JPH03178207A - 同調形発振器 - Google Patents
同調形発振器Info
- Publication number
- JPH03178207A JPH03178207A JP31841189A JP31841189A JPH03178207A JP H03178207 A JPH03178207 A JP H03178207A JP 31841189 A JP31841189 A JP 31841189A JP 31841189 A JP31841189 A JP 31841189A JP H03178207 A JPH03178207 A JP H03178207A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oscillation
- frequency
- signal
- tuning
- temperature change
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野ン
この発明は例えばマイクロ波を発生する同調形見振器に
関するものである。
関するものである。
従来この止の同調形見振器として、第5図に示すような
ものがあった。この第5図は中野、他により’13GH
z帯YIG薄膜同調発振器」 (昭和63年電子情報通
信学会春期全国大会、C−671)に示された構成に基
づくもので、1はヨーク、2はコイル、3は永久磁石、
4はヨーク1とコイル2と永久磁石3とより戒る磁気回
路、5は高周波回路部である。第6図は第51図の高周
波るのに用い保持するためも用いられる誘電体基板、8
はFET(電界効果トランジスタ)等の能動素子、9は
ストリップ導体、10はスリップ導体9で構成される整
合回路、11は高周波回路部5を保持するための基板で
ある。
ものがあった。この第5図は中野、他により’13GH
z帯YIG薄膜同調発振器」 (昭和63年電子情報通
信学会春期全国大会、C−671)に示された構成に基
づくもので、1はヨーク、2はコイル、3は永久磁石、
4はヨーク1とコイル2と永久磁石3とより戒る磁気回
路、5は高周波回路部である。第6図は第51図の高周
波るのに用い保持するためも用いられる誘電体基板、8
はFET(電界効果トランジスタ)等の能動素子、9は
ストリップ導体、10はスリップ導体9で構成される整
合回路、11は高周波回路部5を保持するための基板で
ある。
次にこの従来例の動作について説明する。
フェリ磁性体薄膜共振器6には磁気回路■により膜面に
垂直に次回Hoが印加され、はぼ次式で表される周波数
fで磁気共鳴により共振する。
垂直に次回Hoが印加され、はぼ次式で表される周波数
fで磁気共鳴により共振する。
f =r (Ho−N ・4 ycM) ・・
illここでTは磁気回転比、Nは反磁界係数、4πM
はフェリ磁性体薄膜の飽和磁化量である。第6図のAよ
りフェリ磁性体薄膜共振器6を見た共振周波数近傍の入
力インピーダンス軌跡は第7図のスミス図で示される。
illここでTは磁気回転比、Nは反磁界係数、4πM
はフェリ磁性体薄膜の飽和磁化量である。第6図のAよ
りフェリ磁性体薄膜共振器6を見た共振周波数近傍の入
力インピーダンス軌跡は第7図のスミス図で示される。
第7図中のBは共振点を示す。共振周波数近傍以外の周
波数では入力インピーダンスは共振点Bとは位相角が1
800ずれた位置に存在する。入力インピーダンスから
換算される複素反射係数をr’rとする。またAより能
動素子側を見た複素反射係数をr’aとする。次式の条
件を満たすように整合回路10のストリップ導体9の寸
法を調整すると、発振が開始する。
波数では入力インピーダンスは共振点Bとは位相角が1
800ずれた位置に存在する。入力インピーダンスから
換算される複素反射係数をr’rとする。またAより能
動素子側を見た複素反射係数をr’aとする。次式の条
件を満たすように整合回路10のストリップ導体9の寸
法を調整すると、発振が開始する。
1’rl ・lr’al≧1、I”r+T”a=0・
・ ・(2) 同調状発振器ではフェリ磁性体薄膜共振器6の所要共振
周波数近傍で上式(2)を満たすように整合回路10が
調整され、共振周波数を磁界)(oで可変にできること
から発振周波数をHOで制御することができる。
・ ・(2) 同調状発振器ではフェリ磁性体薄膜共振器6の所要共振
周波数近傍で上式(2)を満たすように整合回路10が
調整され、共振周波数を磁界)(oで可変にできること
から発振周波数をHOで制御することができる。
同調状発振器の発振周波数の温度特性は式(1)に示す
ようにHOと4πMの温度特性に依存する。
ようにHOと4πMの温度特性に依存する。
従来の同調状発振器ではフェリ磁性体薄膜共振器6の4
πMの温度変化を永久磁石3の材質と寸法によるHoの
温度変化により相殺して、発振周波数の温度変化を小さ
くしていた。
πMの温度変化を永久磁石3の材質と寸法によるHoの
温度変化により相殺して、発振周波数の温度変化を小さ
くしていた。
従来の同調状発振器は、フェリ磁性体薄膜共振器6の4
πMの温度変化と、永久磁石3の材質と寸法によるHo
の温度変化とを用いて、発振周波数の温度変化を小さく
しようとしていたため、広い温度範囲において温度変化
を精度良く相殺できるフェリ磁性体薄膜共振器6の4π
Mと永久磁石3の材質と寸法の選択には限界があった。
πMの温度変化と、永久磁石3の材質と寸法によるHo
の温度変化とを用いて、発振周波数の温度変化を小さく
しようとしていたため、広い温度範囲において温度変化
を精度良く相殺できるフェリ磁性体薄膜共振器6の4π
Mと永久磁石3の材質と寸法の選択には限界があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たのもで、例えばフェリ磁性体薄膜共振器の飽和磁化量
4πMや永久磁石の材質の温度特性に関係なく広い温度
範囲において発振周波数の温度変化の小さい同調状発振
器を得ることを目的とする。
たのもで、例えばフェリ磁性体薄膜共振器の飽和磁化量
4πMや永久磁石の材質の温度特性に関係なく広い温度
範囲において発振周波数の温度変化の小さい同調状発振
器を得ることを目的とする。
この発明に係る同調状発振器は、発振周波数の温度変化
が等しく互いに異なる周波数f、、f2の発振信号をそ
れぞれ発生する第1.第2の同調形発振素子12.13
と、上記第1の同調形発振素子12から出力された第1
・の発振信号と上記第2の同調形発振素子13から出力
された第2の発振信号とを混合して第1の発振信号の周
波数rと第2の発振信号の周波数f2との差の周波数f
の発振出力信号を作成するミキサ17とを備えたことを
特徴とするものである。
が等しく互いに異なる周波数f、、f2の発振信号をそ
れぞれ発生する第1.第2の同調形発振素子12.13
と、上記第1の同調形発振素子12から出力された第1
・の発振信号と上記第2の同調形発振素子13から出力
された第2の発振信号とを混合して第1の発振信号の周
波数rと第2の発振信号の周波数f2との差の周波数f
の発振出力信号を作成するミキサ17とを備えたことを
特徴とするものである。
〔作用]
第1.第2の同調形発振素子12.13は発振周波数の
温度変化が等しく互いに異なる周波数f、、f2の発振
信号をそれぞれ発生する。ミキサ17は第1の同調形発
振素子12から出力された第1の発振信号と第2の同調
形発振素子13から出力された第2の発振信号とを混合
して第1の発振信号の周波数鮨と第2の発振信号の周波
数f2との差の周波数fの発振出力信号を作成する。
温度変化が等しく互いに異なる周波数f、、f2の発振
信号をそれぞれ発生する。ミキサ17は第1の同調形発
振素子12から出力された第1の発振信号と第2の同調
形発振素子13から出力された第2の発振信号とを混合
して第1の発振信号の周波数鮨と第2の発振信号の周波
数f2との差の周波数fの発振出力信号を作成する。
第1図はこの発明の一実施例に係る同調状発振器の構成
図である。また、第2図にこの実施例の同調状発振器を
構成している3つの基本的機能を持つ素子すなわち第1
の同調形発振素子と第2の同調形発振素子とミキサとの
接続関係を示し、さらに第3図にこの実施例の同調状発
振器の電気的な等偏口路を示す。
図である。また、第2図にこの実施例の同調状発振器を
構成している3つの基本的機能を持つ素子すなわち第1
の同調形発振素子と第2の同調形発振素子とミキサとの
接続関係を示し、さらに第3図にこの実施例の同調状発
振器の電気的な等偏口路を示す。
第1図において、1〜11は第5図及び第6図に示した
構成要素に対応するものである。第1図、第2図及び第
3図において、12.13は発振周波数の温度変化が等
しく互いに異なる周波数fl+12の発振信号をそれぞ
れ発生する第1.第2の同調形発振素子である。第1.
第2の同調形発振素子12.13は主にフェリ磁性体薄
膜共振器6と能動素子8と整合回路10とから構成され
る。
構成要素に対応するものである。第1図、第2図及び第
3図において、12.13は発振周波数の温度変化が等
しく互いに異なる周波数fl+12の発振信号をそれぞ
れ発生する第1.第2の同調形発振素子である。第1.
第2の同調形発振素子12.13は主にフェリ磁性体薄
膜共振器6と能動素子8と整合回路10とから構成され
る。
そのフェリ磁性体薄膜共振器6は抵抗とコイルとコンデ
ンサとの並列接続回路として表される。
ンサとの並列接続回路として表される。
17は第1の同調形発振素子12から出力された第1の
発振信号と第2の同調形発振素子13から出力された第
2の発振信号とを混合して第1の発振信号の周波数f、
と第2の発振信号の周波数f2との差の周波数fの発振
出力信号を作成するミキサである。このξキサ17は主
にスロット線路14とダイオード15とマイクロストリ
ップ線路■6と変成器21,22とから構成される。
発振信号と第2の同調形発振素子13から出力された第
2の発振信号とを混合して第1の発振信号の周波数f、
と第2の発振信号の周波数f2との差の周波数fの発振
出力信号を作成するミキサである。このξキサ17は主
にスロット線路14とダイオード15とマイクロストリ
ップ線路■6と変成器21,22とから構成される。
18は為キサ17のRF端子、19はξキサ17のLO
端子、20はミキサ17のIF端子である。
端子、20はミキサ17のIF端子である。
上記変成器21,22はスロット線路14とマイクロス
トリップ線路16との結合部を等何曲に示したものであ
る。第1の同調形発振素子12の出力端子はRF端子1
8に接続され、第2の同調形発振素子13の出力端子は
Lo端子19に接続されている。ミキサ17のIF端子
20がこの実施例による同調形見振器の出力端子になっ
ている。
トリップ線路16との結合部を等何曲に示したものであ
る。第1の同調形発振素子12の出力端子はRF端子1
8に接続され、第2の同調形発振素子13の出力端子は
Lo端子19に接続されている。ミキサ17のIF端子
20がこの実施例による同調形見振器の出力端子になっ
ている。
次にこの実施例の動作について説明する。なお、ミキサ
17の動作説明は5tephen A、MausのMi
crowave Mixers (Artech Ho
use+Inc、)などで述べられているので、ここで
は省略する。
17の動作説明は5tephen A、MausのMi
crowave Mixers (Artech Ho
use+Inc、)などで述べられているので、ここで
は省略する。
個々の同調形発振素子12.13における発振動作の説
明については従来装置と同様であるため省略する。
明については従来装置と同様であるため省略する。
第1.第2の同調形発振素子12.13は発振周波数f
、、f2はそれぞれ次式で示される。
、、f2はそれぞれ次式で示される。
fl =r (Hp+ +ΔHp+ (T)+
H+−N・ (4πM+Δ4πM (T)) )・ ・
(3) f2 =γ CHpz +ΔH1)! (T)
+H2−N・ (4πM+Δ4πM (T)))・ ・
・(4) したがって、ミキサ17より取り出される発振出力信号
の周波数rはf、とf2の差となり次式%式% () (5) ここで、Hp + 、 Hp zは第1.第2の同調
形発振素子12.13の室温における永久磁石3による
磁界、ΔHp+(T)、 ΔHpz(T)は第1、第
2の同調形発振素子12.13の温度Tにおける永久磁
石3の磁界変化量、H,、)r2は第1、第2の同調形
発振素子12.13のコイル2による磁界、Δ4πM
(T)はフェリ磁性体薄膜6の温度Tにおける飽和磁化
変化量である。
H+−N・ (4πM+Δ4πM (T)) )・ ・
(3) f2 =γ CHpz +ΔH1)! (T)
+H2−N・ (4πM+Δ4πM (T)))・ ・
・(4) したがって、ミキサ17より取り出される発振出力信号
の周波数rはf、とf2の差となり次式%式% () (5) ここで、Hp + 、 Hp zは第1.第2の同調
形発振素子12.13の室温における永久磁石3による
磁界、ΔHp+(T)、 ΔHpz(T)は第1、第
2の同調形発振素子12.13の温度Tにおける永久磁
石3の磁界変化量、H,、)r2は第1、第2の同調形
発振素子12.13のコイル2による磁界、Δ4πM
(T)はフェリ磁性体薄膜6の温度Tにおける飽和磁化
変化量である。
式(5ンにおいて、温度に依存するのはΔHp r(T
)−ΔHpz (T)のみであり、永久磁石3を用い
ない度合は温度依存性は完全に無くなる。
)−ΔHpz (T)のみであり、永久磁石3を用い
ない度合は温度依存性は完全に無くなる。
また、コイル2に消費される電力を小さくするため図示
のようにあらかじめ特定の磁界を永久磁石3にて与え、
周波数を可変にする磁界のみをコイル2により与えよう
とする場合には永久磁石3のみの材質や寸法の選択によ
りこの差を容易に小さくできる。または、ΔHp+(T
)、ΔHp 。
のようにあらかじめ特定の磁界を永久磁石3にて与え、
周波数を可変にする磁界のみをコイル2により与えよう
とする場合には永久磁石3のみの材質や寸法の選択によ
りこの差を容易に小さくできる。または、ΔHp+(T
)、ΔHp 。
(T)の絶対値が小さい永久磁石3材質を選んでも良い
。
。
第4図には、さらに永久磁石3を用いた場合にも、温度
変化を厳密にOにできる同調形見振器の構造を示す。第
1.第2の同調形発振素子12.13に、全く同じ永久
磁石3を用いると、発振周波数fは次式で示され、温度
依存性は完全に無くなる。
変化を厳密にOにできる同調形見振器の構造を示す。第
1.第2の同調形発振素子12.13に、全く同じ永久
磁石3を用いると、発振周波数fは次式で示され、温度
依存性は完全に無くなる。
f=γ (H+ Hz) ・・・(
6)例えば、0〜2.5GH2の同調形見振器を得る場
合を以下に示す。コイル2に電流を流さない場合に、第
1.第2の同調形発振素子12.13の発振周波数が4
0H7に等しくなるように永久磁石3の材質や寸法をき
める。第1.第2同調形発振素子12.13のコイル2
は直列に接続され永久磁石3の極性に対しコイル2によ
る磁界の極性が第1.第2の同調形発振素子12.13
で逆の関係にあるため、コイル電流を正方向に大きくす
ると、第1の同調形発振素子12では4GH2から5.
25GH,に、第2の同調形発振素子13では4GH2
から2.75GH2にそれぞれ発振周波数が変化する。
6)例えば、0〜2.5GH2の同調形見振器を得る場
合を以下に示す。コイル2に電流を流さない場合に、第
1.第2の同調形発振素子12.13の発振周波数が4
0H7に等しくなるように永久磁石3の材質や寸法をき
める。第1.第2同調形発振素子12.13のコイル2
は直列に接続され永久磁石3の極性に対しコイル2によ
る磁界の極性が第1.第2の同調形発振素子12.13
で逆の関係にあるため、コイル電流を正方向に大きくす
ると、第1の同調形発振素子12では4GH2から5.
25GH,に、第2の同調形発振素子13では4GH2
から2.75GH2にそれぞれ発振周波数が変化する。
これにより、ミキサ17がらは、これらの差の成分であ
る0〜2.5GH2の出力が得られる。
る0〜2.5GH2の出力が得られる。
さらに、第1.第2の同調形発振素子12I3のヨーク
Iとコイル2の直径および巻数を同一とすると、コイル
2の抵抗による発熱は、第1第2の同調形発振素子12
.13で等しいため、厳密に温度依存性をなくすること
ができる。このように、第4図に示すような他の実施例
として、2個の同調形発振素子12.13の磁気回路4
を同一の特性・形状の永久磁石3、ヨークl、およびコ
イル2で構成し、第1の同調形発振素子12では永久磁
石3の極性とコイル2による磁界の極性とを同一方向と
し、第2の同調形発振素子13では永久磁石3の極性と
コイル2による磁界の極性とを逆方向とするように構成
すれば、更に発振周波数が安定する。
Iとコイル2の直径および巻数を同一とすると、コイル
2の抵抗による発熱は、第1第2の同調形発振素子12
.13で等しいため、厳密に温度依存性をなくすること
ができる。このように、第4図に示すような他の実施例
として、2個の同調形発振素子12.13の磁気回路4
を同一の特性・形状の永久磁石3、ヨークl、およびコ
イル2で構成し、第1の同調形発振素子12では永久磁
石3の極性とコイル2による磁界の極性とを同一方向と
し、第2の同調形発振素子13では永久磁石3の極性と
コイル2による磁界の極性とを逆方向とするように構成
すれば、更に発振周波数が安定する。
なお、以上の説明は、円形状のフェリ磁性体薄膜共振器
に垂直に磁界を加える場合について説明したが、フェリ
磁性体共振器は矩形の薄膜形状でもよい。また、磁界の
方向は、薄膜に平行でもよい。さらに、フェリ磁性体共
振器は薄膜に限らず球形状でもよい。
に垂直に磁界を加える場合について説明したが、フェリ
磁性体共振器は矩形の薄膜形状でもよい。また、磁界の
方向は、薄膜に平行でもよい。さらに、フェリ磁性体共
振器は薄膜に限らず球形状でもよい。
また、同調形発振素子として、磁性体共振器を用いた場
合を示したが、これに限らず、文献J。
合を示したが、これに限らず、文献J。
[)、Adam、他による’The 5tatus o
f Magnetostatic Devices J
(IEEE Trans、on Magnetics
+vo1.MAG−17,No、6. Novembe
r1981)に示された静磁波遅延線路を用いた場合に
も同様の効果がある。
f Magnetostatic Devices J
(IEEE Trans、on Magnetics
+vo1.MAG−17,No、6. Novembe
r1981)に示された静磁波遅延線路を用いた場合に
も同様の効果がある。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、発振周波数の温度変化
が等しい2個の同調形発振素子と、これらの同調形発振
素子からの発振信号の周波数の差をとった発振出力信号
を作成するミキサとを備えて構成したので、発振信号の
周波数における温度変化成分が相殺され、例えばフェリ
磁性体薄膜共振器の飽和磁化量4πMや永久磁石の材質
の温度特性に無関係に広い温度範囲において発振周波数
の温度変化を極力抑えることができ、信頼性が向上する
という効果が得られる。
が等しい2個の同調形発振素子と、これらの同調形発振
素子からの発振信号の周波数の差をとった発振出力信号
を作成するミキサとを備えて構成したので、発振信号の
周波数における温度変化成分が相殺され、例えばフェリ
磁性体薄膜共振器の飽和磁化量4πMや永久磁石の材質
の温度特性に無関係に広い温度範囲において発振周波数
の温度変化を極力抑えることができ、信頼性が向上する
という効果が得られる。
第1図はこの発明の一実施例に係る同調形見振器の構成
図、第2図はこの実施例の電気的基本構成図、第3図は
この実施例の電気的等価回路図、第4図は他の実施例に
係る同調形見振器の構成図、第5図及び第6図は従来の
同調形見振器の構成図、第7図は従来の同調形見振器の
動作を説明するためのスミス図である。 12・・・第1の同調形発振素子、13・・・第2の同
調形発振素子、17・・・ミキサ。
図、第2図はこの実施例の電気的基本構成図、第3図は
この実施例の電気的等価回路図、第4図は他の実施例に
係る同調形見振器の構成図、第5図及び第6図は従来の
同調形見振器の構成図、第7図は従来の同調形見振器の
動作を説明するためのスミス図である。 12・・・第1の同調形発振素子、13・・・第2の同
調形発振素子、17・・・ミキサ。
Claims (1)
- 発振周波数の温度変化が等しく互いに異なる周波数の発
振信号をそれぞれ発生する第1、第2の同調形発振素子
と、上記第1の同調形発振素子から出力された第1の発
振信号と上記第2の同調形発振素子から出力された第2
の発振信号とを混合して第1の発振信号の周波数と第2
の発振信号の周波数との差の周波数の発振出力信号を作
成するミキサとを備えたことを特徴とする同調形発振器
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31841189A JPH03178207A (ja) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | 同調形発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31841189A JPH03178207A (ja) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | 同調形発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03178207A true JPH03178207A (ja) | 1991-08-02 |
Family
ID=18098852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31841189A Pending JPH03178207A (ja) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | 同調形発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03178207A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015154139A (ja) * | 2014-02-12 | 2015-08-24 | Tdk株式会社 | 発振器 |
-
1989
- 1989-12-06 JP JP31841189A patent/JPH03178207A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015154139A (ja) * | 2014-02-12 | 2015-08-24 | Tdk株式会社 | 発振器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1268827A (en) | Tuned oscillator | |
| US5903198A (en) | Planar gyrator | |
| US4873496A (en) | Tuned oscillator | |
| JPH06244636A (ja) | プッシュプッシュ式リング状共振器を備えた発振器 | |
| US4704739A (en) | Receiving circuit for converting signals comprising at least two ferromagnetic resonators | |
| US2849684A (en) | Non-reciprocal wave transmission | |
| Demidov et al. | Electrical tuning of dispersion characteristics of surface electromagnetic-spin waves propagating in ferrite-ferroelectric layered structures | |
| US4755780A (en) | Ferromagnetic resonator having temperature compensation means using pre-coded compensation data | |
| US2849687A (en) | Non-reciprocal wave transmission | |
| JPH03178207A (ja) | 同調形発振器 | |
| Zuo et al. | Zn/sub 2/Y hexaferrite (Ba/sub 2/Zn/sub 2/Fe/sub 12/O/sub 22/) single-crystal microstripline phase shifter | |
| JPH03182104A (ja) | 同調形発振器 | |
| JP2522579B2 (ja) | Pll制御を行う静磁波マイクロ波発振装置 | |
| Whicker et al. | A new reciprocal phaser for use at millimeter wavelengths | |
| JPS62224101A (ja) | 静磁波フイルタバンク | |
| Dydyk | Ferrimagnetically tunable Gunn effect oscillator | |
| Greene | A microstrip nonreciprocal tunable YIG filter | |
| JPS5963579A (ja) | 静磁界波磁力計 | |
| Castéra | Magnetostatic wave temperature coefficients | |
| Ollivier | A 3.0-6.5 GHz YIG-tuned transistor oscillator/amplifier | |
| US3707688A (en) | High frequency gyromagnetic device employing slot transmission line | |
| Jin | Design of a YIG-tuned oscillator | |
| US2909734A (en) | Nonreciprocal wave transmission | |
| Hanson et al. | UHF Solid-State Preselector Design Study | |
| JPS60260202A (ja) | 帯域通過フイルタ |