅延線はＬｉＴａｏ：＋　
ｌＬｉＮｂ０．、　ＬｉＢ４Ｏ□、または水晶等からな
る圧電性基板（１）と、この主面上に形成された１表面
波を送受信するための多相励振構造の入力電極（３１）
と出力電極（３ｚ）とから構成されている。この入力電
極（３１）と出力電極（３２）とは、λ／６線幅（λ＝
Ｖ／ｆｏ、但し■は圧電性基板０）を伝搬する表面波の
位相速度、ｆｏは表面波を最も強く励振する中心周波数
）の電極指（１００）がλ／６おきに３本１組配置され
、　さらにこの３本組の電極指（１００）がλ周期で配
置されている。この３本組の電極指（１００）には、そ
れぞれＯ”　、　１２０＠、　２４０°の位相を持つ信
号が加えられた場合、入力電極（３１）および出力電極
（３２）の方向性が互いに向かい合う様に配置されてい
る。この入力電極（３１）には単相の信号を０’　、　
１２０°、２４０°の位相差を持つ信号に分離するため
に０”　、　１２０＠、　２４０’の固定の移相器（９
１）。

（９２）、　（９３）が電気的に接続されている。また
、この出力電極（３２）ニは、Ｏ＠、　１２０”　、　
２４０’　（７３位相差を持つ信号を単相の信号に変換
するための０゜−１２０°、−２４０’の固定の移相器
（９４）、　（９５）。

（９６）が電気的に接続されている。この固定の移相器
（９４）、　（９５）、　（９６）により単相に変換さ
れた信号は増幅器に）に入力され、さらに可変の移相器
■を介して固定の移相器（９１）、　（９２）、　（９
３）に入力されている。

上述の如く構成された発振器ループでは、圧電性基板ω
上に配置された入力電極（３１）と出力電極（３２）と
の間の位相回転量φ１と、可変移相器■の位相回転量φ
２および増幅器（へ）の位相回転量φ、との間に、　φ
１＋φ２＋φ３＝２πＮ　（Ｎは正数）の関係が満たさ
れた時に発振が起こり入力電極（３１）と出力電極（３
２）との間に定常的に表面波が生じる。

この弾性表面波遅延線は、反射器がない（共振子フィル
タではない意）ため、広帯域である。したがって、多相
励振構造の電極からなる広帯域の弾性表面波遅延線を用
いた周波数可変発振器は、広い周波数で発振させること
が可能である。さらに、第１図に示した弾性表面波遅延
線では、反射器を用いずに方向性を持たせることができ
たため、入力電極（３１）と出力電極（３２）との間以
外すなわち入力電極（３１）と基板０）の端部との間又
は出力電極（３２）と基板（υの端部との間には表面波
が伝搬しなくなるため不要波防止のための吸音剤を塗布
する必要がなくなる効果もある。

次に本発明の他の実施例について第２図を参照して説明
する。

第２図において、弾性表面波遅延線は、圧電性基板（υ
と、この圧電性基板（１）の主面上には多相励振構造の
入力電極（３１）と出力電極（３２）とから構成されて
いる。この入力電極（３１）および出力電極（３２）は
、　λ／６線幅の３本１組の電極指（１００）で構成さ
れており、　この３本組の電極指（１００）はλ周期で
配置されている。この３本組の電極指（１００）には、
それぞれ異なった位相の信号が接続されλ周期で同相の
信号が加えられている。この入力電極（３１）と出力電
極（３２）とがお互いに向かい合う側の一本目の電極指
（１００）同士は互いに増幅器（４１）と移相器（５１
）とを介して電気的接続されている。

同様に、二本１」の電極指（１００）どうしおよび三本
口の電極指（１００）どうしもそれぞれ独立に増幅器（
４２）、　（４３）と移相器（５２）、　（５３）とが
電気的に接続されている。この位相器（５１）、　（５
２）、　（５３）は互いに同相の位相回転量を持つ可変
移相器である。この３本組の電極指（１００）にそれぞ
れ独立に電気的に接続された増幅器（４１）、　（４２
）、　（４３）および移相器（５１）、　（５２）、　
（５３）がそれぞれ独立に発振回路ループを形成してい
る。しかしながら、この発振回路ループが同時に発振し
ている状態ではそれぞれの発振回路ループの発振の位相
は互いに引き込まれ、この３本組の電極指（ｉｏｏ）に
はそれぞれ０″１２０’　、　２４０’の位相差が生じ
、一実施例の如く単相の信号を３組の信号に変換するた
めの固定の外部移相器を用いなくとも多相励振電極を用
いた発振回路を実現することができる効果がある。

次に、第１図または第２図に図示した周波数可変発振器
を無線機等の送信機に用いた場合について説明する。す
なわち、通常送信機に周波数可変発振器を用いる場合、
広帯域に発振回路の周波数を変えるために表面波を用い
た遅延線が使用される。この場合、従来の弾性表面波遅
延線ではその損失が大きくなり、回路の消費電力が大き
くなる。

したがって、この周波数可変発振回路に本発明を適用す
ると、回路の消費電力を抑えることが出来、さらに発振
回路そのものの出力を大きく出来これにより出力段に設
けられる増幅器の利得を小さく雑音や外部からの誘通雑
音の影響を受けにくくすることができ、低消費電力で位
相雑音の小さい周波数可変発振器を構成することができ
る。

次に他の実施例すなわち、本発明を周波数可変光回折格
子に応用した実施例について説明する。

まず、その前に弾性表面波を用いた周波数可変光回折格
子の原理について第３図を用いて説明する。

第３図においてωは圧電性基板で（４３）は表面波励振
用くし歯型電極である。このくし歯型電極（４３）に接
続された高周波入力（８）により圧電性基板（１）上に
表面波が励振される。このとき、入力光（７１）が基板
（］）表面に対して入射した場合、この圧電性基板（１
）上に生じた表面波■より屈折率の周期的分布により入
力光（７１）は回折され、透過光（７２）及び回折光（
７３）、　（７４）に分かれる。周波数可変光回折格子
においては高周波人力■の信号周波数を変化させること
により圧電性基板（υ上に励振される表面波の周期を変
え回折光（７３）、　（７４）の回折角を変化させるこ
とにより周波数可変回折格子を実現している。この表面
波励振電極（４３）で励振された表面波■は圧電性基板
Ｏ）端面において反射され再び入力光（７１）当たる領
域に戻り圧電性基板Ｏ）上の表面波の波面が乱れる。こ
れを防ぐため圧電性基板（１）の両端面には表面波■を
吸収するための吸音剤■が塗布されている。第３図で説
明した周波数可変回折格子においては励振電極（４３）
で励振された表面波■は全て吸音剤■で吸収され熱エネ
ルギーに変換される。一般に表面波＠を用いた光回折格
子においては表面波■による屈折率の分布が表面に集中
しているため入力光（７１）から回折光（７２）、　（
７３）への変換効率は非常に低く、この変換効率を上げ
るためには表面波■の振幅を大きくするため高周波入力
（８）に大きな電力を入力しなければならない。このた
め吸音剤■で生ずる発熱が大きくなりこれを冷却するた
めの構造が必要となる。

次に本発明を周波数可変光回折格子に応用した実施例の
構成を第４図を用いて説明する。第４図において圧電性
基板（１）上に形成された多層励振構造の入力電極（３
１）および出力電極（３２）によって形成された弾性表
面波遅延線とこの多層励振構造の各位相の電極指（１０
０）に接続された移相器■。

（９１）　、・・・、　（９６）と増幅器０）から構成
される周波数可変発振回路は第１図において説明した構
成と同じものである。この発振回路が発振している状態
では弾性表面波遅延線の入力電極（３１）および出力電
極（３２）の曲の伝搬路上には定常的に表面波■が生ず
る。このとき、この圧電性基板■上に生ずる表面波■に
よる屈折率の周期的分布により基板（１）表面に対して
入力光（７１）は回折され透過光（７２）と回折光（７
３）、　（７４）に分かれる。第４図の構成法による周
波数可変光回折格子においては入射光（７１）から回折
光（７２）、　（７３）への変換効率を上げるために発
振回路の発振レベルを上げ圧電性基板■上に生ずる表面
波■の振幅を大きくしても表面波■の励振電極（１００
）は方向性を持っているため第３図で説明した不要な表
面波■は生ぜず、またこの不要な表面波を吸収するため
の吸音剤■を必要とせず吸音剤■で発生する熱を冷却す
るための構造も必要としないため、構造的に簡潔で効率
の良い周波数可変光回折格子を提供することが出来る。

〔発明の効果〕

本発明の周波数可変発振器は、」二連の構成をとること
により、圧電性基板上で表面波を送受信する際の損失を
防止することができる。その上、広帯域において使用で
き、不要な表面波の発生を防止することができる

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す模式斜視図、第２図は
本発明の他の実施例を示す模式斜視図。 第３図は第４図に示す本発明の他の実施例を説明するた
めの周波数可変光回折格子の原理を示す模式斜視図、第
４図は本発明の他の実施例を示す模式斜視図、第５図及
び第６図は従来技術を説明するための模式斜視図である
。 （１）・・・圧電性基板（圧電性基体）（３１）・・・
入力電極 （３２）・・・出力電極 （イ）、　（４１）、　（４２）、　（４３）・・・増
幅回路■、（５１）、（５２）、（５３）、（９１）、
（９２）、（９３）、（９４）、（９５）、（９６）・
・・移相器第 図 ７７　Ｘ７１％ 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧電性基体とこの圧電性基体の主面上に配置され
   た入力電極および出力電極とからなる弾性表面波遅延線
   と、 前記入力電極と前記出力電極との間の電極端子間に電気
   的に接続された増幅回路および移相器とを少なくとも備
   えた周波数可変発振器において、 前記入力電極と前記出力電極とは多相励振の一方向性電
   極で形成され、かつこの一方向性電極の表面波の励振さ
   れる方向は前記入力電極と前記出力電極とが向い合って
   いる方向と実質的に同一であることを特徴とする周波数
   可変発振器。
2. （２）請求項第１項記載の周波数可変発振器において、 前記一方向性電極の各位相部分には、それぞれ前記増幅
   回路と前記移相器とが直列に接続されており、 かつ各前記位相部分に接続された移相器は、同期を取っ
   て同じ移相量変化を行なう可変移相器であることを特徴
   とする周波数可変発振器。