JPH0635532Y2 - 静磁波可変周波数発振器 - Google Patents
静磁波可変周波数発振器Info
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetostatic wave
- amplifier
- variable frequency
- oscillation
- oscillation frequency
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (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。
の改善に関するものである。
《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。
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。
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。
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。
《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。
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。
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。
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。
《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。
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。
《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。
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。
《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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
ダイオードによる折れ線近似回路で構成してもよい。
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。
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。
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。
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。
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。
値で近似しているので、構成を簡単にすることができ
る。
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。
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。
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。
る。
《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。
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。
【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。
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。
Claims (1)
- 【請求項１】静磁波遅延線と増幅器により発振ループを
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988034774U JPH0635532Y2 (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | 静磁波可変周波数発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988034774U JPH0635532Y2 (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | 静磁波可変周波数発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01139610U JPH01139610U (ja) | 1989-09-25 |
| JPH0635532Y2 true JPH0635532Y2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=31261451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988034774U Expired - Lifetime JPH0635532Y2 (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | 静磁波可変周波数発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0635532Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2447641A1 (fr) * | 1979-01-26 | 1980-08-22 | Thomson Csf | Oscillateur accordable hyperfrequence a ondes magnetostatiques |
-
1988
- 1988-03-16 JP JP1988034774U patent/JPH0635532Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01139610U (ja) | 1989-09-25 |
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