(57)【要約】【課題】逓倍回路側と発振増幅器側にそれぞれフィルタを備えることにより、簡単な回路構成で両回路のアイソレーションを高く保つことが可能となり、調整時間を短縮して調整コストの低減を図った発振器及びルビジウム原子発振器を提供する。【解決手段】発振部５０は、電圧に基づいて発振周波数が制御される電圧制御発振器１０と、発振信号の周波数を逓倍する逓倍回路１１と、所定の周波数を選択的に通過させる帯域通過フィルタ１２と、前記電圧制御発振器１０により発振された発振信号を５．３ＭＨｚに周波数変換する生成回路１４と、生成回路１４の出力レベルを増幅する増幅回路１５と、所定の減衰値を有する減衰器１６と、所定の周波数を選択的に阻止する帯域阻止フィルタ１７と、周波数成分をインピーダンス整合して合成する整合回路１３と、を備えて構成されている。【選択図】図２
2008022192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２種類の周波数をインピーダンス整合する整合回路を備えた発振器であって
、
前記２種類の周波数の何れか一方の周波数成分を選択的に通過させる帯域通過フィルタ
と、前記何れか一方の周波数成分を選択的に阻止する帯域阻止フィルタと、を備え、
前記帯域通過フィルタを通過した周波数成分と前記帯域阻止フィルタにより阻止された
周波数成分以外の周波数成分を前記整合回路に入力するように構成したことを特徴とする
発振器。
【請求項２】
ルビジウム原子の共鳴周波数に共振するよう調整されたマイクロ波共振器にマイクロ波
を放射する放射用アンテナを有する光マイクロ波ユニットと、発振部と、を備えたルビジ
ウム原子発振器であって、
前記発振部は、前記光マイクロ波ユニットから発生される電圧に基づいて発振周波数が
制御される電圧制御発振器と、
該電圧制御発振器により発振された発振信号の周波数を逓倍する逓倍回路と、
所定の周波数帯域のみを選択的に通過させる帯域通過フィルタとを備えた第１の回路部
と
所定の周波数に変換する生成回路と、
該生成回路から発振された発振信号の出力レベルを増幅する増幅回路と、
所定の減衰値を有する減衰器と、
所定の周波数帯域のみを選択的に阻止する帯域阻止フィルタとを備えた第２の回路部を
有し、
前記第１の回路部から出力された周波数成分と前記第２の回路部から出力された周波数
成分とをインピーダンス整合する整合回路と、を備えたことを特徴とするルビジウム原子
発振器。
【請求項３】
前記帯域通過フィルタは、前記逓倍回路により逓倍された周波数成分のみを選択的に通
過させ、前記帯域阻止フィルタは、前記逓倍回路により逓倍された周波数成分のみを選択
的に阻止するように構成されることを特徴とする請求項２に記載のルビジウム原子発振器
。
【請求項４】
前記減衰器を前記増幅回路の出力と前記帯域阻止フィルタの入力との間に備えたことを
特徴とする請求項２に記載のルビジウム原子発振器。
【請求項５】
ルビジウム原子の共鳴周波数に共振するよう調整されたマイクロ波共振器にマイクロ波
を放射する放射用アンテナを有する光マイクロ波ユニットと、発振部と、を備えたルビジ
ウム原子発振器であって、
前記発振部は、前記光マイクロ波ユニットから発生される電圧に基づいて発振周波数が
制御される電圧制御発振器と、
該電圧制御発振器により発振された発振信号の周波数を逓倍する逓倍回路と、
所定の減衰値を有する減衰器と、
所定の周波数帯域のみを選択的に阻止する帯域阻止フィルタとを備えた第１の回路部と
、
所定の周波数に変換する生成回路と、
該生成回路から発振された発振信号の出力レベルを増幅する増幅回路と、
所定の周波数帯域のみを選択的に通過させる帯域通過フィルタとを備えた第２の回路部
とを有し、
前記第１の回路部から出力された周波数成分と前記第２の回路部から出力された周波数
成分とをインピーダンス整合する整合回路と、を備えたことを特徴とするルビジウム原子
発振器。
【請求項６】
前記帯域阻止フィルタは、前記生成回路により発振された周波数成分のみを選択的に阻
止し、前記帯域通過フィルタは、前記生成回路により発振された周波数成分のみを選択的
に通過するように構成されることを特徴とする請求項５に記載のルビジウム原子発振器。
【請求項７】
前記減衰器を前記逓倍回路の出力と前記帯域阻止フィルタの入力との間に備えたことを
特徴とする請求項５に記載のルビジウム原子発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振器及びルビジウム原子発振器に関し、さらに詳しくは、ルビジウム原子
発振器を構成する発振部を調整する場合に、逓倍回路と増幅回路間の干渉を低減できるよ
うにした回路構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ルビジウム原子発振器には、１０ＭＨｚの発振器の発振周波数を逓倍する逓
倍回路と、この逓倍回路により逓倍された例えば６０ＭＨｚの周波数と、別に生成された
５．３ＭＨｚをインピーダンス整合する整合回路と、６０ＭＨｚを１１４倍に逓倍した信
号（６．８４ＧＨｚ）と５．３ＭＨｚの信号とを合成して６．８３４６８・・・ＧＨｚの
周波数を生成するＳＲＤ（Step Recovery Diode）が備えられている。このような回路に
おいては、逓倍回路はバイアス調整やインピーダンス調整が必要となる。
【０００３】
図５は従来のルビジウム原子発振器の発振部の構成を示す概略ブロック図である。この
発振部１００は、光マイクロ波ユニットから発生される電圧に基づいて発振周波数が制御
される１０ＭＨｚ発振器４０と、１０ＭＨｚ発振器４０により発振された発振信号の周波
数を６逓倍する逓倍回路４１と、前記１０ＭＨｚ発振器４０により発振された発振信号を
５．３ＭＨｚに周波数変換する５．３ＭＨｚ生成回路４４と、５．３ＭＨｚ生成回路４４
の出力レベルを増幅する５．３ＭＨｚ増幅回路４５と、逓倍回路４１の出力信号と５．３
ＭＨｚ増幅回路４５の出力信号をインピーダンス整合する整合回路４２と、逓倍回路４１
の出力信号と５．３ＭＨｚ増幅回路４５の出力信号とを混合し変調をかけることにより６
．８３４６８・・・ＧＨｚの信号を生成するＳＲＤ４３と、放射用アンテナ４６と、を備
えて構成されている。
この構成において、逓倍回路４１を調整すると、５．３ＭＨｚ生成回路４４に影響を与
え、レベルが変動し変調度に変化をきたしてしまう。また、５．３ＭＨｚ生成回路４４の
レベルを調整すると、逓倍回路４１に影響を与え、レベルが変動し変調度に変化をきたし
、スペリアスレベルが変動してしまう。このように、従来の発振部を調整する場合、逓倍
回路４１と５．３ＭＨｚ増幅回路４５を互いに何度も調整して、妥協できる調整点を見つ
けなければならず、調整時間が長くなり調整費が高くなるといった問題がある。
【０００４】
また従来技術として、特許文献１には、電圧制御水晶発振器の出力をＰＬＬ回路へ入力
し、このＰＬＬ回路のＶＣＯの出力とシンセサイザの出力とを混合器で混合し、この混合
出力を光マイクロ波共鳴器に必要な周波数信号とすることにより、逓倍用ダイオードを不
要として、無調整としたルビジウム原子発振器について開示されている。
【特許文献１】特開平５−１１０４３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている従来技術は、高次逓倍用ダイオードを省略
することはできるが、その代わり複数の分周器、ＬＰＦ、ＶＣＯ等を必要とするため回路
構成が複雑になるといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑み、逓倍回路側と発振増幅器側にそれぞれフィルタを備える
ことにより、簡単な回路構成で両回路のアイソレーションを高く保つことが可能となり、
調整時間を短縮して調整コストの低減を図ったルビジウム原子発振器を提供することを目
的とする。
また、他の目的は、整合回路を通過してくる反射波を回路側に通さないように減衰器を
備えることにより、リターンロスを低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明はかかる課題を解決するために、少なくとも２種類の周波数をインピーダンス整
合する整合回路を備えた発振器であって、前記２種類の周波数の何れか一方の周波数成分
を選択的に通過させる帯域通過フィルタと、前記何れか一方の周波数成分を選択的に阻止
する帯域阻止フィルタと、を備え、前記帯域通過フィルタを通過した周波数成分と前記帯
域阻止フィルタにより阻止された周波数成分以外の周波数成分を前記整合回路に入力する
ように構成したことを特徴とする。
２つの回路から発生する周波数成分が互いに影響しないようにするためには、夫々の回
路で使用する周波数が互いに影響しないようにする必要がある。本発明では、帯域通過フ
ィルタと帯域阻止フィルタを使用して、同じ周波数成分が一方の回路では通過するように
帯域通過フィルタを使用し、他方の回路ではその周波数成分が通過しないように帯域阻止
フィルタを使用するものである。従って、フィルタの種類はどちらか一方に帯域通過フィ
ルタを使用した場合は、他方の回路には帯域阻止フィルタを使用し、逆にどちらか一方に
帯域阻止フィルタを使用した場合は、他方の回路には帯域通過フィルタを使用するように
する。これにより、２つの回路を特定の周波数に対して分離することができる。
【０００７】
また、ルビジウム原子の共鳴周波数に共振するよう調整されたマイクロ波共振器にマイ
クロ波を放射する放射用アンテナを有する光マイクロ波ユニットと、発振部と、を備えた
ルビジウム原子発振器であって、前記発振部は、前記光マイクロ波ユニットから発生され
る電圧に基づいて発振周波数が制御される電圧制御発振器と、該電圧制御発振器により発
振された発振信号の周波数を逓倍する逓倍回路と、所定の周波数帯域のみを選択的に通過
させる帯域通過フィルタとを備えた第１の回路部と、所定の周波数に変換する生成回路と
、該生成回路から発振された発振信号の出力レベルを増幅する増幅回路と、所定の減衰値
を有する減衰器と、所定の周波数帯域のみを選択的に阻止する帯域阻止フィルタとを備え
た第２の回路部を有し、前記第１の回路部から出力された周波数成分と前記第２の回路部
から出力された周波数成分とをインピーダンス整合する整合回路と、を備えたことを特徴
とする。
本発明は、ルビジウム原子発振器の発振部に帯域通過フィルタと帯域阻止フィルタを使
用し、その出力信号を整合回路に入力し、逓倍回路側と増幅器側をアイソレーションする
。更に、減衰器を増幅回路側に備える。これにより、特定の周波数成分に対して逓倍回路
側と増幅回路側を分離することができる。また、反射波の影響を低減することができる。
【０００８】
また、前記帯域通過フィルタは、前記逓倍回路により逓倍された周波数成分のみを選択
的に通過させ、前記帯域阻止フィルタは、前記逓倍回路により逓倍された周波数成分のみ
を選択的に阻止するように構成されることを特徴とする。
帯域通過フィルタは、特定の周波数成分のみを通過させ、それ以外の周波数成分を阻止
するように働く。また帯域阻止フィルタは、特定の周波数成分のみを阻止し、それ以外の
周波数成分は通過させるように働く。本発明では、この機能を巧みに利用して、逓倍回路
側には逓倍された周波数成分のみを通過する帯域通過フィルタを設置し、増幅回路側には
逓倍された周波数成分のみを阻止する帯域阻止フィルタを設置することにより、逓倍され
た周波数成分は帯域阻止フィルタにより回り込みが阻止され、増幅器側から出力される周
波数成分は、帯域通過フィルタを通過することができない周波数帯域のため、逓倍回路側
への回り込みが阻止される。これにより、同じ周波数帯域の特性を備えた帯域通過フィル
タと帯域阻止フィルタを設置することにより、お互いの回路への影響を低減することがで
きる。
【０００９】
また、前記減衰器を前記増幅回路の出力と前記帯域阻止フィルタの入力との間に備える
ことを特徴とする。
このように減衰器を配置することにより、放射用アンテナから反射した不要波が増幅回
路に流れ込むのを防止できる。
【００１０】
また、別の実施形態として、ルビジウム原子の共鳴周波数に共振するよう調整されたマ
イクロ波共振器にマイクロ波を放射する放射用アンテナを有する光マイクロ波ユニットと
、発振部と、を備えたルビジウム原子発振器であって、前記発振部は、前記光マイクロ波
ユニットから発生される電圧に基づいて発振周波数が制御される電圧制御発振器と、該電
圧制御発振器により発振された発振信号の周波数を逓倍する逓倍回路と、所定の減衰値を
有する減衰器と、所定の周波数帯域のみを選択的に阻止する帯域阻止フィルタとを備えた
第１の回路部と、前記電圧制御発振器により発振された発振信号を所定の周波数に変換す
る生成回路と、該生成回路から発振された発振信号の出力レベルを増幅する増幅回路と、
所定の周波数帯域のみを選択的に通過させる帯域通過フィルタとを備えた第２の回路部
とを有し、前記第１の回路部から出力された周波数成分と前記第２の回路部から出力され
た周波数成分とをインピーダンス整合する整合回路と、を備えた構造としても良い。
【００１１】
また、前記帯域阻止フィルタは、前記生成回路により発振された周波数成分のみを選択
的に阻止し、前記帯域通過フィルタは、前記生成回路により発振された周波数成分のみを
選択的に通過するように構成されることを特徴とする。
帯域通過フィルタは、特定の周波数成分のみを通過させ、それ以外の周波数成分を阻止
するように働く。また帯域阻止フィルタは、特定の周波数成分のみを阻止し、それ以外の
周波数成分は通過させるように働く。本発明では、この機能を巧みに利用して、逓倍回路
側には生成回路より発振された周波数成分のみを阻止する帯域阻止フィルタを設置し、増
幅器側には生成回路により発振された周波数成分のみを通過する帯域通過フィルタを設置
することにより、逓倍された周波数成分は帯域通過フィルタにより回り込みが阻止され、
増幅器側から出力される周波数成分は、帯域阻止フィルタを通過することができない周波
数帯域のため、逓倍回路側への回り込みが阻止される。これにより、同じ周波数帯域の特
性を備えた帯域通過フィルタと帯域阻止フィルタを設置することにより、お互いの回路へ
の影響を低減することができる。
【００１２】
また、前記減衰器を前記逓倍回路の出力と前記帯域阻止フィルタの入力との間に備える
ことを特徴とする。
このように減衰器を配置することにより、放射用アンテナから反射した不要波が逓倍回
路に流れ込むのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記
載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限
り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明のルビジウム原子発振器の概略構成を示すブロック図である。このルビジ
ウム原子発振器６０は、ルビジウムランプ（以下、Ｒｂランプと記す）５を点灯するラン
プ励振部１と、ルビジウムガスセル（以下、Ｒｂガスセルと記す）６中のルビジウムガス
を励起するＲｂランプ５と、ルビジウム原子を封入したＲｂガスセル６と、Ｒｂガスセル
６中のルビジウム原子の共振周波数により励振するマイクロ波共振器３と、マイクロ波共
振器３にマイクロ波を放射する放射用アンテナ４と、Ｒｂガスセル６を透過した光の強度
を検出するフォトセンサ７と、Ａｍｐ９と、発振部５０／５１と、を備えて構成されてい
る。
【００１４】
次に、本発明のルビジウム原子発振器の動作については公知であるので、ここでは説明
を省略するが、本発明の主たる構成要素である発振部について説明する。発振部５０／５
１は、少なくとも２種類の周波数をインピーダンス整合する整合回路を備えた発振器であ
って、２種類の周波数の何れか一方の周波数成分を選択的に通過させる帯域通過フィルタ
と、何れか一方の周波数成分を選択的に阻止する帯域阻止フィルタと、を備えている。そ
して、帯域通過フィルタを通過した周波数成分と帯域阻止フィルタにより阻止された周波
数成分以外の周波数成分を整合回路に入力するように構成したものである（詳細は後述す
る）。
【００１５】
即ち、２つの回路から発生する周波数成分が互いに影響しないようにするためには、夫
々の回路で使用する周波数が互いに漏洩しないようにする必要がある。本実施形態では、
帯域通過フィルタと帯域阻止フィルタを使用して、同じ周波数成分が一方の回路では通過
するように帯域通過フィルタを使用し、他方の回路ではその周波数成分が通過しないよう
に帯域阻止フィルタを使用するものである。従って、フィルタの種類はどちらか一方に帯
域通過フィルタを使用した場合は、他方の回路には帯域阻止フィルタを使用し、逆にどち
らか一方に帯域阻止フィルタを使用した場合は、他方の回路には帯域通過フィルタを使用
するようにする。これにより、２つの回路を特定の周波数に対して分離することができる
。
【００１６】
図２は本発明の第１の実施形態に係る発振部の構成を示すブロック図である。この発振
部５０は、図１の光マイクロ波ユニット８から発生される電圧に基づいて発振周波数が制
御される電圧制御発振器１０と、電圧制御発振器１０により発振された発振信号の周波数
（１０ＭＨｚ）を逓倍する逓倍回路１１と、６０ＭＨｚの周波数帯域のみを選択的に通過
させる帯域通過フィルタ（以下ＢＰＦと記す）１２と、前記電圧制御発振器１０により発
振された発振信号を５．３ＭＨｚに周波数変換する生成回路１４と、生成回路１４の出力
レベルを増幅する増幅回路１５と、所定の減衰値を有する減衰器（以下、ＡＴＴと記す）
１６と、６０ＭＨｚの周波数帯域のみを選択的に阻止する帯域阻止フィルタ（以下、ＢＥ
Ｆと記す）１７と、ＢＰＦ１２を通過した周波数成分とＢＥＦ１７により阻止された周波
数成分以外の周波数成分をインピーダンス整合する整合回路１３と、を備えて構成されて
いる。尚、整合回路１３から出力された逓倍回路１１の出力信号と増幅回路１５の出力信
号はＳＲＤ１８にて混合・変調され６．８３４６８・・・ＧＨｚの発振信号を生成し、放
射用アンテナ４にて放射される。
【００１７】
次に本発明の発振部５０の動作について説明する。光マイクロ波ユニット８からは周波
数制御用の電圧が周波数に応じて変化して電圧制御発振器１０に入力される。例えば、電
圧制御発振器１０が１０ＭＨｚになるように制御されていた場合、電圧制御発振器１０か
らは１０ＭＨｚの発振信号が逓倍回路１１に入力される。逓倍回路１１は６逓倍するよう
に、例えば、逓倍用ダイオードが構成されていると、逓倍回路１１から６０ＭＨｚに逓倍
された発振信号がＢＰＦ１２に入力される。ＢＰＦ１２の特性は、６０ＭＨｚの周波数帯
域に対して減衰量が少なくなるように構成されているため、６０ＭＨｚの信号は減衰され
ずに通過するが、それ以外の周波数成分に対しては大きい減衰量を示すため、通過が困難
となる。従って、整合回路１３の一方の入力には６０ＭＨｚの周波数成分を有する発振信
号が供給される。
【００１８】
一方、生成回路１４から出力された５．３ＭＨｚの発振信号は、増幅回路１５により所
定の増幅率により増幅される。そして、ＡＴＴ１６に入力されて所定のレベルに減衰され
、ＢＥＦ１７に入力される。ＢＥＦ１７の特性は、６０ＭＨｚの周波数帯域に対して減衰
量が大きくなるように構成されているため、６０ＭＨｚの信号は減衰されて通過が困難と
なり、それ以外の周波数成分に対しては小さい減衰量を示すため、通過が容易となる。従
って、整合回路１３の他方の入力には５．３ＭＨｚの周波数成分を有する発振信号が供給
される。そして整合回路１３にて、６０ＭＨｚと５．３ＭＨｚの信号がインピーダンス整
合される。
【００１９】
ここで、本発振部５０を正確に稼動させるためには、逓倍回路１１のバイアス調整やイ
ンピーダンス調整が必要となる。ＢＰＦ１２からは６０ＭＨｚの発振信号ａが整合回路１
３を介してＢＥＦ１７に流れてくる。しかし、ＢＥＦ１７は６０ＭＨｚに対して大きな減
衰量を示すため、ＢＥＦ１７を通過することはない。これにより、逓倍回路１１を調整し
ても、ＢＥＦ１７以降の回路にはその影響を与えることはない。また、増幅回路１５は所
定の増幅率になるように調整する必要がある。ＢＥＦ１７からは５．３ＭＨｚの発振信号
ｂが整合回路１３を介してＢＰＦ１２に流れてくる。しかし、ＢＰＦ１２は５．３ＭＨｚ
に対して大きな減衰量を示すため、ＢＰＦ１２を通過することはない。これにより、増幅
回路１５を調整しても、ＢＰＦ１２以降の回路にはその影響を与えることはない。また、
放射用アンテナ４からは反射波ｃが整合回路１３とＢＥＦ１７を通過してＡＴＴ１６に流
れてくる。ＡＴＴ１６では、所定の減衰量により反射波ｃを減衰するので、増幅器１５か
ら出力される５．３ＭＨｚの信号に与える影響を低減することができる。また、反射波ｃ
が整合回路を通過してＢＰＦ１２に流れた場合、ＢＰＦ１２は６０ＭＨｚ以外の信号を遮
断するので、逓倍回路１１に不要波ｃが流れるのを防止できる。
【００２０】
本実施形態では、ルビジウム原子発振器の発振部５０にＢＰＦ１２とＢＥＦ１７を使用
し、その出力信号を整合回路１３に入力し、逓倍回路１１側と増幅回路１５側をアイソレ
ーションする。更に、ＡＴＴ１６を増幅回路１５側に備える。これにより、６０ＭＨｚの
周波数成分に対して逓倍回路１１側と増幅回路１５側を分離することができる。即ち、Ｂ
ＰＦ１２は、６０ＭＨｚの周波数成分のみを通過させ、それ以外の周波数成分を阻止する
ように働く。またＢＥＦ１７は、６０ＭＨｚの周波数成分のみを阻止し、それ以外の周波
数成分は通過させるように働く。本実施形態では、この機能を巧みに利用して、逓倍回路
１１側には逓倍された６０ＭＨｚの周波数成分のみを通過するＢＰＦ１２を設置し、増幅
回路１５側には逓倍された６０ＭＨｚ周波数成分のみを阻止するＢＥＦ１７を設置するこ
とにより、逓倍された６０ＭＨｚの周波数成分はＢＥＦ１７により回り込みが阻止され、
増幅回路１５側から出力される５．３ＭＨｚの周波数成分は、ＢＰＦ１２を通過すること
ができない周波数帯域のため、逓倍回路１１側への回り込みが阻止される。これにより、
同じ周波数帯域（６０ＭＨｚ）の特性を備えたＢＰＦ１２とＢＥＦ１７を設置することに
より、お互いの回路への影響を低減することができる。
【００２１】
またＡＴＴ１６は、５．３ＭＨｚの発振信号も同じように減衰させるが、５．３ＭＨｚ
の発振信号は減衰する分、増幅回路１５により増幅しておけば、そのロスを補うことがで
きる。即ち、整合回路１３に入力するレベルは所定の値に設定される。従って、増幅回路
１５の出力レベルはＡＴＴ１６により減衰されるが、その減衰されたレベルが整合回路１
３に入力するレベルとなるように増幅回路１５の出力レベルを設定すればよい。これによ
り、ＡＴＴ１６の減衰値が変更されても、整合回路１３に入力するレベルを一定とするこ
とができる。
【００２２】
図３は本発明の第２の実施形態に係る発振部の構成を示すブロック図である。同じ構成
要素には図２と同じ番号を付して説明する。この発振部５１は、図１の光マイクロ波ユニ
ット８から発生される電圧に基づいて発振周波数が制御される電圧制御発振器１０と、電
圧制御発振器１０により発振された発振信号の周波数（１０ＭＨｚ）を逓倍する逓倍回路
１１と、所定の減衰値を有する減衰器（以下、ＡＴＴと記す）１６と、５．３ＭＨｚの周
波数帯域のみを選択的に阻止する帯域阻止フィルタ（以下、ＢＥＦと記す）２０と、前記
電圧制御発振器１０により発振された発振信号を５．３ＭＨｚに周波数変換する生成回路
１４と、生成回路１４の出力レベルを増幅する増幅回路１５と、５．３ＭＨｚの周波数帯
域のみを選択的に通過させる帯域通過フィルタ（以下ＢＰＦと記す）２１と、ＢＰＦ２１
を通過した周波数成分とＢＥＦ２０により阻止された周波数成分以外の周波数成分をイン
ピーダンス整合する整合回路１３と、を備えて構成されている。尚、整合回路１３から出
力された逓倍回路１１の出力信号と増幅回路１５の出力信号はＳＲＤ１８にて混合・変調
され、６．８３４６８・・・ＧＨｚの発振信号を生成し、放射用アンテナ４にて放射され
る。
【００２３】
次に本発明の発振部５１の動作について説明する。光マイクロ波ユニット８からは周波
数制御用の電圧が周波数に応じて変化して電圧制御発振器１０に入力される。例えば、電
圧制御発振器１０が１０ＭＨｚになるように制御されていた場合、電圧制御発振器１０か
らは１０ＭＨｚの発振信号が逓倍回路１１に入力される。逓倍回路１１は６逓倍するよう
に、例えば、逓倍用ダイオードが構成されていると、逓倍回路１１から６０ＭＨｚに逓倍
された発振信号がＡＴＴ１６により所定の減衰量だけ減衰されてＢＥＦ２０に入力される
。ＢＥＦ２０の特性は、５．３ＭＨｚの周波数帯域に対して減衰量が大きくなるように構
成されているため、５．３ＭＨｚの信号は減衰されて通過が困難となり、６０ＭＨｚの周
波数成分に対しては小さい減衰量を示すため、通過が容易となる。従って、整合回路１３
の他方の入力には６０ＭＨｚの周波数成分を有する発振信号が供給される。
【００２４】
一方、生成回路１４から出力された５．３ＭＨｚの発振信号は、増幅回路１５により所
定の増幅率により増幅されてＢＰＦ２１に入力される。ＢＰＦ２１の特性は、５．３ＭＨ
ｚの周波数帯域に対して減衰量が少なくなるように構成されているため、５．３ＭＨｚの
信号は減衰されずに通過するが、６０ＭＨｚの周波数成分に対しては大きい減衰量を示す
ため、通過が困難となる。従って、整合回路１３の一方の入力には５．３ＭＨｚの周波数
成分を有する発振信号が供給される。そして整合回路１３は、６０ＭＨｚと５．３ＭＨｚ
とをインピーダンス整合する。
【００２５】
ここで、本発振部を正確に稼動させるためには、逓倍回路１１のバイアス調整やインピ
ーダンス調整が必要となる。ＢＥＦ２０からは６０ＭＨｚの発振信号Ａが整合回路１３を
介してＢＰＦ２１に流れてくる。しかし、ＢＰＦ２１は６０ＭＨｚに対して大きな減衰量
を示すため、ＢＰＦ２１を通過することはない。これにより、逓倍回路１１を調整しても
、ＢＰＦ２１以降の回路にはその影響を与えることはない。また、増幅回路１５は所定の
増幅率になるように調整する必要がある。ＢＰＦ２１からは５．３ＭＨｚの発振信号Ｂが
整合回路１３を介してＢＥＦ２０に流れてくる。しかし、ＢＥＦ２０は５．３ＭＨｚに対
して大きな減衰量を示すため、ＢＥＦ２０を通過することはない。これにより、増幅回路
１５を調整しても、ＢＥＦ２０以降の回路にはその影響を与えることはない。また、放射
用アンテナ４からは反射波Ｃが整合回路１３とＢＥＦ２０を通過してＡＴＴ１６に流れて
くる。ＡＴＴ１６では、所定の減衰量により反射波Ｃを減衰するので、逓倍回路１１から
出力される信号に与える影響を低減することができる。また、反射波ｃが整合回路を通過
してＢＰＦ２１に流れた場合、ＢＰＦ２１は５．３ＭＨｚ以外の信号を遮断するので、生
成回路１４に不要波ｃが流れるのを防止できる。
【００２６】
本実施形態では、ルビジウム原子発振器の発振部５１にＢＥＦ２０とＢＰＦ２１を使用
し、その出力信号を整合回路１３に入力し、逓倍回路１１側と増幅回路１５側をアイソレ
ーションする。更に、ＡＴＴ１６を逓倍回路１１側に備える。これにより、５．３ＭＨｚ
の周波数成分に対して逓倍回路１１側と増幅回路１５側を分離することができる。即ち、
ＢＰＦ２１は、５．３ＭＨｚの周波数成分のみを通過させ、それ以外の周波数成分を阻止
するように働く。またＢＥＦ２０は、５．３ＭＨｚの周波数成分のみを阻止し、それ以外
の周波数成分は通過させるように働く。本実施形態では、この機能を巧みに利用して、逓
倍回路１１側には５．３ＭＨｚの周波数成分のみを阻止するＢＥＦ２０を設置し、増幅回
路１５側には５．３ＭＨｚ周波数成分のみを通過するＢＰＦ２１を設置することにより、
逓倍された６０ＭＨｚの周波数成分はＢＰＦ２１により回り込みが阻止され、増幅回路１
５側から出力される５．３ＭＨｚの周波数成分は、ＢＥＦ２０を通過することができない
周波数帯域のため、逓倍回路１１側への回り込みが阻止される。これにより、同じ周波数
帯域（５．３ＭＨｚ）の特性を備えたＢＰＦ２１とＢＥＦ２０を設置することにより、お
互いの回路への影響を低減することができる。
【００２７】
またＡＴＴ１６は、６０ＭＨｚの発振信号も同じように減衰させるが、６０ＭＨｚの発
振信号は減衰する分、逓倍回路１１によりレベルを設定しておけば、そのロスを補うこと
ができる。即ち、整合回路１３に入力するレベルは所定の値に設定される。従って、逓倍
回路１１の出力レベルはＡＴＴ１６により減衰されるが、その減衰されたレベルが整合回
路１３に入力するレベルとなるように逓倍回路１１の出力レベルを設定すればよい。これ
により、ＡＴＴ１６の減衰値が変更されても、整合回路１３に入力するレベルを一定とす
ることができる。
【００２８】
図４（ａ）は、図２の信号ａ、ｂ、ｃの動作を一覧にした図、（ｂ）は図３の信号Ａ、
Ｂ、Ｃの動作を一覧にした図である。即ち、信号ａは、６０ＭＨｚの周波数成分はＢＥＦ
１７により阻止される。信号ｂは、６０ＭＨｚ以外の周波数成分はＢＰＦ１２により阻止
される。信号ｃは、反射波に含まれる６０ＭＨｚ以外の不要波成分はＡＴＴ１６により減
衰される。また信号Ａは、５．３ＭＨｚ以外の周波数成分はＢＰＦ２０により阻止される
。信号Ｂは、５．３ＭＨｚの周波数成分はＢＥＦ２０により阻止される。信号Ｃは、反射
波に含まれる５．３ＭＨｚ以外の不要波成分はＡＴＴ１６により減衰される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のルビジウム原子発振器の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る発振部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る発振部の構成を示すブロック図である。
【図４】（ａ）は、図２の信号ａ、ｂ、ｃの動作を一覧にした図、（ｂ）は図３の信号Ａ、Ｂ、Ｃの動作を一覧にした図である。
【図５】従来のルビジウム原子発振器の発振部の構成を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  ランプ励振部、３  マイクロ波共振器、４  放射用アンテナ、５  Ｒｂランプ、６
Ｒｂガスセル、７  フォトセンサ、８  光マイクロ波ユニット、９  Ａｍｐ、１０  電
圧制御発振器、１１  逓倍回路、１２、２０  ＢＰＦ、１３  整合回路、１４  生成回路
、１５  増幅回路、１６  ＡＴＴ、１７、２０  ＢＥＦ、５０、５１  発振部
【図１】
2008022192.tif 000003
【図２】
2008022192.tif 000004
【図３】
2008022192.tif 000005
【図４】
2008022192.tif 000006
【図５】
2008022192.tif 000007