JP2910015B2 - マイクロ波発振器 - Google Patents
マイクロ波発振器Info
- Publication number
- JP2910015B2 JP2910015B2 JP63014390A JP1439088A JP2910015B2 JP 2910015 B2 JP2910015 B2 JP 2910015B2 JP 63014390 A JP63014390 A JP 63014390A JP 1439088 A JP1439088 A JP 1439088A JP 2910015 B2 JP2910015 B2 JP 2910015B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- microwave
- temperature
- permanent magnet
- magnetic field
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、YIGの磁気スピン共鳴を利用した可変周波
数静磁波発振器に係わり、温度変化に対し高安定な可変
周波数マイクロ波発振器を実現するものである。
数静磁波発振器に係わり、温度変化に対し高安定な可変
周波数マイクロ波発振器を実現するものである。
GGG（ガドリニウム・ガリウム・ガーネット）非磁性
基板上に、液相エピタキシャル成長させたYIG（イット
リウム・鉄・ガーネット）薄膜を所要の形状に加工し、
マイクロストリップライン等によりマイクロ波にて磁性
膜に静磁波を励起、伝搬、共振させる各種のマイクロ波
素子が提案されている。
基板上に、液相エピタキシャル成長させたYIG（イット
リウム・鉄・ガーネット）薄膜を所要の形状に加工し、
マイクロストリップライン等によりマイクロ波にて磁性
膜に静磁波を励起、伝搬、共振させる各種のマイクロ波
素子が提案されている。
このようなマイクロ波素子は非常に高い選択性（Ｑ）
を持つ特徴があり、またバイアス磁場の強さを変えるこ
とにより共振周波数を幅広く変えられる特徴がある。
を持つ特徴があり、またバイアス磁場の強さを変えるこ
とにより共振周波数を幅広く変えられる特徴がある。
高い選択性を持つマイクロ波素子としては、YIG単結
晶球のスピン共鳴を使った素子が従来使われてきたが、
周囲温度が低くなると共鳴点が消失する欠点があり、恒
温槽に置き温度の低下を防ぐなどの必要があり実用上大
きな障害になっていた。
晶球のスピン共鳴を使った素子が従来使われてきたが、
周囲温度が低くなると共鳴点が消失する欠点があり、恒
温槽に置き温度の低下を防ぐなどの必要があり実用上大
きな障害になっていた。
また、YIG単結晶を球形に加工することは難しく加工
費が高価になる問題もあり実用分野は限られていた。
費が高価になる問題もあり実用分野は限られていた。
一方、YIG薄膜を使う静磁波素子は、その共鳴の機構
から低温でも使用可能であり、写真蝕刻技術により素子
を作製するため比較的安価にできる可能性がある。
から低温でも使用可能であり、写真蝕刻技術により素子
を作製するため比較的安価にできる可能性がある。
このように静磁波マイクロ波素子は優れた特性を持つ
が、一方よく知られるように、温度に対する共鳴周波数
の変化が大きく、バイアス磁場発生のための永久磁石、
あるいは磁気回路の温度特性を合わせることにより補償
を行なっていた。
が、一方よく知られるように、温度に対する共鳴周波数
の変化が大きく、バイアス磁場発生のための永久磁石、
あるいは磁気回路の温度特性を合わせることにより補償
を行なっていた。
しかしながら、実際問題として、工業的に得られる永
久磁石材料の種類は限られており、両者の温度特性を広
い範囲にわたって精密に合わせることはきわめて困難で
あった。このため静磁波素子の温度特性を十分補正する
ことができず、発振周波数の長期間安定性の点で不足が
あった。
久磁石材料の種類は限られており、両者の温度特性を広
い範囲にわたって精密に合わせることはきわめて困難で
あった。このため静磁波素子の温度特性を十分補正する
ことができず、発振周波数の長期間安定性の点で不足が
あった。
例えば、3GHz帯の発振器の場合、室温付近で発振周波
数の温度に対する変化は、概略＋0.37％／℃となり、こ
れを打ち消すために負の温度係数を持つ永久磁石として
例えばネオジム鉄ボロン磁石を使った場合、室温付近で
の発振周波数の温度係数は＋0.05％／℃に留どまるが、
発振周波数の温度係数と磁石の温度係数の第二次項が異
なるため広い温度範囲で効果的な補償をすることは困難
であった。
数の温度に対する変化は、概略＋0.37％／℃となり、こ
れを打ち消すために負の温度係数を持つ永久磁石として
例えばネオジム鉄ボロン磁石を使った場合、室温付近で
の発振周波数の温度係数は＋0.05％／℃に留どまるが、
発振周波数の温度係数と磁石の温度係数の第二次項が異
なるため広い温度範囲で効果的な補償をすることは困難
であった。
本発明の目的は、広い温度範囲にわたって安定した発
振周波数を得ることができるマイクロ波発振器を提供す
ることである。
振周波数を得ることができるマイクロ波発振器を提供す
ることである。
本発明は、上記目的を達成するために、永久磁石の温
度特性による温度補償手段ならびに、高安定な周波数源
を基準にして発振器の出力と比較し、発振周波数を補正
する実際的な手段を備えたものである。
度特性による温度補償手段ならびに、高安定な周波数源
を基準にして発振器の出力と比較し、発振周波数を補正
する実際的な手段を備えたものである。
すなわち、本願発明のマイクロ波発振器は、非磁性体
基板上の磁性薄膜を有する静磁波素子と、軟磁性体のヨ
ーク、前記静磁波素子にバイアス磁界を印加するために
用いられ、固定磁界を印加する永久磁石及び可変磁界を
印加する前記ヨークに巻回したコイルと、このコイルの
電流を制御する手段と、該静磁波素子に接続してマイク
ロ波を発振する可変周波数の高周波回路とを有するマイ
クロ波発振器であって、上記可変周波数のマイクロ波発
振器の発振周波数の温度特性を補償する手段が、第１、
第２の両手段で構成され、上記第１の手段は、永久磁石
の飽和磁化の温度特性による温度補償手段であり、前記
永久磁石を飽和磁化の温度特性が負の温度係数を有する
永久磁石とし、上記第２の手段は、分周器で低下させた
上記マイクロ波の周波数と水晶発振器の周波数とをFM復
調回路で比較し、その誤差信号に応じた電流を前記コイ
ルにフィードバックし、前記静磁波素子に印加するバイ
アス磁界を補正する手段であり、かつ上記マイクロ波発
振器の発振周波数の設定手段は、上記分周器の分周率の
選定であることを特徴とする。
基板上の磁性薄膜を有する静磁波素子と、軟磁性体のヨ
ーク、前記静磁波素子にバイアス磁界を印加するために
用いられ、固定磁界を印加する永久磁石及び可変磁界を
印加する前記ヨークに巻回したコイルと、このコイルの
電流を制御する手段と、該静磁波素子に接続してマイク
ロ波を発振する可変周波数の高周波回路とを有するマイ
クロ波発振器であって、上記可変周波数のマイクロ波発
振器の発振周波数の温度特性を補償する手段が、第１、
第２の両手段で構成され、上記第１の手段は、永久磁石
の飽和磁化の温度特性による温度補償手段であり、前記
永久磁石を飽和磁化の温度特性が負の温度係数を有する
永久磁石とし、上記第２の手段は、分周器で低下させた
上記マイクロ波の周波数と水晶発振器の周波数とをFM復
調回路で比較し、その誤差信号に応じた電流を前記コイ
ルにフィードバックし、前記静磁波素子に印加するバイ
アス磁界を補正する手段であり、かつ上記マイクロ波発
振器の発振周波数の設定手段は、上記分周器の分周率の
選定であることを特徴とする。
〔実施例１〕 以下に実施例を示しながら本発明の説明を行なう。
第１図の（ａ）は本発明による実施例の構成を示す
図、第１図（ｃ）は従来技術による構成を示す図であ
る。
図、第１図（ｃ）は従来技術による構成を示す図であ
る。
コの字型をしたヨーク３の両端に永久磁石２が設置さ
れ、永久磁石の間に空隙に、GGG基板上にLPEにて形成さ
れたYIG薄膜およびマイクロ波を出入りさせるストリッ
プラインと共振構造を有する静磁波素子１が置かれてい
る。チップの出力は高周波増幅器６にて接続されマイク
ロ波電力が増幅器６の出力端から取り出される。コイル
４はコイル電源５から流す電流の大きさにより、発振周
波数を可変とするためのものである。
れ、永久磁石の間に空隙に、GGG基板上にLPEにて形成さ
れたYIG薄膜およびマイクロ波を出入りさせるストリッ
プラインと共振構造を有する静磁波素子１が置かれてい
る。チップの出力は高周波増幅器６にて接続されマイク
ロ波電力が増幅器６の出力端から取り出される。コイル
４はコイル電源５から流す電流の大きさにより、発振周
波数を可変とするためのものである。
上記第１図の（ａ）に示す本発明の実施例では、マイ
クロ波電力の一部は周波数分周器７を経て周波数比較器
８にて水晶からなる基準周波数源９からの周波数と比較
され、その誤差信号に比例した電流がコイル電源５から
コイル４に出力される。
クロ波電力の一部は周波数分周器７を経て周波数比較器
８にて水晶からなる基準周波数源９からの周波数と比較
され、その誤差信号に比例した電流がコイル電源５から
コイル４に出力される。
室温にて飽和磁化が1750ガウスであったYIG薄膜を使
い、ネオジム鉄ボロン磁石により概略2800ガウスの磁場
が空隙部に発生するようにしておき、さらに空隙の距離
を調節して発振周波数が3GHzとなるようにした。周囲温
度を室温より10℃上げたときの従来技術による発振周波
数ｆの時間ｔによる変化を第２図（ａ）に示す。
い、ネオジム鉄ボロン磁石により概略2800ガウスの磁場
が空隙部に発生するようにしておき、さらに空隙の距離
を調節して発振周波数が3GHzとなるようにした。周囲温
度を室温より10℃上げたときの従来技術による発振周波
数ｆの時間ｔによる変化を第２図（ａ）に示す。
次に、1/1000の分周数を持つ周波数分周器７にマイク
ロ波出力の一部を入力し、実質的にはFM復調器である周
波数比較器８により水晶振動子を基準とする基準周波数
発振器９からの周波数と比較され、その差に比例した誤
差信号によりコイル電流源５を制御するようにした。
ロ波出力の一部を入力し、実質的にはFM復調器である周
波数比較器８により水晶振動子を基準とする基準周波数
発振器９からの周波数と比較され、その差に比例した誤
差信号によりコイル電流源５を制御するようにした。
同様に周囲温度を室温から10℃上げたときの発振周波
数ｆの時期ｔによる変化を第２図（ｂ）に示す。
数ｆの時期ｔによる変化を第２図（ｂ）に示す。
また、第３図（ａ）、（ｂ）は−30℃から＋60℃まで
周囲温度Ｔ（℃）を変えたとき各温度で安定した発振周
波数ｆ（MHz）をそれぞれ示したものである。温度変化
に対する安定性は著しく向上したことが分かる。
周囲温度Ｔ（℃）を変えたとき各温度で安定した発振周
波数ｆ（MHz）をそれぞれ示したものである。温度変化
に対する安定性は著しく向上したことが分かる。
〔実施例２〕 次の例は、第１図（ｂ）に示したように、第１図
（ａ）で示した実施例１の構成に位相遅れ回路10を加
え、周波数比較器８の出力に誤差信号の時間積分を加え
たものである。これにより第２図（ｃ）、第３図（ｃ）
に示すように発振周波数ｆ（MHz）の安定性はさらに改
善された。
（ａ）で示した実施例１の構成に位相遅れ回路10を加
え、周波数比較器８の出力に誤差信号の時間積分を加え
たものである。これにより第２図（ｃ）、第３図（ｃ）
に示すように発振周波数ｆ（MHz）の安定性はさらに改
善された。
周波数の比較器として位相検波器を用い、低域波器
を結合した場合も、この例と同様の結果が得られたこと
は、容易に理解されよう。
を結合した場合も、この例と同様の結果が得られたこと
は、容易に理解されよう。
本発明によって得られた周囲温度に対する安定性は、
はじめに設定した3GHzの周波数においてのみ達成される
のではなく、周波数分周器の分周数を選ぶことによりコ
イルおよび永久磁石の達成可能な磁場に対応した周波数
の範囲で任意に設定可能である周波数においても達成さ
れることはいうまでもない。
はじめに設定した3GHzの周波数においてのみ達成される
のではなく、周波数分周器の分周数を選ぶことによりコ
イルおよび永久磁石の達成可能な磁場に対応した周波数
の範囲で任意に設定可能である周波数においても達成さ
れることはいうまでもない。
本発明によれば、性磁波素子を用いたマイクロ波発振
器において、発振周波数の温度安定性を簡明な回路構成
で安価に水晶などの基準発信源とほぼ同程度にすること
ができ、高信頼性でかつ高安定の可変周波数のマイクロ
波発振器を実現することができる。
器において、発振周波数の温度安定性を簡明な回路構成
で安価に水晶などの基準発信源とほぼ同程度にすること
ができ、高信頼性でかつ高安定の可変周波数のマイクロ
波発振器を実現することができる。
第１図（ａ）および（ｂ）は本発明による構成図、第１
図（ｃ）は従来技術による構成図、第２図（ａ）は従来
技術の温度変化に対する周波数の時間による変化を示す
図、第２図（ｂ）および（ｃ）は本発明による周波数の
時間による変化を示す図、第３図（ａ）は従来技術の温
度に対する周波数変化を示す図、第３図（ｂ）、（ｃ）
は本発明による温度に対する周波数変化を示す図であ
る。 1:静磁波素子、2:永久磁石、3:ヨーク、4:コイル、5:コ
イル電流源、6:高周波発振回路、7:周波数分周器、8:周
波数比較器、9:基準周波数源、10:位相遅れ回路
図（ｃ）は従来技術による構成図、第２図（ａ）は従来
技術の温度変化に対する周波数の時間による変化を示す
図、第２図（ｂ）および（ｃ）は本発明による周波数の
時間による変化を示す図、第３図（ａ）は従来技術の温
度に対する周波数変化を示す図、第３図（ｂ）、（ｃ）
は本発明による温度に対する周波数変化を示す図であ
る。 1:静磁波素子、2:永久磁石、3:ヨーク、4:コイル、5:コ
イル電流源、6:高周波発振回路、7:周波数分周器、8:周
波数比較器、9:基準周波数源、10:位相遅れ回路
フロントページの続き (72)発明者 武田 茂 埼玉県熊谷市三ケ尻5200番地 日立金属 株式会社磁性材料研究所内 (72)発明者 木下 康昭 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−11303（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−83560（ＪＰ，Ａ) 特公 昭56−26163（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭42−9603（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (1)
- 【請求項１】非磁性体基板上の磁性薄膜を有する静磁波
素子と、軟磁性体のヨーク、前記静磁波素子にバイアス
磁界を印加するために用いられ、固定磁界を印加する永
久磁石及び可変磁界を印加する前記ヨークに巻回したコ
イルと、このコイルの電流を制御する手段と、該静磁波
素子に接続してマイクロ波を発振する可変周波数の高周
波回路とを有するマイクロ波発振器であって、上記可変
周波数のマイクロ波発振器の発振周波数の温度特性を補
償する手段が、第１、第２の両手段で構成され、上記第
１の手段は、永久磁石の飽和磁化の温度特性による温度
補償手段であり、前記永久磁石を飽和磁化の温度特性が
負の温度係数を有する永久磁石とし、上記第２の手段
は、分周器で低下させた上記マイクロ波の周波数と水晶
発振器の周波数とをFM復調回路で比較し、その誤差信号
に応じた電流を前記コイルにフィードバックし、前記静
磁波素子に印加するバイアス磁界を補正する手段であ
り、かつ上記マイクロ波発振器の発振周波数の設定手段
は、上記分周器の分周率の選定であることを特徴とする
マイクロ波発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63014390A JP2910015B2 (ja) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | マイクロ波発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63014390A JP2910015B2 (ja) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | マイクロ波発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01191504A JPH01191504A (ja) | 1989-08-01 |
| JP2910015B2 true JP2910015B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=11859732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63014390A Expired - Lifetime JP2910015B2 (ja) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | マイクロ波発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2910015B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03262301A (ja) * | 1990-03-13 | 1991-11-22 | Hitachi Metals Ltd | マイクロ波装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5383560A (en) * | 1976-12-29 | 1978-07-24 | Fujitsu Ltd | Input follow-up type oscillator circuit |
| US4232053A (en) * | 1979-05-31 | 1980-11-04 | General Mills, Inc. | Cooked comestible base containing citrus juice vesicles and method of preparation |
| JPH0738528B2 (ja) * | 1985-07-09 | 1995-04-26 | ソニー株式会社 | Ｙｉｇ薄膜マイクロ波装置 |
-
1988
- 1988-01-27 JP JP63014390A patent/JP2910015B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01191504A (ja) | 1989-08-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4873496A (en) | Tuned oscillator | |
| US4704739A (en) | Receiving circuit for converting signals comprising at least two ferromagnetic resonators | |
| CA1276697C (en) | Ferromagnetic resonator having temperature compensation means using pre-coded compensation data | |
| JP2910015B2 (ja) | マイクロ波発振器 | |
| US4701729A (en) | Magnetic apparatus including thin film YIG resonator | |
| US5601935A (en) | Surface magnetostatic wave device | |
| JP2694440B2 (ja) | 磁気装置 | |
| JP2522579B2 (ja) | Ｐｌｌ制御を行う静磁波マイクロ波発振装置 | |
| CA1266100A (en) | Yig thin film microwave apparatus | |
| JPH03262301A (ja) | マイクロ波装置 | |
| KR950005158B1 (ko) | Yig 박막 마이크로파 장치 | |
| JP2672434B2 (ja) | 磁気装置 | |
| JP2723374B2 (ja) | 静磁波素子 | |
| JP2872497B2 (ja) | 静磁波素子 | |
| JPH07112121B2 (ja) | マイクロ波装置 | |
| Okwit | A coincidence region power limiter using monocrystal lithium ferrite at 6500 Mc/s | |
| JP2667523B2 (ja) | マイクロ波装置 | |
| JPH07202517A (ja) | 可変バンドパスフィルター | |
| JPS5963579A (ja) | 静磁界波磁力計 | |
| JPH0265308A (ja) | 静磁波デバイス用ガーネット膜 | |
| JP2001274624A (ja) | マイクロ波発振器 | |
| JPH07105648B2 (ja) | Ｙｉｇ薄膜マイクロ波装置 | |
| JPH03182104A (ja) | 同調形発振器 | |
| Ito et al. | Voltage controlled oscillators with planar MSW resonators | |
| JPS588762B2 (ja) | サ−キユレ−タおよびアイソレ−タ |