JPS5811122B2 - 固体発振装置 - Google Patents
固体発振装置Info
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- JPS5811122B2 JPS5811122B2 JP6540276A JP6540276A JPS5811122B2 JP S5811122 B2 JPS5811122 B2 JP S5811122B2 JP 6540276 A JP6540276 A JP 6540276A JP 6540276 A JP6540276 A JP 6540276A JP S5811122 B2 JPS5811122 B2 JP S5811122B2
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- 239000007787 solid Substances 0.000 title description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 36
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 20
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 8
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 8
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 8
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B9/00—Generation of oscillations using transit-time effects
- H03B9/12—Generation of oscillations using transit-time effects using solid state devices, e.g. Gunn-effect devices
- H03B9/14—Generation of oscillations using transit-time effects using solid state devices, e.g. Gunn-effect devices and elements comprising distributed inductance and capacitance
- H03B9/145—Generation of oscillations using transit-time effects using solid state devices, e.g. Gunn-effect devices and elements comprising distributed inductance and capacitance the frequency being determined by a cavity resonator, e.g. a hollow waveguide cavity or a coaxial cavity
- H03B9/146—Generation of oscillations using transit-time effects using solid state devices, e.g. Gunn-effect devices and elements comprising distributed inductance and capacitance the frequency being determined by a cavity resonator, e.g. a hollow waveguide cavity or a coaxial cavity formed by a disc, e.g. a waveguide cap resonator
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、固体発振素子を用いた固体発振装置に係り、
固体発振装置外部Ｑ値を低くすると同時に発生出力を効
率よく取り出すことができるようにすることを目的とす
るものである。
固体発振装置外部Ｑ値を低くすると同時に発生出力を効
率よく取り出すことができるようにすることを目的とす
るものである。
マイクロ波固体発振器、増幅器においてその外部Ｑ値を
低くするという要求は例えば注入同期増幅器及び自己注
入同期発振器などにおいて数多く為されている。
低くするという要求は例えば注入同期増幅器及び自己注
入同期発振器などにおいて数多く為されている。
低い外部Ｑ値の設計は固体発振素子のマウント構造や外
部付加回路の構成に太きく左右される。
部付加回路の構成に太きく左右される。
注入同期増幅器の同期引込み幅は注入同期増幅器に使う
発振器の外部Ｑ値に逆比例するので同期引込み幅を広く
して増幅器の帯域幅を広くするには発振器の外部Ｑ値を
低くしなければならない。
発振器の外部Ｑ値に逆比例するので同期引込み幅を広く
して増幅器の帯域幅を広くするには発振器の外部Ｑ値を
低くしなければならない。
同様に温度に対して発振周波数が不安定な発振器に温度
安定な高Ｑ共振器を結合させて発振周波数を安定化させ
る自己注入同期発振器においても、高Ｑ共振器を結合さ
せる前の発振器の外部Ｑ値を高Ｑ共振器の無負荷Ｑ値に
比して十分に小さくしておく必要がある。
安定な高Ｑ共振器を結合させて発振周波数を安定化させ
る自己注入同期発振器においても、高Ｑ共振器を結合さ
せる前の発振器の外部Ｑ値を高Ｑ共振器の無負荷Ｑ値に
比して十分に小さくしておく必要がある。
固体発振素子のマウントにも幾つかの方法が提案されて
おり、その１つとして従来より第１図に示したように固
体発振素子に円板状導体をかぶせた構造の固体発振器が
ある。
おり、その１つとして従来より第１図に示したように固
体発振素子に円板状導体をかぶせた構造の固体発振器が
ある。
第１図において１は固体発振素子で、該固体発振素子１
に円板状導体２をかぶせて方形導波管３内にマウントし
ている。
に円板状導体２をかぶせて方形導波管３内にマウントし
ている。
この構造では発振周波数は主として円板状導体２の径Ｄ
′により決定されてしまい、発振周波数の微調整には可
動短絡器４が使われる。
′により決定されてしまい、発振周波数の微調整には可
動短絡器４が使われる。
５は円板状導体２付近の電界の様子を示したものである
。
。
しかし上記従来形の第１図の構造による固体発振装置で
は円板状導体２の形成するラジアルモードのインピーダ
ンス（数ｌＯΩ）と導波管インピーダンス（数１００Ω
）とは大きく異なるためラジアルモードから導波管モー
ドへの交換がなめらかになされていない。
は円板状導体２の形成するラジアルモードのインピーダ
ンス（数ｌＯΩ）と導波管インピーダンス（数１００Ω
）とは大きく異なるためラジアルモードから導波管モー
ドへの交換がなめらかになされていない。
従って低い固体発振素子インピーダンス（数Ω〜数１０
Ω）から導波管インピーダンスへの変換もなめらかに行
なわれ得ないため、固体発振装置の外部Ｑ値は比較的高
くなり、しかも発振出力を効率よ（取り出せ得ない欠点
を有する。
Ω）から導波管インピーダンスへの変換もなめらかに行
なわれ得ないため、固体発振装置の外部Ｑ値は比較的高
くなり、しかも発振出力を効率よ（取り出せ得ない欠点
を有する。
本発明の目的は上記従来の欠点を簡単な構成による回路
を付加することにより改善しようとするものである。
を付加することにより改善しようとするものである。
以下本発明の幾つかの実施例を図面に基づき説明するが
、第１図と同一箇所にはすべて第１図と同一番号を付し
て説明する。
、第１図と同一箇所にはすべて第１図と同一番号を付し
て説明する。
第２図ａ、ｂは本発明の第１実施例を示し、固体発振素
子１には円板状導体２をかぶせてあり、方形導波管３内
にマウントされている。
子１には円板状導体２をかぶせてあり、方形導波管３内
にマウントされている。
４は可動短絡器である。
円板状導体２に近接した位置に容量性絞り６が設けられ
ている。
ている。
この容量性絞り６により同図すの電界７で示すように円
板状導体２のラジアルモードから導波管モードへのなめ
らかな電磁界モードの変換が可能となる。
板状導体２のラジアルモードから導波管モードへのなめ
らかな電磁界モードの変換が可能となる。
即ち、ここで、第１図の従来例と第２図の本発明の実施
例とを円板状導体２付近の第１図の電界５及び第２図す
の電界７とで比較すると、第２図すでの電界７の方が円
板状導体２から導波管３へなめらかに変化していること
がわかる。
例とを円板状導体２付近の第１図の電界５及び第２図す
の電界７とで比較すると、第２図すでの電界７の方が円
板状導体２から導波管３へなめらかに変化していること
がわかる。
即ち、このような容量性絞り６を付加することにより、
固体発振素子１の低インピーダンスな導波管３の高いイ
ンピーダンスへなめらかに変換することができる。
固体発振素子１の低インピーダンスな導波管３の高いイ
ンピーダンスへなめらかに変換することができる。
従って発振出力が効率よく導波管３の負荷側に取り出せ
て、しかも外部Ｑ値の低い固体発振装置が得られる。
て、しかも外部Ｑ値の低い固体発振装置が得られる。
ここで、容量性絞り６の位置は、円板状導体２の縁から
λｇ／８（λｇは管内波長）以内の距離に近接して設け
ると得られる効果が特に大きくなる。
λｇ／８（λｇは管内波長）以内の距離に近接して設け
ると得られる効果が特に大きくなる。
しかも、容量性絞り６の位置は円板状導体２から離れる
方向に対してだけでなく、円板状導体２と重なる方向に
対しても同様の効果が得られる。
方向に対してだけでなく、円板状導体２と重なる方向に
対しても同様の効果が得られる。
第３図は本発明の第２の実施例を示すもので、第２の実
施例の応用例を示した帯域阻止形安定化発振器である。
施例の応用例を示した帯域阻止形安定化発振器である。
第３図において固体発振素子１から約λｇ／２（λｇは
管内波長）の位置に温度変化に対して共振周波数が安定
な高Ｑ空胴共振器９が結合孔１０を通して導波管３と結
合されているそれ以外の構成は第２図の構成と全く同じ
である安定化高Ｑ空胴共振器９の共振周波数ｆｃに固体
発振装置の発振周波数ｆｏが近づくと、固体発振装置の
発振周波数ｆｏはｆｃに引き込まれてしまい、固体発振
装置はｆｃとほぼ同一周波数で発振するようになる。
管内波長）の位置に温度変化に対して共振周波数が安定
な高Ｑ空胴共振器９が結合孔１０を通して導波管３と結
合されているそれ以外の構成は第２図の構成と全く同じ
である安定化高Ｑ空胴共振器９の共振周波数ｆｃに固体
発振装置の発振周波数ｆｏが近づくと、固体発振装置の
発振周波数ｆｏはｆｃに引き込まれてしまい、固体発振
装置はｆｃとほぼ同一周波数で発振するようになる。
従って温度変化に対して発振周波数が変動する被安定化
発振器の発振周波数を安定化高Ｑ空胴共振器９により安
定化することができる。
発振器の発振周波数を安定化高Ｑ空胴共振器９により安
定化することができる。
以上の実施例では高Ｑ空胴共振器を使用したが、それ以
外にも温度変化に対して共振周波数が安定な誘電体共振
器を使用できることは言うまでもない。
外にも温度変化に対して共振周波数が安定な誘電体共振
器を使用できることは言うまでもない。
第４図は第２図の実施例で容量性絞り６の高さｈを変化
させた時の発振器の外部Ｑ値と発振出力のデータを示す
。
させた時の発振器の外部Ｑ値と発振出力のデータを示す
。
Ｈは導波管３の高さである。このデータより容量性絞り
６の高さｈを適当に選ぶことにより発振器の外部Ｑ値が
低くて発振効率のよい固体発振装置が得られると同時に
、外部Ｑ値の調整も容易にできることがわかる。
６の高さｈを適当に選ぶことにより発振器の外部Ｑ値が
低くて発振効率のよい固体発振装置が得られると同時に
、外部Ｑ値の調整も容易にできることがわかる。
第５図は本発明の第３実施例を示すものであり、第２図
における可動短絡器４のみを無反射終端器８に置き換え
たものである。
における可動短絡器４のみを無反射終端器８に置き換え
たものである。
固体発振素子１の低いインピーダンスと無反射終端器８
側の高い導波管インピーダンスとは容量性絞りがないの
で変換がなめらかに行なわれていない。
側の高い導波管インピーダンスとは容量性絞りがないの
で変換がなめらかに行なわれていない。
従って無反射終端器８側へ出てい（発振出力は非常に少
なくでき無反射終端器８で消費されてしまう発振電力は
少なく、それ散発振出力のほとんどは負荷側に効率よく
取り出すことができる。
なくでき無反射終端器８で消費されてしまう発振電力は
少なく、それ散発振出力のほとんどは負荷側に効率よく
取り出すことができる。
しかも、可動短絡器４を無反射終端器８に置き換えてい
るので、可動短絡器４による不要な共振特性が除去され
るため、固体発振器の発振特性が安定する。
るので、可動短絡器４による不要な共振特性が除去され
るため、固体発振器の発振特性が安定する。
第６図は本発明による第４実施例を示すもので、円板状
導体２０両側に近接して容量性絞り６と６′を設けたと
きの応用例を示したものである。
導体２０両側に近接して容量性絞り６と６′を設けたと
きの応用例を示したものである。
容量性絞り６′の導波管出力側には無反射終端器８が設
けられており、無反射終端器８と容量性絞り６′の間に
固体発振素子１から約λｇ／２（λｇは管内波長）の位
置に温度変化に対して共振周波数が安定な高Ｑ空胴共振
器９が結合孔１０を通して導波管３と結合されている。
けられており、無反射終端器８と容量性絞り６′の間に
固体発振素子１から約λｇ／２（λｇは管内波長）の位
置に温度変化に対して共振周波数が安定な高Ｑ空胴共振
器９が結合孔１０を通して導波管３と結合されている。
安定化高Ｑ空胴共振器９の共振周波数ｆｃに固体発振装
置の発振周波数ｆｏが近づ（と、固体発振装置の発振周
波数ｆ。
置の発振周波数ｆｏが近づ（と、固体発振装置の発振周
波数ｆ。
はｆｃに引き込まれてしまい、固体発振装置はｆｃとほ
ぼ同一周波数で発振するようになる。
ぼ同一周波数で発振するようになる。
従って温度変化に対して発振周波数が変動する被安定化
発振器の発振周波数を安定化高Ｑ空胴共振器９により安
定化することができる。
発振器の発振周波数を安定化高Ｑ空胴共振器９により安
定化することができる。
固体発振装置と安定化高Ｑ空胴共振器９との結合の大き
さは容量性絞り６′の高さｈｌだけでな（距離１１を変
えることによっても調整が可能であり、固体発振装置と
負荷側との結合は容量性絞り６の高さｈ２や距離１２を
変えることにより調整ができる。
さは容量性絞り６′の高さｈｌだけでな（距離１１を変
えることによっても調整が可能であり、固体発振装置と
負荷側との結合は容量性絞り６の高さｈ２や距離１２を
変えることにより調整ができる。
第７図は本発明による第５実施例を示すものである。
固体発振素子１、円板状導体２、可動短絡器４は第２図
の実施例の構成と全く同一である。
の実施例の構成と全く同一である。
１１は容量性絞りでねじ穴１４を有する導波管フランジ
１２と、ねじ穴１５を有する方形導波管１３との間に挾
み、ねじ１６により全体を固着させるような構成であり
、容量性絞り１１を上下方向、つまり方形導波管１３の
Ｈ面に垂直な方向にずらすことができる。
１２と、ねじ穴１５を有する方形導波管１３との間に挾
み、ねじ１６により全体を固着させるような構成であり
、容量性絞り１１を上下方向、つまり方形導波管１３の
Ｈ面に垂直な方向にずらすことができる。
第８図ａｙｂにそれぞれ第７図の実施例における容量性
絞り１１と導波管のフランジ１２の側面図である。
絞り１１と導波管のフランジ１２の側面図である。
容量性絞り１１の四隅はねじ１６の障害にならないよう
に取り除いである。
に取り除いである。
第７図の構成により容量性絞り１１の高さｈの調整毎に
容量性絞り１１を取り換える必要がなく、一枚の容量性
絞り１１だけで任意の高さｈに変更できるので、固体発
振装置の外部Ｑ値の調整を非常に容易に行なうことがで
きる。
容量性絞り１１を取り換える必要がなく、一枚の容量性
絞り１１だけで任意の高さｈに変更できるので、固体発
振装置の外部Ｑ値の調整を非常に容易に行なうことがで
きる。
本発明は以上述べたように実施し得るものであって、構
成が簡単な容量性絞りを固体発振素子にかぶせる円板状
導体の近傍に付加することにより、固体発振素子の低い
素子インピーダンスを高い導波管インピーダンスへなめ
らかに変換させることができ、固体発振装置の外部Ｑ値
を低くできると同時に発振出力を効率よく負荷に取り出
すことができる。
成が簡単な容量性絞りを固体発振素子にかぶせる円板状
導体の近傍に付加することにより、固体発振素子の低い
素子インピーダンスを高い導波管インピーダンスへなめ
らかに変換させることができ、固体発振装置の外部Ｑ値
を低くできると同時に発振出力を効率よく負荷に取り出
すことができる。
従って注入同期増幅器や自己注入同期発振器などに有効
である。
である。
しかも容量性絞りの取り付は位置が円板状導体の近傍で
あるために固体発振装置全体の外形寸法を小さくできる
。
あるために固体発振装置全体の外形寸法を小さくできる
。
更に容量性絞りの高さと位置を変えることにより容易に
固体発振装置と負荷との結合を調整できる。
固体発振装置と負荷との結合を調整できる。
更に固体発振素子にかぶせる円板状導体の両側にそれぞ
れ容量性絞りを付加して両方向性負荷の固体発振装置を
構成し、両方向の負荷に対する固体発振装置の結合の大
きさをそれぞれの容量性絞りの高さと位置により調整で
きる等々の効果を有するものである。
れ容量性絞りを付加して両方向性負荷の固体発振装置を
構成し、両方向の負荷に対する固体発振装置の結合の大
きさをそれぞれの容量性絞りの高さと位置により調整で
きる等々の効果を有するものである。
第１図は従来の円板状導体を固体発振素子にかぶせた構
成の固体発振装置を示す断面図であり、第２図は本発明
の第１実施例を示し同図ａは側断面図、ｂは正断面図、
第３図は本発明の第２実施例を示す断面図、第４図は第
２実施例における特性図、第５図〜第７図はそれぞれ本
発明の異なった実施例を示す断面図、第８図ａ、ｂはそ
れぞれ第１図の実施例における容量性絞りと導波管フラ
ンジの側面図を示す。 図中、１・・・・・・固体発振素子、２・・・・・・円
板状導体、３・・・・・一方形導波管、４・・・・・・
可動短絡器、５・・・・・電界、６，６′・・・・・・
容量性絞り、７・・・・電界、８・・・無反射終端器、
９・・・・・・空胴共振器、１０・・・・・・結合孔、
１１・・・・・容量性絞り、１２・・・・・・導波管フ
ランジ、１３・・・方形導波管、１４，１５・・・・・
・ねじ穴、１６・・・・・・ねじ。
成の固体発振装置を示す断面図であり、第２図は本発明
の第１実施例を示し同図ａは側断面図、ｂは正断面図、
第３図は本発明の第２実施例を示す断面図、第４図は第
２実施例における特性図、第５図〜第７図はそれぞれ本
発明の異なった実施例を示す断面図、第８図ａ、ｂはそ
れぞれ第１図の実施例における容量性絞りと導波管フラ
ンジの側面図を示す。 図中、１・・・・・・固体発振素子、２・・・・・・円
板状導体、３・・・・・一方形導波管、４・・・・・・
可動短絡器、５・・・・・電界、６，６′・・・・・・
容量性絞り、７・・・・電界、８・・・無反射終端器、
９・・・・・・空胴共振器、１０・・・・・・結合孔、
１１・・・・・容量性絞り、１２・・・・・・導波管フ
ランジ、１３・・・方形導波管、１４，１５・・・・・
・ねじ穴、１６・・・・・・ねじ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 固体発振素子に平板状導体をかぶせて導波管内にマ
ウントした固体発振装置において、該固体発振装置の導
波管開口片側または両側に前記平板状導体に近接して容
量性絞りを設けたことを特徴とする固体発振装置。 ２ 導波管を方形導波管とし、容量性絞りを前記方形導
波管のＨ面に垂直な方向に動かせるようにしたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の固体発振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6540276A JPS5811122B2 (ja) | 1976-06-03 | 1976-06-03 | 固体発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6540276A JPS5811122B2 (ja) | 1976-06-03 | 1976-06-03 | 固体発振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52147950A JPS52147950A (en) | 1977-12-08 |
| JPS5811122B2 true JPS5811122B2 (ja) | 1983-03-01 |
Family
ID=13285973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6540276A Expired JPS5811122B2 (ja) | 1976-06-03 | 1976-06-03 | 固体発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5811122B2 (ja) |
-
1976
- 1976-06-03 JP JP6540276A patent/JPS5811122B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52147950A (en) | 1977-12-08 |
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