JPH0635532Y2 - Magnetostatic wave variable frequency oscillator - Google Patents
Magnetostatic wave variable frequency oscillatorInfo
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- JPH0635532Y2 JPH0635532Y2 JP1988034774U JP3477488U JPH0635532Y2 JP H0635532 Y2 JPH0635532 Y2 JP H0635532Y2 JP 1988034774 U JP1988034774 U JP 1988034774U JP 3477488 U JP3477488 U JP 3477488U JP H0635532 Y2 JPH0635532 Y2 JP H0635532Y2
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- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本考案は、発振周波数を可変できる静磁波発振機のSN比
の改善に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION << Industrial Application Field >> The present invention relates to improvement of the SN ratio of a magnetostatic wave oscillator whose oscillation frequency can be varied.
《従来の技術》 従来、可変周波数のマイクロ波信号源としてYIG薄膜中
を静磁波が伝搬する静磁波（静磁波:Magneto Static Wa
ve:MSW）素子を用いたものがある。<Conventional technology> Conventionally, a magnetostatic wave (magnetostatic wave: Magnetostatic Wave) propagating in a YIG thin film as a variable frequency microwave signal source.
ve: MSW) element is used.
第６図は静磁波素子を利用した従来の発振器の構成ブロ
ック図である。静磁波伝搬の原理をまず説明する。GGG
（ガドリニウム−ガリウム−ガーネット）基板11上に形
成されたYIG（イットリウム−鉄−ガーネット）単結晶
からなる薄膜12に矢印の方向に直流磁界H0が印加される
と、このYIG薄膜12の磁気モーメントは直流磁界H0の方
向に並ぶ。このYIG薄膜12にはトランスジューサ13から
マイクロ波が供給される。その結果磁気モーメントは磁
気共鳴周波数で歳差運動を始める。マイクロ波の周波数
がこの磁気共鳴周波数に接近すると、マイクロ波は歳差
運動に引込まれ速度が急に落ちる。このようなマイクロ
波を特に静磁波といい、その共鳴周波数は直流磁界H0に
比例する。静磁波15の進行先にさらに13と同様のトラン
スジューサ14を設けることにより、静磁波を再び電気信
号に変えることができ、このようにして静磁波遅延線１
が形成される。静磁波遅延線１の出力トランスジューサ
12はマイクロ波増幅器30で増幅され、その出力は方向性
結合器４を介して静磁波遅延線１の入力トランスジュー
サ13に入力して発振ループを形成する。このような発振
ループにおいて、印加静磁場H0の強度を変えることによ
り、方向性結合器４から出力される発振周波数を変化す
ることができる。FIG. 6 is a block diagram of a conventional oscillator using a magnetostatic wave device. First, the principle of magnetostatic wave propagation will be described. GGG
When a DC magnetic field H 0 is applied to the thin film 12 made of YIG (yttrium-iron-garnet) single crystal formed on the (gadolinium-gallium-garnet) substrate 11 in the direction of the arrow, the magnetic moment of this YIG thin film 12 Are aligned in the direction of the DC magnetic field H 0 . A microwave is supplied from the transducer 13 to the YIG thin film 12. As a result, the magnetic moment begins precession at the magnetic resonance frequency. When the frequency of the microwave approaches this magnetic resonance frequency, the microwave is drawn into the precession and the velocity thereof suddenly drops. Such a microwave is called a magnetostatic wave, and its resonance frequency is proportional to the DC magnetic field H 0 . By providing a transducer 14 similar to 13 at the destination of the magnetostatic wave 15, the magnetostatic wave can be converted into an electric signal again. In this way, the magnetostatic wave delay line 1
Is formed. Magnetostatic wave delay line 1 output transducer
12 is amplified by the microwave amplifier 30, and its output is input to the input transducer 13 of the magnetostatic wave delay line 1 through the directional coupler 4 to form an oscillation loop. In such an oscillation loop, the oscillation frequency output from the directional coupler 4 can be changed by changing the strength of the applied static magnetic field H 0 .
《考案が解決しようとする課題》 上記の静磁波発振器において、YIG薄膜12に入力するマ
イクロ波信号が大きくなると、YIG薄膜12に飽和現象が
生じて発振出力のSN比が低下する。第７図に示すよう
に、例えばあるYIG薄膜の入力飽和レベルは表面静磁波
（MSSW）モードの場合には、1.5GHz付近で約−25dBm、4
GHz付近で約−10dBmとなり、これより高い周波数では＋
20dBm以上となる。したがって、前述のような表面静磁
波遅延線を使用して最低発振周波数が4GHz以下の可変周
波数発振器を構成する場合には、従来はYIG薄膜の飽和
を防ぐために、最低周波数でYIG薄膜が飽和しないレベ
ル迄増幅器30の出力パワーを小さくしていた。しかしそ
の結果、全周波数帯域に渡って発振器の出力パワーが小
さくなるので、SN比が全帯域に渡って悪くなってしまう
という欠点があった。<< Problems to be Solved by the Invention >> In the above magnetostatic wave oscillator, when the microwave signal input to the YIG thin film 12 becomes large, a saturation phenomenon occurs in the YIG thin film 12 and the SN ratio of the oscillation output decreases. As shown in Fig. 7, for example, the input saturation level of a certain YIG thin film is about -25 dBm at around 1.5 GHz in the surface magnetostatic wave (MSSW) mode.
Approximately -10 dBm near GHz, and at higher frequencies +
20 dBm or more. Therefore, when configuring a variable frequency oscillator with a minimum oscillation frequency of 4 GHz or less using the surface magnetostatic wave delay line as described above, conventionally, in order to prevent saturation of the YIG thin film, the YIG thin film does not saturate at the lowest frequency. The output power of the amplifier 30 was reduced to the level. However, as a result, the output power of the oscillator becomes small over the entire frequency band, and the S / N ratio deteriorates over the entire band.
本考案は上記のような課題を解決するためになされたも
ので、静磁波素子を用いてSN比の優れた可変周波数発振
器を実現することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to realize a variable frequency oscillator having an excellent SN ratio by using a magnetostatic wave element.
《課題を解決するための手段》 本考案は静磁波遅延線と増幅器により発振ループを構成
する静磁波可変周波数発振器に係るもので、その特徴と
するところは出力パワー制限機能を具備する増幅器を備
え、発振周波数に対応して増幅器の出力パワーを制御す
ることにより、静磁波遅延線が非飽和の状態で動作する
ように構成した点にある。<< Means for Solving the Problems >> The present invention relates to a magnetostatic wave variable frequency oscillator in which an oscillation loop is composed of a magnetostatic wave delay line and an amplifier, and is characterized by including an amplifier having an output power limiting function. The configuration is such that the magnetostatic wave delay line operates in an unsaturated state by controlling the output power of the amplifier in accordance with the oscillation frequency.
《作用》 発振周波数に対応して増幅器の出力パワーを制御するの
で、静磁波遅延線を飽和させずに発振出力を大きくする
ことができる。<Operation> Since the output power of the amplifier is controlled according to the oscillation frequency, the oscillation output can be increased without saturating the magnetostatic wave delay line.
《実施例》 以下本考案を図面を用いて詳しく説明する。第１図は本
考案に係る静磁波可変周波数発振器の一実施例を示す構
成ブロック図である。第６図と同じ部分は同一の記号を
付して説明を省略する。２は静磁波遅延線１に均一磁界
H0を印加する電磁石、５はこの電磁石２を駆動し制御電
圧e1に対応して静磁場H0の強さを変化させる電磁石駆動
回路である。３は静磁波遅延線１のマイクロ波を増幅す
る増幅器で、出力パワーを可変レベルに制限する機能を
備えている。増幅器３の出力は方向性結合器４を介して
静磁波遅延線１に入力する。７はその制御出力e3で増幅
器３の出力パワーレベルを変化させる増幅器制御回路で
ある増幅器バイアス回路、６は端子８から入力する発振
周波数制御電圧e0に対応する信号e1,e2をそれぞれ電磁
石駆動回路５および増幅器バイアス回路７に出力するRO
Mからなる補正回路である。<Example> Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration block diagram showing an embodiment of a magnetostatic wave variable frequency oscillator according to the present invention. The same parts as those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. 2 is a uniform magnetic field on the magnetostatic wave delay line 1
An electromagnet 5 for applying H 0 is an electromagnet drive circuit which drives the electromagnet 2 and changes the strength of the static magnetic field H 0 in accordance with the control voltage e 1 . An amplifier 3 amplifies the microwave of the magnetostatic wave delay line 1 and has a function of limiting the output power to a variable level. The output of the amplifier 3 is input to the magnetostatic wave delay line 1 via the directional coupler 4. Reference numeral 7 is an amplifier bias circuit which is an amplifier control circuit for changing the output power level of the amplifier 3 by its control output e 3 , and 6 is signals e 1 and e 2 corresponding to the oscillation frequency control voltage e 0 input from the terminal 8, respectively. RO output to the electromagnet drive circuit 5 and the amplifier bias circuit 7
It is a correction circuit consisting of M.
上記のような構成の装置の動作を次に説明する。発振周
波数制御電圧e0を変化させると電磁石２による磁界の強
さH0が変化し、YIG薄膜の遅延時間が変化して静磁波発
振ループの発振周波数が変化する。電磁石駆動回路５の
制御入力e1は、端子８に加わる発振周波数制御電圧e0と
発振周波数とが線形関係となるような補正回路６のROM
データに基づいている。したがって静磁波発振器は発振
周波数制御電圧e0と線形関係にある周波数で発振する。
また補正回路６から出力される制御電圧e2は、発振周波
数に対するYIG薄膜12の入力飽和レベルデータをあらか
じめ測定しこれにもとづいて記憶されたROMデータによ
る。制御電圧e2に対応する増幅器バイアス回路７の出力
e3で増幅器３のバイアスを変化させ、増幅器３の出力パ
ワーを変化させる。第３図はこのときの発振周波数に対
応する静磁波素子入力レベル41の関係を示す特性曲線図
で、増幅器３の出力パワーレベルを静磁波遅延線１の入
力飽和レベル40に近接して変化させている。その結果最
低発振周波数が4GHz以下の場合でも、従来より大きな発
振器ループパワーを得ることができる。Next, the operation of the apparatus having the above configuration will be described. When the oscillation frequency control voltage e 0 is changed, the magnetic field strength H 0 by the electromagnet 2 is changed, the delay time of the YIG thin film is changed, and the oscillation frequency of the magnetostatic wave oscillation loop is changed. The control input e 1 of the electromagnet drive circuit 5 is the ROM of the correction circuit 6 such that the oscillation frequency control voltage e 0 applied to the terminal 8 and the oscillation frequency have a linear relationship.
Based on data. Therefore, the magnetostatic wave oscillator oscillates at a frequency having a linear relationship with the oscillation frequency control voltage e 0 .
The control voltage e 2 output from the correction circuit 6 is based on ROM data stored based on the input saturation level data of the YIG thin film 12 measured in advance with respect to the oscillation frequency. Output of amplifier bias circuit 7 corresponding to control voltage e 2
At e 3 , the bias of the amplifier 3 is changed and the output power of the amplifier 3 is changed. FIG. 3 is a characteristic curve diagram showing the relationship of the magnetostatic wave element input level 41 corresponding to the oscillation frequency at this time, in which the output power level of the amplifier 3 is changed close to the input saturation level 40 of the magnetostatic wave delay line 1. ing. As a result, even when the minimum oscillation frequency is 4 GHz or less, a larger oscillator loop power than before can be obtained.
このような構成の静磁波可変周波数発振器によれば、各
発振周波数において、静磁波素子が飽和しない範囲で最
大の発振ループパワーが得られ、SN比を改善することが
できる。According to the magnetostatic variable frequency oscillator having such a configuration, at each oscillation frequency, the maximum oscillation loop power can be obtained within a range where the magnetostatic wave element is not saturated, and the SN ratio can be improved.
なお上記の実施例において、補正回路６をROMでなく、
ダイオードによる折れ線近似回路で構成してもよい。In the above embodiment, the correction circuit 6 is not a ROM,
It may be configured by a polygonal line approximation circuit using a diode.
第２図は第１図装置における増幅器３の具体例で、FET
により増幅を行うものの要部を示す回路図である。FET2
1により増幅を行う場合に公知の技術であるように、ド
レイン・ソース間電圧VDS，ドレイン電流IDを変えて増
幅器３の出力パワーを変化することができる。トランジ
スタを用いて同様なことを行うこともできる。FIG. 2 shows a concrete example of the amplifier 3 in the apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a main part of a unit that performs amplification by. FET2
When the amplification is performed by 1, the output power of the amplifier 3 can be changed by changing the drain-source voltage V DS and the drain current I D , as is known in the art. The same can be done using transistors.
第４図および第５図は第１図の変形例で、補正回路６の
補正特性、すなわち発振周波数に対応する静磁波素子入
力レベル41の関係を離散値で近似することにより単純化
したものを示す特性曲線図である。いずれもYIG薄膜12
の入力飽和レベルが4GHzを境にステップ的に増加するこ
とを利用するもので、入力レベル特性42および43は増幅
器３の出力パワーをそれぞれ２値および３値で近似して
4GHz以上でのSN比を改善している。FIG. 4 and FIG. 5 are modified examples of FIG. 1 and show the correction characteristics of the correction circuit 6, that is, the relationship between the magnetostatic wave element input level 41 corresponding to the oscillation frequency and simplified by approximating it by discrete values. It is a characteristic curve figure to show. YIG thin film 12
Since the input saturation level of is increased stepwise at 4 GHz, the input level characteristics 42 and 43 approximate the output power of the amplifier 3 with binary and ternary values, respectively.
It improves the SN ratio above 4GHz.
このような構成の補正回路では連続値で近似せずに離散
値で近似しているので、構成を簡単にすることができ
る。Since the correction circuit having such a configuration approximates discrete values, not continuous values, the configuration can be simplified.
なお上記実施例では静磁場の印加方向をYIG面に平行と
して静磁波表面波を発生しているが、これに限らず、静
磁場の印加方向を変えて静磁波体積波等を励起してもよ
い。In the above example, the magnetostatic wave surface wave is generated with the direction of application of the static magnetic field parallel to the YIG plane, but the invention is not limited to this. Good.
またマイクロ波以外の高周波発振を行わせることもでき
る。Further, high frequency oscillation other than microwaves can be performed.
《考案の効果》 以上述べたように本考案によれば、静磁波素子を用いて
SN比の優れた可変周波数発振器を簡単な構成で実現する
ことができる。<Effect of the Invention> As described above, according to the present invention, the magnetostatic wave element is used.
A variable frequency oscillator with an excellent SN ratio can be realized with a simple configuration.
【図面の簡単な説明】 第１図は本考案に係る静磁波可変周波数発振器の一実施
例を示す構成ブロック図、第２図は第１図装置の増幅器
３の内部回路を示す要部回路図、第３図，第４図よび第
５図は第１図装置における増幅器３の出力パワーの周波
数特性を有する特性曲線図、第６図は従来の静磁波可変
周波数発振器を示す構成ブロック図、第７図は静磁波素
子の入力飽和レベル特性を示す図である。 １……静磁波遅延線、3,30……増幅器。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a structural block diagram showing an embodiment of a magnetostatic wave variable frequency oscillator according to the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram of essential parts showing an internal circuit of an amplifier 3 of the apparatus shown in FIG. 3, FIG. 4, and FIG. 5 are characteristic curve diagrams showing the frequency characteristic of the output power of the amplifier 3 in the apparatus of FIG. 1, and FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a conventional magnetostatic wave variable frequency oscillator. FIG. 7 is a diagram showing the input saturation level characteristic of the magnetostatic wave device. 1 ... Magnetostatic wave delay line, 3,30 ... Amplifier.
Claims (1)
構成し、外部から入力される発振周波数制御電圧に基づ
いて磁界を変化させ、この磁界変化により発振周波数を
変化させる静磁波可変周波数発振器において、 出力パワー制限機能を具備する前記増幅器と、 前記発振周波数制御電圧に基づいて前記増幅器の出力パ
ワーを制限する増幅器制御回路とを備え、 前記静磁波遅延線が非飽和の状態で動作するように構成
したことを特徴とする静磁波可変周波数発振器。1. A magnetostatic wave variable frequency oscillator in which an oscillation loop is constituted by a magnetostatic wave delay line and an amplifier, a magnetic field is changed based on an oscillation frequency control voltage inputted from the outside, and the oscillation frequency is changed by this magnetic field change. And an amplifier control circuit that limits the output power of the amplifier based on the oscillation frequency control voltage, so that the magnetostatic wave delay line operates in an unsaturated state. A magnetostatic wave variable frequency oscillator characterized by being configured.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988034774U JPH0635532Y2 (en) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | Magnetostatic wave variable frequency oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988034774U JPH0635532Y2 (en) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | Magnetostatic wave variable frequency oscillator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01139610U JPH01139610U (en) | 1989-09-25 |
| JPH0635532Y2 true JPH0635532Y2 (en) | 1994-09-14 |
Family
ID=31261451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988034774U Expired - Lifetime JPH0635532Y2 (en) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | Magnetostatic wave variable frequency oscillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0635532Y2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2447641A1 (en) * | 1979-01-26 | 1980-08-22 | Thomson Csf | MAGNETOSTATIC WAVE TUNABLE MICROWAVE OSCILLATOR |
-
1988
- 1988-03-16 JP JP1988034774U patent/JPH0635532Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01139610U (en) | 1989-09-25 |
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