DE10246103A1

DE10246103A1 - Hochfrequenz-Oszillationsschaltung, Hochfrequenzmodul und Kommunikationsvorrichtung

Info

Publication number: DE10246103A1
Application number: DE10246103A
Authority: DE
Inventors: Masanori Fujidai; Hiroshi Nishida; Takahiro Baba; Koichi Sakamoto
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-10-03
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2003-07-10
Also published as: GB2381969B; GB0222956D0; US20030062962A1; JP2003115719A; US6762650B2; GB2381969A

Abstract

Eine Hochfrequenz-Oszillationsschaltung umfaßt eine Resonanzschaltung und eine aktive Schaltung. Die aktive Schaltung umfaßt einen Feldeffekttransistor und einen Kondensator. Eine Impedanzumwandlungsschaltung, die eine hochohmige Leitung, eine kapazitive Stichleitung und eine Verbindungsleitung wie beispielsweise Draht umfaßt, ist zwischen die aktive Schaltung und die Resonanzschaltung geschaltet. Dementsprechend kann die Impedanzumwandlungsschaltung die charakteristische Impedanz der Resonanzschaltung umwandeln, so daß der Absolutwert des Refelxionskoeffizienten der aktiven Schaltung zunimmt. Folglich können die Oszillationsbedingungen ohne weiteres erfüllt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hochfrequenz-Oszillationsschaltung, ein Hochfrequenzmodul und eine Kommunikationsvorrichtung zum Senden/Empfangen von hochfrequenten elektromagnetischen Wellen wie beispielsweise Mikrowellen und Millimeterwellen.

Bisher ist eine Hochfrequenz-Oszillationsschaltung, wie sie in Fig. 11 gezeigt ist, bekannt. Die Hochfrequenz- Oszillationsschaltung wird für eine Kommunikationsvorrichtung oder dergleichen verwendet und umfaßt eine Resonanzschaltung 101 und eine aktive Schaltung 102, die einen Feldeffekttransistor (hiernach als FET bezeichnet) zum Verstärken eines Signals umfaßt (beispielsweise ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 7-86832). Bei der bekannten Hochfrequenz-Oszillationsschaltung wird die Resonanzschaltung 101 durch Bereitstellen eines im wesentlichen säulenförmigen dielektrischen Resonators in der Nähe einer Mikrostreifenleitung auf einer Oberfläche einer Platine gebildet, und die aktive Schaltung 102 wird durch Verwendung einer den FET umfassenden Verstärkerschaltung gebildet, in der der Drain-Anschluß geerdet ist. Ferner sind die Mikrostreifenleitung und der Gate-Anschluß des FET durch Drahtbonden oder einen Kontakthügel verbunden. Dementsprechend gibt der dielektrische Resonator der Resonanzschaltung 101 ein Signal einer vorbestimmten Frequenz aus, und die aktive Schaltung 102, die den FET umfaßt, verstärkt das Signal, um das Signal durch einen Ausgangsanschluß 103 an einen Mischer oder dergleichen einer Kommunikationsvorrichtung auszugeben.

Damit die bekannte Hochfrequenz-Oszillationsschaltung die Oszillationsbedingungen erfüllen kann, muß das Produkt des Absolutwertes des Reflexionskoeffizienten IM der Resonanzschaltung 101 und desjenigen des Reflexionskoeffizienten Γ2 der aktiven Schaltung 102 1 oder mehr sein, wie durch den folgenden Ausdruck 1 dargestellt ist.

Ausdruck 1

|Γ1|.|Γ2|≥1

Andererseits ist der Absolutwert des Reflexionskoeffizienten Γ1 der Resonanzschaltung 101 allgemein geringer als 1(|Γ1|<1). Deshalb muß der Absolutwert des Reflexionskoeffizienten Γ2 der aktiven Schaltung 102 größer als 1(|Γ2|>1) sein, um den Ausdruck 1 zu erfüllen. Jedoch variiert die Impedanz des FET der aktiven Schaltung 102 stark gemäß der Frequenz eines Eingangssignals (beispielsweise verringert sich die Impedanz in dem Maße, wie die Frequenz des Signals größer wird). Somit kann der Absolutwert des Reflexionskoeffizienten Γ2 gemäß der Frequenz des Signals abnehmen, und die Oszillationsbedingungen sind eventuell nicht erfüllt.

Da die Mikrostreifenleitung der Resonanzschaltung 101 und der FET der aktiven Schaltung 102 durch Drahtbonden verbunden sind, kann ferner der Absolutwert des Reflexionskoeffizienten Γ2 der aktiven Schaltung 102 aufgrund der Impedanz des Drahtes abnehmen. Dementsprechend kann es schwierig sein, eine stabile Oszillation zu erreichen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochfrequenz-Oszillationsschaltung zu schaffen, bei der Oszillationsbedingungen ohne weiteres erfüllt und Oszillationscharakteristika stabilisiert werden können, und ein Hochfrequenzmodul und eine Kommunikationsvorrichtung zu schaffen, die jeweils die Hochfrequenz-Oszillationsschaltung aufweisen.

Diese Aufgabe wird durch eine Hochfrequenz- Oszillationsschaltung gemäß Anspruch 1, ein Hochfrequenzmodul gemäß Anspruch 7 sowie eine Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 8 gelöst.

Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, weist eine Hochfrequenz-Oszillationsschaltung der vorliegenden Erfindung eine Resonanzschaltung, eine aktive Schaltung, die einen Feldeffekttransistor umfaßt, und eine Impedanzumwandlungsschaltung zum Erhöhen des Reflexionskoeffizienten der aktiven Schaltung auf. Die Impedanzumwandlungsschaltung ist zwischen der Resonanzschaltung und der aktiven Schaltung vorgesehen.

Bei dieser Konfiguration kann die Impedanz auf der Seite des Ausgangsanschlusses der Resonanzschaltung so umgewandelt werden, daß sich der Absolutwert des Reflexionskoeffizienten der aktiven Schaltung erhöht, und anschließend wird die umgewandelte Impedanz mit der aktiven Schaltung verbunden. Dementsprechend können die Oszillationsbedingungen ohne weiteres erfüllt und die Oszillationscharakteristika stabilisiert werden.

Die Impedanzumwandlungsschaltung kann mit dem Gate-Anschluß des Feldeffekttransistors verbunden sein. In diesem Fall umfaßt die aktive Schaltung eine Verstärkerschaltung, bei der der Drain-Anschluß oder der Source-Anschluß des FET geerdet ist.

Die Impedanzumwandlungsschaltung kann durch eine Struktur auf einer Schaltungsplatine gebildet sein. Bei dieser Anordnung kann die Impedanz auf der Seite des Ausgangsanschlusses der Resonanzschaltung durch Verwendung der Struktur einer Mikrostreifenleitung usw., die auf der Schaltungsplatine vorgesehen ist, ohne weiteres umgewandelt werden.

Die Impedanzumwandlungsschaltung kann durch Verwendung einer Elektrode zum Bilden des Feldeffekttransistors gebildet sein. Bei dieser Anordnung kann die Impedanz auf der Seite des Ausgangsanschlusses der Resonanzschaltung durch Verwendung der Elektrode des Feldeffekttransistors ohne weiteres umgewandelt werden.

Alternativ dazu kann die Impedanzumwandlungsschaltung eine hochohmige Leitung, deren eines Ende mit der Resonanzschaltung verbunden ist, eine kapazitive Stichleitung, die mit der hochohmigen Leitung verbunden ist, und eine Leitung zum Verbinden des anderen Endes der hochohmigen Leitung mit dem Feldeffekttransistor aufweisen.

Bei dieser Anordnung kann eine induktive Reaktanz durch Verwendung der hochohmigen Leitung und der Verbindungsleitung eingestellt werden, und eine kapazitive Reaktanz kann durch Verwendung der kapazitiven Stichleitung eingestellt werden. Durch Kombinieren der induktiven Reaktanz und der kapazitiven Reaktanz kann die Impedanz auf der Seite des Ausgangsanschlusses der Resonanzschaltung in eine Impedanz umgewandelt werden, so daß der Absolutwert des Reflexionskoeffizienten der aktiven Schaltung ansteigt. Da die Impedanzumwandlungsschaltung die Verbindungsleitung umfaßt, kann ferner die durch die Verbindungsleitung verursachte Variation bei den Oszillationscharakteristika durch die Impedanzumwandlungsschaltung absorbiert werden, und somit können die Oszillationscharakteristika stabilisiert werden.

Alternativ dazu kann die Impedanzumwandlungsschaltung eine hochohmige Leitung, deren eines Ende mit der Resonanzschaltung verbunden ist, und eine Leitung zum Verbinden des anderen Endes der hochohmigen Leitung mit dem Feldeffekttransistor aufweisen.

Bei dieser Anordnung kann eine induktive Reaktanz durch Verwendung der hochohmigen Leitung und der Verbindungsleitung eingestellt werden. Dementsprechend kann die Impedanzunnwandlungsschaltung die Phase der Impedanz auf der Seite des Ausgangsanschlusses der Resonanzschaltung variieren. Das heißt, daß die Impedanz auf eine niedrige Impedanz eingestellt werden kann, die an die Gate-Impedanz des FET angenähert ist. Da die Impedanzumwandlungsschaltung ferner die Verbindungsleitung umfaßt, kann der durch die Verbindungsleitung verursachte Effekt der Oszillationscharakteristika durch die Impedanzumwandlungsschaltung absorbiert werden, und somit können die Oszillationscharakteristika stabilisiert werden.

Ferner können ein Hochfrequenzmodul und eine Kommunikationsvorrichtung durch Verwendung der Hochfrequenz- Oszillationsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet werden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm, das eine Hochfrequenz- Oszillationsschaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 2 eine Draufsicht, die die Hochfrequenz- Oszillationsschaltung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 3 ein Diagramm einer elektrischen Schaltung, das die Hochfrequenz-Oszillationsschaltung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 4 ein Diagramm einer elektrischen Schaltung, das die in Fig. 1 gezeigte Impedanzumwandlungsschaltung und aktive Schaltung zeigt;
Fig. 5 ein Diagramm einer charakteristischen Verteilung, das den Absolutwert des Reflexionskoeffizienten der aktiven Schaltung zeigt, wenn eine willkürliche Impedanz mit einem Gate-Anschluß verbunden ist;
Fig. 6 ein Diagramm einer elektrischen Schaltung, das eine Ersatzschaltung der in Fig. 1 gezeigten Impedanzumwandlungsschaltung zeigt;
Fig. 7 ein Smith-Diagramm, das die beidseitige Impedanz der Impedanzumwandlungsschaltung zeigt;
Fig. 8 eine Draufsicht, die eine Hochfrequenz- Oszillationsschaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 9 ein Diagramm einer elektrischen Schaltung, das eine Hochfrequenz-Oszillationsschaltung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 10 ein Blockdiagramm, das eine Kommunikationsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 11 ein Blockdiagramm, das eine Hochfrequenz- Oszillationsschaltung gemäß dem Stand der Technik zeigt.
Hiernach wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Hochfrequenz-Oszillationsschaltung gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
Fig. 1 bis 7 zeigen eine Hochfrequenz- Oszillationsschaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. In den Figuren umfaßt die Hochfrequenz- Oszillationsschaltung eine Resonanzschaltung 1, die beispielsweise einen dielektrischen Resonator und eine Mikrostreifenleitung wie im Stand der Technik umfaßt. Bei der Resonanzschaltung 1 verstärkt der dielektrische Resonator durch Resonanz ein Signal einer vorbestimmten Frequenz (beispielsweise 30 GHz), beispielsweise eine Mikrowelle oder eine Millimeterwelle. Das Signal wird durch die Mikrostreifenleitung an eine aktive Schaltung 2 ausgegeben, die später beschrieben wird, wenn der dielektrische Resonator und die Mikrostreifenleitung elektromagnetisch gekoppelt sind.
Die aktive Schaltung 2 ist durch eine Impedanzumwandlungsschaltung 6, die später beschrieben wird, mit der Resonanzschaltung 1 verbunden. Die aktive Schaltung 2 umfaßt einen FET 3, der elektronische Komponenten und einen Kondensator 4 aufweist. Der Drain-Anschluß D des FET 3 ist geerdet, und der Source-Anschluß S desselben ist durch den Kondensator 4 mit einem Ausgangsanschluß 5 verbunden. Ferner ist der Gate-Anschluß G mit der Impedanzumwandlungsschaltung 6 verbunden.
Die Impedanzumwandlungsschaltung 6 ist zwischen die Resonanzschaltung 1 und die aktive Schaltung 2 geschaltet und umfaßt eine hochohmige Leitung 8, die durch eine Mikrostreifenleitung oder dergleichen gebildet wird, die sich linear auf einer Oberfläche einer Schaltungsplatine 7 erstreckt, zwei kapazitive Stichleitungen 9, die zu der hochohmigen Leitung 8 senkrecht sind und deren Enden eine offene Stichleitung oder dergleichen umfassen, und eine Verbindungsleitung 10 zum Verbinden der hochohmigen Leitung 8 und das Gate-Anschlusses G des FET 3, wobei die Verbindungsleitung 10 einen Draht, ein Band oder einen Kontakthügel umfaßt.
Hierin sind die hochohmige Leitung 8 und die kapazitiven Stichleitungen 9 jeweils vorzugsweise durch eine Leiterstruktur gebildet, die eine Breite von ca. 0,1 bis 0,3 mm und eine Länge von ca. 0,5 bis 2 mm aufweist und auf der Schaltungsplatine 7 gebildet ist. Die Impedanzumwandlungsschaltung 6 wandelt eine charakteristische Impedanz Za (beispielsweise Za = 50 Ω) in eine Impedanz Zb (beispielsweise Zb = 20 Ω) um, so daß der Reflexionskoeffizient Γ2' der aktiven Schaltung 2 zunimmt.
Die Hochfrequenz-Oszillationsschaltung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist die oben beschriebene Konfiguration auf. Als nächstes wird ein Verfahren zum Einstellen der Impedanzumwandlungsschaltung 6 unter Bezugnahme auf Fig. 4 bis 7 beschrieben.
Zunächst wird ein Fall angenommen, bei dem eine willkürliche Impedanz Z(Z = R + jX), die einen realen Teil R und einen imaginären Teil X umfaßt, mit der aktiven Schaltung 2 verbunden ist, wie in Fig. 4 gezeigt ist. In diesem Zustand wird anschließend der Reflexionskoeffizient Γ2' der aktiven Schaltung 2 bezüglich eines Signals einer vorbestimmten Frequenz (beispielsweise 30 GHz) durch Simulation oder dergleichen berechnet. Folglich kann ein Diagramm einer charakteristischen Verteilung des Absolutwert des Reflexionskoeffizienten Γ2' bezüglich der willkürlichen Impedanz erhalten werden, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Aus dem Diagramm kann man ersehen, daß der Reflexionskoeffizient maximiert ist, wenn die Impedanz Z 20 Ω + j0 beträgt. Dementsprechend kann der Absolutwert des Reflexionskoeffizienten Γ2' der aktiven Schaltung 2 durch ein Umwandeln der charakteristischen Impedanz (beispielsweise 50 Ω) der Resonanzschaltung 1 in 20 Ω maximiert werden, indem die Impedanzumwandlungsschaltung 6, um die Impedanz mit der aktiven Schaltung 2 zu verbinden, verwendet wird.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, umfaßt die Impedanzumwandlungsschaltung 6 eine Impedanzeinstellungseinheit 11 und die Verbindungsleitung 10 zum Verbinden der Impedanzeinstellungseinheit 11 mit dem Gate-Anschluß G des FET, unter Berücksichtigung einer durch die Verbindungsleitung 10, beispielsweise einen Draht, verursachten Variation der Impedanz.
Die Verbindungsleitung 10 fungiert als Induktive-Reaktanz- Element. Wie bei der Ersatzschaltung der Fig. 6 gezeigt ist, ist dementsprechend eine L-förmige Schaltung, die einen Induktor 12 und einen Kondensator 13 umfaßt, als Impedanzeinstellungseinheit 11 gebildet. Ferner ist die Impedanzeinstellungseinheit 11 mit einem durch die Verbindungsleitung 10 gebildeten Induktor 14 verbunden, um eine T- förmige Schaltung zu bilden. Bei dieser Konfiguration kann die Impedanz auf der Seite des Ausgangsanschlusses der Resonanzschaltung 1 in einem gewünschten Wert umgewandelt werden, indem der Induktor 12 und der Kondensator 13 der Impedanzeinstellungseinheit 11 entsprechend eingestellt werden.
Da die hochohmige Leitung 8 den Induktor 12 bildet und die kapazitiven Stichleitungen 9 den Kondensator 13 bilden, können der Induktor 12 und der Kondensator 13 angepaßt werden, indem die Breite und die Länge der hochohmigen Leitung 8 und der kapazitiven Stichleitungen 9 entsprechend eingestellt werden. Wie in dem Smith-Diagramm der Fig. 7 gezeigt ist, kann die Impedanz Zb eines Anschlusses b der Impedanzumwandlungsschaltung 6 folglich auch dann auf ca. 20 Ω eingestellt werden, wenn die Impedanz Za von ca. 50 Ω auf der Seite des Ausgangsanschlusses der Resonanzschaltung 1 mit einem Anschluß a der Impedanzumwandlungsschaltung 6 verbunden ist. Das heißt, daß die Impedanz zwischen den Anschlüssen a und b umgewandelt werden kann.
Bei der Hochfrequenz-Oszillationsschaltung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Impedanzumwandlungsschaltung 6 durch Verwendung des oben beschriebenen Einstellverfahrens eingestellt. Der Betrieb der Hochfrequenz- Oszillationsschaltung ist im wesentlichen derselbe wie im Stand der Technik. Das heißt, daß die Resonanzschaltung 1 ein Signal einer vorbestimmten Frequenz ausgibt und die aktive Schaltung 2, die den FET 3 umfaßt, das Signal verstärkt, um das Signal aus dem Ausgangsanschluß 5 auszugeben.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Impedanzumwandlungsschaltung 6 wischen die Resonanzschaltung 1 und die aktive Schaltung 2 geschaltet. Somit kann die charakteristische Impedanz Za der Resonanzschaltung 1 in die Impedanz Zb umgewandelt werden, indem die Impedanzumwandlungsschaltung 6 verwendet wird, so daß der Absolutwert des Reflexionskoeffizienten Γ2' der aktiven Schaltung 2 zunimmt. Folglich kann der Absolutwert des Reflexionskoeffizienten Γ2 der Impedanzumwandlungsschaltung 6 bezüglich der Resonanzschaltung 1 durch Verwenden der Impedanzumwandlungsschaltung 6 angepaßt werden. Der Absolutwert |Γ2| des Reflexionskoeffizienten Γ2 beträgt ca. 3,0, wenn die Impedanzumwandlungsschaltung 6 nicht vorgesehen ist, wie im Stand der Technik. Andererseits kann der Absolutwert |Γ2| auf ca. 13,2 erhöht werden, wenn die Impedanzumwandlungsschaltung 6 vorgesehen ist.
Bei dieser Konfiguration können die Oszillationsbedingungen ohne weiteres erfüllt, und die Oszillationscharakteristik kann stabilisiert werden. Falls die Oszillationsbedingungen nicht erfüllt werden können, wenn die Impedanzumwandlungsschaltung 6 nicht bereitgestellt wird, kann ferner der Absolutwert des Reflexionskoeffizienten Γ2 der Impedanzumwandlungsschaltung 6 erhöht werden, indem die Impedanzumwandlungsschaltung 6 bereitgestellt wird, um die Oszillationsbedingungen zu erfüllen.
Da die Impedanzumwandlungsschaltung 6 mit dem Gate-Anschluß G des FET 3 verbunden ist, kann die aktive Schaltung 2 eine Verstärkerschaltung bilden, bei der der Drain-Anschluß D oder der Source-Anschluß S des FET 3 geerdet ist.
Da die Impedanzumwandlungsschaltung 6 die hochohmige Leitung 8 und die kapazitiven Stichleitungen 9 umfaßt, die auf cier Schaltungsplatine 7 vorgesehen sind und eine Struktur bilden, kann ferner die Impedanz Za auf der Seite des Ausgangsanschlusses der Resonanzschaltung 1 durch Verwenden der Struktur der Mikrostreifenleitung usw., die auf der Schaltungsplatine vorgesehen ist, ohne weiteres umgewandelt werden.
Da die Impedanzumwandlungsschaltung 6 die hochohmige Leitung 8, die kapazitiven Stichleitungen 9 und die Verbindungsleitung 10 umfaßt, kann die induktive Reaktanz durch Verwenden der hochohmigen Leitung 8 und der Verbindungsleitung 10 eingestellt werden, und die kapazitive Reaktanz kann durch Verwendung der kapazitiven Stichleitungen 9 eincrestellt werden. Durch Kombinieren der induktiven Reaktanz und der kapazitiven Reaktanz kann die Impedanz Za auf der Seite des Ausgangsanschlusses der Resonanzschaltung 1 in die Impedanz Zb umgewandelt werden, so daß sich der Absolutwert des Reflexionskoeffizienten Γ2' der aktiven Schaltung 2 erhöht.
Da die Impedanzumwandlungsschaltung 6 die Verbindungsleitung 10 umfaßt, kann die Impedanzumwandlungsschaltung 6 ferner unter Berücksichtigung des Effekts der Verbindungsleitung 10 gebildet werden. Dementsprechend kann die durch die Verbindungsleitung 10 verursachte Variation des Absolutwertes des Reflexionskoeffizienten Γ2' der aktiven Schaltung 2 durch die Impedanzumwandlungsschaltung 6 absorbiert werden, und somit können die Oszillationscharakteristika stabilisiert werden.
Fig. 8 zeigt eine Hochfrequenz-Oszillationsschaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das zweite Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, daß eine hochohmige Leitung und kapazitive Stichleitungen, die einen Teil der Impedanzumwandlungsschaltung bilden, durch Verwenden von Elektroden eines FET gebildet sind. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Elemente, die dieselben sind wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, mit denselben Bezugszeichen versehen, und auf die entsprechende Beschreibung wird verzichtet.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel umfaßt die Impedanzumwandlungsschaltung 6 einen als eine Einzelchipkomponente gebildeten FET 21. Elektroden, die einen Source-Anschluß S, einen Drain-Anschluß D und einen Gate-Anschluß G bilden, sind auf der Oberfläche des FET 21 gebildet. Ferner ist eine hochohmige Leitung 22, die sich nach außen erstreckt, mit dem Gate-Anschluß G verbunden, der vorzugsweise in der Mitte des FET 21 angeordnet ist. Ferner sind an einem Ende der hochohmigen Leitung 22 zwei kapazitive Stichleitungen 23 vorgesehen. Dementsprechend bilden der Gate-Anschluß G, die hochohmige Leitung 22 und die kapazitiven Stichleitungen 23 vorzugsweise eine im wesentlichen T-förmige Elektrode.
Der FET 21 ist auf der Oberfläche einer Schaltungsplatine 24 vorgesehen. Ferner ist auf der Schaltungsplatine 24 eine weitere hochohmige Leitung 25 gebildet, die eine Mikrostreifenleitung umfaßt. Ein Ende der hochohmigen Leitung 25 ist mit der Resonanzschaltung (nicht gezeigt) verbunden, und das andere Ende derselben ist über eine Verbindungsleitung 26, beispielsweise einen Bondingdraht, mit der Gate- Elektrode G verbunden. Die hochohmigen Leitungen 22 und 25, die kapazitiven Stichleitungen 23 und die Verbindungsleitung 26 bilden die Impedanzumwandlungsschaltung 6.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel kann dieselbe Funktion und derselbe Vorteil wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten werden. Ferner sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die kapazitiven Stichleitungen 23, die einen Teil der Impedanzumwandlungsschaltung 6 bilden, durch die Elektroden des FET 21 gebildet, und somit kann die Impedanz Za auf der Seite des Ausgangsanschlusses der Resonanzschaltung durch Verwenden der in dem FET 21 vorgesehenen Elektroden ohne weiteres in eine gewünschte Impedanz Zb umgewandelt werden.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die hochohmige Leitung 25 auf der Schaltungsplatine 24 vorgesehen. Jedoch ist diese hochohmige Leitung 25 nicht notwendig, um die Impedanzumwandlungsschaltung 6 zu bilden.
Fig. 9 zeigt eine Hochfrequenz-Oszillationsschaltung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das dritte Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzumwandlungsschaltung eine hochohmige Leitung und eine Verbindungsleitung umfaßt. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind die Elemente, die dieselben sind wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, mit denselben Bezugszeichen versehen, und auf die entsprechende Beschreibung wird verzichtet.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel umfaßt eine Impedanzumwandlungsschaltung 32 eine hochohmige Leitung 31. Ein Ende der hochohmigen Leitung 31 ist mit der (nicht gezeigten) Resonanzschaltung verbunden, und das andere Ende derselben ist durch die Verbindungsleitung 10 mit dem Gate-Anschluß G des FET 3 verbunden. Dementsprechend bilden die hochohmige Leitung 31 und die Verbindungsleitung 10 die Impedanzumwandlungsschaltung 32.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel kann dieselbe Funktion und derselbe Vorteil wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten werden. Ferner umfaßt die Impedanzumwandlungsschaltung 32 bei dem dritten Ausführungsbeispiel die hochohmige Leitung 31 und die Verbindungsleitung 10, die eine induktive Reaktanz bilden, und eine kapazitive Reaktanz ist nicht vorgesehen. Deshalb kann die Impedanzumwandlungsschaltung 32 die Phase der charakteristischen Impedanz Za auf der Seite des Ausgangsanschlusses der Resonanzschaltung variieren. Das heißt, daß die Impedanzumwandlungsschaltung 32 die Impedanz Za auf eine niedrige Impedanz anpassen kann, die an die Gate-Impedanz des FET 3 angenähert ist.
Fig. 10 zeigt ein Hochfrequenzmodul und eine Kommunikationsvorrichtung, die durch Verwenden der Hochfrequenz- Oszillationsschaltung gebildet sind.
Eine Kommunikationsvorrichtung 41 gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt vorzugsweise eine Signalverarbeitungsschaltung 42, ein Hochfrequenzmodul 43, das mit der Signalverarbeitungsschaltung 42 verbunden ist und das ein Hochfrequenzsignal ausgibt/eingibt, einen Antennenduplexer 44 und eine Antenne 45, die mit dem Hochfrequenzmodul 43 verbunden ist und die das Hochfrequenzsignal durch den Antennenduplexer 44 sendet/empfängt.
Ferner umfaßt die Sendeseite des Hochfrequenzmoduls 43 vorzugsweise ein Bandpaßfilter 46, einen Verstärker 47, einen Mischer 48, ein Bandpaßfilter 49 und einen Leistungsverstärker 50, die zwischen die Ausgangsseite der Signalverarbeitungsschaltung 42 und den Antennenduplexer 44 geschaltet sind. Ferner umfaßt die Empfangsseite desselben vorzugsweise ein Bandpaßfilter 51, einen rauscharmen Verstärker 52, einen Mischer 53, ein Bandpaßfilter 54 und einen Verstärker 55, die zwischen den Antennenduplexer 44 und die Eingangsseite der Signalverarbeitungsschaltung 42 geschaltet sind. Ferner ist zwischen die Mischer 48 und 53 vorzugsweise eine Hochfrequenz-Oszillationsschaltung 56, die eine der Hochfrequenz-Oszillationsschaltungen gemäß dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel ist, geschaltet.
Die Kommunikationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist die oben beschriebene Konfiguration auf. Hiernach wird die Funktionsweise derselben beschrieben.
Wenn ein Signal gesendet wird, wird ein Zwischenfrequenzsignal (IF-Signal, intermediate-frequency signal), das von der Signalverarbeitungsschaltung 42 ausgegeben wird, in das Bandpaßfilter 46 eingegeben, wo eine unnötige Komponente des Signals entfernt wird, wird durch den Verstärker 47 verstärkt und wird anschließend in den Mischer 48 eingegeben. Zu diesen Zeitpunkt mischt der Mischer 48 das IF- Signal mit dem Träger von der Hochfrequenz- Oszillationsschaltung 56, um das Signal in ein Hochfrequenzsignal (RF-Signal, radio-frequency signal) hochzumischen. Das von dem Mischer 48 ausgegebene RF-Signal wird in das Bandpaßfilter 49 eingegeben, wo eine unnötige Komponente des Signals entfernt wird, wird durch den Leistungsverstärker 50 zu einer Sendeleistung verstärkt und wird anschließend von der Antenne 45 durch den Antennenduplexer 44 gesandt.
Wenn ein Signal empfangen wird, wird andererseits ein RF- Signal, das durch die Antenne 45 empfangen wird, durch den Antennenduplexer 44 in das Bandpaßfilter 51 eingegeben. Anschließend wird eine unnötige Komponente des RF-Signals durch das Bandpaßfilter 51 entfernt, und das RF-Signal wird durch den rauscharmen Verstärker 52 verstärkt und in den Mischer 53 eingegeben. Zu diesen Zeitpunkt mischt der Mischer 53 das RF-Signal mit dem Träger von der Hochfrequenz- Oszillationsschaltung 56, um das Signal in ein IF-Signal herunterzumischen. Anschließend wird das von dem Mischer 53 ausgegebene IF-Signal in das Bandpaßfilter 54 eingegeben, wo eine unnötige Komponente des Signals entfernt wird, wird durch den Verstärker 55 verstärkt und wird anschließend in die Signalverarbeitungsschaltung 42 eingegeben.
Die Kommunikationsvorrichtung kann durch Verwendung der Hochfrequenz-Oszillationsschaltung 56, die stabilisierte Oszillationscharakteristika aufweist, gebildet werden. Dementsprechend kann die Zuverlässigkeit der Kommunikationsvorrichtung verbessert werden.
Wie oben beschrieben wurde, wird die Hochfrequenz- Oszillationsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung auf die Kommunikationsvorrichtung angewandt. Jedoch kann die Hochfrequenz-Oszillationsschaltung auch auf einen Radar oder dergleichen angewandt werden.
Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen ist die Impedanzumwandlungsschaltung 6 oder 32 ferner mit dem Gate- Anschluß G des FET 3 verbunden. Wenn jedoch eine Verstärkerschaltung, bei der das Gate des FET geerdet ist, als die aktive Schaltung verwendet wird, kann die Impedanzumwandlungsschaltung mit dem Source-Anschluß S oder dem Drain- Anschluß D des FET verbunden sein.
Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen umfaßt die Resonanzschaltung 1 ferner den dielektrischen Resonator und die Mikrostreifenleitung. Jedoch können verschiedene Typen von Resonatoren und Übertragungsleitungen verwendet werden. Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen umfaßt die aktive Schaltung 2 ferner den FET 3 und den Kondensator 4. Jedoch lcann die aktive Schaltung verschiedene Typen von Verstärkerschaltungen, die einen FET umfassen, umfassen.

Claims

1. Hochfrequenz-Oszillationsschaltung (56), die folgende Merkmale aufweist:
eine Resonanzschaltung (1);
eine aktive Schaltung (2), die einen Feldeffekttransistor (3) umfaßt; und
eine Impedanzumwandlungsschaltung (6, 32) zum Erhöhen eines Reflexionskoeffizienten (Γ2, Γ2') der aktiven Schaltung,
wobei die Impedanzumwandlungsschaltung (6) zwischen der Resonanzschaltung (1) und der aktiven Schaltung (2) vorgesehen ist.

2. Hochfrequenz-Oszillationsschaltung (56) gemäß Anspruch 1, bei der die Impedanzumwandlungsschaltung (6) mit einem Gate-Anschluß (G) des Feldeffekttransistors (3) verbunden ist.

3. Hochfrequenz-Oszillationsschaltung (56) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Impedanzumwandlungsschaltung (6) durch eine Struktur auf einer Schaltungsplatine (7) gebildet ist.

4. Hochfrequenz-Oszillationsschaltung (56) gemäß Anspruch 2 oder 3, bei der die Impedanzumwandlungsschaltung (6) durch Verwendung einer Elektrode des Feldeffekttransistors (3) gebildet ist.

5. Hochfrequenz-Oszillationsschaltung (56) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Impedanzumwandlungsschaltung (6) eine hochohmige Leitung (8) mit einem ersten Ende, das mit der Resonanzschaltung (1) verbunden ist; eine kapazitive Stichleitung (9), die mit der hochohmigen Leitung verbunden ist; und eine Leitung (10), die ein zweites Ende der hochohmigen Leitung mit dem Feldeffekttransistor (3) verbindet, aufweist.

6. Hochfrequenz-Oszillationsschaltung (56) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Impedanzumwandlungsschaltung (6) eine hochohmige Leitung (8) mit einem ersten Ende, das mit der Resonanzschaltung (1) verbunden ist; und eine Leitung (10), die ein zweites Ende der hochohmigen Leitung mit dem Feldeffekttransistor (3) verbindet, aufweist.

7. Hochfrequenzmodul (43), das die Hochfrequenz- Oszillationsschaltung (56) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist.

8. Kommunikationsvorrichtung (41), die die Hochfrequenz- Oszillationsschaltung (56) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist.