(57)【要約】【課題】装置の大型化を招くことなく、位相のコヒーレントを保つことができる多周波発振装置を得ることを目的とする。【解決手段】基準発振器１により発振されるクロックの周波数ｆｃｌｋに応じた周波数切替時間間隔Δｔで、周波数の切替を指示する制御信号を出力する周波数切替制御器２と、周波数切替制御器２から制御信号を受ける毎に、基準発振器１により発振されるクロックの周波数ｆｃｌｋに応じた周波数間隔Δｆで、出力信号の周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎを切り替える信号発生器３とを備え、クロックの周波数ｆｃｌｋと、周波数間隔Δｆと、周波数切替時間間隔Δｔとの間に、式（６）または式（７）の関係が成立しているように構成する。【選択図】図１
2009272815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の周波数のクロックを発振する基準発振器と、上記基準発振器により発振されるクロックの周波数に応じた時間間隔で、周波数の切替を指示する制御信号を出力する周波数切替制御器と、上記周波数切替制御器から制御信号を受ける毎に、上記基準発振器により発振されるクロックの周波数に応じた周波数間隔で、出力信号の周波数を切り替える信号発生器とを備えた多周波発振装置において、上記クロックの周波数がｆｃｌｋ、上記時間間隔がΔｔ、上記周波数間隔がΔｆであるとき、下記の関係が成立していることを特徴とする多周波発振装置。
Δｆ＝α×ｆｃｌｋ
Δｔ＝β／ｆｃｌｋ
α×β×ｎ（ｎ−（２ｋ−１））／２＝ｍ
ただし、ｋは１からｎまでの整数であり、ｍは整数である。
【請求項２】
所定の周波数のクロックを発振する基準発振器と、上記基準発振器により発振されるクロックの周波数に応じた時間間隔で、周波数の切替を指示する制御信号を出力する周波数切替制御器と、上記周波数切替制御器から制御信号を受ける毎に、上記基準発振器により発振されるクロックの周波数に応じた周波数間隔で、出力信号の周波数を切り替える信号発生器とを備えた多周波発振装置において、上記クロックの周波数がｆｃｌｋ、上記時間間隔がΔｔ、上記周波数間隔がΔｆであるとき、下記の関係が成立していることを特徴とする多周波発振装置。
Δｆ＝α×ｆｃｌｋ
Δｔ＝β／ｆｃｌｋ
α×β×ｎ（ｎ−（２ｋ−１））＝ｍ
ただし、ｋは１からｎまでの整数であり、ｍは整数である。
【請求項３】
信号発生器として、デジタル方式の信号発生器であるＤＤＳを使用することを特徴とする請求項１または請求項２記載の多周波発振装置。
【請求項４】
ＬＯ波である局部発振周波数信号を発振する局部発振器と、信号発生器の出力信号であるＩＦ信号と上記局部発振器により発振されるＬＯ波を混合して、混合波であるＲＦ信号を出力するミクサとを設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の多周波発振装置。
【請求項５】
信号発生器の出力信号であるＩＦ信号の周波数がＭＨｚオーダであり、局部発振器により発振されるＬＯ波の周波数がＧＨｚオーダであることを特徴とする請求項４記載の多周波発振装置。
【請求項６】
ミクサから出力されるＲＦ信号に含まれている不要なイメージ周波数の信号を抑圧するフィルタを設けたことを特徴とする請求項４または請求項５記載の多周波発振装置。
【請求項７】
ミクサとして、ＲＦ信号に含まれている不要なイメージ周波数の信号を抑圧することが可能なイメージリジェクションミクサを使用することを特徴とする請求項４または請求項５記載の多周波発振装置。
【請求項８】
局部発振器として、周波数ｆｌｏ／ｉ（ｉは２以上の整数）の局部発振周波数信号を発振する発振器を使用し、ミクサとして、ｉ次の高調波ミクサを使用することを特徴とする請求項４から請求項７のうちのいずれか１項記載の多周波発振装置。
【請求項９】
局部発振器として、局部発振周波数信号の周波数を可変することが可能な発振器を使用することを特徴とする請求項４から請求項８のうちのいずれか１項記載の多周波発振装置。
【請求項１０】
局部発振器は、所定の周波数のクロックを発振する第２の基準発振器と、上記第２の基準発振器により発振されるクロックと分周信号の位相差を検出し、上記位相差を示す位相比較信号を出力する位相比較器と、上記位相比較器から出力される位相比較信号を平滑化するループフィルタと、上記ループフィルタによる平滑化後の位相比較信号に応じて局部発振周波数信号の周波数を調整し、周波数調整後の局部発振周波数信号を出力する電圧制御発振器と、上記電圧制御発振器から出力される周波数調整後の局部発振周波数信号を分周し、分周後の局部発振周波数信号である分周信号を上記位相比較器に出力する分周器とから構成されていることを特徴とする請求項４から請求項８のうちのいずれか１項記載の多周波発振装置。
【請求項１１】
局部発振器が第２の基準発振器を実装せずに、上記局部発振器の位相比較器が基準発振器により発振されるクロックと分周信号の位相差を検出することを特徴とする請求項１０記載の多周波発振装置。
【請求項１２】
信号発生器の出力信号と分周信号の位相差を検出し、上記位相差を示す位相比較信号を出力する位相比較器と、上記位相比較器から出力される位相比較信号を平滑化するループフィルタと、上記ループフィルタによる平滑化後の位相比較信号に応じて出力信号の周波数を調整し、周波数調整後の出力信号を出力する電圧制御発振器と、上記電圧制御発振器の出力信号を分周し、分周後の出力信号である分周信号を上記位相比較器に出力する分周器とを設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の多周波発振装置。
【請求項１３】
信号発生器の出力信号とＩＦ信号の位相差を検出し、上記位相差を示す位相比較信号を出力する位相比較器と、上記位相比較器から出力される位相比較信号を平滑化するループフィルタと、上記ループフィルタによる平滑化後の位相比較信号に応じて出力信号の周波数を調整し、周波数調整後の出力信号を出力する電圧制御発振器と、ＬＯ波である局部発振周波数信号を発振する局部発振器と、上記電圧制御発振器の出力信号であるＲＦ信号と上記局部発振器により発振されるＬＯ波を混合して、混合波であるＩＦ信号を上記位相比較器に出力するミクサとを設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の多周波発振装置。
【請求項１４】
局部発振器として、局部発振周波数信号の周波数を可変することが可能な発振器を使用することを特徴とする請求項１３記載の多周波発振装置。
【請求項１５】
局部発振器は、所定の周波数のクロックを発振する第２の基準発振器と、上記第２の基準発振器により発振されるクロックと分周信号の位相差を検出し、上記位相差を示す位相比較信号を出力する位相比較器と、上記位相比較器から出力される位相比較信号を平滑化するループフィルタと、上記ループフィルタによる平滑化後の位相比較信号に応じて局部発振周波数信号の周波数を調整し、周波数調整後の局部発振周波数信号を出力する電圧制御発振器と、上記電圧制御発振器から出力される周波数調整後の局部発振周波数信号を分周し、分周後の局部発振周波数信号である分周信号を上記位相比較器に出力する分周器とから構成されていることを特徴とする請求項１３記載の多周波発振装置。
【請求項１６】
局部発振器が第２の基準発振器を実装せずに、上記局部発振器の位相比較器が基準発振器により発振されるクロックと分周信号の位相差を検出することを特徴とする請求項１５記載の多周波発振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、通信装置やレーダ装置等に実装され、複数の周波数の信号を発振する多周波発振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の多周波発振装置として、複数の所望周波数の発振器を選択スイッチで切り替えて、いずれかの周波数の信号を選択的に出力するものがある（例えば、特許文献１を参照）。
従来の多周波発振装置では、周波数間隔がΔｆであるｎ個の周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ（ｎは正の整数）の信号を周波数切替時間間隔Δｔで順次切り替える場合に、位相のコヒーレントを保つことが可能となる。
【０００３】
図１６及び図１７は出力周波数の時間波形の一例を示す説明図である。
図１６はｆ１，ｆ２，…の順番でｆｎまで周波数を切り替えた後に、ｆ１に戻るという波形を繰り返すものである。
また、図１７はｆ１，ｆ２，…の順番でｆｎまで周波数を切り替えた後、今度はｆｎ，ｆｎ−１，…の順番でｆ１まで周波数を切り替えるという波形を繰り返すものである。
【０００４】
ここで、位相のコヒーレントとは、例えば、周波数ｆ１について着目すると、ｎ個の周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎを切り替えた信号が再び周波数ｆ１に戻るときの位相が、仮に周波数ｆ１のみの信号を出力し続けた場合の位相と一致することをいうものである。
図１６の例ではｎ×Δｔ毎に、図１７の例では２×ｎ×Δｔ毎に位相が一致する場合に、位相のコヒーレントが保たれることになる。
従来の多周波発振装置では、複数の所望周波数の発振器を選択スイッチで切り替えるため、ｎ個の周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎのすべてについて位相のコヒーレントが保たれる。
【０００５】
ただし、従来の多周波発振装置では、所望の出力周波数の発振器を複数個用意する必要があり、装置の大型化につながる問題がある。
また、ミリ波帯などの高周波領域において、発振器の安定化を図るためには、それぞれの発振器として、ＰＬＯ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を用いる必要があり、更なる装置の大型化につながる問題がある。
【０００６】
ここで、図１８は一般的なＰＬＯを示す構成図である。
図１８において、基準発振器１０１は例えば周波数安定度が高い水晶発振器を用いて構成され、基準信号として所定の周波数のクロックを発振する。
位相比較器１０２は基準発振器１０１により発振される基準信号と分周器１０６から出力される分周信号の位相差を検出し、その位相差を示す位相比較信号を出力する。
ループフィルタ１０３は位相比較器１０２から出力される位相比較信号を平滑化し、平滑化後の位相比較信号を同調電圧端子１０４に出力する。
【０００７】
電圧制御発振器であるＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）１０５は同調電圧端子１０４に印加されている電圧（ループフィルタ１０３による平滑化後の位相比較信号）に応じて局部発振周波数信号の周波数を調整し、周波数調整後の局部発振周波数信号を出力する。
分周器１０６は外部から与えられる分周数設定信号によって分周数Ｐが設定され、その分周数ＰでＶＣＯ１０５から出力される局部発振周波数信号を分周し、分周後の局部発振周波数信号である分周信号を位相比較器１０２に出力する。
【０００８】
ここで、ＰＬＯの基準発振器１０１が発振する基準信号の出力周波数は、一般的に、ＭＨｚオーダであるのに対して、ＶＣＯ１０５が出力する局部発振周波数信号の出力周波数は、ＧＨｚオーダで出力することが可能である。
しかし、周波数安定度については、一般的にＶＣＯ１０５よりも基準発振器１０１の方がはるかに高い。
そのため、ＶＣＯ１０５に対して、基準発振器１０１、位相比較器１０２、ループフィルタ１０３及び分周器１０６を用いて、ＰＬＯを構成することにより、基準発振器１０１と同等の周波数安定度で、基準発振器１０１よりも高い周波数の信号を出力することが可能となる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２２８２３５号公報（段落番号［００１９］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の多周波発振装置は以上のように構成されているので、基準発振器としてＰＬＯを用いれば、ミリ波帯などの高周波領域においても、基準発振器の安定化を図ることができる。しかし、複数のＰＬＯを用意する必要があるため、装置の大型化を招くなどの課題があった。
【００１１】
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、装置の大型化を招くことなく、位相のコヒーレントを保つことができる多周波発振装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係る多周波発振装置は、基準発振器により発振されるクロックの周波数に応じた時間間隔で、周波数の切替を指示する制御信号を出力する周波数切替制御器と、その周波数切替制御器から制御信号を受ける毎に、上記基準発振器により発振されるクロックの周波数に応じた周波数間隔で、出力信号の周波数を切り替える信号発生器とを備え、そのクロックの周波数がｆｃｌｋ、その時間間隔がΔｔ、その周波数間隔がΔｆであるとき、下記の関係が成立しているようにしたものである。
Δｆ＝α×ｆｃｌｋ
Δｔ＝β／ｆｃｌｋ
α×β×ｎ（ｎ−（２ｋ−１））／２＝ｍ
ただし、ｋは１からｎまでの整数であり、ｍは整数である。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、基準発振器により発振されるクロックの周波数に応じた時間間隔で、周波数の切替を指示する制御信号を出力する周波数切替制御器と、その周波数切替制御器から制御信号を受ける毎に、上記基準発振器により発振されるクロックの周波数に応じた周波数間隔で、出力信号の周波数を切り替える信号発生器とを備え、そのクロックの周波数がｆｃｌｋ、その時間間隔がΔｔ、その周波数間隔がΔｆであるとき、上記の関係が成立しているように構成したので、単一の基準発振器を用いて、出力信号の周波数を切り替えることができるようになり、その結果、装置の大型化を招くことなく、位相のコヒーレントを保つことができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による多周波発振装置を示す構成図であり、図において、基準発振器１は周波数ｆｃｌｋのクロックを発振する。
周波数切替制御器２は基準発振器１により発振されるクロックの周波数ｆｃｌｋに応じた周波数切替時間間隔Δｔで、周波数の切替を指示する制御信号を信号発生器３に出力する処理を行う。
信号発生器３は周波数切替制御器２から制御信号を受ける毎に、基準発振器１により発振されるクロックの周波数ｆｃｌｋに応じた周波数間隔Δｆで、出力信号の周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ（ｎは正の整数）を切り替える処理を行う。
【００１５】
次に動作について説明する。
まず、基準発振器１は、周波数ｆｃｌｋのクロックを発振する。
周波数切替制御器２は、基準発振器１から周波数ｆｃｌｋのクロックを受けると、そのクロックの周波数ｆｃｌｋに応じた周波数切替時間間隔Δｔで、周波数の切替を指示する制御信号を信号発生器３に出力する。
【００１６】
信号発生器３は、周波数切替制御器２から制御信号を受ける毎に、基準発振器１により発振されるクロックの周波数ｆｃｌｋに応じた周波数間隔Δｆで、出力信号の周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎを切り替える。
これにより、図１の多周波発振装置の出力信号の周波数は、図１６に示すように、周波数切替時間間隔Δｔで、ｆ１，ｆ２，…の順番でｆｎまで切り替えられた後に、ｆ１に戻るという波形を繰り返すものとなる。
あるいは、図１７に示すように、ｆ１，ｆ２，…の順番でｆｎまで周波数を切り替えられた後、今度はｆｎ，ｆｎ−１，…の順番でｆ１まで周波数を切り替えられるという波形を繰り返すものとなる。
【００１７】
このとき、詳細は後述するが、多周波発振装置の出力信号は、位相のコヒーレントが保たれている。
位相のコヒーレントとは、上述したように、例えば、周波数ｆ１について着目すると、ｎ個の周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎを切り替えた信号が再び周波数ｆ１に戻るときの位相が、仮に、周波数ｆ１のみの信号を出力し続けた場合の位相と一致するというものである。
図１６の例ではｎ×Δｔ毎に、図１７の例では２×ｎ×Δｔ毎に位相が一致している場合に、位相のコヒーレントが保たれることになる。
【００１８】
ここで、図１６において、ｆ１からｆｎまで信号の周波数を切り替える場合の位相の変化量と、周波数ｆ１のみの信号を出力し続けた場合の位相の変化量とを比較することで、周波数ｆ１について、位相のコヒーレントが保たれるための条件を導出する。
まず、周波数ｆ１のみの信号を出力し続けた場合の位相の変化量をΦとすると、Φは以下の式（１）で表される。
【数１】
2009272815.tif 000003
【００１９】
ｆ１からｆｎまで信号の周波数を切り替える場合の位相の変化量をΘとすると、Θは以下の式（２）で表される。
【数２】
2009272815.tif 000004
【００２０】
式（１）と式（２）を比較すると、位相の変化量は、式（２）の右辺第２項の分だけ異なる。
位相は２π毎に一周して元に戻るので、周波数ｆ１について位相のコヒーレントが保たれるための条件は、以下の式（３）で表される。
【数３】
2009272815.tif 000005
ただし、ｍは整数である。
【００２１】
同様に考えると、全ての周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎについて位相のコヒーレントが保たれるための条件は、以下の式（４）で表される。
【数４】
2009272815.tif 000006
ただし、ｋは１からｎまでの整数、ｍは整数である。
【００２２】
上記の式（４）は、図１６において、全ての周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎについて位相のコヒーレントが保たれるための条件であるが、図１７において、全ての周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎについて位相のコヒーレントが保たれるための条件は、以下の式（５）で表される。
【数５】
2009272815.tif 000007
ただし、ｋは１からｎまでの整数、ｍは整数である。
【００２３】
信号発生器３及び周波数切替制御器２は、ともに基準発振器１から発振されるクロックの周波数ｆｃｌｋに応じて、出力周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ（周波数間隔Δｆ）や周波数切替時間間隔Δｔが変化する。
そのため、信号発生器３及び周波数切替制御器２に対してクロックを与える基準発振器を別々にすると、長期的には（それぞれのクロック周波数が変化するため）、周波数間隔Δｆや周波数切替時間間隔Δｔが変化して、式（４）または式（５）を満足しなくなるため、位相のコヒーレントを保つことができなくなる。
【００２４】
そこで、この実施の形態１の多周波発振装置では、信号発生器３及び周波数切替制御器２に対して、共通の基準発振器１がクロックを与えるようにしている。
位相のコヒーレントを保つためには、基準発振器１から発振されるクロックの周波数ｆｃｌｋと、周波数間隔Δｆと、周波数切替時間間隔Δｔとの間には、以下の式（６）または式（７）で表される関係が成立している必要がある。
【００２５】
（ａ）ｆ１，ｆ２，…の順番でｆｎまで切り替えられた後に、ｆ１に戻るという波形を繰り返す場合（図１６を参照）
【数６】
2009272815.tif 000008
ただし、ｋは１からｎまでの整数、ｍは整数である。
【００２６】
（ｂ）ｆ１，ｆ２，…の順番でｆｎまで周波数を切り替えられた後、今度はｆｎ，ｆｎ−１，…の順番でｆ１まで周波数を切り替えられるという波形を繰り返す場合（図１７を参照）
【数７】
2009272815.tif 000009
ただし、ｋは１からｎまでの整数、ｍは整数である。
【００２７】
以上で明らかなように、基準発振器１により発振されるクロックの周波数ｆｃｌｋに応じた周波数切替時間間隔Δｔで、周波数の切替を指示する制御信号を出力する周波数切替制御器２と、その周波数切替制御器２から制御信号を受ける毎に、基準発振器１により発振されるクロックの周波数ｆｃｌｋに応じた周波数間隔Δｆで、出力信号の周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎを切り替える信号発生器３とを備え、クロックの周波数ｆｃｌｋと、周波数間隔Δｆと、周波数切替時間間隔Δｔとの間に、式（６）または式（７）の関係が成立しているように構成したので、単一の基準発振器１を用いて、出力信号の周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎを切り替えることができるようになり、その結果、装置の大型化を招くことなく、位相のコヒーレントを保つことができる効果を奏する。
なお、基準発振器１により発振されるクロックの周波数ｆｃｌｋが長期的に変化しても、式（６）または式（７）で表される関係は維持されるため、長期にわたって位相のコヒーレントを保つことが可能である。
【００２８】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２による多周波発振装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
図１の多周波発振装置と比較して、信号発生器３の代わりに、デジタル方式の信号発生器であるＤＤＳ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ）４を使用している点で相違している。
【００２９】
ＤＤＳ４は、図１の信号発生器３と同様に、周波数切替制御器２から制御信号を受ける毎に、基準発振器１により発振されるクロックの周波数ｆｃｌｋに応じた周波数間隔Δｆで、出力信号の周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ（ｎは正の整数）を切り替える処理を行う。
よって、クロックの周波数ｆｃｌｋと、周波数間隔Δｆと、周波数切替時間間隔Δｔとの間に、式（６）または式（７）で表される関係を備えていれば、上記実施の形態１と同様に、単一の基準発振器１を用いて、位相のコヒーレントを保つことが可能な多周波発振装置を得ることが可能になる。
【００３０】
図１の信号発生器３が例えばＰＬＯのようなアナログ回路で構成されている場合、周波数切替制御器２から制御信号が出力されると、出力信号の周波数が安定するまでに、ある程度の時間を要する。そのため、周波数切替時間間隔Δｔの中で、位相のコヒーレントが保たれる時間が一部に限られる。
これに対して、図２のＤＤＳ４はデジタル素子であるため、周波数切替制御器２から制御信号が出力されると、瞬時にＤＤＳ４の出力信号の周波数が変化する。そのため、周波数切替時間間隔Δｔの全てにわたって位相のコヒーレントが保たれる。
【００３１】
また、ＤＤＳ４には位相設定機能を備えているものがあり、位相設定機能を備えているＤＤＳ４であれば、出力周波数が切り替わる際に出力位相を設定することが可能である。
そのため、例えば、式（６）または式（７）において、ｍが半整数（整数に０．５を加えた値）であっても、ＤＤＳ４の出力位相をπ（１８０°）だけシフトすることにより、位相のコヒーレントを保つことができる。
【００３２】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、信号発生器３として、デジタル方式の信号発生器であるＤＤＳ４を使用するように構成したので、周波数切替時間間隔Δｔの全てにわたって位相のコヒーレントを保つことができる。また、ＤＤＳ４の位相設定機能を用いることで、式（６）または式（７）におけるｍが整数以外の場合でも、位相のコヒーレントを保つことができる効果を奏する。
【００３３】
なお、この実施の形態２では、信号発生器３としてＤＤＳ４を用いる例を示したが、ＤＤＳ４の機能を有するものであれば、信号発生器３としてＤＤＳ４以外のものを使用してもよい。
例えば、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）とＤ／Ａコンバータの組合せ等で、ＤＤＳ４と同様の機能を実現することができ、この組合せを信号発生器３として用いれば、ＤＤＳ４を用いる場合と同様の効果を奏することができる。
【００３４】
実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３による多周波発振装置を示す構成図であり、図において、図２と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
局部発振器５は周波数ｆｌｏの局部発振周波数信号をＬＯ（Ｌｏｃａｌ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）波として発振する。
ミクサ６はＤＤＳ４の出力信号であるＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号と局部発振器５により発振されるＬＯ波を混合して、混合波であるＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を出力する。
フィルタ７はミクサ６から出力されるＲＦ信号に含まれている不要なイメージ周波数の信号を抑圧する。
【００３５】
次に動作について説明する。
ＤＤＳ４は、上記実施の形態２と同様に、位相のコヒーレントが保たれている周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ（例えば、ＭＨｚオーダの周波数）の出力信号を周波数切替時間間隔Δｔで順次出力する。
このとき、ＤＤＳ４から順次出力される信号は、ＩＦ信号として、ミクサ６に入力される。
また、局部発振器５は、周波数ｆｌｏ（例えば、ＧＨｚオーダの周波数）の局部発振周波数信号を発振し、この局部発振周波数信号は、ＬＯ波としてミクサ６に入力される。
【００３６】
ミクサ６は、ＤＤＳ４からＩＦ信号を受け、局部発振器５からＬＯ波を受けると、そのＩＦ信号とＬＯ波を混合し、その混合波であるｆｌｏ±（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号をＲＦ信号としてフィルタ７に出力する。
フィルタ７は、ミクサ６からＲＦ信号を受けると、そのＲＦ信号に含まれている不要なイメージ周波数の信号であるｆｌｏ−（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）を抑圧し、所望の周波数ｆｌｏ＋（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号を順次出力する。
即ち、フィルタ７は、周波数間隔Δｆで、ｆｌｏ＋ｆ１，ｆｌｏ＋ｆ２，…，ｆｌｏ＋ｆｎの信号を順次出力する。
【００３７】
図４はこの発明の実施の形態３による多周波発振装置の出力信号の周波数スペクトラムを示す説明図である。
ミクサ６は、図４に示すように、所望の周波数ｆｌｏ＋（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号と、不要なイメージ周波数ｆｌｏ−（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号とを含むＲＦ信号を出力する。
フィルタ７は、ミクサ６からＲＦ信号を受けると、上述したように、不要なイメージ周波数ｆｌｏ−（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号を抑圧して、所望の周波数ｆｌｏ＋（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号のみを出力する。
フィルタ７から出力される所望の周波数ｆｌｏ＋（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号は、ＤＤＳ４から出力される周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎの信号と同様に、周波数間隔がΔｆ、周波数切替時間間隔がΔｔであり、式（６）または式（７）が成立するため、位相のコヒーレントが保たれる。
【００３８】
低周波数の基準発振器１の価格は、例えば、水晶発振器などを例にとると、ミリ波帯などの高周波数帯の安定な発振器を複数用いる場合と比べて、非常に安価であるため、装置のコストへの影響は軽微である。
また、周波数ｆｌｏの局部発振周波数信号を発振する局部発振器１５の安定化を図る場合には、ＰＬＯを用いることも可能である。
この場合、この高周波帯のＰＬＯの適用が、局部発振器５の台数に対応する１回路分のみでよく、低コスト化を図ることができる。
【００３９】
以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、ＬＯ波を発振する局部発振器５と、ＤＤＳ４から出力されるＩＦ信号と局部発振器５により発振されるＬＯ波を混合して、混合波であるＲＦ信号を出力するミクサ６とを設けるように構成したので、ミリ波帯などの高周波領域において、位相のコヒーレントが保たれた信号を簡易な構成で安定的に出力することができる効果を奏する。
これは、局部発振周波数がミリ波帯などの高周波になればなるほど、有用な構成である。
【００４０】
また、この実施の形態３によれば、ミクサ６から出力されるＲＦ信号に含まれている不要なイメージ周波数ｆｌｏ−（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号を抑圧するフィルタ７を設けるように構成したので、所望の周波数ｆｌｏ＋（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号のみを取り出すことができる効果を奏する。
【００４１】
なお、この実施の形態３では、ＲＦ信号に含まれている不要なイメージ周波数が下側波帯ｆｌｏ−（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号であり、所望の周波数の信号が上側波帯ｆｌｏ＋（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号であるものについて示したが、不要なイメージ周波数が上側波帯ｆｌｏ＋（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号であり、所望の周波数の信号が下側波帯ｆｌｏ−（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号であってもよい。
この場合、フィルタ７として、上側波帯ｆｌｏ＋（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号を抑圧して、下側波帯ｆｌｏ−（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号を出力するフィルタを用いるようにする。
【００４２】
実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４による多周波発振装置を示す構成図であり、図において、図３と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
図３の多周波発振装置と比較して、ミクサ６の代わりに、ＲＦ信号に含まれている不要なイメージ周波数の信号を抑圧することが可能なイメージリジェクションミクサ８を使用している点で相違している。
【００４３】
次に動作について説明する。
ＤＤＳ４は、上記実施の形態２と同様に、位相のコヒーレントが保たれている周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ（例えば、ＭＨｚオーダの周波数）の出力信号を周波数切替時間間隔Δｔで順次出力する。
このとき、ＤＤＳ４から順次出力される信号は、ＩＦ信号として、イメージリジェクションミクサ８に入力される。
また、局部発振器５は、周波数ｆｌｏ（例えば、ＧＨｚオーダの周波数）の局部発振周波数信号を発振し、この局部発振周波数信号は、ＬＯ波としてイメージリジェクションミクサ８に入力される。
【００４４】
イメージリジェクションミクサ８は、ＤＤＳ４からＩＦ信号を受け、局部発振器５からＬＯ波を受けると、図３のミクサ６と同様に、そのＩＦ信号とＬＯ波を混合する。
ただし、イメージリジェクションミクサ８は、混合波であるｆｌｏ±（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）に含まれている不要なイメージ周波数ｆｌｏ−（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号を抑圧するので、所望の周波数ｆｌｏ＋（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号のみをＲＦ信号として順次出力する。
【００４５】
出力される信号の周波数関係などは、上記実施の形態３と同様である。
よって、イメージリジェクションミクサ８から出力される所望の周波数ｆｌｏ＋（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号は、ＤＤＳ４から出力される周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎの信号と同様に、周波数間隔がΔｆ、周波数切替時間間隔がΔｔであり、式（６）または式（７）が成立するため、位相のコヒーレントが保たれている。
しかしながら、この実施の形態４では、不要なイメージ周波数ｆｌｏ−（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号を抑圧することができるイメージリジェクションミクサ８を用いているので、構成要素として、イメージ周波数ｆｌｏ−（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号を抑圧するフィルタ７の構成を簡単にすることができる。
【００４６】
以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、図３のミクサ６の代わりに、不要なイメージ周波数ｆｌｏ−（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号を抑圧することが可能なイメージリジェクションミクサ８を使用しているので、フィルタ７の構成を簡単化することができるようになり、その結果、さらに、装置の小型化を図ることができる効果を奏する。
上記実施の形態３と同様に、局部発振周波数がミリ波帯などの高周波になればなるほど、有用な構成である。
【００４７】
さらに、ＤＤＳ４から出力される信号の周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎが局部発振周波数信号の周波数ｆｌｏと比べて非常に小さくて、周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎの周波数間隔Δｆが狭いために、フィルタ７では、不要なイメージ周波数ｆｌｏ−（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号を抑圧することが難しい状況化において、さらに有用な構成である。
【００４８】
実施の形態５．
図６はこの発明の実施の形態５による多周波発振装置を示す構成図であり、図において、図５と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
図５の多周波発振装置と比較して、局部発振器５の代わりに、周波数ｆｌｏ／ｉ（ｉは２以上の整数）の局部発振周波数信号を発振する局部発振器９を使用し、イメージリジェクションミクサ８の代わりに、ｉ次の高調波形イメージリジェクションミクサ１０を使用している点で相違している。
【００４９】
次に動作について説明する。
ＤＤＳ４は、上記実施の形態２と同様に、位相のコヒーレントが保たれている周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ（例えば、ＭＨｚオーダの周波数）の出力信号を周波数切替時間間隔Δｔで順次出力する。
このとき、ＤＤＳ４から順次出力される信号は、ＩＦ信号として、ｉ次の高調波形イメージリジェクションミクサ１０に入力される。
また、局部発振器９は、周波数ｆｌｏ（例えば、ＧＨｚオーダの周波数）のｉ分の１である周波数ｆｌｏ／ｉの局部発振周波数信号を発振し、この局部発振周波数信号は、ＬＯ波としてｉ次の高調波形イメージリジェクションミクサ１０に入力される。
【００５０】
ｉ次の高調波形イメージリジェクションミクサ１０は、ＤＤＳ４からＩＦ信号を受け、局部発振器９からＬＯ波を受けると、そのＩＦ信号とＬＯ波を混合する。
そのＩＦ信号とＬＯ波の混合波はｆｌｏ±（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号となり、図５のイメージリジェクションミクサ８による混合波と結果的には同じになる。
ｉ次の高調波形イメージリジェクションミクサ１０は、図５のイメージリジェクションミクサ８と同様に、混合波であるｆｌｏ±（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）に含まれている不要なイメージ周波数ｆｌｏ−（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号を抑圧するので、所望の周波数ｆｌｏ＋（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号のみをＲＦ信号として順次出力する。
【００５１】
以上で明らかなように、この実施の形態５によれば、図５の局部発振器５の代わりに、周波数ｆｌｏ／ｉの局部発振周波数信号を発振する局部発振器９を使用し、イメージリジェクションミクサ８の代わりに、ｉ次の高調波形イメージリジェクションミクサ１０を使用するように構成したので、さらに、装置の簡素化を図ることができる効果を奏する。
特に、ミリ波帯などの高周波帯の局部発振器において、安定化を図るためにＰＬＯを構成するとコストが高くなるため、局部発振器の周波数を１／ｉにできるメリットは大きいものとなる。
【００５２】
実施の形態６．
図７はこの発明の実施の形態６による多周波発振装置を示す構成図であり、図において、図６と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
図６の多周波発振装置と比較して、周波数ｆｌｏ／ｉの局部発振周波数信号を発振する局部発振器９の代わりに、局部発振周波数信号の周波数を可変することが可能な局部発振器１２を使用している点で相違している。
図７の例では、局部発振器１２として、同調電圧端子１１に印加される電圧によって出力周波数が変化するＶＣＯを用いている。
【００５３】
次に動作について説明する。
ＤＤＳ４は、上記実施の形態５と同様に、位相のコヒーレントが保たれている周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ（例えば、ＭＨｚオーダの周波数）の出力信号を周波数切替時間間隔Δｔで順次出力する。
このとき、ＤＤＳ４から順次出力される信号は、ＩＦ信号として、ｉ次の高調波形イメージリジェクションミクサ１０に入力される。
ＶＣＯである局部発振器１２は、初期状態では、周波数ｆｌｏ／ｉの局部発振周波数信号を発振し、この局部発振周波数信号は、ＬＯ波としてｉ次の高調波形イメージリジェクションミクサ１０に入力される。
【００５４】
ｉ次の高調波形イメージリジェクションミクサ１０は、ＤＤＳ４からＩＦ信号を受け、局部発振器１２からＬＯ波を受けると、上記実施の形態５と同様に、そのＩＦ信号とＬＯ波を混合する。
そのＩＦ信号とＬＯ波の混合波はｆｌｏ±（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号となり、図５のイメージリジェクションミクサ８による混合波と結果的には同じとなる。
ｉ次の高調波形イメージリジェクションミクサ１０は、図５のイメージリジェクションミクサ８と同様に、混合波であるｆｌｏ±（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）に含まれている不要なイメージ周波数ｆｌｏ−（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号を抑圧するので、所望の周波数ｆｌｏ＋（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号のみをＲＦ信号として順次出力する。
【００５５】
次に、同調電圧端子１１に印加される電圧が変化されて、ＶＣＯである局部発振器１２から発振されるＬＯ波の周波数がｆｌｏ／ｉからｆｌｏ’／ｉに変化したものとする。
この場合、ｉ次の高調波形イメージリジェクションミクサ１０によるＩＦ信号とＬＯ波の混合波はｆｌｏ’±（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号となり、ｉ次の高調波形イメージリジェクションミクサ１０から所望の周波数の信号として、周波数ｆｌｏ’＋（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号が順次出力される。
【００５６】
ｉ次の高調波形イメージリジェクションミクサ１０から出力される所望の周波数ｆｌｏ’＋（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号は、ＤＤＳ４から出力される周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎの信号と同様に、周波数間隔がΔｆ、周波数切替時間間隔がΔｔであり、式（６）または式（７）が成立するため、位相のコヒーレントが保たれる。
【００５７】
図８はこの発明の実施の形態６による多周波発振装置の出力周波数の時間波形の一例を示す説明図である。
同調電圧端子１１に印加する電圧を変化させることで、ＶＣＯである局部発振器１２から発振されるＬＯ波の周波数を変化させることができるので、多周波発振装置から出力される信号の周波数帯域を切り替えることができる。
図８では、帯域１（ｆｌｏ＋（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ））と帯域２（ｆｌｏ’＋（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ））を切り替えている例を示している。
【００５８】
以上で明らかなように、この実施の形態６によれば、周波数ｆｌｏ／ｉの局部発振周波数信号を発振する局部発振器９の代わりに、局部発振周波数信号の周波数を可変することが可能な局部発振器１２を使用するように構成したので、複数の周波数帯域において、位相のコヒーレントを保つことが可能な多周波発振装置を得ることができる効果を奏する。
【００５９】
なお、この実施の形態６では、２つの帯域を切り替えるものについて示したが、３つ以上の帯域を切り替えるようにしてもよい。
【００６０】
実施の形態７．
上記実施の形態６では、周波数ｆｌｏ／ｉの局部発振周波数信号を発振する局部発振器９の代わりに、ＶＣＯである局部発振器１２を使用するものについて示したが、ＶＣＯである局部発振器１２により発振されるＬＯ波の安定化を図る場合には、ＶＣＯである局部発振器１２の代わりに、ＰＬＯである局部発振器を用いるようにしてもよい。
【００６１】
図９はこの発明の実施の形態７による多周波発振装置を示す構成図であり、図において、図７と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
局部発振器１３はＰＬＯであり、図７の局部発振器１２の代わりに用いている。
基準発振器（第２の基準発振器）２１は例えば周波数安定度が高い水晶発振器を用いて構成され、基準信号として所定の周波数のクロックを発振する。
位相比較器２２は基準発振器２１により発振される基準信号と分周器２６から出力される分周信号の位相差を検出し、その位相差を示す位相比較信号を出力する。
ループフィルタ２３は位相比較器２２から出力される位相比較信号を平滑化し、平滑化後の位相比較信号を同調電圧端子２４に出力する。
【００６２】
電圧制御発振器であるＶＣＯ２５は同調電圧端子２４に印加されている電圧（ループフィルタ２３による平滑化後の位相比較信号）に応じて局部発振周波数信号であるＬＯ波の周波数を調整し、周波数調整後のＬＯ波を出力する。
分周器２６は外部から与えられる分周数設定信号によって分周数Ｐが設定され、その分周数ＰでＶＣＯ２５から出力されるＬＯ波を分周し、分周後のＬＯ波である分周信号を位相比較器２２に出力する。
【００６３】
外部から分周器２６に与えられる分周数設定信号によって分周器２６の分周数Ｐを変更することで、局部発振器１３から出力されるＬＯ波の周波数を変更することができる。
このように、図７の局部発振器１２の代わりに、ＰＬＯである局部発振器１３を用いても、上記実施の形態６と同様の効果を奏することができる。
また、ＰＬＯである局部発振器１３を用いることで、ＬＯ波の安定化を図ることができる。
【００６４】
なお、この実施の形態７では、ＰＬＯである局部発振器１３が基準発振器（第２の基準発振器）２１を実装しているものについて示したが、図１０に示すように、ＰＬＯである局部発振器１３が基準発振器２１を実装せずに、局部発振器１３の位相比較器２２が基準発振器１により発振されるクロックと分周器２６から出力される分周信号の位相差を検出するようにしてもよい。
この場合、基準発振器２１を実装しない分だけ、装置の小形化と低コスト化を図ることができる。
【００６５】
実施の形態８．
図１１はこの発明の実施の形態８による多周波発振装置を示す構成図であり、図において、図２と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
位相比較器３１はＤＤＳ４の出力信号と分周器３５から出力される分周信号の位相差を検出し、その位相差を示す位相比較信号を出力する。
ループフィルタ３２は位相比較器３１から出力される位相比較信号を平滑化し、平滑化後の位相比較信号を同調電圧端子３３に出力する。
【００６６】
電圧制御発振器であるＶＣＯ３４は同調電圧端子３３に印加されている電圧（ループフィルタ３２による平滑化後の位相比較信号）に応じて出力信号の周波数を調整し、周波数調整後の出力信号を分周器３５及び出力端子３６に順次出力する。
分周器３５は分周数ＮでＶＣＯ３４から出力される出力信号を分周し、分周後の出力信号である分周信号を位相比較器３１に出力する。
【００６７】
次に動作について説明する。
ＤＤＳ４は、上記実施の形態２と同様に、位相のコヒーレントが保たれている周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ（例えば、ＭＨｚオーダの周波数）の出力信号を周波数切替時間間隔Δｔで順次出力する。
ＤＤＳ４から順次出力される周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎの信号は、位相比較器３１、ループフィルタ３２、同調電圧端子３３、ＶＣＯ３４及び分周器３５から構成されるＰＬＯの基準信号として、その位相比較器３１に入力される。
【００６８】
位相比較器３１は、ＤＤＳ４から基準信号として周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎの信号を受けると、その周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎの信号と分周器３５から出力される分周信号の位相差を検出し、その位相差を示す位相比較信号を出力する。
ループフィルタ３２は、位相比較器３１から位相比較信号を受けると、その位相比較信号を平滑化し、平滑化後の位相比較信号を同調電圧端子３３に出力する。
【００６９】
ＶＣＯ３４は、ループフィルタ３２が平滑化後の位相比較信号を同調電圧端子３３に出力すると、その同調電圧端子３３に印加されている電圧（ループフィルタ３２による平滑化後の位相比較信号）に応じて出力信号の周波数を調整し、周波数調整後の信号を分周器３５及び出力端子３６に順次出力する。
分周器３５は、ＶＣＯ３４の出力信号を受けると、その出力信号を分周数Ｎで分周し、分周後の信号を分周信号として位相比較器３１に出力する。
【００７０】
出力端子３６から出力される信号の周波数Ｎｆ１，Ｎｆ２，…，Ｎｆｎは、ＤＤＳ４の出力信号の周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎのＮ倍の周波数（例えば、ＧＨｚオーダの周波数）である。
なお、出力端子３６から出力される信号は、基準発振器１と同じ周波数安定度で出力される。
【００７１】
また、出力端子３６から出力される信号の周波数間隔はＮΔｆであり、周波数切替時間間隔はΔｔである。
Ｎが整数であるとき、式（６）または式（７）において、ΔｆをＮΔｆに置き換えた式を満たすことが可能であるため、位相のコヒーレントが保たれる。
【００７２】
以上で明らかなように、この実施の形態８によれば、位相比較器３１、ループフィルタ３２、同調電圧端子３３、ＶＣＯ３４及び分周器３５からＰＬＯを構成し、ＤＤＳ４から順次出力される周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎの信号をＰＬＯの基準信号として、位相比較器３１に入力されるように構成したので、ミリ波帯などの高周波領域において、位相のコヒーレントが保たれた信号を安定的に出力することができる効果を奏する。
これは、局部発振周波数がミリ波帯などの高周波になればなるほど、有用な構成である。
【００７３】
なお、この実施の形態８によれば、不要なイメージ周波数の信号を出力することがないので、上記実施の形態３のように、フィルタ７を用いる必要がない。
また、この実施の形態８によれば、ＰＬＯの出力端子３６から出力される信号の周波数間隔がＮΔｆとなり、ＤＤＳ４の出力信号の周波数間隔ΔｆのＮ倍に拡大することが可能となる。
【００７４】
実施の形態９．
図１２はこの発明の実施の形態９による多周波発振装置を示す構成図であり、図において、図２と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
位相比較器４１はＤＤＳ４の出力信号とミクサ４６から出力されるＩＦ信号の位相差を検出し、その位相差を示す位相比較信号を出力する。
ループフィルタ４２は位相比較器４１から出力される位相比較信号を平滑化し、平滑化後の位相比較信号を同調電圧端子４３に出力する。
【００７５】
電圧制御発振器であるＶＣＯ４４は同調電圧端子４３に印加されている電圧（ループフィルタ４２による平滑化後の位相比較信号）に応じて出力信号の周波数を調整し、周波数調整後の出力信号をＲＦ信号としてミクサ４６及び出力端子４７に順次出力する。
局部発振器４５は周波数ｆｌｏの局部発振周波数信号をＬＯ波として発振する。
ミクサ４６はＶＣＯ４４から出力されるＲＦ信号と局部発振器４５により発振されるＬＯ波を混合して、混合波であるＩＦ信号を位相比較器４１に出力する。
【００７６】
次に動作について説明する。
局部発振器４５は、周波数ｆｌｏ（例えば、ＧＨｚオーダの周波数）の局部発振周波数信号をＬＯ波として発振する。
ミクサ４６は、後述するＶＣＯ４４から出力される周波数ｆｒｆのＲＦ信号と局部発振器４５により発振される周波数ｆｌｏのＬＯ波を混合して、混合波である周波数ｆｒｆ−ｆｌｏの信号をＩＦ信号として位相比較器４１に出力する。
【００７７】
ＤＤＳ４は、上記実施の形態２と同様に、位相のコヒーレントが保たれている周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ（例えば、ＭＨｚオーダの周波数）の出力信号を周波数切替時間間隔Δｔで位相比較器４１に順次出力する。
位相比較器４１は、ＤＤＳ４の出力信号とミクサ４６から出力されるＩＦ信号の位相差を検出し、その位相差を示す位相比較信号を出力する。
ループフィルタ４２は、位相比較器４１から位相比較信号を受けると、その位相比較信号を平滑化し、平滑化後の位相比較信号を同調電圧端子４３に出力する。
【００７８】
ＶＣＯ４４は、ループフィルタ４２が平滑化後の位相比較信号を同調電圧端子４３に出力すると、その同調電圧端子４３に印加されている電圧（ループフィルタ４２による平滑化後の位相比較信号）に応じて出力信号の周波数を調整し、周波数調整後の信号をＲＦ信号として、ミクサ４６及び出力端子４７に順次出力する。
ここで、ＶＣＯ４４から出力されるＲＦ信号は、ＤＤＳ４から出力される信号に同期しており、ＲＦ信号の周波数ｆｒｆと、ＬＯ波の周波数ｆｌｏと、ＤＤＳ４の出力信号の周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎとの間には、以下の関係がある。
ｆｒｆ＝ｆｌｏ＋ｆｋ                                            （８）
ただし、ｋは１からｎまでの整数である。
【００７９】
ＶＣＯ４４から出力される所望の周波数ｆｌｏ＋（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号は、ＤＤＳ４から出力される周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎの信号と同様に、周波数間隔がΔｆ、周波数切替時間間隔がΔｔであり、式（６）または式（７）が成立するため、位相のコヒーレントが保たれる。
【００８０】
分周器３５を用いている上記実施の形態８の構成では、ＤＤＳ４から出力されて、位相比較器３１に入力される信号の周波数が変化すると、ＶＣＯ３４から出力される信号の周波数が安定するまでに、分周器３５の分周数Ｎに応じて、ある程度の時間を要する。そのため、周波数切替時間間隔Δｔの中で、位相のコヒーレントが保たれる時間が一部に限られることになる。
【００８１】
これに対して、ミクサ４６を用いているこの実施の形態９の構成では、ＶＣＯ４４から出力されるＲＦ信号の周波数が、ミクサ４６によって、ｆｒｆからＩＦ信号の周波数ｆｒｆ−ｆｌｏに瞬時に変換される。
そのため、分周器３５を用いている上記実施の形態８より、ＶＣＯ４４から出力される信号の周波数が安定するまでの時間が短くなり、周波数切替時間間隔Δｔの中で、位相のコヒーレントが保たれる時間が長くなる効果を奏する。
【００８２】
また、周波数ｆｌｏの局部発振器４５の安定化を図る場合には、ＰＬＯを用いることも可能である。この場合、この高周波帯のＰＬＯの適用が２つのみでよく、低コスト化を図ることができる。
また、ミクサ４６の代わりに、ｉ次の高調波形ミクサを使用して、局部発振器４５の代わりに、周波数ｆｌｏ／ｉの局部発振器を使用してもよい。
この場合、装置の簡素化を図ることができる。また、周波数ｆｌｏ／ｉの局部発振器の安定化を図る場合には、ＰＬＯを用いることも可能である。この場合、この高周波帯のＰＬＯの適用が２つのみでよく、低コスト化を図ることができる。
【００８３】
実施の形態１０．
図１３はこの発明の実施の形態１０による多周波発振装置を示す構成図であり、図において、図１２と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
図１２の多周波発振装置と比較して、周波数ｆｌｏの局部発振器４５の代わりに、局部発振周波数信号の周波数を可変することが可能な局部発振器４９を使用している点で相違している。
図１３の例では、局部発振器４９として、同調電圧端子４８に印加される電圧によって出力周波数が変化するＶＣＯを用いている。
【００８４】
次に動作について説明する。
局部発振器４９から発振されるＬＯ波の周波数が、図１２の局部発振器４５と同様に、ｆｌｏである場合、ＶＣＯ４４から出力される所望の周波数ｆｌｏ＋（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号は、ＤＤＳ４から出力される周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎの信号と同様に、周波数間隔がΔｆ、周波数切替時間間隔がΔｔであり、式（６）または式（７）が成立するため、位相のコヒーレントが保たれる。
【００８５】
次に、同調電圧端子４８に印加される電圧が変化されて、ＶＣＯである局部発振器４９から発振されるＬＯ波の周波数がｆｌｏからｆｌｏ’に変化したものとする。
この場合、ＶＣＯ４４から出力されるＲＦ信号の周波数は、ｆｌｏ’＋（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）に変化する。
周波数ｆｌｏ’＋（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）のＲＦ信号は、ＤＤＳ４から出力される周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎの信号と同期しており、ＲＦ信号の周波数ｆｒｆと、ＬＯ波の周波数ｆｌｏ’と、ＤＤＳ４の出力信号の周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎとの間には、以下の関係がある。
ｆｒｆ＝ｆｌｏ’＋ｆｋ                                            （９）
ただし、ｋは１からｎまでの整数である。
【００８６】
ＶＣＯ４４から出力される所望の周波数ｆｌｏ’＋（ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ）の信号は、ＤＤＳ４から出力される周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎの信号と同様に、周波数間隔がΔｆ、周波数切替時間間隔がΔｔであり、式（６）または式（７）が成立するため、位相のコヒーレントが保たれる。
【００８７】
以上で明らかなように、この実施の形態１０によれば、局部発振器として、ＬＯ波の周波数を可変することが可能な局部発振器４９を使用するように構成したので、複数の周波数帯域において、出力周波数が安定するまでの時間が短く、周波数切替時間間隔Δｔの中で、位相のコヒーレントが保たれる時間が長い多周波発振装置を得ることができる効果を奏する。
この実施の形態１０では、２つの帯域を切り替えるものについて示したが、３つ以上の帯域を切り替えるようにしてもよい。
【００８８】
実施の形態１１．
上記実施の形態１０では、局部発振器として、ＶＣＯである局部発振器４９を使用するものについて示したが、ＶＣＯである局部発振器４９により発振されるＬＯ波の安定化を図る場合には、ＶＣＯである局部発振器４９の代わりに、ＰＬＯである局部発振器を用いるようにしてもよい。
【００８９】
図１４はこの発明の実施の形態１１による多周波発振装置を示す構成図であり、図において、図１３と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
局部発振器５０はＰＬＯであり、図１３の局部発振器４９の代わりに用いている。
基準発振器（第２の基準発振器）５１は例えば周波数安定度が高い水晶発振器を用いて構成され、基準信号として所定の周波数のクロックを発振する。
位相比較器５２は基準発振器５１により発振される基準信号と分周器５６から出力される分周信号の位相差を検出し、その位相差を示す位相比較信号を出力する。
ループフィルタ５３は位相比較器５２から出力される位相比較信号を平滑化し、平滑化後の位相比較信号を同調電圧端子５４に出力する。
【００９０】
電圧制御発振器であるＶＣＯ５５は同調電圧端子５４に印加されている電圧（ループフィルタ５３による平滑化後の位相比較信号）に応じて局部発振周波数信号であるＬＯ波の周波数を調整し、周波数調整後のＬＯ波を出力する。
分周器５６は外部から与えられる分周数設定信号によって分周数Ｐが設定され、その分周数ＰでＶＣＯ５５から出力されるＬＯ波を分周し、分周後のＬＯ波である分周信号を位相比較器５２に出力する。
【００９１】
外部から分周器５６に与えられる分周数設定信号によって分周器５６の分周数Ｐを変更することで、局部発振器５０から出力されるＬＯ波の周波数を変更することができる。
このように、図１３の局部発振器４９の代わりに、ＰＬＯである局部発振器５０を用いても、上記実施の形態１０と同様の効果を奏することができる。
また、ＰＬＯである局部発振器５０を用いることで、ＬＯ波の安定化を図ることができる。
【００９２】
なお、この実施の形態１１では、ＰＬＯである局部発振器５０が基準発振器（第２の基準発振器）５１を実装しているものについて示したが、図１５に示すように、ＰＬＯである局部発振器５０が基準発振器５１を実装せずに、局部発振器５０の位相比較器５２が基準発振器１により発振されるクロックと分周器５６から出力される分周信号の位相差を検出するようにしてもよい。
この場合、基準発振器５１を実装しない分だけ、装置の小形化と低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】この発明の実施の形態１による多周波発振装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２による多周波発振装置を示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態３による多周波発振装置を示す構成図である。
【図４】この発明の実施の形態３による多周波発振装置の出力信号の周波数スペクトラムを示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態４による多周波発振装置を示す構成図である。
【図６】この発明の実施の形態５による多周波発振装置を示す構成図である。
【図７】この発明の実施の形態６による多周波発振装置を示す構成図である。
【図８】この発明の実施の形態６による多周波発振装置の出力周波数の時間波形の一例を示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態７による多周波発振装置を示す構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態７による多周波発振装置を示す構成図である。
【図１１】この発明の実施の形態８による多周波発振装置を示す構成図である。
【図１２】この発明の実施の形態９による多周波発振装置を示す構成図である。
【図１３】この発明の実施の形態１０による多周波発振装置を示す構成図である。
【図１４】この発明の実施の形態１１による多周波発振装置を示す構成図である。
【図１５】この発明の実施の形態１１による多周波発振装置を示す構成図である。
【図１６】出力周波数の時間波形の一例を示す説明図である。
【図１７】出力周波数の時間波形の一例を示す説明図である。
【図１８】一般的なＰＬＯを示す構成図である。
【符号の説明】
【００９４】
１  基準発振器、２  周波数切替制御器、３  信号発生器、４  ＤＤＳ、５  局部発振器、６  ミクサ、７  フィルタ、８  イメージリジェクションミクサ、９  局部発振器、１０  ｉ次の高調波形イメージリジェクションミクサ、１１  同調電圧端子、１２  局部発振器、１３  局部発振器、２１  基準発振器（第２の基準発振器）、２２  位相比較器、２３  ループフィルタ、２４  同調電圧端子、２５  ＶＣＯ（電圧制御発振器）、２６  分周器、３１  位相比較器、３２  ループフィルタ、３３  同調電圧端子、３４  ＶＣＯ（電圧制御発振器）、３５  分周器、３６  出力端子、４１  位相比較器、４２  ループフィルタ、４３  同調電圧端子、４４  ＶＣＯ（電圧制御発振器）、４５  局部発振器、４６  ミクサ、４７  出力端子、４８  同調電圧端子、４９  局部発振器、５０  局部発振器、５１  基準発振器（第２の基準発振器）、５２  位相比較器、５３  ループフィルタ、５４  同調電圧端子、５５  ＶＣＯ（電圧制御発振器）、５６  分周器、１０１  基準発振器、１０２  位相比較器、１０３  ループフィルタ、１０４  同調電圧端子、１０５  ＶＣＯ、１０６  分周器。
【図１】
2009272815.tif 000010
【図２】
2009272815.tif 000011
【図３】
2009272815.tif 000012
【図４】
2009272815.tif 000013
【図５】
2009272815.tif 000014
【図６】
2009272815.tif 000015
【図７】
2009272815.tif 000016
【図８】
2009272815.tif 000017
【図９】
2009272815.tif 000018
【図１０】
2009272815.tif 000019
【図１１】
2009272815.tif 000020
【図１２】
2009272815.tif 000021
【図１３】
2009272815.tif 000022
【図１４】
2009272815.tif 000023
【図１５】
2009272815.tif 000024
【図１６】
2009272815.tif 000025
【図１７】
2009272815.tif 000026
【図１８】
2009272815.tif 000027