JPS585615B2 - 超高周波同期固体発振器 - Google Patents

超高周波同期固体発振器

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JPS585615B2
JPS585615B2 JP51047469A JP4746976A JPS585615B2 JP S585615 B2 JPS585615 B2 JP S585615B2 JP 51047469 A JP51047469 A JP 51047469A JP 4746976 A JP4746976 A JP 4746976A JP S585615 B2 JPS585615 B2 JP S585615B2
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JP
Japan
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oscillation output
oscillator
frequency
state
oscillation
Prior art date
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JP51047469A
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JPS52130560A (en
Inventor
岡本紘
池田睦夫
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Priority to US05/789,220 priority patent/US4099144A/en
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Priority to FR7712436A priority patent/FR2349996A1/fr
Priority to DE2718590A priority patent/DE2718590C3/de
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION, OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/24Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal directly applied to the generator
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B9/00Generation of oscillations using transit-time effects
    • H03B9/12Generation of oscillations using transit-time effects using solid state devices, e.g. Gunn-effect devices
    • H03B9/14Generation of oscillations using transit-time effects using solid state devices, e.g. Gunn-effect devices and elements comprising distributed inductance and capacitance
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B9/00Generation of oscillations using transit-time effects
    • H03B9/12Generation of oscillations using transit-time effects using solid state devices, e.g. Gunn-effect devices
    • H03B2009/126Generation of oscillations using transit-time effects using solid state devices, e.g. Gunn-effect devices using impact ionization avalanche transit time [IMPATT] diodes
    • HELECTRICITY
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    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B2200/00Indexing scheme relating to details of oscillators covered by H03B
    • H03B2200/006Functional aspects of oscillators
    • H03B2200/0074Locking of an oscillator by injecting an input signal directly into the oscillator

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は.導波管内に設けられた発振素子を含んで高周
波を発振する様に構成せる超高周波固体発振器よりの発
振出力が同期用発振器よりの超高周波発振出力と同期し
て得られる様になされた超高周波同期固定発振器に関す
る。
斯種超高周波同期固体発振器として.従来,第1図に示
す如く導波管内に設けられた発振素子を含んで高周波(
その周波数をfoとする)を発振する様に構成せる超高
周波固体発振器1に,サーキュレータ2を介してfoに
近い周波数(これをfL(=fo+△fとする)で発振
している同期用発振器3よりの発振出力Sを供給し.而
して発振器1より発振出力Sの周波数fLに同期せる発
振出力Aを得,これをサーキュレータ2を介して導出す
る様に構成された所謂基本波同期型のものが提案されて
いる。
然し乍ら斯る構成による場合.発振器3として発振器1
の発振周波数foに近い安定な周波数の発振出力が得ら
れる発振器を要し.而して斯る発振器を得るのが比較的
困難であった。
又従来,第1図に1上述せる構成と同様の.但し同期用
発振器3がこれより得られる発振出力Sの周波数をして
fo/nに近い周波数即ち(fo+△f)/n(但しn
=2,3,4・・・・・)となされた所謂周波数逓倍同
期型のものも提案されている。
然し乍ら.斯る構成による場合,同期発振器3が低い周
波数で発振する発振器でよいので,その発振器をこれよ
り得られる発振出力Sの周波数をして安定な周波数で得
られるものとして比較的容易に得ることが出来るという
利益を有するも,斯る利益をより得べくnの値を犬とす
れば発振器1の発振出力Aの周波数が同期し得るその周
波数帯域巾△fが小となり.従って上述せる利益を十分
満足に得ることが出来なかった。
更に従来.第1図にて上述せる基本波同期型又は上述せ
る周波数逓倍型の構成と同様の,但し発振器1が周波数
foでの発振の外これに近い周波数(これをfsとする
)で寄生発振する様になされ、而して周波数fsでの寄
生発振出力が発振器3よりの発振出力Sと周期すること
により発振器1より得られる発振出力Aが発振器3の発
振出力Sと同期する様になされた所謂寄生振動同期型の
ものも提案されている。
然し乍ら斯る構成による場合,寄生発振出力の電力は比
較的小であるので発振器3がその発振出力Sの電力をし
て比較的小なる発振器で良いという利益を有するも、発
振出力Aが発振出力Sと同期し得る周波数帯域巾が比較
的小であるという欠点を有していた。
叙上に鑑み,本発明者等は,発振出力の周波数をして安
定に容易に得ることの出来る低い周波数で足る発振器で
良い同期用発振器を用い.超高周波固体発振器より得ら
れる発振出力が比較的広い周波数帯域巾に亘って同期用
発振器よりの発振出力と同期して得られるという優れた
超高周波同期固体発振器を得べく種々の実験をなした結
果,第2図にて以下述べる一例構成によって上述せる優
れた超高周波同期固体発振器を得ることが出来ることが
確認された事に基き此処に本発明を提案するに到ったも
のである。
即ち第2図は本発明の一例を示し,導波管(図示せず)
内に設けられた発振用ダイオードの如き発振素子(図示
せず)を含んで超高周波を発振する様に構成せる超高周
波固体発振器21と,導波管内に於て発振素子よりみて
一方側に設けられた例えばショートピストンの如き発振
器21の発振出力を調整する千段22及び他方側に設け
られたE−Hチューナの如き同様の調整手段23と,直
流バイアスの得られる直流バイアス電源24と、これよ
り得られる直流バイアスEを分岐回路25を介して発振
器21の発振素子に供給する様になされた直流バイアス
供給手段26と.発振器21の発振周波数(これをfo
とする)に比し低い同期用低周波(その周波数をfとす
る)を発振する様に構成せる同期用低周波発振器27と
,これよりの発振出力Sをアイソレータ28及び分岐回
路25をそれ等の順に介して発振器21の発振素子に供
給する同期用発振出力供給手段29と.発振器21の発
振出力Aをアイソレータ30を介して導出する様になさ
れた発振出力導出手段31とを具備する。
この場合発振器21の発振素子に同期用低周波供給手段
29を介しての発振器27よりの発振出力Sを供給せざ
る状態に於て.分岐回路25及びアイソレータ28間の
伝送路上の符号32で示す位置に於て,発振出力調整手
段22及び23の調整により発振器21の発振出力Aが
.最大で得られる状態より例えば0.5db程度又はそ
れ以上低下せる僅かにずれた状態の得られる調整手段2
2及び23の調整状態(これを非最適調整状態と称す)
に於ては,比較的低い周波数(これをfsとする)の発
振出力(これをBとする)が得られるも.最大で得られ
る状態の得られる調整手段22及び23の調整状態(こ
れを最適調整状態と称す)に於ては上述せる発振出力B
が得られない様に構成されている。
尚上述せる非最適調整状態及び最適調整状態は.上述せ
る如く調整手段22及び23の調整により得られるもの
であるが,その理由は.調整手段22及び23がその調
整如何によって発振器21に対する上述せる周波数f0
とこれとは異なる他の周波数f1との2つの共振周波数
をもつ複合共振器が形成されたり.されなかったりし,
而して今述べた複合共振器が形成される場合は,その複
合共振器よりf0、f1、|f0+f1|、|f0−f
1|の周波数を有する発振出力が得られ.そしてその|
f0−f1|の周波数の発振出力が.周波数fsの発振
出力Bとして位置32に得られるも,上述せる複合共振
器が形成されない場合は.位置32に上述せる発振出力
Bが得られないからである。
以上が本発明の一例構成であるが,斯る構成によれば.
上述せる非最適調整状態に於て導出手段31側でみて第
3図Aに示す如き主周波数をfo上下帯数の周波数をf
o+fsとせるスペクトル分布を有する出力が得られ.
又上述せる最適調整状態に於て導出手段31側でみて第
3図Bに示す如き第3図Aの状態より(fo±fs)の
周波数を有さざるスペクトル分布を有する出力が得られ
るも,斯る状態より発振器27をこれより得られる発振
出力Sの周波数fLをして上述せる発振出力Bの周波数
fsの近傍に設定してこの発振出力Sを供給手段29を
介して発振器21の発振素子に供給すれば、fLとfS
との間には冒頭にて上述せる基本波同期型と同様の機能
で同期関係が成立してfSがfLに同期すると共に発振
器21の発振出力Aが第3図Cに示す如く,その主発振
周波数をして発振出力Sの周波数fLと同期して周波数
foより偏位せる周波数fo′となりそして周波数fo
′を中心とする側帯波雑音が第3図Bの場合の周波数f
oを中心とする側帯波雑音に比し15db程度又はそれ
以上減少して得られ且(fo′±fL)の周波数位置に
上下側帯数が得られ,又この場合の発振出力Aが発振出
力Sと同期する周波数帯域巾が十分満足し得る如く広い
ことが確認された。
因みに発振器21の発振素子としてインパットダイオー
ドを使用し,これに直流バイアス源24より56mAの
バイアス電流を供給し(この場合ダイオードの端子電圧
が17.7Vであった)このダイオードに発振器27よ
りの発振出力Sを供給せざる状態に於て発振器21がそ
の発振周波数foをして4.2GHZ,発振電力Po′
をして16.8dBmであり.分岐回路25及びアイソ
レータ28間の伝送路上の位置32で得られる発振出力
Bがその周波数fsをして1.21GHZである上述せ
る非最適調整状態を得て後,発振器27より16dBm
の電力PLを有する発振出力を発振器21のダイオード
に供給した所.発振出力Sの周波数fLの変化分△fL
に対する上述せるfo′とfoとの差△fo(=fo′
−fo).(fo′+fL)と(fo+fs)との差△
fu(=(fo′+fL)−(fo+fs)).及び発
振出力Aの電力Poとの関係が第4図に示す如くに得ら
れた。
尚この場合同期帯域巾は100MHZであった。
又上述せるfo及びfLを夫々34.1MHZ及び1.
223GHZ,電力Po′及びPLを夫々16.8dB
m及び16dBmとしたことを除いては上述せると同様
にして,上述せる△fに対する上述せる△fo,△fu
及びPoの関係が第5図に示す如くに得られた。
尚この場合同期帯域巾は100MHZ以上であった。
以上よりして明らかな如く本発明に依れば,発振器27
がその発振出力の周波数をして安定に容易に得ることの
出来る低い周波数で足る発振器で良く,又発振器21よ
り得られる発振出力Aが比較的広い周波数帯域巾に亘っ
て発振器27よりの発振出力Sと同期して得られるとい
う大なる特徴を有するものであり.而して斯る特徴の得
られる機能は冒頭にて前述せる基本波同期型.周波数逓
信同期型及び寄生振動同期型の何れとも異なる全く新た
な機能に基くものと考えられ.このことは第3図にて上
述せるスペクトル分布が得られること及び第4図及び第
5図にて上述せる実側結果よりしても明らかな所である
尚上述に於ては本発明の一例を示したに留まり.第2図
にて上述せる構成に於て.その発振器21より,より安
定に発振器27の発振出力Sと同期せる発振出力Aを得
べく,第6図に示す如く発振出力導出手段31に方向性
結合器33を設け.而してこれを通じて発振出力Aを外
部に導出する様になすと共に方向性結合器33を介して
周波数弁別器34に供給し.これより発振出力Aの主周
波数fo′のドリフトに応じた弁別出力Dを得.而して
その出力Dによって発振器27の発振出力Sの周波数f
を発振出力Aの主周波数fo′のドリフトを打消す様に
することも出来,又発振器27をその発振出力Sの周波
数をして外部より変調電圧によって変化せしめる様にし
.発振出力Aを被周波数変調出力として得る様になすこ
とも出来,その他本発明の精神を脱しない範囲で種々の
変型変更をなし得るであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の超高周波同期固体発振器を示す略線的系
統図,第2図は本発明に依る超高周波同期固体発振器の
一例を示す略線的系統図.第3図はその説明に供する周
波数スペクトル分布を示す図,第4図及び第5図は夫々
実測結果を示す曲線図.第6図は本発明の他の側を示す
略線的系統図である。 図中、21は超高周波固定発振器.22及び23は発振
出力調整手段,24は直流バイアス源.25は分岐回路
,26は直流バイアス供給手段.27は同期用低周波発
振器.28及び30はアイソレータ,29は同期用発振
出力供給手段、31は発振出力導出手段,33は方向性
結合器、34は周波数弁別器を夫々示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 導波管内に設けられた発振素子を含んで高周波を発
    振する様に構成せる超高周波固体発振器と該超高周波固
    体発振器に関連しその発振出力を調整し得る発振出力調
    整手段と.直流バイアスの得られる直流バイアス電源と
    ,該直流バイアス電源より得られる直流バイアスを分岐
    回路を介して上記超高周波固体発振器の発振素子に供給
    する様になされた直流バイアス供給手段と,上記超高周
    波固体発振器の発振出力の周波数に比し低い同期用低周
    波を発振する様に構成せる同期用低周波発振器と,該同
    期用低周波発振器よりの発振出力を第1のアイソレータ
    及び上記分岐回路をそれ等の順に介して上記超高周波固
    体発振器の発振素子に供給する同期用発振出力供給手段
    と.上記超高周波固体発振器よりの発振出力を第2のア
    イソレータを介して導出する様になされた発振出力導出
    手段とを具備し、 上記マイクロ波固体発振器の発振素子に上記同期用低周
    波供給手段を介しての上記同期用低周波発振器よりの発
    振出力を供給せざる状態に於て、上記分岐回路及び上記
    第1のアイソレータ間の伝送路にて.上記発振出力調整
    手段の調整により上記超高周波固体発振器の発振出力が
    .最大で得られる状態より僅かにずれた状態の得られる
    当該発振出力調整手段の非最適調整状態に於ては比較的
    低い周波数の発振出力が得られるも,最大で得られる状
    態の得られる当該発振出力調整手段の最適調整状態に於
    ては当該比較的低い周波数の発振出力が得られない様に
    構成され. 上記同期用低周波発振器よりの発振出力の周波数が上記
    比較的低い周波数の発振出力の周波数又はその近傍とな
    された状態に於て上記発振出力導出手段より得られる上
    記超高周波固体発振器よりの発振出力が上記同期用低周
    波発振器よりの発振出力と同期して得られる様になされ
    た事を特徴とする超高周波同期固体発振器。
JP51047469A 1976-04-26 1976-04-26 超高周波同期固体発振器 Expired JPS585615B2 (ja)

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US05/789,220 US4099144A (en) 1976-04-26 1977-04-20 Injection-locked ultra-high frequency solid-state oscillator
GB17115/77A GB1540166A (en) 1976-04-26 1977-04-25 Injection-locked ultra-high frequency solid-state oscillator
FR7712436A FR2349996A1 (fr) 1976-04-26 1977-04-25 Oscillateur uhf a blocage par injection du type a l'etat solide
DE2718590A DE2718590C3 (de) 1976-04-26 1977-04-26 UHF-Festkörperoszillator-Anordnung

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JPS52130560A JPS52130560A (en) 1977-11-01
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