DE2802461A1

DE2802461A1 - Integrierter mikrowellenoszillator

Info

Publication number: DE2802461A1
Application number: DE19782802461
Authority: DE
Inventors: Yasutoshi Komatsu; Yoshikazu Murakami
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1977-01-21
Filing date: 1978-01-20
Publication date: 1978-07-27
Also published as: US4149127A; NL190038C; DE2802461C2; NL190038B; GB1587683A; CA1101085A; NL7800790A; JPS6047764B2; JPS5390850A

Description

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Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen integrierten Mikrowellenoszillator mit hoher Dichte/ bei dem ein aktives Element mit drei Anschlüssen als Schwingungselement verwendet ist, und insbesondere auf einen integrierten Mikrowellenoszillator mit einfachem Aufbau, der selbst bei jeder Temperaturänderung stabil arbeitet.

Es wurde bereits ein Mikrowellenoszillator vorgeschlagen, der ein negatives Widerstandselement mit: zwei Anschlüssen oder ein aktives Element mit drei Anschlüssen, z.B. einen Gallium-Arsen-Feldeffekttransistor (GaAs-FET) als Schwingungselement hat. Der Aufbau des Oszillators unter Verwendung des GaAs-B¹ETs ist z.B. in ΙΕγ,Ε MtT 23, Nr. 8, Seiten 6b1 bis 6o7 "Design and property of microwave band oscillator using GaAs Schottky gate field effect transistor" vom August 19 75 beschrieben. Die Vorteiledes Oszillators mit einem GaAs-FET sind niedrige Störsignale, ein hoher Wirkungsgrad und eine niedrige Vorspannung im Vergleich zu einem Oszillator mit einer sog."gun¹¹- oder "in-pat"-Diode.

Bei einem Mikrowellenoszillator mit einem aktiven Element mit drei Anschlüssen als Schwingungselement giot es zwei Arten, nämlich einen SerienrückKopplungsoszillator und einen Parallelrückkopplungsoszillator, deren Ersatzschaltbilder in den Fig. Ί und 2 gezeigt sind.

In Fig. 1, die einen Serienrückkopplungsoszillator zeigt, bezeichnet 1 einen GaAs-FKT bzw. ein aktives Element mit drei Anschlüssen als Schwingungselement, 2, 3 und 4 dessen Steuer-, Drain- bzw. Sourceelektrode. 5 bezeichnet einen SerienrückKopplungsjcreis als Mitkopplungskreis, der aus einem induktiven oder kapazitiven Element 6 und 7 besteht. Wenn eines dieser Elemente 6 und 7 induktiv ist, ist das andere Kapazitiv. Die Steuerelektrode 2 ist mit dem einen Ende eines kapazitiven oder induktiven Elements 6 des Mitkopplungskreises 5 verbunden, die

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Sourceelektrode 4 ist in gleicher Weise mit dem einen Ende eines induktiven oder kapazitiven Elements 7 des Mirkopplungskreises 5 und die Dramelektrode 3 ist mit dem einen Ende einer Lastimpedanz 8 verbunden. Die anderen Enden dieser Elemente 6, 7 und 8 sind miteinander verbunden.

In Fig. 2, die einen Parallelrückkopplungskreis zeigt, bezeichnet 1 in gleicher Weise einen GaAs-FET als aktives Element mit drei Anschlüssen, der als Schwingungselement verwendet ist, und 9 einen Parallelrückkopplungskreis als Mitkopplungskreis. Der Parallelrückkopplungskreis ist aus einem induktiven oder kapazitiven Element 10 und 11 gebildet, die so gewählt sind, daß, wenn eines von diesen induktiv, das andere kapazitiv ist. Das induktive oder kapazitive Element 10 ist zwischen die Steuerelektrode

2 und die Sourceelektrode 4 des GaAs-FETs 1 und das kapazitive oder induktive Element 11 ist zwischen die Steuerelektrode 2 und die Drainelektxode 3 geschaltet. Ein Lastadmittanzelement Ί2 ist zwischen die Drainelektrode

3 und die Sourceelektrode des GaAs-FETs 1 geschaltet.

Wenn die Mitkopplungskreise 5 und 9 der Oszillatoren in den Fig. 1 und 2 durcn Verwendung einer Mikrostreifenleitung gebildet werden, können sie als integrierter Mikrowellenoszillator verwendet werden.

Der praktische Aufbau des Serienrückkopplungsoszillators in Fig. 1 wird nun anhand der Fig. 3 beschrieben. In Fig. 3 bezeichnet 13 ein Substrat eines integrierten Mikrowellenkreises, das aus einem Dielektrikum,z.B. aus Al₃O₃, einer leitenden Schicht, die gleichmäßig auf dessen Rückseite gebildet ist, und einer leitenden Schicht eines bestimmten Musters auf der Vorderseite des Dielektrikums besteht. Der GaAs-FET 1 ist auf dem Substrat Ί3 als aktives Schwingungselement mit drei

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Anschlüssen gebildet. Die Gateelextrode 2 des FETs 1 ist mit einer Mikrostreifenleitung 1b verbunden, deren Anschlußende offen ist und die aas Element 6 in Fig. 1 bildet, und die Sourceelektrode 4 des FETs 1 ist mit einer Mikrostreifenleitung 16 verbunden, die das Element 7 bildet und deren Anschlußende kurzgeschlossen ist. Das Anschlußende der Leitung Ί6 ist durch Verbindung mit einer Masseleitung 17 kurzgeschlossen. Die Drainelektrode 13 des FETs 1 ist mit einer Mikrostreifenleitung 18 verbunden, die wiederum über einen durch einen Spalt gebildeten Kondensator 19 zur GleichstromunterdrücJiung mit einem HF-Ausgang 2O verbunden ist.

An dem Substrat 13 sind Hochimpedanz-Leirungen 21 und 22 vorgesehen, deren Anschlujsenden mit der Leitung 15 verbunden] sind, mit der die Steuerelektrode 2 verbunden ist, und eine Mikrostreirenieitung 18, mit der die Drainelektrode? 3 verbunden ist. Positive und negative Gleiriivm spannungen werden den Leitungen 21 und 22 zur Gate- und Draineleiktrode des FETs 1 von außen zugetührt.

Die Leitungen 15 bis I8 der obigen Schaltung können kapazitive oder induktive Elemente entsprechend der Beziehung ihrer Länge zur Wellenlänge einer Mikrowelle sein. Hierzu sind die Längen der Leitungen 15 bis 18 geeignet gewählt.

Da das Ersatzschaltbild aes Serienrückkopplungsoszillators der Fig. 3 das zuvor anhand der Fig. 1 beschriebene ist, wird dessen Arbeitsweise anhand der Fig. 1 erläutert. Nimmt man an, daß die Ausgangsimpedanz, gesehen zum aktiven Element 1, einschließlich des Mitkopplungskreises 5, von beiden Enden der Lastimpedanz 8 aus Z . und die Lastimpedanz 8 ZL ist, wird die Schwingungsfrequenz fo des Oszillators als Frequenz bestimmt:, die die Schwingungsbedingung ei füllt, d.h. die folgende Gleichung (1):

⁺ W ⁼⁰ —⁽¹⁾

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"I !F .<-> — — -λ—„

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in der I (Z . ) und I (Z₁) die imaginären Zatilenanteile von Z und Z darstellen.

Im Falle des Parallelrückkopplungsoszillators, der nicht gezeigt ist, dessen Ersatzschaltbild jedoch Fig. 2 zeigt, wird die Schwinyungsfrequenz f in gleicher Weise als Frequenz bestimmt, die die folgende Gleichung (2; erfüllt:

Wenn die Funktion der linken Seite der Gleichung (1) oder (2) F ist, ist dies eine Funkrion, deren Variable die Winkelfrequenz und alle Scnaltungsparameter sind, die den Oszillator bilden, wie das aktive Element, die passiven Elemente, z.B. die Mikrostreifenleitungen, usw. Die jeweiligen Schaltungsparameter andern sich entsprechend der Änderung der Temperatur T, so daß die Schaltungsparameter eine Funktion der Temperatur T sind. Die Funktion F ist eine Funktion der Winkelfrequenz c<_, und der Temperatur T. Daher kann die Funktion F ausgedrückt werden als F (^j, T). Dabei wira die Schwingungsbedingung durch die folgende Gleichung (3) ausgedrückt:

F (uy, T) = 0 ... (3)

Daher kann die Änderung der Winkelfrequenz co der Schwingungsfrequenz für die Temperatur T oder durch die folgende Gleichung (4) ausgedrückt werden:

Aus der Gleichung (4) ergibt sich, daß, um die Temperaturänderung -rip— ^der Winkelrrequenz ω der Schwingungs frequenz klein zu machen, es genügt/ zu verringert

Äf °

oder —τ zu erhöhen.

Cl '-J

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ORIGINAL INSPECTED

Wie Fig. 3 zeigt, ist ßei dem Dekannten integrierten MikrowellenoszilLator der Rückkopplungskreis dadurch gebildet, daß die Anschlußenden der Leitungen, d.h. der Streifenleitungen, offen oder kurzgeschlossen sind. Da-

, ρ

her ist es nicht möglich, den Wert von -^ in der

Gleichung (4) groß genug zu vänlen, und daher kann die Temperaturänderung ■ der Schwinqungsfrequenz nicht klein genug gemacht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen integrierten Mikrowellenoszillator zu schaffen, der einfach im Aufbau ist, dessen Schwingungsfrequenz jedocn unabhängig von der Temperatüränderung stabil ist.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die in den Ansprüchen 1 und 2 angegebenen Merkmale.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 10 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Figur 1 ein Ersatzschaltbild eines bekannten Serienrückkopplungs-Mikrowellenoszillators mit einem aktiven Halbleiterelement mit drei Anschlüssen,

Figur 2 ein Ersatzschaltbild eines bekannten Parallelrückkopp lungs-Mikrowellenoszillators,

Figur 3 eine Aufsicht, aus der der Aufbau eines bekannten integrierten Mikrowelienoszillators hervorgeht,

Figur 4 eine Aufsicht, aus der der praktische Aufbau eines Beispiels des integrierten Mikrowellenoszillators der Erfindung hervorgeht,

Figur b ein Ersatzschaltbild der Schaltung der Fig. 4,

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ORIGINAL

Figur 6 bis 9 Aufsichten, aus denen der praktische Aufbau weiterer Beispiele der Erfindung hervorgeht, und

Figur IO ein Kennliniendiagramm, aus dem die Stabilität der Schwingungsfrequenz des integrierten Mikrowellenoszillators im Vergleich zum Stand der TechniK hervorgeht.

Anhand aer Fig. 4 und 5 wird nun ein Beispiel des integrierten Mikrowelienoszillators der Erfindung beschrieben.

I'ig. 4 zeigt in Aufsicht den praktischen Aufbau des integriertem Mikrowellenoszillators der Fig. 5, die ein Ersatzschaltbild der Fig. 4 darfstellt, wobei die gleichen Teile wie in den Fig. 1 und 3 mit: den gleichen Bezugsziίfern versehen sind.

In Fig. 4 ist das aktive Element 1 mit drei Anschlüssen ein Schwingungselement, das aus einem GaAs-FET besteht, der HF-Eigenscharten hat, und Mikrostreiferleitungen sind als Leitungen verwendet. 24 bezeichnet einen dielektrischen Resonator, dessen Dielektrizitätskonstante z.B. zu 30 bis 40 gewählt ist und eine zylindrische Form hat. Die Sourceexektrode 4 des FETs 1 ist als zweiter Anschluß mit einer Mikrostreifenleitung 1b verbunden, deren Anschlußende zum Kurzschluß mit einem Massexeiter 17 verbunden ist und die daher ein Impedanzelement (Fig. 5) bildet. Die Steuerelektrode 2 des FETs 1 ist als dessen erster Anschluß mit einer Mikrostreifenleitung 23 verbunden, deren eines Ende mit dem dielextriscnen Resonator 2 4 verbunden und deren anderen Ende offen ist, um ein Impedanzelement 26 (Fig. 5; zu bilden.

Die Drainelektrode 3 des FETs 1 ist als dessen drittel Anschluß mit der Mikrostreifenleitung 18 verbunden, um ein Element 28 als Last (Fig. 5) zu bilden. Die Leitung ist über eine durch* aijierv SPAltj» «abildete Kapazität: 19»

die zur Gleichstromunterdrückung dient, mit einem HF-Ausgang 20 verbunden. Zwischen den Ausgang 20 und die Masseleitung Ί7 ist ein Lastwiderstand (nicht gezeigt) geschaltet, der einen Widerstandswert von z.B. 50 -0_ hat und dem das HF-Ausgangssignal zugeführt wird. Die Impedanzelemente 26, 27, und das L as te leinen t 2 8 bilden den Serienrückjcopplungskreis 5. Wie bei dem bekannten Oszillator in Fig. 3 sind auf dem Substrat 13 Hocnimpedanzleitungen 21 und 22 vorgesenen, über die negative und positive Gleichvorspannungen auf die Steuerelektrode 2 und die Drainelektrode 3 des FETs 1 gegeben werden.

Es wird nun die praktische Lagebeziehung zwischen den Leitungen 16, 18, 23 und dem dielektrischen Resonator beschrieben. Es wird angenommen, daß die Ausbreitungswellenlänge bei einer bestimmten Schwingungsfrequenz \ ist, und die Länge der mit der Steuerelektrode 2 verbundenen Leitung 23 gleich der Ausbreitungswelle \ gewählt ist. Eine Stichleitung 25 zur Einstellung der Frequenz ist vorgesehen, die von dem einen Ende A an der Steuerelektrode 2 um 1/4 \ entfernt ist. Die Leitung 23 ist an der Stelle C, die von der Stelle B um 1/2 \ entfernt ist, mit dem zylindriscnen Resonantor 24 verbunden, dessen Dielektrizitätskonstante zu 30 bis 40 gewählt ist. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Stromverteilung auf der Leitung 23 an dieser Anschlußstelle maximal wird und die Verbindung der Leitung 23 mit dem Resonator 24 möglichst groß ist. Das freie Ende der Leitung 23, das von dem Verbindungspunkt C um 1/4 X entfernt ist, ist offen. Bei einem integrierten Mikrowellenoszillator wird die Ausbreitungswellenlänge \ in Abhängigkeit von der Dielektrizitätskonstante usw. verkürzt

Die Impedanz, gesehen in Richtung des Resonators 24 von der Stelle B auf der Leitung 23 aus, wo die Stichleitung 25 vorgesehen ist, wird eine reine Widerstands-

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ORIGINAL INSFECTED

komponente R bei der Resonanzfrequenz des Resonators ^4. Dieser Wert R wird durch die Größe der Last Q des Resonators und den Kopplungsfaktor bestimmt und ist im Vergleich zu der charakteristischen impedanz Z der Mikrostreifenleitungen hoch, die die übertragungswege der integrierten Mikrowellenschaltung sind. Die Impedanz, gesehen in Richtung des Rückkopplungskreises 5 von der Stelle A aus, die von der Stelle B um 1/4 \ entfernt

1 ist, hat einen Wert, deren Widerstandskomponente -rr— ist und deren Reaxtanzkomponente X₁ durch die Länge der Stichleitung 25 bestimmt wird. Das Ersatzschaltbild des Oszillators der Fig. 4 ergibt sich daher wie in Fig. In dem Ersatzschaltbild der Fig. 5 ist die Steuerelektrode 2 des FETs 1 mit einem Impedanzelement 2b verbunden, das der Impedanz des Resonators 24 entspricht, die Sourceelektrode 4 ist mit dem Impedanzelement 27 verbunden und die Drainelektrode 3 mit dem Element 28 als Last verbunden. Die anderen Enaen der Elemente 26 bis 28 liegen an Masse.

Wenn die Größe der Widerstandskomponente —=— der Impedanz

Z.., gesehen in Richtung des Rückkopplungskreises 5 von der Stelle A aus nicht ausreichend klein ist, wird der Wirkkomponente der Aus gangs impedanz Z bei der bestimmten Schwingungsfrequenz nicht negativ, d.h., die Bedinguny R Ι^ζ _ου4-)<.⁰ i^st nicht erfüllt. Damit kann Kein Oszillator, der bei dieser frequenz schwingt, gebildet werden. Wenn dagegen die Größe der Widerstandskomponente —=r— durch geeignete Wahl der Länge der Stichleitung ausreichend niedrig ist, kann die Reaktanzkomponente X-der Impedanz Z^ so gewänlt werden, daß sie die obige Frequenzbedingung bei der bestimmten Frequenz erfüllt und daher ist es möglich, eine bestimmte Schwingung zu erreichen.

Anhand der Fig. b wird nun ein weiteres Beispiel beschrieben, bei dem die gleichen Teile wie in Fig. 4

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mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind. Bei dem Beispiel der Fig. 6 ist das entgegengesetzte Knde der Leitung 23, mit der aie Steuerelektrode 2 des FETs 1 verbunden ist, als nicht reflektierendes Ende ausgebildet; der übrige Schaltungsaufbau ist im wesentlichen gleich dem der Fig. 4. Bei einer anderen Frequenz als der Resonanzfrequenz des Resonators 24, mit Ausnahme der Resonanzfrequenz der Stichleitung 25, ist die Widerstandskomponente der Impedanz Z , gesehen in Richtung des Rückkopplungskreises 5 von der Stelle A aus, im wesentlichen gleich der charakteristischen Impedanz Z_Q der Leitung 23. Die Wirkkomponente der Lastimpedanz Z_Qut wird daher positiv, d.h. R (^z _out^⁰' ^{und aie} obige Schwingungsbedingung ist daher nicht vollständig erfüllt. Es ist daher möglich, daß der Oszillator nicht

Anhand der Fig. 7 wird nun ein weiteres Beispiel beschrieben, bei dem die Leitung 23 verlängert und dann etwa L-förmig gebogen ist und ein Resonator 24 mit der Leitung 23 an der Stelle C und an der Stelle D gekoppelt ist, die von der Stelle C um —"— X (wobei η eine ganze Zahl ist) entfernt ist. Das freie Ende der Leitung 23 ist offen. Der übrige Schaltungsaufbau ist im wesentlichen gleich dem des obigen Beispiels.

Bei dem wie in Fig. 7 aufgebauten Oszillator kann der Resonator 24 mit der Leitung 23 mit einem hohen Kopplungsfaktor gekoppelt werden und daher kann der Widerstand R, gesehen in Richtung des Resonators 24 von der Stelle B aus, bei der Resonanzfrequenz weitaus größer im Vergleich zu dem der Fig. 4 gemacht werden. Daner Kann die Widerstandskomponente -^- der Impedanz Z₁, gesehen in Richtuny des Rückkoppiungskreises 5 von der Stelle A aus, sehr klein gemdcht werden. Daher wird, selbst wenn kein aktives Element verwendet wird, das insbesondere hinsichtlich der

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HF-Kennlinie günstiger ist, die effeKtive Komponente der ausgangsimpedanz ^z _out/ gesehen in Richtung des aktiven Elements 1 von der Drainelektrode 3 aus, einschließlich des Serienresonanzkreises b, negativ bzw. κ (^z _outX ist erfüllt und daher Kann die Ausgangsschwingungsbedingung erfüllt werden.

Fig. 8 zeigt ein weiteres Beispiel, bei dem das freie Ende der Leitung 23 in Fig. 7 als nicht rerlektierendes Ende 29 ausgebildet ist; aer übrige Schaltungsautbau ist im wesentlichen gleich dem der Fig. 7. Bei dem Beispiel der Fig. 8 kann eine parasitäre Schwingung des Oszillators unterdrückt werden.

Bei den obigen Beispielen ist die Erfindung auf den Serienrückkopplungsoszillator angewandt, es ist jedoch auch möglich, sie auf den ParallelrücKkopplungsoszillator anzuwenden, sie ihn Fig. 9 zeigt, m Fig. 9 ist die Steuerelektrode 2 des FETs 1 mit der Leitung 23 verbunden, die die gleiche Lange wie die Ausbreitungslänge X bei der Mikrowellenschwingungsfrequenz hat, und die Leitung 23 ist mit dem Resonator 2 4 an der Stelle C gekoppelt, die von der Stelle A der Steuerelektrode 2 durch 3/4 X entternt ist. Die Sourceelektrode 4 des FETs 1 ist mit an ihrem unteren Teil direkt mit einer Masseleitung 17 verbunden. Eine Mikrostreifenleitung 32 erstreckt sich rechtwinklig von der Leitung 23 an der Stelle B aus, die von der Stelle A der Steuerelektrode 2 um 1/4 \ entfernt und an einer Stelle rechtwinklig gebogen ist, die von der Leitung 2ό um 1/2 \ entfernt ist. Eine Mikrostreitenleitung 33 geht rechtwinklig von der Leitung 18 an einer Stelle aus, die von dem unteren Teil der Drainelektrode 3 um 1/4 \ entfernt ist und rechtwinklig zum freien Ende des umgebogenen Teils der Leitung 32 hin rechtwinklig gebogen ist. Zwischen den gegenüberliegenden Enden der Leitungen 32 und 33 ist

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Spalt 34 gebildet. Auf diese Weise wird ein zweiter RücKkopplungskreis 9 gebildet. Bei dem Beispiel der Fig. 9 sind ähnlich den obigen Beispielen auf dem Substrat 13 Hochimpedanzleitungen 2 ι und 22 vorgesehen, durch die negative und positive GleichVorspannungen auf die Steuerelektrode 2 und die Drainelejctrode 3 des FETs 1 gegeben werden.

Das Ersatzschaltbild des Beispiels in Fig. 9 ist ähnlich dem in Fig. 2. Bei dem Beispiel der Fig. 9 bilden die Leitung 23 und der mit dieser verbundene Resonator ü4 ein Impedanzelement 10, und die Leitungen 32, 33 und die zwischen diesen gebildete Kapazität 34 bilden ein weiteres Impeaanzelement 11. Die Leitung 18 bildet ein Impedanzelement 12.

Anhand der Fig. 10 wird nun die Wirkung der Stabilisierung der Schwingungsfrequenz des Mikrowellenoszillators erläutert. Fig. 10 ist ein Diagramm, das den Fall des bekannten Oszillators in Fig. 3 ohne Schwingungsfrequenz-Stabilisierungseinrichtung und den Fall des Oszillators mit dem dielektrischen Resonator zur stabilisierung der Schwingungsfrequenz zeigt. Die Steilheit gm des FETs 1 ist als Parameter gewählt, die sich in Abhängigkeit von der Temperatur ändert, und die Temperaturänderunyen der Schwingungsfrequenzen der obigen Oszillatoren sind für den Fall gezeigt, daß sich die Steilheit gm des FETs 1 von ihrem Mittelwert aus um 10 % ändert. Im Diagramm der Fig. 10 stellt die Abszisse die Änderungsgröße Agm/gmo der Steilheit gm und die Orainate die Abweichung Λί'/f der Schwingungsfrequenz tür die Nennschwingungsfrequenz von 11 GHz dar. Im Diagramm der Fig. 10 stellt die durchgehende Linie 30 die Frequenzschwankung des bekannten Oszillators der Fig. 3 dar, während die strichpunktierte Linie 31 die Frequenzschwankung des Oszillators der ü'ig. 8 darstellt. Aus dem Diagramm der Fig. 10 ist ersichtlich, daß die Frequenzschwankung bei einer Tempera-

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turänderung gegenüber dem Stand der Technik um etwa 5,7 % verbessert ist.

Bei den Beispielen der Fig. 4 und 6 bis 8 ist die Stichleitung 25 für die Nennschwingungsfrequenz zur Erfüllung der Schwingungsbedingung vorgesehen. Es ist jedoch möglich, daß, wenn nur die Kopplung der Leitung i2 mit dem Resonantor 24 ausreichend hoch gewählt wird, die Leitung 25 durch geeignete Einstellung der Länge zwischen den Stellen A und B bei glexcher Wirkung weggelassen werden kann. Daoei ist die Widerstandskomponente der Impedanz Z₁, gesehen von der Stelle A in Richtung des Rückkopplunyskreises 5, nicht so groß. Wenn die Leituny 25 weggelassen wira und das freie Ende der Leitung 23 als nicht reflektierendes Ende 29 ausgebildet wird, wird durch die Stichleitung keine Resonanzfrequenz verursacht und es ist daher nicht möglich, daß irgendeine Störschwingung bei einer anderen Frequenz als der Resonanzfrequenz des Resonators 24 auftritt.

Bei dem integrierten Mikrowellenoszillator der Erfindung sind die Streifenleitungen, die den ersten RücKkopplungskreis bilden, mit dem ersten, zweiten und dritten Anschluß des aktiven Schwingungselements verbunden, und eine Streifenleitung, aie nicht als Ausgang verwendet ist, ist an einer bestimmten Stelle mit dem Resonator ver bunden, so daß durch Kopplung eines Teils der Streifenleitungen, die den Rückkopplungskreis bilden, mit dem Resonator, der bei der Nennfrequenz in Resonanz ist, die Reaktanzkomponente des Rückkopplungskreises der Schwingungsfrequenz sehr nahegebracht werden kann und die Schwingungsfrequenz bei einer Temperaturänderung

^F

durch Einstelluny des Faktors -?r— in aer Gleichung (4) erheblich stabilisiert werden.

Wenn der Resonator so ausgebildet ist, daß der Temperaturkoeffizient Null wird bzw. die Temperaturkenn-

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linie des Oszillators ausgeglichen wird, kann die Schwingungsfrequenz weiter stabilisiert werden.

Selbst wenn die Streifenleitungen mit dem ersten und dritten Anschluß des aktiven Schwingungselements verbunden sind, die Streifenleitung, die den Rückkopplungs-Kreis zusammen mit diesen Streifenleitungen bildet, zwischen den ersten und dritten Anschluß geschaltet ist, und eine dieser Streitenleitungen, die nicht als Ausgang verwendet ist, an einer bestimmten Stelle mit dem Resonator verbunden ist, kann die Reaktanzkomponente des Rückkopplungskreises in der Nähe der Schwingungsfrequenz erheblich geändert und damit die Schwingungsfrequenz in ähnlicher Weise stabilisiert werden.

Bei den Beispielen der Fig. 6 und 8 ist ein nicht reflektierendes Ende 29 an dem Substrat 13 gebildet, jedoch ist dies nicht stets notwendig, sondern es kann als koaxiales nicht reflektierendes Ende außerhalb des Sudstrats 13 ausgebildet sein, wobei die gleiche Frequenzstabilisierung erreicht wird.

Außerdem ist es selbstverständlich nicht notwendig, den dielektrischen Resonator 24 bei den obigen Beispielen zylindrisch auszubilden, sondern er kann bei gleicher Wirkung auch die Form eines Rechtecks haben.

Bei den obigen Beispielen ist der Resonator 24 mit der streifenleitung 23 verbunden, die mit der Steuerelektrode 2 des FE'i's 1 verbunden ist, es ist jedoch selbstverständlich möglich, bei gleicher Wirkung den Resonator 24 mit der Streifenleitung 16 zu verbinden, die mit der Sourceelektrode 4 des FETs 1 verbunden ist.

Die Fig. i, 6 bis 8 zeigen einen berienrückkopplungsoszillator und Fig. 9 zeigt einen Parallelrückkopplungs-

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oszillator, die beide zusammen mir der gleicnen Wirkung zur Frequenzstabilisierung bei einer Temperaturänderung verwendet werden können.

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L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche

j Integriertex MiKrowellenoszillator, gekennzeichnet durch ein aktives Schwingungselement mit einem ersten, zweiten und dritten Anschluß, Mikrostreifenleitungen, die mit diesen Anschlüssen verbunden sind und einen Rückkopplungskreis bilden, und einen dielektrischen Resonator, der an einer bestimmten Stelle mit einer der Leitungen gekoppelt ist, die nicht als Ausgang verwendet ist.
2. Integrierter Mikrowellenoszillator, gekennzeichnet durch ein aktives Schwingungselement mit einem ersten, zweiten und dritten Anschxuß, Mikrostreifenleitungen, die mit diesen Anschlüssen verbunden sind, eine Mikrostreifenleitung, die zur Bildung eines Rückkopplungskreises mit den zuvor genannten Leitungen zwischen den ersten und dritten Anschluß geschaltet sind, und einen dielektrischen Resonator, der an einer bestimmten stelle mit einer der Leitungen gekoppelt ist, die nicht als Ausgang verwendet ist.

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