JPS62132426A - マイクロ波広帯域発振回路 - Google Patents

マイクロ波広帯域発振回路

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JPS62132426A
JPS62132426A JP60273882A JP27388285A JPS62132426A JP S62132426 A JPS62132426 A JP S62132426A JP 60273882 A JP60273882 A JP 60273882A JP 27388285 A JP27388285 A JP 27388285A JP S62132426 A JPS62132426 A JP S62132426A
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oscillation frequency
coarse
oscillator
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Kenji Omori
憲司 大森
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

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】 〔1既要〕 YIG発振器を用いたマイクロ波発振器に積/粗の周波
数制御回路を設け、1h定された発振周波数に対応する
識別データと比較することにより9〜15GIIzの広
帯域でIMII2以内の発振周波数精度が得られるよう
にしたものである。
〔産業上の利用分野〕
本発明は電子的振動を発生せしめる発振器に係り、特に
マイクロ波広帯域の発振周波数の制御回路に関する。
〔従来の技術〕
第3図は従来のマイクロ波発振回路のプロ・ツク図を示
す。図において、1はコモンバスで上位の指令系より発
振すべき周波数Finの指定命令が発振周波数データ部
2に対して伝送される。3はD/Δ変換器で発振すべき
周波数Finのデジタル値をアナログ値に変換して位相
比較器4の一方の比較端子に入力する。5は低域濾波器
で位相比較器4が出力する直流電圧に含まれる不要の高
域成分をカットし発振周波数の制御に必要な制御電圧を
出力る・ 6は電圧制御型の可変周波数発振器でマイクロ波を発振
させるものとしてガン(Gunnは発見者の名前である
)発振器がよく知られている。ガン・ダイオードを使用
し、ガン効果を用いた発振器である。ガン効果とはN型
のGaAs単結晶薄板の両側に平行な電極をつけ、数(
KV/cm )以上の直流電界を印加すると試料を流れ
る電流はマイクロ波の周波数で振動し、この電流振動の
周11JJは試料の厚さ、すなわち単結晶薄板両側の電
極間距離に比例するというものである。
この固体発振器に温度係数の小さい高Qの空洞共振器を
付加し、これに固体発振器の出力を引き込ませるごとに
より周波数の安定化と低m音化を達成できることが知ら
れている。
7は1/N分周器で可変周波数発振器6の出力を1/N
に分周して位相比較器4の他方の比較端子にフィードバ
ックする所謂P L L回路であって可変周波数発振器
6の出力周波数をNXFinに安定化するものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ガン発振器の周波数安定度は±5XlO−’程度で、水
晶発振器に近い周波数安定度が得られるが、温度変化お
よび制御電圧の設定誤差により2〜3MIIzの周波数
精度となる欠点がある。
また、発振周波数の範囲が数百MIIZ程度しかなく、
9〜15GIIz程度の広帯域をカバーするためには多
くの発振器を切り換え使用しなければならない欠点があ
る。
本発明は上記従来の欠点に鑑みて創作されたもので、−
個の発振器を用いてマイクロ波の広帯域をカバー可能で
あり、かつ高い周波数精度を維持可能なマイクロ波広帯
域発振回路の提供を目的とする。
(問題点をjへイ決するための手段) 本発明のマイクロ波広帯域発振回路は第り図に示すよう
に、一定間隔のマイクロ波発振周波数の指定を受りる発
振周波数データ部11と、該発振周波数データ部11の
出力をD/A変換して電圧制御の可変周波数発振器20
を制御すると共に、該可変周波数発振器20の発振周波
数を検出してフィートハックする周波数制御ループ回路
を具備してなる発振回路において、前記発振周波数デー
タ部11に前記一定間隔の発振周波数に対応する周波数
データ12と、発振周波数帯域の高域と低域を区別する
帯域情報13と、発振周波数の変換識別データ14の変
換テーブルを付設し、前記可変周波数発振器20にYr
G発振器を用いて前記発振周波数を精/粗に制御する粗
調整コイルI8と微調整コイル19とを設け、前記発振
周波数を変換して得られる中間周波数が所要の周波数帯
域内に達するまで前記粗調整コイル18を制御する粗調
整回路と、前記所要の周波数帯域内に達した場合に所要
の閾値に達するまで前記微調整コ・イル19を制御する
微調整回路と、前記閾値に達した場合に前記識別データ
14と比較する識別判定部42を設け、該識別判定部4
2の出力にて前記精/粗の周波数制御を前記帯域情報1
3に対応して行うようにしたことを特徴とする。
〔作用〕
所定のマイクロ波発振周波数「の発振指令を受けた発振
周波数データ部IIはその発振周波数rに対応する周波
数データ12をD/A変換器16で周波数制御電圧に変
換し、粗調整コイル1)3を制御する。
これにより可変周波数発振器20は発振周波数[に粗調
整できる。第1の高安定発振器23の出力する周波数の
高調波と混合して中間周波信号をつくり、低域濾波器2
8により130M1lz以下の成分をとりだし、A/D
変換後その周波数をカウンタ31で計測すると共に、そ
の計測周波数を帯域設定メモリ32に設定した5M1l
zと比較部33で大小を比較する。
前記計測周波数の絶対値が5Ml+2より大なる場合は
、粗/微判定切換器34は粗調整側となり粗調整:1イ
ル18を制御し、5Ml1zより小なる場合は微調整コ
イル19を制御するように作用する。この場合帯域情f
l13が高域の場合は低域から高域方向にサーチし、帯
域情4113が低域の場合はその反対にサーチすること
により本発明の発振回路の広帯域化が図られている。
前記サーチの結果が5MIIzより小となった場合は、
帯域情fll13が高域の場合は前記計測周波数を一5
Ml1z側に、帯域情報13が低域の場合は前記計測周
波数を)SMllz側に閾値を設定し、これに収斂する
ように、比較部33の出力がII r” / Il N
切換器36を制御し、その収斂を比較部33が確認した
時点で識別移行検出部40を駆動し、第2の高安定発振
器41に切り換えると共に、識別判定部42の判定機能
を駆動する。
識別判定部42は発振周波数データ部11のテーブルか
ら発振周波数精度データ14を人力すると共に、可変周
波数発振器20の出力する周波数と第2の高安定発振器
41の出力する周波数の高調波との混合により得た中間
周波数とを比較し、一致した場合は粗/微判定切換器3
4をその一致周波数に微調整維持する方向に切り換え、
一致しない場合は帯域情報13のサーチ方向にしたがっ
て粗調整コイル18の駆動方向に切り換え、次の一定間
隔離れた周波数にサーチを操り返す。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を図面によって詳述する。
なお、構成、動作の説明を理解し易くするために全図を
通じて同一部分には同一符号を付してその重複説明を省
略する。
第1図は本発明実施例のブロック図、第2図はμ波のス
ペクトル図であって以下第2図を参照しながら第1図を
説明する。図において、11は発振周波数データ部であ
って第2図に示すような一定間隔(例えば100MII
z)のμ波発振周波数に対応する周波数データ12(例
えば、最下+fiを1.8Ml1zに対応せしめた12
ビツトのバイナリ−コードで構成する)と、発振周波数
帯域の高域と低域を区別する帯域情報(本例の場合は1
1 、9GllZ以下を低域、12゜0GIIZ以上を
高域と区別する)13と、一定間隅の各発振周波数に対
応せしめた変換識別データ14の変換テーブルを何段し
、人力されるIh令光発振周波数対応して変換テーブル
の内容のデータを出力する。
15は粗調カウンタで周波数データ12が人力されると
、これをイニシャルロードしてD/A変換器16により
アナログ制御電圧に変換しアンプ17を介して粗調整コ
イル18を制御する。可変周波数発振器20ばその発振
周波数を粗調整コイル18の電圧制御と微調整コイル1
9の電流制御により制御される。
可変周波数発振器20はイツトリウムと鉄のガーネット
組成からなる素子(Yttriun+ Iron Ga
rnet本明細書ではYIGと略称する)発振器で広帯
域の発振機能を有する素子として知られているが、その
ままでは発振周波数精度が低いので、本発明は補助的な
高安定発振器23.41を併用して発振周波数精度をI
Mllz以内に高めるものである。
21は方向性結合器で発振出力の一部を取り出しミキサ
ー22に入力する。23と41はいずれも高安定発振器
でその発振周波数はそれぞれf + = 100M1l
zおよびf z =100.833Mtlzに設定され
ている。24は高安定発振器23と41の出力を切り換
える切換スイッチで後述する識別移行検出部40の出力
により切り換え制御が行われる。
通常は高安定発振器23が作動し、切換スイッチ24の
出力はアンプ25を介して逓倍器26に入力され、その
出力は高域濾波器27により9Gllz以下をカットさ
れてミキサー22に入力される。ミキサー22の出力ば
低域濾波器28により30MIIz以下の信号となりア
ンプ29を介してA/D変換器30に入力され、そのデ
ジタル値を周波数カウンタ31で計測する。この計測周
波数はミキサー22の出力であるから±30M1lzの
範囲内にある。
可変周波数発振器20が例えば12.08GIIzを出
力したとすると低域濾波器28においては、高安定発振
器23の発振周波数100MIIZの121逓倍との差
20MHzのみが出力される。
32は帯域設定メモリで本実施例では5M1lzを設定
している。すなわち帯域設定メモリ32の設定帯域5 
M II zと前記計測周波数の絶対値を比較部33に
てその大小を比較することにより計測周波数が±5 M
 II zの帯域内に入ったかどうかを判定できる。
比較部33の出力が5 M II zより大なる場合は
粗/徽判定切換器34は粗調整側に切り換えられ、II
 P / ON選択回路35、粗調カウンタ15、D/
A変換器16、アンプ17、粗調整コイル18から構成
されてなる粗調整回路が駆動される。すなわち、UP/
DN il択回路35は帯域情報13の区別に対応して
高域の場合は可変周波数発振器の出力周波数が低域から
高域方向にサーチし、帯域情報13が低域の場合はその
反対にサーチするように粗調カウンタ15の力・ンント
を行う。このサーチ手段により本発明の発振回路の広帯
域化が実現する。
比較部33の出力が5M1lzより、小なる場合は粗/
 ii1判定切換器34は微調整側に切り換えられ、0
1’/DN切換器36、微調カウンタ37、D/A変換
器38、アンプ39、微調整コイル19から構成されて
なる微調整回路が駆動される。すなわら、Or’/DN
切換器36は帯域情報13の区別に対応して高域の場合
は可変周波数発振器の出力周波数が低域から高域方向に
サーチし、帯域情報13が低域の場合はその反対にサー
チするように微調カウンタ37のカウントを行うが、同
時に比較部33の出力が5MIIZ以下から以上に変化
した場合にはIJI’10N切換器36を切り換え、あ
らかじめ定めた閾値に収斂するように作用する。
あらかじめ定めた閾値とは帯域情1g13が高域の場合
は周波数カウンタ31の出力が一5MIIzO値、低域
の場合は+−5M1lzの値に設定している。
指令発振周波数が例えば12.095GII2の場合の
可変周波数発振器20の発振周波数が目的値に収斂ずす
る様子の前半を第2図により説明する。
指令発振周波数が12.095GIIzに指定されると
粗調カウンタ【5にイニシャルロードされる周波数は第
2図に示すP点(12,05GIIz)付近に設定され
、帯域情報13にしたがってUP10N選択回路35は
押倒を選択し、粗調カウンタ15はIIP側にカウント
を行い、発振周波数を増加方向に粗調整コイル18が制
御される。そのP点の周波数が次第に増加して12゜0
95G11zに到達すると比較部33が12.IGIl
z±5 M Hzの範囲内に到達したことを検知する。
そこで粗/漱判定切換器34が微調整側に切り換えられ
る。
i数調整回路が駆動されると共に、DI’/DN切換器
36をON側に切り換え、微調整カウンタ37を減少方
向にカウントし、P点の周波数が次第に減少して12.
095Gllzよりも低くなると比較部33が12.l
G11z±5M1lzの範囲外に越えたことを検出し、
肝/DN切換器36をup側に切り換え、i数調整カウ
ンタ37を増加方向にカウントし、周波数カウンタ3I
の計測周波数−5M+17.側の12.095GllZ
に収斂するように作用する。
この収斂位置の通過回数を比較部33で監視し、所要値
に達したときに識別移行検出部40を駆動し、これによ
り識別移行検出部40の出力は切換スイッチ24を高安
定発振器41側に切り換えると共に識別判定部42の駆
動を行う。
高安定発振器41の発振によりその高調波は、第2図の
スペクトル図にQ点(121−1)fz=12.099
96Gllzが現出する結果周波数カウンタ31は12
.09996−12.095 = 4.96Ml1zを
計測する。
一方発振周波数データ部11のテーブルにあらかじめ格
納された指令発振周波数に対応する変換識別データ14
の値を12.095Gllzに対しては4.96MII
zと定め、100MIIZ離れるごとに833KIIZ
の差を設けて識別データを設定すれば、目的の1指令周
波数を識別判定部42の周波数照合により確認が可能と
なる。
もし、識別判定部42の照合結果が不一致のときはその
判定出力により粗/微判定切換器34は粗調整側に切り
換えられ、前記の粗調整回路が反復駆動され、帯域情報
13の指示するサーチ方向にしたかって次に位置する1
00MIIZ離れの周波数をサー→・する。照合結果が
一致のときはその判定出力によりill/微判定切換器
34は微調整側に切り換えられ、現状の発振周波数を維
持するように微調整コイル19が制御される。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように本発明のマイクロ波広帯域発
振回路によれば、安定なマイクロ波周波数を広帯域にわ
たって発生可能となり、かつ発振周波数の精度をほぼ±
l M It z以内の範囲に指定できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例のブロック図、 第2図はマイクロ波のスペクトル図、 第3図は従来のマイクロ波発振回路のブロック図を示す
。 図において、11は発振周波数データ部、12は周波数
データ、13は帯域情報、14は変換識別データ、18
は粗調整コイル、19は微調整コイル、20は可変周波
数発振器をそれぞれ示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一定間隔のマイクロ波発振周波数の指定を受ける発振周
    波数データ部(11)と、該発振周波数データ部の出力
    をD/A変換して電圧制御の可変周波数発振器(20)
    を制御すると共に、該可変周波数発振器の発振周波数を
    検出してフィードバックする周波数制御ループ回路を具
    備してなる発振回路において、 前記発振周波数データ部(11)に前記一定間隔の発振
    周波数に対応する周波数データ(12)と、発振周波数
    帯域の高域と低域を区別する帯域情報(13)と、発振
    周波数の変換識別データ(14)の変換テーブルを付設
    し、 前記可変周波数発振器(20)にYIG発振器を用いて
    前記発振周波数を精/粗に制御する粗調整コイル(18
    )と微調整コイル(19)とを設け、前記発振周波数を
    変換して得られる中間周波数が所要の周波数帯域内に達
    するまで前記粗調整コイル(18)を制御する粗調整回
    路と、 前記所要の周波数帯域内に達した場合に所要の閾値に達
    するまで前記微調整コイル(19)を制御する微調整回
    路と、 前記閾値に達した場合に前記識別データ(14)と比較
    する識別判定部(42)を設け、 該識別判定部(42)の出力にて前記精/粗の周波数制
    御を前記帯域情報(13)に対応して行うようにしたこ
    とを特徴とするマイクロ波広帯域発振回路。
JP60273882A 1985-12-04 1985-12-04 マイクロ波広帯域発振回路 Expired - Lifetime JPH0754907B2 (ja)

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