(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波を出力する高周波出力端子と、
第１の発振周波数を出力する第１の発振器と、
前記第１の発振周波数の１／Ｎ倍波（Ｎ＝２、３、・・・：１を除く自然数）と等しい第２の発振周波数を出力する第２の発振器と、
２つの入力端子を有し、一方の入力端子に前記第１の発振器の出力端子が接続され、他方の入力端子に前記第２の発振器の出力端子が接続された第１の周波数変換器と、
前記第１の周波数変換器の出力端子に接続された第１のフィルタと、
前記第１のフィルタの出力端子と前記高周波出力端子との間に挿入された周波数分周器とを備え、
前記第１のフィルタの通過周波数は、前記第１または第２の発振周波数の高調波の周波数であり、かつ前記第１の発振周波数よりも高い所望の周波数を通過させ、前記所望の周波数以外の不要な高次の周波数をカットする周波数に設定され、
前記高周波出力端子から出力される高周波は、前記周波数分周器の出力波からなることを特徴とする高周波発振装置。
【請求項２】
高周波を出力する高周波出力端子と、
第１の発振周波数を出力する第１の発振器と、
前記第１の発振周波数の１／Ｎ倍波（Ｎ＝１、２、３、・・・：自然数）と等しい第２の発振周波数を出力する第２の発振器と、
２つの入力端子を有し、一方の入力端子に前記第１の発振器の出力端子が接続され、他方の入力端子に前記第２の発振器の出力端子が接続された第１の周波数変換器と、
前記第１の周波数変換器の出力端子に接続された第１のフィルタと、
前記第１のフィルタの出力端子と前記高周波出力端子との間に挿入された周波数分周器と、
前記高周波を前記第１および第２の発振器に帰還する第１および第２の帰還経路の少なくとも一方と、
前記第１または第２の帰還経路内に挿入された第１の遅延手段とを備え、
前記第１の遅延手段の入力端子は、前記高周波出力端子に接続され、
前記第１の遅延手段の出力端子は、前記第１または第２の発振器のいずれか一方の入力端子に接続され、
前記第１のフィルタの通過周波数は、前記第１の発振周波数の高調波の周波数であり、かつ前記第１の発振周波数よりも高い所望の周波数を通過させ、前記所望の周波数以外の不要な高次の周波数をカットする周波数に設定され、
前記高周波出力端子から出力される高周波は、前記周波数分周器の出力波からなることを特徴とする高周波発振装置。
【請求項３】
高周波を出力する高周波出力端子と、
第１の発振周波数を出力する第１の発振器と、
前記第１の発振周波数の１／Ｎ倍波（Ｎ＝１、２、３、・・・：自然数）と等しい第２の発振周波数を出力する第２の発振器と、
２つの入力端子を有する第１の周波数変換器と、
前記第１の周波数変換器の出力端子に接続された第１のフィルタと、
前記第１のフィルタの出力端子と前記高周波出力端子との間に挿入された周波数分周器と、
前記周波数分周器の出力波からなる前記高周波を前記第１および第２の発振器に帰還する第１および第２の帰還経路を少なくとも一方と、
前記第１の周波数変換器の一方の入力端子に出力端子が接続された第１の遅延手段とを備え、
前記第１のフィルタの通過周波数は、前記第１の発振周波数の高調波の周波数であり、かつ前記第１の発振周波数よりも高い所望の周波数を通過させ、前記所望の周波数以外の不要な高次の周波数をカットする周波数に設定され、
前記第１の周波数変換器の他方の入力端子に前記第１または第２の発振器のいずれか一方の出力端子が接続され、
前記第１の遅延手段の入力端子に前記第１または第２の発振器の他方の出力端子が接続され、
前記第１および第２の帰還経路の少なくとも一方は、前記第１の遅延手段に接続された前記第１または第２の発振器に対する帰還経路からなり、
前記高周波出力端子から出力される高周波は、前記周波数分周器の出力波からなることを特徴とする高周波発振装置。
【請求項４】
前記第１および第２の発振器の少なくとも一方は、高調波注入同期発振器により構成されたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の高周波発振装置。
【請求項５】
高周波を出力する高周波出力端子と、
第１の発振周波数を出力する第１の発振器と、
前記第１の発振周波数の１／Ｎ倍波（Ｎ＝１、２、３、・・・：自然数）と等しい第２の発振周波数を出力する第２の発振器と、
２つの入力端子を有し、一方の入力端子に前記第１の発振器の出力端子が接続され、他方の入力端子に前記第２の発振器の出力端子が接続された第１の周波数変換器と、
前記第１の周波数変換器の出力端子と前記高周波出力端子との間に挿入された第１のフィルタと、
前記高周波を前記第１および第２の発振器に帰還する第１および第２の帰還経路の少なくとも一方と、
前記第１または第２の帰還経路内に挿入された第１の遅延手段とを備え、
前記第１および第２の発振器の少なくとも一方は、高調波注入同期発振器により構成され、
前記第１のフィルタの通過周波数は、前記第１の発振周波数の高調波の周波数であり、かつ前記第１の発振周波数よりも高い所望の周波数を通過させ、前記所望の周波数以外の不要な高次の周波数をカットする周波数に設定され、
前記第１の遅延手段の入力端子は、前記高周波出力端子に接続され、
前記第１の遅延手段の出力端子は、前記第１または第２の発振器のいずれか一方の入力端子に接続され、
前記高周波出力端子から出力される高周波は、前記第１のフィルタの出力波からなることを特徴とする高周波発振装置。
【請求項６】
高周波を出力する高周波出力端子と、
第１の発振周波数を出力する第１の発振器と、
前記第１の発振周波数の１／Ｎ倍波（Ｎ＝１、２、３、・・・：自然数）と等しい第２の発振周波数を出力する第２の発振器と、
２つの入力端子を有する第１の周波数変換器と、
前記第１の周波数変換器の出力端子と前記高周波出力端子との間に挿入された第１のフィルタと、
前記高周波を前記第１および第２の発振器に帰還する第１および第２の帰還経路の少なくとも一方と、
前記第１の周波数変換器の一方の入力端子に出力端子が接続された第１の遅延手段とを備え、
前記第１のフィルタの通過周波数は、前記第１の発振周波数の高調波の周波数であり、かつ前記第１の発振周波数よりも高い所望の周波数を通過させ、前記所望の周波数以外の不要な高次の周波数をカットする周波数に設定され、
前記第１の周波数変換器の他方の入力端子に前記第１または第２の発振器のいずれか一方の出力端子が接続され、
前記第１の遅延手段の入力端子に前記第１または第２の発振器の他方の出力端子が接続され、
前記第１および第２の帰還経路の少なくとも一方は、前記第１の遅延手段に接続された前記第１または第２の発振器に対する帰還経路からなり、
前記高周波出力端子から出力される高周波は、前記第１のフィルタの出力波からなることを特徴とする高周波発振装置。
【請求項７】
前記第１および第２の発振器の少なくとも一方は、増幅器により構成されたことを特徴とする請求項２から請求項６までのいずれか１項に記載の高周波発振装置。
【請求項８】
前記第１および第２の帰還経路の少なくとも一方に挿入された移相器を備えたことを特徴とする請求項２から請求項７までのいずれか１項に記載の高周波発振装置。
【請求項９】
前記第１の遅延手段は、第１の遅延伝送路により構成されたことを特徴とする請求項２から請求項８までのいずれか１項に記載の高周波発振装置。
【請求項１０】
前記第１の遅延手段は、第２のフィルタにより構成されたことを特徴とする請求項２から請求項８までのいずれか１項に記載の高周波発振装置。
【請求項１１】
前記第１の遅延手段は、光を発生する光発生器と、
光を電波で変調する光変調器と、
光を伝送する光伝送路と、
光を電波に変換する光電気変換器とを含み、
前記光変調器は、電波入力端子、光入力端子および出力端子を有し、
前記光変調器の光入力端子は、前記光発生器に接続され、
前記光変調器の出力端子は、前記光伝送路を介して前記光電気変換器の入力端子に接続され、
前記光変調器の電波入力端子は、前記第１の遅延手段の入力端子を構成し、
前記光電気変換器の出力端子は、前記第１の遅延手段の出力端子を構成することを特徴とする請求項２から請求項８までのいずれか１項に記載の高周波発振装置。
【請求項１２】
前記第１の遅延手段は、
第３の発振周波数を出力する第３の発振器と、
第２の遅延手段と、
それぞれ２つの入力端子および１つの出力端子を有する第２および第３の周波数変換器とを含み、
前記第２の周波数変換器の一方の入力端子は、前記第１の遅延手段の入力端子を構成し、
前記第３の周波数変換器の出力端子は、前記第１の遅延手段の出力端子を構成し、
前記第２の周波数変換器の出力端子は、前記第２の遅延手段の入力端子に接続され、
前記第３の周波数変換器の一方の入力端子は、前記第２の遅延手段の出力端子に接続され、
前記第２および第３の周波数変換器の各他方の入力端子は、前記第３の発振器の出力端子に接続されたことを特徴とする請求項２から請求項８までのいずれか１項に記載の高周波発振装置。
【請求項１３】
前記第３の発振器と前記第３の周波数変換器の他方の入力端子との間に挿入されて、前記第２の遅延手段と同等の遅延量を与える第３の遅延手段を備え、
前記第３の遅延手段の入力端子は、前記第３の発振器の出力端子に接続され、
前記第３の遅延手段の出力端子は、前記第３の周波数変換器の他方の入力端子に接続されたことを特徴とする請求項１２に記載の高周波発振装置。
【請求項１４】
前記第２および第３の遅延手段の少なくとも一方は、第２または第３の遅延伝送路により構成されたことを特徴とする請求項１３に記載の高周波発振装置。
【請求項１５】
前記第２および第３の遅延手段の少なくとも一方は、第２または第３のフィルタにより構成されたことを特徴とする請求項１３に記載の高周波発振装置。
【請求項１６】
前記第２および第３の遅延手段の少なくとも一方は、
光を発生する光発生器と、
前記光を電波で変調する光変調器と、
前記光を伝送する光伝送路と、
光を電波に変換する光電気変換器とを含み、
前記光変調器は電波入力端子と光入力端子と出力端子を備え、
前記光変調器の光入力端子は、前記光発生器に接続され、
前記光変調器の出力端子は、前記光伝送路を介して前記光電気変換器の入力端子に接続され、
前記光変調器の電波入力端子は前記第２または第３の遅延手段の入力端子であり、前記光電気変換器の出力端子は前記第２または第３の遅延手段の出力端子であることを特徴とする請求項１３に記載の高周波発振装置。
【請求項１７】
第４の発振周波数を出力する第４の発振器と、
２つの入力端子を有する第４の周波数変換器とを備え、
前記第４の周波数変換器の一方の入力端子は、前記高周波出力端子に接続され、
前記第４の周波数変換器の他方の入力端子は、前記第４の発振器の出力端子に接続され、
前記第４の周波数変換器の出力端子から出力波が得られることを特徴とする請求項１から請求項１６までのいずれか１項に記載の高周波発振装置。
【請求項１８】
前記第４の周波数変換器の出力端子に接続された第４のフィルタを備え、第４のフィルタの出力端子から出力波が得られることを特徴とする請求項１７に記載の高周波発振装置。
【請求項１９】
前記第１の遅延手段は、
第２の遅延手段と、
第３の遅延手段と、
それぞれ２つの入力端子および１つの出力端子を有する第２および第３の周波数変換器とを含み、
前記第２の周波数変換器の一方の入力端子は、前記第１の遅延手段の入力端子を構成し、
前記第３の周波数変換器の出力端子は、前記第１の遅延手段の出力端子を構成し、
前記第２の周波数変換器の出力端子は、前記第２の遅延手段の入力端子に接続され、
前記第３の周波数変換器の一方の入力端子は、前記第２の遅延手段の出力端子に接続され、
前記第３の周波数変換器の他方の入力端子は、前記第３の遅延手段の出力端子に接続され、
前記高周波発振装置は、さらに、
第４の発振周波数を出力する第４の発振器と、
２つの入力端子を有する第４の周波数変換器と、
前記第４の周波数変換器の出力端子に接続された第４のフィルタとを備え、
前記第４の周波数変換器の一方の入力端子は、前記高周波出力端子に接続され、
前記第４の周波数変換器の他方の入力端子は、前記第４の発振器の出力端子に接続され、
前記第４のフィルタの出力端子は、前記第２の周波数変換器の他方の入力端子と、前記第３の遅延手段の入力端子と、に接続され、前記第４のフィルタの出力端子から出力波が得られることを特徴とする請求項２から請求項８までのいずれか１項に記載の高周波発振装置。
【請求項２０】
前記第４の発振周波数は可変であり、前記第１および第２の発振周波数の高低に対する変化と、前記第４の発振周波数の高低に対する変化とが、逆の関係となるように設定されたことを特徴とする請求項１７から請求項１９までのいずれか１項に記載の高周波発振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高周波発振装置の位相雑音低減化および広帯域化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の高周波発振装置は、高周波を出力する信号源と、高周波を遅延させるディレイラインと、高周波の位相を調整する位相器と、分配された２波を合成するミクサとを備えている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記従来装置において、信号源から出力された高周波は、２分配された後、一方は直接ミクサに入力され、他方は、ディレイラインおよび位相器を介して、ミクサに入力される。こうして、２分配された信号は、ミクサにより周波数合成される。このとき、ディレイラインを通過した信号は、ある一定時間だけ遅延される。
【０００４】
ここで、ディレイラインでの遅延時間を信号源の周期のほぼ整数倍に設定し、元の信号と位相器の出力信号とが同位相となるように、位相器の位相変化量を決定することにより、ミクサによる周波数合成時に、遅延時間に対応した離調周波数の位相雑音をキャンセルするように構成されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３２７４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の高周波発振装置では、位相ノイズが相殺される成分は、遅延時間の整数倍の周期を持つ周波数のみであり、位相雑音全体を低減することができないという課題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、周波数変換により位相雑音全体を低減することのできる高周波発振装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明による高周波発振装置は、高周波を出力する高周波出力端子と、第１の発振周波数を出力する第１の発振器と、第１の発振周波数の１／Ｎ倍波（Ｎ＝２、３、・・・：１を除く自然数）と等しい第２の発振周波数を出力する第２の発振器と、２つの入力端子を有し、一方の入力端子に第１の発振器が接続され、他方の入力端子に第２の発振器が接続された第１の周波数変換器と、第１の周波数変換器の出力端子に接続された第１のフィルタと、第１のフィルタの出力端子と高周波出力端子との間に挿入された周波数分周器とを備え、第１のフィルタの通過周波数は、第１または第２の発振周波数の高調波の周波数であり、かつ第１の発振周波数よりも高い所望の周波数を通過させ、前記所望の周波数以外の不要な高次の周波数をカットするように設定され、高周波は、周波数分周器の出力波からなるものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、周波数変換により位相雑音全体を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る高周波発振装置を示す回路構成図である。
図１において、高周波発振装置は、高周波ｆ０を出力する高周波出力端子と、第１の発振周波数ｆ０を出力する第１の発振器（以下、単に「発振器」という）１１と、第２の発振周波数ｆ０を出力する第２の発振器（以下、単に「発振器」という）１２と、第１および第２の発振周波数の和の周波数を出力する第１の周波数変換器（以下、単に「ミクサ」という）２１と、ミクサ２１の出力端子に接続された第１のフィルタ（以下、単に「帯域通過フィルタ」という）３１と、帯域通過フィルタ３１の出力端子と高周波出力端子との間に挿入された周波数分周器４１とを備えている。
【００１１】
ここでは、第１および第２の発振周波数が等しい周波数ｆ０に設定されている。また、帯域通過フィルタ３１の通過周波数は、第１または第２の発振周波数の高調波の周波数２ｆ０に設定されている。
周波数分周器４１は、入力信号の周波数２ｆ０を１／２に分周して、元の周波数ｆ０の高周波として出力する。
なお、第１および第２の発振周波数は可変としてもよく、同様に、帯域通過フィルタ３１の通過周波数帯域は可変としてもよい。このことは、後述する実施の形態においても同様である。
また、発振器が出力する発振周波数は基本発振周波数の高調波であってもよいことは言うまでもない。
【００１２】
次に、図１に示したこの発明の実施の形態１による動作について説明する。
ミクサ２１は、発振器１１から出力される発振波（第１の発振周波数）と、発振器１２から出力される発振波（第２の発振周波数）とを２つの入力端子から取り込み、各周波数の和および差の周波数を出力する。
このとき、ミクサ２１に入力される２つの発振波は同じ周波数ｆ０であることから、ミクサ２１の出力端子からは、和の周波数２ｆ０と直流信号とが出力される。
図１では、便宜的に、ミクサ２１に入力される２つの発振波を同じ周波数ｆ０の場合を示したが、発振器１２からの発振波が周波数ｆ０／２である場合には、ミクサ２１の出力端子からは、和の周波数ｆ０＋ｆ０／２と、差の周波数ｆ０−ｆ０／２と、直流信号とが出力される。
【００１３】
ミクサ２１において、異なる２つの発振器１１、１２から出力された発振波のキャリヤは、コヒーレントに加算され、位相雑音はインコヒーレントに加算される。
一般に、キャリヤは、電圧加算されて６ｄＢだけ増加するのに対して、位相雑音は、電力加算されて３ｄＢ増加することに等しい。よって、位相雑音は、キャリヤに対する電力密度比であることから、３ｄＢだけ低減されたことになる。
【００１４】
ミクサ２１から出力される周波数のうち、直流および不要な高調波（高次の周波数）は、帯域通過フィルタ３１により抑制されて、帯域通過フィルタ３１からは、所望周波数の発振波が出力される。
【００１５】
帯域通過フィルタ３１から出力された所望の発振波（発振周波数２ｆ０）は、周波数分周器４１に入力されて１／２に分周され、元の発振波の周波数ｆ０に変換される。
このとき、周波数分周器４１からは、位相雑音が３ｄＢだけ低減された発振波が、最終的な高周波として、高周波出力端子から出力される。
【００１６】
以上のように、この発明の実施の形態１（図１）によれば、高周波を出力する高周波出力端子と、第１の発振周波数ｆ０を出力する発振器１１と、第１の発振周波数ｆ０の１／Ｎ倍波（Ｎ＝２、３、・・・：１を除く自然数）と概略等しい第２の発振周波数ｆ０／Ｎを出力する発振器１２と、２つの入力端子を有し、一方の入力端子に発振器１１の出力端子が接続され、他方の入力端子に発振器１２の出力端子が接続されて、第１および第２の発振周波数の和の周波数２ｆ０を出力するミクサ２１と、ミクサ２１の出力端子に接続された帯域通過フィルタ３１と、帯域通過フィルタ３１の出力端子と高周波出力端子との間に挿入された周波数分周器４１とを備え、帯域通過フィルタ３１の通過周波数は、第１の発振周波数の高調波の周波数２ｆ０に設定され、高周波は、周波数分周器４１の出力信号からなるので、たとえば、位相雑音を３ｄＢだけ低減することができ、周波数変換により位相雑音全体を低減することができる。
【００１７】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１（図１）では、２つの発振器１１、１２から出力される発振波（第１および第２の発振周波数）をミクサ２１で周波数変換することにより、位相雑音を低減させたが、図２のように、低減された発振波に遅延を与えて元の発振器に注入することにより、さらに位相雑音を低減させてもよい。
【００１８】
図２はこの発明の実施の形態２に係る高周波発振装置を示す回路構成図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図２において、周波数分周器４１の出力端子（高周波出力端子）には、発振器１１、１２への第１および第２の帰還経路（以下、単に「帰還経路」という）が設けられており、発振器１１への帰還経路内には、第１の遅延手段（以下、単に「遅延手段」という）１２１が挿入されている。
【００１９】
遅延手段１２１は、たとえば伝送路、フィルタなどによって構成され得る。
ここでは、高周波出力端子から発振器１１、１２の両方に対して、高周波の帰還経路が設けられているが、高周波を発振器１１、１２に帰還する帰還経路の少なくとも一方が設けられていればよい。
遅延手段１２１の入力端子は、高周波出力端子に接続され、遅延手段１２１の出力端子は、発振器１１の入力端子に接続されている。
【００２０】
遅延手段１２１は、高周波ｆ０を期間τだけ遅延させて発振器１１に入力する。
【００２１】
図２のように、２つの発振器１１、１２から出力される発振波をミクサ２１で周波数変換することにより、前述と同様に位相雑音が低減されるとともに、低減された発振波に遅延を与えて、元の発振器１１に注入することにより、さらに位相雑音を低減させることができる。
【００２２】
次に、図２に示したこの発明の実施の形態２による動作について説明する。
前述と同様に、ミクサ２１において、異なる２つの発振器１１、１２から出力された発振波のキャリヤはコヒーレントに加算され、位相雑音はインコヒーレントに加算されることにより、位相雑音は３ｄＢだけ低減される。
【００２３】
以下、ミクサ２１から出力される直流および不要な高調波は、帯域通過フィルタ３１により抑制され、帯域通過フィルタ３１から出力された所望の発振波は、周波数分周器４１により元の周波数ｆ０に変換される。このとき、周波数分周器４１から出力される発振波（高周波）は、位相雑音が３ｄＢだけ低減されている。
さらに、周波数分周器４１からの発振波は、高周波として外部に出力されるとともに、帰還経路を介して発振器１１および１２に帰還注入される。
【００２４】
一般に、発振器からの発振波の位相雑音は、発振器に注入された信号の位相雑音と等しくなることから、発振器１１、１２の発振波の位相雑音は、３ｄＢだけ低減されることになる。
こうして位相雑音が低減された発振器１１、１２の発振波を、ミクサ２１に再入力することにより、位相雑音の低減が繰り返され、前述の実施の形態１よりもさらに位相雑音が低減された発振波（高周波）が最終的に得られる。
【００２５】
ただし、上記効果を得るためには、発振器１１の発振波の位相雑音と、発振器１２の発振波の位相雑音とが、十分にインコヒーレントである必要がある。
したがって、図２のように、発振器１１への帰還経路に遅延手段１２１を挿入して遅延（期間τ）を与え、発振器１１、１２の各発振波の位相雑音をインコヒーレントにしている。
【００２６】
以上のように、この発明の実施の形態２によれば、高周波を発振器１１、１２に帰還する帰還経路の少なくとも一方と、帰還経路内に挿入された遅延手段１２１とを備え、遅延手段１２１の入力端子は、高周波出力端子に接続され、遅延手段１２１の出力端子は、発振器１１、１２のいずれか一方の入力端子に接続されているので、周波数変換により位相雑音全体をさらに低減することができる。
【００２７】
なお、上記（図２）の説明では、２つの発振器１１、１２から出力される発振波（第１および第２の発振周波数）をミクサ２１で周波数変換して位相雑音を低減させるとともに、低減された発振波に遅延を与えて元の発振器１１に注入してさらに位相雑音を低減させたが、図３のように、帰還経路を有する発振器１１または１２の出力端子に遅延手段１２１を接続しても同様の効果を奏する。
【００２８】
また、図４のように、発振器１１、１２の少なくとも一方は、高調波注入同期発振器（Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）により構成されてもよい。
なお、発振器１１、１２として高調波注入同期発振器を用いた場合には、後述する実施の形態３のように、周波数分周器４１を省略することもできる。
【００２９】
実施の形態３．
上記実施の形態２（図２）では、周波数分周器４１を用いたが、図５のように、発振器１１、１２の少なくとも一方を高調波注入同期発振器（Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）で構成することにより、周波数分周器４１を省略してもよい。
【００３０】
図５はこの発明の実施の形態３に係る高周波発振装置を示す回路構成図であり、前述（図１、図２参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図５においては、発振器１１に注入する周波数を元の周波数ｆ０／２の高調波ｆ０とすることにより、周波数分周器４１（図２参照）の分周比を「１」に設定している。つまり、周波数分周器４１を設けなくても、同等の低位相雑音化を実現することができる。
【００３１】
次に、図５に示したこの発明の実施の形態３による動作について説明する。
この場合、帯域通過フィルタ３１から出力された所望の発振波は、高周波として外部に出力されるとともに、一部が発振器１１、１２に帰還注入される。これにより、発振器１１、１２の高調波と、帰還経路を介して注入された高周波とが同期する。
【００３２】
一般的に、発振器の発振波の位相雑音は、注入された信号の位相雑音と等しくなることから、発振器１１、１２の発振波の位相雑音は３ｄＢだけ低減されることになる。このとき、発振器１１への帰還において、遅延手段１２１により遅延が与えられるので、発振器１１、１２の各発振波の位相雑音はインコヒーレントとなる。
以下、位相雑音が低減された発振器１１、１２の発振波をミクサ２１に入力することを繰り返すことにより、位相雑音が非常に低減された高周波が得られる。
【００３３】
以上のように、この発明の実施の形態３（図５）によれば、高周波を出力する高周波出力端子と、第１および第２の発振周波数を出力する発振器１１、１２と、第１および第２の発振周波数の和の周波数を出力するミクサ２１と、ミクサ２１の出力端子と高周波出力端子との間に挿入された帯域通過フィルタ３１と、高周波を発振器１１、１２に帰還する帰還経路の少なくとも一方と、帰還経路内に挿入された遅延手段１２１とを備え、発振器１１、１２の少なくとも一方は、高調波注入同期発振器により構成され、帯域通過フィルタ３１の通過周波数は、第１または第２の発振周波数ｆ０／２の高調波の周波数ｆ０に設定され、遅延手段１２１の入力端子は高周波出力端子に接続され、遅延手段１２１の出力端子は発振器１１の入力端子に接続されているので、前述の作用効果に加えて、コストダウンを実現することができる。
さらに、高調波注入同期発振器は、後述の実施の形態にも適用することができ、同等の作用効果を奏することは言うまでもない。
【００３４】
また、上記（図５）の説明では、帰還経路内に遅延手段１２１を挿入し、遅延を与えたが、図６のように、帰還経路を有する発振器１１または１２の出力端子に遅延手段１２１を接続しても同様の効果を奏する。
【００３５】
実施の形態４．
なお、上記実施の形態２（図２）では、発振器１１、１２を用いたが、図７のように、発振器１１、１２（の少なくとも一方）を増幅器１０１、１０２により構成してもよい。
図７はこの発明の実施の形態４に係る高周波発振装置を示す回路構成図であり、前述（図１、図２参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図７のように、２つの発振器を増幅器１０１、１０２により構成しても、低位相雑音の高周波を得ることができる。
【００３６】
次に、図７に示したこの発明の実施の形態４による動作について説明する。
図７において、増幅器１０１に入力された雑音は、増幅器１０１で増幅された後、ミクサ２１、帯域通過フィルタ３１および周波数分周器４１を介して、高周波出力端子から外部に出力される。また、高周波の一部は、帰還経路内の遅延手段１２１を介して、増幅器１０１に再入力され、上記処理動作を繰り返す。
【００３７】
上記処理動作の一巡において、増幅器１０１による利得があるので、電力がしだいに増加していく。
同様に、増幅器１０２に入力された雑音は、増幅器１０２で増幅された後、ミクサ２１、帯域通過フィルタ３１および周波数分周器４１を介して、増幅器１０２に再入力され、上記処理動作を繰り返すことにより、電力がしだいに増加していく。
【００３８】
このとき、ミクサ２１、帯域通過フィルタ３１、周波数分周器４１の周波数関係から、発振周波数が概略決定される。
また、ミクサ２１において、異なる２つの帰還経路の発振波のキャリヤは、コヒーレントに加算され、位相雑音は、インコヒーレントに加算される。
【００３９】
また、遅延手段１２１により遅延を与えて帰還するので、２つの帰還経路の発振波の位相雑音は、インコヒーレントとなる。したがって、位相雑音が低減された発振波をミクサ２１に入力することを繰り返すことで、位相雑音が非常に低減された発振波が得られる。
以上のように、発振器（の少なくとも一方）を増幅器１０１、１０２で構成しても、前述と同様に、位相雑音が非常に低減された高周波を得ることができる。
【００４０】
実施の形態５．
なお、上記実施の形態２（図２）では、特に言及しなかったが、図８のように、帰還経路の少なくとも一方（ここでは、発振器１１、１２への帰還経路）に移相器１１１、１１２を挿入し、帰還経路で与える遅延量を調整してもよい。
【００４１】
図８はこの発明の実施の形態５に係る高周波発振装置を示す回路構成図であり、前述（図１、図２、図７参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
ここでは、代表的に、図２の回路構成に移相器１１１、１１２を挿入した場合を示したが、他の実施の形態（図３〜図７）および後述の実施の形態にも適用可能なことは言うまでもない。
【００４２】
次に、図８に示したこの発明の実施の形態５による動作について説明する。
前述と同様に、ミクサ２１において、異なる２つの発振器１１、１２から出力された発振波のキャリヤはコヒーレントに加算され、位相雑音はインコヒーレントに加算されることにより、位相雑音は３ｄＢだけ低減される。
【００４３】
ミクサ２１から出力される直流および不要な高調波は、帯域通過フィルタ３１により抑制され、帯域通過フィルタ３１から出力された所望の発振波は、周波数分周器４１により元の周波数ｆ０に変換される。このとき、周波数分周器４１から出力される発振波（高周波）は、位相雑音が３ｄＢだけ低減されている。
さらに、周波数分周器４１からの発振波は、高周波として外部に出力されるとともに、帰還経路を介して発振器１１および１２に帰還注入され、位相雑音の低減が繰り返される。
【００４４】
ただし、上記効果を得るためには、発振器１１の発振波の位相雑音と、発振器１２の発振波の位相雑音とが、十分にインコヒーレントである必要がある。
したがって、図８のように、発振器１１への帰還経路に遅延手段１２１を挿入して遅延（期間τ）を与え、発振器１１、１２の各発振波の位相雑音をインコヒーレントにしている。
【００４５】
さらに、図８のように、帰還経路に移相器１１１、１１２を挿入して位相を調整することで、遅延量を調整し、位相雑音の低減量を調整可能としている。
【００４６】
以上のように、この発明の実施の形態５によれば、高周波を発振器１１、１２に帰還する帰還経路の少なくとも一方と、帰還経路内に挿入された遅延手段１２１と移相器１１１、１１２を備えているので、位相雑音の低減量を調整することができる。
【００４７】
実施の形態６．
なお、上記実施の形態２〜５（図２〜図８）では、遅延手段１２１の具体的構成について言及しなかったが、図９のように、第１の遅延伝送路（以下、単に「遅延伝送路」という）５１により構成してもよい。遅延伝送路５１は、たとえば同軸ケーブル、マイクロストリップ線路などによって構成され得る。
図９はこの発明の実施の形態６に係る高周波発振装置を示す回路構成図であり、代表的に、前述の実施の形態２（図２）に適用した場合を示している。
【００４８】
図９において、前述（図１、図２参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、前述と同様に、周波数分周器４１から出力される発振波（位相雑音が３ｄＢだけ低減されている）は、高周波として外部に出力されるとともに、帰還経路を介して発振器１１、１２に帰還注入される。
【００４９】
このとき、発振器１１への帰還において、遅延伝送路５１を通過することにより、遅延（期間τ）が生じるので、発振器１１、１２の各発振波の位相雑音は、インコヒーレントになる。したがって、位相雑音が低減された発振器１１、１２の発振波は、ミクサ２１に再入力されて、位相雑音の低減が繰り返されることにより、位相雑音が非常に低減された発振波が得られる。
このように、遅延手段１２１として遅延伝送路５１を用い、遅延伝送路５１を介して遅延を与えることにより、前述と同様に位相雑音を低減させることができる。
【００５０】
実施の形態７．
なお、上記実施の形態６（図９）では、遅延手段１２１として遅延伝送路５１を用いたが、図１０のように、第２のフィルタ（以下、単に「帯域通過フィルタ」という）３２により構成してもよい。
図１０はこの発明の実施の形態７に係る高周波発振装置を示す回路構成図であり、代表的に、前述の実施の形態２（図２）に適用した場合を示している。
【００５１】
図１０において、前述（図１、図２参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、前述と同様に、周波数分周器４１から出力される発振波（位相雑音が３ｄＢだけ低減されている）は、高周波として外部に出力されるとともに、帰還経路を介して発振器１１、１２に帰還注入される。
【００５２】
このとき、発振器１１への帰還において、帯域通過フィルタ３２を通過することにより、遅延が生じるので、発振器１１、１２の各発振波の位相雑音は、インコヒーレントになる。したがって、位相雑音が低減された発振器１１、１２の発振波は、ミクサ２１に再入力されて、位相雑音の低減が繰り返されることにより、位相雑音が非常に低減された発振波が得られる。
このように、遅延手段１２１として帯域通過フィルタ３２を用い、帯域通過フィルタ３２を介して遅延を与えることにより、前述と同様に位相雑音を低減させることができる。
【００５３】
実施の形態８．
なお、前述の実施の形態７（図１０）では、帰還経路内の帯域通過フィルタ３２の帯域について言及しなかったが、図１１のように、帯域通過フィルタ３２の通過周波数帯域を可変としてもよい。
図１１はこの発明の実施の形態８に係る高周波発振装置を示す回路構成図であり、前述（図１、図１０参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００５４】
この場合、帰還経路内の帯域通過フィルタ３２の通過周波数帯域を可変とすることにより、低位相雑音の効果を維持しつつ、高周波発振装置の出力周波数をさらに可変とすることができる。
【００５５】
たとえば、発振器１１、１２の発振周波数を可変とすると、高周波出力端子からは、位相雑音が低減された周波数可変の高周波が得られる。ただし、帯域通過フィルタ３２の通過周波数帯域は、大きな遅延を与えるために狭帯域に設定されている。
ここで、発振器１１、１２の発振周波数を広帯域に可変とする場合には、帯域通過フィルタ３２の通過周波数帯域を可変することにより、高周波出力端子からは、広帯域の発振周波数が得られる。
【００５６】
実施の形態９．
なお、上記実施の形態７（図１０）では、遅延手段１２１として帯域通過フィルタ３２を用いたが、図１２のように、光学系により構成してもよい。
図１２はこの発明の実施の形態９に係る高周波発振装置を示す回路構成図であり、前述（図１、図２参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００５７】
図１２において、発振器１１への帰還経路内に挿入された光学系は、光を発生する光発生器（以下、「レーザ光源」という）６１と、光を電波で変調する光変調器７１と、光を伝送する光伝送路（以下、「光ファイバ」という）８１と、光を電波に変換する光電気変換器（以下、「フォトダイオード」という）９１とにより構成されている。
【００５８】
光変調器７１の電波入力端子は、高周波出力端子（周波数分周器４１の出力端子）に接続され、光変調器７１の光入力端子は、レーザ光源６１に接続され、光変調器の出力端子は、光ファイバ８１を介してフォトダイオード９１の入力端子に接続されている。
フォトダイオード９１の出力端子は、発振器１１の入力端子に接続されている。
図１２のように、低位相雑音化された高周波を、帰還経路内で光として伝送しても、前述と同様に、遅延を与えて元の発振器１１に注入することができ、位相雑音の低減が得られる。
【００５９】
次に、図１２に示したこの発明の実施の形態９による動作について説明する。
前述のように周波数分周器４１から出力された高周波は、高周波出力端子から外部に出力されるとともに、発振器１１への帰還経路内の光変調器７１に入力される。
【００６０】
このとき、光変調器７１は、レーザ光源６１から出力される光を電波で変調し、変調された光を光ファイバ８１で伝送して遅延を与えることにより、発振器１１、１２の各発振波の位相雑音をインコヒーレントにする。
続いて、フォトダイオード９１は、光を電波に変換し、発振器１１に注入する。以下、位相雑音が低減された発振器１１、１２の発振波を、ミクサ２１に入力することにより、位相雑音の低減が繰り返されて、位相雑音が非常に低減された高周波が得られる。
【００６１】
以上のように、この発明の実施の形態９（図１２）によれば、高周波を発振器１１、１２に帰還する帰還経路の少なくとも一方と、帰還経路内に挿入された光学系とを備え、光学系は、光を発生するレーザ光源（光発生器）６１と、光を電波で変調する光変調器７１と、光を伝送する光ファイバ（光伝送路）８１と、光を電波に変換するフォトダイオード（光電気変換器）９１とを含み、光変調器７１の電波入力端子は高周波出力端子に接続され、光変調器７１の光入力端子はレーザ光源６１に接続され、光変調器７１の出力端子は、光ファイバ８１を介してフォトダイオード９１の入力端子に接続され、フォトダイオード９１の出力端子は、発振器１１の入力端子に接続されているので、前述と同様に、位相雑音を非常に低減した高周波を得ることができる。
【００６２】
実施の形態１０．
なお、上記実施の形態７（図１０）では、遅延手段１２１として帯域通過フィルタ３２を用いたが、図１３のように、遅延手段１２１をダウンコンバージョンおよびアップコンバージョンを行う２つのミクサ２２、２３と第３の発振周波数を出力する発振器１３と第２の遅延手段１２２で構成してもよい。
【００６３】
図１３はこの発明の実施の形態１０に係る高周波発振装置を示す回路構成図であり、前述（図１、図２参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図１３において、第１の遅延手段１２１は、それぞれ２つの入力端子および１つの出力端子を有する第２および第３の周波数変換器（以下、単に「ミクサ」という）２２、２３が、第２の遅延手段１２２の両端に位置するように挿入された構成である。
また、各ミクサ２２、２３に関連して、第３の発振周波数ｆｒを出力する第３の発振器（以下、単に「発振器」という）１３が設けられている。
【００６４】
ミクサ２２の一方の入力端子は、高周波出力端子（周波数分周器４１の出力端子）に接続され、ミクサ２２の出力端子は、遅延手段１２２の入力端子に接続されている。
ミクサ２３の一方の入力端子は、遅延手段１２２の出力端子に接続され、ミクサ２３の出力端子は、発振器１１（発振器１１、１２のいずれか一方）の入力端子に接続されている。
また、ミクサ２２、２３の各他方の入力端子は、発振器１３の出力端子に接続されている。
【００６５】
図３のように、帰還経路内において、発振器１３および各ミクサ２２、２３を用いてダウンコンバージョンおよびアップコンバージョンを行うことにより、遅延手段１２２が低周波数化し、高周波出力端子から出力される高周波を高周波数化することができる。
【００６６】
次に、図１３に示したこの発明の実施の形態１０による動作について説明する。
前述と同様に、ミクサ２１において、第１および第２の発振周波数ｆ０のキャリヤは、コヒーレントに加算され、位相雑音は、インコヒーレントに加算される。これにより、位相雑音（キャリヤに対する電力密度比）は、３ｄＢだけ低減される。
【００６７】
ミクサ２１から出力される直流および不要な高調波は、帯域通過フィルタ３１により抑制され、帯域通過フィルタ３１から出力された所望の発振波は周波数分周器４１に入力され、元の周波数ｆ０に変換される。
周波数分周器４１から出力される発振波（位相雑音が３ｄＢだけ低減されている）は、高周波として外部に出力されるとともに、発振器１１および１２に帰還注入される。
【００６８】
帰還経路においては、遅延手段１２１で遅延を与えて発振器１１に帰還するので、発振器１１、１２の各発振波の位相雑音は、インコヒーレントになる。以下、前述の実施の形態２と同様に、位相雑音が低減された発振器１１、１２の発振波を、ミクサ２１に再入力することにより、位相雑音の低減が繰り返されて、位相雑音が非常に低減された発振波が得られる。
【００６９】
ここで、高周波数帯では、大きな遅延を与える遅延手段は損失が大きくなって実現が難しくなるので、図１３のように、遅延手段１２２の前段でミクサ２２および発振器１３によりダウンコンバージョンを行い、遅延手段１２２の後段でミクサ２３および発振器１３によりアップコンバージョンを行うことにより、遅延手段１２２を低周波数化して、高周波発振装置の出力周波数を高周波数化する。
【００７０】
このとき、発振器１３からの第３の発振周波数ｆｒは、発振器１１、１２からの第１および第２の発振周波数ｆ０よりも低周波数帯の発振波に設定されているので、低位相雑音で実現可能である。
また、ミクサ２２、２３における周波数変換時の位相雑音の変化はなく、前述と同様に、ミクサ２１における位相雑音の低減効果は維持される。
【００７１】
以上のように、この発明の実施の形態１０（図１３）によれば、第３の発振周波数を出力する発振器１３と、それぞれ２つの入力端子および１つの出力端子を有するミクサ２２、２３とを備え、ミクサ２２の一方の入力端子は高周波出力端子に接続され、ミクサ２２の出力端子は遅延手段１２２の入力端子に接続され、ミクサ２３の一方の入力端子は遅延手段１２２の出力端子に接続され、ミクサ２３の出力端子は発振器１１の入力端子に接続され、ミクサ２２、２３の各他方の入力端子は発振器１３の出力端子に接続されているので、ミクサ２１における位相雑音の低減効果を維持するとともに、遅延手段１２２を低周波数化して、高周波発振装置の出力周波数を高周波数化することができる。
【００７２】
実施の形態１１．
なお、上記実施の形態１０（図１３）では、帰還経路内においてダウンコンバージョンおよびアップコンバージョンを行うことにより、遅延手段１２２を低周波数化して高周波発振装置の出力周波数を高周波数化したが、図１４のように、発振器１３とミクサ２３との間にさらに第３の遅延手段１２３を挿入して、発振器１３による位相雑音成分をミクサ２３においてコヒーレントにし、低位相雑音化してもよい。
【００７３】
図１４はこの発明の実施の形態１１に係る高周波発振装置を示す回路構成図であり、前述（図１、図２、図１３参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図１４において、発振器１３とミクサ２３の他方の入力端子との間には、第３の遅延手段（以下、単に「遅延手段」という）が挿入されている。
【００７４】
遅延手段１２３は、遅延手段１２２と同等の遅延量（たとえば、期間τ）を与えるように設定されている。
遅延手段１２３の入力端子は発振器１３の出力端子に接続され、遅延手段１２３の出力端子はミクサ２３の他方の入力端子に接続されている。
図１４のように、遅延手段１２３において、アップコンバージョンを行う発振波に遅延を与えることにより、さらに低位相雑音化を実現することができる。
【００７５】
次に、図１４に示したこの発明の実施の形態１１による動作について説明する。
前述と同様に、ミクサ２１から出力されて、帯域通過フィルタ３１を介した所望の発振波２ｆ０は、周波数分周器４１により、元の周波数ｆ０に変換される。
周波数分周器４１から出力される発振波（位相雑音が３ｄＢだけ低減されている）は、高周波発振装置からの高周波として外部に出力されるとともに、発振器１１、１２に帰還注入される。
【００７６】
このとき、遅延手段１２１により遅延を与えて発振器１１に帰還するので、発振器１１、１２の各発振波の位相雑音は、インコヒーレントになる。
以下、位相雑音が低減された発振器１１、１２の発振波をミクサ２１に再入力することにより、位相雑音の低減が繰り返されて、位相雑音が非常に低減された発振波が得られる。
【００７７】
また、前述の実施の形態１０と同様に、遅延手段１２２を低周波数化するために、遅延手段１２２の前段および後段において、ダウンコンバージョンおよびアップコンバージョンが行われる。
このとき、発振器１３の発振波の位相雑音が、発振器１１、１２の発振波の位相雑音よりも低ければ、ミクサ２２、２３における周波数変換時の位相雑音の変化はなく、ミクサ２１における位相雑音の低減効果は維持される。
【００７８】
しかしながら、発振器１１、１２の発振波の位相雑音は、低減効果によって、しだいに発振器１３の発振波の位相雑音と同等となり、位相雑音の低減効果が制限されてしまう。
そこで、図１４のように、発振器１３とミクサ２３との間に遅延手段１２２と同等の遅延量を与える遅延手段１２３を挿入する。
これにより、発振器１３による位相雑音成分は、ミクサ２３においてコヒーレントになることから、確実にキャンセルされるので、ミクサ２１における位相雑音の低減効果は維持される。
【００７９】
以上のように、この発明の実施の形態１１（図１４）によれば、発振器１３とミクサ２３の他方の入力端子との間に挿入されて、遅延手段１２２と同等の遅延量を与える遅延手段１２３を備え、遅延手段１２３の入力端子は発振器１３の出力端子に接続され、遅延手段１２３の出力端子はミクサ２３の他方の入力端子に接続されているので、発振器１３による位相雑音成分を確実にキャンセルして、ミクサ２１における位相雑音の低減効果を維持することができる。
【００８０】
実施の形態１２．
なお、前述の実施の形態１０、１１（図１３、図１４）では、遅延手段１２２、１２３の具体的構成について言及しなかったが、図１５のように、それぞれ第２のフィルタ、第３のフィルタ（以下、単に「帯域通過フィルタ」という）３２、３３により構成してもよい。
図１５はこの発明の実施の形態１２に係る高周波発振装置を示す回路構成図であり、代表的に前述の実施の形態１１（図１４）に適用した場合を示している。図１５において、前述（図１、図１０、図１３参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００８１】
次に、図１５に示したこの発明の実施の形態１２による動作について説明する。
前述と同様に、周波数分周器４１から出力される発振波（位相雑音が３ｄＢだけ低減されている）は、高周波として外部に出力されるとともに、帰還経路を介して発振器１１、１２に帰還注入される。
【００８２】
また、発振器１１への帰還において、帯域通過フィルタ３２により、遅延が与えられるので、発振器１１、１２の各発振波の位相雑音は、インコヒーレントになる。したがって、位相雑音が低減された発振器１１、１２の発振波は、ミクサ２１に再入力されて、位相雑音の低減が繰り返され、位相雑音が非常に低減された発振波が得られる。
【００８３】
さらに、図１５においては、帯域通過フィルタ３２を低周波数化するために、帯域通過フィルタ３２の前段では、ミクサ２２および発振器１３によるダウンコンバージョンを行い、帯域通過フィルタ３２の後段では、ミクサ２３および発振器１３によるアップコンバージョンを行う。
【００８４】
このとき、発振器１３とミクサ２３との間には、帯域通過フィルタ３２と同等の遅延量を与える帯域通過フィルタ３３が挿入されており、発振器１３による位相雑音成分は、前述の実施の形態１１と同様に、ミクサ２３においてコヒーレントとなってキャンセルされるので、位相雑音の低減効果が維持される。
このように、遅延手段１２２、１２３を帯域通過フィルタ３２、３３により構成し、遅延を与えることにより、前述と同様に位相雑音を低減させることができる。
【００８５】
なお、ここでは、遅延手段１２２、１２３をフィルタで構成した例を説明したが、前述のように、遅延伝送路、光学系などで構成してもよい。これは、他の実施例においても同様である。たとえば、第１〜第３の遅延手段は、それぞれ、第１〜第３の遅延伝送路に置き換えることができる。
【００８６】
実施の形態１３．
なお、上記実施の形態１２（図１５）では、ダウンコンバージョンおよびアップコンバージョンを行う発振器１３の発振周波数を所定値ｆｒに設定した例を示したが、図１６のように、発振器１３からの第３の発振周波数を可変としてもよい。
図１６はこの発明の実施の形態１３に係る高周波発振装置を示す回路構成図であり、前述（図１、図１０、図１３、図１５参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
ここでは、発振器１３の発振周波数を可変とするのみならず、帯域通過フィルタ３２も可変とする場合を示している。
【００８７】
この場合、帰還経路内の発振器１３の発振周波数を、ｆ１−ｆｒ１〜ｆ２−ｆｒ２（または、ｆ１＋ｆｒ１〜ｆ２＋ｆｒ２）に可変する。
これにより、帰還経路内の帯域通過フィルタ３２の可変範囲を狭くすることができるため、低位相雑音の効果を維持しつつ、高周波発振装置の出力周波数をさらに可変することができる。
【００８８】
図１６内の発振器１１への帰還経路において、前述と同様に、帯域通過フィルタ３２の前段および後段でダウンコンバージョンおよびアップコンバージョンを行うことにより、低周波数帯で帯域通過フィルタ３２により遅延が与えられる。
また、発振器１３とミクサ２３との間の帯域通過フィルタ３３により、帯域通過フィルタ３２と同等の遅延量が与えられ、発振器１３による位相雑音成分は、ミクサ２３においてコヒーレントとなってキャンセルされる。
【００８９】
したがって、位相雑音の低減効果が維持され、発振器１１、１２の各発振波の位相雑音は、インコヒーレントとなる。
以下、位相雑音が低減された発振器１１、１２の発振波をミクサ２１に入力することにより、位相雑音の低減が繰り返されて、高周波出力端子からは、位相雑音が非常に低減された発振波が得られる。
【００９０】
このとき、発振器１１、１２の発振周波数を可変としても、位相雑音の低減効果は各周波数にわたって維持され、前述の実施の形態８と同様に、帯域通過フィルタ３２の通過周波数帯域を可変とすることにより、発振源から位相雑音が低減された広帯域の出力周波数が得られる。
【００９１】
さらに、図１６のように、発振器１３の発振周波数を可変とすることにより、帯域通過フィルタ３２の通過周波数帯域を広帯域に可変設定しなくても、高周波出力端子からは、位相雑音が低減された広帯域の出力周波数が得られる。
また、発振器１３の発振周波数帯域を、発振器１１、１２の発振周波数帯域からある一定の周波数だけオフセットさせた帯域とすることにより、図１７に示すように、帯域通過フィルタ３２の通過周波数帯域をｆｒに固定とすることができる。
【００９２】
実施の形態１４．
なお、上記実施の形態１３（図１６）では、発振器１３とミクサ２３との間に挿入された帯域通過フィルタ３３の帯域について言及しなかったが、図１８のように、帯域通過フィルタ３３の通過周波数帯域を可変としてもよい。
図１８はこの発明の実施の形態１４に係る高周波発振装置を示す回路構成図であり、前述（図１、図１０、図１３、図１５参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
ここでは、前述の実施の形態１３（図１６）において、可変の帯域通過フィルタ３３を適用した場合を示している。
【００９３】
この場合、帰還経路内の発振器１３の発振周波数を可変として、帯域通過フィルタ３２の可変範囲を狭く設定可能にするのみならず、アップコンバージョン用の発振波に遅延を与える帯域通過フィルタ３３の通過周波数帯域も可変とすることにより、位相雑音の低減を広帯域にわたって実現することができる。
【００９４】
図１８内の発振器１１への帰還経路において、前述と同様に、帯域通過フィルタ３２の前段および後段でダウンコンバージョンおよびアップコンバージョンを行うことにより、低周波数帯で帯域通過フィルタ３２により遅延が与えられる。
また、発振器１３とミクサ２３との間の帯域通過フィルタ３３により帯域通過フィルタ３２と同等の遅延量を与えることにより、位相雑音の低減効果が維持され、発振器１１、１２の各発振波の位相雑音は、インコヒーレントになる。
【００９５】
以下、前述の実施の形態１３と同様に、位相雑音が低減された発振器１１、１２の発振波をミクサ２１に入力することにより、位相雑音の低減が繰り返されて、位相雑音が非常に低減された発振波が得られる。
また、発振器１１、１２の発振周波数を可変としても、上記の位相雑音の低減効果は各周波数にわたって維持され、帯域通過フィルタ３２の通過周波数帯域を可変とすることにより、位相雑音が低減された広帯域の出力周波数が得られる。また、発振器１３の発振周波数を可変とすることにより、帯域通過フィルタ３２の通過周波数帯域を広帯域に可変としなくても、位相雑音が低減された広帯域の出力周波数が得られる。
【００９６】
さらに、図１８のように、帯域通過フィルタ３３の通過周波数帯域を可変とすることにより、発振器１３の発振周波数が広帯域に可変される場合でも、帯域通過フィルタ３２と同等の遅延量を与えることができ、位相雑音の低減効果を広帯域に維持することができる。
【００９７】
実施の形態１５．
なお、前述の実施の形態３（図５）では、帯域通過フィルタ３１の出力波を最終的な高周波としたが、図１９のように、高周波出力端子に第４の周波数変換器（以下、単に「ミクサ」という）２４を挿入してもよい。
図１９はこの発明の実施の形態１５に係る高周波発振装置を示す回路構成図であり、前述（図１、図２参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００９８】
図１９において、高周波出力端子には、第４の発振周波数を出力する第４の発振器（以下、単に「発振器」という）１４と、２つの入力端子を有するミクサ２４とが設けられている。
ミクサ２４の一方の入力端子は、高周波出力端子に接続され、ミクサ２４の他方の入力端子は、発振器１４の出力端子に接続されている。
【００９９】
前述の実施の形態３（図５）では、発振器１１に注入する周波数を元の周波数の高調波とし、周波数分周器４１を不要とした状態（分周比＝１）で低位相雑音化を可能にしたが、図１９においては、低位相雑音化された信号を、ミクサ２４でさらにダウンコンバートすることにより、低位相雑音かつ広帯域の高周波を出力することができる。
【０１００】
次に、図１９に示したこの発明の実施の形態１５による動作について説明する。
前述のように帯域通過フィルタ３１から出力された所望の発振波は、高周波出力端子に挿入されたミクサ２４に入力されるとともに、一部が発振器１１、１２に帰還注入される。
【０１０１】
これにより、発振器１１、１２の高調波と、帰還経路を介して注入された高周波とが同期する。また、遅延手段１２１を介して発振器１１に帰還されるので、発振器１１、１２の各発振波の位相雑音は、インコヒーレントとなる。
以下、位相雑音が低減された発振器１１、１２の発振波は、ミクサ２１への入力を繰り返すことにより、最終的に位相雑音が非常に低減された高周波となる。
【０１０２】
さらに、図１９のように、帯域通過フィルタ３１からの出力波を、ミクサ２４および発振器１４でダウンコンバートすることにより、発振周波数帯域の広い高周波が出力される。
このとき、発振器１４の発振周波数は固定周波数ｆｄなので、十分に低位相雑音とすることができ、ミクサ２４から出力される最終的な高周波の位相雑音に影響を与えることはない。したがって、低位相雑音かつ広帯域の高周波が得られる。
なお、発振器１４の発振周波数は、固定周波数ｆｄでなくてもよく、十分に低位相雑音であればよい。
【０１０３】
以上のように、この発明の実施の形態１５（図１９）によれば、第４の発振周波数を出力する発振器１４と、２つの入力端子を有するミクサ２４とを備え、ミクサ２４の一方の入力端子は高周波出力端子に接続され、ミクサ２４の他方の入力端子は、発振器１４の出力端子に接続されているので、低位相雑音かつ広帯域の高周波を得ることができる。
また、高周波出力端子に接続されたミクサ２４および発振器１４は、上記実施の形態３（図５）に適用することのみならず、他の実施の形態１〜１４（図１〜図１８）のいずれにも適用することができ、同等の作用効果を奏することは言うまでもない。
【０１０４】
実施の形態１６．
なお、上記実施の形態１５（図１９）では、低位相雑音化された高周波をミクサ２４でダウンコンバートすることにより、低位相雑音かつ広帯域の高周波を出力可能に構成したが、図２０のように、ミクサ２４の出力端子に、さらに第４のフィルタ（以下、単に「低域通過フィルタ」という）３４を挿入してもよい。
【０１０５】
図２０はこの発明の実施の形態１６に係る高周波発振装置を示す回路構成図であり、前述（図１、２参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図２０において、ミクサ２４の出力端子には、低域通過フィルタ３４が接続されている。このように、低域通過フィルタ３４をミクサ２４の後段に挿入することにより、不要な出力を抑制して、低位相雑音かつ広帯域の高周波を出力することができる。
【０１０６】
次に、図２０に示したこの発明の実施の形態１６による動作について説明する。
まず、前述の実施の形態１５（図１９）と同様に、帯域通過フィルタ３１の出力波をミクサ２４および発振器１４でダウンコンバートすることにより、発振周波数帯域の広い高周波が出力される。
【０１０７】
このとき、発振器１４の発振周波数は固定周波数ｆｄなので、十分に低位相雑音とすることができ、ミクサ２４の出力信号の位相雑音に影響を与えることはない。
なお、発振器１４の発振周波数は、固定周波数ｆｄでなくてもよく、十分に低位相雑音であればよい。
【０１０８】
さらに、図２０のように、ミクサ２４の後段に挿入された低域通過フィルタ３４は、ミクサ２４からの不要な出力（高調波など）を抑制する。
これにより、不要な出力を抑制した低位相雑音かつ広帯域の高周波が得られる。
また、低域通過フィルタ３４の通過帯域周波数を可変としてもよい。
【０１０９】
実施の形態１７．
なお、上記実施の形態１５、１６（図１９、図２０）では、低域通過フィルタ３４の出力信号を最終的な高周波とするのみであったが、図２１のように、低域通過フィルタ３４の出力を発振器１１への帰還経路に関与させてもよい。
【０１１０】
図２１はこの発明の実施の形態１７に係る高周波発振装置を示す回路構成図であり、前述（図１、図２、図１３、図１４、図１９、図２０参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、発振器１１への帰還経路内の発振器１３の出力に変えて、周波数分周器４１の出力から周波数変換により生成することができるので、発振器１３を不要とすることができる。
【０１１１】
なお、ここでは、代表的に、前述の実施の形態１１に、低域通過フィルタ３４の出力信号の帰還構成を適用した場合を示しているが、前述の実施の形態１０、１２〜１４のいずれの構成にも適用可能なことは言うまでもない。
【０１１２】
次に、図２１に示したこの発明の実施の形態１７による動作について説明する。
まず、前述の実施の形態１６と同様に、ミクサ２４の後段の低域通過フィルタ３４は、ミクサ２４から出力される不要な高調波などを抑制し、最終的な高周波として出力する。
【０１１３】
さらに、図２１のように、低域通過フィルタ３４の出力波は、発振器１１への帰還経路内のミクサ２２の他方の入力端子と、遅延手段１２３の入力端子とに入力される。
なお、遅延手段１２３が用いられていない場合には、低域通過フィルタ３４の出力波は、ミクサ２２の他方の入力端子と、ミクサ２３の他方の入力端子とに入力される。
【０１１４】
これにより、帰還経路内の遅延手段１２２の前段において、ミクサ２２によりダウンコンバージョンが行われ、遅延手段１２２の後段において、ミクサ２３によりアップコンバージョンが行われ、低周波数帯で遅延手段１２２により遅延が与えられる。
【０１１５】
また、遅延手段１２３により、遅延手段１２２と同等の遅延量が与えられるので、低域通過フィルタ３４の出力波の位相雑音成分は、ミクサ２３においてコヒーレントとなりキャンセルされる。
したがって、位相雑音の低減効果が維持され、発振器１１、１２の各発振波の位相雑音はインコヒーレントとなる。以下、位相雑音が低減された発振器１１、１２の発振波をミクサ２１に入力することにより、位相雑音の低減が繰り返されて、位相雑音が非常に低減された発振波が得られる。
【０１１６】
以上のように、この発明の実施の形態１７（図２１）によれば、低域通過フィルタ３４の出力端子は、ミクサ２２の他方の入力端子と、遅延手段１２３の入力端子、またはミクサ２３の他方の入力端子と、に接続されているので、発振器１３を用いなくても、位相雑音が非常に低減された高周波を出力することができる。
【０１１７】
実施の形態１８．
なお、前述の実施の形態１６（図２０）では、発振器１４の発振周波数を用いてダウンコンバートすることでミクサ２４からの出力周波数を広帯域化したが、図２２のように、ダウンコンバート用の発振器１４の発振周波数を発振器１１、１２の発振周波数とは逆に変化させて、さらに広帯域化を実現してもよい。
【０１１８】
図２２はこの発明の実施の形態１８に係る高周波発振装置を示す回路構成図であり、前述（図１、図２、図１９、図２０参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、ダウンコンバートに用いる発振器１４の発振周波数ｆｄ１〜ｆｄ２（ｆｄ１＞ｆｄ２）を可変とし、発振器１１、１２の発振周波数ｆ１／２〜ｆ２／２（ｆ１／２＜ｆ２／２）とは逆に変化させることにより、さらに広帯域化を実現した高周波を得ることができる。
【０１１９】
次に、図２２に示したこの発明の実施の形態１６による動作について説明する。
前述の実施の形態１６と同様に、帯域通過フィルタ３１の出力信号をミクサ２４および発振器１４でダウンコンバートすることにより、発振周波数帯域の広い高周波が出力される。
【０１２０】
このとき、発振器１４の発振周波数は可変であるが、位相雑音は、ミクサ２４の出力波の位相雑音に影響を与えないように、十分低いものとする。
また、発振器１４の発振周波数を、発振器１１、１２の発振周波数とは逆に変化させる（たとえば、発振器１１、１２の発振周波数を３ＧＨｚから６ＧＨｚに変化させるとき、発振器１４の発振周波数を５ＧＨｚから３ＧＨｚに変化させる）ことにより、発振器１１、１２の発振周波数が低いときには大きくダウンコンバートし、発振器１１、１２の発振周波数が高いときには小さくダウンコンバートすることになる。
【０１２１】
この結果、ミクサ２４から出力される発振周波数帯域は広くなる。以下、ミクサ２４の後段に挿入された低域通過フィルタ３４は、ミクサ２４から出力される不要な高調波などを抑制し、不要な出力を抑制した低位相雑音かつ広帯域の高周波を出力する。
【０１２２】
以上のように、この発明の実施の形態１８（図２２）によれば、発振器１４の発振周波数を可変とし、発振器１１、１２の第１および第２の発振周波数の高低に対する変化と、発振器１４の第４の発振周波数の高低に対する変化とが、逆の関係となるように設定されているので、発振器１１、１２の発振周波数の変化をより拡大するようにダウンコンバートが行われ、不要な出力を抑制した低位相雑音かつ広帯域の高周波を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る高周波発振装置を示す回路構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係る高周波発振装置を示す回路構成図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係る高周波発振装置を示す回路構成図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る高周波発振装置を示す回路構成図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係る高周波発振装置を示す回路構成図である。
【図６】この発明の実施の形態３に係る高周波発振装置を示す回路構成図である。
【図７】この発明の実施の形態４に係る高周波発振装置を示す回路構成図である。
【図８】この発明の実施の形態５に係る高周波発振装置を示す回路構成図である。
【図９】この発明の実施の形態６に係る高周波発振装置を示す回路構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態７に係る高周波発振装置を示す回路構成図である。
【図１１】この発明の実施の形態８に係る高周波発振装置を示す回路構成図である。
【図１２】この発明の実施の形態９に係る高周波発振装置を示す回路構成図である。
【図１３】この発明の実施の形態１０に係る高周波発振装置を示す回路構成図である。
【図１４】この発明の実施の形態１１に係る高周波発振装置を示す回路構成図である。
【図１５】この発明の実施の形態１２に係る高周波発振装置を示す回路構成図である。
【図１６】この発明の実施の形態１３に係る高周波発振装置を示す回路構成図である。
【図１７】この発明の実施の形態１３に係る高周波発振装置を示す回路構成図である。
【図１８】この発明の実施の形態１４に係る高周波発振装置を示す回路構成図である。
【図１９】この発明の実施の形態１５に係る高周波発振装置を示す回路構成図である。
【図２０】この発明の実施の形態１６に係る高周波発振装置を示す回路構成図である。
【図２１】この発明の実施の形態１７に係る高周波発振装置を示す回路構成図である。
【図２２】この発明の実施の形態１８に係る高周波発振装置を示す回路構成図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１１〜１４  発振器、２１〜２４  ミクサ（周波数変換器）、３１〜３４  フィルタ、４１  周波数分周器、５１  遅延伝送路、６１  レーザ光源（光発生器）、７１  光変調器、８１  光ファイバ（光伝送路）、９１  フォトダイオード（光電気変換器）、１０１、１０２  増幅器、１１１、１１２  移相器、１２１〜１２３  遅延手段。
【図１】
0005574574.tif 000002
【図２】
0005574574.tif 000003
【図３】
0005574574.tif 000004
【図４】
0005574574.tif 000005
【図５】
0005574574.tif 000006
【図６】
0005574574.tif 000007
【図７】
0005574574.tif 000008
【図８】
0005574574.tif 000009
【図９】
0005574574.tif 000010
【図１０】
0005574574.tif 000011
【図１１】
0005574574.tif 000012
【図１２】
0005574574.tif 000013
【図１３】
0005574574.tif 000014
【図１４】
0005574574.tif 000015
【図１５】
0005574574.tif 000016
【図１６】
0005574574.tif 000017
【図１７】
0005574574.tif 000018
【図１８】
0005574574.tif 000019
【図１９】
0005574574.tif 000020
【図２０】
0005574574.tif 000021
【図２１】
0005574574.tif 000022
【図２２】
0005574574.tif 000023