高周波発振器
【課題】小型に構成され、高調波と基本波との電力比を増加可能な高周波発振器を得る。
【解決手段】印加された電源電圧に基づいて、発振周波数の基本波で発振動作を行い、発振周波数の2倍波を出力する2倍波取り出し型発振器10と、2倍波取り出し型発振器10の出力端子に接続され、発振周波数の2倍波を通過帯域とする出力回路20とを備え、出力回路20は、2倍波取り出し型発振器10に電源電圧を供給する電源端子21と、2倍波取り出し型発振器10と電源端子21との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する結合線路22と、2倍波取り出し型発振器10と電源端子21との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する伝送線路23と、結合線路22の結合量に応じた出力電力を得る第1負荷抵抗24と、電源端子21に対して並列に接続されたキャパシタ25とを有する。
【解決手段】印加された電源電圧に基づいて、発振周波数の基本波で発振動作を行い、発振周波数の2倍波を出力する2倍波取り出し型発振器10と、2倍波取り出し型発振器10の出力端子に接続され、発振周波数の2倍波を通過帯域とする出力回路20とを備え、出力回路20は、2倍波取り出し型発振器10に電源電圧を供給する電源端子21と、2倍波取り出し型発振器10と電源端子21との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する結合線路22と、2倍波取り出し型発振器10と電源端子21との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する伝送線路23と、結合線路22の結合量に応じた出力電力を得る第1負荷抵抗24と、電源端子21に対して並列に接続されたキャパシタ25とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、主にマイクロ波帯またはミリ波帯で動作する高周波発振器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の高周波発振器は、マイクロストリップまたはストリップライン形式で構成されるプッシュプッシュ式の発振器であって、2つのトランジスタと、各トランジスタの端子に接続された伝送線路、および超伝導体材料製の環状物からなる共振器と、各トランジスタからの出力を合計する電力結合器とを備え、2つのトランジスタが1つの共振器を共有して発振動作を行うことにより、2つのトランジスタが互いに逆相で動作する(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
この高周波発振器では、内部の雑音が発振部により増幅され、増幅された電力が共振器に入力される。共振器に入力された電力は、その周波数特性により周波数選択されてトランジスタに帰還される。このことが繰り返されることによって電力が次第に増幅され、安定した発振状態となる。このとき、2つのトランジスタは、互いに逆相で動作しているので、電力結合器を構成する伝送線路の中点において、基本波が逆相で合成されてキャンセルされ、偶数次の高調波が同相で合成されて負荷に出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平6−244636号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
従来の高周波発振器では、基本波をキャンセルし、偶数次の高調波を出力することにより、低周波数の発振動作で高周波数の電力を得ているが、回路の対称性が十分でない場合には、基本波のキャンセル量が小さくなり、出力される偶数次の高調波と基本波との電力比が小さくなるという問題がある。また、高周波発振器のサイズが大型になるという問題もある。
【0006】
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あり、小型に構成されるとともに、出力される偶数次の高調波と基本波との電力比を大きくすることができる高周波発振器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この発明に係る高周波発振器は、印加された電源電圧に基づいて、発振周波数の基本波で発振動作を行い、発振周波数の2倍波を出力する2倍波取り出し型発振器と、2倍波取り出し型発振器の出力端子に接続され、発振周波数の2倍波を通過帯域とする出力回路とを備え、出力回路は、2倍波取り出し型発振器に電源電圧を供給するための電源端子と、2倍波取り出し型発振器と電源端子との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する結合線路と、2倍波取り出し型発振器と電源端子との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する伝送線路と、結合線路の結合量に応じた出力電力を得るための第1負荷抵抗と、電源端子に対して並列に接続されたキャパシタとを有するものである。
【発明の効果】
【0008】
この発明に係る高周波発振器によれば、出力回路は、2倍波取り出し型発振器に電源電圧を供給するための電源端子と、2倍波取り出し型発振器と電源端子との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する結合線路と、2倍波取り出し型発振器と電源端子との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する伝送線路と、結合線路の結合量に応じた出力電力を得るための第1負荷抵抗と、電源端子に対して並列に接続されたキャパシタとを有している。
そのため、小型に構成されるとともに、高調波と基本波との電力比を大きくすることができる高周波発振器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】この発明の実施の形態1に係る高周波発振器を示す回路図である。
【図2】この発明の実施の形態1に係る高周波発振器を、発振周波数の2倍波についてみた回路図である。
【図3】この発明の実施の形態1に係る高周波発振器を、発振周波数の基本波についてみた回路図である。
【図4】この発明の実施の形態1に係る高周波発振器を示す別の回路図である。
【図5】この発明の実施の形態1に係る高周波発振器を示す別の回路図である。
【図6】この発明の実施の形態1に係る高周波発振器を示す別の回路図である。
【図7】この発明の実施の形態2に係る高周波発振器を示す回路図である。
【図8】この発明の実施の形態2に係る高周波発振器を示す別の回路図である。
【図9】この発明の実施の形態2に係る高周波発振器を示す別の回路図である。
【図10】この発明の実施の形態2に係る高周波発振器を示す別の回路図である。
【図11】この発明の実施の形態2に係る高周波発振器を示す別の回路図である。
【図12】この発明の実施の形態2に係る高周波発振器を示す別の回路図である。
【図13】この発明の実施の形態2に係る高周波発振器を示す別の回路図である。
【図14】この発明の実施の形態2に係る高周波発振器を示す別の回路図である。
【図15】この発明の実施の形態1および2に係る高周波発振器を示す回路図である。
【図16】この発明の実施の形態1および2に係る高周波発振器を示す別の回路図である。
【図17】この発明の実施の形態1および2に係る高周波発振器を示す別の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、この発明に係る高周波発振器の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。
【0011】
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る高周波発振器を示す回路図である。図1において、この高周波発振器は、印加された電源電圧に基づいて、発振周波数の基本波で発振動作を行い、発振周波数の2倍波を出力する2倍波取り出し型発振器10と、2倍波取り出し型発振器10の出力端子に接続され、発振周波数の2倍波を通過帯域とする出力回路20とを備えている。
【0012】
出力回路20は、電源端子21と、結合線路22と、伝送線路23と、第1負荷抵抗24と、キャパシタ25とを有している。電源端子21は、2倍波取り出し型発振器10に電源電圧を供給する。結合線路22は、第1端子から第4端子までの4つの端子を有し、2倍波取り出し型発振器10と電源端子21との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長(λ/4)の長さを有する。
【0013】
伝送線路23は、第1端子および第2端子を有し、2倍波取り出し型発振器10と電源端子21との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長(λ/4)の長さを有する。第1負荷抵抗24は、結合線路22の結合量に応じた出力電力を出力する。キャパシタ25は、電源端子21に対して並列に接続されている。
【0014】
ここで、結合線路22の第1端子は、2倍波取り出し型発振器10の出力端子に接続され、結合線路22の第2端子は、伝送線路23の第1端子に接続され、結合線路22の第3端子は、開放端子であり、結合線路22の第4端子は、一端が接地された第1負荷抵抗24の他端に接続され、伝送線路23の第2端子は、電源端子21と一端が接地されたキャパシタ25の他端との接続点に接続されている。
【0015】
以下、この発明の実施の形態1に係る高周波発振器の動作について説明する。
バイアス回路を兼ねた出力回路20は、2倍波取り出し型発振器10の発振周波数の基本波に対して短絡点となる出力端子に接続され、かつ電源端子21を有しているので、電源電圧が結合線路22および伝送線路23を介して2倍波取り出し型発振器10に印加される。これにより、2倍波取り出し型発振器10内のトランジスタが駆動され、発振動作が行われる。
【0016】
高周波的には、電源端子21は、キャパシタ25によって短絡される。また、発振周波数の2倍波においては、発振周波数の2倍波に対してほぼλ/4の長さを有する伝送線路23がキャパシタ25に接続されているので、結合線路22と伝送線路23との接続点から電源端子21側をみたインピーダンスはオープンとなる。
【0017】
すなわち、発振周波数の2倍波については、図2に示されるように、出力回路20を、発振周波数の2倍波に対してほぼλ/4の長さを有する伝送線路23と第1負荷抵抗24とで構成された回路とみなすことができ、結合線路22の結合量に応じた出力電力を第1負荷抵抗24から得ることができる。
【0018】
一方、発振周波数の基本波では、結合量が小さいので、結合線路22をほぼλ/8の長さを有する伝送線路とみなすことができる。すなわち、発振周波数の基本波については、図3に示されるように、出力回路20を、発振周波数の基本波に対してほぼλ/4の長さを有する伝送線路(結合線路22および伝送線路23)とキャパシタ25とで構成された回路とみなすことができる。そのため、出力回路20は、発振周波数の基本波に対する入力インピーダンスが高インピーダンスとなり、2倍波取り出し型発振器10からの発振周波数の基本波の出力が抑制される。
【0019】
したがって、発振周波数の基本波については、出力回路20が高インピーダンスとなることから、第1負荷抵抗24への出力が非常に小さくなり、発振周波数の2倍波については、結合線路22の結合量に応じた出力電力を第1負荷抵抗24から得ることができる。そのため、不要な基本波と所望の2倍波との電力比を大きくすることができる。また、出力回路20がバイアス回路を兼ねているので、高周波発振器を小型に構成することができる。
【0020】
以上のように、実施の形態1によれば、出力回路は、2倍波取り出し型発振器に電源電圧を供給するための電源端子と、2倍波取り出し型発振器と電源端子との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する結合線路と、2倍波取り出し型発振器と電源端子との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する伝送線路と、結合線路の結合量に応じた出力電力を得るための第1負荷抵抗と、電源端子に対して並列に接続されたキャパシタとを有している。
そのため、小型に構成されるとともに、高調波と基本波との電力比を大きくすることができる高周波発振器を得ることができる。
【0021】
なお、上記実施の形態1では、結合線路22をインターデジタル型開放端の結合線路とみなすことができる。しかしながら、これに限定されず、インターデジタル型開放端の結合線路において出力端子となる端子を、図4に示されるように高周波的に短絡し、開放端であった端子に第1負荷抵抗24を接続して出力電力を得てもよい。
【0022】
図4において、結合線路22の第1端子は、2倍波取り出し型発振器10の出力端子に接続され、結合線路22の第2端子は、伝送線路23の第1端子に接続され、結合線路22の第3端子は、一端が接地された第1負荷抵抗24の他端に接続され、結合線路22の第4端子は、短絡端子であり、伝送線路23の第2端子は、電源端子21と一端が接地されたキャパシタ25の他端との接続点に接続されている。
【0023】
また、上記実施の形態1では、結合線路22とキャパシタ25とを、伝送線路23を介して接続した。しかしながら、これに限定されず、図5に示されるように、結合線路22とキャパシタ25とを直接接続し、2倍波取り出し型発振器10と結合線路22とを、伝送線路23を介して接続してもよい。ただし、このとき、結合線路22は、インターデジタル型短絡端の結合線路とする。
【0024】
図5において、伝送線路23の第1端子は、2倍波取り出し型発振器10の出力端子に接続され、伝送線路23の第2端子は、結合線路22の第1端子に接続され、結合線路22の第2端子は、電源端子21と一端が接地されたキャパシタ25の他端との接続点に接続され、結合線路22の第3端子は、短絡端子であり、結合線路22の第4端子は、一端が接地された第1負荷抵抗24の他端に接続されている。
【0025】
また、図5において、インターデジタル型短絡端の結合線路において出力端子となる端子を、図6に示されるように高周波的に開放し、短絡端であった端子に第1負荷抵抗24を接続して出力電力を得てもよい。
【0026】
図6において、伝送線路23の第1端子は、2倍波取り出し型発振器10の出力端子に接続され、伝送線路23の第2端子は、結合線路22の第1端子に接続され、結合線路22の第2端子は、電源端子21と一端が接地されたキャパシタ25の他端との接続点に接続され、結合線路22の第3端子は、一端が接地された第1負荷抵抗24の他端に接続され、結合線路22の第4端子は、開放端子である。
【0027】
さらに、第1負荷抵抗24は、負荷抵抗値と整合のとれた伝送線路を含んでいてもよい。例えば、負荷抵抗値が50Ωである場合に、特性インピーダンスが50Ωの伝送線路を含んでいてもよい。
【0028】
実施の形態2.
上記実施の形態1では、バイアス回路を兼ね、かつ発振周波数の2倍波を通過帯域とし、発振周波数の基本波に対する入力インピーダンスを高インピーダンスとした出力回路20を2倍波取り出し型発振器10の出力端子に接続することにより、小型に構成されるとともに、2倍波と基本波との電力比を大きくすることができることについて説明した。この実施の形態2では、結合線路22の2つの端子から、発振周波数の2倍波を、特定の位相差をもたせて出力することについて説明する。
【0029】
図7は、この発明の実施の形態2に係る高周波発振器を示す回路図である。図7において、この高周波発振器は、印加された電源電圧に基づいて、発振周波数の基本波で発振動作を行い、発振周波数の2倍波を出力する2倍波取り出し型発振器10と、2倍波取り出し型発振器10の出力端子に接続され、発振周波数の2倍波を通過帯域とする出力回路20Aとを備えている。
【0030】
出力回路20Aは、電源端子21と、結合線路22と、伝送線路23と、第1負荷抵抗24と、キャパシタ25と、第2負荷抵抗26とを有している。電源端子21は、2倍波取り出し型発振器10に電源電圧を供給する。結合線路22は、第1端子から第4端子までの4つの端子を有し、2倍波取り出し型発振器10と電源端子21との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼλ/4の長さを有する。
【0031】
伝送線路23は、第1端子および第2端子を有し、2倍波取り出し型発振器10と電源端子21との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼλ/4の長さを有する。第1負荷抵抗24および第2負荷抵抗26は、結合線路22の結合量に応じた出力電力を出力する。キャパシタ25は、電源端子21に対して並列に接続されている。
【0032】
ここで、結合線路22の第1端子は、2倍波取り出し型発振器10の出力端子に接続され、結合線路22の第2端子は、伝送線路23の第1端子に接続され、結合線路22の第3端子は、一端が接地された第2負荷抵抗26の他端に接続され、結合線路22の第4端子は、一端が接地された第1負荷抵抗24の他端に接続され、伝送線路23の第2端子は、電源端子21と一端が接地されたキャパシタ25の他端との接続点に接続されている。
【0033】
以下、この発明の実施の形態2に係る高周波発振器の動作について説明する。
バイアス回路を兼ねた出力回路20Aは、2倍波取り出し型発振器10の発振周波数の基本波に対して短絡点となる出力端子に接続され、かつ電源端子21を有しているので、電源電圧が結合線路22および伝送線路23を介して2倍波取り出し型発振器10に印加される。これにより、2倍波取り出し型発振器10内のトランジスタが駆動され、発振動作が行われる。
【0034】
高周波的には、電源端子21は、キャパシタ25によって短絡される。また、発振周波数の2倍波においては、発振周波数の2倍波に対してほぼλ/4の長さを有する伝送線路23がキャパシタ25に接続されているので、結合線路22と伝送線路23との接続点から電源端子21側をみたインピーダンスはオープンとなる。
【0035】
すなわち、発振周波数の2倍波については、出力回路20Aを、発振周波数の2倍波に対してほぼλ/4の長さを有する伝送線路23と第1負荷抵抗24および第2負荷抵抗26とで構成された回路とみなすことができ、結合線路22の結合量に応じた出力電力を第1負荷抵抗24および第2負荷抵抗26から得ることができる。
【0036】
一方、発振周波数の基本波では、結合量が小さいので、結合線路22をほぼλ/8の長さを有する伝送線路とみなすことができる。すなわち、発振周波数の基本波については、出力回路20Aを、発振周波数の基本波に対してほぼλ/4の長さを有する伝送線路(結合線路22および伝送線路23)とキャパシタ25とで構成された回路とみなすことができる。そのため、出力回路20Aは、発振周波数の基本波に対する入力インピーダンスが高インピーダンスとなり、2倍波取り出し型発振器10からの発振周波数の基本波の出力が抑制される。
【0037】
したがって、発振周波数の基本波については、出力回路20Aが高インピーダンスとなることから、第1負荷抵抗24および第2負荷抵抗26への出力が非常に小さくなり、発振周波数の2倍波については、結合線路22の結合量に応じた出力電力を第1負荷抵抗24および第2負荷抵抗26から得ることができる。そのため、不要な基本波と所望の2倍波との電力比を大きくすることができる。また、出力回路20Aがバイアス回路を兼ねているので、高周波発振器を小型に構成することができる。
【0038】
さらに、結合線路22が発振周波数の2倍波に対してほぼλ/4の長さを有することから、第1負荷抵抗24からの出力と第2負荷抵抗26からの出力との間には、90度の位相差がある。すなわち、発振周波数の2倍波を、第1負荷抵抗24および第2負荷抵抗26から、互いに90度の位相差をもたせて出力することができる。
【0039】
以上のように、実施の形態2によれば、出力回路は、2倍波取り出し型発振器に電源電圧を供給するための電源端子と、2倍波取り出し型発振器と電源端子との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する結合線路と、2倍波取り出し型発振器と電源端子との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する伝送線路と、結合線路の結合量に応じた出力電力を得るための第1負荷抵抗および第2負荷抵抗と、電源端子に対して並列に接続されたキャパシタとを有している。
そのため、上記実施の形態1と同様の効果を得ることができるとともに、発振周波数の2倍波を、特定の位相差をもたせて出力することができる。
【0040】
なお、上記実施の形態2では、結合線路22とキャパシタ25とを、伝送線路23を介して接続した。しかしながら、これに限定されず、図8に示されるように、結合線路22とキャパシタ25とを直接接続し、2倍波取り出し型発振器10と結合線路22とを、伝送線路23を介して接続してもよい。
【0041】
図8において、伝送線路23の第1端子は、2倍波取り出し型発振器10の出力端子に接続され、伝送線路23の第2端子は、結合線路22の第1端子に接続され、結合線路22の第2端子は、電源端子21と一端が接地されたキャパシタ25の他端との接続点に接続され、結合線路22の第3端子は、一端が接地された第2負荷抵抗26の他端に接続され、結合線路22の第4端子は、一端が接地された第1負荷抵抗24の他端に接続されている。
【0042】
また、図9または図10に示されるように、結合線路22の第4端子と第1負荷抵抗24との間、および結合線路22の第3端子と第2負荷抵抗26との間に、互いに等しい電気長を有する伝送線路27、28をそれぞれ接続してもよい。このとき、伝送線路27、28は、それぞれ発振周波数の2倍波に対してほぼλ/4の長さを有していてもよい。
【0043】
また、図11に示されるように、結合線路22の第4端子と第1負荷抵抗24との間に、発振周波数の2倍波に対してほぼλ/4の長さを有する伝送線路29を接続し、第1負荷抵抗24からの出力と第2負荷抵抗26からの出力とを、逆相出力としてもよい。
【0044】
また、図12に示されるように、結合線路22の第3端子と第2負荷抵抗26との間に、発振周波数の2倍波に対してほぼλ/4の長さを有する伝送線路30を接続し、第1負荷抵抗24からの出力と第2負荷抵抗26からの出力とを逆相出力としてもよい。
【0045】
また、図13に示されるように、結合線路22の第3端子と第2負荷抵抗26との間に、発振周波数の2倍波に対してほぼλ/4の長さを有する伝送線路30を接続し、第1負荷抵抗24からの出力と第2負荷抵抗26からの出力とを同相出力としてもよい。
【0046】
また、図14に示されるように、結合線路22の第4端子と第1負荷抵抗24との間に、発振周波数の2倍波に対してほぼλ/4の長さを有する伝送線路29を接続し、第1負荷抵抗24からの出力と第2負荷抵抗26からの出力とを、同相出力としてもよい。
【0047】
また、高周波発振器の出力電力値または周波数特性を所望の特性とするために、伝送線路27、28、29、30の特性インピーダンスをそれぞれ設定して、結合線路22と第1負荷抵抗24との結合度合および結合線路22と第2負荷抵抗26との結合度合を同じまたは異なる値としてもよい。
【0048】
さらに、第1負荷抵抗24および第2負荷抵抗26は、負荷抵抗値と整合のとれた伝送線路を含んでいてもよい。例えば、負荷抵抗値が50Ωである場合に、特性インピーダンスが50Ωの伝送線路を含んでいてもよい。ただし、このとき、これらの伝送線路の電気長は、第1負荷抵抗24と第2負荷抵抗26とで等しいものとする。
【0049】
なお、上記実施の形態1および2において、2倍波取り出し型発振器10として、図15に示されるように、プッシュプッシュ型発振器11を用いてもよい。図15において、プッシュプッシュ型発振器11は、トランジスタ31、32、伝送線路41、42、43、44、45、46、47、48、49および出力端子51を有している。
【0050】
また、上記実施の形態1および2において、2倍波取り出し型発振器10として、図16に示されるように、クロスカップル型発振器12を用いてもよい。図16において、クロスカップル型発振器12は、トランジスタ31、32、キャパシタ61、62、63、インダクタ71、72および出力端子51を有している。
【0051】
また、上記実施の形態1および2において、2倍波取り出し型発振器10として、図17に示されるように、オープンスタブ装荷発振器13を用いてもよい。図17において、オープンスタブ装荷発振器13は、トランジスタ31、伝送線路81、82、83、出力端子51および出力端子51に並列に接続された発振周波数の基本波に対してほぼλ/4の長さを有するオープンスタブ91を有している。
【0052】
また、2倍波取り出し型発振器10は、バラクタダイオードなどを装荷して発振周波数を可変とした電圧制御発振器等であってもよい。
【符号の説明】
【0053】
10 2倍波取り出し型発振器、11 プッシュプッシュ型発振器、12 クロスカップル型発振器、13 オープンスタブ装荷発振器、20、20A 出力回路、21 電源端子、22 結合線路、23 伝送線路、24 第1負荷抵抗、25 キャパシタ、26 第2負荷抵抗、27、28、29、30 伝送線路、31、32 トランジスタ、41、42、43、44、45、46、47、48、49、81、82、83 伝送線路、51 出力端子、61、62、63 キャパシタ、71、72 インダクタ、91 オープンスタブ。
【技術分野】
【0001】
この発明は、主にマイクロ波帯またはミリ波帯で動作する高周波発振器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の高周波発振器は、マイクロストリップまたはストリップライン形式で構成されるプッシュプッシュ式の発振器であって、2つのトランジスタと、各トランジスタの端子に接続された伝送線路、および超伝導体材料製の環状物からなる共振器と、各トランジスタからの出力を合計する電力結合器とを備え、2つのトランジスタが1つの共振器を共有して発振動作を行うことにより、2つのトランジスタが互いに逆相で動作する(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
この高周波発振器では、内部の雑音が発振部により増幅され、増幅された電力が共振器に入力される。共振器に入力された電力は、その周波数特性により周波数選択されてトランジスタに帰還される。このことが繰り返されることによって電力が次第に増幅され、安定した発振状態となる。このとき、2つのトランジスタは、互いに逆相で動作しているので、電力結合器を構成する伝送線路の中点において、基本波が逆相で合成されてキャンセルされ、偶数次の高調波が同相で合成されて負荷に出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平6−244636号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
従来の高周波発振器では、基本波をキャンセルし、偶数次の高調波を出力することにより、低周波数の発振動作で高周波数の電力を得ているが、回路の対称性が十分でない場合には、基本波のキャンセル量が小さくなり、出力される偶数次の高調波と基本波との電力比が小さくなるという問題がある。また、高周波発振器のサイズが大型になるという問題もある。
【0006】
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あり、小型に構成されるとともに、出力される偶数次の高調波と基本波との電力比を大きくすることができる高周波発振器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この発明に係る高周波発振器は、印加された電源電圧に基づいて、発振周波数の基本波で発振動作を行い、発振周波数の2倍波を出力する2倍波取り出し型発振器と、2倍波取り出し型発振器の出力端子に接続され、発振周波数の2倍波を通過帯域とする出力回路とを備え、出力回路は、2倍波取り出し型発振器に電源電圧を供給するための電源端子と、2倍波取り出し型発振器と電源端子との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する結合線路と、2倍波取り出し型発振器と電源端子との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する伝送線路と、結合線路の結合量に応じた出力電力を得るための第1負荷抵抗と、電源端子に対して並列に接続されたキャパシタとを有するものである。
【発明の効果】
【0008】
この発明に係る高周波発振器によれば、出力回路は、2倍波取り出し型発振器に電源電圧を供給するための電源端子と、2倍波取り出し型発振器と電源端子との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する結合線路と、2倍波取り出し型発振器と電源端子との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する伝送線路と、結合線路の結合量に応じた出力電力を得るための第1負荷抵抗と、電源端子に対して並列に接続されたキャパシタとを有している。
そのため、小型に構成されるとともに、高調波と基本波との電力比を大きくすることができる高周波発振器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】この発明の実施の形態1に係る高周波発振器を示す回路図である。
【図2】この発明の実施の形態1に係る高周波発振器を、発振周波数の2倍波についてみた回路図である。
【図3】この発明の実施の形態1に係る高周波発振器を、発振周波数の基本波についてみた回路図である。
【図4】この発明の実施の形態1に係る高周波発振器を示す別の回路図である。
【図5】この発明の実施の形態1に係る高周波発振器を示す別の回路図である。
【図6】この発明の実施の形態1に係る高周波発振器を示す別の回路図である。
【図7】この発明の実施の形態2に係る高周波発振器を示す回路図である。
【図8】この発明の実施の形態2に係る高周波発振器を示す別の回路図である。
【図9】この発明の実施の形態2に係る高周波発振器を示す別の回路図である。
【図10】この発明の実施の形態2に係る高周波発振器を示す別の回路図である。
【図11】この発明の実施の形態2に係る高周波発振器を示す別の回路図である。
【図12】この発明の実施の形態2に係る高周波発振器を示す別の回路図である。
【図13】この発明の実施の形態2に係る高周波発振器を示す別の回路図である。
【図14】この発明の実施の形態2に係る高周波発振器を示す別の回路図である。
【図15】この発明の実施の形態1および2に係る高周波発振器を示す回路図である。
【図16】この発明の実施の形態1および2に係る高周波発振器を示す別の回路図である。
【図17】この発明の実施の形態1および2に係る高周波発振器を示す別の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、この発明に係る高周波発振器の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。
【0011】
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る高周波発振器を示す回路図である。図1において、この高周波発振器は、印加された電源電圧に基づいて、発振周波数の基本波で発振動作を行い、発振周波数の2倍波を出力する2倍波取り出し型発振器10と、2倍波取り出し型発振器10の出力端子に接続され、発振周波数の2倍波を通過帯域とする出力回路20とを備えている。
【0012】
出力回路20は、電源端子21と、結合線路22と、伝送線路23と、第1負荷抵抗24と、キャパシタ25とを有している。電源端子21は、2倍波取り出し型発振器10に電源電圧を供給する。結合線路22は、第1端子から第4端子までの4つの端子を有し、2倍波取り出し型発振器10と電源端子21との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長(λ/4)の長さを有する。
【0013】
伝送線路23は、第1端子および第2端子を有し、2倍波取り出し型発振器10と電源端子21との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長(λ/4)の長さを有する。第1負荷抵抗24は、結合線路22の結合量に応じた出力電力を出力する。キャパシタ25は、電源端子21に対して並列に接続されている。
【0014】
ここで、結合線路22の第1端子は、2倍波取り出し型発振器10の出力端子に接続され、結合線路22の第2端子は、伝送線路23の第1端子に接続され、結合線路22の第3端子は、開放端子であり、結合線路22の第4端子は、一端が接地された第1負荷抵抗24の他端に接続され、伝送線路23の第2端子は、電源端子21と一端が接地されたキャパシタ25の他端との接続点に接続されている。
【0015】
以下、この発明の実施の形態1に係る高周波発振器の動作について説明する。
バイアス回路を兼ねた出力回路20は、2倍波取り出し型発振器10の発振周波数の基本波に対して短絡点となる出力端子に接続され、かつ電源端子21を有しているので、電源電圧が結合線路22および伝送線路23を介して2倍波取り出し型発振器10に印加される。これにより、2倍波取り出し型発振器10内のトランジスタが駆動され、発振動作が行われる。
【0016】
高周波的には、電源端子21は、キャパシタ25によって短絡される。また、発振周波数の2倍波においては、発振周波数の2倍波に対してほぼλ/4の長さを有する伝送線路23がキャパシタ25に接続されているので、結合線路22と伝送線路23との接続点から電源端子21側をみたインピーダンスはオープンとなる。
【0017】
すなわち、発振周波数の2倍波については、図2に示されるように、出力回路20を、発振周波数の2倍波に対してほぼλ/4の長さを有する伝送線路23と第1負荷抵抗24とで構成された回路とみなすことができ、結合線路22の結合量に応じた出力電力を第1負荷抵抗24から得ることができる。
【0018】
一方、発振周波数の基本波では、結合量が小さいので、結合線路22をほぼλ/8の長さを有する伝送線路とみなすことができる。すなわち、発振周波数の基本波については、図3に示されるように、出力回路20を、発振周波数の基本波に対してほぼλ/4の長さを有する伝送線路(結合線路22および伝送線路23)とキャパシタ25とで構成された回路とみなすことができる。そのため、出力回路20は、発振周波数の基本波に対する入力インピーダンスが高インピーダンスとなり、2倍波取り出し型発振器10からの発振周波数の基本波の出力が抑制される。
【0019】
したがって、発振周波数の基本波については、出力回路20が高インピーダンスとなることから、第1負荷抵抗24への出力が非常に小さくなり、発振周波数の2倍波については、結合線路22の結合量に応じた出力電力を第1負荷抵抗24から得ることができる。そのため、不要な基本波と所望の2倍波との電力比を大きくすることができる。また、出力回路20がバイアス回路を兼ねているので、高周波発振器を小型に構成することができる。
【0020】
以上のように、実施の形態1によれば、出力回路は、2倍波取り出し型発振器に電源電圧を供給するための電源端子と、2倍波取り出し型発振器と電源端子との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する結合線路と、2倍波取り出し型発振器と電源端子との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する伝送線路と、結合線路の結合量に応じた出力電力を得るための第1負荷抵抗と、電源端子に対して並列に接続されたキャパシタとを有している。
そのため、小型に構成されるとともに、高調波と基本波との電力比を大きくすることができる高周波発振器を得ることができる。
【0021】
なお、上記実施の形態1では、結合線路22をインターデジタル型開放端の結合線路とみなすことができる。しかしながら、これに限定されず、インターデジタル型開放端の結合線路において出力端子となる端子を、図4に示されるように高周波的に短絡し、開放端であった端子に第1負荷抵抗24を接続して出力電力を得てもよい。
【0022】
図4において、結合線路22の第1端子は、2倍波取り出し型発振器10の出力端子に接続され、結合線路22の第2端子は、伝送線路23の第1端子に接続され、結合線路22の第3端子は、一端が接地された第1負荷抵抗24の他端に接続され、結合線路22の第4端子は、短絡端子であり、伝送線路23の第2端子は、電源端子21と一端が接地されたキャパシタ25の他端との接続点に接続されている。
【0023】
また、上記実施の形態1では、結合線路22とキャパシタ25とを、伝送線路23を介して接続した。しかしながら、これに限定されず、図5に示されるように、結合線路22とキャパシタ25とを直接接続し、2倍波取り出し型発振器10と結合線路22とを、伝送線路23を介して接続してもよい。ただし、このとき、結合線路22は、インターデジタル型短絡端の結合線路とする。
【0024】
図5において、伝送線路23の第1端子は、2倍波取り出し型発振器10の出力端子に接続され、伝送線路23の第2端子は、結合線路22の第1端子に接続され、結合線路22の第2端子は、電源端子21と一端が接地されたキャパシタ25の他端との接続点に接続され、結合線路22の第3端子は、短絡端子であり、結合線路22の第4端子は、一端が接地された第1負荷抵抗24の他端に接続されている。
【0025】
また、図5において、インターデジタル型短絡端の結合線路において出力端子となる端子を、図6に示されるように高周波的に開放し、短絡端であった端子に第1負荷抵抗24を接続して出力電力を得てもよい。
【0026】
図6において、伝送線路23の第1端子は、2倍波取り出し型発振器10の出力端子に接続され、伝送線路23の第2端子は、結合線路22の第1端子に接続され、結合線路22の第2端子は、電源端子21と一端が接地されたキャパシタ25の他端との接続点に接続され、結合線路22の第3端子は、一端が接地された第1負荷抵抗24の他端に接続され、結合線路22の第4端子は、開放端子である。
【0027】
さらに、第1負荷抵抗24は、負荷抵抗値と整合のとれた伝送線路を含んでいてもよい。例えば、負荷抵抗値が50Ωである場合に、特性インピーダンスが50Ωの伝送線路を含んでいてもよい。
【0028】
実施の形態2.
上記実施の形態1では、バイアス回路を兼ね、かつ発振周波数の2倍波を通過帯域とし、発振周波数の基本波に対する入力インピーダンスを高インピーダンスとした出力回路20を2倍波取り出し型発振器10の出力端子に接続することにより、小型に構成されるとともに、2倍波と基本波との電力比を大きくすることができることについて説明した。この実施の形態2では、結合線路22の2つの端子から、発振周波数の2倍波を、特定の位相差をもたせて出力することについて説明する。
【0029】
図7は、この発明の実施の形態2に係る高周波発振器を示す回路図である。図7において、この高周波発振器は、印加された電源電圧に基づいて、発振周波数の基本波で発振動作を行い、発振周波数の2倍波を出力する2倍波取り出し型発振器10と、2倍波取り出し型発振器10の出力端子に接続され、発振周波数の2倍波を通過帯域とする出力回路20Aとを備えている。
【0030】
出力回路20Aは、電源端子21と、結合線路22と、伝送線路23と、第1負荷抵抗24と、キャパシタ25と、第2負荷抵抗26とを有している。電源端子21は、2倍波取り出し型発振器10に電源電圧を供給する。結合線路22は、第1端子から第4端子までの4つの端子を有し、2倍波取り出し型発振器10と電源端子21との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼλ/4の長さを有する。
【0031】
伝送線路23は、第1端子および第2端子を有し、2倍波取り出し型発振器10と電源端子21との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼλ/4の長さを有する。第1負荷抵抗24および第2負荷抵抗26は、結合線路22の結合量に応じた出力電力を出力する。キャパシタ25は、電源端子21に対して並列に接続されている。
【0032】
ここで、結合線路22の第1端子は、2倍波取り出し型発振器10の出力端子に接続され、結合線路22の第2端子は、伝送線路23の第1端子に接続され、結合線路22の第3端子は、一端が接地された第2負荷抵抗26の他端に接続され、結合線路22の第4端子は、一端が接地された第1負荷抵抗24の他端に接続され、伝送線路23の第2端子は、電源端子21と一端が接地されたキャパシタ25の他端との接続点に接続されている。
【0033】
以下、この発明の実施の形態2に係る高周波発振器の動作について説明する。
バイアス回路を兼ねた出力回路20Aは、2倍波取り出し型発振器10の発振周波数の基本波に対して短絡点となる出力端子に接続され、かつ電源端子21を有しているので、電源電圧が結合線路22および伝送線路23を介して2倍波取り出し型発振器10に印加される。これにより、2倍波取り出し型発振器10内のトランジスタが駆動され、発振動作が行われる。
【0034】
高周波的には、電源端子21は、キャパシタ25によって短絡される。また、発振周波数の2倍波においては、発振周波数の2倍波に対してほぼλ/4の長さを有する伝送線路23がキャパシタ25に接続されているので、結合線路22と伝送線路23との接続点から電源端子21側をみたインピーダンスはオープンとなる。
【0035】
すなわち、発振周波数の2倍波については、出力回路20Aを、発振周波数の2倍波に対してほぼλ/4の長さを有する伝送線路23と第1負荷抵抗24および第2負荷抵抗26とで構成された回路とみなすことができ、結合線路22の結合量に応じた出力電力を第1負荷抵抗24および第2負荷抵抗26から得ることができる。
【0036】
一方、発振周波数の基本波では、結合量が小さいので、結合線路22をほぼλ/8の長さを有する伝送線路とみなすことができる。すなわち、発振周波数の基本波については、出力回路20Aを、発振周波数の基本波に対してほぼλ/4の長さを有する伝送線路(結合線路22および伝送線路23)とキャパシタ25とで構成された回路とみなすことができる。そのため、出力回路20Aは、発振周波数の基本波に対する入力インピーダンスが高インピーダンスとなり、2倍波取り出し型発振器10からの発振周波数の基本波の出力が抑制される。
【0037】
したがって、発振周波数の基本波については、出力回路20Aが高インピーダンスとなることから、第1負荷抵抗24および第2負荷抵抗26への出力が非常に小さくなり、発振周波数の2倍波については、結合線路22の結合量に応じた出力電力を第1負荷抵抗24および第2負荷抵抗26から得ることができる。そのため、不要な基本波と所望の2倍波との電力比を大きくすることができる。また、出力回路20Aがバイアス回路を兼ねているので、高周波発振器を小型に構成することができる。
【0038】
さらに、結合線路22が発振周波数の2倍波に対してほぼλ/4の長さを有することから、第1負荷抵抗24からの出力と第2負荷抵抗26からの出力との間には、90度の位相差がある。すなわち、発振周波数の2倍波を、第1負荷抵抗24および第2負荷抵抗26から、互いに90度の位相差をもたせて出力することができる。
【0039】
以上のように、実施の形態2によれば、出力回路は、2倍波取り出し型発振器に電源電圧を供給するための電源端子と、2倍波取り出し型発振器と電源端子との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する結合線路と、2倍波取り出し型発振器と電源端子との間に直列に接続され、発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する伝送線路と、結合線路の結合量に応じた出力電力を得るための第1負荷抵抗および第2負荷抵抗と、電源端子に対して並列に接続されたキャパシタとを有している。
そのため、上記実施の形態1と同様の効果を得ることができるとともに、発振周波数の2倍波を、特定の位相差をもたせて出力することができる。
【0040】
なお、上記実施の形態2では、結合線路22とキャパシタ25とを、伝送線路23を介して接続した。しかしながら、これに限定されず、図8に示されるように、結合線路22とキャパシタ25とを直接接続し、2倍波取り出し型発振器10と結合線路22とを、伝送線路23を介して接続してもよい。
【0041】
図8において、伝送線路23の第1端子は、2倍波取り出し型発振器10の出力端子に接続され、伝送線路23の第2端子は、結合線路22の第1端子に接続され、結合線路22の第2端子は、電源端子21と一端が接地されたキャパシタ25の他端との接続点に接続され、結合線路22の第3端子は、一端が接地された第2負荷抵抗26の他端に接続され、結合線路22の第4端子は、一端が接地された第1負荷抵抗24の他端に接続されている。
【0042】
また、図9または図10に示されるように、結合線路22の第4端子と第1負荷抵抗24との間、および結合線路22の第3端子と第2負荷抵抗26との間に、互いに等しい電気長を有する伝送線路27、28をそれぞれ接続してもよい。このとき、伝送線路27、28は、それぞれ発振周波数の2倍波に対してほぼλ/4の長さを有していてもよい。
【0043】
また、図11に示されるように、結合線路22の第4端子と第1負荷抵抗24との間に、発振周波数の2倍波に対してほぼλ/4の長さを有する伝送線路29を接続し、第1負荷抵抗24からの出力と第2負荷抵抗26からの出力とを、逆相出力としてもよい。
【0044】
また、図12に示されるように、結合線路22の第3端子と第2負荷抵抗26との間に、発振周波数の2倍波に対してほぼλ/4の長さを有する伝送線路30を接続し、第1負荷抵抗24からの出力と第2負荷抵抗26からの出力とを逆相出力としてもよい。
【0045】
また、図13に示されるように、結合線路22の第3端子と第2負荷抵抗26との間に、発振周波数の2倍波に対してほぼλ/4の長さを有する伝送線路30を接続し、第1負荷抵抗24からの出力と第2負荷抵抗26からの出力とを同相出力としてもよい。
【0046】
また、図14に示されるように、結合線路22の第4端子と第1負荷抵抗24との間に、発振周波数の2倍波に対してほぼλ/4の長さを有する伝送線路29を接続し、第1負荷抵抗24からの出力と第2負荷抵抗26からの出力とを、同相出力としてもよい。
【0047】
また、高周波発振器の出力電力値または周波数特性を所望の特性とするために、伝送線路27、28、29、30の特性インピーダンスをそれぞれ設定して、結合線路22と第1負荷抵抗24との結合度合および結合線路22と第2負荷抵抗26との結合度合を同じまたは異なる値としてもよい。
【0048】
さらに、第1負荷抵抗24および第2負荷抵抗26は、負荷抵抗値と整合のとれた伝送線路を含んでいてもよい。例えば、負荷抵抗値が50Ωである場合に、特性インピーダンスが50Ωの伝送線路を含んでいてもよい。ただし、このとき、これらの伝送線路の電気長は、第1負荷抵抗24と第2負荷抵抗26とで等しいものとする。
【0049】
なお、上記実施の形態1および2において、2倍波取り出し型発振器10として、図15に示されるように、プッシュプッシュ型発振器11を用いてもよい。図15において、プッシュプッシュ型発振器11は、トランジスタ31、32、伝送線路41、42、43、44、45、46、47、48、49および出力端子51を有している。
【0050】
また、上記実施の形態1および2において、2倍波取り出し型発振器10として、図16に示されるように、クロスカップル型発振器12を用いてもよい。図16において、クロスカップル型発振器12は、トランジスタ31、32、キャパシタ61、62、63、インダクタ71、72および出力端子51を有している。
【0051】
また、上記実施の形態1および2において、2倍波取り出し型発振器10として、図17に示されるように、オープンスタブ装荷発振器13を用いてもよい。図17において、オープンスタブ装荷発振器13は、トランジスタ31、伝送線路81、82、83、出力端子51および出力端子51に並列に接続された発振周波数の基本波に対してほぼλ/4の長さを有するオープンスタブ91を有している。
【0052】
また、2倍波取り出し型発振器10は、バラクタダイオードなどを装荷して発振周波数を可変とした電圧制御発振器等であってもよい。
【符号の説明】
【0053】
10 2倍波取り出し型発振器、11 プッシュプッシュ型発振器、12 クロスカップル型発振器、13 オープンスタブ装荷発振器、20、20A 出力回路、21 電源端子、22 結合線路、23 伝送線路、24 第1負荷抵抗、25 キャパシタ、26 第2負荷抵抗、27、28、29、30 伝送線路、31、32 トランジスタ、41、42、43、44、45、46、47、48、49、81、82、83 伝送線路、51 出力端子、61、62、63 キャパシタ、71、72 インダクタ、91 オープンスタブ。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
印加された電源電圧に基づいて、発振周波数の基本波で発振動作を行い、前記発振周波数の2倍波を出力する2倍波取り出し型発振器と、
前記2倍波取り出し型発振器の出力端子に接続され、前記発振周波数の2倍波を通過帯域とする出力回路と、を備え、
前記出力回路は、
前記2倍波取り出し型発振器に前記電源電圧を供給するための電源端子と、
前記2倍波取り出し型発振器と前記電源端子との間に直列に接続され、前記発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する結合線路と、
前記2倍波取り出し型発振器と前記電源端子との間に直列に接続され、前記発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する伝送線路と、
前記結合線路の結合量に応じた出力電力を得るための第1負荷抵抗と、
前記電源端子に対して並列に接続されたキャパシタと、を有する
ことを特徴とする高周波発振器。
【請求項2】
前記結合線路は、第1端子から第4端子までの4つの端子を有し、
前記伝送線路は、第1端子および第2端子の2つの端子を有し、
前記結合線路の第1端子は、前記2倍波取り出し型発振器の出力端子に接続され、
前記結合線路の第2端子は、前記伝送線路の第1端子に接続され、
前記結合線路の第3端子は、開放端子であり、
前記結合線路の第4端子は、一端が接地された前記第1負荷抵抗の他端に接続され、
前記伝送線路の第2端子は、前記電源端子と一端が接地された前記キャパシタの他端との接続点に接続されている
ことを特徴とする請求項1に記載の高周波発振器。
【請求項3】
前記結合線路は、第1端子から第4端子までの4つの端子を有し、
前記伝送線路は、第1端子および第2端子の2つの端子を有し、
前記結合線路の第1端子は、前記2倍波取り出し型発振器の出力端子に接続され、
前記結合線路の第2端子は、前記伝送線路の第1端子に接続され、
前記結合線路の第3端子は、一端が接地された前記第1負荷抵抗の他端に接続され、
前記結合線路の第4端子は、短絡端子であり、
前記伝送線路の第2端子は、前記電源端子と一端が接地された前記キャパシタの他端との接続点に接続されている
ことを特徴とする請求項1に記載の高周波発振器。
【請求項4】
前記結合線路は、第1端子から第4端子までの4つの端子を有し、
前記伝送線路は、第1端子および第2端子の2つの端子を有し、
前記伝送線路の第1端子は、前記2倍波取り出し型発振器の出力端子に接続され、
前記伝送線路の第2端子は、前記結合線路の第1端子に接続され、
前記結合線路の第2端子は、前記電源端子と一端が接地された前記キャパシタの他端との接続点に接続され、
前記結合線路の第3端子は、短絡端子であり、
前記結合線路の第4端子は、一端が接地された前記第1負荷抵抗の他端に接続されている
ことを特徴とする請求項1に記載の高周波発振器。
【請求項5】
前記結合線路は、第1端子から第4端子までの4つの端子を有し、
前記伝送線路は、第1端子および第2端子の2つの端子を有し、
前記伝送線路の第1端子は、前記2倍波取り出し型発振器の出力端子に接続され、
前記伝送線路の第2端子は、前記結合線路の第1端子に接続され、
前記結合線路の第2端子は、前記電源端子と一端が接地された前記キャパシタの他端との接続点に接続され、
前記結合線路の第3端子は、一端が接地された前記第1負荷抵抗の他端に接続され、
前記結合線路の第4端子は、開放端子である
ことを特徴とする請求項1に記載の高周波発振器。
【請求項6】
前記出力回路は、前記結合線路の結合量に応じた出力電力を得るための第2負荷抵抗をさらに有し、
前記結合線路は、第1端子から第4端子までの4つの端子を有し、
前記伝送線路は、第1端子および第2端子の2つの端子を有し、
前記結合線路の第1端子は、前記2倍波取り出し型発振器の出力端子に接続され、
前記結合線路の第2端子は、前記伝送線路の第1端子に接続され、
前記結合線路の第3端子は、一端が接地された前記第2負荷抵抗の他端に接続され、
前記結合線路の第4端子は、一端が接地された前記第1負荷抵抗の他端に接続され、
前記伝送線路の第2端子は、前記電源端子と一端が接地された前記キャパシタの他端との接続点に接続されている
ことを特徴とする請求項1に記載の高周波発振器。
【請求項7】
前記出力回路は、前記結合線路の結合量に応じた出力電力を得るための第2負荷抵抗をさらに有し、
前記結合線路は、第1端子から第4端子までの4つの端子を有し、
前記伝送線路は、第1端子および第2端子の2つの端子を有し、
前記伝送線路の第1端子は、前記2倍波取り出し型発振器の出力端子に接続され、
前記伝送線路の第2端子は、前記結合線路の第1端子に接続され、
前記結合線路の第2端子は、前記電源端子と一端が接地された前記キャパシタの他端との接続点に接続され、
前記結合線路の第3端子は、一端が接地された前記第2負荷抵抗の他端に接続され、
前記結合線路の第4端子は、一端が接地された前記第1負荷抵抗の他端に接続されている
ことを特徴とする請求項1に記載の高周波発振器。
【請求項8】
前記結合線路の第3端子と前記第2負荷抵抗との間、および前記結合線路の第4端子と前記第1負荷抵抗との間に、互いに等しい電気長を有する伝送線路をそれぞれ接続した
ことを特徴とする請求項6または請求項7に記載の高周波発振器。
【請求項9】
前記互いに等しい電気長を有する伝送線路は、それぞれ前記発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する
ことを特徴とする請求項8に記載の高周波発振器。
【請求項10】
前記結合線路の第4端子と前記第1負荷抵抗との間に、前記発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する伝送線路を接続した
ことを特徴とする請求項6または請求項7に記載の高周波発振器。
【請求項11】
前記結合線路の第3端子と前記第2負荷抵抗との間に、前記発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する伝送線路を接続した
ことを特徴とする請求項6または請求項7に記載の高周波発振器。
【請求項12】
前記2倍波取り出し型発振器は、プッシュプッシュ型発振器であることを特徴とする請求項1から請求項11までの何れか1項に記載の高周波発振器。
【請求項13】
前記2倍波取り出し型発振器は、クロスカップル型発振器であることを特徴とする請求項1から請求項11までの何れか1項に記載の高周波発振器。
【請求項14】
前記2倍波取り出し型発振器は、出力端子に前記発振周波数の基本波に対してほぼ1/4波長の長さを有するオープンスタブが接続された発振器であることを特徴とする請求項1から請求項11までの何れか1項に記載の高周波発振器。
【請求項1】
印加された電源電圧に基づいて、発振周波数の基本波で発振動作を行い、前記発振周波数の2倍波を出力する2倍波取り出し型発振器と、
前記2倍波取り出し型発振器の出力端子に接続され、前記発振周波数の2倍波を通過帯域とする出力回路と、を備え、
前記出力回路は、
前記2倍波取り出し型発振器に前記電源電圧を供給するための電源端子と、
前記2倍波取り出し型発振器と前記電源端子との間に直列に接続され、前記発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する結合線路と、
前記2倍波取り出し型発振器と前記電源端子との間に直列に接続され、前記発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する伝送線路と、
前記結合線路の結合量に応じた出力電力を得るための第1負荷抵抗と、
前記電源端子に対して並列に接続されたキャパシタと、を有する
ことを特徴とする高周波発振器。
【請求項2】
前記結合線路は、第1端子から第4端子までの4つの端子を有し、
前記伝送線路は、第1端子および第2端子の2つの端子を有し、
前記結合線路の第1端子は、前記2倍波取り出し型発振器の出力端子に接続され、
前記結合線路の第2端子は、前記伝送線路の第1端子に接続され、
前記結合線路の第3端子は、開放端子であり、
前記結合線路の第4端子は、一端が接地された前記第1負荷抵抗の他端に接続され、
前記伝送線路の第2端子は、前記電源端子と一端が接地された前記キャパシタの他端との接続点に接続されている
ことを特徴とする請求項1に記載の高周波発振器。
【請求項3】
前記結合線路は、第1端子から第4端子までの4つの端子を有し、
前記伝送線路は、第1端子および第2端子の2つの端子を有し、
前記結合線路の第1端子は、前記2倍波取り出し型発振器の出力端子に接続され、
前記結合線路の第2端子は、前記伝送線路の第1端子に接続され、
前記結合線路の第3端子は、一端が接地された前記第1負荷抵抗の他端に接続され、
前記結合線路の第4端子は、短絡端子であり、
前記伝送線路の第2端子は、前記電源端子と一端が接地された前記キャパシタの他端との接続点に接続されている
ことを特徴とする請求項1に記載の高周波発振器。
【請求項4】
前記結合線路は、第1端子から第4端子までの4つの端子を有し、
前記伝送線路は、第1端子および第2端子の2つの端子を有し、
前記伝送線路の第1端子は、前記2倍波取り出し型発振器の出力端子に接続され、
前記伝送線路の第2端子は、前記結合線路の第1端子に接続され、
前記結合線路の第2端子は、前記電源端子と一端が接地された前記キャパシタの他端との接続点に接続され、
前記結合線路の第3端子は、短絡端子であり、
前記結合線路の第4端子は、一端が接地された前記第1負荷抵抗の他端に接続されている
ことを特徴とする請求項1に記載の高周波発振器。
【請求項5】
前記結合線路は、第1端子から第4端子までの4つの端子を有し、
前記伝送線路は、第1端子および第2端子の2つの端子を有し、
前記伝送線路の第1端子は、前記2倍波取り出し型発振器の出力端子に接続され、
前記伝送線路の第2端子は、前記結合線路の第1端子に接続され、
前記結合線路の第2端子は、前記電源端子と一端が接地された前記キャパシタの他端との接続点に接続され、
前記結合線路の第3端子は、一端が接地された前記第1負荷抵抗の他端に接続され、
前記結合線路の第4端子は、開放端子である
ことを特徴とする請求項1に記載の高周波発振器。
【請求項6】
前記出力回路は、前記結合線路の結合量に応じた出力電力を得るための第2負荷抵抗をさらに有し、
前記結合線路は、第1端子から第4端子までの4つの端子を有し、
前記伝送線路は、第1端子および第2端子の2つの端子を有し、
前記結合線路の第1端子は、前記2倍波取り出し型発振器の出力端子に接続され、
前記結合線路の第2端子は、前記伝送線路の第1端子に接続され、
前記結合線路の第3端子は、一端が接地された前記第2負荷抵抗の他端に接続され、
前記結合線路の第4端子は、一端が接地された前記第1負荷抵抗の他端に接続され、
前記伝送線路の第2端子は、前記電源端子と一端が接地された前記キャパシタの他端との接続点に接続されている
ことを特徴とする請求項1に記載の高周波発振器。
【請求項7】
前記出力回路は、前記結合線路の結合量に応じた出力電力を得るための第2負荷抵抗をさらに有し、
前記結合線路は、第1端子から第4端子までの4つの端子を有し、
前記伝送線路は、第1端子および第2端子の2つの端子を有し、
前記伝送線路の第1端子は、前記2倍波取り出し型発振器の出力端子に接続され、
前記伝送線路の第2端子は、前記結合線路の第1端子に接続され、
前記結合線路の第2端子は、前記電源端子と一端が接地された前記キャパシタの他端との接続点に接続され、
前記結合線路の第3端子は、一端が接地された前記第2負荷抵抗の他端に接続され、
前記結合線路の第4端子は、一端が接地された前記第1負荷抵抗の他端に接続されている
ことを特徴とする請求項1に記載の高周波発振器。
【請求項8】
前記結合線路の第3端子と前記第2負荷抵抗との間、および前記結合線路の第4端子と前記第1負荷抵抗との間に、互いに等しい電気長を有する伝送線路をそれぞれ接続した
ことを特徴とする請求項6または請求項7に記載の高周波発振器。
【請求項9】
前記互いに等しい電気長を有する伝送線路は、それぞれ前記発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する
ことを特徴とする請求項8に記載の高周波発振器。
【請求項10】
前記結合線路の第4端子と前記第1負荷抵抗との間に、前記発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する伝送線路を接続した
ことを特徴とする請求項6または請求項7に記載の高周波発振器。
【請求項11】
前記結合線路の第3端子と前記第2負荷抵抗との間に、前記発振周波数の2倍波に対してほぼ1/4波長の長さを有する伝送線路を接続した
ことを特徴とする請求項6または請求項7に記載の高周波発振器。
【請求項12】
前記2倍波取り出し型発振器は、プッシュプッシュ型発振器であることを特徴とする請求項1から請求項11までの何れか1項に記載の高周波発振器。
【請求項13】
前記2倍波取り出し型発振器は、クロスカップル型発振器であることを特徴とする請求項1から請求項11までの何れか1項に記載の高周波発振器。
【請求項14】
前記2倍波取り出し型発振器は、出力端子に前記発振周波数の基本波に対してほぼ1/4波長の長さを有するオープンスタブが接続された発振器であることを特徴とする請求項1から請求項11までの何れか1項に記載の高周波発振器。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【公開番号】特開2012−138675(P2012−138675A)
【公開日】平成24年7月19日(2012.7.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−288398(P2010−288398)
【出願日】平成22年12月24日(2010.12.24)
【出願人】(000006013)三菱電機株式会社 (33,312)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年7月19日(2012.7.19)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年12月24日(2010.12.24)
【出願人】(000006013)三菱電機株式会社 (33,312)
【Fターム(参考)】
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