(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に形成された第１スロットライン、及び前記第１方向と直交する第２方向に形成された第２スロットラインを有する直交共振線路と、
前記第１スロットラインに設けられており、第１周波数の第１発振信号を出力する第１発振回路、及び前記第２スロットラインに設けられており、前記第１周波数と異なる第２周波数であり、前記第１発振信号と独立した第２発振信号を出力する第２発振回路と、
を有し、
前記第１周波数の波長をλ１とした場合に、前記第１スロットラインの長さが３λ１／２であり、
前記第２周波数の波長をλ２とした場合に、前記第２スロットラインの長さが３λ２／２であり、
前記第１スロットラインの一端からλ１／２の位置に装荷した第１負性抵抗素子と、
前記第１スロットラインの他端からλ１／２の位置に装荷した第２負性抵抗素子と、
前記第２スロットラインの一端からλ２／２の位置に装荷した第３負性抵抗素子と、
前記第２スロットラインの他端からλ２／２の位置に装荷した第４負性抵抗素子と、
を有する発振器。
【請求項２】
前記第１発振回路は、前記第１スロットライン、又は前記第１スロットラインと電磁結合するスロットラインに装荷した第１負性抵抗素子を有し、
前記第２発振回路は、前記第２スロットライン、又は前記第２スロットラインと電磁結合するスロットラインに装荷した第２負性抵抗素子を有する、
請求項１に記載の発振器。
【請求項３】
前記第１スロットラインと前記第２スロットラインとが、前記第１負性抵抗素子と前記第２負性抵抗素子との中間の位置、及び前記第３負性抵抗素子と前記第４負性抵抗素子との中間の位置において交差する、
請求項１又は２に記載の発振器。
【請求項４】
第１方向に形成された第１スロットライン、及び前記第１方向と直交する第２方向に形成された第２スロットラインを有する直交共振線路と、
前記第１スロットラインに設けられており、第１周波数の第１発振信号を出力する第１発振回路、及び前記第２スロットラインに設けられており、前記第１周波数と異なる第２周波数であり、前記第１発振信号と独立した第２発振信号を出力する第２発振回路と、
を有し、
前記第１周波数の波長をλ１とした場合に、前記第１スロットラインは、長さがλ１の第１１スロットライン、長さがλ１／２の第１２スロットライン、長さがλ１の第１３スロットラインに分割されており、
前記第２周波数の波長をλ２とした場合に、前記第２スロットラインは、長さがλ２の第２１スロットライン、長さがλ２／２の第２２スロットライン、長さがλ２の第２３スロットラインに分割されており、
前記第１２スロットラインと前記第２２スロットラインとが、それぞれの中央位置において交差しており、
前記第１１スロットラインの一端からλ１／２の位置に装荷した第１負性抵抗素子と、
前記第１３スロットラインの一端からλ１／２の位置に装荷した第２負性抵抗素子と、
前記第２１スロットラインの一端からλ２／２の位置に装荷した第３負性抵抗素子と、
前記第２３スロットラインの一端からλ２／２の位置に装荷した第４負性抵抗素子と、
を有する発振器。
【請求項５】
第１方向に形成された第１スロットライン、及び前記第１方向と直交する第２方向に形成された第２スロットラインを有する直交共振線路と、
前記第２スロットラインに設けられており、前記第１スロットラインと電磁結合する、第１周波数の第１発振信号を出力する第１発振回路、及び前記第１周波数と同一周波数で逆位相の第２発振信号を出力する第２発振回路と、
前記第１スロットラインの裏面に設けられたマイクロストリップラインと、
を有し、
前記第１周波数の波長をλとした場合に、前記第２スロットラインは、夫々が同じ方向に設けられ、夫々に負性抵抗素子を装荷した、長さがλの複数のスロットラインを有し、
前記第２スロットラインが有する前記複数のスロットラインにおける中央位置に複数の負性抵抗素子が設けられており、
前記第１スロットラインは、前記複数のスロットラインの間に設けられている、
発振器。
【請求項６】
第１方向に形成された第１スロットライン、及び前記第１方向と直交する第２方向に形成された第２スロットラインを有する直交共振線路と、
前記第１スロットラインに設けられており、第１周波数の第１発振信号を出力する第１発振回路、並びに前記第２スロットラインに設けられており、前記第１周波数と周波数及び位相が同一の第２発振信号を出力する第２発振回路と、
を有し、
前記第１周波数の波長をλとした場合に、前記第１スロットライン及び前記第２スロットラインの長さが３λ／２であり、
前記第１スロットラインと前記第２スロットラインとが、それぞれの中央位置と異なる交差位置において交差しており、
前記第１スロットラインの一端からλ／２の位置に装荷した第１負性抵抗素子と、
前記第１スロットラインの第１位置に装荷した第２負性抵抗素子と、
前記第２スロットラインの一端からλ／２の位置に装荷した第３負性抵抗素子と、
前記第２スロットラインの第２位置に装荷した第４負性抵抗素子と、
を有し、
前記第１負性抵抗素子の位置と前記交差位置との距離が、前記第１位置と前記交差位置との距離よりも小さく、
前記第３負性抵抗素子の位置と前記交差位置との距離が、前記第２位置と前記交差位置との距離よりも小さい発振器。
【請求項７】
請求項６に記載した発振器である第１発振器、第２発振器、第３発振器及び第４発振器を有し、
前記第１発振器における第１スロットラインと前記第２発振器における第１スロットラインとが、前記第１発振器と前記第２発振器とが電磁結合をするための空隙を挟んで同一直線状に配置されており、
前記第３発振器における第１スロットラインと前記第４発振器における第１スロットラインとが、前記第３発振器と前記第４発振器とが電磁結合をするための空隙を挟んで同一直線状に配置されており、
前記第１発振器における第２スロットラインと前記第４発振器における第２スロットラインとが、前記第１発振器と前記第４発振器とが電磁結合をするための空隙を挟んで同一直線状に配置されており、
前記第２発振器における第２スロットラインと前記第３発振器における第３スロットラインとが、前記第２発振器と前記第３発振器とが電磁結合をするための空隙を挟んで同一直線状に配置されている発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波発振信号を出力する発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スロットライン共振器にガンダイオード等のＲＦ帯負性抵抗素子を装荷することにより構成された発振器が知られている。特許文献１には、円形のスロットラインに複数のガンダイオードを装荷することにより、ＲＦ帯発振信号を出力する発振器が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１３３８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の発振器においては、複数の発振器が出力する複数の発振信号の電気的な結合関係の構築が考慮されていなかった。したがって、複数の発振信号の間で、発振器に要求される特性に応じた相互作用を生じさせることが困難であった。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、適切な相互作用を生じる複数の発振信号を出力可能な発振器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様においては、第１方向に形成された第１スロットライン、及び前記第１方向と直交する第２方向に形成された第２スロットラインを有する直交共振線路と、前記第１スロットライン及び前記第２スロットラインの少なくともいずれかと電磁結合する、第１発振信号を出力する第１発振回路及び第２発振信号を出力する第２発振回路と、を有する発振器を提供する。
【０００７】
前記第１発振回路は、前記第１スロットライン、又は前記第１スロットラインと電磁結合するスロットラインに装荷した第１負性抵抗素子を有し、前記第２発振回路は、前記第２スロットライン、又は前記第２スロットラインと電磁結合するスロットラインに装荷した第２負性抵抗素子を有してもよい。
【０００８】
上記の発振器において、前記第１スロットラインの長さと、前記第２スロットラインの長さとが異なってもよい。また、第１周波数の波長をλ１とした場合に、前記第１スロットラインの長さがλ１／２の奇数倍であり、前記第１周波数と異なる第２周波数の波長をλ２とした場合に、前記第２スロットラインの長さがλ２／２であってもよい。
【０００９】
また、上記の発振器は、前記第１スロットラインの一端からλ１／２の位置に装荷した第１ダイオードと、前記第１スロットラインの他端からλ１／２の位置に装荷した第２ダイオードと、前記第２スロットラインの一端からλ２／２の位置に装荷した第３ダイオードと、前記第２スロットラインの他端からλ２／２の位置に装荷した第４ダイオードと、を有してもよい。
【００１０】
前記第１スロットラインと前記第２スロットラインとが、前記第１ダイオードと前記第２ダイオードとの中間の位置、及び前記第３ダイオードと前記第４ダイオードとの中間の位置において交差してもよい。
【００１１】
また、前記第１スロットラインと前記第２スロットラインとの交点から前記第１ダイオード及び前記第３ダイオードまでの距離が第１の距離であり、前記第１スロットラインと前記第２スロットラインとの交点から前記第２ダイオード及び前記第４ダイオードまでの距離が前記第１の距離と異なる第２の距離であってもよい。
【００１２】
上記の発振器は、前記第１スロットラインの裏面に設けられたマイクロストリップラインをさらに有し、前記第２スロットラインは、夫々が同じ方向に設けられ、夫々に負性抵抗素子を装荷した複数のスロットラインを有し、前記第１スロットラインは、前記複数のスロットラインの間に設けられていてもよい。
【００１３】
上記の発振器は、前記第１スロットラインと前記第２スロットラインとが交差する位置に設けられた乗算回路をさらに有してもよい。
【００１４】
上記の発振器は、前記第１スロットラインの両側に、夫々に負性抵抗素子を装荷し、かつ前記第２方向に形成された複数の前記第２スロットラインをさらに有してもよい。
【００１５】
上記の発振器は、前記第１スロットライン及び前記第２スロットライン、並びに前記第１発振回路及び前記第２発振回路と電磁結合する乗算回路をさらに有し、前記第１発振回路及び前記第２発振回路は、前記乗算回路に印加される電圧に基づく位相差を有する前記第１発振信号及び前記第２発振信号を出力してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、適切な相互作用を生じる複数の発振信号を出力できるという効果を奏する。また、本発明によれば、簡易な構造によりミリ波帯・短ミリ波帯等の発振信号を出力可能な低コストの発振器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る直交スロット共振線路の例を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る発振器１の構成を示す図である。
【図３】第２の実施形態に係る発振器２の構成を示す図である。
【図４】第３の実施形態に係る発振器３の構成を示す図である。
【図５】第４の実施形態に係る発振器４の構成を示す図である。
【図６】第５の実施形態に係る発振器５の構成を示す図である。
【図７】第６の実施形態に係る発振器６の構成を示す図である。
【図８】第７の実施形態に係る発振アレー７の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜発明の概要＞
図１は、本発明に係る直交スロット共振線路の例を示す図である。
図１（ａ）は、周波数ｆ０の発振信号の半波長分の長さの複数のスロットラインが、夫々の中央位置において互いに直交して結合している直接結合直交共振線路である。図１（ａ）に示す構成においては、周波数ｆ０において、水平方向のスロットラインにおける発振信号と、垂直方向のスロットラインにおける発振信号とは、互いに独立しており、結合していない。
【００１９】
図１（ｂ）は、周波数ｆ０の発振信号の１波長分の長さの複数のスロットラインが、夫々の中央位置において互いに直交して結合している直接結合直交共振線路である。図１（ｂ）に示す構成においては、周波数ｆ０において、水平方向のスロットラインにおける発振信号と、垂直方向のスロットラインにおける発振信号とは、相互同期結合する。
【００２０】
図１（ｃ）は、周波数ｆ０の発振信号の半波長分の長さの複数のスロットラインが、夫々の中央位置以外の位置において互いに直交して結合している直接結合直交共振線路である。図１（ｃ）に示す構成においては、周波数ｆ０において、水平方向のスロットラインにおける発振信号と、垂直方向のスロットラインにおける発振信号とは、相互同期結合する。
【００２１】
図１（ｄ）は、周波数ｆＶの発振信号の半波長分の長さの第１スロットラインと、周波数ｆＨの発振信号の半波長分の長さの第２スロットラインとが、夫々の中央位置において互いに直交して結合している直接結合直交共振線路である。図１（ｄ）に示す構成においては、周波数ｆＶ及び周波数ｆＨにおいて、第１スロットラインにおける周波数ｆＶの発振信号と、第２スロットラインにおける周波数ｆＨの発振信号とは、互いに結合しない。
【００２２】
図１（ａ）〜図１（ｄ）の共振線路で複数の発振器を結合することにより、水平方向の発振信号と垂直方向の発振信号とが互いに独立した、２出力の発振信号を出力する発振器を実現することができる。また、水平方向の発振信号と垂直方向の発振信号とを相互同期させた発振器、及び水平方向の発振信号と垂直方向の発振信号との間の位相差を制御可能な位相差可変発振器を実現することもできる。さらに、複数の位相差可変発振器により構成される位相差可変発振アレーを実現することもできる。
【００２３】
図１（ｅ）は、周波数ｆ０の発振信号の１波長分の長さの第１スロットラインと、第１スロットラインの両側に、互いに離間して設けられた、周波数ｆ０の発振信号の１波長分の長さの２つの第２スロットラインとを有する電磁結合直交共振線路である。図１（ｅ）に示す構成においては、周波数ｆ０において、左右の回路が互いに逆の位相で結合する。なお、第１スロットライン及び第２スロットラインの長さは、半波長分であってもよい。
【００２４】
図１（ｆ）は、周波数ｆ０の発振信号の１波長分の長さの第１スロットライン、及び第１スロットラインの両側に互いに離間して設けられた、周波数ｆ０の発振信号の１波長分の長さの第２スロットラインの複数のペアを有する電磁結合直交共振線路である。図１（ｆ）に示す構成においては、周波数ｆ０において、左右の回路が互いに逆の位相で結合し、上下の回路で互いに同じ位相で結合する。なお、第１スロットライン及び第２スロットラインの長さは、半波長分であってもよい。
【００２５】
図１（ｅ）及び図１（ｆ）の共振線路で複数の発振器を結合することにより、Ｐｕｓｈ−Ｐｕｓｈ発振器、及びマルチポート二次元相互同期発振器を実現できる。また、ＲＦ信号処理回路、電圧制御発振器（ＶＣＯ）、直交偏波を切り替えるためのＤＰＤＴ（Double Pole Double Throw）スイッチ機能等を実現することもできる。
【００２６】
＜第１の実施形態＞
図２は、第１の実施形態に係る発振器１の構成を示す図である。図２（ａ）に示す発振器１は、基板上に形成された、スロットライン１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）と、スロットライン１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）と、スロットライン１３（１３ａ，１３ｂ）と、スロットライン１４（１４ａ，１４ｂ）と、上記の基板上に設けられたダイオード１５（１５ａ，１５ｂ）と、ダイオード１６（１６ａ，１６ｂ）とを有する。
【００２７】
スロットライン１１は、第１方向に形成されている。スロットライン１１ａ及びスロットライン１１ｃは、スロットライン１１ｂの両側に形成されており、夫々が、スロットライン１１ｂと電磁結合する。スロットライン１１ａ及びスロットライン１１ｃの長さは、第１方向における発振信号の周波数ｆＶの１波長（λＶ）に等しい。また、スロットライン１１ｂの長さは、第１方向における発振信号の周波数ｆＶの半波長（λＶ／２）に等しい。
【００２８】
スロットライン１２は、第１方向と直交する第２方向に形成されている。スロットライン１２ａ及びスロットライン１２ｃは、スロットライン１２ｂの両側に形成されており、夫々が、スロットライン１２ｂと電磁結合する。スロットライン１２ａ及びスロットライン１２ｃの長さは、スロットライン１１ａ及びスロットライン１１ｃの長さと異なっており、第２方向における発振信号の周波数ｆＨの１波長（λＨ）に等しい。また、スロットライン１２ｂの長さは、スロットライン１１ｂの長さと異なっており、第２方向における発振信号の周波数ｆＨの半波長（λＨ／２）に等しい。
【００２９】
スロットライン１１ｂとスロットライン１２ｂとは、図１（ａ）に示したように、夫々の中央位置において互いに交差しており、直接結合直交共振線路として機能する。
【００３０】
スロットライン１３ａ及びスロットライン１３ｂは、スロットライン１１ａとスロットライン１２ａとを結合するスロットラインである。また、スロットライン１４ａ及びスロットライン１４ｂは、スロットライン１１ｃとスロットライン１２ｃとを結合するスロットラインである。
【００３１】
ダイオード１５ａ、ダイオード１５ｂ、ダイオード１６ａ及びダイオード１６ｂは、例えば、負性抵抗素子としてのガンダイオードである。ダイオード１５ａは、スロットライン１１ａの中央位置を交差するように装荷されており、ダイオード１６ａは、スロットライン１２ａの中央位置を交差するように装荷されている。ダイオード１５ａ及びダイオード１６ａは、スロットライン１３ａとスロットライン１３ｂとの間の領域にバイアス電圧が印加されることにより発振を開始する発振回路を構成する。
【００３２】
同様に、ダイオード１５ｂは、スロットライン１１ｃの中央位置を交差するように設けられており、ダイオード１６ｂは、スロットライン１２ｃの中央位置を交差するように設けられている。ダイオード１５ｂ及びダイオード１６ｂは、スロットライン１４ａとスロットライン１４ｂとの間の領域にバイアス電圧が印加されることにより発振を開始する発振回路を構成する。
【００３３】
上記の通り、スロットライン１１ｂ及びスロットライン１２ｂが図１（ａ）あるいは同図（ｄ）の直接結合直交共振線路として機能するので、ダイオード１５ａ及びダイオード１５ｂによる周波数ｆＶの発振信号と、ダイオード１６ａ及びダイオード１６ｂによる周波数ｆＨの発振信号とは、互いに結合することなく、独立して非同期で発振する。したがって、発振器１は、コンパクトで簡易な構成により、異なる周波数の複数の非同期発振信号を出力することができる。
【００３４】
図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した発振器１をさらにコンパクトにした発振器１’の構成を示す図である。発振器１’においては、第１方向に、スロットライン１１の代わりにスロットライン１７が形成されており、第２方向に、スロットライン１２の代わりにスロットライン１８が形成されている。スロットライン１７の長さは、周波数ｆＶの１．５波長（３λＶ／２）に等しい。スロットライン１８の長さは、周波数ｆＨの１．５波長（３λＨ／２）に等しい。スロットライン１７及びスロットライン１８は、夫々の中央位置において互いに直交している。
【００３５】
ダイオード１５ａ及びダイオード１５ｂは、スロットライン１７の夫々の両端からλＨ／２の位置に装荷されている。また、ダイオード１６ａ及びダイオード１６ｂは、スロットライン１８の夫々の両端からλＶ／２の位置に装荷されている。スロットライン１７及びスロットライン１８は、ダイオード１５及びダイオード１６が設けられた位置よりも端部に近い位置において、スロットライン１３ａ及びスロットライン１４ａにより接続されている。このような構成を有する発振器１’も、発振器１と同様に、異なる周波数の複数の非同期発振信号を出力することができる。
【００３６】
＜第２の実施形態＞
図３は、第２の実施形態に係る発振器２の構成を示す図である。発振器２は、図２（ｂ）に示した発振器１’と同等の構成要素を有するが、スロットライン１７とスロットライン１８とが、同じ長さであるとともに、夫々の中央位置と異なる位置ｋにおいて直交している点で、図２（ｂ）に示した発振器１’と異なる。
【００３７】
具体的には、ダイオード１５ａと位置ｋとの距離及びダイオード１６ａと位置ｋとの距離はｍ１であり、ダイオード１５ｂと位置ｋとの距離及びダイオード１６ｂと位置ｋとの距離はｍ２である。図３においては、ｍ１＜ｍ２となっている。この場合、ダイオード１５により発生する第１方向における第１発振信号と、ダイオード１６により発生する第２方向における第２発振信号とが同期する。そして、第１発振信号の周波数及び位相が、第２発振信号の周波数及び位相と同一になる。このように、発振器２は、互いに同期した、同一周波数及び同一位相の複数の発振信号を出力することができる。
【００３８】
＜第３の実施形態＞
図４は、第３の実施形態に係る発振器３の構成を示す図である。発振器３は、マトリクス状に配置された４つの発振器２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）を有する。夫々の発振器２は、同一の周波数の複数の発振信号を出力する。
【００３９】
発振器２ａのスロットライン１７と発振器２ｂのスロットライン１７とは互いに電磁結合し、発振器２ｂのスロットライン１８と発振器２ｃのスロットライン１８とは互いに電磁結合し、発振器２ｃのスロットライン１７と発振器２ｄのスロットライン１７とは互いに電磁結合し、発振器２ｄのスロットライン１８と発振器２ａのスロットライン１８とは互いに電磁結合する。その結果、４つの発振器２が出力する全ての発振信号が互いに同期するので、発振器３は、二次元相互同期発振アレーとして機能する。発振器３にアンテナを接続すれば、相互同期した高周波信号の送信モジュールを構成することができる。
【００４０】
＜第４の実施形態＞
図５は、第４の実施形態に係る発振器４の構成を示す図である。発振器４は、第１方向に形成されたスロットライン４１と、スロットライン４１が形成された基板の裏側に形成されたマイクロストリップライン４２と、スロットライン４１の両側に形成されたスロットライン４３ａ及びスロットライン４３ｂを有する。スロットライン４３ａ及びスロットライン４３ｂには、夫々ダイオード４４ａ及びダイオード４４ｂが設けられている。スロットライン４１、スロットライン４３ａ及びスロットライン４３ｂの長さは、ダイオード４４ａ及びダイオード４４ｂにバイアス電圧が印加されることにより発生する発振信号の波長に等しい。
【００４１】
スロットライン４１及びスロットライン４３は、図１（ｅ）に示した構成を有するので、発振信号の周波数ｆ０において、ダイオード４４ａによる発振信号と、ダイオード４４ｂによる発振信号とが、互いに逆位相で結合し、これらの発振信号の２倍波は同相になる。そして、スロットライン４３ａ及びスロットライン４３ｂを結ぶ直線とスロットライン４１との交点において、同相の２倍波電流を励起する。その結果、マイクロストリップライン４２には、周波数２ｆ０の発振信号が発生し、発振器４は、Ｐｕｓｈ−Ｐｕｓｈ発振器として機能する。
【００４２】
＜第５の実施形態＞
図６（ａ）は、第５の実施形態に係る発振器５の構成を示す図である。発振器５は、図２（ａ）に示した発振器１におけるスロットライン１１ｂとスロットライン１２ｂとが直交する位置に、ＲＦ乗算器５１が設けられている点で、発振器１と異なる。
【００４３】
図６（ｂ）は、乗算器５１の構成を示す図である。乗算器５１は、スロットライン１１ｂ及びスロットライン１２ｂに結合された微小な円形状のスロットライン５２と、スロットライン１１ｂとスロットライン１２ｂとの間の位置において、スロットライン５２と交差するように設けられた複数の非線形ダイオード５３（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ）を有する。
【００４４】
乗算器５１は、スロットライン５２の内側に印加される制御電圧に応じて、ダイオード１５ａが発生する発振信号とダイオード１６ａが発生する発振信号との間の位相差、及びダイオード１５ｂが発生する発振信号とダイオード１６ｂが発生する発振信号との間の位相差を調整することができる。
【００４５】
図６（ｃ）は、発振器５に複数の平面アレーアンテナ５４（５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ）を接続することにより構成される直交偏波切替機能モジュール５０の構成を示す図である。乗算器５１のスロットライン５２の内側に閾値電圧以上の制御電圧が印加されるスイッチングモードにおいて、乗算器５１に印加される制御電圧が正の値であるか負の値であるかに基づいて、発振器５は、直交直線偏波角θ＝±４５度を切り替えることができる。例えば、制御電圧が正の値である場合、乗算器５１においては、非線形ダイオード５３ａ及び非線形ダイオード５３ｃが短絡状態になる。この場合、ダイオード１５ａによる発振信号とダイオード１６ｂによる発振信号とが結合し、ダイオード１５ｂによる発振信号とダイオード１６ａによる発振信号とが結合するので、θ＝＋４５度の直線偏波となる。
【００４６】
制御電圧が負の値である場合、乗算器５１においては、非線形ダイオード５３ｂ及び非線形ダイオード５３ｄが短絡状態になる。この場合、ダイオード１５ａによる発振信号とダイオード１６ａによる発振信号とが結合し、ダイオード１５ｂによる発振信号とダイオード１６ｂによる発振信号とが結合するので、θ＝−４５度の直線偏波となる。
【００４７】
乗算器５１に閾値電圧未満の制御電圧（例えば±０．１Ｖの範囲で変化する電圧）が印加される非線形乗算モードにおいて、制御電圧に基づいて直交円偏波を切り替えることができる。具体的には、制御電圧を＋０．１Ｖにすると、ダイオード１５ａによる発振信号及びダイオード１５ｂによる発振信号と、ダイオード１６ａによる発振信号及びダイオード１６ｂによる発振信号との間の位相差が＋π／２になり、制御電圧を−０．１Ｖにすると、ダイオード１５ａによる発振信号及びダイオード１５ｂによる発振信号と、ダイオード１６ａによる発振信号及びダイオード１６ｂによる発振信号との間の位相差が−π／２になる。その結果、直交偏波切替機能モジュール５０は、制御電圧が＋０．１Ｖであるか−０．１Ｖであるかに基づいて、直交円偏波の右旋・左旋を切り替えることができる。
【００４８】
＜第６の実施形態＞
図７は、第６の実施形態に係る発振器６の構成を示す図である。発振器６は、第１方向に形成されたスロットライン６０と、夫々が第２方向に形成された複数のスロットラインを有する、複数の発振回路６１（６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ）とを有する。スロットライン６０の長さは、発振回路６１が出力する発振信号の波長と等しい。発振回路６１は、スロットライン６２と、スロットライン６３と、スロットライン６４と、スロットライン６５と、ダイオード６６と、ダイオード６７とを有する。
【００４９】
スロットライン６２及びスロットライン６３の長さは、発振回路６１が出力する発振信号の波長と等しい。スロットライン６４及びスロットライン６５は、スロットライン６２とスロットライン６３とを結合する。ダイオード６６は、スロットライン６２の中央位置においてスロットライン６２と交差するように装荷されており、ダイオード６７は、スロットライン６３の中央位置においてスロットライン６３と交差するように装荷されている。発振回路６１は、スロットライン６４とスロットライン６５とで囲まれた領域にバイアス電圧を印加することにより、発振信号を出力する。図７における破線の矢印は、発振信号により生じる電界が最大になる位置を示している。
【００５０】
ここで、発振回路６１ａと発振回路６１ｂ、及び発振回路６１ｃと発振回路６１ｄは、スロットライン６０を介した電磁結合により相互同期する。したがって、発振器６は、マルチポート相互同期発振器として機能する。
【００５１】
＜第７の実施形態＞
図８は、第７の実施形態に係る発振アレー７の構成を示す図である。発振アレー７は、複数の共振器７０（７０ａ，７０ｂ，７０ｃ）と、複数の共振器７０の夫々と電磁結合する複数の乗算器７２（７２ａ，７２ｂ，７２ｃ）と、複数の乗算器７２と電磁結合する複数のスロットライン７３（７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ）と、複数の共振器７０と電磁結合する複数のスロットライン７４（７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄ）と、複数のスロットライン７３に装荷された複数のダイオード７５（７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄ）と、複数のスロットライン７４に設けられた複数のダイオード７６（７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄ）と、を有する。
【００５２】
夫々の共振器７０は、互いに直交するスロットライン７１ａ及びスロットライン７１ｂを有している。スロットライン７１ａと電磁結合するスロットライン７３に装荷されたダイオード７５及びスロットライン７４に装荷されたダイオード７６に基づく発振信号と、スロットライン７１ｂと電磁結合するスロットライン７３に装荷されたダイオード７５及びスロットライン７４に装荷されたダイオード７６に基づく発振信号とは、互いに非干渉となる。
【００５３】
乗算器７２は、図６（ｂ）に示した乗算器５１と同様に、周長が波長に比べて微小な円形状のスロットラインと、当該スロットラインに設けられた４つの非線形ダイオードを有する。発振アレー７は、乗算器７２が有するスロットラインの内側に印加される制御電圧に応じて、スロットライン７１ａと電磁結合するスロットライン７３に装荷したダイオード７５及びスロットライン７４に装荷したダイオード７６に基づくダイオード７５及びダイオード７６に基づく発振信号の位相と、スロットライン７１ｂと電磁結合するスロットライン７３に装荷したダイオード７５及びスロットライン７４に装荷したダイオード７６に基づく発振信号の位相との関係を制御することができる。
【００５４】
具体的には、ダイオード７５ａに基づく発振信号は、スロットライン７１ａを介して、ダイオード７６ａに基づく発振信号と結合し、ダイオード７５ｂに基づく発振信号は、スロットライン７１ｂを介して、ダイオード７６ｂに基づく発振信号と結合する。また、ダイオード７５ｂに基づく発振信号とダイオード７６ａに基づく発振信号との間には、位相差Δθが生じる。位相差Δθの大きさは、乗算器７２に印加される制御電圧に基づいて定められる。
【００５５】
同様に、ダイオード７５ｂに基づく発振信号とダイオード７５ｃに基づく発振信号との間には、乗算器７２ｂに印加される制御電圧に基づいて定められる位相差が生じる。また、ダイオード７５ｃに基づく発振信号とダイオード７５ｄに基づく発振信号との間には、乗算器７２ｃに印加される制御電圧に基づいて定められる位相差が生じる。このように、発振アレー７は、夫々の位相差を制御可能な複数の発振信号を出力するビームスキャン発振アレーとして機能する。
【００５６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。例えば、負性抵抗素子として説明に用いたガンダイオードの代わりに、ＨＥＭＴなどの三端子素子を用いた負性抵抗回路・ＩＣを用いてもよい。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００５７】
１、２、３、４、５、６・・・発振器
７・・・発振アレー
１１、１２、１３、１４、１７、１８・・・スロットライン
１５、１６・・・ダイオード
４１、４３・・・スロットライン
４２・・・マイクロストリップライン
４４・・・ダイオード
５０・・・直交偏波切替機能モジュール
５１・・・乗算器
５２・・・スロットライン
５３・・・非線形ダイオード
５４・・・平面アレーアンテナ
６０・・・スロットライン
６１・・・発振回路
６２、６３、６４、６５・・・スロットライン
６６、６７・・・ダイオード
７０・・・共振器
７２・・・乗算器
７１、７３、７４・・・スロットライン
７５、７６・・・ダイオード
【図１】
0006548943.tif 000002
【図２】
0006548943.tif 000003
【図３】
0006548943.tif 000004
【図４】
0006548943.tif 000005
【図５】
0006548943.tif 000006
【図６】
0006548943.tif 000007
【図７】
0006548943.tif 000008
【図８】
0006548943.tif 000009