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Dokumentenidentifikation DE102007027416A1 26.06.2008
Titel Hochfrequenzoszillator
Anmelder Mitsubishi Electric Corp., Tokyo, JP
Erfinder Watanabe, Shinsuke, Tokio, JP;
Matsuzuka, Takayuki, Tokio, JP;
Inoue, Akira, Tokio, JP
Vertreter PRÜFER & PARTNER GbR, 81479 München
DE-Anmeldedatum 14.06.2007
DE-Aktenzeichen 102007027416
Offenlegungstag 26.06.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.06.2008
IPC-Hauptklasse H03B 5/18(2006.01)A, F, I, 20070614, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H03B 1/04(2006.01)A, L, I, 20070614, B, H, DE   
Zusammenfassung Es wird ein Hochfrequenzoszillator bereitgestellt, dessen Ausgangsleistung ohne Änderung der physischen Größe des gesamten Hochfrequenzoszillators und ohne Verschlechterung einer Phasenrauschcharakteristik steigt. Der Hochfrequenzoszillator zur Oberwellenextraktion enthält ein aktives Element (5), eine Grundwellenreflexionsstichleitung (9), die an einer Signalleitung bereitgestellt ist, die auf einer Ausgangsseite des aktiven Elements (5) liegt, einen Ausgangsanschluss (4) und eine Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung (3), die zwischen der Grundwellenreflexionsstichleitung (9) und dem Ausgangsanschluss (4) eingesetzt ist zum Umwandeln einer Oberwellenlastimpedanz auf der Seite des Ausgangsanschlusses in einen Optimalwert zum Maximieren der Oberwellenausgangsleistung, wobei der Optimalwert im Voraus gewonnen wird.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Hochfrequenzoszillator und insbesondere auf einen Hochfrequenzoszillator, der in einem Mikrowellen- oder Millimeterwellenbereich betrieben wird.

Mit der weit verbreiteten Verwendung einer mobilen Kommunikationsvorrichtung, die durch ein Mobiltelefon und ein Endverbraucherradar repräsentiert werden, das durch ein Radar an einem Fahrzeug repräsentiert wird, sind zunehmend eine Verringerung der Größe eines Oszillators und eine Verbesserung seiner Leistungsfähigkeit gefragt.

Ein Grundwellenoszillator unter Verwendung von Transistoren enthält einen Transistor zum Verstärken eines Rauschens, das in einem Innenabschnitt der Schaltung erzeugt wird, eine Vorspannungsschaltung für den Transistor, eine Emitterleitung zum Bewirken einer Rückkopplung eines elektrischen Signals, eine Resonanzschaltung zum Verstärken lediglich eines Rauschens mit einer bestimmten Frequenz und einen Ausgangsanschluss. Ein Rauschsignal, das in dem Innenabschnitt der Schaltung erzeugt wird, wird dem Transistor eingegeben und durch ihn verstärkt. Danach wird das Rauschsignal über die Rückkopplung von einem Emitter des Transistors oder eine durch eine Impedanzfehlanpassung an dem Ausgangsanschluss der Schaltung bewirkte Reflexion an die Resonanzschaltung zurückgegeben. Das zurückgegebene Rauschsignal wird dem Transistor wieder eingegeben und durch ihn verstärkt. Das wiederholt wie oben beschrieben verstärkte Rauschsignal schwingt zu der Außenseite der Schaltung hin.

Um in dem Grundwellenoszillator ein elektrisches Signal zu erzeugen, das eine gewünschte Frequenz mit einer bevorzugten Charakteristik aufweist, ist es erforderlich, dass der Transistor bei der gewünschten Frequenz eine hinreichende Verstärkung hat. Die Verstärkung es Transistors sinkt jedoch normalerweise, wenn die Frequenz größer wird. Daher wird normalerweise ein Oberwellenextraktionsoszillator verwendet. Bei dem Oberwellenextraktionsoszillator schwingt ein elektrisches Signal, dessen Frequenz ein ganzzahliger Teiler einer gewünschten Frequenz ist, und von dem Ausgangsanschluss wird ein Oberwellensignal herausgezogen. Der Oberwellenextraktionsoszillator ist ein Oszillator mit einer bevorzugten Charakteristik, weil die Anforderungen an eine Hochfrequenzcharakteristik des Transistors nicht strenger sind als bei dem Grundwellenoszillator.

Ein Beispiel für ein Oberwellenextraktionsverfahren ist ein Verfahren, das eine Grundwellenreflexionsstichleitung verwendet. Eine Stichleitung mit offenem Ende, die einem Viertel einer Wellenlänge einer Grundwelle entspricht, die in dem Innenabschnitt der Schaltung schwingt, ist auf einer näher als der Transistor an dem Ausgangsanschluss liegenden Seite angeordnet. Die Grundwelle, die sich von dem Transistor zu der Stichleitung ausbreitet, wird von der Stichleitung wieder zu dem Transistor und der Resonanzschaltung reflektiert. Andererseits breitet sich eine zweite Oberwelle (eine zweite harmonische) zu dem Ausgangsanschluss aus und wird nach außen herausgezogen, weil die Stichleitung für die zweite Oberwelle als offene Schaltung wirkt (s. z. B. Hamano S. und zwei weitere: "A low Phase noise 19 GHz-band VCO using two different frequency resonators), IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Digest, Juni 2003, S. 2189-2191).

Ein weiteres Beispiel für ein Oberwellenextraktionsverfahren ist ein Verfahren, das einen Push-Push-Typ verwendet. Zwei Oszillatoren sind bereitgestellt und schwingen in entgegengesetzten Phasen, um elektrische Signale an der Ausgangsseite miteinander zu kombinieren. Dabei werden Grundwellen miteinander in entgegengesetzten Phasen kombiniert, und zweite Oberwellen werden miteinander in derselben Phase kombiniert. Daher löschen die Grundwellen einander aus, so dass die Grundwellen nicht nach außen ausgegeben werden, und lediglich die zweiten Oberwellen werden nach außen herausgezogen (s. z. B. Baeyens Y. und ein weiterer: "A monolithic integrated 150 GHz SiGe HBT push-push VCO with simultaneous differential V-band Output", IEEE MTT-S Int. Microwafe Symp. Digest, Juni 2003, S. 877-880).

Um eine Ausgangsleistung des Oszillators und sein Phasenrauschen zu steuern, wird die Resonanzschaltung eingestellt. Wenn beispielsweise ein Oszillator mit einer bevorzugten Phasenrauschcharakteristik, bei der ein Signalspektrum eine Delta-Funktionsform hat, hergestellt werden soll, wird eine Resonanzschaltung verwendet, die ein Dielektrikum verwendet, das grob an eine Signalleitung oder eine Koppelleitung gekoppelt ist. Auch wenn in diesem Fall ein Signalverlust ansteigt, um die Ausgangsleistung zu verringern, wird eine Änderung der Oszillationsfrequenz, die durch eine Phasenschwankung bewirkt wird, unterdrückt, um die Phasenrauschcharakteristik zu verbessern. Wenn ein Oszillator mit hoher Ausgangsleistung hergestellt werden soll, wird eine Resonanzschaltung verwendet, die eine einfache Signalleitung verwendet. Daher neigt die Oszillationsfrequenz dazu, sich zu ändern, so dass die Phasenrauschcharakteristik schlechter wird. Ein Signalverlust in der Resonanzschaltung wird jedoch unterdrückt, um die Ausgangsleistung zu erhöhen.

Wenn eine physische Größe der gesamten Schaltung eines Oszillators bis zu einem bestimmten Grad festgelegt ist, gibt es eine Austauschbeziehung zwischen der Phasenrauschcharakteristik und der Ausgangsleistungscharakteristik. Wenn eine der Charakteristiken verbessert wird, verschlechtert sich die andere Charakteristik. Beide Charakteristiken können gleichzeitig verbessert werden durch Verwenden einer Resonanzschaltung mit geringem Verlust und hoher physischer Größe. Dabei treten jedoch Probleme auf, dass die Materialkosten steigen, eine Herstellungszeit steigt, die physische Größe des gesamten Oszillators steigt und dass es schwierig ist, die Oszillationsfrequenz auf eine gewünschte Frequenz einzustellen. Daher verwendet eine derzeitige Mobilkommunikationsvorrichtung oder ein derzeitiges an einem Fahrzeug angebrachtes Radar hauptsächlich ein Verfahren, das einen Oszillator verwendet, dessen elektrischer Entwurf auf die Phasenrauschcharakteristik konzentriert ist und dessen physische Größe gering ist, und das einen Verstärker verwendet zum Erhöhen der Ausgangsleistung des Oszillators.

Aufgrund des Hinzufügens des Verstärkers treten jedoch Probleme auf, dass die Kosten steigen, dass die Herstellungszeit steigt, dass die physische Größe des gesamten Systems steigt, und dass der Leistungsverbrauch steigt.

Daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Hochfrequenzoszillator bereitzustellen, dessen Ausgangsleistung ohne eine Änderung der physischen Größe des gesamten Hochfrequenzoszillators und ohne Verschlechterung einer Phasenrauschcharakteristik steigt.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Hochfrequenzoszillator gemäß Anspruch 1 oder 5. Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils in den Unteransprüchen angegeben.

Der Hochfrequenzoszillator zur Oberwellenextraktion enthält ein aktives Element, eine Grundwellenreflexionsstichleitung, die an einer Signalleitung bereitgestellt ist, die auf einer Ausgangsseite des aktiven Elements liegt, einen Ausgangsanschluss und eine Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung, die zwischen der Grundwellenreflexionsstichleitung und dem Ausgangsanschluss eingesetzt ist zum Umwandeln einer Oberwellenlastimpedanz auf der Seite des Ausgangsanschlusses in einen Optimalwert zum Maximieren der Oberwellenausgangsleistung, wobei der Optimalwert im Voraus gewonnen wird.

Gemäß einer durch den Hochfrequenzoszillator der vorliegenden Erfindung erzielten Wirkung ist die Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung zum Umwandeln einer Oberwellenlastimpedanz auf der Seite des Ausgangsanschlusses in einen Optimalwert, der durch eine Load-Pull-Oszillationssimulation oder eine Source-Pull-Oszillationssimulation berechnet wurde, eingeschlossen, so dass die herauszuziehende Oberwellenausgangsleistung ohne Verschlechterung der Phasenrauschcharakteristik erhöht werden kann.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen.

1 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Hochfrequenzoszillators gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

2A bis 2D zeigen Beispiele einer Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

3 zeigt ein Beispiel einer Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung zum Einstellen einer Lastimpedanz für eine zweite Oberwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses über eine Spannungssteuerung.

4 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Hochfrequenzoszillators gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

5 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Hochfrequenzoszillators gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

6A und 6B sind Schaltbilder, die Beispiele einer für die Grundwelle offenen Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.

7 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Hochfrequenzoszillators gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

8 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Hochfrequenzoszillators gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

9 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau eines zum Vergleich verwendeten Hochfrequenzoszillators zeigt.

10A bis 10C zeigen durch Simulation erzielte Ergebnisse einer Oszillationsfrequenz, einer Ausgangsleistung, eines Phasenrauschens und einer Lastimpedanz für die zweite Oberwelle bei dem zum Vergleich verwendeten Hochfrequenzoszillator.

11A bis 11C zeigen durch Simulation erzielte Ergebnisse einer Oszillationsfrequenz, einer Ausgangsleistung, eines Phasenrauschens und einer Lastimpedanz für die zweite Oberwelle bei dem Hochfrequenzoszillator gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

12 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Hochfrequenzoszillators gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Zunächst wird ein zum Beschreiben eines Hochfrequenzoszillators gemäß der vorliegenden Erfindung erforderlicher Sprachschatz dargelegt. Eine Lastimpedanz auf der Seite der Resonanzschaltung, wenn eine Resonanzschaltung von einem Eingangsende eines aktiven Elements in einem Innenabschnitt der Schaltung aus gesehen wird, wird durch Zsource ausgedrückt. Eine Lastimpedanz auf der Ausgangsseite, wenn ein Ausgangsanschluss von einem Ausgangsende des Elements aus gesehen wird, wird durch Zload ausgedrückt. Eine Eingangsimpedanz des aktiven Elements wird durch &Ggr;in ausgedrückt. Eine Ausgangsimpedanz des aktiven Elements wird durch &Ggr;out ausgedrückt.

Im Hinblick auf eine Impedanz, die sich auf eine Grundwelle bezieht, wird eine Grundwellenlastimpedanz auf der Seite der Resonanzschaltung durch Zsource(f) ausgedrückt, und eine Grundwellenlastimpedanz auf der Seite des Ausgangsanschlusses wird mit Zload(f) ausgedrückt. Im Hinblick auf eine Impedanz, die sich auf eine zweite Oberwelle bezieht, wird eine Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite der Resonanzschaltung durch Zsource(2f) ausgedrückt, und eine Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses wird durch Zload(2f) ausgedrückt.

1 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Hochfrequenzoszillators gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Ein Hochfrequenzoszillator 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält einen Extraktionsoszillator für die zweite Oberwelle 2, der als Oberwellenextraktionsoszillator dient, eine Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 3 zum Einstellen der Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses und einen Signalausgangsanschluss 4.

Der Extraktionsoszillator für die zweite Oberwelle 2 enthält einen Transistor 5, der als aktives Element zum Verstärken eines in dem Innenabschnitt der Schaltung erzeugten Rauschens dient, einen Vorspannungszuführabschnitt 6 zum Zuführen von Vorspannungen Vb und Vc an den Transistor 5, eine Emitterleitung 7 zum Bewirken einer Rückkopplung eines elektrischen Signals, eine Resonanzschaltung 8 zum Verstärken lediglich eines Rauschens mit einer bestimmten Frequenz und eine Grundwellenreflexionsstichleitung 9 zum Reflektieren einer Grundwelle.

In dem Extraktionsoszillator für die zweite Oberwelle 2 wird ein in dem Innenabschnitt der Schaltung erzeugtes Rauschsignal dem Transistor 5 eingegeben und durch ihn verstärkt. Anschließend wird das Rauschsignal über die Rückkopplung durch die Emitterleitung 7 des Transistors 5 oder die Reflexion von der Grundwellenreflexionsstichleitung 9 an die Resonanzschaltung 8 zurückgegeben. Das zurückgegebene Rauschsignal wird dem Transistor 5 wieder eingegeben und durch ihn verstärkt. Ein zweites Oberwellensignal (zweites harmonisches Signal), das durch das oben genannte wiederholte Verstärken gewonnen wird, schwingt zu der Außenseite des Extraktionsoszillators für die zweite Oberwelle 2 hin.

In dem Extraktionsoszillator für die zweite Oberwelle 2 breitet die Grundwelle sich nicht zu einer Ausgangsseite der Grundwellenreflexionsstichleitung 9 aus. Wenn daher eine beliebige Schaltung an der Ausgangsseite der Grundwellenreflexionsstichleitung 9 angeordnet ist, ändert sich die Lastimpedanz für die Grundwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses Zload(f) gesehen von dem Transistor 5 aus nicht. Somit ist die Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 3 auf der Ausgangsseite der Grundwellenreflexionsstichleitung 9 angeordnet, so dass die Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses Zload(2f) zum Maximieren der Ausgangsleistung der zweiten Oberwelle auf einen optimalen Wert eingestellt werden kann.

2A-2D zeigen Beispiele für die Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 2A gezeigt wird eine an ihrem Ende offene Stichleitung 11 als Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung verwendet. Wie in 2B gezeigt, wird eine an ihrem Ende kurzgeschlossene Stichleitung 12 als Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung verwendet. Wie in 2C gezeigt, wird eine aus einem Kondensator 13 und einer Induktivität 14 aufgebaute LC-Schaltung 15 als Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung verwendet. Wie in 2D gezeigt, wird eine Leitung 16, deren Leitungsbreite in einer Signalausbreitungsrichtung steigt, als Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung verwendet.

Solange die Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 3 gemäß der ersten Ausführungsform eine Schaltung ist, die in der Lage ist, die Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses Zload(2f) auf den Optimalwert zum Maximieren der Ausgangsleistung der zweiten Oberwelle einzustellen, kann ihr Schaltungsaufbau frei gewählt werden. Es kann eine Mehrzahl von Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltungen verwendet werden, von denen jede ein Beispiel der Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 3 ist, wie sie in einer der 2A-2D gezeigt sind. Es kann auch eine Kombination von Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltungen 3 verwendet werden, die voneinander verschieden sind.

Die Schaltungskonstanten der Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 3 gemäß der ersten Ausführungsform werden so eingestellt, dass die Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses Zload(2f) ein Optimalwert wird, der durch Ausführen einer Load-Pull-Oszillationssimulation oder einer Source-Pull-Oszillationssimulation berechnet ist.

Der Optimalwert für die Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses Zload(2f) zum Maximieren der Ausgangsleistung der zweiten Oberwelle ist eine konjugiert komplexe Impedanz der Ausgangsimpedanz &Ggr;out, wenn der Transistor sich in einem Oszillationszustand befindet. Die Ausgangsimpedanz &Ggr;out ist nicht eine Ausgangsimpedanz, die gemessen wird, wenn ein Einzelfrequenzsignal eingegeben wird, sondern die Ausgangsfrequenz &Ggr;out, die sich auf die zweite Oberwelle bezieht, wenn die Grundwelle in einem Oszillationszustand ist. Wenn in einem Innenabschnitt des Transistors 5 eine oszillierende Grundwelle existiert, ist die auf die zweite Oberwelle bezogene Ausgangsimpedanz &Ggr;out verschieden von der auf ein Kleinsignal bezogenen Ausgangsimpedanz &Ggr;out. Daher ist es wirkungsvoll, dass eine Load-Pull-Oszillationssimulation oder eine Source-Pull-Oszillationssimulation zum Analysieren eines Oszillationszustandes durchgeführt wird, um den Optimalwert für die Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses Zload(2f) zu berechnen.

3 zeigt ein Beispiel einer Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung zum Einstellen einer Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses Zload(2f) über eine Spannungssteuerung.

Eine in 3 gezeigte Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 21 enthält einen veränderlichen Kondensator 22, einen Spannungsanschluss 23 und einen DC-Blockkondensator 24. In der Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 21 wird ein Kapazitätswert des veränderlichen Kondensators 22 auf der Grundlage einer von dem Spannungsanschluss 23 angelegten Spannung geändert. Daher kann die Impedanz der Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 21 verändert werden zum Einstellen der Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses Zload(2f) auf den Optimalwert.

Wenn der Hochfrequenzoszillator 1 tatsächlich hergestellt werden soll, gibt es Faktoren wie z. B. einen Fehler zwischen einem Transistormodell und dem tatsächlichen Transistor 5, ein Berechnungsfehler einer Harmonic-Balance-Simulation und einen Fehler einer elektromagnetischen Feldanalysesimulation der Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 3. Daher ist es schwierig, den Hochfrequenzoszillator 1 herzustellen, bei der die Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses Zload(2f) vollständig gleich dem Optimalwert ist. Wenn der Extraktionsoszillator für die zweite Oberwelle ein spannungsgesteuerter Oszillator ist, dessen Oszillationsfrequenz veränderlich ist, ändert sich der Optimalwert für die Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses Zload(2f) bei einer Änderung der Oszillationsfrequenz.

Somit wird eine Schaltung, deren Impedanz von außen gesteuert werden kann, als Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 3 verwendet, so dass die Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses Zload(2f) im Hinblick auf eine Änderung eines Entwurfsfehlers oder einer Schwingfrequenz auf den Optimalwert korrigiert werden kann.

Als nächstes wird die technische Bedeutung dafür beschrieben, dass die Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 3 zu dem Hochfrequenzoszillator 1 hinzugefügt wird.

Im Fall eines Verstärkers sind normalerweise eine Anpassschaltung zum Erzielen einer konjugiert komplexen Beziehung zwischen einer Lastimpedanz auf einer Eingangsseite und einer Eingangsimpedanz des aktiven Elements und eine Anpassschaltung zum Erzielen einer konjugiert komplexen Beziehung zwischen einer Lastimpedanz auf der Ausgangsseite und einer Ausgangsimpedanz des aktiven Elements bereitgestellt, um konjugiert komplexe Anpassung durchzuführen, wodurch eine Erhöhung der Ausgangsleistung und Verstärkung verwirklicht wird.

Bei dem Verstärker wird die Lastimpedanz auf der Eingangsseite bei einer Oberwellenfrequenz normalerweise kurzgeschlossen und die Lastimpedanz für die Oberwellenfrequenz auf der Ausgangsseite wird auf eine inverse Klasse-F-Impedanz oder eine Klasse-F-Impedanz eingestellt, wodurch eine weitere Erhöhung der Ausgangsleistung und Verstärkung verwirklicht wird.

Im Fall eines Multiplexers wird die auf die Eingangsgrundwelle bezogene Lastimpedanz auf der Eingangsseite auf eine konjugiert komplexe Impedanz eingestellt und die darauf bezogene Lastimpedanz auf der Ausgangsseite wird kurzgeschlossen. Die auf die Oberwelle bezogene Lastimpedanz auf der Eingangsseite wird kurzgeschlossen und die darauf bezogene Lastimpedanz auf der Ausgangsseite wird auf eine konjugiert komplexe Impedanz eingestellt. Daher kann die Oberwellenausgangsleistung normalerweise erhöht werden.

Wie oben beschrieben ist das Einstellen der Oberwellenimpedanz oder ihre Anpassung ein allgemeines Verfahren im Fall anderer Schaltungen. Daher könnte auch im Fall des Oberwellenextraktionsoszillators vernünftigerweise erwartet werden, dass eine Oberwellenimpedanzanpassschaltung weiter bereitgestellt ist, um die Oberwellenausgangsleistung zu erhöhen.

Im Fall des Grundwellenoszillators, wie er in JP 2000-114870 A beschrieben ist, ist die Oberwelle dagegen ein unnötiges Signal, durch das die Charakteristik der Grundwelle verschlechtert wird, so dass eine Schaltung zum Entfernen der Oberwelle entworfen wird.

Bis jetzt wurde jedoch einer Oberwellenimpedanzanpassung keinerlei Bedeutung zugelegt, wenn die Oberwellenausgangsleistung des Oberwellenextraktionsoszillators erhöht werden sollte. Der erste Grund dafür ist wie folgt: die Charakteristik des Oszillators wird im Allgemeinen auf der Grundlage der Grundwellenlastimpedanz bestimmt, so dass das Hauptaugenmerk auf der Einstellung der Grundwellenlastimpedanz liegt, um eine erwünschte Oszillationsfrequenz und eine erwünschte Phasenrauschcharakteristik zu erzielen.

Der zweite Grund ist, dass es schwierig ist, die Oberwellenanpassschaltung nach dem Fertigstellen des Oszillators auf der Eingangsseite des Transistors bereitzustellen. Das liegt daran, dass der Oszillator keinen Eingangsanschluss enthält, so dass es erforderlich ist, einen Innenaufbau des Oszillators zu ändern, um eine Oberwellenlastimpedanz auf der Eingangsanschlussseite einzustellen.

Der dritte Grund ist, dass es schwierig ist, nach der Fertigstellung konjugiert komplexe Anpassung im Hinblick auf die Oberwellenlastimpedanz auf der Seite des Ausgangsanschlusses durchzuführen. Das liegt daran, dass ein Oberwellensignal erzeugt wird, wenn ein Vorstrom an den Oszillator angelegt wird, so dass es schwierig ist, eine Ausgangsimpedanz des Transistors in einem Zustand zu messen, in dem die Gleichstromvorspannung angelegt ist.

Der vierte Grund ist, dass auch wenn Kleinsignal-S-Parameter oder Großsignal-S-Parameter des Transistors gemessen werden, der sich in einem nichtschwingenden Zustand befindet, der gemessene S-Parameter sich von einem S-Parameter des Transistors unterscheidet, der sich in einem Schwingungszustand befindet, so dass kein Anpasspunkt für den Transistor gefunden werden kann, der sich in dem Schwingungszustand befindet. Das liegt daran, dass ein Grundwellensignal und ein Oberwellensignal, die sich in dem Großsignalzustand befinden, in dem Transistor des Oberwellenextraktionsoszillators gemischt werden, der sich in dem Schwingungszustand befindet.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch im Hinblick auf den ersten Grund eine Harmonic-Balance-Simulation durchgeführt. Demzufolge wurde herausgefunden, dass die Oberwellenausgangsleistung des Oszillators sich bei einer Änderung der Oberwellenlastimpedanz beträchtlich ändert. Im Hinblick auf den zweiten Grund und den dritten Grund wurde herausgefunden, wenn die Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung für den Verstärker oder den Multiplexer in dem Innenabschnitt des Oszillators in der Stufe des Entwurfs des Oszillators bereitgestellt wurde, dass ein Oszillator zum Erzeugen eines Oberwellensignals mit hoher Ausgangsleistung hergestellt werden kann. Im Hinblick auf den vierten Grund werden eine Load-Pull-Oszillationssimulation und eine Source-Pull-Oszillationssimulation durchgeführt, um Oszillationszustände bei allen Werten der Oberwellenlastimpedanz zu simulieren, und auf der Grundlage der durch die Simulationen gewonnenen Ergebnisse wird eine Oberwellenlastimpedanz zum Maximieren der Oberwellenausgangsleistung berechnet. Demzufolge wird herausgefunden, dass die Impedanz der Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung bestimmt ist. Wenn die Oberwellenausgangsleistung erhöht werden soll, ist es notwendig, die Verschlechterung der Phasenrauschcharakteristik zu verhindern. Das ist so, weil die Oszillationsfrequenz des Oszillators und seine Phasenrauschcharakteristik im Allgemeinen auf der Grundlage der Grundwellenlastimpedanz festgelegt werden.

Wenn die Oberwellenlastimpedanz eingestellt wird, während die Grundwellenlastimpedanz auf einer Impedanz zum Erhalten einer erwünschten Phasenrauschcharakteristik gehalten wird, kann die Ausgangsleistung daher ohne Verschlechterung der Phasenrauschcharakteristik erhöht werden. Bei dem Hochfrequenzoszillator 1 der vorliegenden Erfindung ist also die Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 3 zum Umwandeln der Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses und der Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite der Resonanzschaltung auf die Optimalwerte, die durch die Load-Pull-Oszillationssimulation und die Source-Pull-Oszillationssimulation berechnet wurden, aufgenommen. Somit kann die Ausgangsleistung der herausgezogenen Oberwelle ohne Verschlechterung der Phasenrauschcharakteristik erhöht werden.

4 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Hochfrequenzoszillators gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Ein Hochfrequenzoszillator 1B gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von dem Hochfrequenzoszillator 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darin, dass anstelle des Extraktionsoszillators für die zweite Oberwelle 2 ein Push-Push-Oszillator 31 bereitgestellt ist. Der übrige Aufbau ist derselbe wie bei der ersten Ausführungsform, so dass dieselben Abschnitte durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet sind und ihre Beschreibung hier unterbleibt.

Der Push-Push-Oszillator 31 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält zwei Oszillatoren 32a und 32b. Die Oszillatoren 32a und 32b enthalten Ausganganschlüsse, die an einem Verbindungspunkt (in 4 als Punkt "A" gezeigt) miteinander verbunden sind. Die Ausgänge der Oszillatoren 32a und 32b haben einander entgegengesetzte Phasen bei der Grundwelle und dieselbe Phase bei der zweiten Oberwelle.

Wenn die Ausgänge der Oszillatoren 32a und 32b miteinander kombiniert werden, löschen sich die Grundwellen gegenseitig aus, so dass die Grundwellen nicht nach außen ausgegeben werden und nur die zweiten Oberwellen dorthin herausgezogen werden.

Daher ist die bei der ersten Ausführungsform beschriebene Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 3 zwischen dem Punkt "A" und dem Ausgangsanschluss 4 eingefügt mit dem Ergebnis, dass die Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses in einen Optimalwert zum Erhöhen der Ausgangsleistung der zweiten Oberwelle umgewandelt werden kann.

5 ist ein Blockdiagramm, das ein Schaltbild eines Hochfrequenzoszillators gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Ein Hochfrequenzoszillator 1C gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von dem Hochfrequenzoszillator 1 gemäß der ersten Ausführungsform darin, dass anstelle des Extraktionsoszillators für die zweite Oberwelle 2 ein Extraktionsoszillator für die zweite Oberwelle 2C verwendet wird und dass aufgrund dessen die Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 3 weggelassen ist. Der Extraktionsoszillator für die zweite Oberwelle 2C unterscheidet sich von dem in der ersten Ausführungsform beschriebenen Extraktionsoszillator für die zweite Oberwelle 2 darin, dass in ihm weiter eine für die Grundwelle offene Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 35 bereitgestellt ist. Der übrige Aufbau ist derselbe wie bei der ersten Ausführungsform, so dass dieselben Abschnitte durch dieselben Bezugszeichen bekennzeichnet ist und ihre Beschreibung hier unterbleibt.

Die für die Grundwelle offene Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 35 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Schaltung zum Einstellen der Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses Zload(2f) ohne Einfluss auf die Lastimpedanz für die Grundwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses Zload(f).

6A und 6B sind Schaltbilder, die Beispiele der für die Grundwelle offenen Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.

Wie in 6A gezeigt wird eine an ihrem Ende kurzgeschlossene Stichleitung 36, die eine Leitungslänge aufweist, die einer Summe aus einem Viertel einer Wellenlänge der Grundwelle und einem ganzzahligen Vielfachen einer halben Wellenlänge der Grundwelle entspricht, und die im Hinblick auf die Grundwelle offen ist, als für die Grundwelle offene Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung verwendet. Wie in 6B gezeigt wird die LC-Schaltung 15, die aus dem Kondensator 13 und der Induktivität 14 zusammengesetzt ist und mit Bezug auf die Grundwelle durch Einstellen des Kapazitätswerts und des Induktivitätswerts offen ist, als für die Grundwelle offene Oberwellenimpedanzanpassungsschaltung verwendet. Wenn die für die Grundwelle offene Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 35, die mit Bezug auf die Grundwelle als offene Schaltung wirkt, parallel zu einer Signalleitung geschaltet ist, kann die Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses Zload(2f) ohne Einfluss auf die Lastimpedanz für die Grundwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses Zload(f) eingestellt werden.

Daher kann die für die Grundwelle offene Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 35 von dem Transistors 5 aus an einer beliebigen Stelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses 4 bereitgestellt sein.

Wenn die Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 3 gemäß der ersten Ausführungsform von dem Transistors 5 aus an einer beliebigen Stelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses 4 bereitgestellt ist, kann die Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses Zload(2f) eingestellt werden. Die Lastimpedanz für die Grundwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses Zload(f) wird jedoch gleichzeitig geändert. Daher kann die Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 3 nur von der Grundwellenreflexionsstichleitung 9 aus auf der Seite des Ausgangsanschlusses 4 bereitgestellt sein.

Andererseits wirkt die für die Grundwelle offene Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 35 gemäß der dritten Ausführungsform im Hinblick auf die Grundwelle als offene Schaltung. Daher kann die für die Grundwelle offene Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 35 von dem Transistor 5 aus an einer beliebigen Stelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses 4 bereitgestellt sein, so dass der Freiheitsgrad eines Entwurfs größer wird.

7 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Hochfrequenzoszillators gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Ein Hochfrequenzoszillator 1D gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von dem Hochfrequenzoszillator 1B gemäß der zweiten Ausführungsform darin, dass Oszillatoren 32Da und 32Db anstelle der Oszillatoren 32a und 32b verwendet werden und dass aufgrund dessen die Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 3 weggelassen ist. Der übrige Aufbau ist derselbe wie bei der zweiten Ausführungsform, so dass dieselben Abschnitte durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet sind und ihre Beschreibung hier unterbleibt.

Die Oszillatoren 32Da und 32Db gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheiden sich von den in der zweiten Ausführungsform beschriebenen Oszillatoren 32a und 32b darin, dass in jedem der Oszillatoren 32a und 32b weiter die für die Grundwelle offene Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung bereitgestellt ist. Der übrige Aufbau ist derselbe wie bei der zweiten Ausführungsform, so dass dieselben Abschnitte durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet sind und ihre Beschreibung hier unterbleibt.

Die für die Grundwelle offene Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist identisch zu der für die Grundwelle offenen Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 35 gemäß der dritten Ausführungsform. Daher kann auch dann, wenn die für die Grundwelle offene Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 35 parallel zu einer Signalleitung geschaltet ist, die von dem Transistor 5 aus auf der Seite des Ausgangsanschlusses 4 liegt, die Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses Zload(2f) ohne Einfluss auf die Lastimpedanz für die Grundwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses Zload(f) eingestellt werden.

Somit kann auch in dem Fall, in dem der Push-Push-Typ für die Oberwellenextraktion verwendet wird, wenn die für die Grundwelle offene Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 35 verwendet wird, die in der Lage ist, die Oberwellenlastimpedanz auf der Seite des Ausgangsanschlusses ohne Einfluss auf die Grundwellenlastimpedanz auf der Seite des Ausgangsanschlusses einzustellen, die für die Grundwelle offene Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 35 an einer beliebigen Stelle von dem Transistor 5 aus auf der Seite des Ausgangsanschlusses 4 bereitgestellt sein, so dass der Freiheitsgrad des Entwurfs größer wird.

8 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Hochfrequenzoszillators gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Ein Hochfrequenzoszillator 1E gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von dem Hochfrequenzoszillator 1C gemäß der dritten Ausführungsform darin, dass anstelle des Extraktionsoszillators für die zweite Oberwelle 2C ein Extraktionsoszillator für die zweite Oberwelle 2E verwendet wird. Der übrige Aufbau ist derselbe wie bei der dritten Ausführungsform, so dass dieselben Abschnitte durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet sind und ihre Beschreibung hier unterbleibt.

Der Extraktionsoszillator für die zweite Oberwelle 2E gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von dem Extraktionsoszillator 2C gemäß der dritten Ausführungsform darin, dass in ihm weiter eine für die Grundwelle offene Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 37 bereitgestellt ist. Der übrige Aufbau ist derselbe wie bei der zweiten Ausführungsform, so dass dieselben Abschnitte durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet sind und ihre Beschreibung hier unterbleibt.

Die für die Grundwelle offene Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 37 gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist von dem Transistor 5 aus auf der Seite der Resonanzschaltung 8 bereitgestellt. Daher kann die Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite der Resonanzschaltung Zsource(2f) ohne Einfluss auf die Lastimpedanz für die Grundwelle auf der Seite der Resonanzschaltung Zsource(f) eingestellt werden.

Die Ausgangsleistung der zweiten Oberwelle wird nicht nur durch die Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses Zload(2f) beeinflusst, sondern auch durch die Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite der Resonanzschaltung Zsource(2f) gesehen von dem Transistor 5 aus. Der Optimalwert für die Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite der Resonanzschaltung Zsource(2f) in dem Fall, in dem die Ausgangsleistung der zweiten Oberwelle maximal wird, ist wie in dem Fall des Verstärkers oder des Multiplexers eine Impedanz, die nahe einem Kurzschluss liegt.

Als nächstes werden die durch Simulation der Eigenschaften des Hochfrequenzoszillators 1E gemäß der fünften Ausführungsform gewonnenen Ergebnisse beschrieben.

Zunächst werden die Eigenschaften eines in 9 gezeigten Hochfrequenzoszillators 40 zum Vergleich simuliert. Der Hochfrequenzoszillator 40 enthält einen Oberwellenextraktionsoszillator 41, der so entworfen ist, dass er einen äußerst einfachen Aufbau hat, durch Legen des Hauptaugenmerks auf eine Ausgangsleistung unter Verwendung der Grundwellenreflexionsstichleitung 9. 10A-10C zeigen durch Simulation erzielte Ergebnisse einer Oszillationsfrequenz, einer Ausgangsleistung, eines Phasenrauschens und einer Lastimpedanz für die zweite Oberwelle bei dem Hochfrequenzoszillator 40. Die Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite der Resonanzschaltung Zsource(2f) ist durch einen weißen Kreis dargestellt und die Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses Zload(2f) ist durch einen schwarzen Kreis dargestellt.

Aus den durch die Simulation gewonnenen Ergebnissen im Fall des Hochfrequenzoszillators 40 ist eine zweite Oberwellenfrequenz 39,04 GHz, eine Ausgangsleistung der zweiten Oberwelle ist 3,514 dBm, und ein Phasenrauschen bei einer von der Frequenz der zweiten Oberwelle um 1 MHz verstimmten Frequenz ist –112,4 dBc/Hz.

Als nächstes werden die Eigenschaften des Hochfrequenzoszillators 1E gemäß der fünften Ausführungsform simuliert. 11A-11C zeigen durch Simulation erzielte Ergebnisse einer Oszillationsfrequenz, einer Ausgangsleistung, eines Phasenrauschens und einer Lastimpedanz für die zweite Oberwelle bei dem Hochfrequenzoszillator 1E gemäß der fünften Ausführungsform. Als für die Grundwelle offene Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 37 wird die an ihrem Ende kurzgeschlossene Stichleitung verwendet, und weiter ist ein Vorspannungsblockkondensator bereitgestellt.

Der Optimalwert für die Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite der Resonanzschaltung Zsource(2f) und der Optimalwert für die Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses Zload(2f) in dem Fall, in dem die Ausgangsleistung der zweiten Oberwelle maximal wird, werden durch eine Load-Pull-Oszillationssimulation und eine Source-Pull-Oszillationssimulation berechnet. Die Lastimpedanz für die Grundwelle der Resonanzschaltung Zsource(2f) und die Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite des Ausgangsanschlusses Zload(2f) werden auf den Optimalwert eingestellt durch Einstellen der an ihrem Ende kurzgeschlossenen Stichleitung und ihrer Anbringungsposition.

Von den durch die Simulation gewonnenen Ergebnissen im Fall des Hochfrequenzoszillators 1E gemäß der fünften Ausführungsform ist eine Frequenz der zweiten Oberwelle 39,01 GHz, eine Ausgangsleistung der zweiten Oberwelle ist 8,412 dBm, und ein Phasenrauschen bei einer von der Frequenz der zweiten Oberwelle um 1 MHz verstimmten Frequenz ist –113,6 dBc/Hz.

Gemäß dem Hochfrequenzoszillator 1E der fünften Ausführungsform ist die für die Grundwelle offene Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 37 von dem Transistor 5 des Extraktionsoszillators 2E für die zweite Oberwelle aus auf der Seite der Resonanzschaltung 8 bereitgestellt. Daher kann die Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite der Resonanzschaltung auf einem Optimalwert zum Erhöhen der Ausgangsleistung der zweiten Oberwelle eingestellt werden. Somit kann die Ausgangsleistung der zweiten Oberwelle ohne Verschlechterung einer Phasenrauschcharakteristik weiter erhöht werden.

12 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Hochfrequenzoszillators gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Ein Hochfrequenzoszillator 1F gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von dem Hochfrequenzoszillator 1D gemäß der vierten Ausführungsform darin, dass anstelle der Oszillatoren 32Da und 32Db zwei Oszillatoren 32Fa und 32Fb verwendet werden. Der übrige Aufbau ist derselbe wie bei der vierten Ausführungsform, so dass dieselben Abschnitte durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet sind und ihre Beschreibung hier unterbleibt.

Die Oszillatoren 32Fa und 32Fb gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheiden sich von den zwei in der vierten Ausführungsform beschriebenen Oszillatoren 32Da und 32Db darin, dass in jedem der Oszillatoren 32Da und 32Db weiter eine für die Grundwelle offene Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 37 bereitgestellt ist. Der übrige Aufbau ist derselbe wie bei der vierten Ausführungsform, so dass dieselben Abschnitte durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet sind und ihre Beschreibung hier unterbleibt.

Die für die Grundwelle offene Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 37 gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist identisch zu der für die Grundwelle offenen Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 37 gemäß der fünften Ausführungsform.

Gemäß dem Hochfrequenzoszillator 1F der sechsten Ausführungsform ist die für die Grundwelle offene Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung 37 von dem Transistor 5 jedes der zwei Oszillatoren 32Fa und 32Fb aus auf der Seite der Resonanzschaltung 8 bereitgestellt. Daher kann die Lastimpedanz für die zweite Oberwelle auf der Seite der Resonanzschaltung zum Erhöhen der Ausgangsleistung der zweiten Oberwelle auf einen Optimalwert eingestellt werden. Somit kann die Ausgangsleistung der zweiten Oberwelle ohne Verschlechterung der Phasenrauscheigenschaft weiter erhöht werden.


Anspruch[de]
Hochfrequenzoszillator zur Oberwellenextraktion mit

einem Oszillator (2), bei dem eine Grundwellenreflexionsstichleitung (9) an einer Signalleitung bereitgestellt ist, die auf einer Ausgangsseite eines aktiven Elements (5) liegt, und

einer Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung (3) zum Umwandeln einer Oberwellenlastimpedanz auf der Seite des Ausgangsanschlusses in einen Optimalwert zum Maximieren der Oberwellenausgangsleistung,

wobei der Optimalwert im Voraus gewonnen wird.
Hochfrequenzoszillator zur Oberwellenextraktion nach Anspruch 1, bei dem die Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung (3) zwischen der Grundwellenreflexionsstichleitung (9) und einem Ausgangsanschluss (4) eingesetzt ist. Hochfrequenzoszillator zur Oberwellenextraktion nach Anspruch 1, bei dem die Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung (35) an der Signalleitung bereitgestellt ist, die auf der Ausgangsseite des aktiven Elements (5) liegt, und nur die Oberwellenlastimpedanz auf der Seite des Ausgangsanschlusses umwandelt, ohne die Grundwellenlastimpedanz auf der Seite des Ausgangsanschlusses zu beeinflussen. Hochfrequenzoszillator zur Oberwellenextraktion nach Anspruch 1, bei dem die Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung (37) an einer Signalleitung bereitgestellt ist, die auf der Eingangsseite des aktiven Elements (5) liegt, und nur die Oberwellenlastimpedanz auf der Seite der Resonanzschaltung umwandelt, ohne die Grundwellenlastimpedanz auf der Seite der Resonanzschaltung zu beeinflussen. Hochfrequenzoszillator vom Push-Push-Typ mit

zwei Oszillatoren (32a, 32b), deren Signalleitung auf einer Ausgangsseite miteinander verbunden sind, zum Ausgeben von Grundwellen, deren Frequenzen gleich sind und die eine entgegengesetzte Phase aufweisen, und

einer Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung (3) zum Umwandeln einer Oberwellenlastimpedanz auf der Seite des Ausgangsanschlusses in einen Optimalwert zum Maximieren der Oberwellenausgangsleistung,

wobei der Optimalwert im Voraus gewonnen wird.
Hochfrequenzoszillator vom Push-Push-Typ nach Anspruch 5, bei dem die Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung (3) zwischen einem Punkt (A), der zwischen die Ausgangsanschlüsse der zwei Oszillatoren geschaltet ist, und einem Ausgangsanschluss (4) eingesetzt ist. Hochfrequenzoszillator vom Push-Push-Typ nach Anspruch 5, bei dem die Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung (35) jeweils an einer Signalleitung bereitgestellt ist, die auf der Ausgangsseite eines aktiven Elements (5) jedes der Oszillatoren (32Da, 32Db) liegt, und nur die Oberwellenlastimpedanz auf der Seite des Ausgangsanschlusses umwandelt, ohne die Grundwellenlastimpedanz auf der Seite des Ausgangsanschlusses zu beeinflussen. Hochfrequenzoszillator vom Push-Push-Typ nach Anspruch 5, bei dem die Oberwellenimpedanzumwandlungsschaltung (35) jeweils an einer Signalleitung bereitgestellt ist, die auf der Eingangsseite eines aktiven Elements (5) jedes der Oszillatoren (32Fa, 32Fb) liegt, und nur die Oberwellenlastimpedanz auf der Seite der Resonanzschaltung umwandelt, ohne die Grundwellenlastimpedanz auf der Seite der Resonanzschaltung zu beeinflussen.






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