(57)【要約】【課題】高Ｑの共振回路を用いることなく、電気信号の低位相雑音化を図ることができる高周波発振源を提供する。【解決手段】周波数ｆｒ１の発振波を出力する発振器１０１と、該発振器１０１の出力端子に交互にＮ段接続される遅延器３及びミクサ４と、第１から第Ｎ番目の各ミクサ４に周波数ｆｒ２の発振波を出力する発振器１０２と、第Ｎ番目のミクサ４に接続する最終段の第（Ｎ＋１）段目のミクサ４に周波数ｆｒ１の発振波を出力する発振器１０１を備える。【選択図】図１
2008118532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号に遅延を与えて出力する遅延手段と、入力信号をミキシングして出力するミキシング手段とを、前記遅延手段から交互にＮ（Ｎは１以上の整数）段接続してなり、前記遅延手段で遅延された信号を前記ミキシング手段でミキシングするユニットと、
前記ユニットにおける第１段目の遅延手段に接続して発振信号を出力する第１の発振手段と、
前記ユニットにおける第１段目から第Ｎ段目のミキシング手段に接続して発振信号を出力する第２の発振手段と、
前記ユニットにおける第Ｎ段目のミキシング手段及び前記第１の発振手段に接続し、前記第Ｎ段目のミキシング手段の出力信号と前記第１の発振手段からの発振信号とをミキシングして出力する出力用ミキシング手段とを備えた高周波発振源。
【請求項２】
第Ｎ段目のミキシング手段の出力信号を分波する分波手段を備え、
第（Ｎ＋１）段目のミキシング手段は、第１の発振手段の代わりに前記分波手段で分波された各信号をミキシングして出力することを特徴とする請求項１記載の高周波発振源。
【請求項３】
第２の発振手段からの発振信号を第１段目から第Ｎ段目のミキシング手段に分配する分配手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の高周波発振源。
【請求項４】
第１の発振手段と、
第２の発振手段と、
前記第１の発振手段と接続し、該第１の発振手段の発振信号の周波数帯域を通過させる第１の帯域通過フィルタと、
前記第１の帯域通過フィルタからの入力信号に遅延を与えて出力する遅延手段と、
前記遅延手段及び前記第２の発振手段と接続し、該遅延手段からの入力信号と前記第２の発振手段からの発振信号をミキシングして出力するミキシング手段と、
前記ミキシング手段に接続し、該ミキシング手段でＮ（Ｎは１以上の整数）回ミキシングされた信号の周波数帯域を通過させる第２の帯域通過フィルタと、
前記第２の帯域通過フィルタの出力信号を分波する分波手段と、
前記分波手段で分波された信号をミキシングして出力する出力用ミキシング手段とを備えた高周波発振源。
【請求項５】
出力用ミキシング手段は、分波手段の代わりに第１の発振手段からの発振信号と第２の帯域通過フィルタの通過信号とをミキシングすることを特徴とする請求項４記載の高周波発振源。
【請求項６】
ミキシング手段でＮ（Ｎは１以上の整数）回ミキシングされた信号の周波数が、第２の発振手段から出力される信号の周波数と同じになるようにミキシングの回数Ｎと第１の発振手段の発振信号の周波数を設定し、
第２の発振手段は、前記ミキシング手段でＮ回ミキシングされた信号の一部を入力し、該信号に同期して前記所定の周波数の信号を出力する注入同期発振器であることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の高周波発振源。
【請求項７】
出力用ミキシング手段の出力の一部を分周する第１の分周手段を備え、
第２の発振手段は、前記第１の分周手段により分周された信号を入力し、該信号に同期して前記所定の周波数の信号を出力する注入同期発振器であることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の高周波発振源。
【請求項８】
第１の分周手段は、分波手段で分波された信号の一部を入力し、分周することを特徴とする請求項７記載の高周波発振源。
【請求項９】
第２の発振手段の代わりに、信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の出力を入力し、所定の周波数の信号成分を通過させる第３の帯域通過フィルタを備えたことを特徴とする請求項６から請求項８のうちのいずれか１項記載の高周波発振源。
【請求項１０】
第１の帯域通過フィルタと遅延手段の間に接続する第１のサーキュレータと、
ミキシング手段と第２の帯域通過フィルタの間に接続する第２のサーキュレータと、
前記第１のサーキュレータと前記第２のサーキュレータとを接続する経路上に設けられ、該経路を伝搬する信号を増幅する増幅手段とを備えたことを特徴とする請求項４から請求項９のうちのいずれか１項記載の高周波発振源。
【請求項１１】
ミキシング手段と第２の帯域通過フィルタの間に設けられ、前記ミキシング手段の出力信号又は前記第２の帯域通過フィルタからの信号に遅延を与えて出力する後段側の遅延手段を備えたことを特徴とする請求項４から請求項１０のうちのいずれか１項記載の高周波発振源。
【請求項１２】
出力用ミキシング手段の出力の一部を入力し、分周する第２の分周手段を備え、
第１の発振手段は、前記第２の分周手段により分周された信号を入力し、該信号に同期して前記所定の周波数の信号を出力する注入同期発振器であることを特徴とする請求項４から請求項１１のうちのいずれか１項記載の高周波発振源。
【請求項１３】
第１の発振手段の代わりに、第２の分周手段の出力を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の出力を入力し、該入力信号から所定の周波数の信号成分を通過させる第４の帯域通過フィルタとを備えたことを特徴とする請求項１２記載の高周波発振源。
【請求項１４】
遅延手段は、入力信号に与える遅延量が可変な可変遅延器であることを特徴とする請求項１から請求項１３のうちのいずれか１項記載の高周波発振源。
【請求項１５】
遅延手段の前段又は後段に設けられ、前記遅延手段への入力信号又は出力信号を増幅する増幅手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項１４のうちのいずれか１項記載の高周波発振源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばマイクロ波帯、ミリ波帯の高周波信号を発振する低位相雑音の高周波発振源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の高周波発振源として、発振用の能動素子を有する増幅部と、増幅部の出力側に接続された負荷抵抗と、増幅部の入力側に接続された共振回路と、周波数同期をとるための基準信号源とを備えた注入同期発振器がある。
この注入同期発振器の発振動作は次の通りである。
発振器の回路内の雑音が能動素子によって増幅される一方、能動素子の各端子に接続されているキャパシタ、インダクタ及び共振回路などのリアクタンス回路によって、その増幅された電力の一部が能動素子に戻され、能動素子によって電力が更に増幅されることで発振動作が行われる。
【０００３】
なお、発振電力は負荷抵抗から出力されるが、注入信号がない場合、高周波発振源の発振周波数は、共振回路の共振周波数で概略決定され、位相雑音は共振回路の負荷Ｑ値に大きく依存する。基準信号源の信号を注入すると、発振周波数は基準信号源の周波数に同期し、基準信号源の信号と同等の位相雑音が得られる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
【非特許文献１】“Ａ６０−ＧＨｚ−ｂａｎｄ  Ｓｕｂｈａｒｍｏｎｉｃａｌｌｙ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌｏｃｋｅｄ  ＶＣＯ  ＭＭＩＣ  Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  ｏｖｅｒ  Ｗｉｄｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｒａｎｇｅ”，  ２００５  ＩＥＥＥ  ＭＴＴ−Ｓ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｄｉｇｅｓｔ，ＴＨ３Ａ−２，Ｊｕｎｅ  ２００５．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の高周波発振源は、注入信号となる低位相雑音の基準信号源がない場合、位相雑音が共振回路の負荷Ｑ値に大きく依存しており、電気信号の低位相雑音化を図るには、高Ｑの共振回路が必要である。しかしながら、高周波の電気信号に対応可能な高Ｑの共振回路の実現が困難であるため、高周波の電気信号を発振する場合には、電気信号の低位相雑音化を図ることが難しいという課題があった。
【０００６】
なお、基準信号源の信号を注入して、注入同期を行う場合、位相雑音が注入信号の位相雑音に依存するため、位相雑音が低い注入信号を発振する発振器が必要になる。そこで、発振周波数が低い低位相雑音の水晶発振器を実装して、その水晶発振器から発振される信号を所望の周波数まで逓倍して使用しようとすると、多くの高調波が発生してしまうため、所望の発振周波数を得ることが困難になる。
【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、高Ｑの共振回路を用いることなく、電気信号の低位相雑音化を図ることができる高周波発振源を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る高周波発振源は、入力信号に遅延を与えて出力する遅延手段と、入力信号をミキシングして出力するミキシング手段とを、遅延手段から交互にＮ（Ｎは１以上の整数）段接続してなり、遅延手段で遅延された信号をミキシング手段でミキシングするユニットと、ユニットにおける第１段目の遅延手段に接続して発振信号を出力する第１の発振手段と、ユニットにおける第１段目から第Ｎ段目のミキシング手段に接続して発振信号を出力する第２の発振手段と、ユニットにおける第Ｎ段目のミキシング手段及び第１の発振手段に接続し、第Ｎ段目のミキシング手段の出力信号と第１の発振手段からの発振信号とをミキシングして出力する出力用ミキシング手段とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、高Ｑの共振回路を用いることなく、電気信号の低位相雑音化を図ることができるという効果がある。
【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による高周波発振源の構成を示す図である。図１に示すように、実施の形態１による高周波発振源では、遅延器３とミクサ４が交互に複数段接続されており、最初の遅延器３と最終段のミクサ４には発振器１０１が各々接続される。また、最初の遅延器３と最終段のミクサ４の間における各ミクサ４には、発振器１０２がそれぞれ接続される。
【００１１】
ここでは、遅延器３とミクサ４を、遅延器３から交互にＮ（Ｎは１以上の整数）段接続したユニットを構成し、このユニットの最終段のミクサ４として第Ｎ段目のミクサ４に第（Ｎ＋１）段目のミクサ４を接続する。また、第１段目の遅延器３と第（Ｎ＋１）段目のミクサ４の入力に発振器１０１を接続し、第１段目から第Ｎ段目のミクサ４に発振器１０２をそれぞれ接続する。
【００１２】
発振器（第１の発振手段）１０１は、周波数ｆｒ１の発振波を出力し、発振器（第２の発振手段）１０２は、周波数ｆｒ２の発振波を出力する。これら発振器１０１，１０２は、例えばシンセサイザであってもよい。また、発振周波数ｆｒ１，ｆｒ２は同一であってもよい。遅延器（遅延手段）３は、入力信号に遅延を与えて出力する。ミクサ４は、遅延器３の出力信号と発振器１０１又は発振器１０２の出力信号とをミキシングする。このミクサ（ミキシング手段）４は、ダイオードミクサ、ＦＥＴミクサ、イメージリジェクションミクサなどとしても良く、変調器としても良い。
【００１３】
次に動作について説明する。
発振器１０１から出力される周波数ｆｒ１の発振波は、最初の遅延器３で遅延され、該遅延器３の次段に繋がるミクサ４に出力される。ミクサ４では、発振器１０２から出力された周波数ｆｒ２の発振波と最初の遅延器３で遅延された信号をミキシングし、各信号における周波数の和の周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜の信号と差の周波数｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号とを生成して次段に繋がる遅延器３に出力する。
【００１４】
次段の遅延器３は、前段のミクサ４の出力信号を遅延して次段に繋がるミクサ４に出力する。このミクサ４では、前段の遅延器３の出力信号と発振器１０２から出力された発振波とをミキシングして、各信号における周波数の和の周波数｜ｆｒ１＋２・ｆｒ２｜の信号と差の周波数｜ｆｒ１−２・ｆｒ２｜の信号を生成する。これら信号は、該ミクサ４の次段に繋がる遅延器３に出力される。
【００１５】
上述の動作を各段で繰り返すことにより、第Ｎ番目のミクサ４は、前段の遅延器３の出力信号と発振器１０２の出力信号とをミキシングして、各信号の和の周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜の信号と差の周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号を生成する。これら信号は遅延器３を介さずに最終段のミクサ４（第（Ｎ＋１）段目のミクサ４）に入力される。
【００１６】
最終段のミクサ４では、上述した前段のミクサ４の出力信号と発振器１０１から出力された周波数ｆｒ１の発振波とをミキシングすることにより周波数Ｎ・ｆｒ２の信号を生成して出力する。このようにして、発振器１０２の発振波のＮ倍の周波数の出力波を得ることができる。
【００１７】
なお、各段のミクサ４は、本来入力した発振波及びその位相雑音ＰＮをコヒーレントに加算するが、上述のように遅延器３を介してその信号に遅延を与えることにより位相雑音ＰＮをインコヒーレントに加算する。このため、位相雑音ＰＮの平均電力は、コヒーレントに加算された場合よりも抑制される。従って、遅延をＮ回与えることにより位相雑音ＰＮがインコヒーレントに逐次加算されて十分な位相雑音低減効果が得られる。下記式（１）は、信号に遅延を与えない場合と、上述のように遅延を与えた場合とにおける位相雑音ＰＮを表している。
【数１】
2008118532.tif 000003
【００１８】
上記式（１）から明らかなように、遅延器３による遅延をＮ回行うことにより、周波数Ｎ・ｆｒ２の出力波における位相雑音ＰＮが、周波数ｆｒ２の発振波の位相雑音に１０ＬｏｇＮを加えた値となる（上記式（１）の遅延が十分あるとき）。従って、遅延を与えずにＮ倍の周波数の発振波を得たときと比較して、１０ＬｏｇＮだけ位相雑音ＰＮが改善されることになる。
【００１９】
以上のように、この実施の形態１によれば、周波数ｆｒ１の発振波を出力する発振器１０１と、該発振器１０１の出力端子に交互にＮ段接続される遅延器３及びミクサ４と、第１から第Ｎ番目の各ミクサ４に周波数ｆｒ２の発振波を出力する発振器１０２と、第Ｎ番目のミクサ４に接続する最終段の第（Ｎ＋１）段目のミクサ４に周波数ｆｒ１の発振波を出力する発振器１０１を備えたので、各段のミクサ４において位相雑音ＰＮがインコヒーレントに加算されることから、高Ｑの共振回路を用いることなく、位相雑音を低減した周波数Ｎ・ｆｒ２の発振波を得ることができ、高周波信号の低位相雑音化を図ることができる。
【００２０】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２による高周波発振源の構成を示す図である。この実施の形態２による高周波発振源は、上記実施の形態１で示した構成において、分波回路（分波手段）５を介して最終段のミクサ４とその前段のミクサ４を接続し、最終段のミクサ４に対して発振器１０１からの発振波の代わりに分波回路５の出力を入力する。なお、図２において、図１と同一又はそれに相当する構成要素には同一符号を付しており、その説明を省略する。
【００２１】
次に動作について説明する。
発振器１０１から出力される周波数ｆｒ１の発振波は、最初の遅延器３で遅延され、該遅延器３の次段に繋がるミクサ４に出力される。ミクサ４では、発振器１０２から出力された周波数ｆｒ２の発振波と前段の遅延器３の出力信号とをミキシングして、和の周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜の信号と差の周波数｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号を生成し、次段の遅延器３に出力する。
【００２２】
次段の遅延器３は、前段のミクサ４の出力信号を遅延して次段に繋がるミクサ４に出力する。当該ミクサ４では、発振器１０２からの発振波と遅延器３の出力信号をミキシングして、和の周波数｜ｆｒ１＋２・ｆｒ２｜の信号と差の周波数｜ｆｒ１−２・ｆｒ２｜の信号を生成し、次段に繋がる遅延器３に出力する。
【００２３】
上述の動作を各段で繰り返すことにより、Ｎ番目のミクサ４が、和の周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜の信号と差の周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号を生成し、分波回路５に出力する。なお、各段のミクサ４における処理では、上記実施の形態１で示したように、位相雑音ＰＮがインコヒーレントに加算される。このため、位相雑音ＰＮの平均電力が、コヒーレントに加算された場合よりも抑制されることになる。従って、ミキシング回数Ｎを適切な回数だけ与える段数で構成することにより十分な位相雑音低減効果が得られる。
【００２４】
また、分波回路５では、図２に示すように、前段のミクサ４の出力信号を、周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜の信号と周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号とに分波して最終段のミクサ４に出力する。最終段のミクサ４は、周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜の信号と周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号をミキシングすることで、周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波を出力する。
【００２５】
この周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波における位相雑音ＰＮは、周波数ｆｒ２の発振波における位相雑音ＰＮに１０ＬｏｇＮ及び２０Ｌｏｇ２を加えた値となり、遅延を与えずに２Ｎ倍の周波数の発振波を得たときの位相雑音（＝２０Ｌｏｇ２Ｎ）と比較して１０ＬｏｇＮだけ改善される。
【００２６】
以上のように、この実施の形態２によれば、上記実施の形態１で示した構成において、最終段のミクサ４とその前段のミクサ４を分波回路５を介して接続し、最終段のミクサ４に対して発振器１０１からの発振波の代わりに分波回路５の出力を入力するので、上記実施の形態１と同様な効果を得ることができる。
【００２７】
実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３による高周波発振源の構成を示す図である。図３に示すように、実施の形態３による高周波発振源は、上記実施の形態２で示した構成において最初の遅延器３と最終段のミクサ４の間に介在する各ミクサ４に、発振器１０２の代わりに分配器６を接続している。分配器（分配手段）６は、発振器１０２とも接続しており、該発振器１０２から出力された周波数ｆｒ２の発振波を各ミクサ４に分配する。なお、図３において、図１、２と同一又はそれに相当する構成要素には同一符号を付しており、その説明を省略する。
【００２８】
次に動作について説明する。
発振器１０１から出力される周波数ｆｒ１の発振波は、最初の遅延器３で遅延され、該遅延器３の次段に繋がるミクサ４に出力される。また、ミクサ４では、該遅延器３の出力信号と、分配器６を介して入力された周波数ｆｒ２の発振波とをミキシングして、各信号における周波数の和の周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜の信号と差の周波数｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号を生成し、次段に繋がる遅延器３に出力する。
【００２９】
次段の遅延器３では、前段のミクサ４の出力信号を遅延して次段に繋がるミクサ４に出力する。当該ミクサ４では、分配器６を介して入力された発振波と前段の遅延器３の出力信号とをミキシングして、各信号における周波数の和の周波数｜ｆｒ１＋２・ｆｒ２｜の信号と差の周波数｜ｆｒ１−２・ｆｒ２｜の信号を生成する。これら信号は、該ミクサ４の次段に繋がる遅延器３に出力される。
【００３０】
上述の動作を各段で繰り返すことにより、Ｎ番目のミクサ４では、前段の遅延器３の出力信号と分配器６を介して入力された発振波をミキシングすることで、和の周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜の信号と差の周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号を生成し、分波回路５に出力する。各段のミクサ４では、上記実施の形態１で示したように、位相雑音ＰＮがインコヒーレントに加算されるため、位相雑音ＰＮの平均電力がコヒーレントに加算された場合よりも抑制される。従って、遅延をＮ回与えることにより十分な位相雑音低減効果を得ることができる。
【００３１】
分波回路５は、図３に示すように、前段のミクサ４からの出力信号を、周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜の信号と周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号とに分波して最終段のミクサ４に出力する。最終段のミクサ４では、周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜の信号と周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号をミキシングすることで、周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波を出力する。
【００３２】
この周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波における位相雑音ＰＮは、周波数ｆｒ２の発振波における位相雑音に１０ＬｏｇＮ及び２０Ｌｏｇ２を加えた値となり、遅延を与えずに２Ｎ倍の周波数の発振波を得たときの位相雑音（＝２０Ｌｏｇ２Ｎ）と比較して１０ＬｏｇＮだけ改善される。
【００３３】
以上のように、この実施の形態３によれば、最初の遅延器３と最終段のミクサ４の間に介在する各ミクサ４に発振器１０２の発振波を分配する分配器６を設けたので、高Ｑの共振回路や、各段のミクサ４に発振器１０２を設けることなく、上記実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
なお、上記実施の形態３では、分配器６を上記実施の形態２の構成に設けた例を示したが、上記実施の形態１の構成に適用しても構わない。
【００３５】
実施の形態４．
図４は、この発明の実施の形態４による高周波発振源の構成を示す図である。実施の形態４による高周波発振源は、発振器１０１から出力された発振波を通過させる帯域通過フィルタ７０１、帯域通過フィルタ７０１の出力信号を遅延する遅延器３、遅延器３により遅延された発振波と発振器１０２から出力された発振波をミキシングするミクサ４、該ミクサ４の出力信号のうち所定帯域の信号のみを通過させる帯域通過フィルタ７０２、帯域通過フィルタ７０２の出力を分波する分波回路５、分波回路５で分波された信号をミキシングするミクサ４を備える。
【００３６】
また、図４に示すように、帯域通過フィルタ（第１の帯域通過フィルタ）７０１、遅延器３、ミクサ４及び帯域通過フィルタ（第２の帯域通過フィルタ）７０２が直列に接続されており、帯域通過フィルタ７０１では、周波数ｆｒ１の信号が通過し、帯域通過フィルタ７０２では、周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号が通過する。
【００３７】
次に動作について説明する。
発振器１０１から出力された周波数ｆｒ１の発振波は、帯域通過フィルタ７０１に入力され、該帯域通過フィルタ７０１を通過して次段に繋がる遅延器３に出力される。遅延器３は、帯域通過フィルタ７０１の出力信号に遅延を与えて、次段に繋がるミクサ４に出力する。
【００３８】
ミクサ４では、遅延器３を介して入力された周波数ｆｒ１の発振波と、発振器１０２からの周波数ｆｒ２の発振波とをミキシングして、和の周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜の信号と差の周波数｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号を生成し、次段に繋がる帯域通過フィルタ７０２に出力する。このように、各段で遅延を与えてミクサ４に入力することで、位相雑音がインコヒーレントに加算され、位相雑音の平均電力がコヒーレントに加算されたときよりも抑制される。
【００３９】
また、帯域通過フィルタ７０２は周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号を通過させ、帯域通過フィルタ７０１は周波数ｆｒ１の信号を通過させる。このため、ミクサ４からの周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号は、遅延器３まで戻されて再び遅延され、該遅延信号がミクサ４で発振器１０２から出力された周波数ｆｒ２の発振波とミキシングされる。
【００４０】
このようにして、帯域通過フィルタ７０１，７０２の通過帯域以外の周波数の信号が該帯域通過フィルタ間を往復し、周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号となるまで遅延を与えられながらミキシングされる。このとき、ミクサ４でミキシングされるたびに位相雑音ＰＮがインコヒーレントに加算されるため、十分な位相雑音低減効果を得ることができる。
【００４１】
遅延とミキシングが繰り返されてＮ回変調された周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の変調波は分波回路５に入力される。分波回路５では、前段のミクサ４の出力信号を、周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜の信号と周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号とに分波して最終段のミクサ４に出力する。最終段のミクサ４は、周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜の信号と周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号をミキシングすることで、周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波を出力する。
【００４２】
この周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波における位相雑音ＰＮは、周波数ｆｒ２の発振波における位相雑音ＰＮに１０ＬｏｇＮ及び２０Ｌｏｇ２を加えた値となり、遅延を与えずに２Ｎ倍の周波数の発振波を得たときの位相雑音（＝２０Ｌｏｇ２Ｎ）と比較して１０ＬｏｇＮだけ改善される。
【００４３】
以上のように、この実施の形態４によれば、発振器１０１から出力された発振波を通過させる帯域通過フィルタ７０１、帯域通過フィルタ７０１の通過信号を遅延する遅延器３、遅延器３により遅延された発振波と発振器１０２から出力された発振波とをミキシングするミクサ４、該ミクサ４の出力信号のうち所定帯域の信号のみを通過させる帯域通過フィルタ７０２、帯域通過フィルタ７０２の出力を分波する分波回路５、分波回路５で分波された信号をミキシングするミクサ４を備えたので、高Ｑの共振回路や、複数段に遅延器３及びミクサ４を設けることなく、位相雑音を低減した周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波を得ることができ、高周波信号の低位相雑音化を図ることができる。
【００４４】
また、上記実施の形態４では、帯域通過フィルタ７０１、遅延器３、ミクサ４及び帯域通過フィルタ７０２を直列に接続し、遅延器３とミクサ４からなるユニットの両側に帯域通過フィルタ７０１，７０２を設けたので、遅延器３とミクサ４からなるユニットを１段としても、周波数２Ｎ・ｆｒ２の低位相雑音化された出力波を得ることができる。
【００４５】
実施の形態５．
図５は、この発明の実施の形態５による高周波発振源の構成を示す図である。この実施の形態５による高周波発振源は、上記実施の形態４で示した構成において、分波回路（分波手段）５を介さず最終段のミクサ４とその前段のミクサ４を接続し、最終段のミクサ４に対して発振器１０１から出力される発振波を入力する。なお、図５において、図４と同一又はそれに相当する構成要素には同一符号を付しており、その説明を省略する。
【００４６】
次に動作について説明する。
発振器１０１から出力された周波数ｆｒ１の発振波は、帯域通過フィルタ７０１に入力され、該帯域通過フィルタ７０１を通過して次段に繋がる遅延器３に出力される。遅延器３は、帯域通過フィルタ７０１の出力信号に遅延を与えて、次段に繋がるミクサ４に出力する。
【００４７】
ミクサ４では、遅延器３を介して入力された周波数ｆｒ１の発振波と、発振器１０２からの周波数ｆｒ２の発振波とをミキシングして、和の周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜の信号と差の周波数｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号を生成し、次段に繋がる帯域通過フィルタ７０２に出力する。このように、各段で遅延を与えてミクサ４に入力することで、位相雑音がインコヒーレントに加算され、位相雑音の平均電力がコヒーレントに加算されたときよりも抑制される。
【００４８】
また、帯域通過フィルタ７０２は周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号を通過させ、帯域通過フィルタ７０１は周波数ｆｒ１の信号を通過させる。このため、ミクサ４からの周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号は、遅延器３まで戻されて再び遅延され、該遅延信号がミクサ４で発振器１０２から出力された周波数ｆｒ２の発振波とミキシングされる。
【００４９】
このようにして、帯域通過フィルタ７０１，７０２の通過帯域以外の周波数の信号が該帯域通過フィルタ間を往復し、周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号となるまで遅延を与えられながらミキシングされる。このとき、ミクサ４でミキシングされるたびに位相雑音ＰＮがインコヒーレントに加算されるため、十分な位相雑音低減効果を得ることができる。
【００５０】
遅延とミキシングが繰り返されてＮ回変調された周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の変調波は最終段のミクサ４に入力される。最終段のミクサ４では、上述した前段のミクサ４の出力信号と発振器１０１から出力された周波数ｆｒ１の発振波とをミキシングすることにより周波数Ｎ・ｆｒ２の信号を生成して出力する。このようにして、発振器１０２の発振波のＮ倍の周波数の出力波を得ることができる。
【００５１】
この周波数Ｎ・ｆｒ２の発振波における位相雑音ＰＮは、周波数ｆｒ２の発振波における位相雑音ＰＮに１０ＬｏｇＮを加えた値となり、遅延を与えずにＮ倍の周波数の発振波を得たときの位相雑音（＝２０ＬｏｇＮ）と比較して１０ＬｏｇＮだけ改善される。
【００５２】
以上のように、この実施の形態５によれば、発振器１０１から出力された発振波を通過させる帯域通過フィルタ７０１、帯域通過フィルタ７０１の通過信号を遅延する遅延器３、遅延器３により遅延された発振波と発振器１０２から出力された発振波とをミキシングするミクサ４、該ミクサ４の出力信号のうち所定帯域の信号のみを通過させる帯域通過フィルタ７０２、帯域通過フィルタ７０２出力と発振器１０１から出力された発振波とをミキシングする最終段のミクサ４を備えたので、高Ｑの共振回路や、複数段に遅延器３及びミクサ４を設けることなく、位相雑音を低減した周波数Ｎ・ｆｒ２の発振波を得ることができ、高周波信号の低位相雑音化を図ることができる。
【００５３】
実施の形態６．
この実施の形態６は、分波回路の周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の出力波が周波数ｆｒ２の信号となるように周波数ｆｒ１とミキシング回数Ｎを設定し、この分波回路の出力波の電力の一部を注入同期発振器に帰還するものである。
【００５４】
図６は、この発明の実施の形態６による高周波発振源の構成を示す図である。この実施の形態６による高周波発振源は、上記実施の形態４による構成において、分波回路５の周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の出力波が周波数ｆｒ２の信号となるように周波数ｆｒ１とミキシング回数Ｎを設定し、この分波回路５の出力波の電力の一部を注入同期発振器８０２に帰還する。なお、図６において、図４と同一又はそれに相当する構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００５５】
次に動作について説明する。
発振器１０１から出力された周波数ｆｒ１の発振波は、帯域通過フィルタ７０１に入力され、該帯域通過フィルタ７０１を通過して次段に繋がる遅延器３に出力される。遅延器３は、帯域通過フィルタ７０１の出力信号に遅延を与えて、次段に繋がるミクサ４に出力する。
【００５６】
ミクサ４では、遅延器３を介して出力された周波数ｆｒ１の発振波と、注入同期発振器８０２から出力された周波数ｆｒ２の発振波とをミキシングして、和の周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜の信号と差の周波数｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号を生成し、次段に繋がる帯域通過フィルタ７０２に出力する。このように、発振波に遅延を与えてミクサ４に入力することで、位相雑音はインコヒーレントに加算されるため、位相雑音の平均電力がコヒーレントに加算されたときよりも抑制される。
【００５７】
また、帯域通過フィルタ７０２は周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号を通過させ、帯域通過フィルタ７０１は周波数ｆｒ１の信号を通過させる。このため、帯域通過フィルタ７０１，７０２の通過帯域以外の信号が該帯域通過フィルタ間を往復し、遅延器３に繋がるミクサ４の出力信号が周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号となるまで遅延を与えられながらミキシングされる。このとき、信号の位相雑音はインコヒーレントに加算されていくため、十分な位相雑音低減効果を得ることができる。
【００５８】
上述のようにして遅延とミキシングが繰り返されてＮ回変調された周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の変調波は、分波回路５に入力される。分波回路５では、前段のミクサ４の出力信号を、周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜の信号と周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号とに分波して最終段のミクサ４に出力する。
【００５９】
最終段のミクサ４では、周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜の信号と周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号をミキシングすることで、周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波を出力する。このとき、周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波の位相雑音ＰＮは、周波数ｆｒ２の発振波の位相雑音ＰＮに１０ＬｏｇＮ及び２０Ｌｏｇ２を加えた値となり、遅延を与えずに２Ｎ倍の周波数の発振波を得た場合（＝２０Ｌｏｇ２Ｎ）と比較して１０ＬｏｇＮだけ改善される。
【００６０】
ここで、実施の形態６では、分波回路５の出力波のうち周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号が周波数ｆｒ２の信号となるように、発振器１０１が出力する発振波の周波数ｆｒ１とミキシング回数Ｎとを設定しておく。この分波回路５の出力信号（周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜＝ｆｒ２となる信号）を注入同期発振器８０２に注入すると、注入同期発振器８０２からの出力波の位相雑音は、注入された信号の位相雑音と等しくなるため、上述のように位相雑音ＰＮが改善される。また、これを繰り返すことで、注入同期発振器８０２から出力される発振波の位相雑音をさらに低減することができる。
【００６１】
以上のように、この実施の形態６によれば、分波回路５の周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の出力波が周波数ｆｒ２の信号となるように周波数ｆｒ１とミキシング回数Ｎを設定し、この分波回路５の出力波の電力の一部を注入同期発振器８０２に帰還するので、高Ｑの共振回路を用いることなく、位相雑音を低減した周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波を得ることができ、高周波信号の低位相雑音化を図ることができる。
【００６２】
実施の形態７．
図７は、この発明の実施の形態５による高周波発振源の構成を示す図である。この実施の形態７による高周波発振源は、上記実施の形態４による構成において、帯域通過フィルタ７０２に繋がるミクサ４に発振器１０２を接続する代わりに注入同期発振器８０２を接続し、最終段のミクサ４の出力を分周して該注入同期発振器８０２に帰還する分周器（第１の分周手段）９０２を備える。
【００６３】
注入同期発振器８０２は、入力（注入）された信号の周波数に同期して、該入力信号と同一周波数の信号をミクサ４に出力する。分周器９０２は、最終段のミクサ４の出力波である周波数２Ｎ・ｆｒ２の信号電力の一部を２Ｎ分周して注入同期発振器８０２に出力する。なお、図７において、図４と同一又はそれに相当する構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００６４】
次に動作について説明する。
発振器１０１から出力された周波数ｆｒ１の発振波は、帯域通過フィルタ７０１に入力され、該帯域通過フィルタ７０１を通過して次段に繋がる遅延器３に出力される。遅延器３は、帯域通過フィルタ７０１の出力信号に遅延を与えて、次段に繋がるミクサ４に出力する。
【００６５】
ミクサ４では、遅延器３を介して出力された周波数ｆｒ１の発振波と、注入同期発振器８０２から出力された周波数ｆｒ２の発振波とをミキシングして、和の周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜の信号と差の周波数｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号を生成し、次段に繋がる帯域通過フィルタ７０２に出力する。このように、発振波に遅延を与えてミクサ４に入力することで、位相雑音はインコヒーレントに加算される。このため、位相雑音の平均電力は、コヒーレントに加算されたときよりも抑制される。
【００６６】
また、帯域通過フィルタ７０２は周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号を通過させ、帯域通過フィルタ７０１は周波数ｆｒ１の信号を通過させる。このため、ミクサ４から出力された周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号は、遅延器３まで戻されて再び遅延され、ミクサ４によって注入同期発振器８０２から出力された周波数ｆｒ２の発振波とミキシングされる。
【００６７】
このようにして、帯域通過フィルタ７０１，７０２の通過帯域以外の信号が、帯域通過フィルタ７０１，７０２間を往復し、遅延器３に繋がるミクサ４の出力信号が周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号となるまで遅延器３で遅延を与えられながらミクサ４で周波数ｆｒ２の発振波とミキシングされる。このとき、信号の位相雑音は、インコヒーレントに加算されていくため、十分な位相雑音低減効果を得ることができる。
【００６８】
上述のようにして遅延とミキシングが繰り返されてＮ回変調された周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の変調波は、分波回路５に入力される。分波回路５では、前段のミクサ４の出力信号を、周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜の信号と周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号とに分波して最終段のミクサ４に出力する。
【００６９】
最終段のミクサ４では、周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜の信号と周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号をミキシングすることで、周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波を出力する。このとき、該周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波における位相雑音ＰＮは、周波数ｆｒ２の発振波における位相雑音に１０ＬｏｇＮ及び２０Ｌｏｇ２を加えた値となり、遅延を与えずに２Ｎ倍の周波数の発振波を得たときの位相雑音（＝２０Ｌｏｇ２Ｎ）と比較して１０ＬｏｇＮだけ改善されている。
【００７０】
ここで、最終段のミクサ４の出力波である周波数２Ｎ・ｆｒ２の信号の電力の一部を分周器９０２に入力すると、分周器９０２は、該信号を２Ｎ分周して周波数ｆｒ２の信号を出力する。このとき、該周波数ｆｒ２の信号は、遅延器３を介さず遅延が与えられていないため、その位相雑音は２０Ｌｏｇ２Ｎだけ低くなる。
【００７１】
従って、分周器９０２から出力される周波数ｆｒ２の信号の位相雑音ＰＮは、（元の周波数ｆｒ２の信号の位相雑音＋１０ＬｏｇＮ＋２０Ｌｏｇ２）−（２０Ｌｏｇ２Ｎ）＝（元の周波数ｆｒ２の信号の位相雑音−１０ＬｏｇＮ）となり、十分に低位相雑音化されているのがわかる。
【００７２】
この低位相雑音化された周波数ｆｒ２の信号を、注入同期発振器８０２に注入すると、注入同期発振器８０２から出力される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。このため、上述のように位相雑音ＰＮが改善される。また、これを繰り返すことで、注入同期発振器８０２から出力される発振波の位相雑音をさらに低減することができる。
【００７３】
以上のように、この実施の形態７によれば、遅延器３に繋がるミクサ４に注入同期発振器８０２を接続し、該注入同期発振器８０２に対して最終段のミクサ４からの出力波を分周して帰還をかける分周器９０２を設けたので、高Ｑの共振回路を用いることなく、位相雑音を低減した周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波を得ることができ、高周波信号の低位相雑音化を図ることができる。
【００７４】
また、上記実施の形態７では、最終段のミクサ４からの出力波を分周して周波数ｆｒ２の信号を注入同期発振器８０２に入力する構成を示したが、分周器９０２をミクサに置き換え、該ミクサの出力波の周波数をその入力信号の周波数の１／２Ｎとなるように構成しても良い。
【００７５】
なお、上記実施の形態７では、上記実施の形態４の構成において、発振器１０２を注入同期発振器８０２とし、分周器９０２を設けた例を示したが、上記実施の形態１から５における発振器１０２の代わりに、注入同期発振器８０２及び分周器９０２を設ける構成であってもよい。
【００７６】
実施の形態８．
図８は、この発明の実施の形態８による高周波発振源の構成を示す図である。この実施の形態８による高周波発振源は、上記実施の形態７による構成において、最終段のミクサ４の出力を分周する代わりに、分波回路５で分波された信号の一部を分周器（第１の分周手段）９０２を介して該注入同期発振器８０２に帰還する。なお、図８において、図７と同一又はそれに相当する構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００７７】
次に動作について説明する。
発振器１０１から出力された周波数ｆｒ１の発振波は、帯域通過フィルタ７０１に入力され、該帯域通過フィルタ７０１を通過して次段に繋がる遅延器３に出力される。遅延器３では、帯域通過フィルタ７０１の出力信号に遅延を与えて、次段に繋がるミクサ４に出力する。
【００７８】
ミクサ４は、遅延器３を介して入力された周波数ｆｒ１の発振波と、注入同期発振器８０２からの周波数ｆｒ２の発振波とをミキシングして、和の周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜の信号と差の周波数｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号を生成し、次段に繋がる帯域通過フィルタ７０２に出力する。このように、発振波に遅延を与えてミクサ４に入力することで、位相雑音はインコヒーレントに加算される。このため、位相雑音の平均電力は、コヒーレントに加算されたときよりも抑制される。
【００７９】
また、帯域通過フィルタ７０２は周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号を通過させ、帯域通過フィルタ７０１は周波数ｆｒ１の信号を通過させる。このため、ミクサ４からの周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号は、遅延器３まで戻されて再び遅延され、ミクサ４によって注入同期発振器８０２から出力された周波数ｆｒ２の発振波とミキシングされる。
【００８０】
このようにして、帯域通過フィルタ７０１，７０２の通過帯域以外の信号が、帯域通過フィルタ７０１，７０２間を往復し、遅延器３に繋がるミクサ４からの出力が周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号となるまで遅延器３で遅延を与えられながらミクサ４で周波数ｆｒ２の発振波とミキシングされる。このとき、信号の位相雑音は、インコヒーレントに加算されていくため、十分な位相雑音低減効果を得ることができる。
【００８１】
上述のようにして遅延とミキシングが繰り返されてＮ回変調された周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の変調波は、分波回路５に入力される。分波回路５では、前段のミクサ４の出力信号を周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜の信号と周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号とに分波して最終段のミクサ４に出力する。
【００８２】
最終段のミクサ４は、周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜の信号と周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号をミキシングすることで、周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波を出力する。このとき、周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波の位相雑音ＰＮは、周波数ｆｒ２の発振波の位相雑音ＰＮに１０ＬｏｇＮ及び２０Ｌｏｇ２を加えた値となり、遅延を与えずに２Ｎ倍の周波数の発振波を得た場合（＝２０Ｌｏｇ２Ｎ）と比較して１０ＬｏｇＮだけ改善される。
【００８３】
ここで、分周器９０２は、分波回路５の出力波である周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号の電力の一部を入力し、出力信号が周波数ｆｒ２となるように分周する。このとき、該周波数ｆｒ２の出力信号は、遅延器３を介さず遅延が与えられていないため、低位相雑音化された状態が維持される。
【００８４】
この低位相雑音化された周波数ｆｒ２の信号を、注入同期発振器８０２に注入すると、注入同期発振器８０２から出力される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。このため、上述のように位相雑音ＰＮが改善される。また、これを繰り返すことで、注入同期発振器８０２により注入される発振波の位相雑音をさらに低減することができる。
【００８５】
以上のように、この実施の形態８によれば、遅延器３に繋がるミクサ４に発振器として注入同期発振器８０２を設け、該周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の出力波における信号電力の一部を分周器９０２を通して注入同期発振器８０２に帰還をかけるので、最終的な出力波である周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波を、低位相雑音化することができる。
【００８６】
なお、上記実施の形態８では、上記実施の形態４の構成において、発振器１０２を注入同期発振器８０２とし、分周器９０２を設けた例を示したが、上記実施の形態２及び上記実施の形態３における発振器１０２の代わりに、注入同期発振器８０２及び分周器９０２を設ける構成であってもよい。
【００８７】
実施の形態９．
上記実施の形態７では、最終段のミクサにおける出力波の電力の一部を分周器を介して注入同期発振器に帰還する構成例を示した。この実施の形態９では、注入同期発振器を帯域通過フィルタと増幅器に置き換えることで、低位相雑音化された周波数２Ｎ・ｆｒ２の出力波を得る。
【００８８】
図９は、この発明の実施の形態９による高周波発振源の構成を示す図である。この実施の形態９による高周波発振源では、上記実施の形態７による構成において、注入同期発振器８０２の代わりに、分周器９０２の出力を増幅する増幅器（増幅手段）１０、増幅器１０の出力から周波数ｆｒ２の信号のみを通過させる帯域通過フィルタ７０３を設ける。なお、図９において、図７と同一又はそれに相当する構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００８９】
次に動作について説明する。
発振器１０１から出力された周波数ｆｒ１の発振波は、帯域通過フィルタ７０１に入力され、該帯域通過フィルタ７０１を通過して次段に繋がる遅延器３に出力される。遅延器３では、帯域通過フィルタ７０１の出力信号に遅延を与えて、次段に繋がるミクサ４に出力する。
【００９０】
ミクサ４は、遅延器３を介して入力した周波数ｆｒ１の発振波と、帯域通過フィルタ７０３を介して入力した周波数ｆｒ２の発振波とをミキシングして、和の周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜の信号と差の周波数｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号を生成し、次段に繋がる帯域通過フィルタ７０２に出力する。このように、発振波に遅延を与えてミクサ４に入力することで、位相雑音はインコヒーレントに加算されるため、位相雑音の平均電力がコヒーレントに加算されたときよりも抑制される。
【００９１】
また、帯域通過フィルタ７０２は周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号を通過させ、帯域通過フィルタ７０１は周波数ｆｒ１の信号を通過させる。このため、ミクサ４からの周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号は、遅延器３まで戻されて再び遅延され、ミクサ４によって帯域通過フィルタ７０３を介して入力された周波数ｆｒ２の発振波とミキシングされる。
【００９２】
このようにして、帯域通過フィルタ７０１，７０２の通過帯域以外の信号が、該帯域通過フィルタ間を往復し、遅延器３に繋がるミクサ４からの出力が周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号となるまで遅延を与えられながらミキシングされる。このとき、信号の位相雑音は、インコヒーレントに加算されていくため、十分な位相雑音低減効果を得ることができる。
【００９３】
上述のように遅延とミキシングを繰り返してＮ回変調された周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の変調波は、分波回路５に入力される。分波回路５では、前段のミクサ４の出力信号を、周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜の信号と周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号とに分波して最終段のミクサ４に出力する。
【００９４】
最終段のミクサ４は、周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜の信号と周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号をミキシングすることで、周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波を出力する。このとき、該周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波における位相雑音ＰＮは、周波数ｆｒ２の発振波における位相雑音ＰＮに１０ＬｏｇＮ及び２０Ｌｏｇ２を加えた値となり、遅延を与えずに２Ｎ倍の周波数の発振波を得たときの位相雑音（＝２０Ｌｏｇ２Ｎ）と比較して１０ＬｏｇＮだけ改善される。
【００９５】
ここで、最終段のミクサ４の出力波である周波数２Ｎ・ｆｒ２の信号の電力の一部を分周器９０２に入力すると、分周器９０２は、該信号を２Ｎ分周して得た周波数ｆｒ２の信号を増幅器１０に出力する。このとき、該周波数ｆｒ２の信号は、遅延器３を介さず遅延が与えられていないため、その位相雑音は２０Ｌｏｇ２Ｎだけ低くなる。
【００９６】
従って、分周器９０２から出力される周波数ｆｒ２の信号の位相雑音ＰＮは、（元の周波数ｆｒ２の信号の位相雑音＋１０ＬｏｇＮ＋２０Ｌｏｇ２）−２０Ｌｏｇ２Ｎ＝（元の周波数ｆｒ２の信号の位相雑音−１０ＬｏｇＮ）となり、十分に低位相雑音化されているのがわかる。この低位相雑音化された周波数ｆｒ２の信号を増幅器１０で増幅し、この増幅信号から帯域通過フィルタ７０３により周波数ｆｒ２の信号のみを通過させてミクサ４に出力する。
【００９７】
このことから、熱雑音により生じた周波数ｆｒ２の信号の電力が大きくなり、安定した出力波を得ることができ、かつその位相雑音を低減することができる。
【００９８】
以上のように、この実施の形態９によれば、上記実施の形態７の構成において注入同期発振器８０２を帯域通過フィルタ７０３と増幅器１０に置き換えた構成とすることで、低位相雑音化された２Ｎ倍の発振波２Ｎ・ｆｒ２が得るので、高Ｑの共振回路を用いることなく、位相雑音を低減した周波数２Ｎ・ｆｒ２の出力波を安定した電力で得ることができる。
【００９９】
なお、上記実施の形態９では、上記実施の形態７の構成において注入同期発振器８０２を帯域通過フィルタ７０３と増幅器１０に置き換えた構成を示したが、上記実施の形態６及び上記実施の形態８において上記置き換えを行った構成であってもよい。
【０１００】
実施の形態１０．
この実施の形態１０では、上記実施の形態７の構成にサーキュレータを追加し、帯域通過フィルタで反射信号が異なる経路を通る場合においても低位相雑音化された出力波を得るものである。
【０１０１】
図１０は、この発明の実施の形態１０による高周波発振源の構成を示す図である。この実施の形態１０による高周波発振源では、上記実施の形態７による構成において、帯域通過フィルタ７０１と遅延器３の間、及び該遅延器３に繋がるミクサ４と帯域通過フィルタ７０２の間にサーキュレータ１２をそれぞれ設け、サーキュレータ１２間を結ぶ経路上に増幅器１０を設ける。なお、図１０において、図７と同一又はそれに相当する構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【０１０２】
次に動作について説明する。
発振器１０１から出力された周波数ｆｒ１の発振波は、帯域通過フィルタ７０１に入力され、該帯域通過フィルタ７０１及びサーキュレータ１２を通過して次段に繋がる遅延器３に出力される。遅延器３は、帯域通過フィルタ７０１の出力信号に遅延を与えて、次段に繋がるミクサ４に出力する。
【０１０３】
ミクサ４では、遅延器３を介して入力した周波数ｆｒ１の発振波と、注入同期発振器８０２から出力された周波数ｆｒ２の発振波とをミキシングして、和の周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜の信号と差の周波数｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号を生成し、次段に繋がる帯域通過フィルタ７０２に出力する。このように、発振波に遅延を与えてミクサ４に入力することで、位相雑音はインコヒーレントに加算されるため、位相雑音の平均電力がコヒーレントに加算されたときよりも抑制される。
【０１０４】
ここで、帯域通過フィルタ７０２は周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号を通過させ、帯域通過フィルタ７０１は周波数ｆｒ１の信号を通過させる。このため、ミクサ４からの周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号は、遅延器３まで戻されて再び遅延され、ミクサ４によってミキシングされる。このようにして、帯域通過フィルタ７０１，７０２の通過帯域以外の信号が、該帯域通過フィルタ間を往復する。
【０１０５】
このとき、一方の帯域通過フィルタを反射した信号は、遅延器３とミクサ４を通過する経路をとり、もう一方の帯域通過フィルタを反射した信号は、サーキュレータ１２から増幅器１０を通る経路をとる。従って、帯域通過フィルタ７０１，７０２間での信号損失を軽減することができ、位相雑音を低減した出力波を安定して得ることができる。なお、以降の処理は、上記実施の形態７と同様である。
【０１０６】
以上のように、この実施の形態１０によれば、帯域通過フィルタ７０１，７０２で反射する信号のうち、遅延器３とミクサ４を通らない経路をとる信号成分を増幅して該経路に戻すサーキュレータ１２と増幅器１０を設けたので、高Ｑの共振回路を用いることなく、位相雑音を低減した周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波を安定した出力電力で得ることができる。
【０１０７】
実施の形態１１．
この実施の形態１１は、上記実施の形態７の構成において、遅延された周波数ｆｒ１の発振波と周波数ｆｒ２の発振波とをミキシングするミクサと後段の帯域通過フィルタとの間に遅延器を設けたものである。
【０１０８】
図１１は、この発明の実施の形態１１による高周波発振源の構成を示す図である。この実施の形態１１による高周波発振源は、上記実施の形態７と基本的な構成は同様であるが、帯域通過フィルタ７０１の次段に遅延器３０１を接続し、該遅延器３０１で遅延された周波数ｆｒ１の発振波と周波数ｆｒ２の発振波とをミキシングするミクサ４と帯域通過フィルタ７０２との間に遅延器３０２を接続している。なお、図１１において、図７と同一又はそれに相当する構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【０１０９】
次に動作について説明する。
発振器１０１から出力された周波数ｆｒ１の発振波は、帯域通過フィルタ７０１に入力され、該帯域通過フィルタ７０１を通過して次段に繋がる遅延器３０１に出力される。遅延器３０１は、帯域通過フィルタ７０１の出力信号に遅延を与えて、次段に繋がるミクサ４に出力する。
【０１１０】
ミクサ４では、遅延器３０１を介して入力した周波数ｆｒ１の発振波と、注入同期発振器８０２から出力された周波数ｆｒ２の発振波とをミキシングして、和の周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜の信号と差の周波数｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号を生成し、次段に繋がる遅延器３０２に出力する。このように、発振波に遅延を与えてミクサ４に入力することで、位相雑音はインコヒーレントに加算されるため、位相雑音の平均電力がコヒーレントに加算されたときよりも抑制される。
【０１１１】
遅延器３０２は、ミクサ４の出力信号に遅延を与えて次段に繋がる帯域通過フィルタ７０２に出力する。ここで、帯域通過フィルタ７０２は周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号を通過させ、帯域通過フィルタ７０１は周波数ｆｒ１の信号を通過させる。このため、遅延器３０２で遅延された周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号は、遅延器３０１まで戻されて再び遅延され、ミクサ４によってミキシングされる。
【０１１２】
このようにして、帯域通過フィルタ７０１，７０２の通過帯域以外の信号が、周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜となるまで、帯域通過フィルタ７０１，７０２間を往復し、発振器１０１からの周波数ｆｒ１の発振波が遅延を与えられながら、周波数ｆｒ２の信号とミキシングされる。このとき、本実施の形態１１では、ミクサ４の前後に遅延器３０１，３０２を接続しており、１回のミキシングで与えられる遅延量がミクサ４の前段だけに遅延器を設けた場合の２倍となるため、十分な位相雑音低減効果を得やすくなる。なお、以降の処理は、上記実施の形態７と同様である。
【０１１３】
以上のように、この実施の形態１１によれば、遅延器３０１と繋がるミクサ４と後段の帯域通過フィルタとの間にさらに遅延器を設けたので、１回のミキシングで与えられる遅延量が増加することから、より位相雑音低減効果が得られやすい高周波発振源を提供することができる。
【０１１４】
なお、上記実施の形態１１では、上記実施の形態７の構成において、遅延された周波数ｆｒ１の発振波と周波数ｆｒ２の発振波とをミキシングするミクサと後段の帯域通過フィルタとの間に遅延器を設けた例を示したが、上記実施の形態６から後述する実施の形態１５までの構成に設けた構成であってもよい。
【０１１５】
実施の形態１２．
図１２は、この発明の実施の形態１２による高周波発振源の構成を示す図である。この実施の形態１２による高周波発振源は、上記実施の形態７の構成において、周波数ｆｒ１の発振波を出力する発振器１０１の代わりに注入同期発振器８０１を設け、最終段のミクサ４の出力波の電力の一部を周波数変換器である分周器（第２の分周手段）９０１を通して注入同期発振器８０１に帰還する。なお、図１２において、図７と同一又はそれに相当する構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【０１１６】
次に動作について説明する。
注入同期発振器８０１から出力された周波数ｆｒ１の発振波は、帯域通過フィルタ７０１に入力され、帯域通過フィルタ７０１を通過して次段に繋がる遅延器３に出力される。遅延器３は、帯域通過フィルタ７０１の出力信号に遅延を与えて、次段に繋がるミクサ４に出力する。
【０１１７】
ミクサ４では、遅延器３を介して入力した周波数ｆｒ１の発振波と、注入同期発振器８０２から出力された周波数ｆｒ２の発振波とをミキシングして、和の周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜の信号と差の周波数｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号を生成し、次段に繋がる帯域通過フィルタ７０２に出力する。このように、発振波に遅延を与えてミクサ４に入力することで、位相雑音はインコヒーレントに加算される。このため、位相雑音の平均電力は、コヒーレントに加算されたときよりも抑制される。
【０１１８】
また、帯域通過フィルタ７０２は周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号を通過させ、帯域通過フィルタ７０１は周波数ｆｒ１の信号を通過させる。このため、ミクサ４からの周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号は、遅延器３まで戻されて再び遅延され、ミクサ４によってミキシングされる。
【０１１９】
このようにして、帯域通過フィルタ７０１，７０２の通過帯域以外の信号が、該帯域通過フィルタ間を往復し、遅延器３に繋がるミクサ４からの出力が周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号となるまで遅延を与えられながらミキシングされる。このとき、信号の位相雑音は、インコヒーレントに加算されていくため、十分な位相雑音低減効果を得ることができる。
【０１２０】
上述のようにして遅延とミキシングが繰り返されてＮ回変調された周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の変調波は、分波回路５に入力される。分波回路５では、前段のミクサ４の出力信号を、周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜の信号と周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号とに分波して最終段のミクサ４に出力する。
【０１２１】
最終段のミクサ４では、周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜の信号と周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号をミキシングすることで、周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波を出力する。このとき、該周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波における位相雑音ＰＮは、周波数ｆｒ２の発振波における位相雑音ＰＮに１０ＬｏｇＮ及び２０Ｌｏｇ２を加えた値となり、遅延を与えずに２Ｎ倍の周波数の発振波を得たときの位相雑音（＝２０Ｌｏｇ２Ｎ）と比較して１０ＬｏｇＮだけ改善される。
【０１２２】
ここで、最終段のミクサ４の出力波である周波数２Ｎ・ｆｒ２の信号の電力の一部は、分周器９０１，９０２に入力され、分周器９０２は、該信号を２Ｎ分周して周波数ｆｒ２の信号を注入同期発振器８０２に出力する。このとき、周波数ｆｒ２の信号は、遅延器３を介さず遅延が与えられていないため、その位相雑音は２０Ｌｏｇ２Ｎだけ低くなる。
【０１２３】
従って、分周器９０２から出力される周波数ｆｒ２の信号の位相雑音ＰＮは、（元の周波数ｆｒ２の信号の位相雑音＋１０ＬｏｇＮ＋２０Ｌｏｇ２）−２０Ｌｏｇ２Ｎ＝（元の周波数ｆｒ２の信号の位相雑音−１０ＬｏｇＮ）となり、十分に低位相雑音化されているのがわかる。
【０１２４】
この低位相雑音化された周波数ｆｒ２の信号を、注入同期発振器８０２に注入すると、注入同期発振器８０２から出力される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。このため、上述のように位相雑音ＰＮが１０ＬｏｇＮだけ改善されることになる。また、これを繰り返すことで、注入同期発振器８０２により注入される発振波の位相雑音をさらに低減することができる。
【０１２５】
一方、分周器９０１は、最終段のミクサ４の出力波である周波数２Ｎ・ｆｒ２の信号を周波数変換して周波数ｆｒ１の信号とし、注入同期発振器８０１に出力する。このとき、該周波数ｆｒ１の信号は、遅延器３を介さず遅延が与えられていないため、その位相雑音は、２０Ｌｏｇ２Ｎだけ低くなる。分周器９０１から出力される周波数ｆｒ１の信号の位相雑音ＰＮは、（元の周波数ｆｒ１の信号の位相雑音＋１０ＬｏｇＮ＋２０Ｌｏｇ２）−２０Ｌｏｇ２Ｎ＝（元の周波数ｆｒ１の信号の位相雑音−１０ＬｏｇＮ）となり、十分に低位相雑音化されている。
【０１２６】
この低位相雑音化された周波数ｆｒ１の信号を、注入同期発振器８０１に注入すると、注入同期発振器８０１から出力される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。このため、上述のように位相雑音ＰＮが１０ＬｏｇＮだけ改善されることになる。また、これを繰り返すことで、注入同期発振器８０１により注入される発振波の位相雑音をさらに低減することができる。
【０１２７】
以上のように、この実施の形態１２によれば、上記実施の形態７の構成において、周波数ｆｒ１の発振波を出力する発振器１０１の代わりに注入同期発振器８０１を設け、最終段のミクサ４の出力波の電力の一部を周波数変換器である分周器９０１を通して注入同期発振器８０１に帰還するので、高Ｑの共振回路を用いることなく、位相雑音を低減した周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波を得ることができる。
【０１２８】
なお、上記実施の形態１２では、上記実施の形態７の構成において、周波数ｆｒ１の発振波を出力する発振器１０１の代わりに注入同期発振器８０１を設け、最終段のミクサ４の出力波の電力の一部を周波数変換器である分周器９０１を通して注入同期発振器８０１に帰還する構成を示したが、上記実施の形態１から上記実施の形態１１までに該構成を適用してもよい。
【０１２９】
実施の形態１３．
図１３は、この発明の実施の形態１３による高周波発振源の構成を示す図である。この実施の形態１３による高周波発振源は、上記実施の形態１２で示した構成において、注入同期発振器８０１の代わりに、分周器９０１の出力を増幅する増幅器２０と、この増幅器２０の出力信号を濾波する帯域通過フィルタ７０４を備える。なお、図１３において、図７と同一又はそれに相当する構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【０１３０】
次に動作について説明する。
増幅器２０で増幅された熱雑音を帯域通過フィルタ７０４で濾波することで得られる周波数ｆｒ１の入力波は、帯域通過フィルタ７０１を通過して次段に繋がる遅延器３に出力される。遅延器３では、帯域通過フィルタ７０１の出力信号に遅延を与えて、次段に繋がるミクサ４に出力する。
【０１３１】
ミクサ４では、遅延器３を介して入力した周波数ｆｒ１の信号と、注入同期発振器８０２からの周波数ｆｒ２の発振波とをミキシングして、和の周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜の信号と差の周波数｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号を生成し、次段に繋がる帯域通過フィルタ７０２に出力する。このように、発振波に遅延を与えてミクサ４に入力することで、位相雑音はインコヒーレントに加算される。このため、位相雑音の平均電力は、コヒーレントに加算されたときよりも抑制される。
【０１３２】
また、帯域通過フィルタ７０２は周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号を通過させ、帯域通過フィルタ７０１は周波数ｆｒ１の信号を通過させる。このため、ミクサ４からの周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号は、遅延器３まで戻されて再び遅延され、ミクサ４によってミキシングされる。
【０１３３】
このようにして、帯域通過フィルタ７０１，７０２の通過帯域以外の信号が、該帯域通過フィルタ間を往復し、遅延器３に繋がるミクサ４の出力信号が周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号となるまで遅延を与えられながらミキシングされる。このとき、信号の位相雑音は、インコヒーレントに加算されていくため、十分な位相雑音低減効果を得ることができる。
【０１３４】
上述のようにして遅延とミキシングが繰り返されてＮ回変調された周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の変調波は、分波回路５に入力される。分波回路５では、前段のミクサ４の出力信号を、周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜の信号と周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号とに分波して最終段のミクサ４に出力する。
【０１３５】
最終段のミクサ４は、周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜の信号と周波数｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号をミキシングすることで、周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波を出力する。このとき、該周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波における位相雑音ＰＮは、周波数ｆｒ２の発振波における位相雑音ＰＮに１０ＬｏｇＮ及び２０Ｌｏｇ２を加えた値となり、遅延を与えずに２Ｎ倍の周波数の発振波を得たときの位相雑音（＝２０Ｌｏｇ２Ｎ）と比較して１０ＬｏｇＮだけ改善される。
【０１３６】
ここで、最終段のミクサ４の出力波である周波数２Ｎ・ｆｒ２の信号の電力の一部は、分周器９０１，９０２に入力され、分周器９０２は、該信号を２Ｎ分周して周波数ｆｒ２の信号を出力する。このとき、該周波数ｆｒ２の信号は、遅延器３を介さず遅延が与えられていないため、その位相雑音は２０Ｌｏｇ２Ｎだけ低くなる。
【０１３７】
従って、分周器９０２から出力される周波数ｆｒ２の信号の位相雑音ＰＮは、（元の周波数ｆｒ２の信号の位相雑音＋１０ＬｏｇＮ＋２０Ｌｏｇ２）−２０Ｌｏｇ２Ｎ＝（元の周波数ｆｒ２の信号の位相雑音−１０ＬｏｇＮ）となり、十分に低位相雑音化される。
【０１３８】
この低位相雑音化された周波数ｆｒ２の信号を、注入同期発振器８０２に注入すると、注入同期発振器８０２から出力される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。このため、上述のように位相雑音ＰＮが１０ＬｏｇＮだけ改善されることになる。また、これを繰り返すことで、注入同期発振器８０２により注入される発振波の位相雑音をさらに低減することができる。
【０１３９】
一方、分周器９０１は、最終段のミクサ４の出力波である周波数２Ｎ・ｆｒ２の信号を周波数変換して周波数ｆｒ１の信号とし増幅器２０に出力する。増幅器１０により信号増幅すると、熱雑音により生じた周波数ｆｒ１の信号の電力が大きくなり、安定した出力波を得ることができ、かつその位相雑音を低減することができる。
【０１４０】
以上のように、この実施の形態１３によれば、上記実施の形態１２で示した構成において、注入同期発振器８０１の代わりに、分周器９０１の出力を増幅する増幅器２０と、この増幅器２０の出力信号を濾波する帯域通過フィルタ７０４を設けたので、高Ｑの共振回路や注入同期発振器を用いることなく、位相雑音を低減した周波数２Ｎ・ｆｒ２の発振波を得ることができる。
【０１４１】
また、上記実施の形態１３では、上記実施の形態１２で示した構成において、注入同期発振器８０１の代わりに、分周器９０１の出力を増幅する増幅器２０と、この増幅器２０からの出力を濾波する帯域通過フィルタ７０４を設ける構成を示したが、上記実施の形態１から上記実施の形態１２までに上記実施の形態１３の概念を適用した構成において、上述の代替構成を適用してもよい。
【０１４２】
なお、上記実施の形態４〜１３では、最終段のミクサ４が分波回路５の出力信号をミキシングして周波数２Ｎ・ｆｒ２の出力波を得る構成例を示したが、上記実施の形態１と同様に、最終段のミクサ４に発振器１０１を接続し、第Ｎ番目のミクサ４から入力した信号と発振器１０１の発振波とをミキシングして周波数Ｎ・ｆｒ２の出力波を得る構成としてもよい。
【０１４３】
実施の形態１４．
図１４は、この発明の実施の形態１４による高周波発振源の構成を示す図である。この実施の形態１４による高周波発振源では、上記実施の形態７の構成における遅延器３の代わりに遅延量を変更できる可変遅延器１１を設けている。なお、図１４において、図７と同一又はそれに相当する構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【０１４４】
次に動作について説明する。
発振器１０１から出力された周波数ｆｒ１の発振波は、帯域通過フィルタ７０１に入力され、該帯域通過フィルタ７０１を通過して次段に繋がる可変遅延器１１に出力される。可変遅延器１１は、帯域通過フィルタ７０１の出力信号に遅延を与えて、次段に繋がるミクサ４に出力する。
【０１４５】
ミクサ４では、可変遅延器１１を介して入力した周波数ｆｒ１の発振波と、注入同期発振器８０２からの周波数ｆｒ２の発振波とをミキシングして、和の周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜の信号と差の周波数｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号を生成し、次段に繋がる帯域通過フィルタ７０２に出力する。このように、発振波に遅延を与えてミクサ４に入力することで、位相雑音はインコヒーレントに加算されるため、位相雑音の平均電力がコヒーレントに加算されたときよりも抑制される。
【０１４６】
ここで、帯域通過フィルタ７０２は周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号を通過させ、帯域通過フィルタ７０１は周波数ｆｒ１の信号を通過させる。このため、ミクサ４からの周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号は、可変遅延器１１まで戻されて再び遅延され、ミクサ４によってミキシングされる。このようにして、帯域通過フィルタ７０１，７０２の通過帯域以外の信号が、該帯域通過フィルタ間を往復する。
【０１４７】
この実施の形態１４では、帯域通過フィルタ７０１，７０２間を信号が往復するにあたり、不要な共振点が発生することがないように可変遅延器１１の遅延量を調節しておく。これにより、十分な位相雑音低減効果を得やすくなる。なお、以降の処理は、上記実施の形態７と同様である。
【０１４８】
以上のように、この実施の形態１４によれば、遅延量を調節できる可変遅延器１１を設けたので、遅延量を不要な共振点が発生しないように調整可能である。従って、より位相雑音低減効果が得られやすい高周波発振源を提供することができる。
【０１４９】
なお、上記実施の形態１４では、上記実施の形態７の構成において、遅延器３を可変遅延器１１とする例を示したが、上記実施の形態１から後述する実施の形態１５までの構成に適用した構成であってもよい。
【０１５０】
実施の形態１５．
図１５は、この発明の実施の形態１５による高周波発振源の構成を示す図である。この実施の形態１５による高周波発振源は、上記実施の形態１０の構成におけるミクサ４（注入同期発振器８０２に接続するミクサ）を変調器（以下、変調器４とする）で構成し、前段のサーキュレータ１２に遅延器３０１を接続し、後段のサーキュレータ１２にも遅延器３０２を接続した構成を有する。なお、変調器４は、上記実施の形態１０で示したミクサ４と同様に機能するものとする。また、図１５において、図１０と同一又はそれに相当する構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【０１５１】
次に動作について説明する。
発振器１０１から出力された周波数ｆｒ１の発振波は、帯域通過フィルタ７０１に入力され、該帯域通過フィルタ７０１及びサーキュレータ１２を通過して次段に繋がる遅延器３０１に出力される。遅延器３０１は、帯域通過フィルタ７０１の出力信号に遅延を与えて増幅器１０で増幅し、該増幅器１０の次段に繋がる変調器４に出力する。
【０１５２】
変調器４では、遅延器３０１で遅延された周波数ｆｒ１の発振波を、注入同期発振器８０２から出力された周波数ｆｒ２の発振波により変調して、和の周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜の信号と差の周波数｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号を生成し、次段に繋がる遅延器３０２に出力する。このように、発振波に遅延を与えて変調器４に入力することで、位相雑音はインコヒーレントに加算されるため、位相雑音の平均電力がコヒーレントに加算されたときよりも抑制される。
【０１５３】
ここで、帯域通過フィルタ７０２は周波数｜ｆｒ１＋Ｎ・ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−Ｎ・ｆｒ２｜の信号を通過させ、帯域通過フィルタ７０１は周波数ｆｒ１の信号を通過させる。このため、変調器４からの周波数｜ｆｒ１＋ｆｒ２｜、｜ｆｒ１−ｆｒ２｜の信号は、遅延器３０１まで戻されて再び遅延され、変調器４によって変調される。このようにして、帯域通過フィルタ７０１，７０２の通過帯域以外の信号が、該帯域通過フィルタ間を往復する。
【０１５４】
このとき、一方の帯域通過フィルタを反射した信号は、遅延器３０１，３０２と変調器４を通過する経路をとり、もう一方の帯域通過フィルタを反射した信号は、サーキュレータ１２から増幅器１０を通る経路をとる。これらの経路上を信号が伝搬する際、遅延器３０１，３０２で減衰された信号成分は、各経路上の増幅器１０による増幅で補償される。これにより、遅延または変調回数Ｎが大きい場合であっても、十分大きな電力の出力波を得ることができる。なお、以降の処理は、上記実施の形態５と同様である。
【０１５５】
以上のように、この実施の形態１５によれば、帯域通過フィルタ７０１，７０２で反射する信号のうち、遅延器３０１，３０２と変調器４を通過しない経路をとる信号成分を増幅して該経路に戻すサーキュレータ１２と増幅器１０を設け、かつ遅延器３０１，３０２で減衰した信号成分を増幅する増幅器１０を該経路上に設けたので、位相雑音を低減した周波数２Ｎ・ｆｒ２の出力波を安定した出力電力で得ることができる。
【０１５６】
また、上記実施の形態１５によれば、遅延器３０１と繋がる変調器４と後段の帯域通過フィルタ７０２との間にさらに遅延器３０２を設けたので、１回の変調で与えられる遅延量が増加することから、より位相雑音低減効果が得られやすい高周波発振源を提供することができる。
【０１５７】
なお、上記実施の形態１５では、上記実施の形態１０の構成において、遅延器の前段又は後段に増幅器１０を設ける例を示したが、上記実施の形態１から実施の形態１５までの構成に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】この発明の実施の形態１による高周波発振源の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態２による高周波発振源の構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態３による高周波発振源の構成を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態４による高周波発振源の構成を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態５による高周波発振源の構成を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態６による高周波発振源の構成を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態７による高周波発振源の構成を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態８による高周波発振源の構成を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態９による高周波発振源の構成を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態１０による高周波発振源の構成を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態１１による高周波発振源の構成を示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態１２による高周波発振源の構成を示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態１３による高周波発振源の構成を示す図である。
【図１４】この発明の実施の形態１４による高周波発振源の構成を示す図である。
【図１５】この発明の実施の形態１５による高周波発振源の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１５９】
１０１  発振器（第１の発振手段）、１０２  発振器（第２の発振手段）、３，３０１，３０２  遅延器（遅延手段）、４  ミクサ（ミキシング手段）、５  分波回路（分波手段）、６  分配器（分配手段）、１０，２０  増幅器（増幅手段）、１１  可変遅延器、１２  サーキュレータ、７０１〜７０４  帯域通過フィルタ、８０２  注入同期発振器、９０１  分周器（第２の分周手段）、９０２，９０２ａ  分周器（第１の分周手段）。
【図１】
2008118532.tif 000004
【図２】
2008118532.tif 000005
【図３】
2008118532.tif 000006
【図４】
2008118532.tif 000007
【図５】
2008118532.tif 000008
【図６】
2008118532.tif 000009
【図７】
2008118532.tif 000010
【図８】
2008118532.tif 000011
【図９】
2008118532.tif 000012
【図１０】
2008118532.tif 000013
【図１１】
2008118532.tif 000014
【図１２】
2008118532.tif 000015
【図１３】
2008118532.tif 000016
【図１４】
2008118532.tif 000017
【図１５】
2008118532.tif 000018