JPH0648975Y2 - 静磁波遅延線型発振器 - Google Patents
静磁波遅延線型発振器Info
- Publication number
- JPH0648975Y2 JPH0648975Y2 JP6217288U JP6217288U JPH0648975Y2 JP H0648975 Y2 JPH0648975 Y2 JP H0648975Y2 JP 6217288 U JP6217288 U JP 6217288U JP 6217288 U JP6217288 U JP 6217288U JP H0648975 Y2 JPH0648975 Y2 JP H0648975Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetostatic wave
- wave delay
- delay element
- amplifier
- output
- 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
Links
Landscapes
- 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＞ 本考案は例えばVCO（voltage−controlled oscillator:
電圧制御型発振器）等に使用される静磁波遅延線型発振
器（Magnetostatic wave Delay Line Oscillator）に関
し,SSB（single sideband）位相ノイズの改善をはかっ
た静磁波遅延線型発振器に関するものである。
電圧制御型発振器）等に使用される静磁波遅延線型発振
器（Magnetostatic wave Delay Line Oscillator）に関
し,SSB（single sideband）位相ノイズの改善をはかっ
た静磁波遅延線型発振器に関するものである。
＜従来の技術＞ まず，静磁波遅延素子について簡単に説明する。一様磁
界中に金属導体からなる２本のトランスジューサと磁性
体とを近接して配置し，この２本のトランスジューサの
一方に高周波電流を流すとその近くの磁性体中のスピン
が揺ぎ，その揺ぎが静磁波となって伝搬し，他方のトラ
ンスジューサにはスピンの揺ぎに起因する高周波の誘電
電流が流れる。スピンの揺ぎの伝搬速度は磁界の強さに
応じて変化するので遅延時間の可変な素子となる。
界中に金属導体からなる２本のトランスジューサと磁性
体とを近接して配置し，この２本のトランスジューサの
一方に高周波電流を流すとその近くの磁性体中のスピン
が揺ぎ，その揺ぎが静磁波となって伝搬し，他方のトラ
ンスジューサにはスピンの揺ぎに起因する高周波の誘電
電流が流れる。スピンの揺ぎの伝搬速度は磁界の強さに
応じて変化するので遅延時間の可変な素子となる。
第３図は上記静磁波遅延素子に図示しない磁界印加手段
により磁界を印加し，ループ中を流れる周波数信号をカ
プラを介してスペクトラムアナライザ内に取込んで発振
周波数特性を測定している状態を示す構成図であり,1は
静磁波遅延素子,2は増幅器,3はカプラ,4はスペクトラム
アナライザである。これらはループ状に接続され印加し
た磁界に応じて発振周波数が変化する。
により磁界を印加し，ループ中を流れる周波数信号をカ
プラを介してスペクトラムアナライザ内に取込んで発振
周波数特性を測定している状態を示す構成図であり,1は
静磁波遅延素子,2は増幅器,3はカプラ,4はスペクトラム
アナライザである。これらはループ状に接続され印加し
た磁界に応じて発振周波数が変化する。
第４図は上記構成の発振器に一定の磁界を印加したとき
に発振する周波数のスペクトラムを示している。この図
によればfoの周波数がパワーのピーク（Ps）となり，こ
の前後の周波数はなだらかにパワーが小さくなってい
る。全体の信号のトータルパワーとピークから離れたあ
る周波数のパワー密度の比（実用上はピーク周波数のパ
ワーとその前後の周波数のパワー…図ではfoの周波数の
パワーPsとfoからfm離れた周波数のパワーの比Pssb/P
s）をSSB位相ノイズ（fm）と呼んでいるがこの比は小さ
い程望ましい。
に発振する周波数のスペクトラムを示している。この図
によればfoの周波数がパワーのピーク（Ps）となり，こ
の前後の周波数はなだらかにパワーが小さくなってい
る。全体の信号のトータルパワーとピークから離れたあ
る周波数のパワー密度の比（実用上はピーク周波数のパ
ワーとその前後の周波数のパワー…図ではfoの周波数の
パワーPsとfoからfm離れた周波数のパワーの比Pssb/P
s）をSSB位相ノイズ（fm）と呼んでいるがこの比は小さ
い程望ましい。
SSB位相ノイズ（fm）は次式により計算することが出来
る。
る。
Ｌ（fm）＝−177＋Ｆ−Pc −20log（２π・τｇ・fm） ［dBc/Hz］ … ここで， F;アンプの雑音指数［dB］ Pc;アンプの入力パワー（静磁波遅延素子の出力パワ
ー） …［dBm］ Pc＝Pin−ｌ Pin＝静磁波遅延素子の入力パワー［dBm］ ｌ＝静磁波遅延素子でのロス ［dB］ τg;静磁波遅延素子での群遅延時間（エネルギーが伝わ
る速度） …［ns］ fm;中心周波数からずれた周波数 なお，上述の式はProc.1985 Ultrasonics Sympo.,P16
3〜168に記載された K.W.Chang,W.Isak,Kunz等の “Phase Noise Characteristics of MSW Device"に示された式 ｌ（fm）＝−177＋logF−10LogPm−20Log（２πτ・f
m）をアレンジしたものである。
ー） …［dBm］ Pc＝Pin−ｌ Pin＝静磁波遅延素子の入力パワー［dBm］ ｌ＝静磁波遅延素子でのロス ［dB］ τg;静磁波遅延素子での群遅延時間（エネルギーが伝わ
る速度） …［ns］ fm;中心周波数からずれた周波数 なお，上述の式はProc.1985 Ultrasonics Sympo.,P16
3〜168に記載された K.W.Chang,W.Isak,Kunz等の “Phase Noise Characteristics of MSW Device"に示された式 ｌ（fm）＝−177＋logF−10LogPm−20Log（２πτ・f
m）をアレンジしたものである。
静磁波遅延素子でのロスｌは ｌ＝76.4×10-3・ΔＨ・τｇ … となることが知られ（1988年２月に発行された（Proc.I
EEE,76,No2,P171−187…W.Isak“Magnetostatic Wave T
echnology:A Review"）ている。
EEE,76,No2,P171−187…W.Isak“Magnetostatic Wave T
echnology:A Review"）ている。
従って Ｌ（fm）＝−177＋Ｆ−Pin ＋76.4×10-3・ΔＨ・τｇ −20log（２π・τｇ・fm） … となる。
ΔＨ＝静磁波遅延素子に使われる磁性体の磁気共鳴の半
値幅 ＜考案が解決しようとする課題＞ 上式によれば76.4×10-3・ΔＨ・τｇの項はτｇを大き
くすると大きくなり，−20log（２π・τｇ・fm）の項
はτｇを大きくすると小さくなる。従って，式からSS
B位相ノイズはτｇに対して最小値を持つことが分る。
即ち,F,Pin,ΔＨなどのパラメータが与えれると，τｇ
を色々変えてやってもＬ（fm）はある値以下にすること
は出来ないという課題がある。
値幅 ＜考案が解決しようとする課題＞ 上式によれば76.4×10-3・ΔＨ・τｇの項はτｇを大き
くすると大きくなり，−20log（２π・τｇ・fm）の項
はτｇを大きくすると小さくなる。従って，式からSS
B位相ノイズはτｇに対して最小値を持つことが分る。
即ち,F,Pin,ΔＨなどのパラメータが与えれると，τｇ
を色々変えてやってもＬ（fm）はある値以下にすること
は出来ないという課題がある。
第５図は中心周波数2GHzとし，この周波数から10KHzず
れた位置でのSSB位相ノイズ（即ち，のＬ（fm）をＬ
（10KHz）とし，磁界の強さΔＨを0.85 Oe,アンプの雑
音指数を2.5dBとし，静磁波遅延素子への入力パワー（P
in）をパラメータとしてSSB位相ノイズと郡遅延時間の
関係を示すものである。図によれば例えばPin＝−5dBm
に対してはSSB位相ノイズは−118dBc/Hz］よりは小さく
できず,Pin＝＋20dBmに対しては−143［dBc/Hz］よりは
小さく出来ない。
れた位置でのSSB位相ノイズ（即ち，のＬ（fm）をＬ
（10KHz）とし，磁界の強さΔＨを0.85 Oe,アンプの雑
音指数を2.5dBとし，静磁波遅延素子への入力パワー（P
in）をパラメータとしてSSB位相ノイズと郡遅延時間の
関係を示すものである。図によれば例えばPin＝−5dBm
に対してはSSB位相ノイズは−118dBc/Hz］よりは小さく
できず,Pin＝＋20dBmに対しては−143［dBc/Hz］よりは
小さく出来ない。
本考案は上記従来技術の課題に鑑みて成されたもので，
静磁波遅延素子と増幅器を複数段直列に接続することに
よりSSBノイズが小となる静磁波遅延線型発振器を実現
することを目的とする。
静磁波遅延素子と増幅器を複数段直列に接続することに
よりSSBノイズが小となる静磁波遅延線型発振器を実現
することを目的とする。
＜問題点を解決するための手段＞ 上記問題点を解決するための本考案の構成は，一様な磁
界中に配置された複数個の静磁波遅延素子と該静磁波遅
延素子からの出力を増幅する複数の増幅器と，一つのカ
プラからなり， 前記静磁波遅延素子の出力を増幅器に入力し，その増幅
器の出力を次段の静磁波遅延素子の入力側に接続し，更
にその静磁波遅延素子の出力を次段の増幅器に入力する
ことを繰り返してループ状にｎ段直列に接続し，前記静
磁波遅延素子と増幅器で構成されるループ中の前記増幅
器の出力端子と静磁波遅延素子の入力側との間に前記カ
プラを配置して前記ループ中の周波数発振信号を取り出
すように構成し，前記静磁波遅延素子の郡遅延時間を最
小のSSB位相ノイズとなる様に設定することによりSSB位
相ノイズを小さくしたものである。
界中に配置された複数個の静磁波遅延素子と該静磁波遅
延素子からの出力を増幅する複数の増幅器と，一つのカ
プラからなり， 前記静磁波遅延素子の出力を増幅器に入力し，その増幅
器の出力を次段の静磁波遅延素子の入力側に接続し，更
にその静磁波遅延素子の出力を次段の増幅器に入力する
ことを繰り返してループ状にｎ段直列に接続し，前記静
磁波遅延素子と増幅器で構成されるループ中の前記増幅
器の出力端子と静磁波遅延素子の入力側との間に前記カ
プラを配置して前記ループ中の周波数発振信号を取り出
すように構成し，前記静磁波遅延素子の郡遅延時間を最
小のSSB位相ノイズとなる様に設定することによりSSB位
相ノイズを小さくしたものである。
＜実施例＞ 以下，本考案を図面に基づいて説明する。第１図は本考
案の静磁波遅延線型発振器の一実施例を示す構成図であ
る。図において第３図と同一要素には同一符号を付して
重複する説明は省略するが，本実施例においては基板上
に静磁波遅延素子1a,1b,1cと増幅器2a,2b,2cが一つ置き
に配置され，静磁波遅延素子の出力トランスジューサ側
が増幅器の入力端子側に接続されこの増幅器の出力側が
静磁波遅延素子の入力トランスジューサ側にループ状に
配線されている。
案の静磁波遅延線型発振器の一実施例を示す構成図であ
る。図において第３図と同一要素には同一符号を付して
重複する説明は省略するが，本実施例においては基板上
に静磁波遅延素子1a,1b,1cと増幅器2a,2b,2cが一つ置き
に配置され，静磁波遅延素子の出力トランスジューサ側
が増幅器の入力端子側に接続されこの増幅器の出力側が
静磁波遅延素子の入力トランスジューサ側にループ状に
配線されている。
カプラ３はループを構成する配線の途中に配置され，ル
ープ中を流れる周波数発振信号を取出す。
ープ中を流れる周波数発振信号を取出す。
上記構成の周波数発振器において，中心周波数から10KH
zずれた位置の位相ノイズは式により次のように表わ
すことが出来る。
zずれた位置の位相ノイズは式により次のように表わ
すことが出来る。
Ｌ（10KHz）＝−177＋Ｆ−Pc −20log（２π・３τｇ・10KHz） … 即ち，静磁波遅延素子と増幅器の組み合わせを第１図に
示すような３組とすれば−20log〜の項に含まれるτｇ
が３τｇとなるのでSSB位相ノイズ（Ｌ）が小さくな
る。
示すような３組とすれば−20log〜の項に含まれるτｇ
が３τｇとなるのでSSB位相ノイズ（Ｌ）が小さくな
る。
また，アンプの入力パワーPcは Pc＝Pin−ｌ Pin−76.4×10-3・ΔＨ・τｇ であるので， Ｌ（10KHz）＝−177＋Ｆ−Pin＋76.4×10-3・ΔＨ・τ
ｇ −20log（２π・３τｇ・10KHz） … となり，一般化してｎ個の増幅器と静磁波遅延線をつな
いだときは Ｌ（10KHz）＝−177＋Ｆ−Pin＋76.4×10-3・ΔＨ・τ
ｇ −20log（２π・ｎτｇ・10KHz） 即ち，静磁波遅延素子と増幅器の組み合わせをｎ組とす
れば−20log〜の項に含まれるτｇがｎτｇとなるので
Ｌが小さくなる。
ｇ −20log（２π・３τｇ・10KHz） … となり，一般化してｎ個の増幅器と静磁波遅延線をつな
いだときは Ｌ（10KHz）＝−177＋Ｆ−Pin＋76.4×10-3・ΔＨ・τ
ｇ −20log（２π・ｎτｇ・10KHz） 即ち，静磁波遅延素子と増幅器の組み合わせをｎ組とす
れば−20log〜の項に含まれるτｇがｎτｇとなるので
Ｌが小さくなる。
従ってτｇを図５で示した様な最小のSSB位相ノイズと
なる様に設定した上でｎを増やして行くと位相差ノイズ
Ｌ（10KHz）を小さくすることが出来る。
なる様に設定した上でｎを増やして行くと位相差ノイズ
Ｌ（10KHz）を小さくすることが出来る。
第２図（イ），（ロ）は他の構成例を示す斜視図で，こ
の例では例えばシリコンやサファイア基板上に公知の半
導体技術やフォトリソグラフィの技術を用いて静磁波遅
延素子，増幅器，これらを結ぶ結線およびカプラを形成
し，この基板を積層してｎ段の発振器を形成したもので
ある。この様な構成によれば小形化が可能となる。
の例では例えばシリコンやサファイア基板上に公知の半
導体技術やフォトリソグラフィの技術を用いて静磁波遅
延素子，増幅器，これらを結ぶ結線およびカプラを形成
し，この基板を積層してｎ段の発振器を形成したもので
ある。この様な構成によれば小形化が可能となる。
＜考案の効果＞ 以上述べたように本考案によれば，一様な磁界中に配置
された複数個の静磁波遅延素子と該静磁波遅延素子から
の出力を増幅する複数の増幅器と，一つのカプラからな
り， 前記静磁波遅延素子の出力を増幅器に入力し，その増幅
器の出力を次段の静磁波遅延素子の入力側に接続し，更
にその静磁波遅延素子の出力を次段の増幅器に入力する
ことを繰り返してループ状にｎ段直列に接続し，前記静
磁波遅延素子と増幅器で構成されるループ中の前記増幅
器の出力端子と静磁波遅延素子の入力側との間に前記カ
プラを配置して前記ループ中の周波数発振信号を取り出
すように構成し，前記静磁波遅延素子の郡遅延時間を最
小のSSB位相ノイズとなる様に設定したので，従来に比
較して位相ノイズの少ない静磁波遅延線型発振器を実現
することが出来る。
された複数個の静磁波遅延素子と該静磁波遅延素子から
の出力を増幅する複数の増幅器と，一つのカプラからな
り， 前記静磁波遅延素子の出力を増幅器に入力し，その増幅
器の出力を次段の静磁波遅延素子の入力側に接続し，更
にその静磁波遅延素子の出力を次段の増幅器に入力する
ことを繰り返してループ状にｎ段直列に接続し，前記静
磁波遅延素子と増幅器で構成されるループ中の前記増幅
器の出力端子と静磁波遅延素子の入力側との間に前記カ
プラを配置して前記ループ中の周波数発振信号を取り出
すように構成し，前記静磁波遅延素子の郡遅延時間を最
小のSSB位相ノイズとなる様に設定したので，従来に比
較して位相ノイズの少ない静磁波遅延線型発振器を実現
することが出来る。
第１図は本考案に係る静磁波遅延線型発振器の一実施例
を示す構成図，第２図は他の構成例を示す斜視図，第３
図は従来例を示す構成図，第４図はSSB位相ノイズの説
明図，第５図はSSB位相ノイズと郡遅延時間の関係を示
す図である。 1a〜1c…静磁波遅延素子,2a〜2c…増幅器,3…カプラ。
を示す構成図，第２図は他の構成例を示す斜視図，第３
図は従来例を示す構成図，第４図はSSB位相ノイズの説
明図，第５図はSSB位相ノイズと郡遅延時間の関係を示
す図である。 1a〜1c…静磁波遅延素子,2a〜2c…増幅器,3…カプラ。
Claims (1)
- 【請求項１】一様な磁界中に配置された複数個の静磁波
遅延素子と該静磁波遅延素子からの出力を増幅する複数
の増幅器と，一つのカプラからなり， 前記静磁波遅延素子の出力を増幅器に入力し，その増幅
器の出力を次段の静磁波遅延素子の入力側に接続し，更
にその静磁波遅延素子の出力を次段の増幅器に接続する
ことを繰り返してループ状にｎ段直列に接続し，前記静
磁波遅延素子と増幅器で構成されるループ中の前記増幅
器の出力端子と静磁波遅延素子の入力側との間に前記カ
プラを配置して前記ループ中の周波数発振信号を取り出
すように構成し，前記静磁波遅延素子の郡遅延時間を最
小のSSB位相ノイズとなる様に設定することによりSSB位
相ノイズを小さくしたことを特徴とする静磁波遅延線型
発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6217288U JPH0648975Y2 (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 静磁波遅延線型発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6217288U JPH0648975Y2 (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 静磁波遅延線型発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01171111U JPH01171111U (ja) | 1989-12-04 |
| JPH0648975Y2 true JPH0648975Y2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=31287804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6217288U Expired - Lifetime JPH0648975Y2 (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 静磁波遅延線型発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0648975Y2 (ja) |
-
1988
- 1988-05-13 JP JP6217288U patent/JPH0648975Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01171111U (ja) | 1989-12-04 |
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