JPS6343002B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は掃引信号発生器に関し、特にマイクロ
波掃引信号発生器において使用される同調可能な
フイルタ回路に関する。掃引信号発生器が、ラジ
オ周波帯およびマイクロ波帯の通信装置を試験す
るために使用されている。通信装置は広い周波数
帯域にわたつているので、掃引信号発生器も広帯
域な必要がある。

従来の掃引信号発生器は、複数の隣接する帯域
にわたつて掃引することによつて広い周波数帯域
をカバーしている（例えばHewlett―Packard
Journal 1975年３月号の１〜14ページ参照）。最
も低い周波数帯域は一般に、信号発生器内の掃引
発振器の基本周波数、例えば２から6GHzである。
そしてこの周波数はステツプリカバリダイオード
等から成る周波数逓倍器によつて逓倍され、例え
ば６から12GHz、12から18GHz等の高周波に変換
される。

同時に、周波数逓倍器からは多数の異なる次数
の高調波が出力されるので、所望の信号を選択出
力するために周波数逓倍器の出力部にフイルタを
必要とする。多帯域掃引信号発生器に使用される
フイルタとしては、同調可能な共鳴素子であるイ
ツトリウム―鉄―ガーネツト（YIG）球を使つた
トラツキングバンドパスフイルタが最適である。
このフイルタは通称YIGフイルタと呼ばれる。掃
引信号発生器には、2GHz以下、場合によつては
数ＭHzの出力信号が必要とされる。そこで従来の
掃引信号発生器は上述の低周波域をもカバーする
ために、独立の低周波信号発生器および扱いにく
い上に損失の生じる電気機械的な広帯域スイツチ
を設け、前記スイツチで低周波信号発生器の出力
とYIGフイルタの出力とを切換える構成としてい
た。

前記の電気機械的スイツチの切換わり速度は、
マイクロ波通信回路を試験する際の掃引速度に比
べ遅いので、数ＭHzから18GHz、あるいはそれ以
上の周波数域にわたつて連続的に掃引することは
困難であつた。たとえ、掃引速度を前記スイツチ
の切換わり速度に適応させたとしても、スイツチ
の切換わりのくり返しによつてスイツチが摩耗す
るという欠点を有していた。

本発明は上記欠点に鑑みなされたもので、純電
気的なスイツチを使用することにより簡単な構成
で、スイツチの切換わり速度が速く又、低周波帯
域の信号と高周波帯域の信号との干渉がない広帯
域な掃引信号発生器を提供することを目的とす
る。

以下本発明の一実施例を用いて説明する。

第１図は本発明の掃引信号発生器のブロツク図
である。第１図において、YIGフイルタ１１は
YIG球１０、入力結合環線１２、出力結合環線１
４および電磁石１６から成つている（YIGフイル
タの構造及び動作は上述のHewlett―Packard
Journal参照）。

ステツプリカバリダイオード１８は入力結合環
線１２の一端に接続されており、入力結合環線１
２の他端は接地されている。ステツプリカバリー
ダイオード１８は整合回路２２を介して高周波掃
引信号源２０によつて駆動される。高周波掃引信
号源２０は、本実施例では２から6.7GHzまで同
調するYIG同調発振器である。

YIG同調発振器２は分割器２５、変調器４、増
幅器６およびアイソレータ８を介して整合回路２
２に接続されている。整合回路２２は誘導性およ
び容量性のはしご形回路網から成り、ステツプリ
カバリダイオード１８の入力インピーダンスと高
周波掃引信号源２０の出力インピーダンスとを整
合させている。出力結合環線１４の一端は、出力
端子２４に接続されており又、他端はPINダイオ
ード等で成るスイツチングダイオード２６のアノ
ードに接続され、結節点１５を形成している。

スイツチングダイオード２６のアノードは低周
波掃引信号源２８の出力部に接続されている。低
周波掃引信号源２８は分割器２５を介してYIG同
調発振器２の出力部に又、変調器５を介して2G
Hzの信号を出力する固定発振器３の出力部にそれ
ぞれ接続されたミクサ１を有している。ミクサ１
の出力は低域フイルタ７、増幅器９および振幅制
限器１３を介して出力される。YIG同調発振器２
を2.01から4.5GHzまで掃引させれば、低周波掃引
信号源２８の出力信号は10MHzから2.5GHzまで
掃引される。スイツチングダイオード２６のカソ
ードはコンデンサ３０および制御線３２に接続さ
れている。制御線３２を介してスイツチングダイ
オード２６に順方向の直流バイアスが印加される
と、スイツチングダイオード２６は導通するの
で、結節点１５はコンデンサ３０を介して交流的
に接地される。コンデンサ３０は高周波掃引信号
源２０の出力周波数域において短絡となる様な値
に設定され又、低周波掃引信号源２８の周波数域
においては、高周波域での不要な直列共振が発生
しない様にできる限り低リアクタンスを有する値
に設定されている。スイツチングダイオード２６
は低い直列抵抗、例えば5Ω以下の抵抗値を有す
る様に選ばれる。

直流電流の経路はスイツチングダイオード２
６、制御線３２、同軸伝送線路３４、抵抗３６に
よつて構成されている。抵抗３６は低周波掃引信
号源２８の出力回路の一部を成している。負電位
が制御線３２に印加されると、スイツチングダイ
オード２６は順方向にバイアスされ導通する。

この時、YIGフイルタ１１は通常のYIGフイル
タとして動作する。同調用電流源３８から電磁石
１６へ適当な制御電流が印加されると、YIG球１
０は制御電流に対応した周波数で共鳴し、ステツ
プリカバリダイオード１８によつて発生する高周
波掃引信号源２０の高調波の１つを選択出力す
る。

出力結合環線１４の一方の端子はスイツチング
ダイオード２６によつて接地されているので、上
述の如くして選択された高調波は出力端子２４に
出力される。

次に、制御線３２に正の電位が印加されると、
スイツチングダイオード２６は逆バイアスされ、
非導通状態となる。この状態では低周波掃引信号
源２８の出力端子は接地されていないので、出力
結合環線１４を介して低周波掃引信号源２８の出
力が出力端子２４に得られる。同時に、出力結合
環線１４の一端は接地されていないので、YIGフ
イルタ１１の出力結合環線１４の分路インピーダ
ンスは増加する、例えば略1Ωから略50Ωに増加
する。

よつてステツプリカバリダイオード１８からの
信号の大部分はYIG球１０内へ反射される。さら
に、流れる電流およびステツプリカバリダイオー
ド１８によつて生じる高調波を減少させるので、
ステツプリカバリダイオード１８と接地間に直列
抵抗が挿入されたのと同一の効果が発生する。

上述の如くスイツチングダイオード２６への印
加バイアスを切換えることによつて高周波掃引信
号源２０の高調波出力から低周波掃引信号源２８
の出力へ容易に切換えることができる。しかしな
がら、ある周波数において、低周波および高周波
掃引信号源２８，２０の分離が完全に行なわれな
い。これは、以下述べるようにして解決できる。
即ち、一方の掃引信号源からの信号がYIGフイル
タ１１を介して出力されている間、他方の掃引信
号源からの信号を減少または遮断させることによ
つて両信号を分離させることができる。

たとえば、スイツチングダイオード２６が順方
向にバイアスされている時、低周波掃引信号源２
８からの信号を変調器５によつて数十分の１に減
衰させる。

上述の変調器５は固定発振器３の出力部に分路
手段として単一の若しくは複数のPINダイオード
を設ける構成でよい。

これらのPINダイオードが順バイアスされると
固定発振器３の出力は遮断される。さらに増幅器
９、振幅制限器１３は低周波掃引信号源２８の出
力を減衰させるために遮断される。同様に、スイ
ツチングダイオード２６が逆バイアスされると
YIG同調発振器２の出力信号は変調器４によつて
遮断され又、増幅器６も遮断される。

各変調器４，５はPINダイオードにより構成さ
れているので、スイツチ３５から供給されるバイ
アスに応じて素早いスイツチ動作を行なうことが
できる。その結果、低周波掃引信号源２８の出力
時と高周波掃引信号源２０の出力時に各変調器
４，５の素早いON，OFF動作が可能となり、両
出力が干渉しあうのを防止できる。

上述のスイツチ３５は、前記Hewlett―
Packard―Journalに掲載されている様に、周波
数制御回路によつて制御された簡単なフリツプ―
フロツプ回路で構成される。

スイツチングダイオード２６およびコンデンサ
３０は、図示した順序で結合されていれば直列イ
ンダクタンスは最小になり又、高周波特性は最良
になるが、相互に置換しても同様の特性を得るこ
とができる。

コンデンサ３０とスイツチングダイオード２６
を相互に置換すれば、抵抗３６は不要となる。
又、コンデンサ３０を除き、スイツチングダイオ
ード２６のカソードを直接接地させ、バイアスを
抵抗３６若しくは同軸伝送線路３４の中心導体線
に接続されたコイルを介して供給するような回路
で構成することもできる。

第２図、第３図、第４図は本発明の掃引信号発
生器の実装配置図であり、第２図は平面図、第３
図は底面図、第４図は背面図を示す。第１図と同
一部分には同一番号を付す。第２図において、サ
フアイア基板４０は穴４２を有し、穴４２には
YIG球１０が装着されている。

コンデンサ３０はサフアイア基板４０上に設け
られた導体に固着されており、スイツチングダイ
オード２６はコンデンサ３０の上部に直接固着さ
れている。金属性の線または帯で形成された出力
結合環線１４の一端はスイツチングダイオード２
６に接続され、他端は導体４４に固着されてお
り、円弧を描いてYIG球１０を跨いでいる。同軸
伝送線路４６の中心導体線４５の一端は導体４４
に固着され、他端は出力端子２４に結合されてい
る。コンデンサ３０が固着された導体は接地線４
８に結合され、コンデンサ３０の上面には他の導
体５０が固着されている。導体５０は制御線３２
に結合されている。第３図において、ステツプリ
カバリダイオード１８はサフアイア基板４０の底
面に装着されており又、金属性の線または帯で形
成された入力結合環線１２はステツプリカバリダ
イオード１８と接地線４８との間に接続されてい
る。入力結合環線１２は又、円弧を描いてYIG球
１０を跨いでおり、出力結合環線１４に対して直
交する位置にある。ステツプリカバリダイオード
１８は通常コンデンサ５２上に固着され、コンデ
ンサ５２は整合回路２２に接続された伝送線５４
に接続されている。

第５図に電磁石１６の断面図を示す。

第５図において、電磁石１６は上部磁石５６と
下部磁石５８とで構成されている。上部磁石５６
は上部ポール６２に巻かれた上部コイル６０を有
しており又、下部磁石５８は下部ポール６６に巻
かれた下部コイル６４を有している。

サフアイア基板４０は上部磁石５６と下部磁石
５８との間に保持され、YIG球１０は上部および
下部ポール６２，６６間の中心に配置されてい
る。

以上述べたように本発明によれば電気的スイツ
チを使用しているのでスイツチの切換え速度を高
速にでき、損失も生じない。

さらに、変調器および増幅器を制御することに
よつて高周波信号および低周波信号の相互干渉を
除去できる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の掃引信号発生器のブロツク
図。第２図、第３図、第４図は各々、本発明の掃
引信号発生器の実装平面図、底面図、背面図。第
５図は本発明の掃引信号発生器の電磁石の断面
図。 １１：YIGフイルタ、１６：電磁石、１８：ス
テツプリカバリダイオード、２０：高周波掃引信
号源、２２：整合回路、２６：スイツチングダイ
オード、２８：低周波掃引信号源、３５：スイツ
チ、３８：同調用電流源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 共鳴周波数が可変な電磁気的共鳴手段と、第
   １の電磁信号が入力される第１の信号入力手段
   と、前記第１の信号入力手段に接続され前記第１
   の電磁信号の高調波信号を発生する高調波信号発
   生手段、該高調波信号発生手段に接続されて記電
   磁気的共鳴手段に前記高調波信号を供給する第１
   の結合手段と、前記電磁気的共鳴手段から第２の
   結合手段を介して出力信号を導出する出力部と、
   第２の電磁信号を結節点を介して前記第２の結合
   手段に供給する第２の信号入力手段と、制御入力
   端子を有し、該制御入力端子に印加された第１の
   制御信号に応じて前記結節点を接地へ短絡し、前
   記制御入力端子に印加された第２の制御信号に応
   じて前記結節点を前記接地から分離する電気的に
   制御される短絡手段とから成り、前記第１の制御
   信号が前記短絡手段の前記制御入力端子に入力さ
   れたとき、前記電磁気的共鳴手段からの信号が前
   記出力部に出力され、前記第２の制御信号が前記
   短絡手段の前記制御入力端子に入力されたとき、
   前記第２の信号入力手段からの信号が出力部に出
   力されることを特徴とする掃引信号発生器。 ２ 前記電磁気的共鳴手段がYIG球で前記第１の
   結合手段と前記第１の結合手段が直交するように
   配置されて成る特許請求の範囲第１項記載の掃引
   信号発生器。