(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本周波数の第１発振信号を発生する第１発振部と、
前記第１発振部と磁界結合又は電界結合し、前記基本周波数のｎ倍（ｎは、２以上の整数）の高次周波数の第２発振信号を発生する第２発振部と、
前記第２発振信号を出力する出力部と、
を有し、
前記第１発振部は、
前記第１発振信号の波長に対応する第１周長の第１スロットリングと、
前記第１スロットリングに設けられた第１負性抵抗回路と、
を有し、
前記第２発振部は、
前記第２発振信号の波長に対応する前記第１周長の１／ｎの第２周長の第２スロットリングと、
前記第２スロットリングに設けられた第２負性抵抗回路と、
を有し、
前記第１負性抵抗回路と前記第２負性抵抗回路とが磁界結合している、
発振器。
【請求項２】
基本周波数の第１発振信号を発生する第１発振部と、
前記第１発振部と磁界結合又は電界結合し、前記基本周波数のｎ倍（ｎは、２以上の整数）の高次周波数の第２発振信号を発生する第２発振部と、
前記第２発振信号を出力する出力部と、
を有し、
前記第１発振部は、
前記第１発振信号の波長に対応する第１周長の第１スロットリングと、
前記第１スロットリングに設けられた第１負性抵抗回路と、
を有し、
前記第２発振部は、
前記第２発振信号の波長に対応する前記第１周長の１／ｎの第２周長の第２スロットリングと、
前記第２スロットリングに設けられた第２負性抵抗回路と、
を有し、
前記第１発振部及び前記第２発振部と交差するマイクロストリップラインをさらに有し、
前記第１発振部と前記第２発振部とが、前記マイクロストリップラインにより電界結合している、
発振器。
【請求項３】
基本周波数の第１発振信号を発生する第１発振部と、
前記第１発振部と磁界結合又は電界結合し、前記基本周波数のｎ倍（ｎは、２以上の整数）の高次周波数の第２発振信号を発生する第２発振部と、
前記第２発振信号を出力する出力部と、
を有し、
前記第１発振部は、
前記第１発振信号の波長に対応する第１長さの第１スロットラインと、
前記第１スロットラインに設けられた第１負性抵抗回路と、
を有し、
前記第２発振部は、
前記第２発振信号の波長に対応する前記第１長さの１／ｎの第２長さの第２スロットラインと、
前記第２スロットラインに設けられた第２負性抵抗回路と、
を有し、
前記第１発振部と前記第２発振部とが磁界結合又は電界結合している、
発振器。
【請求項４】
基本周波数の第１発振信号を発生する第１発振部と、
前記第１発振部と磁界結合又は電界結合し、前記基本周波数のｎ倍（ｎは、２以上の整数）の高次周波数の第２発振信号を発生する第２発振部と、
前記第２発振信号を出力する出力部と、
を有し、
前記第１発振部は、
前記第１発振信号の波長に対応する第１周長の第１マイクロストリップリングと、
前記第１マイクロストリップリングに設けられた第１負性抵抗回路と、
を有し、
前記第２発振部は、
前記第２発振信号の波長に対応する前記第１周長の１／ｍ（ｍは３以上の奇数）の第２周長の第２マイクロストリップリングと、
前記第２マイクロストリップリングに設けられた第２負性抵抗回路と、
を有し、
前記第１マイクロストリップリングと前記第２マイクロストリップリングとが電磁結合している、
発振器。
【請求項５】
前記第１発振部と電界結合又は磁界結合する可変リアクタンス部をさらに有する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の発振器。
【請求項６】
前記第１発振部と電界結合又は磁界結合するサブハーモニック注入同期回路部又は位相同期回路部をさらに有する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミリ波帯以上の高周波帯の発振信号を出力する発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発振信号の高調波を抽出することにより、高周波帯の発振信号を出力する発振器が知られている。特許文献１には、発振信号からｎ次高調波成分（ｎは整数）を抽出することにより、ミリ波帯以上の高周波帯の発振信号を出力することができる周波数シンセサイザが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１５７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の周波数シンセサイザは、デューティー比が１／２ｍ（ｍは自然数）以下の発振信号を共振回路に注入し、注入された発振信号のｍ倍の周波数で選択的に共振させることにより、発振波動場を発生させることにより、注入する発振信号よりも高い周波数ｆ０の発振信号を発生させる。さらに、従来の周波数シンセサイザは、発生した周波数ｆ０の発振周波数のｎ次高調波成分を抽出する。
【０００５】
従来の方法によって、周波数ｎｆ０の発振信号を得ることが可能であるが、高調波は、次数が大きくなるほどレベルが小さくなる。したがって、高次高調波成分を抽出して高周波帯の発振信号を発生させる場合、発生することができる発振信号のレベルが小さく、雑音特性及び高出力化という点で改善の余地があった。
【０００６】
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、簡易な構成でミリ波帯以上の高周波発振信号を出力する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】
【０００７】
本発明の第１の態様においては、基本周波数の第１発振信号を発生する第１発振部と、前記第１発振部と磁界結合又は電界結合し、前記基本周波数のｎ倍（ｎは、２以上の整数）の高次周波数の第２発振信号を発生する第２発振部と、前記第２発振信号を出力する出力部と、を有する発振器を提供する。
【０００８】
前記第１発振部は、例えば、前記第１発振信号の波長に対応する第１周長の第１スロットリングと、前記第１スロットリングに設けられた第１負性抵抗回路と、を有し、前記第２発振部は、前記第２発振信号の波長に対応する前記第１周長の１／ｎの第２周長の第２スロットリングと、前記第２スロットリングに設けられた第２負性抵抗回路と、を有し、前記第１負性抵抗回路と前記第２負性抵抗回路とが磁界結合している。
【０００９】
前記第１発振部は、前記第１発振信号の波長に対応する第１周長の第１スロットリングと、前記第１スロットリングに設けられた第１負性抵抗回路と、を有し、前記第２発振部は、前記第２発振信号の波長に対応する前記第１周長の１／ｎの第２周長の第２スロットリングと、前記第２スロットリングに設けられた第２負性抵抗回路と、を有し、前記第１発振部及び前記第２発振部と交差するマイクロストリップラインをさらに有し、前記第１発振部と前記第２発振部とが、前記マイクロストリップラインにより電界結合していてもよい。
【００１０】
前記第１発振部は、前記第１発振信号の波長に対応する第１長さの第１スロットラインと、前記第１スロットラインに設けられた第１負性抵抗回路と、を有し、前記第２発振部は、前記第２発振信号の波長に対応する前記第１の長さの１／ｎの第２長さの第２スロットラインと、前記第２スロットラインに設けられた第２負性抵抗回路と、を有し、前記第１発振部と前記第２発振部とが磁界結合又は電界結合していてもよい。
【００１１】
前記第１発振部は、前記第１発振信号の波長に対応する第１周長の第１マイクロストリップリングと、前記第１マイクロストリップリングに設けられた第１負性抵抗回路と、を有し、前記第２発振部は、前記第２発振信号の波長に対応する前記第１周長の１／ｎの第２周長の第２マイクロストリップリングと、前記第２マイクロストリップリングに設けられた第２負性抵抗回路と、を有し、前記第１マイクロストリップリングと前記第２マイクロストリップリングとが電界結合していてもよい。
【００１２】
前記発振器は、前記第１発振部における前記第２発振部が磁界結合又は電界結合する側と反対側において磁界結合又は電界結合する第３発振部をさらに有してもよい。
また、前記発振器は、前記第１発振部と電界結合又は磁界結合する可変リアクタンス部をさらに有してもよい。また、前記発振器は、前記第１発振部と電界結合又は磁界結合するサブハーモニック注入同期回路部又は位相同期回路部をさらに有してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡易な構成でミリ波帯以上の高周波発振信号を出力することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態の概要を説明するための発振器１を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る発振器２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３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４の構成を示す図である。
【図５】第３の実施形態の変形例に係る発振器５の構成を示す図である。
【図６】第４の実施形態に係る発振器６の構成を示す図である。
【図７】第５の実施形態に係る発振器７の構成を示す図である。
【図８】第６の実施形態に係る発振器８の構成を示す図である。
【図９】第７の実施形態に係る発振器９の構成を示す図である。
【図１０】第８の実施形態に係る発振器１００の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［本実施形態の概要］
図１は、本実施形態の概要を説明するための発振器１を示す図である。発振器１は、隣接する発振器と電界結合又は磁界結合をすることにより高調波相互同期発振系を構成する複数の発振器１０（１０ａ、１０ｂ、・・・、１０ｃ）を有し、出力部１４から高周波帯の発振信号を出力する。発振器１０ａは、高周波線路１１ａと、負性抵抗回路１２ａと、負性抵抗回路１３ａとを有する。発振器１０ｂは、高周波線路１１ｂと、負性抵抗回路１２ｂと、負性抵抗回路１３ｂとを有する。発振器１０ｃは、高周波線路１１ｃと、負性抵抗回路１２ｃと、負性抵抗回路１３ｃとを有する。
【００１６】
発振器１０ａは、基本周波数ｆ０の発振信号を発生する。発振器１０ｂは、基本周波数のｎ1倍の周波数の発振信号を発生する。発振器１０ｃは、基本周波数のｎi倍の周波数の発振信号を発生する。ただし、ｎ1及びｎiは２以上の整数である。発振器１は、発振器１０ａと電界結合又は磁界結合するサブハーモニック注入同期回路部又は位相同期回路部をさらに有してもよい。
【００１７】
高周波線路１１ａは、基本周波数ｆ０の波長λに基づいて定められた周長（例えばλ）を有するスロットライン又はマイクロストリップラインにより形成されている。負性抵抗回路１２ａ及び負性抵抗回路１３ａは、例えば、ガンダイオードのような負性抵抗素子、又はＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）などを用いた負性抵抗回路、あるいは負性抵抗集積回路である。発振器１０ａは、高周波線路１１ａの内側にバイアス電圧を印加することにより、基本周波数ｆ０において発振する。
【００１８】
高周波線路１１ｂは、基本周波数ｆ０のｎ1倍の周波数ｎ1ｆ０の波長λ／ｎ1に基づいて定められた周長（例えばλ）を有するスロットライン又はマイクロストリップラインにより形成されている。負性抵抗回路１２ｂ及び負性抵抗回路１３ｂは、負性抵抗回路１２ａ及び負性抵抗回路１３ａと同等の素子又は回路である。高周波線路１１ｃは、基本周波数ｆ０のｎi倍の周波数ｎiｆ０の波長λ／ｎiに基づいて定められた周長（例えばλ）を有するスロットライン又はマイクロストリップラインにより形成されている。負性抵抗回路１２ｃ及び負性抵抗回路１３ｃは、負性抵抗回路１２ａ及び負性抵抗回路１３ａと同等の素子又は回路である。
【００１９】
発振器１０ａと発振器１０ｂとは、互いの距離が最も小さい位置Ａにおいて電界結合又は磁界結合をする。同様に、発振器１０ｂは、隣の発振器との距離が最も小さい位置Ｂにおいて、隣接する発振器と電界結合又は磁界結合する。高調波相互同期発振系の最終段の発振器１０ｃからは、高次高調波が出力される。このように、発振器１においては、複数の発振器１０のそれぞれが、自身の発振周波数の整数倍の周波数で発振する他の発振器１０と電界結合又は磁界結合をすることにより、基本周波数が逓倍された、高次周波数の発振信号を簡易な構成で出力することができる。
以下、発振器１の具体的な実施形態について説明する。
【００２０】
＜第１の実施形態＞
図２は、第１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、発振器２０ａと、発振器２０ｂと、発振器２０ｃとを有する。発振器２０ａは、スロットリング２１ａと、ガンダイオード２２ａと、ガンダイオード２３ａとを有する。発振器２０ａは基本周波数ｆ０で発振し、発振器２０ｂは基本周波数の２倍の２ｆ０で発振し、発振器２０ｃは基本周波数の４倍の４ｆ０で発振する。
【００２１】
スロットリング２１ａは、誘電体基板に形成されており、周長が基本周波数ｆ０の波長λに等しい。ガンダイオード２２ａ及びガンダイオード２３ａは、互いにλ／２だけ離れた位置において、スロットリング２１ａと交差するように装荷されている。発振器２０ｂは、スロットリング２１ｂの周長がλ／２である点を除き、発振器２０ａと同様の構成を有する。発振器２０ｃは、スロットリング２１ｃの周長がλ／４である点を除き、発振器２０ａと同様の構成を有する。このように、発振器２は、発振器２０ａと、発振器２０ａの周長の１／ｋ（ｋは２以上の偶数）の周長の発振器２０ｂ及び発振器２０ｃを有する。
【００２２】
発振器２０ａと発振器２０ｂとは、電流が最大となるガンダイオード２３ａ及びガンダイオード２２ｂの位置において磁界結合する。同様に、発振器２０ｂと発振器２０ｃとは、電流が最大となるガンダイオード２３ｂ及びガンダイオード２２ｃの位置において磁界結合する。
【００２３】
そして、発振器２０ｃには、出力部として機能するマイクロストリップライン２４及びスロットライン２５が設けられている。マイクロストリップライン２４は、ガンダイオード２２ｃとガンダイオード２３ｃとの中間位置において、スロットリング２１ｃと直交する方向に形成されており、発振器２０ｃの発振周波数である４ｆ０の発振信号を出力する。
【００２４】
スロットライン２５は、ガンダイオード２２ｃとガンダイオード２３ｃとの中間位置のうちマイクロストリップライン２４が形成されている位置と反対側の位置の近傍において、スロットリング２１ｃと離間して、スロットリング２１ｃと直交する方向に形成されている。スロットライン２５は、スロットリング２１ｃと磁界結合し、発振器２０ｃの発振周波数の２倍の８ｆ０の発振信号を出力する。このように、発振器２は、簡易な構成により、基本周波数ｆ０の偶数倍の周波数の高次発振信号を出力することができる。
【００２５】
＜第２の実施形態＞
図３は、第２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、発振器３０ａと、発振器３０ｂと、発振器３０ｃとを有する。発振器３０ａは、誘電体基板に形成された直線状のスロットライン３１ａと、ガンダイオード３２ａとを有する。スロットライン３１ａの長さは、基本周波数ｆ０の波長λと等しい。
【００２６】
ガンダイオード３２ａは、スロットライン３１ａの中間位置においてスロットライン３１ａを交差するように装荷されている。発振器３０ｂは、スロットライン３１ｂ及びガンダイオード３２ｂを有し、スロットライン３１ｂの長さがλ／２である点を除いて、発振器３０ａと同等の構成を有する。発振器３０ｃは、スロットライン３１ｃ及びガンダイオード３２ｃを有し、スロットライン３１ｃの長さがλ／４である点を除いて、発振器３０ａと同等の構成を有する。
【００２７】
発振器３０ａと発振器３０ｂは、それぞれが最も近い位置において磁界結合する。また、発振器３０ｂと発振器３０ｃも同様に、それぞれが最も近い位置において磁界結合する。そして、発振器３０ｃに設けられたスロットライン３４及びスロットライン３５からは、基本周波数の８倍の８ｆ０の発振信号が出力される。
【００２８】
＜第３の実施形態＞
図４は、第３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、発振器４０ａと、発振器４０ｂと、発振器４０ｃとを有する。発振器４０ａは、スロットリング４１ａと、ガンダイオード４２ａと、ガンダイオード４３ａとを有し、基本周波数ｆ０で発振する。スロットリング４１ａの長さは、基本周波数ｆ０の波長λと等しい。
【００２９】
同様に、発振器４０ｂは、スロットリング４１ｂと、ガンダイオード４２ｂと、ガンダイオード４３ｂとを有し、基本周波数ｆ０の３倍の３ｆ０で発振する。スロットリング４１ｂの長さは、λ／３である。発振器４０ｃは、スロットリング４１ｃと、ガンダイオード４２ｃと、ガンダイオード４３ｃとを有し、基本周波数ｆ０の９倍の９ｆ０で発振する。スロットリング４１ｃの長さは、λ／９である。
【００３０】
ガンダイオード４２ａとガンダイオード４３ａは、スロットリング４１ａにおいて互いに最も離れた位置に設けられている。同様に、ガンダイオード４２ｂとガンダイオード４３ｂは、スロットリング４１ｂにおいて互いに最も離れた位置に設けられている。スロットリング４１ａ及びスロットリング４１ｂが形成されている誘電体基板の裏面には、スロットリング４１ａにおけるガンダイオード４２ａとガンダイオード４３ａの中間位置、及びスロットリング４１ｂにおけるガンダイオード４２ｂとガンダイオード４３ｂの中間位置の裏面側を通るマイクロストリップライン４４が形成されている。発振器４０ａ及び発振器４０ｂは、マイクロストリップライン４４により電界結合する。
【００３１】
同様に、発振器４０ｂ及び発振器４０ｃの裏面にはマイクロストリップライン４５が形成されており、発振器４０ｂ及び発振器４０ｃは電界結合する。発振器４０ｃにおけるガンダイオード４２ｃとガンダイオード４３ｃとの中間位置には、スロットリング４１ｃと直交する方向にマイクロストリップライン４６が形成されている。マイクロストリップライン４６は、９ｆ０の周波数の発振信号を出力する。このように、発振器４は、簡易な構成により、基本周波数ｆ０の奇数倍の周波数の高次発振信号を出力することができる。
【００３２】
［変形例］
図５は、第３の実施形態の変形例に係る発振器５の構成を示す図である。発振器５は、図４に示した発振器４におけるマイクロストリップライン４４、マイクロストリップライン４５及びマイクロストリップライン４６の代わりに、コプレーナ線路５１、コプレーナ線路５２及びコプレーナ線路５３を有する。また、発振器５は、コプレーナ線路５１と交差するエアブリッジ５４、及びコプレーナ線路５２と交差するエアブリッジ５５を有する。コプレーナ線路５３は、発振器４におけるマイクロストリップライン４６と同様に、９ｆ０の周波数の発振信号を出力する。
【００３３】
＜第４の実施形態＞
図６は、第４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、発振器６０ａと発振器６０ｂを有する。発振器６０ａは、マイクロストリップライン６１ａと、マイクロストリップライン６１ａに並列に装荷されたガンダイオード６２ａ及びガンダイオード６３ａを有し、基本周波数ｆ０で発振する。マイクロストリップライン６１ａの周長は、基本周波数ｆ０の波長λに等しい。
【００３４】
発振器６０ｂは、マイクロストリップライン６１ｂと、マイクロストリップライン６１ｂに並列に装荷されたガンダイオード６２ｂ及びガンダイオード６３ｂを有し、基本周波数ｆ０の３倍の３ｆ０の周波数で発振する。マイクロストリップライン６１ｂの周長は、λ／ｍ（ｍは３以上の奇数）であり、図６においてｍ＝３である。マイクロストリップライン６１ａとマイクロストリップライン６１ｂとは電界結合している。
【００３５】
発振器６０ｂは、出力段にスロットライン６４を有する。スロットライン６４は、誘電体基板におけるマイクロストリップライン６１ｂが形成されている面と反対側の面に形成されている。スロットライン６４は、発振器６０ｂの発振信号の発振周波数３ｆ０の２倍の周波数６ｆ０の発振信号を出力する。このように、発振器６は、簡易な構成により、基本周波数ｆ０の６倍の周波数の高次発振信号を出力することができる。
【００３６】
＜第５の実施形態＞
図７は、第５の実施形態に係る発振器７の構成を示す図である。発振器７においては、図２に示した発振器２の構成が左右対称に配置されており、発振器７０ａと、発振器７０ｂと、発振器７０ｃと、発振器７０ｄと、発振器７０ｅとを有する。発振器７０ａは、発振器２０ａと同一の構成を有しており、基本周波数ｆ０で発振する。発振器７０ｂ及び発振器７０ｄは、発振器２０ｂと同一の構成を有しており、基本周波数の２倍の周波数２ｆ０で発振する。発振器７０ｃ及び発振器７０ｅは、発振器２０ｃと同一の構成を有しており、基本周波数の４倍の周波数４ｆ０で発振する。
【００３７】
発振器７０ｃには、出力部としてのスロットライン７４及びスロットライン７５が形成されており、発振器７０ｅには、スロットライン７６及びスロットライン７７が形成されている。スロットライン７４、スロットライン７５、スロットライン７６及びスロットライン７７は、基本周波数の８倍の８ｆ０の発振信号を出力する。
【００３８】
このように、発振器７は、基本周波数ｆ０で発振する発振器７０ａの両側に、高次周波数で発振する発振器を配置することにより、異なる位置において、複数の出力ポートから高次発振信号を出力することができる。このような構成は、高周波信号を出力するアレーアンテナとの集積化に好適である。
【００３９】
＜第６の実施形態＞
図８は、第６の実施形態に係る発振器８の構成を示す図である。発振器８は、図４に示した発振器４０ａ及び発振器４０ｂに対応する構成を、４方向に有している。具体的には、発振器８は、基本周波数ｆ０で発振する発振器８０ａの右側に発振器８０ｂ、下側に発振器８０ｃ、左側に発振器８０ｄ、上側に発振器８０ｅを有している。発振器８０ｂ、発振器８０ｃ、発振器８０ｄ及び発振器８０ｅは、それぞれマイクロストリップライン８６ｂ、マイクロストリップライン８６ｃ、マイクロストリップライン８６ｄ及びマイクロストリップライン８６ｅにより、高周波的に発振器８０ａと結合されている。
【００４０】
発振器８０ａは、スロットライン８１ａに交差するように装荷されたガンダイオード８２ａ、ガンダイオード８３ａ、ガンダイオード８４ａ及びガンダイオード８５ａを有しており、基本周波数ｆ０で発振する。発振器８０ｂ、発振器８０ｃ、発振器８０ｄ及び発振器８０ｅは、それぞれスロットライン８１に交差するように装荷されたガンダイオード８２及びガンダイオード８３を有しており、基本周波数ｆ０の２倍の周波数２ｆ０で発振する。
【００４１】
発振器８０ｂ、発振器８０ｃ、発振器８０ｄ及び発振器８０ｅは、スロットライン８１ｂ、スロットライン８１ｃ、スロットライン８１ｄ及びスロットライン８１ｅの近傍に設けられたスロットライン８７ｂ、スロットライン８７ｃ、スロットライン８７ｄ及びスロットライン８７ｅから、基本周波数ｆ０の４倍の周波数４ｆ０の発振信号を出力する。
【００４２】
このように、発振器８は、基本周波数ｆ０で発振する発振器８０ａの上下左右に、高次周波数で発振する発振器を配置することにより、上下左右の異なる位置において、４つの出力ポートから高次発振信号を出力することができる。このような構成は、高周波信号を出力するアレーアンテナとの集積化に好適である。
【００４３】
＜第７の実施形態＞
図９は、第７の実施形態に係る発振器９の構成を示す図である。発振器９は、図７に示した発振器７における発振器７０ａ、発振器７０ｂ及び発振器７０ｃを有する。発振器９は、発振器７０ａにおける発振器７０ｂの反対側に、可変リアクタンス回路９０を有しており、可変リアクタンス回路９０に印加する制御電圧に応じて発振信号の周波数を変化させることができる電圧制御発振器として機能する点で、発振器７と異なる。
【００４４】
可変リアクタンス回路９０は、発振器７０ａが有するガンダイオード７２ａの近傍において発振器７０ａと磁界結合する。可変リアクタンス回路９０は、スロットリング９１と、バラクタダイオード９２とを有する。バラクタダイオード９２は、スロットリング９１と交差するように装荷されており、スロットリング９１の内側導体に印加された制御電圧に応じて容量が変化する。したがって、可変リアクタンス回路９０は、制御電圧に応じてリアクタンスが変化する。
【００４５】
可変リアクタンス回路９０が発振器７０ａと磁界結合していることから、可変リアクタンス回路９０のリアクタンスが変化すると、発振器７０ａの発振周波数が変化する。その結果、発振器７０ｂ及び発振器７０ｃの発振周波数も変化する。例えば、発振器７０ａの周波数がｆ０＋Δｆになると、発振器７０ｃに設けられたスロットライン７４及びスロットライン７５からは、８×（ｆ０＋Δｆ）の周波数の発振信号が出力される。
【００４６】
このように、発振器９は、可変リアクタンス回路９０に印加された制御電圧を変化させることにより、高次高調波の発振信号の周波数を制御することができる電圧制御発振器として機能する。
【００４７】
＜第８の実施形態＞
図１０は、第８の実施形態に係る発振器１００の構成を示す図である。発振器１００は、図３に示した発振器３０ａ、発振器３０ｂ及び発振器３０ｃの発振周波数を制御するための可変リアクタンス回路１０１を有する。可変リアクタンス回路１０１は、発振器３０ａが有するガンダイオード３２ａの位置において発振器３０ａと磁界結合する。
【００４８】
可変リアクタンス回路１０１は、スロットリング１０２及びバラクタダイオード１０３を有する。バラクタダイオード１０３は、スロットリング１０２と交差するように装荷されており、スロットリング１０２の内側に印加された制御電圧に応じて容量が変化する。したがって、可変リアクタンス回路１０１は、制御電圧に応じてリアクタンスが変化する。
【００４９】
可変リアクタンス回路１０１が発振器３０ａと磁界結合していることから、可変リアクタンス回路１０１のリアクタンスが変化すると、発振器３０ａの発振周波数が変化する。その結果、発振器３０ｂ及び発振器３０ｃの発振周波数も変化する。例えば、発振器３０ａの周波数がｆ０＋Δｆになると、発振器３０ｃに設けられたスロットライン３４及びスロットライン３５からは、８×（ｆ０＋Δｆ）の周波数の発振信号が出力される。
【００５０】
このように、発振器１００は、発振器９と同様に、可変リアクタンス回路１０１に印加された制御電圧を変化させることにより、高次高調波の発振信号の周波数を制御することができる電圧制御発振器として機能する。
【００５１】
＜本実施形態の効果＞
以上説明したように、各実施形態の発振器は、基本周波数ｆ０の発振信号を発生する第１発振器と、第１発振器と磁界結合又は電界結合する第２発振器を有する。第２発振器は、基本周波数のｎ倍（ｎは、２以上の整数）の高次周波数の発振信号を発生する。このように、複数の高調波発振波動場を選択的に直接電磁結合した高調波相互同期発振系が実現され、最終段の発振波動場から、所望の高次高調波信号を選択して抽出することができる。このような構成により、簡易な構成により、高次高調波信号を出力できる発振器を実現することができる。
【００５２】
特に、基本周波数ｆ０の発振波動場において、周波数可変機能及び周波数変調機能等を設けることにより、ミリ波帯以上の高周波帯の発振信号における周波数制御及び周波数変調等を実現することが可能になる。また、基本周波数ｆ０の発振波動場にサブハーモニック注入同期や位相同期回路等を適用することで、後段の発振器が出力する高周波帯の発振信号を安定化させると共に、ミリ波帯以上の高周波帯周波数シンセサイザを容易に実現させることも可能になる。
【００５３】
また、発振器１が、発振器１０ａと電界結合又は磁界結合するサブハーモニック注入同期回路部又は位相同期回路部をさらに有することにより、発振器１が出力する発振信号の安定化を図ることが可能になる。
【００５４】
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。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。
【００５５】
例えば、上記の説明において、最終段の発振器からは、最終段の発振器の発振周波数の２倍の周波数の発振信号が出力されるものとしたが、これに限らず、任意の高調波を抽出して出力することができる。また、高次周波数の発振器を構成するスロットライン又はマイクロストリップラインの長さが、基本周波数の発振器における長さの２分の１とした実施形態において、基本周波数の発振器における長さの４分の１などとしてもよく、基本周波数の発振器における長さの３分の１とした実施形態において、基本周波数の発振器における長さの５分の１などと、構成の簡略化をしてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０  発振器
２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００  発振器
１１  高周波線路
１２  負性抵抗回路
１４  出力部
２１  スロットリング
２２  ガンダイオード
２４  マイクロストリップライン
２５  スロットライン
３１  スロットライン
３２  ガンダイオード
３４  スロットライン
３５  スロットライン
４１  スロットリング
４２、４３  ガンダイオード
４４、４５、４６  マイクロストリップライン
５１、５２、５３  コプレーナ線路
５４、５５  エアブリッジ
６１  マイクロストリップライン
６２、６３  ガンダイオード
６４  スロットライン
７２  ガンダイオード
７４、７５、７６、７７  スロットライン
８１  スロットライン
８２、８３、８４、８５  ガンダイオード
８６  マイクロストリップライン
８７  スロットライン
９０  可変リアクタンス回路
９１  スロットリング
９２  バラクタダイオード
１０１  可変リアクタンス回路
１０２  スロットリング
１０３  バラクタダイオード
【図１】
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【図２】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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