DE60120035T2

DE60120035T2 - Spannungsgesteuerter Mikrowellenoszillator

Info

Publication number: DE60120035T2
Application number: DE60120035T
Authority: DE
Inventors: Fujitsu Quantum Devices Limited Tsuneo Nakakoma-gun Tokumitsu; Fujitsu Quantum Devices Limited Osamu Nakakoma-gun Baba
Original assignee: Sumitomo Electric Device Innovations Inc
Current assignee: Sumitomo Electric Device Innovations Inc
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2001-03-01
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2021-03-02
Also published as: EP1150421A2; JP2001284962A; EP1150421A3; TW483259B; US6600381B2; US20010026195A1; JP3723404B2; DE60120035D1; EP1150421B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen einen mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillator, wie er zum Beispiel in einem Kraftfahrzeug-Radar verwendet werden kann, der eine Schmalbandmodulation ausführt. Im besonderen betrifft diese Erfindung einen mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillator, bei dem die Frequenzmodulationslinearität verbessert wird.
Zunächst wird ein bekannter mikrowellenspannungsgesteuerter Oszillator beschrieben. 1 ist ein Diagramm, das eine prinzipielle Konfiguration eines typischen mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillators zeigt. Bezugszeichen 61 bezeichnet ein Negativwiderstandselement (Schaltung), 62 bezeichnet eine Resonatorschaltung, und 63 bezeichnet eine Diode mit variabler Kapazität. Dieser mikrowellenspannungsgesteuerte Oszillator ist eine wohlbekannte Kombination aus einer Diode mit variabler Kapazität und einem Negativwiderstand.
Hierbei wird angenommen, daß die Impedanz der Resonatorschaltung 62, die links von der Bezugslinie A-A' angeordnet ist, Z_R ist und daß die Impedanz des Negativwiderstandselementes 61, das rechts von der Bezugslinie A-A' angeordnet ist, Z_N ist. Unter Berücksichtigung dieser Annahme oszilliert der mikrowellenspannungsgesteuerte Oszillator stabil, wenn die folgende Gleichung (1) zutrifft. Das heißt: Re{ZR + ZN} < 0 Im{ZR + ZN} = 0 d{ZR + ZN}/dω > 0 ...(1)wobei ω die Winkelfrequenz darstellt.
Ferner wird angenommen, daß die Impedanz der Diode mit variabler Kapazität 63 (Kapazität C_V), die links von der Bezugslinie B-B' angeordnet ist, 1/jωC_V ist und daß die Impedanz der Resonatorschaltung 62, die rechts von der Bezugslinie angeordnet ist, R_T + jωL_T ist. Unter Berücksichtigung dieser Annahme kann die Oszillationsfrequenz f_OSC des Oszillators durch die folgende Gleichung (2) dargestellt werden: fOSC = 1/[2π(LTCV)1/2] ...(2)
Wenn der variable Bereich der Frequenz sehr schmal ist und L_T in dem gesamten variablen Frequenzbereich als konstant angesehen werden kann, kann eine Oszillationsfrequenz proportional zu der Steuerspannung erhalten werden, falls die Kapazität C_V zum Quadrat der Steuerspannung umgekehrt proportional ist.
Eine Diode mit variabler Kapazität, die eine Kapazität C_V hat, die zum Quadrat der Steuerspannung umgekehrt proportional ist, ist jedoch nicht im Handel erhältlich. Weiterhin ist es auch schwierig, eine Spezialdiode zu erhalten, die bei einer Frequenz arbeiten kann, die wenigstens der Mikrowellenfrequenz äquivalent ist, selbst wenn es sie gäbe. Unter der Bedingung, daß L_T konstant ist, ist deshalb kein linearer spannungsgesteuerter Oszillator, wie er oben beschrieben ist, implementiert worden.
2 ist ein Diagramm, das eine Schaltungskonfiguration des bekannten mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillators zeigt. 64 bezeichnet die oben beschriebene gekürzte Viertelwellenlängenleitung als Nebenschluß-Stichleitung mit hoher Impedanz. Die Impedanz der Viertelwellenlängenleitung wird bei einer Oszillationsfrequenz unendlich, und sie beeinflußt die Oszillationsoperation bei den Mikrowellenfrequenzen nicht. Deshalb bestimmt die Spannungs-Kapazitäts- Charakteristik der Diode mit variabler Kapazität die Linearität der Frequenzmodulation.
3 ist ein Diagramm, das eine Charakteristik der variablen Frequenz und die Frequenzmodulationslinearität (Angabe in %) des bekannten mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillators von 2 zeigt. Speziell zeigt 3A die Oszillationsfrequenz-Steuerspannungs-Charakteristik, und 3B zeigt die Linearität der Frequenzmodulation.
Die Linearität (d. h. der Linearitätsindex) der Frequenzmodulation wird durch die Oszillationsfrequenz-Steuerspannungs-Charakteristik von 3A definiert. Wenn zum Beispiel angenommen wird, daß eine maximale Abweichung zwischen einer geraden Linie, die beide Enden einer Frequenzmodulationsbreite W koppelt, und den dargestellten Frequenzen ΔW ist, kann der Linearitätsindex ausgedrückt werden durch 100 × ΔW/W (%). Der Linearitätsindex beträgt wenigstens 20 %, wie in 3B gezeigt.
Dies hat keinen Einfluß auf Oszillatoren mit feststehender Frequenz zur Kommunikation. In Vorrichtungen zum Senden und Empfangen eines frequenzmodulierten Signals und Messen eines Abstandes zwischen Autos, wie etwa bei einem Kollisionsverhinderungsradar, kann der Linearitätsindex die Präzision von Meßresultaten jedoch erheblich mindern. Mit anderen Worten: auch in dem Fall, wenn versucht wird, die Präzision unter Verwendung irgendeines externen Frequenzlinearisierers wie etwa unter Verwendung eines ROM zu verbessern, kann der Linearitätsindex nicht genügend gedrückt werden. Bei einem Kollisionsverhinderungsradar ist jedoch die Frequenzmodulationsbreite unbedeutend, im Vergleich zu der Oszillationsfrequenz, und es kann mit einer nahezu feststehenden Frequenz gerechnet werden.
Unter Bezugnahme auf ein konkretes Beispiel wird nun ein bekannter linearer mikrowellenspannungsgesteuerter Oszillator eingehend beschrieben. 4 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillators (Hochfrequenzvorrichtung) zeigt, der in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 8-288715 offenbart ist. In 4 bezeichnet 31 eine Resonatorschaltung, bezeichnet 32 eine Kapazität (die durch einen Kondensator realisiert wird) und bezeichnet 33 eine Negativwiderstandsschaltung (die durch eine Verstärkerschaltung realisiert wird).
Weiterhin bezeichnet in der Resonatorschaltung 31 47 eine Hauptresonanzleitung, 48 eine Gleichstrom-Trennkapazität und 49 eine Diode mit variabler Kapazität, die eine Kapazität hat, die zum Quadrat der Spannung umgekehrt proportional ist. 52 bezeichnet eine Reihenverbindung aus einer Streifenleitung 50 zum Korrigieren der Quadratcharakteristik der Diode mit variabler Kapazität 49, um eine lineare Charakteristik zu erhalten, und einem Kondensator 51. 53 bezeichnet eine Streifenleitung zum weiteren Verbessern des Korrektureffektes der Streifenleitung 50. 54 bezeichnet einen Anschluß, und 55 bezeichnet einen Kondensator. In der Negativwiderstandsschaltung 33 bezeichnet 34 einen Transistor, bezeichnen 35, 36, 37 und 38 Widerstände, bezeichnen 39, 40, 41, 42 und 43 Kondensatoren, bezeichnet 44 eine Spule und bezeichnen 45 und 46 Anschlüsse.
Wenn in diesem mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillator zum Beispiel eine Streifenleitung als verteilte Übertragungsleitung in der Resonatorschaltung 31 verwendet wird und der Bereich der variablen Frequenz breit ist, ändert sich L_T linear mit der Frequenz. Auch wenn die Kapazität C_V zum Quadrat der Spannung umgekehrt proportional ist, ist die Oszillationsfrequenz zu der Steuerspannung nicht proportional. Deshalb wird eine Korrekturschaltung (die der Streifenleitung 50 und der Streifenleitung 53 entspricht) eingebaut, so daß sich die Kapazität der Diode mit variabler Kapazität 49 linear mit der angewendeten Spannung verändert. Ferner sind die Längen der Streifenleitungen 50 und 53 als 1/10 Wellenlänge bis 1/20 Wellenlänge bzw. 3/16 Wellenlänge bis 5/16 Wellenlänge definiert, um die Oszillationsfrequenz in einem breiten Frequenzband zu modulieren.
Nun folgt eine Erläuterung zur Streifenleitung 50. Falls die Streifenleitung 50 nicht vorgesehen ist, bewirkt schon eine geringfügige Veränderung der Spannung eine abrupte Veränderung der oben beschriebenen variablen Kapazität, wenn die Steuerspannung niedrig ist, woraus eine abrupte Änderung der Oszillationsfrequenz resultiert. Wenn die Steuerspannung hoch ist, ändert sich die Oszillationsfrequenz sanft, wenn sich die Spannung verändert.
Wenn jedoch die Streifenleitung 50 vorgesehen ist, verändert die Streifenleitung 50 die Impedanz abrupt, und demzufolge verändert sich die Oszillationsfrequenz graduell. Im Einklang damit ändert sich die Oszillationsfrequenz linear, wenn die Steuerspannung zunimmt. Um dem Wortlaut "verändert die Streifenleitung 50 die Impedanz abrupt, und demzufolge" zu genügen, ist es wichtig, daß die Impedanz der Korrekturschaltung eine große Veränderung bei verschiedenen Frequenzen aufweist. Zum Herbeiführen einer großen Impedanzveränderung bezüglich einer Frequenz ist hier speziell die Reihenverbindung 52 mit der Diode mit variabler Kapazität 49 parallel verbunden.
In dem bekannten mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillator ist die Korrekturschaltung (die Streifenleitung 50 und die Streifenleitung 53) somit so eingebaut, daß sich die Kapazität der Schaltung mit variabler Kapazität mit der Diode 49 linear mit der angewendeten Spannung verändern kann. Des weiteren wird durch das Bestimmen der Längen der Streifenleitungen 50 und 53, um in dem Bereich zwischen 1/10 Wellenlänge und 1/20 Wellenlänge bzw. 3/16 Wellenlänge und 5/16 Wellenlänge zu liegen, die Oszillationsfrequenz in einem breiten Frequenzband linear moduliert.
Bei einem Kollisionsverhinderungsradar erfolgt jedoch eine Frequenzmodulation von ungefähr 50 MHz zum Beispiel in einem 38-GHz-Band, wird eine frequenzmodulierte Welle eines 76-GHz-Bandes, das durch Frequenzvervielfachung desselben mit einem Faktor von zwei erhalten wird, gesendet und empfangen und wird ein Abstand zwischen dem Radar und dem Ziel gemessen. In diesem Fall verschwindet eine große Differenz von einer feststehenden Frequenz. Deshalb existiert keine Frequenzveränderungsbreite zum abrupten Verändern der Impedanz. Speziell ist das Problem vorhanden, daß das Frequenzband sehr schmal wird bei der spezifischen Bandbreite, die ungefähr 0,3 % äquivalent ist, und die Funktion der oben beschriebenen Korrekturschaltung kann nicht verwendet werden.
Darüber hinaus ist in dem bekannten mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillator, in dem ein Korrekturwert C_M der Kapazität C_V der Diode mit variabler Kapazität bei Betrieb dicht an der oben beschriebenen feststehenden Frequenz linear mit der Spannung verändert wird, L_T ein nahezu feststehender Wert, wie aus der Gleichung (2) ersichtlich ist (C_V in der Gleichung (2) wird durch C_M ersetzt). Da L_T ein nahezu feststehender Wert ist, wird solch eine Charakteristik der variablen Frequenz erhalten, daß die Oszillationsfrequenz f_OSC zu der Quadratwurzel (zu der Potenz –1/2) der Spannung umgekehrt proportional wird. In diesem Fall beträgt der Modulationslinearitätswert wenigstens 20 %. (Bei der Veränderungsrate einer Modulationsempfindlichkeit bei einer konstanten Modulationsbreite nähert sich die Abhängigkeit der Oszillationsfrequenz von der Spannung einer geraden Linie, wenn sich der Modulationslinearitätswert 0 % nähert.) Dies führt zu dem Problem, daß der bekannte mikrowellenspannungsgesteuerte Oszillator für den Einsatz in einem Kollisionsverhinderungsradar ungeeignet wird.
US 5,929,712 offenbart einen Phasenregelkreis mit einem spannungsgesteuerten Oszillator, einem Frequenzteiler zur Frequenzteilung einer Ausgabe von dem spannungsgesteuerten Oszillator, einem Phasenkomparator zum Vergleichen einer Ausgabe von dem Frequenzteiler mit einer Phase eines Referenzsignals und einer Steuerschaltung zum Steuern der Oszillatorfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators auf der Basis einer Ausgabe von dem Phasenkomparator. Der spannungsgesteuerte Oszillator und der Frequenzteiler sind innerhalb eines einzelnen Chips mit integrierter Schaltung gebildet, und der Eingangsanschluß des Frequenzteilers ist mit einer kurzen Stichleitung mit offenem Ende verbunden, die mit dem spannungsgesteuerten Oszillator verbunden ist. Die kurze Stichleitung hat eine Länge von 1/4 einer Wellenlänge.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sehen einen mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillator vor, der auf ein Kollisionsverhinderungsradar angewendet werden kann, indem der Modulationslinearitätswert im Vergleich zu der bekannten Technik verbessert wird.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein mikrowellenspannungsgesteuerter Oszillator vorgesehen, mit einer Negativwiderstandsschaltung mit einem Eingangsanschluß und einem Ausgangsanschluß; einem streifenförmigen Resonator mit einem ersten Anschluß und einem zweiten Anschluß, welcher erste Anschluß des streifenförmigen Resonators mit dem Eingangsanschluß der Negativwiderstandsschaltung verbunden ist; einem ersten Kondensator mit einem ersten Anschluß und einem zweiten Anschluß, welcher erste Anschluß des ersten Kondensators mit dem zweiten Anschluß des streifenförmigen Resonators verbunden ist; einer Diode mit variabler Kapazität, die eine Anode und eine Kathode hat, welche Anode der Diode mit variabler Kapazität mit dem zweiten Anschluß des ersten Kondensators verbunden ist und welche Kathode der Diode mit variabler Kapazität geerdet ist; einer streifenförmigen Leitung mit einem ersten Anschluß und einem zweiten Anschluß, welche streifenförmige Leitung eine Länge in dem Bereich zwischen 1/4 Wellenlänge und 1/14 Wellenlänge hat, wobei der erste Anschluß der streifenförmigen Leitung mit der Anode der Diode mit variabler Kapazität verbunden ist und der zweite Anschluß der streifenförmigen Leitung mit einem weiteren Anschluß verbunden ist, wodurch der Diode mit variabler Kapazität eine Steuerspannung zugeführt wird; und einem zweiten Kondensator mit einem ersten Anschluß und einem zweiten Anschluß, welcher erste Anschluß des zweiten Kondensators mit dem zweiten Anschluß der streifenförmigen Leitung verbunden ist und welcher zweite Anschluß des zweiten Kondensators geerdet ist, bei dem die Länge der streifenförmigen Leitung kürzer als 1/4 Wellenlänge ist und gemäß einer Spannungs-Kapazitäts-Charakteristik der Diode mit variabler Kapazität bestimmt wird, um die Linearität der Frequenzmodulation des Oszillators zu verbessern.
Durch solch eine Konfiguration und dadurch, daß die Leitungslänge der streifenförmigen Leitung in dem Bereich zwischen 1/4 Wellenlänge und 1/14 Wellenlänge liegt, aber kürzer als 1/4 Wellenlänge ist, kann die Linearität der Frequenzmodulation im Vergleich dazu, wenn die Frequenzsteuerung beispielsweise nur unter Verwendung einer Diode erfolgt, beträchtlich verbessert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein mikrowellenspannungsgesteuerter Oszillator vorgesehen, mit einer Negativwiderstandsschaltung mit einem Eingangsanschluß und einem Ausgangsanschluß; einem streifenförmigen Resonator mit einem ersten Anschluß und einem zweiten Anschluß, welcher erste Anschluß des streifenförmigen Resonators mit dem Eingangsanschluß der Negativwiderstandsschaltung verbunden ist; einem ersten Kondensator mit einem ersten Anschluß und einem zweiten Anschluß, welcher erste Anschluß des ersten Kondensators mit dem zweiten Anschluß des streifenförmigen Resonators verbunden ist; einer Diode mit variabler Kapazität, die eine Anode und eine Kathode hat, welche Anode der Diode mit variabler Kapazität mit dem zweiten Anschluß des ersten Kondensators verbunden ist und welche Kathode der Diode mit variabler Kapazität geerdet ist; einer streifenförmigen Leitung mit einem ersten Anschluß und einem zweiten Anschluß, welcher erste Anschluß der streifenförmigen Leitung mit der Anode der Diode mit variabler Kapazität verbunden ist und welcher zweite Anschluß der streifenförmigen Leitung mit einem weiteren Anschluß verbunden ist, wodurch der Diode mit variabler Kapazität eine Steuerspannung zugeführt wird; und einem zweiten Kondensator mit einem ersten Anschluß und einem zweiten Anschluß, welcher erste Anschluß des zweiten Kondensators mit dem zweiten Anschluß der streifenförmigen Leitung verbunden ist und welcher zweite Anschluß des zweiten Kondensators geerdet ist, bei dem die Länge der streifenförmigen Leitung auf 1/4 Wellenlänge festgelegt ist und die streifenförmige Leitung mit Erde an einem dritten Anschluß an einer vorbestimmten Position in Abhängigkeit von einer Spannungs-Kapazitäts-Charakteristik der Diode mit variabler Kapazität bei Gebrauch verbunden ist, und dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Kondensator mit einem ersten und einem zweiten Anschluß vorgesehen ist, welcher erste Anschluß des dritten Kondensators mit dem dritten Anschluß der streifenförmigen Leitung verbunden ist und welcher zweite Anschluß des dritten Kondensators geerdet ist.
Ferner wird unter Ausnutzung dessen, daß die effektive negative Admittanz, die von der streifenförmigen Leitung erhalten wird, mit der Diode mit variabler Kapazität verbunden ist, die Länge der streifenförmigen Leitung so festgelegt, daß die Summe aus der Kapazität der Diode mit variabler Kapazität und der Admittanz zu der Steuerspannung umgekehrt proportional wird. Durch diese Festlegung kann der herkömmliche Linearitätsindex beträchtlich verbessert werden. Da weiterhin die beträchtliche Verbesserung des Linearitätsindex die Anwendung des Linearisierers erleichtern kann, kann ein Oszillator für ein Kollisionsverhinderungsradar effektiv implementiert werden.
Ferner wird unter Ausnutzung dessen, daß die negative Admittanz, die äquivalent von der streifenförmigen Leitung erhalten wird, mit der Diode mit variabler Kapazität verbunden ist, die Länge der streifenförmigen Leitung so festge legt, daß die Summe aus der Kapazität der Diode mit variabler Kapazität und der Admittanz zu der k-ten Potenz der Steuerspannung umgekehrt proportional wird, wobei 1/2 ≤ k ≤ 2 ist. Im Vergleich zu einem mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillator unter Verwendung einer Diode mit variabler Kapazität, die zu der Quadratwurzel (Potenz: ein Halb) der Steuerspannung umgekehrt proportional ist, kann deshalb eine Leitung mit der doppelten Länge verwendet werden. Ferner ist es möglich, eine Verringerung der Konstruktionseffektivität und der Reproduzierbarkeit zu verhindern, die daraus resultiert, daß die Leitungslänge der streifenförmigen Leitung zu kurz wird.
Die Länge der streifenförmigen Leitung wird auf 1/4 der Wellenlänge begrenzt, und die streifenförmige Leitung ist bei Gebrauch mit Erde an einer vorbestimmten Position verbunden, die von einer Charakteristik der Diode mit variabler Kapazität abhängt. Durch das Festlegen der Leitungslänge der streifenförmigen Leitung auf 1/4 Wellenlänge und das Verbinden der streifenförmigen Leitung mit Erde an einer beliebigen Position kann deshalb eine Feineinstellung ausgeführt werden, um eine Streuung der C_V-Charakteristik der Diode mit variabler Kapazität zu absorbieren, ohne dem Typ der Diode mit variabler Kapazität irgendeine Beschränkung aufzuerlegen. Als Resultat kann die Linearität der Frequenzmodulation noch beträchtlicher verbessert werden.
Weiterhin wird eine Schottky-Diode oder eine FET-Diode als Diode mit variabler Kapazität verwendet. Wenn die Schottky-Diode oder die FET-Diode verwendet wird, kann die Linearität der Frequenzmodulation im Vergleich zu der herkömmlichen Technik auch beträchtlich verbessert werden.
Nur beispielhaft wird nun Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genommen, in denen:
1 ein Diagramm ist, das eine prinzipielle Konfiguration eines typischen mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillators zeigt;
2 ein Diagramm ist, das eine Schaltungskonfiguration eines bekannten mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillators zeigt;
3A und 3B Diagramme sind, die eine variable Frequenzcharakteristik und die Linearität der Frequenzmodulation des bekannten mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillators von 2 zeigen;
4 ein Diagramm ist, das eine Konfiguration eines mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillators zeigt, der in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 8-288715 offenbart ist;
5 ein Diagramm ist, das eine Konfiguration einer ersten Ausführungsform eines mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillators gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ein Diagramm ist, das eine Kapazitäts-Spannungs-Charakteristik in dem Fall zeigt, wenn eine streifenförmige Leitung mit einer Länge zwischen 1/4 Wellenlänge und 1/14 Wellenlänge mit einer Diode mit variabler Kapazität parallel verbunden ist;
7 ein Diagramm ist, das die Charakteristik einer zweiten Ausführungsform des mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillators gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 ein Diagramm ist, das die Charakteristik einer zweiten Ausführungsform des mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillators gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ein Diagramm ist, das eine Linearität der Frequenzmodulation eines mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillators gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 ein Diagramm ist, das die Charakteristik einer dritten Ausführungsform des mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillators gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
11 ein Diagramm ist, das eine Konfiguration einer vierten Ausführungsform des mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillators gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Bevorzugte Ausführungsformen eines mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillators gemäß der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eingehend beschrieben. Die vorliegende Erfindung wird durch diese Ausführungsformen nicht begrenzt.
5 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer ersten Ausführungsform eines mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillators zeigt. In 5 bezeichnet 1 einen streifenförmigen Resonator, bezeichnet 2 eine Diode mit variabler Kapazität, bezeichnet 3 eine streifenförmige Leitung, bezeichnen 1' und 4 Kapazitäten (die mit Kondensatoren realisiert werden), bezeichnet 5 eine Negativwiderstandsschaltung, bezeichnet 6 einen Ausgangsanschluß und bezeichnet 11 einen Spannungsanwendungsanschluß der Diode mit variabler Kapazität 2.
In diesem mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillator ist die Negativwiderstandsschaltung 5 mit einem ersten Anschluß des streifenförmigen Resonators 1 verbunden, und die Anode der Diode mit variabler Kapazität 2 ist über die Kapazität 1' mit einem zweiten Anschluß des streifenförmigen Resonators 1 verbunden. Die Kathode der Diode mit variabler Kapazität ist mit Erde verbunden, und das erste Ende der streifenförmigen Leitung mit hoher Impedanz 3 ist mit der Anode der Diode mit variabler Kapazität 2 verbunden. Das zweite Ende der streifenförmigen Leitung 3 ist über die Kapazität 4, die bei der Oszillationsfrequenz eine ausreichend niedrige Impedanz hat, mit Erde verbunden. Ferner ist die Länge der streifenförmigen Leitung 3 auf einen Wert festgelegt, der kleiner als ein Viertel einer Wellenlänge ist.
Die Diode mit variabler Kapazität 2 und die streifenförmige Leitung 3 sind somit parallel und mit Erde verbunden. Äquivalent ist deshalb die negative Admittanz von –1/(ω₀Ztanβl), die von der streifenförmigen Leitung 3 (die eine Länge l hat) erhalten wird, mit der Diode mit variabler Kapazität 2 verbunden. Die feststehende Oszillationswinkelfrequenz ist wo, die charakteristische Impedanz der streifenförmigen Leitung 3 ist Z, und die Phasenkonstante ist β.
Deshalb kann die Kapazität C_T(V), die über die Kapazität 1' mit dem streifenförmigen Resonator 1 verbunden ist, durch die Gleichung (3) dargestellt werden: CT = CV – (1/ω0Ztanβl) ...(3)
Diese Gleichung zeigt, daß eine Kurve von spannungsvariabler Kapazität C_V (vertikale Achse) und Spannung (horizontale Achse), die später beschrieben ist, um einen Betrag ΔC nach unten verschoben wird.
Ferner kann typischerweise die Kapazität C_V(V) der Diode mit variabler Kapazität 2 durch die folgende Gleichung (4) dargestellt werden: CV = a/(1 – V)K ...(4)wobei K eine positive Konstante ist und "a" eine Konstante ist.
Deshalb wird der Fall, wenn die Kapazität C_V verschoben wird, auf der Basis der oben beschriebenen Gleichung dem Fall äquivalent, bei dem der Wert der Konstante K im wesentlichen bei allen Spannungen groß gemacht wird. Unter Verwendung dieses Effektes macht die streifenförmige Leitung 3 die Kapazität C_T zu dem Quadrat der Steuerspannung ungefähr umgekehrt proportional. In dem Fall, wenn die Frequenzmodulation in einem schmalen Frequenzband ausgeführt wird, kann die Winkelfrequenz wo konstant gemacht werden. Da die Verschiebung eines feststehenden Wertes ferner bei allen Modulationsfrequenzen auftritt, ist keine Frequenzkorrektur erforderlich.
Die Charakteristiken der Schaltung, wenn die Länge der streifenförmigen Leitung 3 zum Beispiel auf den Bereich zwischen 1/4 Wellenlänge und 1/14 Wellenlänge festgelegt wird, werden nun diskutiert. Wenn die Wellenlänge zum Beispiel 1/4 ist, folgt daraus, daß ΔC = 0 ist und die oben beschriebene Verschiebung nicht auftritt. Deshalb kann dieser Fall angewendet werden, wo die C_V-Charakteristik der Diode mit variabler Kapazität 2 zum Quadrat der Steuerspannung V umgekehrt proportional ist. Wie zuvor angegeben, ist jedoch eine Diode mit variabler Kapazität mit solch einer Charakteristik im Handel nicht erhältlich. Wenn andererseits die Länge der streifenförmigen Leitung 3 kürzer als 1/4 Wellenlänge ist, tritt die oben beschriebene Verschiebung auf. Deshalb kann der Fall, wenn die Länge der streifenförmigen Leitung 3 kürzer als 1/4 Wellenlänge ist, angewendet werden, wo die C_V-Charakteristik der Diode mit variabler Kapazität 2 zu der k-ten Potenz der Steuerspannung V umgekehrt proportional ist (wobei 1/2 < k < 2 ist). Weiterhin wird die Länge l der streifenförmigen Leitung 3 gemäß dem k-Wert der C_V-Charakteristik festgelegt. In dem gesamten Steuerspannungsbereich wird der k-Wert der C_T-Charakteristik effektiv groß gemacht, um die Frequenzlinearität zu verbessern.
Weiterhin wird in der vorliegenden Ausführungsform der Diode mit variabler Kapazität 2 eine Spannung ohne Verlust stabil zugeführt, indem die streifenförmige Leitung 3 über die Kapazität 4 mit Erde verbunden wird.
6 ist ein Diagramm, das eine Kapazitäts-Spannungs-Charakteristik zeigt, die erhalten wird, wenn die gekürzte Leitung mit hoher Impedanz (die streifenförmige Leitung 3), die eine Länge von 1/4 Wellenlänge bis zu 1/14 Wellenlänge hat, mit der Diode mit variabler Kapazität 2 parallel verbunden ist. Eine dicke durchgehende Kurvenlinie 7 kennzeichnet eine Kapazitäts-Spannungs-Charakteristik (C_V-Charakteristik) der Diode mit variabler Kapazität 2. Die Kapazität C_V kann durch die Gleichung (4) dargestellt werden (1/2 < k < 2). Mit anderen Worten: wenn die Spannung (Absolutwert) zunimmt, nimmt die Kapazität in der Region der niedrigen Spannung außerordentlich ab und nimmt die Kapazität in der Region der hohen Spannung leicht ab.
Eine gestrichelte Kurvenlinie 8 kennzeichnet die Kapazitäts-Spannungs-Charakteristik (C_T-Charakteristik) der streifenförmigen Leitung 3. Die Kurvenlinie 8 wird erhalten, indem die Kurvenlinie 7 durch die effektive negative Kapazität 9, die durch die streifenförmige Leitung 3 vorgesehen wird, gemäß der Gleichung (3) verschoben wird. Diese Kurvenlinie (8) koinzidiert mit einer dünnen durchgehenden Kurven linie 10 im wesentlichen bei allen Spannungen. Die Kurvenlinie 10 kann durch die folgende Gleichung (5) dargestellt werden: CV = a/(1 – V)k+m ...(5)wobei m eine positive ganze Zahl ist.
Die Gleichung (5) bedeutet, daß die Kapazität zum Beispiel von k = 1/2 durch die streifenförmige Leitung 3 in die Kapazität von k = 1 konvertiert werden kann. Mit anderen Worten: wenn k größer als 1/2 wird, wird die Länge der streifenförmigen Leitung 3 entsprechend verlängert. Und wenn die Kapazität zum Beispiel durch den Kapazitätsverschiebungswert 9 verringert wird, wird sie in die Kapazität von k = 1 konvertiert. Wenn ferner der Verschiebungswert der Kapazität hoch bleibt (die streifenförmige Leitung 3 bleibt kurz), kann auch eine Äquivalenz zu der Kapazität von k = 2 implementiert werden.
Unter Verwendung der Konfiguration von 5 und ferner dadurch, daß die Leitungslänge l der streifenförmigen Leitung 3 einer Länge innerhalb des Bereiches von 1/4 Wellenlänge bis zu 1/14 Wellenlänge gleich gemacht wird, aber kürzer als 1/4 Wellenlänge ist, kann somit die Linearität der Frequenzmodulation in der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich zu dem Fall, wenn die Frequenzsteuerung nur unter Verwendung einer Diode bewirkt wird, außerordentlich verbessert werden. Die vorliegende Ausführungsform ist unter der Annahme beschrieben worden, daß eine Schottky-Diode als Diode mit variabler Kapazität 2 verwendet wird. Die Diode mit variabler Kapazität 2 ist jedoch nicht darauf begrenzt. Zum Beispiel kann auch eine Schottky-Übergangskapazität eines Feldeffekttransistors (FET) zur Frequenzmodulation genutzt werden.
7 und 8 sind Diagramme, welche die Charakteristik einer zweiten Ausführungsform des mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillators gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen. Die Linearität der Frequenzmodulation der Diode mit variabler Kapazität 2 im Falle der Operationsfrequenz des 10-GHz-Bandes und bei k = 1/2 wird verbessert. Die zweite Ausführungsform hat dieselbe Konfiguration wie jene des mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillators der ersten Ausführungsform, die in 5 gezeigt ist. Deshalb wird die Beschreibung der Konfiguration der zweiten Ausführungsform weggelassen. Hier wird die Kapazitäts-Spannungs-Charakteristik der Diode mit variabler Kapazität vorgeschrieben.
In 7 stellt eine Kurve, die durch Rhomben verläuft, Meßwerte der C_V-Charakteristik einer typischen Diode mit variabler Kapazität dar. Diese Kurve koinzidiert zum Beispiel mit einer Kurve, die durch Kreise verläuft und durch die folgende Gleichung (6) angegeben wird, mit sehr hoher Präzision: CV = 2/(1 – V)1/2 ...(6)
Ferner werden auf der Basis der Gleichung (6) Kurven der folgenden Gleichung (7) und Gleichung (8) abgeleitet, und Resultate derselben werden auf einer Tafel der C_V-Charakteristik übereinandergelagert. 8 ist ein Diagramm, das solch einen Zustand zeigt, wo die Gleichungen (6) bis (8) übereinandergelagert sind. CV = 2/(1 – V)1 ...(7) CV = 2/(1 – V)2 ...(8)
In 8 bezeichnet 12 eine Kurvenlinie der Gleichung (6), welche die C_V-Charakteristik der oben beschriebenen typischen Diode mit variabler Kapazität (Schottky-Diode) darstellt. 13 bezeichnet eine Kurvenlinie der Gleichung (7), und 14 bezeichnet eine Kurvenlinie der Gleichung (8). 15 bezeichnet eine Kurvenlinie, die erhalten wird, indem die Kurvenlinie 12 nach unten verschoben wird, bis sie im wesentlichen mit der Kurvenlinie 13 koinzidiert. 15' bezeichnet eine Kurvenlinie, die erhalten wird, indem die Kurvenlinie 12 weiter nach unten verschoben wird, bis sie im wesentlichen mit der Kurvenlinie 14 koinzidiert. Hier wird ΔC auf 0,5 pF gesetzt.
Die Kurvenlinie 15 koinzidiert mit der Kurvenlinie 13 in einem breiten Spannungsbereich, und die Kurvenlinie 15' koinzidiert mit der Kurvenlinie 14 in einem begrenzten Spannungsbereich. Der Kapazitätsverschiebungseffekt, der durch die streifenförmige Leitung 3 verursacht wird, wird somit beim Implementieren einer C_V-Charakteristik hoher Ordnung effektiv, d. h., einer C_V-Charakteristik, die der idealen Charakteristik nahekommt.
In der zweiten Ausführungsform wird deshalb ausgenutzt, daß die negative Admittanz –1/(ω₀Ztanβl), die äquivalent von der streifenförmigen Leitung 3 (Länge l) erhalten wird, mit der Diode mit variabler Kapazität 2 verbunden ist. Die Länge der streifenförmigen Leitung 3 wird so selektiert, daß die Summe aus der Kapazität der Diode mit variabler Kapazität 2 und der oben beschriebenen Admittanz zu der Steuerspannung im wesentlichen umgekehrt proportional wird. Mit anderen Worten: falls die C_V-Charakteristik der Diode mit variabler Kapazität 2 zu der Quadratwurzel (Potenz von ein Halb) der Steuerspannung V umgekehrt proportional ist, wird dann in der vorliegenden Ausführungsform die Charakteristik, bei der die Kapazität C_T zu der Steuerspannung V umgekehrt proportional ist, unter Verwendung der streifenförmigen Leitung 3 implementiert, die zum Beispiel eine Länge von etwa 1/12 Wellenlänge hat.
Zum Beispiel gelten Beziehungen, die durch eine Gleichung (9) dargestellt werden, zwischen dem Kapazitätsverschiebungswert ΔC und der Leitungslänge l auf der Basis der oben beschriebenen Gleichung (3): ΔC = 1/{ω0Ztan(2πl/λg)} und Ztan(2πl/λg) = 1/ω0ΔC...(9)wobei λg die Wellenlänge darstellt. Da C_V auf einen kleineren Wert gesetzt wird, wenn die Frequenz höher wird, wird ω₀ΔC im wesentlichen konstant, ungeachtet der Frequenz, wenn eine gewünschte C_V-Charakteristik zu implementieren ist.
In 8 wird nun angenommen, daß der Verschiebungswert ΔC von der Kurvenlinie 12 zu der Kurvenlinie 13 0,5 pF beträgt, daß der Widerstandswert Z in dem Bereich zwischen 70 und 80 Ω liegt (praktisch wird angenommen, daß die Substratdicke in dem Bereich zwischen 150 und 250 μm liegt und die Leitungsbreite 50 μm beträgt) und sich die Operationsfrequenz auf 10 GHz beläuft. In diesem Fall kann das oben beschriebene Ztan(2πl/λg) durch die folgende Gleichung abgeleitet werden: Ztan(2πl/λg) = 100/π = 31,8 ...(10)
Dabei wird, in dem oben beschriebenen Bereich von Z, tan(2πl/λg) 0,4 bis 0,46 (25° bis 30°) betragen, und die Leitungslänge l beträgt 1/14 Wellenlänge bis 1/12 Wellenlänge. Mit anderen Worten: die C_V-Charakteristik, die zu der Spannung umgekehrt proportional ist, kann implementiert werden, indem die Leitungslänge l einem Wert in dem Bereich zwischen 1/14 Wellenlänge und 1/12 Wellenlänge gleich ge macht wird. Indem der Verschiebungswert ΔC gleich 1 pF wird und die Leitungslänge l einem Wert in dem Bereich von etwa 1/28 Wellenlänge bis zu 1/24 Wellenlänge gleich gemacht wird, kann die C_V-Charakteristik, die zum Quadrat der Spannung umgekehrt proportional ist, in einem begrenzten Spannungsbereich implementiert werden.
9 ist ein Diagramm, das zeigt, daß die Linearität der bekannten Frequenzmodulation, die in 3 gezeigt ist, durch das Verfahren zum Bestimmen der Länge der streifenförmigen Leitung 3 in der zweiten Ausführungsform verbessert worden ist. Somit kann in der zweiten Ausführungsform der Linearitätsindex, der herkömmlicherweise wenigstens 20 betragen hat, bis auf etwa 10 % verbessert werden, indem die Länge der streifenförmigen Leitung 3, wie oben beschrieben, bestimmt wird. Weil dadurch des weiteren die Anwendung eines Linearisierers erleichtert werden kann, kann ein Oszillator zur Kollisionsverhinderung effektiv implementiert werden.
In der zweiten Ausführungsform ist der Fall beschrieben worden, wo eine Schottky-Diode als Diode mit variabler Kapazität 2 verwendet wird. Jedoch ist die Konfiguration nicht darauf begrenzt. Zum Beispiel kann auch die Schottky-Übergangskapazität eines Feldeffekttransistors (FET) zur Frequenzmodulation genutzt werden.
10 ist ein Diagramm, das die Charakteristik einer dritten Ausführungsform des mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillators gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Linearität der Frequenzmodulation der Diode mit variabler Kapazität 2 wird in dem Fall bestimmt, wenn die Operationsfrequenz 10 GHz beträgt und k = 1 ist. Die Konfiguration in dieser dritten Ausführungsform ist dieselbe wie jene des mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillators der ersten Ausführungsform, die in 5 gezeigt ist. Deshalb wird die Beschreibung der Konfiguration der dritten Ausführungsform weggelassen.
In 10 bezeichnet 13 eine Kurvenlinie der oben beschriebenen Gleichung (7), und 14 bezeichnet eine Kurvenlinie der oben beschriebenen Gleichung (8). 16 bezeichnet eine Kurvenlinie, die erhalten wird, indem die Kurvenlinie 13 nach unten verschoben wird, bis sie im wesentlichen mit der Kurvenlinie 14 koinzidiert. Hier wird ΔC auf 0,5 pF gesetzt. Die Kurvenlinie 16 koinzidiert mit der Kurvenlinie 14 in einem breiteren Spannungsbereich als in der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform (Kurvenlinie 15' und Kurvenlinie 14).
In der dritten Ausführungsform wird deshalb ausgenutzt, daß die negative Admittanz –1/(ω₀Ztanβl), die äquivalent von der streifenförmigen Leitung 3 (Länge l) erhalten wird, mit der Diode mit variabler Kapazität 2 verbunden ist. Die Länge l der streifenförmigen Leitung 3 wird so selektiert, daß die Summe aus der Kapazität der Diode mit variabler Kapazität 2 und der oben beschriebenen Admittanz zu der ersten (oder halben) bis zweiten Potenz der Steuerspannung im wesentlichen umgekehrt proportional sein wird. Mit anderen Worten: falls die C_V-Charakteristik der Diode mit variabler Kapazität 2 zu der k-ten Potenz der Steuerspannung V proportional ist (wobei 1/2 < k < 2 ist), wird dann die oben beschriebene Charakteristik der Kapazität C_T so festgelegt, um in dem Bereich der ersten bis zweiten Potenz der Steuerspannung V zu liegen, indem die streifenförmige Leitung 3 verwendet wird, die eine Länge von weniger als 1/4 Wellenlänge und wenigstens 1/14 Wellenlänge hat.
Somit wird in dieser dritten Ausführungsform derselbe Effekt wie jener der zweiten Ausführungsform erhalten. Zusätzlich ist es möglich, eine Leitungslänge zu verwenden, die das Doppelte von jener der zweiten Ausführungsform beträgt, indem die Diode mit variabler Kapazität verwendet wird, die eine Kapazität hat, die zu der Quadratwurzel der Steuerspannung umgekehrt proportional ist. Ferner ist es möglich, eine Verringerung der Konstruktionseffektivität und der Reproduzierbarkeit zu verhindern, die daraus resultiert, daß die Leitungslänge l der streifenförmigen Leitung 3 zu kurz ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Fall beschrieben worden, bei dem die Diode mit variabler Kapazität 3 verwendet wird. Die vorliegende Ausführungsform ist jedoch nicht darauf begrenzt. Zum Beispiel kann auch eine Schottky-Diode oder ein Feldeffekttransistor (FET) zur Frequenzmodulation genutzt werden.
11 ist ein Diagramm, das die Konfiguration einer vierten Ausführungsform eines mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillators gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Dieselben Komponenten wie jene der ersten Ausführungsform, die zuvor beschrieben wurden, sind mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung derselben wird weggelassen. In 11 bezeichnet 3a eine streifenförmige Leitung, 4' eine Kapazität (einen Kondensator) und 11' einen Anschluß zum Verbinden der streifenförmigen Leitung 3a an einer beliebigen Position mit Erde.
In diesem mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillator ist die Negativwiderstandsschaltung 5 mit einem ersten Anschluß eines streifenförmigen Resonators 1 verbunden, und die Anode der Diode mit variabler Kapazität 2 ist über eine Kapazität 1' mit einem zweiten Anschluß des streifenförmigen Resonators 1 verbunden. Die Kathode der Diode mit variabler Kapazität ist mit Erde verbunden, und ein erstes Ende der streifenförmigen Leitung mit hoher Impedanz 3a ist mit der Anode der Diode mit variabler Kapazität 2 verbunden. Ein zweites Ende der streifenförmigen Leitung 3a ist über die Kapazität 4, die bei der Oszillationsfrequenz eine ausreichend niedrige Impedanz hat, mit Erde verbunden. Ferner wird die Länge der streifenförmigen Leitung 3a auf einen Wert von einem Viertel der Wellenlänge gesetzt.
Des weiteren wird als Verfahren zum Implementieren der Operation der ersten Ausführungsform unter Verwendung der streifenförmigen Leitung 3a, die eine feststehende Länge hat, in der vorliegenden Ausführungsform die streifenförmige Leitung 3a verwendet, die eine Länge von 1/4 Wellenlänge hat. Ferner ist die streifenförmige Leitung 3a bei Gebrauch über die Kapazität 4', die bei der Oszillationsfrequenz eine ausreichend niedrige Impedanz hat, an einer vorbestimmten Position, die von einer C_V-Charakteristik der Diode mit variabler Kapazität 2 abhängt, mit Erde verbunden. Mit anderen Worten: ein Kurzschlußpunkt in der streifenförmigen Leitung 3a kann beliebig festgelegt werden.
Somit wird in der vierten Ausführungsform derselbe Effekt wie in der ersten Ausführungsform erhalten. Zusätzlich wird die Leitungslänge l der streifenförmigen Leitung 3 (3a) auf einen Wert wie etwa 1/4 Wellenlänge festgelegt, und die streifenförmige Leitung wird an einer beliebigen Position mit Erde verbunden. Ohne die Art der Diode mit variabler Kapazität 2 zu begrenzen, kann deshalb eine Feineinstellung ausgeführt werden, um eine Streuung der C_V-Charakteristik der Diode mit variabler Kapazität 2 zu absorbieren. Als Resultat kann die Linearität der Frequenzmodulation beträchtlich weiter verbessert werden.
Die Leitungslänge der streifenförmigen Leitung ist ein Wert, wie oben erläutert, der bei der vorliegenden Erfindung kleiner als 1/4 Wellenlänge und wenigstens 1/14 Wellenlänge ist. Als Resultat ist es möglich, einen mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillator zu erhalten, der die Linearität der Frequenzmodulation beträchtlich verbessern kann, im Vergleich zum Beispiel zu dem Fall, bei dem die Frequenzsteuerung nur unter Verwendung einer Diode erfolgt.
Durch Bestimmen der Länge der streifenförmigen Leitung derart, daß die Summe aus der Kapazität der Diode mit variabler Kapazität und der Admittanz umgekehrt proportional zu der ersten bis zweiten Potenz (einem Exponenten zwischen der Quadratwurzel und dem Quadrat) der Steuerspannung ist, wird ferner der Effekt erreicht, daß ein mikrowellenspannungsgesteuerter Oszillator erhalten werden kann, der den herkömmlichen Linearitätsindex beträchtlich verbessern kann. Da ferner die beträchtliche Verbesserung des Linearitätsindex die Anwendung des Linearisierers erleichtern kann, kann ein Oszillator für ein Kollisionsverhinderungsradar effektiv implementiert werden.
Ferner kann durch Festlegen der Leitungslänge der streifenförmigen Leitung auf 1/4 Wellenlänge und Verbinden der streifenförmigen Leitung an einer beliebigen Position mit Erde eine Feineinstellung ausgeführt werden, um eine Streuung der C_V-Charakteristik der Diode mit variabler Kapazität zu absorbieren, ohne die Art der Diode mit variabler Kapazität zu begrenzen. Als Resultat kann die Linearität der Frequenzmodulation beträchtlich weiter verbessert werden.
Weiterhin kann auch in dem Fall, wenn eine Schottky-Diode oder eine FET-Diode verwendet wird, die Linearität der Frequenzmodulation im Vergleich zu der bekannten Technik beträchtlich verbessert werden.
Obwohl die Erfindung bezüglich einer spezifischen Ausführungsform zugunsten einer vollständigen und klaren Offenbarung beschrieben worden ist, sollen die beigefügten Ansprüche nicht darauf begrenzt sein.

Claims

Mikrowellenspannungsgesteuerter Oszillator mit: einer Negativwiderstandsschaltung (5) mit einem Eingangsanschluß und einem Ausgangsanschluß; einem streifenförmigen Resonator (1) mit einem ersten Anschluß und einem zweiten Anschluß, welcher erste Anschluß des streifenförmigen Resonators mit dem Eingangsanschluß der Negativwiderstandsschaltung (5) verbunden ist; einem ersten Kondensator (1') mit einem ersten Anschluß und einem zweiten Anschluß, welcher erste Anschluß des ersten Kondensators mit dem zweiten Anschluß des streifenförmigen Resonators (1) verbunden ist; einer Diode mit variabler Kapazität (2), die eine Anode und eine Kathode hat, welche Anode der Diode mit variabler Kapazität mit dem zweiten Anschluß des ersten Kondensators (1') verbunden ist und welche Kathode der Diode mit variabler Kapazität geerdet ist; einer streifenförmigen Leitung (3) mit einem ersten Anschluß und einem zweiten Anschluß, welche streifenförmige Leitung eine Länge in dem Bereich zwischen 1/4 Wellenlänge und 1/14 Wellenlänge hat, wobei der erste Anschluß der streifenförmigen Leitung mit der Anode der Diode mit variabler Kapazität (2) verbunden ist und der zweite Anschluß der streifenförmigen Leitung (3) mit einem weiteren Anschluß verbunden ist, wodurch der Diode mit variabler Kapazität (2) eine Steuerspannung zugeführt wird; und einem zweiten Kondensator (4) mit einem ersten Anschluß und einem zweiten Anschluß, welcher erste Anschluß des zweiten Kondensators mit dem zweiten Anschluß der streifen förmigen Leitung (3) verbunden ist und welcher zweite Anschluß des zweiten Kondensators geerdet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der streifenförmigen Leitung kürzer als 1/4 Wellenlänge ist und gemäß einer Spannungs-Kapazitäts-Charakteristik der Diode mit variabler Kapazität bestimmt wird, um die Linearität der Frequenzmodulation des Oszillators zu verbessern.
Mikrowellenspannungsgesteuerter Oszillator nach Anspruch 1, bei dem unter Ausnutzung dessen, daß eine effektive negative Admittanz, die von der streifenförmigen Leitung (3) erhalten wird, mit der Diode mit variabler Kapazität (2) verbunden ist, die Länge der streifenförmigen Leitung so bestimmt wird, daß die Summe der Kapazitäten der Diode mit variabler Kapazität und der Admittanz zu der Steuerspannung umgekehrt proportional ist.
Mikrowellenspannungsgesteuerter Oszillator nach Anspruch 1, bei dem eine Kapazität der Diode mit variabler Kapazität zu einer potenzierten Steuerspannung umgekehrt proportional ist, wobei die Potenz größer gleich 1/2 und kleiner als 2 ist.
Mikrowellenspannungsgesteuerter Oszillator nach Anspruch 2, bei dem eine Kapazität der Diode mit variabler Kapazität zu einer Steuerspannung hoch 1/2 umgekehrt proportional ist und die Länge der streifenförmigen Leitung in dem Bereich zwischen 1/12 Wellenlänge und 1/14 Wellenlänge liegt.
Mikrowellenspannungsgesteuerter Oszillator nach Anspruch 2, bei dem unter Ausnutzung dessen, daß eine effektive negative Admittanz, die von der streifenförmigen Leitung (3) erhalten wird, mit der Diode mit variabler Kapazität verbunden ist, die Länge der streifenförmigen Leitung so bestimmt wird, daß die Summe der Kapazitäten der Diode mit variabler Kapazität (2) und der Admittanz zu der k-ten Potenz der Steuerspannung umgekehrt proportional ist, wobei 1/2 ≤ k ≤ 2 ist.
Mikrowellenspannungsgesteuerter Oszillator nach Anspruch 5, bei dem der Wert von k 2 ist.
Mikrowellenspannungsgesteuerter Oszillator mit: einer Negativwiderstandsschaltung (5) mit einem Eingangsanschluß und einem Ausgangsanschluß; einem streifenförmigen Resonator (1) mit einem ersten Anschluß und einem zweiten Anschluß, welcher erste Anschluß des streifenförmigen Resonators mit dem Eingangsanschluß der Negativwiderstandsschaltung (5) verbunden ist; einem ersten Kondensator (1') mit einem ersten Anschluß und einem zweiten Anschluß, welcher erste Anschluß des ersten Kondensators mit dem zweiten Anschluß des streifenförmigen Resonators (1) verbunden ist; einer Diode mit variabler Kapazität (2), die eine Anode und eine Kathode hat, welche Anode der Diode mit variabler Kapazität mit dem zweiten Anschluß des ersten Kondensators (1') verbunden ist und welche Kathode der Diode mit variabler Kapazität geerdet ist; einer streifenförmigen Leitung (3a) mit einem ersten Anschluß und einem zweiten Anschluß, welcher erste Anschluß der streifenförmigen Leitung mit der Anode der Diode mit variabler Kapazität (2) verbunden ist und welcher zweite Anschluß der streifenförmigen Leitung mit einem weiteren Anschluß verbunden ist, wodurch der Diode mit variabler Kapazität (2) eine Steuerspannung zugeführt wird; und einem zweiten Kondensator (4) mit einem ersten Anschluß und einem zweiten Anschluß, welcher erste Anschluß des zweiten Kondensators mit dem zweiten Anschluß der streifenförmigen Leitung (3a) verbunden ist und welcher zweite Anschluß des zweiten Kondensators geerdet ist, bei dem die Länge der streifenförmigen Leitung (3a) auf 1/4 Wellenlänge festgelegt ist und die streifenförmige Leitung mit Erde an einem dritten Anschluß (11') an einer vorbestimmten Position in Abhängigkeit von einer Spannungs-Kapazitäts-Charakteristik der Diode mit variabler Kapazität (2) bei Gebrauch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Kondensator (4') mit einem ersten und einem zweiten Anschluß vorgesehen ist, welcher erste Anschluß des dritten Kondensators mit dem dritten Anschluß (11') der streifenförmigen Leitung verbunden ist und welcher zweite Anschluß des dritten Kondensators geerdet ist.
Mikrowellenspannungsgesteuerter Oszillator nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem eine Schottky-Diode oder eine FET-Diode als Diode mit variabler Kapazität (2) verwendet wird.
Kollisionsverhinderungsradar mit einem mikrowellenspannungsgesteuerten Oszillator nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch.