(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）入力と出力とを有しており、該入力に供給される信号の周波数の奇数倍の周波数をもつ出力信号を該出力において提供する逓倍手段と、
（ｂ）（ｉ）    入力と出力とを有しており、該入力が前記逓倍手段の前記出力に結合している第１増幅器と、
（ｉｉ）  入力ポート、出力ポート及び制御ポートを有しており、該入力ポートには前記第１増幅器の前記出力が供給されている減衰器と、
（ｉｉｉ）前記第１増幅器の前記出力が供給する出力信号の変動に応答して、中間制御信号を提供する手段と、
（ｉｖ）  該増幅器回路の周囲温度を示す基準信号を提供する手段と、
（ｖ）    前記基準信号と前記中間制御信号とが供給され、前記減衰器の前記出力ポートにおける出力信号の信号レベルの変動を最小化する制御信号を前記制御ポートに提供する手段と、から構成される増幅器回路と、
から構成される周波数逓倍器。
【請求項２】
請求項１記載の周波数逓倍器であって、前記逓倍手段が１対のダイオードを含み、そのダイオード対の各々がアノードとカソードとを有し、各ダイオードの前記アノードが他方のダイオードの前記カソードに接続されている周波数逓倍器。
【請求項３】
請求項２記載の周波数逓倍器であって、入力と出力とを有し該入力は前記逓倍手段の前記出力に接続され該出力は前記増幅器回路の前記入力に接続されているハイパスフィルタを更に含む周波数逓倍器。
【請求項４】
請求項３記載の周波数逓倍器であって、入力と前記逓倍手段の入力に接続されている出力とを有する入力増幅器を更に含む周波数逓倍器。
【請求項５】
請求項４記載の周波数逓倍器であって、前記入力増幅器の前記出力に接続された入力と前記逓倍手段の前記入力に接続された出力とを有する整合ネットワークを更に含む周波数逓倍器。
【請求項６】
請求項５記載の周波数逓倍器であって、前記減衰器の前記出力ポートから信号が供給される入力と、出力とを有する第２の増幅器を更に有する周波数逓倍器。
【請求項７】
請求項６記載の周波数逓倍器であって、中間制御信号を提供する前記手段が、
（ａ）入力と出力とを有し、ショットキ・ダイオード・ディテクタを含むディテクタ回路と、
（ｂ）前記減衰器の前記入力ポートに供給される入力信号の一部分を前記ディテクタ回路の入力に結合させる手段と、
を含む周波数逓倍器。
【請求項８】
請求項７記載の周波数逓倍器であって、基準信号を提供する前記手段が、
（ａ）第１の端子と第２の端子とを有する温度変換器（トランスデューサ）と、
（ｂ）前記温度変換器の前記第１の端子と電圧源に接続された第１の端子と、前記温度変換器の前記第２の端子に接続された第２の端子とを有する第１の抵抗と、
（ｃ）第１の端子と第２の端子とを有する第２の抵抗であって、該第１の端子は前記温度変換器と該抵抗のそれぞれの前記第２の端子に接続され前記基準信号を提供し、該第２の端子は電圧源リターンに接続されている抵抗と、
を含む周波数逓倍器。
【請求項９】
請求項８記載の周波数逓倍器であって、前記制御信号を前記制御ポートに供給する手段が演算増幅器を含む周波数逓倍器。
【請求項１０】
（ａ）入力と出力とを有しており、該入力に供給される信号の周波数の偶数倍の周波数をもつ出力信号を該出力において提供する逓倍手段と、
（ｂ）（ｉ）    入力と出力とを有しており、該入力が前記逓倍手段の前記出力に結合している第１増幅器と、
（ｉｉ）  入力ポート、出力ポート及び制御ポートを有しており、該入力ポートには前記第１増幅器の前記出力が供給されている減衰器と、
（ｉｉｉ）前記第１増幅器の前記出力が供給する出力信号の変動に応答して、中間制御信号を提供する手段と、
（ｉｖ）  該増幅器回路の周囲温度を示す基準信号を提供する手段と、
（ｖ）    前記基準信号と前記中間制御信号とが供給され、前記減衰器の前記出力ポートにおける出力信号の信号レベルの変動を最小化する制御信号を前記制御ポートに提供する手段と、から構成される増幅器回路と、
から構成される周波数逓倍器。
【請求項１１】
請求項１０記載の周波数逓倍器であって、前記逓倍手段が、
（ａ）入力ポートとしての第１のポートと出力ポートとしての第２及び第３のポートとを有し、該第１のポートが前記逓倍手段の入力であるような第１の直角ハイブリッドと、
（ｂ）入力ポートとしての第１及び第４のポートと出力ポートとしての第２及び第３のポートを有し、該第１のポートは前記第１の直角ハイブリッドの前記第２のポートに接続され、該第４のポートは前記第１の直角ハイブリッドの前記第３のポートに接続され、該第２のポートは前記逓倍手段の出力である第２の直角ハイブリッドと、
（ｃ）第１及び第２のダイオードであって、各ダイオードがアノードとカソードとをもち、該第１のダイオードの該カソードは該第２のダイオードの該カソードと接地とに接続され、該第１のダイオードの該アノードは前記第１の直角ハイブリッドの第２のポートと前記第２の直角ハイブリッドの第１のポートとの間の接続点に接続され、該第２のダイオードのアノードは前記第１の直角ハイブリッドの第３のポートと前記第２の直角ハイブリッドの第４のポートとの間の接続点に接続されているダイオードと、
を含む周波数逓倍器。
【請求項１２】
請求項１１記載の周波数逓倍器であって、前記第１の直角ハイブリッドが第４のポートを含み、前記周波数逓倍器は更に第１及び第２の抵抗を含み、該第１の抵抗は前記第１の直角ハイブリッドの前記第４のポートと接地との間に配置され、該第２の抵抗は前記第２の直角ハイブリッドの前記第３のポートと接地との間に配置されている周波数逓倍器。
【請求項１３】
請求項１２記載の周波数逓倍器であって、前記逓倍手段の前記出力に接続された入力と前記増幅器回路の前記入力に接続した出力とを有するハイパスフィルタを更に含む周波数逓倍器。
【請求項１４】
請求項１３記載の周波数逓倍器であって、入力と出力とを有する入力増幅器を更に含み、該出力が前記逓倍手段の入力に接続している周波数逓倍器。
【請求項１５】
請求項１４記載の周波数逓倍器であって、前記入力増幅器の前記出力に接続された入力と、前記逓倍手段の前記入力に接続された出力とを有する整合ネットワークを更に含む周波数逓倍器。
【請求項１６】
請求項１５記載の周波数逓倍器であって、入力と出力とを有する第２の増幅器を更に含み、該入力に前記減衰器の出力ポートから信号が供給される周波数逓倍器。
【請求項１７】
請求項１６記載の周波数逓倍器であって、中間制御信号を提供する前記手段が、  （ａ）入力と出力とを有し、ショットキ・ダイオード・ディテクタを含むディテクタ回路と、
（ｂ）前記減衰器の前記入力ポートに供給される入力信号の一部分を前記ディテクタ回路の入力に結合させる手段と、
を含む周波数逓倍器。
【請求項１８】
請求項１７記載の周波数逓倍器であって、基準信号を提供する前記手段が、
（ａ）第１の端子と第２の端子とを有する温度変換器（トランスデューサ）と、
（ｂ）前記温度変換器の前記第１の端子と電圧源に接続された第１の端子と、前記温度変換器の前記第２の端子に接続された第２の端子とを有する第１の抵抗と、
（ｃ）第１の端子と第２の端子とを有する第２の抵抗であって、該第１の端子は前記温度変換器と該抵抗のそれぞれの前記第２の端子に接続され前記基準信号を提供し、該第２の端子は電圧源リターンに接続されている抵抗と、
を含む周波数逓倍器。
【請求項１９】
請求項１８記載の周波数逓倍器であって、前記制御信号を前記制御ポートに供給する手段が演算増幅器を含む周波数逓倍器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
本発明は、一般的には周波数逓倍器に関し、更に詳しくは周波数２倍器及び周波数３倍器に関する。
【０００２】
当該技術分野では周知のように、周波数逓倍器は、入力周波数をもつ入力信号から、その入力信号の入力周波数よりも大きな出力周波数をもつ出力信号を引き出すために用いられる。典型的には、出力周波数は入力周波数の正確な整数倍である。たとえば、周波数２倍器は入力信号の周波数の２倍の周波数をもつ出力信号を提供し、周波数３倍器は入力信号の周波数の３倍の周波数をもつ出力信号を提供する。周波数２倍器と周波数３倍器との組合せによって、所望の周波数をもつ信号を、ずっと低い周波数の信号をもとにして提供することができる。
【０００３】
多くの用途のための周波数逓倍器の重大な特性として、そのような周波数逓倍器は、入力信号にほとんど位相ノイズを付け加えていない出力信号を提供しなければならないという点である。位相ノイズは、短期的な周波数の変動を示すランダム性を記述するために用いられ、与えられた信号生成装置の局所的な安定性を示す重要な指標である。信号生成装置の用途においては、周波数逓倍器を含む信号生成装置の各要素が低い位相ノイズ特性をもつことにより、信号生成装置がほとんど位相ノイズをもたないようにしなければならない。周波数逓倍器は、ほとんど変動がなく制御された出力信号レベルをもつ出力信号を提供し、信号生成回路が提供した信号によって引き起こされる変動を最小化するのが望ましい。したがって、供給された入力信号にほとんど位相ノイズを加えることなく出力信号を提供し出力信号が一定の信号レベルを有するような周波数２倍器及び周波数３倍器を提供することが望まれる。
【０００４】
【発明の概要】
前述の背景に鑑みると、本発明の目的は、供給された入力信号にほとんど位相ノイズを加えることなく出力信号を提供する周波数逓倍器を提供することである。
【０００５】
また、一定の信号レベルをもつ出力信号を有する周波数逓倍器を提供することも本発明の目的である。
【０００６】
更に、適切な熱散逸を提供しながら、最小の空間を占める周波数逓倍器を供給することも本発明の目的である。
【０００７】
また更に、改善された周波数３倍器を提供することも本発明の目的である。
【０００８】
本発明によれば、周波数逓倍器は入力と出力とを有する手段を含み、出力において出力信号を供給し、出力信号は入力に供給された信号の周波数の奇数倍の周波数をもち、増幅回路は入力と出力とを有する第１の増幅器とゲイン制御回路とを含む。ゲイン制御回路は、入力ポート、出力ポート及び制御ポートをもち制御ポートに供給される制御信号に応答する可変減衰器を含み、その入力ポートに供給される入力信号を減衰してその減衰した信号を出力において提供する。ここで、入力ポートは第１増幅器の出力から供給される。ゲイン制御回路は更に、入力信号の変動に応答して中間制御信号を提供するディテクタを含み、基準信号は増幅器回路の周囲温度を示す。ゲイン制御回路は更に、基準信号と中間制御信号とが供給される差動増幅器を含み、制御ポートに制御信号を提供する。増幅回路は更に、可変減衰器の出力ポートからの供給による入力と周波数逓倍器の出力を提供する出力とを有する第２の増幅器を含む。このような配列において、周波数逓倍器が与えられて、入力信号の周波数の奇数倍、典型的には第３調波、の周波数を有する出力信号が提供され、周波数逓倍器による前記信号にほとんど位相ノイズが付加されることなくその出力信号は一定の信号レベルを有する。このような周波数逓倍器は、ローノイズ信号発生装置の要素として適している。
【０００９】
本発明の更なる特徴によれば、周波数逓倍器は入力と出力とを有する手段を含み、出力において出力信号を提供し、その出力信号は入力に供給された信号の周波数の偶数倍の周波数を有し、増幅回路は入力と出力とを有する第１の増幅器とゲイン制御回路とを含んでいる。ゲイン制御回路は、入力ポート、出力ポート及び制御ポートを有し、制御ポートに供給された制御信号に応答し、入力ポートに供給される入力信号を減衰して、その減衰した信号を出力において提供する。入力ポートは、第１の増幅器の出力によって供給される。ゲイン制御回路は更に、入力信号における変動に応答して中間制御信号を提供するディテクタと、増幅回路の周囲温度を示す基準信号を提供する温度補償回路とを含む。ゲイン制御回路は、また、基準信号と中間制御信号が供給されて制御ポートに制御信号を提供する差動増幅器を含む。増幅回路は、可変減衰器の出力ポートに供給される入力と該周波数逓倍器の出力を提供する出力とを有する第２の増幅器とを含む。このような構成で、周波数逓倍器が提供されて、入力信号の周波数の第２の調波の周波数を有する出力信号が提供され、この出力信号は該周波数逓倍器による前記信号に加わる位相ノイズもほとんどなく一定の信号レベルをもつ。このような周波数逓倍器は、ローノイズ信号発生装置内の要素としての利用に適切である。
【００１０】
【実施例】
図１において、温度補償ゲイン増幅器１０（以下、増幅器１０と呼ぶ）が、増幅器１０の入力でもある入力と出力とを有する第１の増幅器１２を含むことが理解されよう。この第１の増幅器１２は、１５ｄＢのゲインにフラット・ゲイン・レスポンスを与え、ここでは２．０ＧＨｚから６．０ＧＨｚの周波数幅の４．０ＧＨｚである帯域幅の１オクターブに対して１５ｄＢを超える反射減衰量を有する。この第１の増幅器１２の出力は、やはり第１及び第２の出力を有するカプラ１４の入力に接続されている。カプラ１４の第１の出力は、可変減衰器１６の入力ポートに接続されている。可変減衰器１６は、制御ポートと出力ポートとを有し、制御ポートにおける制御信号に応答して、ほぼ１２ｄＢを超える線形近似の減衰を提供することが可能である。可変減衰器１６の出力ポートは、増幅器１０の出力でもある出力を有する第２の増幅器１８の入力に接続されている。この第２の増幅器は第１の増幅器１２に似て、１５ｄＢのゲインにフラット・ゲイン・レスポンスを与え、１オクターブの帯域幅に対して１５ｄＢを超える反射減衰量を有する。
【００１１】
前述の部分を念頭におくと、可変減衰器１６の制御ポートに供給される制御信号は、フィードフォワ−ド・ゲイン制御ル−プ２８によって提供されることが理解されよう。したがって、カプラ１４の第２の出力は、ディテクタ２０の入力に接続されている。ディテクタ２０は、ディテクタ２０の入力に供給される信号の信号レベルによって決定される大きさを有する整流されたＤＣ電圧信号を供給することが可能である。ディテクタ２０の出力は、ローパスフィルタ２２の入力に接続されている。出力を有しているローパスフィルタ２２は、５０ＭＨｚ未満の周波数の信号の通過を許し、５０ＭＨｚを超える周波数の信号を阻止する。ローパスフィルタの出力は、演算増幅器２４（以下、差動増幅器２４とも呼ばれる）の第１の入力に接続されている。出力と第２の入力とを有する差動増幅器２４は、第１の入力に供給される第１の信号の大きさとディテクタ２０によって提供される第２の信号の大きさとの差で決定される大きさを有する出力信号を提供することが可能である。差動増幅器２４の出力は、可変減衰器１６の制御ポートに接続されている。
【００１２】
差動増幅器２４の第２の入力は、温度補償回路２６の出力に接続されている。温度補償回路２６は、その出力において基準信号を提供することができ、この基準信号は増幅器１０の周囲の温度を示しており、したがって、その周辺の温度によって決定され変動する大きさを有する。増幅器１０の周囲の温度が一定であるときには、温度補償回路２６の出力において提供される基準信号は、予め定められた値の大きさを有し、以下で記述されるように差動増幅器２４の第２の入力において適切な信号レベルを提供する。
【００１３】
以上を念頭におくと、第１の増幅器１２の入力において増幅器１０の入力に与えられる信号は、この第１の増幅器１２によって適切な信号レベルまで増幅される。ここでは、典型的には、−１７ｄＢｍから−２ｄＢｍに、である。第１の増幅器１２の出力での信号は、カプラ１４を通過して、そこで信号は０．５ｄＢ減衰され、可変減衰器１６の入力ポートに供給される。可変減衰器１６の入力ポートに供給された信号は、その出力において提供され、可変減衰器１６の制御ポートに与えられる制御信号によって決定される分を減衰される。ここでは、与えられる制御信号での信号の減衰は、典型的には５ｄＢである。可変減衰器１６の出力における信号は、第２の増幅器１８の入力に供給される。この第２の増幅器１８によって信号はほぼ１５ｄＢ増幅器され、この第２の増幅器１８の出力において提供される。このように記述される増幅器１０は、その入力に与えられる信号に対して、おおよそ２２．５ｄＢのゲインを提供する。
【００１４】
可変減衰器１６のための制御信号は、ゲイン制御ループ２８によって提供される。第１の増幅器１２の出力における信号の一部分はカプラ１４によって結合され、カプラ１４の第２の出力において提供される。カプラ１４の第２の出力からは、信号がディテクタ２０の入力に与えられる。ディテクタ２０は、ディテクタ２０の入力に与えられる信号の大きさが変動しない場合には、その出力において一定の整流されたＤＣ電圧信号を提供するように調整されており、また、入力信号の大きさが変動する場合には、電圧が入力信号の信号レベルの変化の大きさに比例する量だけ変化した、整流されたＤＣ電圧信号を提供するように調整されている。ディテクタ２０の出力信号は、ローパスフィルタ２２を通過し、そこで高い周波数の信号は拒絶される。ディテクタ２０の出力信号は、差動増幅器２４に中間制御信号を提供する。
【００１５】
中間制御信号は、可変減衰器１６の入力においてその大きさが変動しない場合には、予め定められた値の電圧を有することが理解されるべきである。可変減衰器１６の入力における信号レベルの大きさが増加する場合には、中間制御信号の電圧の値はそれに比例して増加し、可変減衰器１６の入力における信号レベルの大きさが減少する場合には、中間制御信号の電圧の値は、それに応じて減少する。したがって、中間制御信号の電圧の値の変化は、可変減衰器１６の入力における信号レベルの値の変化を表象している。
【００１６】
以上を基礎にすると、ディテクタ２０によって中間制御信号が提供され、基準信号が差動増幅器２４の第２の入力に与えられた場合には、演算増幅器２４の出力において提供される制御信号は、可変減衰器１６が提供する減衰の量を順に変化させる中間制御信号の変化に応じて変化する。増幅器１０の入力に与えられる入力信号の信号レベルが増加する場合には、ゲイン制御ループ２８は可変減衰器１６に制御信号を提供し、可変減衰器１６は、より大きな減衰を提供することがこれで明らかなはずである。逆に、増幅器１０の入力に与えられる入力信号の信号レベルが減少する場合には、ゲイン制御ループ２８は可変減衰器１６に制御信号を提供し、可変減衰器１６によって提供される減衰は、より小さなものになる。したがって、増幅器１０の出力において提供される出力信号は、ほぼ一定の信号レベルを有する。
【００１７】
前述のように、差動増幅器２４の第２の入力において、温度補償回路２６によって基準信号が提供される。予め定められた値の周囲の温度で、この基準信号は適切な電圧にセットされて、変動しない信号が可変減衰器１６の入力に提供されて、中間制御信号との差異が計測された場合に、差動増幅器２４の出力において適切な制御信号が提供される。この制御信号は、可変減衰器１６の制御ポートに与えられ、可変減衰器１６は予め定められた量の減衰をする。仮に周囲の温度が変化した場合には、基準信号の電圧レベルがそれに応じて変化し、これは、制御信号と可変減衰器１６が提供する減衰の量を変化させる。このような構成において、減衰の量は、温度変動に起因する第１及び第２の増幅器１２、１８の動作特性の変化による、第１及び第２の増幅器が提供するゲインの対応する変化量と相関関係を有するように適合させることができる。第１の増幅器１２と第２の増幅器１８とによって提供されるゲインの変化に適合するように、可変減衰器１６によって、減衰の変化を相関させることで、周囲の温度変化を経験した場合であっても一定の出力信号レベルを提供するように、増幅器１０が調整される。したがって、増幅器１０は出力信号を供給し、その出力信号レベルの、周囲の温度変動または増幅器１０への入力信号の信号レベルの変動に起因する変動が最小化される。
【００１８】
図２及び図３において、図１との関係で説明された増幅器１０が、ハイブリッド回路として設置されて図示されている。増幅器１０がハイブリッド回路として形成され、ストリップ導体を伴ったマイクロストリップ回路が、８０から１２０ミクロンの金が表面に配置された０．０１５インチの厚さのアルミナである基板（番号なし）上に配置されていることが理解されるべきである。金はアルミナに直接には接着しないため、典型的には約２０Åの厚さのチタニウム・タングステンから成る伝導性の層が、金の層とアルミナとの間に、金とアルミナとの接着を促進するために配置される。ストリップ導体は、ここでは、従来のフォトエッチング手法を用いて提供される。基板（番号なし）の反対側の表面上の伝導性の層は、ハイブリッド回路の接地を提供する。Ｃ１からＣ１９のコンデンサは平行板コンデンサである。すなわち、間に絶縁体の入った２枚の四角い金のプレートである。このような配置で、底部のプレートは、マイクロストリップ回路にボンドされており、接続の一方を完成させ、ボンドワイアは、上部のプレートに接続され、接続の他方を完成させる。図３においては、明確にする目的で単一のボンドワイアだけしか図示されていないが、標準的なボンディング法に合致する適切な接続を確実にするために、複数のボンドワイアが用いられる。
【００１９】
増幅器１０は、ここでは、直流１５ボルトの出力電圧を有する単一ソース電源から動作するように調整されている。入力信号は、ここでは典型的に−１７ｄＢｍであるが、第１の増幅器１２の出力に与えられる。第１の増幅器１２は、１５ｄＢのゲインを提供するモノリシック・マイクロ波（ＭＭＩＣ）増幅器Ｑ１を用いて実現されている。Ｑ１は、ここでは、米国テキサス州ダラスのテキサス・インスツルメンツ社製造のＴＧＡ８２２６である。増幅器Ｑ１は、１５ＶＤＣ電力線で運ばれる直流１５Ｖで電力を供給され、１００ｐＦのコンデンサＣ９及び１００ｐＦのコンデンサＣ１０とが、ＲＦ減結合パスに接地を提供する。コンデンサＣ９及びＣ１０は、その底部プレートが接地にボンドされ、ボンドワイアが用いられてコンデンサＣ９及びＣ１０の上部プレートを１５ＶＤＣ電力線に接続されるように、配置される。３９ｐＦのコンデンサＣ５が第１の増幅器１２の入力においてＤＣ分離を提供し、３９ｐＦのコンデンサＣ６が第１の増幅器１２の出力においてＤＣ分離を提供する。約−２ｄＢｍのレベルの信号を有する第１の増幅器１２の出力が、カプラ１４を通って、可変減衰器１６の入力に供給される。この信号は、カプラ１４によって０．５ｄＢ未満減衰され、よって、可変減衰器１６の入力においては、約−２．５ｄＢｍの信号レベルを有する。可変減衰器１６は、ＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）ＭＭＩＣ減衰器Ｑ３を用いて実現されている。Ｑ３は、ここでは、米国オレゴン州ビーバートンのトライキントセミコンダクタ社製造のＴｒｉｑｕｉｎｔ９１６１であり、その制御ポートにおける適切な制御信号によって＋２５°Ｃで５ｄＢの減衰を供給する。１００ｐＦのコンデンサＣ１２は、また、減衰器Ｑ３に接続されており、接地へのＲＦ減結合パスを供給する。
【００２０】
約−９．５ｄＢｍの信号レベルを有する減衰器Ｑ３の出力によって供給される可変減衰器１６の出力は、第２の増幅器１８の入力に与えられる。第２の増幅器は、１５ｄＢのゲインを供給するＭＭＩＣ減衰器Ｑ２によって実現され、Ｑ１と同様に、ここでは、ＴＧＡ８２２６である。３９ｐＦのコンデンサＣ７が第２の増幅器１８の入力においてＤＣ分離を提供し、３９ｐＦのコンデンサＣ８が第２の増幅器１８の出力においてＤＣ分離を提供する。ＭＭＩＣ増幅器Ｑ２は、１５ＶＤＣ電力線によって電力を供給され、１００ｐＦのコンデンサＣ１５が接地へのＲＦ減結合パスを提供する。
【００２１】
ゲイン制御ループ２８（図１）に信号を提供するために、カプラ１４は、第１の増幅器１２と可変減衰器１６との間に主線路を有し、結合線が、主線路上を結合線へ伝搬する信号の１部分を結合するように配置される。５０ｏｈｍの抵抗Ｒ１０が、結合線の端部に配置され、結合線を終端させる。結合線の他方の端部は、減衰器ＡＴ１に接続されて、信号は約３ｄＢ減衰され、ディテクタ２０の入力に供給される。
【００２２】
ディテクタ２０は、ダイオードＣＲ１のアノードに図示のように接続された、１．２ＫΩにセットされた２．４ＫΩの可変抵抗Ｒ６と、９００Ωにセットされた２．４ＫΩの可変抵抗Ｒ８と、１８ＫΩの抵抗Ｒ１１と、１８ＫΩの抵抗Ｒ１２とを含む電圧分割（分圧）回路を含む。１００ｐＦのコンデンサＣ４がダイオードＣＲ１と接地との間に接続されて、接地へのＲＦ減結合パスを提供する。ディテクタ２０への入力信号は、３９ｐＦのコンデンサＣ３を通り次に７．８ｎＨのインダクタＬ３を通り、ダイオードＣＲ１のカソードに供給される。更に、３０ｎＨのインダクタＬ２が、ダイオードＣＲ１と接地にされている１０ＫΩの抵抗Ｒ９との間に順に接続される。ダイオードＣＲ１のカソードからの信号パスが、ディテクタ２０からの出力を提供する。可変抵抗Ｒ８と可変抵抗Ｒ６は、ダイオードＣＲ１が、中間制御信号を提供するような適切な動作をするようにバイアスされるように調整される。
【００２３】
図示のように、ローパスフィルタ２２は２．４ＫΩの抵抗Ｒ１を含み、Ｒ１は１１３ｎＨのインダクタＬ１に順に接続され、Ｌ１は２．４ＫΩの抵抗Ｒ２に接続されている。１８０ｐＦのコンデンサＣ１が、抵抗Ｒ１とインダクタＬ１との間のジャンクションと接地との間に接続されている。１８０ｐＦのコンデンサＣ２が、インダクタＬ１と抵抗Ｒ２との間のジャンクションと接地との間に接続され、ローパスフィルタ２２を終端させている。ローパスフィルタ２２の出力線は、抵抗Ｒ２に第１の端部で接続されているのであるが、演算増幅器２４の入力の１つに接続されている。抵抗Ｒ１及びＲ２は、以下説明されるように、差動増幅器２４の演算特性をも決定する。
【００２４】
差動増幅器２４は、２２０ＫΩの抵抗Ｒ５を伴った演算増幅器Ｑ４を用いて構成され、Ｒ５は、Ｑ４の出力とＱ４の第１の入力との間に接続されており、この第１の入力は、また、ローパスフィルタ２２の出力に接続されている。演算増幅器Ｑ４は、ここでは、米国アリゾナ州フィーニックスのモトローラ・セミコンダクタ・プロダクツ・ディビジョン製造のＬＭ１５８である。演算増幅器Ｑ４は、更に、接地され、また、適切に１５ＶＤＣ電力線に接続されている。演算増幅器Ｑ４の第２の入力は、温度補償回路２６から供給される。抵抗Ｒ５、Ｒ１及びＲ２は、演算増幅器２４のゲイン・フィギャ（指数）を決定する。ＶＤをディテクタ２０の出力における電圧とし、ＶＲを演算増幅器Ｑ４の第２の入力における電圧とし、ＶＣを演算増幅器Ｑ４の出力における電圧とすると、これらの電圧の間の関係は、次の式で記述される。
【００２５】
【数１】ＶＣ＝ＶＲ（Ｇ＋１）−ＶＤＧ
ただし、  Ｇ＝Ｒ５／（Ｒ１＋Ｒ２）  ここでは、２２０ＫΩ／４．８ＫΩ
温度補償回路２６は、温度変換器（トランスデューサ）Ｑ５を含む。ここではＱ５は、米国マサチューセッツ州ノーウッドのアナログ・ディバイシーズ社のＡＤ５９０であり、第１の端子と第２の端子とを有している。温度変換器Ｑ５の第１の端子は１５ＶＤＣ電力線に接続されており、第２の端子は演算増幅器Ｑ４の第２の入力に接続されている。１００ｐＦのコンデンサＣ１６、１００ｐＦのコンデンサＣ１７、１００ｐＦのコンデンサＣ１８、１００ｐＦのコンデンサＣ１９が、ＶＤＣ電力線と接地との間に接続されて、接地へのＲＦ減結合パスを提供する。
【００２６】
電圧分割回路は、１６ＫΩの抵抗Ｒ７と２００Ωの抵抗Ｒ３とを含み、典型的に９０Ωにセットされている２４０Ωの可変抵抗Ｒ４が、図示のように、１５ＶＤＣ電力線と接地との間に順に接続されている。抵抗Ｒ７は、また、温度変換器Ｑ５と並列に配置されており、温度変換器Ｑ５の周囲の温度が知られている場合には、可変抵抗Ｒ４を調整することによって、適切な基準電圧が演算増幅器Ｑ４の第２の入力に供給される。
【００２７】
差動増幅器２４は、制御電圧出力ＶＣを提供し、ＶＣは、ＲＦ信号入力と温度補償回路２６によって提供される基準電圧に依存する。ディテクタ２０は、ＲＦ入力電力で決定される整流されたＤＣ電圧ＶＤを提供する。演算増幅器Ｑ４は、その２つの入力信号を同一の電圧レベルＶＲに保つように働き、ＶＲは、抵抗Ｒ７、Ｒ３及び温度変換器Ｑ５を含む抵抗ネットワークで決まる。電圧ＶＲが変化する場合には、出力電圧ＶＣがそれに応じて変化する。整流されたＤＣ電圧ＶＤが変化する場合には、抵抗Ｒ５、Ｒ１及びＲ２を通過する電流がそれに応じて演算増幅器Ｑ４によって変化する。Ｑ４は、電圧ＶＣを適切に変化させる。ローパスフィルタ２２は、ディテクタ２０からのＲＦエネルギをフィルタして、演算増幅器Ｑ４の出力における発振を防止する。
【００２８】
差動増幅器２４の出力は、ＧａＡｓＭＭＩＣ減衰器Ｑ３の制御ポートに供給される。１００ｐＦのコンデンサＣ１３及び１００ｐＦのコンデンサＣ１４は、ＧａＡｓＭＭＩＣ減衰器Ｑ３と接地との間に接続され、すべての漂遊ＲＦ信号をフィルタで除く、接地へのＲＦ減結合パスを提供する。
【００２９】
このような配置によって、ＭＭＩＣ増幅器Ｑ１及びＭＭＩＣ増幅器Ｑ２は、ＭＭＩＣ増幅器Ｑ１及びＱ２の動作への最小の影響を有する入力信号の信号レベルの変動の影響で飽和しないで、動作の線形領域において機能することができる。したがって、入力の信号レベルが増加すると、カプラ１４によってディテクタ２０に結合された信号のレベルが増加し、それによりディテクタ２０によって提供される信号レベルが増加する。ディテクタ２０によって提供される信号レベルの増加に伴い、ＧａＡｓＭＭＩＣ減衰器Ｑ３の制御ポートに供給される出力信号によって、ＧａＡｓＭＭＩＣ減衰器Ｑ３はその提供する減衰の量を増加させ、それにより、ＭＭＩＣ増幅器Ｑ２に供給される信号の信号レベルを減少させる。ＭＭＩＣ増幅器への入力信号の信号レベルが減少することにより、増幅器１０の出力信号の信号レベルは、ほぼ一定である。
【００３０】
周囲の温度が変化する場合には、温度変換器Ｑ５は、演算増幅器Ｑ４の第２の入力に供給される信号の基準電圧を変化させる。基準電圧の変化に伴い、ＧａＡｓＭＭＩＣ減衰器Ｑ３の制御ポートに供給される信号によって、ＧａＡｓＭＭＩＣ減衰器Ｑ３による減衰は、周囲の温度変化に起因する演算特性の変化によるＭＭＩＣ増幅器Ｑ１及びＱ２が提供するゲインの変化に対応して、変化する。このような配置によって、増幅器１０の出力信号の信号レベルに対する周囲の温度変化の効果は、減少する。
【００３１】
図４において、周波数逓倍器１００（ここでは周波数３倍器）が、入力と出力とを有する入力増幅器１３２を含んで図示されており、該入力は周波数逓倍器１００の入力にもなっている。入力増幅器１３２は、ここでは、部品番号ＨＰＭＡ−０３００でカリフォルニア州パロアルトのヒューレットパッカード社製造のシリコンＭＭＩＣ増幅器を使用する。入力増幅器１３２の出力は、整合ネットワーク（回路網）１３４の入力に接続されている。整合ネットワーク１３４は、その入力に供給される信号を条件付け、整合ネットワーク１３４の出力において、適切なレベルの信号を提供する。整合ネットワークの出力は、ダイオード対１３６の入力に接続されている。ダイオード対１３６は、出力も有しており、以下で詳細に説明される。出力と入力とを有し該入力がダイオード対１３６の出力に接続されているハイパスフィルタ１３８は、その入力に供給されるハイパスフィルタ１３８の周波数帯内の周波数を有する信号を通過させて出力し、該周波数帯に至らない信号は通過させない。ハイパスフィルタ１３８の出力は、増幅器１１０の入力に接続されている。増幅器１１０は、図１、図２及び図３に関連して前述した態様で動作する。増幅器１１０の出力は、周波数逓倍器１００の出力でもある出力を提供する。
【００３２】
基準発振器（図示されていない）からの８００ＭＨｚから１０００ＭＨｚの領域にある周波数を有する信号は、入力増幅器１３２の入力に供給され、そこで、前記信号は約９．３ｄＢの適切なレベルに増幅され、入力増幅器１３２の出力に提供される。入力増幅器１３２の出力における信号は、整合ネットワークの入力に供給され、そこで、信号は必要な条件付けがなされ、ダイオード対１３６の入力に供給される。
【００３３】
ダイオード対１３６は、逆並列ダイオードと呼ばれ、これは、２つのダイオード１３６ａと１３６ｂとが、一方のアノードが他方のカソードに並列に接続されることを意味する。１３６ａ及び１３６ｂの個々のダイオードが、整合されておりほぼ同一である場合には、入力信号が偶数調波の周波数を有する発生した信号の相対位相と振幅は、該信号がダイオード対１３６を出ようとする際に偶数調波の周波数を有する信号は相殺されることになる。偶数調波の周波数を有する信号はダイオード対の内部だけで存在する。入力信号が奇数調波の周波数を有する信号もまた存在して、ダイオード対１３６の出力において提供される。したがって、入力信号が周波数ｆ０を有する場合には、周波数が、ｆ０、３ｆ０、５ｆ０等である信号がダイオード対１３６の出力において提供される。ダイオード対１３６の出力において提供される出力信号をハイパスフィルタ１３８を通して供給することにより、周波数３ｆ０の信号を提供することが望まれるので、入力信号の周波数を有する信号はフィルタされて除かれ、第３の調波３ｆ０の周波数を有する信号を通過させる。したがって、ハイパスフィルタ１３８の出力において、入力信号の周波数の３倍の周波数を有する信号が、ハイパスフィルタ１３８の出力において提供される。
【００３４】
ハイパスフィルタ１３８の出力における信号は、増幅器１１０の入力に供給される。増幅器１１０は、図１、図２及び図３の増幅器１０に関連して前述した態様で動作する。増幅器１１０の入力に供給された信号は、第１の増幅器１１２で増幅され、カプラ１１４を通過した後で、可変減衰器１１６の入力に供給される。可変減衰器１１６の入力における信号は、可変減衰器１１６の制御ポートにおける信号によって制御されるのに応じて減衰され、可変減衰器１１６の出力から、第２の増幅器１１８の入力に供給される。第２の増幅器１１８の入力における信号は、増幅されて、周波数逓倍器１１０の出力でもある第２の増幅器１１８の出力において提供される。可変減衰器１６の入力に供給される信号の一部分は、カプラ１１４によってディテクタ１２０に結合され、ＤＣ整流電圧信号は、デベロップされて中間制御信号として差動増幅器１２４に提供される。温度補償回路１２６からの基準信号は、差動増幅器１２４の第２の入力に提供され、そこで該基準信号は、中間制御信号との差をとって、差動増幅器１２４の出力において制御信号を提供する。該制御信号は、可変減衰器１１６の制御ポートに供給され、可変減衰器１１６は予め定められた量の減衰を提供する。前述のように、周囲の温度が変化する場合には、基準信号の電圧レベルがそれに応じて変化し、それによって制御信号及び可変減衰器１１６によって提供される減衰の量が変化する。可変減衰器１１６による減衰の変化を相関させて、周囲の温度変動に起因する動作特性の変化による、第１の増幅器１１２及び第２の増幅器１１８が提供するゲインの変化に整合させることによって、増幅器１１０は、一定の出力信号レベルを提供するように調整される。
【００３５】
次に、図５及び図６において、図４に関連して説明された周波数逓倍器１００の更に詳細な説明が、ハイブリッド回路として実行されたものとして図示されている。周波数逓倍器１００は、直流１５Ｖの出力電圧を有する単一ソースの電源で動作するように調整されている。１００ｐＦのコンデンサＩＣ２５、１００ｐＦのコンデンサＩＣ２６及び１００ｐＦのコンデンサＩＣ２７が、単一ソースの電源から提供される１５ＶＤＣ電力線と接地との間に接続されて、ＲＦ減結合パスを提供する。周波数が８００ＭＨｚから１０００ＭＨｚの領域にあり、電力レベルが−５ｄＢｍから−１ｄＢｍで通常−３ｄＢｍである、基準発信器からの入力信号が入力増幅器１３２に供給される。入力線に配置された３９０ｐＦのコンデンサＩＣ６は、入力信号に対してシリコンＭＭＩＣバイポーラ増幅器ＩＱ１の入力への接続性をあたえるが、１５ＶＤＣ電力線からの分離を提供する。２８６Ωの抵抗ＩＲ１０、１４７ｎＨのインダクタＩＬ４及び０．０１ｕＦのコンデンサＩＣ７は、シリコンＭＭＩＣ増幅器ＩＱ１に図示のように接続されており、入力増幅器１３２のゲイン特性を提供する。シリコンＭＭＩＣ増幅器ＩＱ１の出力は、３９０ｐＦのコンデンサＩＣ３が間に配置された整合ネットワーク１３４に接続されており、入力増幅器１３２と整合ネットワーク１３４との間の１５ＶＤＣ電力線から更に分離を提供する。
【００３６】
整合ネットワーク１３４は、その入力において減衰器ＩＡＴ１を含むことができ、該入力に供給される信号は必要な場合には減衰されることができ、または、減衰器が用いられない場合には、ジャンパを用いて信号パスを接続することも可能である。１６ｎＨのインダクタＩＬ５及び１．６ｐＦのコンデンサＩＣ９は、図示のように接続されて、ダイオード対１３６に信号が供給される際に、該信号を条件付ける。
【００３７】
ダイオード対１３６への入力信号は、ダイオード対１３６によって前述のように３倍にされ、その出力においてハイパスフィルタ１３８の入力に提供される。
ハイパスフィルタ１３８は、その入力と出力との間に、１．０ｐＦのコンデンサＩＣ１１に直列に接続された１．２ｐＦのコンデンサＩＣ１０を含む。２．５ｎＨのインダクタＩＬ６が、コンデンサＩＣ１０とコンデンサＩＣ１１との間のジャンクションと接地との間に接続されている。４．３ｎＨのインダクタＩＬ７が、接地とハイパスフィルタ１３８の出力との間に接続されてハイパスフィルタを終端させている。前述のように、ハイパスフィルタ１３８は、入力信号の周波数の３倍の周波数を有する信号に信号パスを提供し、周波数帯未満の信号は通過を許さない。ハイパスフィルタ１３８の出力における信号は、増幅器１１０の入力に供給される。
【００３８】
図２及び図３の増幅器１０に関連して説明されたのと類似の態様で動作する増幅器１１０は、１５ｄＢのゲインを提供するＭＭＩＣ増幅器ＩＱ２を含む。ここでは、テキサス州ダラスのテキサスインスツルメンツ社製造の、以下で説明するＴＧＡ８２２６に加えて、ＴＧＡ８１６１でもよい。増幅器ＩＱ２には、３７Ωの抵抗ＩＲ１１、１００ｐＦのコンデンサＩＣ１６、１００ｐＦのコンデンサＩＣ１５及び１００ｐＦのコンデンサＩＣ１３を通過する１５ＶＤＣ電力線上に提供される直流１５Ｖによって電力が供給される。１００ｐＦのコンデンサＩＣ１２もまた、接地とＭＭＩＣ増幅器ＩＱ２とのあいだに接続されている。１００ｐＦのコンデンサＩＣ１４もまた同様である。ＭＭＩＣ増幅器ＩＱ２の出力は、１００ｐＦのコンデンサＩＣ１７とカプラ１４とを通ってＧａＡｓＭＭＩＣ減衰器ＩＱ３に供給される。ここでＩＱ３は、米国オレゴン州ビーバートンのＴｒｉｑｕｉｎｔ社製造のＴｒｉｑｕｉｎｔ９１６１である。ＧａＡｓＭＭＩＣ減衰器ＩＱ３は、１００Ωの抵抗ＩＲ１５を通過する１５ＶＤＣ電力線によって電力を供給され、約１２ＶＤＣを減衰器ＩＱ３に提供する。１００ｐＦのコンデンサＩＣ３０は、減衰器ＩＣ３への１２ＶＤＣの電力入力線と接地との間に接続されており、接地へのＲＦ減結合パスを提供する。１００ｐＦのコンデンサＩＣ１８は、図示のように、接地とＧａＡｓＭＭＩＣ減衰器ＩＱ３との間にも接続されている。
【００３９】
ＧａＡｓＭＭＩＣ減衰器ＩＱ３の出力は、１００ｐＦのコンデンサＩＣ２０を通ってＭＭＩＣ増幅器ＩＱ６の入力に供給される。ＩＱ６は、ここではＴＧＡ８２２６である。ＭＭＩＣ増幅器ＩＱ６は、１５ＶＤＣの電力線によって電力を供給されており、１００ｐＦのコンデンサＩＣ２８が接地へのＲＦ減結合パスを提供する。ＭＭＩＣ増幅器ＩＱ６の出力は、周波数逓倍器１００の出力を提供する。
【００４０】
ゲイン制御ループ（番号なし）に信号を提供するために、カプラ１１４は、コンデンサＩＣ１７とＧａＡｓＭＭＩＣ減衰器ＩＱ３との間の主線と、主線上を結合線へ伝播する信号の部分を結合するように配置されている結合線とを有している。５０Ωの抵抗ＩＲ１２が、結合線の端部に配置され、結合線を終端させる。結合線の他方の端部は３ｄＢの減衰器ＩＡＴ２に結合され、信号は、約３ｄＢ減衰されて、ディテクタ１２０の入力に供給される。
【００４１】
ディテクタ１２０は、１．２ｋΩにセットされた２．４ｋΩの可変抵抗ＩＲ８、９００Ωにセットされた２．４ｋΩに可変抵抗ＩＲ６、１８ｋΩの抵抗ＩＲ１３及びダイオードＩＣＲ１のアノードに図示のように接続された１８ｋΩの抵抗ＩＲ１４を含む電圧分割ネットワークを含んでいる。１００ｐＦのコンデンサＩＣ４が、ダイオードＩＣＲ１と接地との間に接続され、接地へのＲＦ減結合パスを提供する。ディテクタ１２０への入力信号は、３．６ｎＨのインダクタＩＬ３と３９０ｐＦのコンデンサＩＣ３を通って供給されてダイオードＩＣＲ１のカソードに与えられる。１．２ｐＦのコンデンサＩＣ５は、インダクタＩＬ３と減衰器ＩＡＴ２との間のジャンクションと接地との間に接続される。更に、３０ｎＨインダクタＩＬ２が、接地とダイオードＩＣＲ１のカソードとの間の１０ｋΩの抵抗ＩＲ９に図示のように直列に接続されている。ダイオードＩＣＲ１のカソードからの信号パスが、ディテクタ１２０からの出力を提供する。ダイオードＩＣＲ１が適切な動作のためにバイアスされていてローパスフィルタ１２２に中間制御信号を提供するように、可変抵抗ＩＲ８と可変抵抗ＩＲ６が調整されていることが望まれる。
【００４２】
ローパスフィルタ１２２は、２．４ｋΩの抵抗ＩＲ２に図示のように接続されている１１３ｎＨのインダクタＩＬ１と直列に接続されている２．４ｋΩの抵抗ＩＲ１を含む。１８０ｐＦのコンデンサＩＣ１は、抵抗ＩＲ１とインダクタＩＬ１との間のジャンクションと接地との間に接続されている。１８０ｐＦのコンデンサＩＣ２は、インダクタＩＬ１とローパスフィルタ１２２を終結させる抵抗ＩＲ２との間のジャンクションと接地との間に接続されている。ローパスフィルタ１２２の出力線は第１の端部において抵抗Ｒ２に接続されており、演算増幅器ＩＱ４の２つの入力のうちの１つにも接続されている。
【００４３】
演算増幅器ＩＱ４は、その出力とその第１の入力との間に接続されている２２０ｋΩの抵抗ＩＲ５を伴って構成されており、該第１の入力はローパスフィルタ１２２の出力にも接続されている。演算増幅器ＩＱ４は、ここでは、米国アリゾナ州フィーニックスのモトローラ・セミコンダクタ・ディビジョン社製造のＬＭ１５８である。演算増幅器ＩＱ４は、更に、接地と１５ＶＤＣの電力線に適切に接続されている。演算増幅器ＩＱ４の第２の入力は、温度補償回路１２６から供給される。
【００４４】
温度補償回路１２６は、温度変換器ＩＱ５を含み、これは米国マサチューセッツ州ノーウッドのアナログ・ディバイシーズ社のＡＤ５９０であって、第１の端子及び第２端子を有している。温度変換器Ｑ５の第１の端子は１５ＶＤＣの電力線に接続されており、第２の端子は演算増幅器ＩＱ４の第２の入力に接続されている。
【００４５】
電圧分割ネットワークは、１５ＶＤＣの電力線と接地との間に図示のように直列に接続されている、１６ｋΩの抵抗ＩＲ７、２００Ωの抵抗ＩＲ３及び７０Ωにセットされた２４０Ωの可変抵抗ＩＲ４を含む。抵抗ＩＲ７は温度変換器ＩＱ５と並列にも構成されており、温度変換器ＩＱ５の周囲温度が知られている場合に可変抵抗ＩＲ４を調整することによって、適切な基準電圧が演算増幅器ＩＱ４の第２の入力に供給される。
【００４６】
演算増幅器ＩＱ４の出力は、ＧａＡｓＭＭＩＣ減衰器ＩＱ３の制御ポートに供給される。１００ｐＦのコンデンサＩＣ１９は、ＧａＡｓＭＭＩＣ減衰器ＩＱ３の制御ポートと接地との間に接続されており、接地へのＲＦ減結合パスを提供し、すべての漂遊ＲＦ信号を除去する。
【００４７】
このような配置において、入力の信号レベルが増加すれば、カプラ１１４にディテクタ１２０によって結合された信号の信号レベルは増加し、それにより中間制御信号が提供する信号レベルが増加する。中間制御信号の信号レベル増加に伴って、ＧａＡｓＭＭＩＣ減衰器ＩＱ３の制御ポートに供給される出力信号により、ＧａＡｓＭＭＩＣ減衰器ＩＱ３はその提供する減衰の量を増加させて、ＭＭＩＣ増幅器ＩＱ６に供給される信号信号の信号レベルを減少させる。ＭＭＩＣ増幅器ＩＱ６に供給される信号信号の信号レベルが減少することで、増幅器１１０の出力信号の信号レベルはほぼ一定である。
【００４８】
周囲温度が変化する場合には、温度変換器ＩＱ５は、演算増幅器ＩＱ４の第２の入力に供給される信号の基準電圧を変化させる。この基準電圧の変化により、ＧａＡｓＭＭＩＣ減衰器ＩＱ３の制御ポートに供給される信号は、ＧａＡｓＭＭＩＣ減衰器が提供する減衰を変化させ、この変化は、周囲温度変化に起因する動作特性の変化による、ＭＭＩＣ増幅器ＩＱ２及びＩＱ６が提供するゲインの変化に対応している。このような配置において、増幅器１１０の出力信号の信号レベルへの周囲温度変化の影響は減少し、それにより、周波数逓倍器１００の出力において比較的一定の信号レベルが提供される。
【００４９】
次に図７においては、周波数２倍器２００が、入力と出力とを有しＲＦ信号がその入力に供給される入力増幅器２１２を含むものとして図示されている。該入力増幅器の出力は、出力も有する整合ネットワーク２１４の入力に接続されている。４つのポートを有する第１の直角ハイブリッド２１６が、図示のように、第１のポートが整合ネットワーク２１４の出力に接続され、第４のポートが接地への５０Ωの抵抗２２２に接続されているように、接続されている。第１の直角ハイブリッド２１６の第２のポート及び第３のポートは、それぞれ図示のように、そして以下説明するように、ダイオード２１８及び２２０に接続されている。
【００５０】
ダイオード２１８及び２２０は、ショットキ・ダイオードであり、ダイオード２１８のカソードとダイオード２２０のカソードとは接地に接続されている。ダイオード２１８のアノードは第１の直角ハイブリッド２１６の第２のポートに接続され、第２の２２０のアノードは第１の直角ハイブリッド２１６の第３のポートに接続されている。４つのポートを有する第２の直角ハイブリッド２２４は、第２の直角ハイブリッド２２４の第１のポートがダイオード２１８のアノードに接続され、第２の直角ハイブリッド２２４の第４のポートがダイオード２２０のアノードに接続されているように、接続されている。第２の直角ハイブリッド２２４の第３のポートは接地への５０Ωの抵抗２２６に図示のように接続され、第２の直角ハイブリッド２２４の第２のポートは出力も有するハイパスフィルタ２２８の入力に接続されている。ハイパスフィルタ２２８の出力は、増幅器２１０の入力に供給される。周波数２倍器２００の出力でもある出力を有する増幅器２１０は、図１、図２及び図３に関して説明された、対象とする周波数範囲に適した値を有する構成要素をもつタイプのものである。
【００５１】
周波数ｆ０を有する無線周波（ＲＦ）信号が、増幅器２１２の入力に供給され、そこで該ＲＦ信号は増幅され整合ネットワーク２１４の入力に供給される。該信号は、整合ネットワーク２１４によって適切に条件付けられ、第１の直角ハイブリッド２１６の第１のポートに供給される。増幅器２１２及び整合ネットワーク２１４は、それぞれ、増幅器１３２（図４）及び整合ネットワーク１３２（図５）に関して説明したように構成することができる。
【００５２】
第１の直角ハイブリッド２１６の第１のポートに供給される信号は、第１の直角ハイブリッド２１６の第２及び第３のポートに等しく結合され、第２のポートにおける信号が第３のポートにおける信号と９０°の位相差を有する。第１の直角ハイブリッド２１６は、４つのポートを有しここで説明されるように機能する任意のタイプでよい。第１の直角ハイブリッド２１６は、４ポートのハイブリッドジャンクションであり、入力ポートとしての第１のポートと出力ポートとしての第２及び第３のポートを有している。第４のポートは、５０Ωの抵抗２２２によって終端している。第１の直角ハイブリッド２１６は、周波数ｆ０を有する信号を、全体的にかつ等しく、第１のポートから第２及び第３のポートへ、第２のポートにおける信号が第３のポートにおける信号よりも９０°だけ位相が進むように、実質的に転送するように調整されている。第１の直角ハイブリッド２１６の第２のポートはダイオード２１８のアノードに接続され、第１の直角ハイブリッド２１６の第３のポートはダイオード２２０のアノードに接続されている。ダイオード２１８のアノードにおいて基本周波数ｆ０を有する信号がダイオード２２０のアノードにおける信号と９０°の位相差をもつ場合には、ダイオード２１８のアノードで提供される周波数２ｆ０を有する第２調波信号が、ダイオード２２０のアノードで提供される周波数２ｆ０を有する第２調波信号と１８０°の位相差をもつことになる。ダイオード２１８及び２２０は、ダイオード２１８のカソードがダイオード２２０のカソードと共に接地に接続されているように、接続されている。このような構成において、基本周波数信号がダイオード２１８のアノードに供給され、その基本周波数信号がダイオード２２０のアノードに供給される基本周波数信号の位相から９０°進む位相を有する場合には、ダイオード２１８及び２２０のそれぞれにおいて生成される対応する第２調波信号は相互に１８０°位相がずれていることになる。ダイオード２１８のアノードにおける第２調波信号は直角ハイブリッド２２４の第１のポートに供給され、ダイオード２２０のアノードにおける第２の調波信号は直角ハイブリッド２２４の第４のポートに供給される。
【００５３】
直角ハイブリッド２２４は、直角ハイブリッド２１６と同様に動作し、第２のポートにおける基本周波数ｆ０の信号が第３のポートにおける信号よりも９０°進むように、第１のポートから第２及び第３のポートへ基本周波数ｆ０を有する信号を転送するように調整されている。更に、直角ハイブリッド２２４は、第２のポートにおける基本周波数ｆ０の信号が第３のポートにおける信号よりも９０°遅れるように、第４のポートから第２及び第３のポートへ基本周波数ｆ０を有する信号を転送するように調整されている。
【００５４】
直角ハイブリッド２２４の第１のポートにおける基本周波数信号の位相が直角ハイブリッド２２４の第４のポートにおける基本周波数信号の位相に先行する場合には、直角ハイブリッド２２４の第２のポートにおける対応する基本周波数信号は相互に１８０°位相がずれており、したがって、相互に打ち消しあおうとする（通常、弱め合う干渉と呼ばれる）。直角ハイブリッド２２４の第３のポートにおける対応する基本周波数信号は相互に位相が合っており、したがって、その結果生じる信号を強めることになる（通常、強め合う干渉と呼ばれる）。結果として生じる信号は、５０Ωの抵抗２２６によって終結する。第２調波周波数２ｆ０の直角ハイブリッド２２４の第１のポートにおける第２調波信号は第２及び第３のポートに等しく転送され、第２のポートにおいて結果的に生じる信号は第３のポートにおいて結果的に生じる信号に１８０°位相が先行する。同様に、直角ハイブリッド２２４の第４のポートにおける第２調波信号は第２及び第３のポートに等しく転送され、第２のポートにおいて結果的に生じる信号は第３のポートにおいて結果的に生じる信号に１８０°位相が遅れる。直角ハイブリッド２２４の第１及び第４のポートにおける対応する信号は相互に１８０°位相がずれており、したがって、対応する第２調波信号は第２のポートで統合されたときに相互に加え合うことになる。同様に、第３のポートにおける対応する第２調波信号は第３のポートで統合されたときに相互に加え合うことになる。第３のポートにおける信号は、５０Ωの抵抗２２６で終端される。
【００５５】
直角ハイブリッド２２４の第２のポートにおいて周波数ｆ０で結果的に生じる信号はハイパスフィルタ２２８に供給され、このハイパスフィルタ２２８は、その周波数帯未満の信号は通過させずに入力信号の周波数の２倍の周波数をもつ信号に信号パスを提供する。ハイパスフィルタ２２８の出力における信号は、増幅器２１０の入力に供給される。増幅器２１０は、図１、図２及び図３の増幅器１０に関連して説明したのと同様に動作する。増幅器２１０の出力は、周波数２倍器２００の出力を提供する。このような構成で、周波数２倍器２００が提供されて、その出力において比較的一定の信号レベルを提供する。
【００５６】
以上の説明によって、信号生成回路の様々な要素は、本発明に影響を与えずに変更できることが当業者には明らかであろう。更に、コンデンサやインダクタの値は変更して、対象とする周波数範囲に適応させることができる。したがって、本発明は、ここに開示された実施例に制限されるのではなく、むしろ冒頭の特許請求の範囲にのみ限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による増幅回路のブロック図である。
【図２】図２は、本発明による増幅回路の回路図である。
【図３】図３は、本発明による増幅器のハイブリッド・インプルメンテイションの平面図である。
【図４】図４は、本発明による周波数３倍器のブロック図である。
【図５】図５は、本発明による周波数３倍器の回路図である。
【図６】図６は、本発明による周波数３倍器のハイブリッド・インプルメンテイションの平面図である。
【図７】図７は、本発明による周波数２倍器のブロック図である。
１０：温度補償ゲイン増幅器
１６：可変減衰器
１４：カプラ
２０：ディテクタ
２２：ローパスフィルタ
２４：演算増幅器（差動増幅器）
２６：温度補償回路
１００：周波数逓倍器
１２０：ディテクタ
１２４：差動増幅器
１２６：温度補償回路
【図１】
0003560618.tif 000002
【図２】
0003560618.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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