JPS5941910A - パラメトリツク増幅器 - Google Patents
パラメトリツク増幅器Info
- Publication number
- JPS5941910A JPS5941910A JP15304482A JP15304482A JPS5941910A JP S5941910 A JPS5941910 A JP S5941910A JP 15304482 A JP15304482 A JP 15304482A JP 15304482 A JP15304482 A JP 15304482A JP S5941910 A JPS5941910 A JP S5941910A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wave
- excitation
- undulation
- parametric
- frequency
- 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.)
- Pending
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- Microwave Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、波動伝播速度の周波数分散特性を積極的に利
用したパラメトリック増幅器に関するものである。
用したパラメトリック増幅器に関するものである。
バラメ）１７ンク増幅器は低雑音増＠器として各種通信
機の前置増幅器等に用いられている。
機の前置増幅器等に用いられている。
このパラメ） ＩＪラック幅器としては一般に集中定数
ダイオード形が用いられているが、入力信号とアイドラ
信号との分離のためにサーキュレータ等が必要とされ、
また同調型であるので調整が複雑となって増幅中心周波
数を可変するのは容易でなかった。
ダイオード形が用いられているが、入力信号とアイドラ
信号との分離のためにサーキュレータ等が必要とされ、
また同調型であるので調整が複雑となって増幅中心周波
数を可変するのは容易でなかった。
一方、増幅帯域の広域化を目的として進行波形パラメト
リック増幅器が提案されている。
リック増幅器が提案されている。
この進行波形の原理としては、非線形媒体中に信号波と
ポンプ波を同時に進行させてパラメトリック相互作用を
起こさせ、ポンプ波のエネルギーを信号波と新たに発生
したアイドラ波との両方に与えることにより信号増幅を
行うものである。このためには伝播中のあらゆる場所で
信号波、ポンプ波、アイドラ波の位相関係が一定に保た
れている必要があるが、この条件を満たすことは非常に
困難であるので予想通りの特性は得にくかった。
ポンプ波を同時に進行させてパラメトリック相互作用を
起こさせ、ポンプ波のエネルギーを信号波と新たに発生
したアイドラ波との両方に与えることにより信号増幅を
行うものである。このためには伝播中のあらゆる場所で
信号波、ポンプ波、アイドラ波の位相関係が一定に保た
れている必要があるが、この条件を満たすことは非常に
困難であるので予想通りの特性は得にくかった。
この原因としては一般に信号波、ポンプ波、アイドラ波
の周波数が異なるために上記媒体中を伝ｔｎ１する各々
の速度が異なってくる、いわゆる６波の伝播速度に周波
数分散ｌ時性があることが挙げられる。
の周波数が異なるために上記媒体中を伝ｔｎ１する各々
の速度が異なってくる、いわゆる６波の伝播速度に周波
数分散ｌ時性があることが挙げられる。
本発明は以上の問題点に対処してなされたもので、波動
伝播速度が周波数分散特性を示す波動伝播媒体の表面に
励４１ｒｍＫよりパラメークの変化する部分を周期的に
設け、上記周波数分散特性上において一定条件を満足す
る波！１ｂが入力された時のみパラメトリンク相互作用
を生じ−Ｖしめてその波動を上記媒体音伝播させるよう
にイト構成することにより従来欠点を除去するようにし
たパラメトリック増幅器を提供することを目的とずろも
のである。
伝播速度が周波数分散特性を示す波動伝播媒体の表面に
励４１ｒｍＫよりパラメークの変化する部分を周期的に
設け、上記周波数分散特性上において一定条件を満足す
る波！１ｂが入力された時のみパラメトリンク相互作用
を生じ−Ｖしめてその波動を上記媒体音伝播させるよう
にイト構成することにより従来欠点を除去するようにし
たパラメトリック増幅器を提供することを目的とずろも
のである。
以下図面を参照して本発明実施例を説明する。
第１図は本発明によるパラメ） ＩＪラック幅器を示す
原理図で、ｌは波動伝播媒体で７階に波の伝播速度が周
波数分散特性を示すものから構成され、２は励振により
パラメータの変化する部分で周期長ｌで周期的に設けら
れ、３は上記パラメータの変化する部分に接続された励
振源である。ここでパラメータとは波の伝播に対し゛Ｃ
影響を与えるような媒体の性質を表わす物理量のことを
いう、４は入力波、５，６は出力波、Ｌはパラメトリッ
ク相互作用が生じる領域の長さである。
原理図で、ｌは波動伝播媒体で７階に波の伝播速度が周
波数分散特性を示すものから構成され、２は励振により
パラメータの変化する部分で周期長ｌで周期的に設けら
れ、３は上記パラメータの変化する部分に接続された励
振源である。ここでパラメータとは波の伝播に対し゛Ｃ
影響を与えるような媒体の性質を表わす物理量のことを
いう、４は入力波、５，６は出力波、Ｌはパラメトリッ
ク相互作用が生じる領域の長さである。
上記波動伝播媒体ｌの周波数分散特性の−ｒｆ１１は第
２図のような曲線で示すことができる。同図で横軸は波
数β（＝２π／ＩＪ ）、縦軸は角周波数ω（角速度二
２πｆ）を示している。
２図のような曲線で示すことができる。同図で横軸は波
数β（＝２π／ＩＪ ）、縦軸は角周波数ω（角速度二
２πｆ）を示している。
ここで上記入力波４がパラメータの変化する部分を伝播
する時パラメトリンク相互作用により励振源３からエネ
ルギーをもらい、その振幅が増大すると共にアイドラ波
として新たな波を生じる。
する時パラメトリンク相互作用により励振源３からエネ
ルギーをもらい、その振幅が増大すると共にアイドラ波
として新たな波を生じる。
上記パラメトリック相互作用の起きる条件は、入力波の
角周波数をωｌおよび波数をβｌ、新しく発生するアイ
ドラ波の角周波数をω２および波数なβ２．励振源によ
る励供角周波数をωｐとした時、ωｐ−ω１＋ω２
・・・・・・（１）β１〕ごβ１＋β２ （β、−２
π／１１ ） ・・・（２）を共に満足することが必
要である。
角周波数をωｌおよび波数をβｌ、新しく発生するアイ
ドラ波の角周波数をω２および波数なβ２．励振源によ
る励供角周波数をωｐとした時、ωｐ−ω１＋ω２
・・・・・・（１）β１〕ごβ１＋β２ （β、−２
π／１１ ） ・・・（２）を共に満足することが必
要である。
さらに、新たに発生するアイドラ波のω２およびβ２が
第２図の曲線上に位置していることが必要である。
第２図の曲線上に位置していることが必要である。
第２図において、７は入力波４の波動ベクトル、８．８
′は励損による波動ベクトル、９はアイドラ波の波動ベ
クトル、１０は上記波動ベクトル７と波動ベクトル８′
とによるパラメトリンク相互作用により予想される波動
ベクトルを示している。
′は励損による波動ベクトル、９はアイドラ波の波動ベ
クトル、１０は上記波動ベクトル７と波動ベクトル８′
とによるパラメトリンク相互作用により予想される波動
ベクトルを示している。
上記条件を満足しない入力波が伝播してもパラメトリッ
ク相互作用は起きない。１３’ｌえば第２図において波
動ベクトル８′に相当する成分が、！−）ろが、これと
入力波との相互作用によって発生すると予想される波動
ベクトル１０は上記伝播条件を満足しない（第２図の曲
線上に位置しない）ので波にはならない。
ク相互作用は起きない。１３’ｌえば第２図において波
動ベクトル８′に相当する成分が、！−）ろが、これと
入力波との相互作用によって発生すると予想される波動
ベクトル１０は上記伝播条件を満足しない（第２図の曲
線上に位置しない）ので波にはならない。
したがって上記伝播条件を満足する成る波のみが媒体ｌ
を伝播することができ、増幅動作に周波数選択性がある
ことを示している。
を伝播することができ、増幅動作に周波数選択性がある
ことを示している。
第１図において波の伝播損失を小さいとした時、増幅帯
域の中心周波数における増幅利得は、信号波成分の利得
Ｇ１ ｏｃ Ｃｏ５ｈ２！万Ｌ−Ｃ３）・・・ （４） で表わされる。
域の中心周波数における増幅利得は、信号波成分の利得
Ｇ１ ｏｃ Ｃｏ５ｈ２！万Ｌ−Ｃ３）・・・ （４） で表わされる。
ここでξ１．ξ２は各々ω１１ ω２の信号に対する励
振によるパラメータの変化の度合を示し、Ｃｏ５ｈはハ
イパーボリンクコサイン、５ｉｎｈはノーイパーボリツ
クサインを示している。
振によるパラメータの変化の度合を示し、Ｃｏ５ｈはハ
イパーボリンクコサイン、５ｉｎｈはノーイパーボリツ
クサインを示している。
上記式＋３７． （４）から利得Ｇｌ ｒ ０２を増大
するためには、 ｌ、 パラメトリック相互作用領域の長さＬを大きくと
ること、 ２、励振によるパラメータの変化の度合ξ１．ξ２を大
きくとること（励振を強くすること）、３． 信号処理
周波数を大きくすること、等の方法が有効であることが
わかる。
するためには、 ｌ、 パラメトリック相互作用領域の長さＬを大きくと
ること、 ２、励振によるパラメータの変化の度合ξ１．ξ２を大
きくとること（励振を強くすること）、３． 信号処理
周波数を大きくすること、等の方法が有効であることが
わかる。
また励振源３による励振周波数ω、（ポンプ周波数）を
設定した時、増幅利得は周Ｉ７１！数依存性を何し、第
３図のように上記ω１．ω２を各々中心周波数とする二
つのイ１テ域幅Ｕｌ、ＪＪ２を持つ帯域通過増幅ｌ（か
性を示す。ここで帯域幅＋３．、Ｂ２は１．速度分散の
大きさ、２．信号約岐数、３励秦の強さ、４゜パラメト
リンク相互作用領域の長さ１）、等により変化するので
適当に殺菌１することが可能で）、る。
設定した時、増幅利得は周Ｉ７１！数依存性を何し、第
３図のように上記ω１．ω２を各々中心周波数とする二
つのイ１テ域幅Ｕｌ、ＪＪ２を持つ帯域通過増幅ｌ（か
性を示す。ここで帯域幅＋３．、Ｂ２は１．速度分散の
大きさ、２．信号約岐数、３励秦の強さ、４゜パラメト
リンク相互作用領域の長さ１）、等により変化するので
適当に殺菌１することが可能で）、る。
上記励振周波数ω１を変化させた場合、増幅の中心周波
数もそＩしに対応して変化するので回訓周波数を可変に
することができる。
数もそＩしに対応して変化するので回訓周波数を可変に
することができる。
第４図は本発明実施例によ２）パラメ） ＩＪランク幅
器を示す結線図で、ＪＪＩ、Ｌ２はスｈ Ｉｊツブライ
ン、ＩＮは信号入力端子、ＯＬＪ ’［’は信号および
アイドラ波出力端子、”１ ｒ ”２ ＋ ”３・・・
は結合トランス、■）１ ＊ Ｂ２ ＊ Ｂ３は司変容
幇ダイオード、１りは励損電源である。
器を示す結線図で、ＪＪＩ、Ｌ２はスｈ Ｉｊツブライ
ン、ＩＮは信号入力端子、ＯＬＪ ’［’は信号および
アイドラ波出力端子、”１ ｒ ”２ ＋ ”３・・・
は結合トランス、■）１ ＊ Ｂ２ ＊ Ｂ３は司変容
幇ダイオード、１りは励損電源である。
第５図は本発明によるパラメトリック増幅器の動作モデ
ルを示す概略図で、波動伝播媒体ＩＪ：に設けられたパ
ラメータの変化する部分２は、個々の部分２Ａ、２Ｂ、
２Ｃ・・・は励振によりパラメータは時間的に変化する
ように動作し、全体的には１】のようにパラメータは場
所的に周期的な変化をするように動作する。
ルを示す概略図で、波動伝播媒体ＩＪ：に設けられたパ
ラメータの変化する部分２は、個々の部分２Ａ、２Ｂ、
２Ｃ・・・は励振によりパラメータは時間的に変化する
ように動作し、全体的には１】のようにパラメータは場
所的に周期的な変化をするように動作する。
原理的には波動伝播速度の周波数分散特性を示す媒体と
しては固体、液体、気体のいずれでもよ（、また波動と
しては弾性表面波、静磁波、電磁波、電子ビーム波等の
いずれであってもよい。そしてこれらと周期的なパラメ
ータ励振を組み合わせることにより、前述のようなパラ
メトリック増幅器として動作させることができる。
しては固体、液体、気体のいずれでもよ（、また波動と
しては弾性表面波、静磁波、電磁波、電子ビーム波等の
いずれであってもよい。そしてこれらと周期的なパラメ
ータ励振を組み合わせることにより、前述のようなパラ
メトリック増幅器として動作させることができる。
以上述べて明らかなように本発明によれば、波動伝播速
度が周波数分散特性を示す波動伝播媒体の表面に励振に
よりパラメータの変化する部分を周期的に設け、上記周
波数分散１時性上において一定条件を満足する波動が入
力された時のみパラメトリック相互作用を生じせしめて
その波動を上記媒体を伝播させるように構成したもので
あ−るから、波動伝播速度の周波数分散特性を積極的に
利用することで従来欠点を除去することができる。
度が周波数分散特性を示す波動伝播媒体の表面に励振に
よりパラメータの変化する部分を周期的に設け、上記周
波数分散１時性上において一定条件を満足する波動が入
力された時のみパラメトリック相互作用を生じせしめて
その波動を上記媒体を伝播させるように構成したもので
あ−るから、波動伝播速度の周波数分散特性を積極的に
利用することで従来欠点を除去することができる。
従来において進行波形バラメ） １ツク増幅器には周波
数分散特性を示す伝播媒体を用いることは雌かしかった
が、本発明のように特定の駒撮条件を用いることにより
それが可能となり、このために増幅帯域幅を比較的自由
に設計することが可能となりこれと共に材料選択の範囲
を増大させることができる。
数分散特性を示す伝播媒体を用いることは雌かしかった
が、本発明のように特定の駒撮条件を用いることにより
それが可能となり、このために増幅帯域幅を比較的自由
に設計することが可能となりこれと共に材料選択の範囲
を増大させることができる。
また増幅中心周波数は励振周波数を変化させることによ
って可変であるので、信号同調機能および不要波除去機
能を有している。加えて進行波的な動作なので信号波と
アイドラ波との分離が容易であり、サーキュレータ等の
付加装置は不要となる。
って可変であるので、信号同調機能および不要波除去機
能を有している。加えて進行波的な動作なので信号波と
アイドラ波との分離が容易であり、サーキュレータ等の
付加装置は不要となる。
本発明によれば従来のパラメ） ＩＪラック幅器の利点
ケ維持したままで、それにさらに可変同調機能を付加し
た実用的な進行波形増幅器ケ得ることができる。
ケ維持したままで、それにさらに可変同調機能を付加し
た実用的な進行波形増幅器ケ得ることができる。
第１図は本発明を説明するための原理図、第２図および
第３図は本発明を説明するための特性図、第４図は本発
明実施例を示す結線図、第５図は本発明を説明するだめ
の概略図である。 ■・・・波動伝播媒体、２・・・パラメータの変化する
部分、３・・・励振源。 第１図 第２図
第３図は本発明を説明するための特性図、第４図は本発
明実施例を示す結線図、第５図は本発明を説明するだめ
の概略図である。 ■・・・波動伝播媒体、２・・・パラメータの変化する
部分、３・・・励振源。 第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 波動伝播速度が周波数分散特性を示す波動伝播媒
体の表面に励振によりパラメータの変化する部分を周期
的に設け、上記周波数分散特性上圧おいて一定条件を満
足する？＆動が入力された時のみパラメトリック相互作
用を生じせしめてその波動を上記媒体を伝播させるよう
に構成したことを４８ ｍとするパラメトリック増幅器
。 ２、 上記パラメトリンク相互作用を生じせしめる条件
が、上記パラメータの変化する部分の周期長を１１励振
角周波数をω２、入力波の角周波数をω１および波数を
β１、相互作用の結果発生する波の内周ｔＩｌ数をω２
および波動をβ２とした時、ω、＝ω１＋ω２，２π／
ｌよβ１＋β２を満足するような条件から成ることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のパラメトリック増
幅器。 ３、 上記角周波ω１およびω２の各成分を分離するこ
とにより少なくとも一方を出力させるように構成したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のパラメトリ
ック増幅器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15304482A JPS5941910A (ja) | 1982-09-01 | 1982-09-01 | パラメトリツク増幅器 |
| DE3331249A DE3331249C2 (de) | 1982-09-01 | 1983-08-30 | Parametrischer Verstärker |
| US06/527,692 US4543533A (en) | 1982-09-01 | 1983-08-30 | Parametric amplifier |
| GB08323471A GB2126819B (en) | 1982-09-01 | 1983-09-01 | Parametric amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15304482A JPS5941910A (ja) | 1982-09-01 | 1982-09-01 | パラメトリツク増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5941910A true JPS5941910A (ja) | 1984-03-08 |
Family
ID=15553740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15304482A Pending JPS5941910A (ja) | 1982-09-01 | 1982-09-01 | パラメトリツク増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5941910A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS521814A (en) * | 1975-06-23 | 1977-01-08 | Kitashikoku Shatai Kk | Rear body tiltable truck |
| JPS55610A (en) * | 1978-06-06 | 1980-01-07 | Clarion Co Ltd | Frequency selection device |
| JPS57153045A (en) * | 1981-03-19 | 1982-09-21 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | Curable resin composition |
-
1982
- 1982-09-01 JP JP15304482A patent/JPS5941910A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS521814A (en) * | 1975-06-23 | 1977-01-08 | Kitashikoku Shatai Kk | Rear body tiltable truck |
| JPS55610A (en) * | 1978-06-06 | 1980-01-07 | Clarion Co Ltd | Frequency selection device |
| JPS57153045A (en) * | 1981-03-19 | 1982-09-21 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | Curable resin composition |
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