(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波周波数範囲において出力信号を生成するよう構成されるマイクロ波デバイスであって、
前記出力信号を生成するために、入射する無線周波数（ＲＦ）信号を受信する共振器と、
前記共振器に入射する前記ＲＦ信号の反射に少なくとも部分的に基づき出力を生成するＲＦブリッジと、
前記ＲＦブリッジの出力に少なくとも部分的に基づく入力信号を受信する１つ以上のミキサと、
振幅ノイズ低減ループと
を有し、
前記振幅ノイズ低減ループは、
第１ミキサ出力に少なくとも部分的に基づく第１ベースバンド制御信号を受信し、該第１ベースバンド制御信号は、前記共振器に入射する前記ＲＦ信号の振幅ノイズサイドバンドに関係があり、
前記共振器で受信される更新したＲＦ信号を生成して、更新した出力信号を生成するよう、フィードバック信号の振幅変調（ＡＭ）を実施し、
前記フィードバック信号は、前記共振器からの出力信号のフィードバックに少なくとも部分的に基づき、
前記フィードバック信号の前記ＡＭは、前記第１ベースバンド制御信号がハイパスフィルタへ入力されるときに該ハイパスフィルタの出力に少なくとも部分的に基づき、
前記フィードバック信号の前記ＡＭは、前記フィードバック信号の部分がＡＭ検出器へ入力されるときに前記ハイパスフィルタの出力と前記ＡＭ検出器の出力との和に少なくとも部分的に更に基づく
よう構成される、
マイクロ波デバイス。
【請求項２】
前記ＲＦブリッジの出力は、前記共振器に入射する前記ＲＦ信号の部分と、前記共振器に入射する前記ＲＦ信号の反射との結合を含む、
請求項１に記載のマイクロ波デバイス。
【請求項３】
当該マイクロ波デバイスは、マイクロ波発振器であり、
前記出力信号は、発振器出力信号である、
請求項１に記載のマイクロ波デバイス。
【請求項４】
前記マイクロ波発振器は、サファイア装荷空洞発振器（ＳＬＣＯ）であり、
前記共振器は、サファイア共振器である、
請求項３に記載のマイクロ波デバイス。
【請求項５】
当該マイクロ波デバイスは、ＲＦフィルタである、
請求項１に記載のマイクロ波デバイス。
【請求項６】
前記和は、クロスオーバーネットワークによって求められる、
請求項１に記載のマイクロ波デバイス。
【請求項７】
前記フィードバック信号の前記ＡＭは、モノリシックのマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）及びバイアス制御電圧源によって少なくとも部分的に行われる、
請求項１に記載のマイクロ波デバイス。
【請求項８】
前記共振器に入射する前記ＲＦ信号の位相ノイズサイドバンドに関係がある第２ベースバンド制御信号を前記ミキサから受信し、
前記第２ベースバンド制御信号に少なくとも部分的に基づき前記フィードバック信号を位相シフトして、前記更新した出力信号を生成する
よう構成される位相ノイズ低減ループ
を更に有する請求項１に記載のマイクロ波デバイス。
【請求項９】
前記ＲＦブリッジ及び前記ミキサは、キャリア抑制干渉計（ＣＳＩ）の部分として含まれ、
前記ＣＳＩは、前記ミキサのためにＲＦ低雑音増幅器（ＬＮＡ）及び局所発振器（ＬＯ）ドライブを更に有する、
請求項１に記載のマイクロ波デバイス。
【請求項１０】
前記ＲＦブリッジは、前記共振器に入射する前記ＲＦ信号の部分のためのリファレンスアームと、前記共振器に入射する前記ＲＦ信号の反射のための反射アームとを有する、
請求項９に記載のマイクロ波デバイス。
【請求項１１】
前記リファレンスアームは、前記出力信号についての目標キャリア周波数の調整のための電圧可変位相シフタへの電圧制御型発振器（ＶＣＯ）入力を含む、
請求項１０に記載のマイクロ波デバイス。
【請求項１２】
前記ＲＦブリッジは、前記入射するＲＦ信号の反射を前記反射アーム内に向けるサーキュレータを更に有する、
請求項１０に記載のマイクロ波デバイス。
【請求項１３】
前記第１ベースバンド制御信号は、前記ＲＦブリッジの前記リファレンスアーム及び前記反射アームの間のキャリア振幅平衡の維持のために前記ＲＦブリッジの前記リファレンスアーム内の電圧可変減衰器を制御するよう更に使用される、
請求項１０に記載のマイクロ波デバイス。
【請求項１４】
マイクロ波発振器で振幅ノイズを低減する方法であって、
共振器に入射する無線周波数（ＲＦ）信号に少なくとも部分的に基づき発振器出力信号を生成し、
ＲＦブリッジ出力信号を生成するよう、前記共振器に入射する前記ＲＦ信号の部分と、前記共振器に入射する前記ＲＦ信号の反射とを結合し、
第１ベースバンド制御信号を生成するよう、第１局所発振器（ＬＯ）リファレンス信号を、前記ＲＦブリッジ出力信号に少なくとも部分的に基づくミキサ入力信号と混合し、
前記共振器で受信される更新したＲＦ信号を生成するよう発振器フィードバック信号の振幅変調（ＡＭ）を実施する
ことを有し、
前記フィードバック信号は、前記共振器からの出力信号のフィードバックに少なくとも部分的に基づき、
前記発振器フィードバック信号の前記ＡＭは、前記第１ベースバンド制御信号にハイパスフィルタをかけることに少なくとも部分的に基づき、
当該方法は、前記発振器フィードバック信号の前記ＡＭにおける使用のために前記発振器フィードバック信号の部分のＡＭ検出を行うことを更に有する、方法。
【請求項１５】
第２ベースバンド制御信号を生成するよう、第２ＬＯリファレンス信号を前記ミキサ入力信号と混合し、
前記第２ベースバンド制御信号に少なくとも部分的に基づき前記発振器フィードバック信号を位相シフトして、前記更新したＲＦ信号を生成する
ことを更に有する請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記マイクロ波発振器は、サファイア装荷空洞発振器（ＳＬＣＯ）であり、
前記共振器は、サファイア共振器である、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
マイクロ波周波数範囲において信号を送信又は受信するよう構成されるトランシーバであって、
前記マイクロ波周波数範囲における信号の増幅のための低雑音増幅器（ＬＮＡ）と、
ベースバンド周波数範囲と前記マイクロ波周波数範囲との間で信号を変換するための、請求項１に記載のマイクロ波デバイスである発振器と
を有し、
前記発振器は、前記変換において使用される発振器出力信号を生成し、
前記ＲＦブリッジは、前記１つ以上のミキサへの入力のために、前記共振器に入射する前記ＲＦ信号の部分と、前記共振器に入射する前記ＲＦ信号の反射とを結合する、
トランシーバ。
【請求項１８】
前記発振器のフィードバック信号の前記ＡＭは、モノリシックのマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）及びバイアス制御電圧源によって少なくとも部分的に行われる、
請求項１７に記載のトランシーバ。
【請求項１９】
送信のための前記マイクロ波周波数範囲への前記発振器による変換のためにベースバンド情報信号を生成するよう構成されるプロセッサを更に有し、
前記ベースバンド情報信号は、情報ビットのグループに少なくとも部分的に基づく、
請求項１７に記載のトランシーバ。
【請求項２０】
前記発振器は、
前記共振器に入射する前記ＲＦ信号の位相ノイズサイドバンドに関係がある第２ベースバンド制御信号を前記ミキサから受信し、
前記第２ベースバンド制御信号に少なくとも部分的に基づき前記発振器のフィードバック信号を位相シフトして、前記更新した発振器出力信号を生成する
よう構成される位相ノイズ低減ループを更に有する、
請求項１７に記載のトランシーバ。
【請求項２１】
前記振幅ノイズ低減ループ及び前記位相ノイズ低減ループは、前記更新した発振器出力信号の振幅ノイズ及び位相ノイズの同時の自動的な低減を可能にする、
請求項２０に記載のトランシーバ。
【請求項２２】
前記振幅ノイズ低減ループ及び前記位相ノイズ低減ループは、前記更新した発振器出力信号の振幅ノイズ及び位相ノイズの同時の自動的な低減を可能にする、
請求項８に記載のマイクロ波デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権の主張
本願は、２０１５年１月１６日付けで出願された米国特許出願第１４／５９８３９４号に基づく優先権を主張するものである。優先権の主張の基礎とされた米国特許出願は、その全文を参照により本願に援用される。
【０００２】
技術分野
実施形態は、マイクロ波発振器及び他のマイクロ波デバイスに関係がある。いくつかの実施形態は、サファイア装荷空洞発振器（ＳＬＣＯ；Sapphire  Loaded  Cavity  Oscillators）に関する。いくつかの実施形態は、振幅ノイズ低減に関する。
【背景技術】
【０００３】
マイクロ波発振器は、様々な周波数で正弦波及び他の信号を生成し得る。いくつかの用途において、発振器出力は、クロック信号、リファレンス信号、又は他のタイプの制御信号を供給するために使用され得る。然るに、そのような発振器を使用するシステムの性能は、発振器出力の品質に大いに依存し得る。一例として、発振器出力における位相ノイズ及び振幅ノイズは、システム性能に影響を及ぼすことがあり、いくつか場合には性能を制限することさえある。然るに、マイクロ波発振器においてそのようなノイズを低減するシステム及び方法に対する一般的必要性が存在する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】いくつかの実施形態に従う振幅ノイズ低減方法の動作を表す。
【０００５】
【図２】いくつかの実施形態に従うマイクロ波発振器の例のブロック図を表す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
以下の記載及び図面は、具体的な実施形態を、当業者がそれらを実施することができる程度に十分に説明する。他の実施形態は、構造的な、論理的な、電気的な、プロセス的な及び他の変更を組み込み得る。いくつかの実施形態の部分及び特徴は、他の実施形態において含まれてよく、あるいは、他の実施形態のそれらと置換されてよい。特許請求の範囲で示される実施形態は、特許請求の範囲の全ての利用可能な均等を包含する。
【０００７】
サファイア装荷空洞発振器（ＳＬＣＯ）は、例えば正弦波又はクロック信号のような、高品質の出力信号を供給するために使用され得る。ＳＬＣＯは、例えば上層Ｃバンド及びＸバンドのようなマイクロ波周波数バンドを含むがそれらに限られない様々な周波数バンドにおいてそれらの信号を生成し得る。それらの信号は、例えばマスタリファレンス又はマスタクロックのような重要な役割のために電子デバイス又はシステムにおいて使用され得る。そのようなものとして、それらの出力信号に対する品質要件は極めて高くなり、発振器出力に対する例えば位相ノイズ及び振幅ノイズのような影響のために規定され得る。特定のキャリア周波数での正弦波出力のために、キャリア周波数からオフセットされた所与の周波数で測定されるサイドバンドにおけるノイズ電力は、重要となる。
【０００８】
いくつかの発振器又はデバイスにおいて、その中にある増幅器及び他のコンポーネントは、出力信号の位相及び／又は振幅に影響を及ぼすノイズを生成し得る。然るに、前述のノイズサイドバンドは、位相ノイズ、振幅ノイズ、又はそれらのノイズの結合を含むか、あるいは、それらによって影響を及ぼされ得る。ノイズサイドバンドは更に、本願で記載されない他のノイズ源又は効果を含むか、あるいは、それらによって影響を及ぼされ得る。一例として、発振器の設計は、振幅ノイズよりもずっと大きく位相ノイズによって影響を及ぼされ得、ノイズサイドバンドは、従って、主として位相ノイズによって決定づけられ得る。様々な位相ノイズ低減技術が発振器の設計に適用される場合に、結果として現れる位相ノイズは、振幅ノイズがもはや無視可能であるレベルまで下げられ得る。すなわち、振幅ノイズレベルは、位相ノイズレベルと同様であり、いくつかの場合には、より高いことさえある。一例として、例えばキャリア抑制干渉計（ＣＳＩ；Carrier  Suppression  Interferometer）の使用のような、位相ノイズ低減技術を利用したＳＬＣＯシステムにおいて、数ｋＨｚから１００ｋＨｚの間の周波数範囲における振幅ノイズは、低減された位相ノイズのレベルを超えうる。この周波数範囲は、非制限的な例として示されており、本願で記載される技術の一部又は全ては、この範囲の上下の周波数で適用されてよいことが理解される。加えて、マイクロ波周波数及び／又は周波数範囲が参照され得るが、そのような参照は、制限ではないことが理解され、本願で記載される技術の一部又は全ては、マイクロ波周波数及び／又は周波数範囲の上下の周波数で適用されてよい。一例として、本願で記載される技術の一部又は全ては、光の周波数及び／又は周波数範囲に適用されてよい。
【０００９】
位相ノイズのみを更に低減する技術は、トータルのノイズレベルに対する限られた利点を提供し得る。これは、その場合に、振幅ノイズによって制限され得る。そのようなものとして、振幅ノイズに対処するノイズ低減技術は、それら及び他のシナリオにおいて有利となる。加えて、位相ノイズ及び振幅ノイズの同時の低減に対処する技術も、有利となる。
【００１０】
実施形態に従って、マイクロ波発振器は、発振器出力における振幅ノイズの低減のために振幅ノイズ低減ループを使用し得る。ＣＳＩを使用するシステムの場合に、振幅ノイズ低減ループは、ＣＳＩで生成されたベースバンド制御信号を使用して、発振器出力信号における振幅ノイズの低減のために発振器フィードバック信号の振幅変調（ＡＭ；Amplitude  Modulation）を実施するよう構成され得る。そのような実施形態は、以下で更に詳細に記載される。
【００１１】
図１は、いくつかの実施形態に従う振幅ノイズ低減方法の動作を表す。図２は、いくつかの実施形態に従うマイクロ波発振器の例のブロック図を表す。方法１００の実施形態は、図１に表されているものと比較して追加の又はより少ない動作又はプロセスを含んでよい点が留意されるべきであり、方法１００の実施形態は、図１に示される順序に必ずしも制限されない。方法１００を記載する際に、図２に示される発振器の例が参照されてよい。なお、方法１００は、如何なる他の適切なシステム、インターフェイス及びコンポーネントによっても実施されてよいことが理解される。方法１００はまた、他のマイクロ波デバイスにおいても実施されてよく、発振器に制限されない。他の例として、マイクロ波デバイスは、例えば狭帯域超低雑音ＲＦ増幅器のような、無線周波数（ＲＦ；Radio  Frequency）増幅器であってよい。他の例として、マイクロ波デバイスは、例えば狭帯域超低雑音ＲＦフィルタのような、ＲＦフィルタであってよく、増幅器ゲインを供給してもしなくてもよい。そのようなデバイス（ＲＦ増幅器及びＲＦフィルタ）は、いくつかの場合に、他の発振器によって生成された信号を除去するために使用され得る。然るに、その発振器からの１つ以上のフィードバック又は他の信号は、狭帯域超低雑音ＲＦ増幅器又は狭帯域超低雑音ＲＦフィルタへの入力信号として使用され得、本願で記載される技術及び動作の一部又は全てが使用され得る。
【００１２】
図２におけるマイクロ波発振器及び他のマイクロ波デバイスは、方法１００又は他の方法を実施してよく、あるいは、実施するよう構成されてよいが、そのように制限されない点が留意されるべきである。いくつかの実施形態は、方法１００の動作の一部又は全てを実施してよく、あるいは、実施するよう構成されてよく、更には、図１に示されていない更なる動作を実施してよく、あるいは、実施するよう構成されてよい。加えて、マイクロ波発振器又は他のデバイスのいくつかの実施形態は、図２の例に示される全ての要素を必ずしも含まなくてよく、更には、図２の例に示されていない更なるコンポーネントを含んでよい。実施形態はまた、図２の例に示されるレイアウト若しくは接続又は他の物理的態様に制限されない。方法１００に含まれる動作の説明の中で、例示のために、図２に示される発振器の例が参照され得るが、方法１００及び記載されるそれらの動作は、図２に示されるものに制限されないことが理解される。加えて、発振器に言及する信号の記載は、概念を説明するのに役立つが、制限ではない。例えば、“発振器出力信号”又は“発振器フィードバック信号”についての技術又は動作は、他のデバイスにおける“出力信号”又は“フィードバック信号”にも適用され得る。
【００１３】
動作１０５において、共振器に入射するＲＦ信号に少なくとも部分的に基づく出力信号が生成される。いくつかの実施形態において、出力信号は発振器出力信号であってよいが、そのようなものとして制限されない。図２における例となる発振器２００を参照すると、サファイア共振器２０５が発振器出力信号２９５を生成し得る。発振器出力信号２９５は、上述されたように、正弦波信号であってよい。いくつかの実施形態において、共振器２０５はサファイア共振器であってよいが、共振器２０５はそのように制限されず、他のタイプの共振器２０５が使用され得る。加えて、発振器出力信号を生成するためにサファイア共振器を使用する発振器は、サファイア装荷空洞発振器（ＳＬＣＯ）であってよいが、そのようなものとして制限されない。
【００１４】
動作１０７において、フィードバック信号は出力信号から生成され得る。非制限的な例として、図２の例となる発振器２００を参照すると、発振器フィードバック信号２９０が発振器出力信号２９５から生成され得る。いくつかの実施形態において、発振器出力信号２９５は、発振器フィードバック信号２９０として直接送られ得るが、そのような実施形態は制限ではない。発振器出力信号２９５はまた、発振器フィードバック信号２９０を生成するよう、例えばフィルタのような、１つ以上の他のコンポーネントを通され得る。いくつかの実施形態において、デバイスのフィードバック信号はまた、全体として又は部分的に、デバイスへの入力信号に基づいてよい。
【００１５】
動作１１０において、共振器２０５に入射するＲＦ信号の部分は、ＲＦ信号の反射と結合され得る。図２の例となる発振器２００を参照すると、発振器２００に含まれているＲＦブリッジ２１５は、ミキサ２３０、２３１への入力のために入射部分及び反射を結合し得る。結合された信号は、必ずしも直接にはミキサ２３０、２３１へ入力され得ず、最初に、低雑音増幅器（ＬＮＡ；Low  Noise  Amplifier）２２５を、又はいくつかの場合には他の増幅器、フィルタ、若しくは他のコンポーネントを通され得る点が留意されるべきである。
【００１６】
ＲＦブリッジ出力は、上述されたような入射部分と反射との結合に制限されないことが留意されるべきである。いくつかの実施形態において、ＲＦブリッジ２１５は、共振器２０５に入射するＲＦ信号の反射に少なくとも部分的に基づき出力を生成し得る。一例として、反射は、ＲＦブリッジ出力を生成するよう、入射信号又は出力信号に関連した他の信号と結合され得る。
【００１７】
ＲＦブリッジ２１５は、共振器２０５に入射するＲＦ信号の部分のためのリファレンスアーム２１７と、共振器２０５に入射するＲＦ信号の反射のための反射アーム２１６とを含み得る。入射部分及び反射は、加算、差分又は他の演算を通じて結合器２１８で結合され得る。いくつかの実施形態において、リファレンスアーム２１７は、ＲＦキャリアが、結合器２１８の出力部で、結合された信号において相殺されるように、調整され得る。然るに、結合された信号は、共振器２０５に入射するＲＦ信号のノイズサイドバンドに大いに基づき得る。より具体的には、位相及び振幅ノイズに関する情報は、ミキサ２３１及び２３０による結合された信号のダウンコンバージョンから生じるベースバンド信号において含まれ得る。リファレンスアーム２１７は、固定又は調整可能であってよい。そのような調整は、手動で又は自動的に実施され得る。自動調整は、ミキサ２３０、２３１によって生成される１つ以上のベースバンドのフィードバックに基づき得る。非制限的な例として、図２は、ブリッジ平衡誤差積分器２８０を通る電圧可変減衰器２２１へのベースバンド信号のフィードバックに基づく自動調整の方法を表す。リファレンスアーム２１７は、結合器２１８でのＲＦキャリア相殺の更なる制御を可能にする電圧可変位相シフタ２２０を更に含み得る。
【００１８】
いくつかの実施形態において、ＲＦブリッジ２１５は、サーキュレータ２１９を更に含み得る。サーキュレータ２１９は、入射ＲＦ信号の反射を反射アーム２１６に向け得る。そのような実施形態は制限ではなく、他のコンポーネント又は技術が、図２に示されるものに加えて又はそれに代えて、そのような目的のために使用され得る。
【００１９】
そのようなものとして制限されないが、ＲＦブリッジ２１５及びミキサ２３０、２３１は、いくつかの実施形態においてキャリア抑制干渉計（ＣＳＩ）２１０の部分として含まれ得る。加えて、ＣＳＩ２１０は、ミキサ２３０、２３１のための、例えばＬＮＡ２２５及び局所発振器（ＬＯ；Local  Oscillator）ドライブ２３５のような他のコンポーネントを含み得る。通常、そのようなＬＯドライブは、ミキサ２３０、２３１のために入射ＲＦ信号に対する様々な位相関係で１つ以上の出力を供給する。いくつかの実施形態において、リファレンスアーム２１７は電圧可変位相シフタ２２０を含み得る。電圧可変位相シフタ２２０は、ＲＦブリッジ２１５においてキャリア平衡のために使用され得、更には、発振器出力信号２９５のための目標キャリア周波数の調整のために使用され得る。すなわち、発振器出力信号２９５の所望の出力周波数は、電圧可変位相シフタ２２０の調整を通じて値の範囲から選択され得る。
【００２０】
動作１１５において、共振器２０５に入射するＲＦ信号と、共振器２０５から離れるＲＦ信号の反射との結合は、増幅された結合された信号を生成するよう、ＬＮＡ２２５により増幅され得る。上述されたように、いくつかの実施形態において、ＲＦブリッジ出力は、入射信号と反射とのこの結合に制限されず、別の方法で反射に基づき得る。然るに、増幅された結合された信号は、ＬＮＡ２２５によるＲＦブリッジ出力の増幅を通じて形成され得る。
【００２１】
ＬＯドライブ２３５からのＬＯリファレンス信号は、動作１２０で、ベースバンド制御信号を生成するよう、増幅された結合された信号と混合され得る。図２の例となる発振器２００を参照すると、結合器２１８から出力された信号は、ＬＮＡ２２５へ入力され、更にはミキサ２３０、２３１へ入力される。ミキサ２３０、２３１へのＬＯリファレンス信号は、入射ＲＦ信号における振幅ノイズ及び位相ノイズのサイドバンドを夫々表すベースバンド信号を生成するよう、互いから９０度位相がずれて構成された２つの信号を含み得る点が留意されるべきである。いくつかの実施形態において、ミキサ２３０、２３１へ入力されるＬＯリファレンス信号は、まさに記載された９０度位相シフトを含むよう、如何なる適切な方法でも構成又は調整され得る。それにより、ベースバンド信号２４０は、振幅ノイズサイドバンドに関する情報を表すか、又はそのような情報を含み、且つ、ベースバンド信号２４１は、位相ノイズサイドバンドに関する情報を表すか、又はそのような情報を含む。また、ＣＳＩコンポーネント部分のいずれかにおけるノイズに関する情報が前述のベースバンド信号に含まれることも理解される。
【００２２】
上述されたように、ベースバンド制御信号２４０は、発振器出力信号２９５における振幅ノイズに関係があってよく、又はその関数であってよく、あるいは、少なくともサイドバンド周波数のある範囲にわたって、振幅ノイズに関する情報を含んでよい。従って、ベースバンド制御信号２４０は、振幅変調（ＡＭ）信号２４０とも称される。然るに、発振器２００に含まれている振幅ノイズ低減ループは、ＡＭ信号２４０を受信し得る。振幅ノイズ低減ループの目標は、発振器出力信号２９５において振幅ノイズを低減するために、発振器フィードバック信号の振幅変調を実施することであり得る。
【００２３】
動作１２５において、ＡＭ信号２４０は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ；High-Pass  Filter）２４５へ入力され得る。動作１３０において、フィードバック信号又は出力信号の部分のＡＭ検出は、ＡＭ検出器２５０で実施され得る。一例として、発振器フィードバック信号２９０又は発振器出力信号２９５が使用され得る。動作１３２において、ＡＭ検出器出力は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ；Low-Pass  Filter）２５５へ入力され得る。動作１３５で、ＬＰＦ２５５の出力は、ＨＰＦ２４５の出力と結合され得る。結合は、単純な結合器２６０で実施され得る。いくつかの実施形態において、結合器２６０は、ＨＰＦ２４５及びＬＰＦ２５５に対する代替案としてクロスオーバーネットワーク（cross-over  network）を含んでよい。
【００２４】
動作１２５乃至１３５の一部又は全て（又は他の動作）は振幅ノイズ低減ループの部分として実施され得、複数の変形物が可能である点が留意されるべきである。いくつかの実施形態において、ＨＰＦ２４５の出力は、ＡＭノイズ低減サーボ誤差増幅器２６２へ直接に入力される。その場合に、ＡＭ検出器２５０及び／又は結合器２６０は、存在しなくてよく又は使用されなくてよく、あるいは、それらの出力はバイパスされ得る。いくつかの実施形態において、結合器２６０の出力（ＨＰＦ２４５の出力とＡＭ検出器２５０の出力との和又は結合を含む。）は、ＡＭノイズ低減サーボ誤差増幅器２６２へ入力され得る。そのような場合に、結合器２６０の出力の使用は、ＨＰＦ２４５の出力を単独で用いるよりも広い周波数範囲にわたって振幅ノイズ低減を可能にし得る。ＡＭノイズ低減サーボ誤差増幅器２６２の出力は、ＭＭＩＣ２６６への入力のためにＭＭＩＣ制御信号を形成するよう、バイアス制御電圧源２６４の出力と結合され得る。ＭＭＩＣ２６６は、ＭＭＩＣ入力信号２９１を然るべく振幅変調し得る。
【００２５】
いくつかの場合に、ＭＭＩＣ入力信号２９１は、発振器出力信号２９５又はその部分の直接フィードバックであってよく、あるいは、それに基づき得る。然るに、ＭＭＩＣ入力信号２９１は、いくつかの実施形態ではフィードバック信号であり得る。なお、それは必要条件ではなく、実施形態の適用範囲はこれに関して制限されない。そのような実施形態は限定ではなく、発振器出力信号２９５のフィードバックは、いくつかの実施形態において、ＭＭＩＣ２６６への入力の前に、他のコンポーネントを通ってよく、あるいは、他の動作によって影響を及ぼされ得る。一例として、ＭＭＩＣ２６６へ入力されるＭＭＩＣ入力信号２９１は、以下で記載されるように、位相ノイズ低減ループによって予め変更されていてよい。
【００２６】
いくつかの実施形態において、ＭＭＩＣ入力信号２９１は、共振器出力信号又は発振器出力信号でない１つ以上の信号であってよく、あるいは、そのような信号に基づき得る。狭帯域超低雑音ＲＦ増幅器及び狭帯域超低雑音ＲＦフィルタの例に関して先に記載されたように、いくつかの場合に、他のデバイスからの信号は、記載されたフィードバック信号としての使用のために、又はそれと同じ役割において入力され得る。
【００２７】
位相ノイズ低減ループは、発振器出力信号２９５における位相ノイズを低減するために、発振器出力又は発振器フィードバック信号の位相シフトを実施し得る。上述されたように、ベースバンド制御信号２４１は、発振器出力信号２９５の位相ノイズに関する情報を含んでよく、従って、ベースバンド制御信号２４１はＰＭ信号２４１と称される。ＰＭ信号２４１は位相ノイズ低減ループによって使用され得る。然るに、位相ノイズ低減ループは、ミキサ２３１からＰＭ信号２４１を受信し、ＰＭ信号２４１を、位相シフタ２７５への入力のためにベースバンド増幅器２７０に通し得る。いくつかの実施形態において、位相シフタ２７５へ入力される発振器フィードバック信号２９０は、発振器出力信号２９５又はその部分の直接フィードバックであってよく、あるいは、それを含み得る。そのような実施形態は制限ではなく、発振器出力信号２９５のフィードバックは、いくつかの実施形態において、位相シフタ２７５へ入力への入力の前に、他のコンポーネントを通ってよく、あるいは、他の動作によって影響を及ぼされ得る。
【００２８】
動作１４０において、フィードバック信号は、位相シフタ２７５によって位相シフトされ得る。動作１４５において、フィードバック信号の振幅変調が実施され得る。一例として、発振器フィードバック信号２９０、すなわち、ＭＭＩＣ入力信号２９１は、それらの動作において使用され得る。発振器フィードバック信号２９０及びＭＭＩＣ入力信号２９１は、以下で記載されるように、いくつかの実施形態において同じ信号であってよいが、これに制限されない。
【００２９】
位相ノイズ低減ループ及び振幅ノイズ低減ループは、協調的に動作し得る。この動作は、順次的又は合同であってよい。一例として、発振器フィードバック信号２９０は、ＭＭＩＣ入力信号２９１としての振幅ノイズ低減ループへの入力のために、位相シフトされた信号を生成するよう位相シフトされ得る。ＭＭＩＣ２６６は、共振器２０５で受信される更新したＲＦ信号２９２を生成して、更新した発振器出力信号２９５を生成するよう、ＭＭＩＣ入力信号２９１に対して振幅変調を実施し得る。然るに、更新したＲＦ信号２９２は、２つの動作において位相及び振幅の両方のノイズの低減のために変更されていてよい。なお、そのような実施形態は制限ではなく、振幅変調及び位相シフトは、いくつかの実施形態において、まとめて又は異なる順序で実施され得る。加えて、いくつかの実施形態において、記載される位相ノイズ低減ループはバイパスされるか、又は使用も存在もしなくてよく、あるいは、他の位相ノイズ低減技術が用いられ得る。
【００３０】
ベースバンド制御信号２４０、２４１は、いくつかの実施形態において、振幅ノイズサイドバンド及び位相ノイズサイドバンドに関連し得る点が留意されるべきである。それは、ＬＯドライブ２３５からミキサ２３０、２３１に出力されるＬＯ信号の構成に依存し得る。そのような実施形態は制限ではなく、ＬＯドライブ２３５は、上述されたのとは別の方法で振幅ノイズサイドバンド及び位相ノイズサイドバンドに関係があり得るベースバンド制御信号２４０、２４１を生成するよう、他の様態で構成され得る。
【００３１】
マイクロ波発振器又は他のマイクロ波デバイスの実施形態は、上述されたように正弦波、クロック、制御又は他の信号を出力又は生成するスタンドアローンのデバイス又はコンポーネントにおいて含まれ得るが、そのようなものとして制限されない点が留意されるべきである。実施形態はまた、例えば送信機、受信機又はトランシーバのような、より高度なデバイスの部分としても含まれ得る。一例として、トランシーバは、発振器からの信号を用いてベースバンド情報又は他の信号をアップコンバージョンすることによって、マイクロ波周波数範囲でＲＦ信号を送信し得る。トランシーバはまた、発振器からの信号を用いて復調又は他の処理のためにＲＦ信号をダウンコンバージョンし得る。上述されたように、技術及びデバイスの説明は、マイクロ波周波数及び／又は周波数範囲を参照し得るが、そのようなものとして制限されない。技術及びデバイスは、いくつかの場合において他の周波数及び／又は周波数範囲で実施されてよく、あるいは、そのような周波数及び／又は周波数範囲で動作し得る。
【００３２】
一例として、通信デバイスは、例えばビットのパケットのような、情報ビットのグループに少なくとも部分的に基づくベースバンド信号を形成するよう構成され得るプロセッサを含んでよい。ベースバンド信号は、例えばエラー訂正符号化及び変調のような、通信システムで使用される様々な送信器及び符号化機能を通じて、形成され得る。通信デバイスはまた、発振器を含んでよく、それを使用して、ベースバンド信号を送信のために適切なマイクロ波又は他のＲＦ周波数範囲へ変換し得る。加えて、同様の信号の受信は、ベースバンドへのＲＦ信号のダウンコンバージョンのために発振器を使用し、更には、情報ビットを生成するよう復調及び復号化動作のためにプロセッサを使用する通信デバイスによって用いられ得る。
【００３３】
他の例として、レーダーデバイスはまた、レーダー用途のために設計された既知のベースバンド信号又はパターンを生成するよう構成され得るプロセッサを含んでよい。ベースバンド信号は、発振器を用いて、送信のためのマイクロ波周波数範囲へ変換され得る。加えて、例えば、送信信号の反射又は応答のような、受信信号は、更なる処理のためにレーダーデバイスによって受信され得る。更なる処理は、発振器による受信信号のダウンコンバージョンを通じて生成されたベースバンド信号に対して実施され得る。
【００３４】
実施形態は、集積デバイスとしての使用を含め、如何なる適切な形態でも、レーダー若しくは通信システム又は他のシステムの部分として含まれ得る。他の例として、上述された正弦波、クロック又は制御信号を生成又は使用する試験装置又は信号発生器はまた、集積デバイスとしての使用を含め、如何なる適切な形態でも、本願で記載される実施形態を含み得る。それらの例は、いくつかの実施形態の適用又は使用を説明するために提示されているが、それらは確かに制限ではなく、本願で記載されている実施形態は、様々な他のデバイス及びシステムにおいて含まれるか又は用いられ得る。
【００３５】
マイクロ波周波数範囲で出力信号を生成するよう構成されるマイクロ波デバイスが、本願で開示されている。マイクロ波デバイスは、出力信号を生成するために、入射する無線周波数（ＲＦ）信号を受信する共振器を有し得る。マイクロ波デバイスは、前記共振器に入射する前記ＲＦ信号の反射に少なくとも部分的に基づき出力を生成するＲＦブリッジを更に有し得る。マイクロ波デバイスは、前記ＲＦブリッジの出力に少なくとも部分的に基づく入力信号を受信する１つ以上のミキサを更に有し得る。いくつかの実施形態において、前記ＲＦブリッジの出力は、前記共振器に入射する前記ＲＦ信号の部分と、前記共振器に入射する前記ＲＦ信号の反射との結合を含み得る。マイクロ波デバイスは、振幅ノイズ低減ループを更に有し得る。前記振幅ノイズ低減ループは、第１ミキサ出力に少なくとも部分的に基づく第１ベースバンド制御信号を受信するよう構成され得る。前記第１ベースバンド制御信号は、前記共振器に入射する前記ＲＦ信号の振幅ノイズサイドバンドに関係がある。前記ミキサから出力されるベースバンド制御信号は、前記出力における位相ノイズサイドバンド又は振幅ノイズサイドバンドを表す信号を含んでよく、ＰＭベースバンド信号及びＡＭベースバンド信号と夫々呼ばれてよく、あるいは、前記出力における位相ノイズサイドバンド又は振幅ノイズサイドバンドの何らかの結合を表す信号を含んでよい。そのような結合は、ノイズサイドバンドのオフセット周波数に応じて変化し得る。然るに、前記第１ベースバンド制御信号は、記載されたＡＭベースバンド信号であってよい。前記振幅ノイズ低減ループは、前記共振器で受信される更新したＲＦ信号を生成して、更新した出力信号を生成するよう、フィードバック信号の振幅変調（ＡＭ）を実施するよう更に構成され得る。いくつかの実施形態において、前記フィードバック信号の前記ＡＭは、前記第１ベースバンド制御信号に少なくとも部分的に基づき得る。
【００３６】
いくつかの実施形態において、前記フィードバック信号は、前記共振器からの出力信号のフィードバックに少なくとも部分的に基づき得る。いくつかの実施形態において、前記フィードバック信号の前記ＡＭは、前記第１ベースバンド制御信号がハイパスフィルタへ入力されるときに該ハイパスフィルタの出力に少なくとも部分的に基づき得る。いくつかの実施形態において、前記フィードバック信号の前記ＡＭは、前記フィードバック信号の部分がＡＭ検出器へ入力されるときに前記ハイパスフィルタの出力と前記ＡＭ検出器の出力との和に少なくとも部分的に更に基づき得る。いくつかの実施形態において、前記フィードバック信号の前記ＡＭは、前記ＡＭ検出器の出力がローパスフィルタへ入力されるときに該ローパスフィルタの出力に少なくとも部分的に基づき得る。いくつかの実施形態において、前記和は、クロスオーバーネットワークによって求められ得る。いくつかの実施形態において、前記フィードバック信号の前記ＡＭは、モノリシックのマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ；Monolithic  Microwave  Integrated  Circuit）及びバイアス制御電圧源によって少なくとも部分的に行われ得る。
【００３７】
マイクロ波デバイスは、位相ノイズ低減ループを更に有し得る。該位相ノイズ低減ループは、前記共振器に入射する前記ＲＦ信号の位相ノイズサイドバンドに関係がある第２ベースバンド制御信号を前記ミキサから受信し、該第２ベースバンド制御信号に少なくとも部分的に基づき前記フィードバック信号を位相シフトして、前記更新した出力信号を生成するよう構成され得る。いくつかの実施形態において、前記ＲＦブリッジ及び前記１つ以上のミキサは、キャリア抑制干渉計（ＣＳＩ）の部分として含まれ、該ＣＳＩは、前記１つ以上のミキサのためにＲＦ低雑音増幅器（ＬＮＡ）及び局所発振器（ＬＯ）ドライブを更に有する。いくつかの実施形態において、前記ＲＦブリッジは、前記共振器に入射する前記ＲＦ信号の部分のためのリファレンスアームと、前記共振器に入射する前記ＲＦ信号の反射の少なくとも一部のための反射アームとを有し得る。いくつかの実施形態において、前記リファレンスアームは、前記出力信号についての目標キャリア周波数の調整のための電圧可変位相シフタへの電圧制御型発振器（ＶＣＯ；Voltage  Controlled  Oscillator）入力を含み得る。
【００３８】
前記ＲＦブリッジは、反射されたＲＦ信号を前記反射アーム内に向けるサーキュレータ又は他のコンポーネントを更に有し得る。いくつかの実施形態において、前記第１ベースバンド制御信号は、前記ＲＦブリッジの前記リファレンスアーム及び前記反射アームの間のキャリア振幅平衡の維持のために前記ＲＦブリッジの前記リファレンスアーム内の電圧可変減衰器への入力を制御するために使用され得、あるいは、該入力の基礎となり得る。いくつかの実施形態において、マイクロ波デバイスは、マイクロ波発振器であってよい。前記出力信号は、発振器出力信号であってよく、前記フィードバック信号は、発振器フィードバック信号であってよい。いくつかの実施形態において、マイクロ波発振器は、サファイア装荷空洞発振器（ＳＬＣＯ）であってよく、前記共振器は、サファイア共振器であってよい。いくつかの実施形態において、マイクロ波デバイスは、ＲＦ増幅器であってよい。いくつかの実施形態において、マイクロ波デバイスは、フィルタであってよい。いくつかの実施形態において、マイクロ波デバイスは、ＲＦフィルタであってよい。
【００３９】
マイクロ波発振器で振幅ノイズを低減する方法も、本願で開示されている。方法は、共振器に入射する無線周波数（ＲＦ）信号に少なくとも部分的に基づき発振器出力信号を生成し、ＲＦブリッジ出力信号を生成するよう、前記共振器に入射する前記ＲＦ信号の部分と、前記共振器に入射する前記ＲＦ信号の反射とを結合することを有し得る。方法は、第１ベースバンド制御信号を生成するよう、第１局所発振器（ＬＯ）リファレンス信号を、前記ＲＦブリッジ出力信号に少なくとも部分的に基づくミキサ入力信号と混合することを更に有し得る。前記第１ベースバンド制御信号は、上述されたように、ＡＭベースバンド信号であってよい。方法は、前記共振器で受信される更新したＲＦ信号を生成するよう発振器フィードバック信号の振幅変調（ＡＭ）を実施することを更に有し得る。いくつかの実施形態において、前記発振器フィードバック信号の前記ＡＭは、前記第１ベースバンド制御信号に少なくとも部分的に基づき得る。いくつかの実施形態において、前記発振器フィードバック信号は、前記共振器の出力からの前記発振器出力信号のフィードバックに少なくとも部分的に基づき得る。方法は、前記発振器フィードバック信号の前記ＡＭにおける使用のために前記第１ベースバンド制御信号にハイパスフィルタをかけることを更に有し得る。方法は、前記発振器フィードバック信号の前記ＡＭにおける使用のために前記発振器フィードバック信号の部分のＡＭ検出を行うことを更に有し得る。方法は、第２ベースバンド制御信号を生成するよう、第２ＬＯリファレンス信号を前記ミキサ入力信号と混合することを更に有し得る。方法は、前記第２ベースバンド制御信号に少なくとも部分的に基づき前記発振器フィードバック信号を位相シフトして、前記更新したＲＦ信号を生成することを更に有し得る。いくつかの実施形態において、前記マイクロ波発振器は、サファイア装荷空洞発振器（ＳＬＣＯ）であってよく、前記共振器は、サファイア共振器であってよい。
【００４０】
マイクロ波周波数範囲において信号を送信又は受信するよう構成されるトランシーバも、本願で開示されている。トランシーバは、前記マイクロ波周波数範囲における信号の増幅のための低雑音増幅器（ＬＮＡ）を有し得る。トランシーバは、ベースバンド周波数範囲と前記マイクロ波周波数範囲との間で信号を変換する発振器を有し得る。前記発振器は、発振器出力信号を生成するために、入射する無線周波数（ＲＦ）信号を受信する共振器を有し得る。前記発振器は、１つ以上のミキサへの入力のために、前記共振器に入射する前記ＲＦ信号の部分と、前記共振器に入射する前記ＲＦ信号の反射とを結合するＲＦブリッジを更に有し得る。前記発振器は、振幅ノイズ低減ループを更に有し得る。該振幅ノイズ低減ループは、前記ＲＦブリッジからの前記結合された信号が前記ミキサへ入力されるときに該ミキサの出力を含む第１ベースバンド制御信号を受信するよう構成され得る。いくつかの実施形態において、前記第１ベースバンド制御信号は、前記ＲＦブリッジからの前記結合された信号が前記ミキサへ入力されるときに該ミキサの出力から、少なくとも部分的に生成され得る。いくつかの実施形態において、前記第１ベースバンド制御信号は、上述されたように、振幅ノイズサイドバンドに関する情報を含んでよく、あるいは、前記振幅ノイズサイドバンドに関係があってよい。
【００４１】
前記振幅ノイズ低減ループは、前記共振器で受信される更新したＲＦ信号を生成して、更新した発振器出力信号を生成するよう、発振器フィードバック信号の振幅変調（ＡＭ）を実施するよう更に構成され得る。いくつかの実施形態において、前記発振器フィードバック信号の前記ＡＭは、前記第１ベースバンド制御信号に少なくとも部分的に基づき得る。いくつかの実施形態において、前記発振器フィードバック信号は、前記共振器からの前記発振器出力信号のフィードバックに少なくとも部分的に基づき得る。いくつかの実施形態において、前記発振器フィードバック信号の前記ＡＭは、前記第１ベースバンド制御信号がハイパスフィルタへ入力されるときに該ハイパスフィルタの出力に少なくとも部分的に基づき得る。いくつかの実施形態において、前記発振器フィードバック信号の前記ＡＭは、前記発振器フィードバック信号の部分がＡＭ検出器へ入力されるときに前記ハイパスフィルタの出力と前記ＡＭ検出器の出力との和に少なくとも部分的に更に基づき得る。いくつかの実施形態において、前記発振器フィードバック信号の前記ＡＭは、モノリシックのマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）及びバイアス制御電圧源によって少なくとも部分的に行われ得る。
【００４２】
トランシーバは、プロセッサを更に有し得る。該プロセッサは、送信のための前記マイクロ波周波数範囲への前記発振器による変換のためにベースバンド情報信号を生成するよう構成され得る。前記ベースバンド情報信号は、情報ビットのグループに少なくとも部分的に基づき得る。
【００４３】
要約は、技術的開示の要点及び本質を確かめるのを読者に可能にする要約を求める３７  Ｃ．Ｆ．Ｒ  Ｓｅｃｔｉｏｎ  １．７２（ｂ）に従って設けられている。それは、特許請求の範囲の適用範囲又は意義を制限又は解釈するために使用されないとの理解の下で提出される。続く特許請求の範囲は、これをもって詳細な説明に組み込まれ、各請求項は、別個の実施形態として独立している。
【図１】
0006318309.tif 000002
【図２】
0006318309.tif 000003