JPS5924174Y2 - ガンダイオ−ド発振器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、連続的に高周波発振している回路から、そこ
で使われている発振素子自身の持つ低周波負性抵抗によ
る発振現象を利用して得られる高周波発振器に関するも
のである。

従来のパルス変調高周波発振器においては、パルス変調
するための変調器が必要であるため回路構成が複雑で装
置が大型化し高価になる欠点があった。

一般にパルス変調された高周波と、パルス変調されてい
ない高周波を取り扱う場合、前者の方がより低い電力レ
ベルまで検知され得る。

これは受信側で帯域の狭い交流増幅器が使用できること
と、変調周波数を高い周波数に選ぶことにより受信検波
器の一般に１／ｆ雑音と呼ばれている低周波雑音を軽減
できることによる。

発振器と受信検波器をある距離対向させて設置し、この
両者の間を何者かがしゃ断すると受信レベルが変化し警
報を発する装置が考案されて実用化しているが、この種
の装置では一般に発振器とパルス変調器を用いて感度の
向上を計っている。

本考案は、パルス変調器を用いない、回路構成の簡単な
自励式のパルス変調高周波発振器を提供するものである
。

以下にガンダイオード素子を用いた１０．５ＧＨｚ高周
波発振器についての本考案実施例をとりあげて、その原
理と動作を詳しく説明する。

第１図に、ガンダイオードの直流バイアス電圧電流特性
と高周波発振特性とを示す。

バイアス電圧■、を上昇させるとバイアス電流ＩＦは増
加しバイアス電圧が３．５Ｖ付近の閾値ｖｔｈに達する
とバイアス電流■、は最大値を示す。

これ以上バイアス電圧を上昇させると電流は減少してき
て負性抵抗を示し、閾値ｖｔｈより約０．５■上昇した
ところで低周波発振領域に入り、バイアス電圧が５Ｖ付
近で高周波発振開始領域に入る。

そして、バイアス電圧の上昇につれて高周波発振電力Ｐ
ｏは増大し、約８ｖ付近で最大となる。

そこで高周波発振器としての最適なバイアス電圧は高周
波発振電力Ｐｏが最大となる所ということになるが、実
用的にはそれより若干低い所に動作電圧Ｖｏｐを設定す
る方が種々の使用状態に対して安定であることが知られ
ている。

パルス変調を行う場合は直流電圧を低周波発振領域のバ
イアス点にし、低周波発振させる。

この低周波発振の周波数を規定するためにコイルを通し
てバイアス電圧を加える。

また発振した低周波の振幅の最大点が動作電圧Ｖｏｐに
なるように定電圧ダイオードをバイアス回路に入れ、こ
れ以上のバイアス電圧がかからないように制限する。

以上のようにして低周波によってバイアス電圧が高周波
発振を開始する直前の直流電圧、すなわち第１図のバイ
アス電圧■、が閾値型’ＥＶｔｈと５■の間の電圧とＶ
ｏｐとの間を周期的にくり返すようにするとバイアス電
圧が５Ｖ以下の時には高周波発振は出力されず、高周波
がパルス的に発振されることになる。

第２図に本考案になるパルス変調ガンダイオード発振回
路の構成を示す。

ガンダイオード素子１の一方の電極は一端が短絡された
導波管２内で、短絡面３よりλｇ／２（λｇ：高周波発
振周波数の管内波長）の点でバイアス電極４に接続され
、もう一方の電極は導波管２に直流的に接続している。

ガンダイオード素子１と短絡面３との間で共振回路が形
成され高周波の発振周波数が決まる。

バイアス電極４は導波管２と直流的には絶縁され、高周
波的には容量性で短絡しているため、外部に高周波は漏
れないが、数十ＫＨｚ以下の低周波はこの容量性では短
絡されないためバイアス電圧にそのような低周数の交流
を乗せることができる。

定電圧ダイオード５は直流的にガンダイオード素子１と
並列で、しかも極性は逆となるようにバイアス回路に入
れられる。

また抵抗器６とコイル７は直流電源８とガンダイオード
素子１との間に直列に接続されている。

この時の低周波発振周波数ｆｐ（すなわちパルスくり返
し周波数）はほぼ次式で決定される。

Ｌ：コイルのりアクタン値、Ｒ′：抵抗器の抵抗値と発
振器の負性抵抗の合成値、また、高周波の発振周波数は
約管内波長λｇの周波数になる。

第３図にパルス変調された高周波変調波形を示す。

以上の動作を応用したパルス変調ガンダイオード発振器
を用いることによって前記の警報器等は回路が簡素化さ
れ低価で供給可能となる。

以上の説明は１０．５ ＧＨｚの導波管形の発振器につ
いて行ったが、本考案は他の周波数でも勿論可能である
し、同軸形、ストリップ線路形等の発振器についても可
能で゛あることは明白である。

【図面の簡単な説明】

第１図はガンダイオードの直流バイアス電圧・電流特性
および発振出力特性であり、縦軸にバイアス電流■、お
よび発振出力Ｐｏが、横軸にバイアス電圧ＶＦが表示し
である。 第２図ＡおよびＢは本考案の一実施例によるパルス変調
ガンダイオード発振器の断面図および左側面図である。 第３図は被変調高周波出力波形を示す。 １・・・・・・ガンダイオード素子、２・・・・・・導
波管、３・・・・・・短絡面、４・・・・・・バイアス
電極、５・・・・・・定電圧ダイオード、６・・・・・
・抵抗器、７・・・・・・コイル、８・・・・・・直流
電源。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ガンダイオード素子を使った高周波発振器において、該
   素子自身が示す低周波発振の周波数および振幅を制限す
   る低周波共振器回路が前記素子への直流バイアス回路内
   に構成されており、該低周波発振によって高周波発振を
   該低周波発振の周波数で決まるくり返し周波数で断続的
   に行わせしめることを特徴としたガンダイオード発振器
   。