ITMI971522A1 - Vco a microonde realizzato in tecnica planare su un substrato ad alte perdite dielettriche - Google Patents

Vco a microonde realizzato in tecnica planare su un substrato ad alte perdite dielettriche Download PDF

Info

Publication number
ITMI971522A1
ITMI971522A1 IT97MI001522A ITMI971522A ITMI971522A1 IT MI971522 A1 ITMI971522 A1 IT MI971522A1 IT 97MI001522 A IT97MI001522 A IT 97MI001522A IT MI971522 A ITMI971522 A IT MI971522A IT MI971522 A1 ITMI971522 A1 IT MI971522A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
oscillator
vco
substrate
microwave
line
Prior art date
Application number
IT97MI001522A
Other languages
English (en)
Inventor
Carlo Buoli
Giovanni Mora
Original Assignee
Italtel Spa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Italtel Spa filed Critical Italtel Spa
Priority to IT97MI001522A priority Critical patent/IT1292213B1/it
Publication of ITMI971522A0 publication Critical patent/ITMI971522A0/it
Priority to DE69801505T priority patent/DE69801505T2/de
Priority to EP98937561A priority patent/EP0992107B1/en
Priority to PCT/EP1998/004028 priority patent/WO1999000892A1/en
Priority to JP50529899A priority patent/JP2002510448A/ja
Priority to US09/446,741 priority patent/US6326857B1/en
Publication of ITMI971522A1 publication Critical patent/ITMI971522A1/it
Application granted granted Critical
Publication of IT1292213B1 publication Critical patent/IT1292213B1/it
Priority to NO19996430A priority patent/NO319669B1/no

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/18Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance
    • H03B5/1841Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator
    • H03B5/1847Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator the active element in the amplifier being a semiconductor device
    • H03B5/1852Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator the active element in the amplifier being a semiconductor device the semiconductor device being a field-effect device

Landscapes

  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
  • Waveguides (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale
Campo di applicazione dell'Invenzione
La presente invenzione si riferisce al campo degli oscillatori a microonde, e più precisamente ad un oscillatore a microonde controllato in tensione (VCO) realizzato in tecnica planare su un substrato ad alte perdite dielettriche.
Gli oscillatori a microonde sono universalmente impiegati negli apparati di telecomunicazioni di tipo professionale, ad esempio ponti radio o transponder satellitari, come oscillatori locali per i convertitori di frequenza. Come è noto, la particolare frequenza di oscillatore locale determina, in trasmissione, la conversione del segnale IF alla frequenza di centrobanda del canale che si intende trasmettere; dualmente in ricezione, essa determina la conversione ad IF del cernale che si intende ricevere. E' quindi importante poter agire senza difficoltà suH’oscillatore locale per variare la scelta del canale, anche durante il normale esercizio dell’apparato. Gli oscillatori controllati in tensione, o VCO, offrono questa possibilità in quanto la frequenza di oscillazione è stabilita da una tensione di controllo impostata ai capi di un loro varactor.
Rassegna dell'arte nota
Nella fabbricazione degli oscillatori a microonde è generalmente utilizzata la tecnica planare, basata sulla deposizione di film metallici in zone predefinite di un substrato dielettrico costituenti un layout circuitale in microstriscia, sul quale poi montare dei componenti discreti attivi e/o passivi che completano il circuito dellOscillatore. I substrati universalmente adottati sono quelli che presentano basse perdite dielettriche alle più alte frequenze di utilizzo, come ad esempio: allumina, quarzo, vetro, etc., in quanto essi non attenuano in maniera significativa i segnali che transitano sulle microstrisce, rendendo quindi facilmente ottenibili i layout circuitiali.
Il parametro che definisce le perdite dielettriche in un substrato è il tan. 6. Si ha inoltre che :
Substrati ad alte perdite dielettriche come ad esempio quelli in vetronite, ossia un laminato sottile di tessuto di vetro impregnato con resine epossidiche e placcato ih rame su uno-o entrambe i lati (la denominazione standard è FR4), sono invece generalmente utilizzati nella fabbricazione di circuiti elettronici funzionanti a frequenze decisamente più basse rispetto alle microonde, ad esempio nella fabbricazione dei tradizionali circuiti stampati. ·
Per la vetronite tan. 6=0,025+0,05 mentre per l'allumina tan.6.=0,0001.
La demarcazione dei campi di applicazione delle due tipologie di substrato è resa comprensibile dal fatto che, volendo ad esempio utilizzare nei circuiti a microonde i substrati in vetroresina, questi attenuerebbero troppo i segnali rendendo i layout praticamente irrealizzabili; volendo invece utilizzare substrati di allumina alle più basse frequenze, anche .se di per sè possibile non verrebbero conseguiti gli stessi vantaggi rispetto alla vetroresina in termini di maneggevolezza del prodotto e di semplicità del procedimento di fabbricazione. Esiste ovviamente l'eccezione costituita da un intervallo di frequenze che include le prime microonde in cui la scelta tra i due tipi di substrato non è cosi ben delineata.
In linea generale si può affermare che all'aumentare della frequenza.il processo di fabbricazione deve avere tolleranze sempre più ristrette essendo necessaria una larghezza delle linee o gap tra quest'ultimo inferiore a 100 pm. Ciò implica avere una più elevata definizione dei bordi linea ed una migliore regolarità degli stessi.
Un'aftra limitazione è dovuta al montaggio del componenti che a frequenze più alte deve avere una maggior precisione sul posizionamento dei componenti stessi per garantire la necessaria ripetitibilità in fase di collaudo. .
Ciò posto occorre considerare il fatto che un VCO a microonde utilizzato come oscillatore locale è generalmente inserito in un anello ad aggancio di fase, o PLL, per l’attuazione della sintesi di frequenza nella scelta del canale. Il funzionamento di un PLL è noto, quello che qui occorre far notare è che esso comprende dei divisori delia frequenza del VCO e dispositivi funzionanti a più bassa frequenza rispetto alle microonde.
I parametri che caratterizzano un VCO sono scelti in fase di progetto poiché dipendono dall'applicaziorie del VCO stesso. In genere si ha che se il Q è elevato il rumore di fase vicino alla portante è molto buono (cioè basso). Di contro però si ha una larghézza di banda di funzionamento ristretta (100 MHz). Se invece il Q è basso viene peggiorato il rumore di fase ma si ottiene una più larga banda di funzionamento. Comunque in allumina Q=200 (dipende quasi esclusivamente dal metallo delle linee) mentre in FR4 Q=20+40 con peggioramento del rumore di fase di circa 10 dB.
Nella pratica ingegneristica l’integrazione di circuiti a microonde con circuiti a più bassa frequenza richiede l'utilizzo di contenitori metallici ermetici per rinchiudere i circuiti a microonde, onde evitare l'irradiazione di energia elettromagnetica nello spazio circostante e conseguenti malfunzionamenti dei restanti circuiti. Questo comporta dei costi di produzione non indifferenti dovuti:
• alla meccanica di precisione dei contenitori;
• al sistema di ancoraggio degli stessi al substrato che ospita i circuiti a più bassa frequenza; , ·
· alla necessità di provvedere cavetti coassiali dotati di connettori terminali per l'immissione e/o il prelievo di segnali a radiofrequenza entro/fuori dai moduli a microonde;
• alla necessità di predisporre opportune transizioni guida/microstriscia per i suddetti segnali;
· ed infine ai particolari mezzi che portano la potenza elettrica ai moduli a microonde. Riepilogando, questo è lo stato attuale della tecnica nel campo dell'invenzione che, come detto richiede due differenti tecniche per produrre:
• la sezione a microonde, tipicamente il VCO la cui frequenza di oscillazione può essere spinta fino a 18 GHz che viene prodotta mediante deposizione di film metallici su di un substrato di allimina;
• la sezione a più bassa frequenza e tipicamente costituita dai circuiti di aggancio del VCO e dai circuiti di polarizzazione di tutti i componenti, ivi inclusi i componenti medianti i quali è realizzato lo stesso VCO, che viene prodotta per ragioni di costo utilizzando un tradizionale substrato in vetroresina.
Nel seguito della descrizione tale sezione a bassa frequenza e costituita dai suddetti circuiti di aggancio e dai suddetti circuiti di polarazzione viene definita per brevità con il termine "circuiti di controllo".
Scooi dell'invenzione
La presente invenzione si propone di ridurre gli alti costi di produzione e la complessità dei moduli circuitali che includono un VCO a microonde realizzato in tecnologia planare secondo l’arte nota.
Sommario dell'Invenzione
Gli scopi di cui sopra vengono conseguiti grazie alla presente invenzione che ha come oggetto un VCO a microonde comprendente un substrato dielettrico che supporta percorsi metallizzati di uri layout circuitale in microstriscia di detto VCO, caratterizzato dal fatto che detto substrato dielettrico è ad alte perdite alle frequenze di funzionamento di detto VCO, ed è associato ad un ulteriore layout ad alte perdite che supporta i circuiti di controllo di detto VCO operante a frequenze decisamente più basse rispetto a dette microonde, come descritto nella rivendicazione 1.
La frequenza dell'oscillazione generata dal VCO secondo la presente invenzione può essere spinta fino a 18 GHz senza degradare in modo apprezzabile le prestazioni di funzionamento dello stesso. Ciò ha consentito un drastico abbattimento dei costi di produzione de| moduli circuitali che ospitano un VCO ed II relativo circuito di controllo. Infatti, per la fabbricazione di detti moduli non è ora più necessario ricorrere a due differenti processi tecnologici, come invece era fatto nell’arte nota. Alla luce dei nuovi insegnamenti è ora possibile ricorrere ad un unico processo di deposizione di un layout complessivo su di un unico substrato dielettrico, facilitando grandemente l'applicazione di tecniche di montaggio automatico dei componenti discreti (Surface Mount Technology).
In altre parole il layout è ottenuto con il medesimo processo di fabbricazione e su di uno stesso substrato di vetroresina su cui è ottenuto il layout di circuiti a più bassa frequenza che controllano il VCO.
Il vantaggio che ne deriva è quello di ottenere fin da subito un unico prodotto maneggevole e di elevata ripetibilità, di basso costo e con una marcata riduzione dei tempi di lavorazione.
Senza uscire dall'ambito dell'invenzione risulta owiamente possibile produrre su di un primo substrato in vetroresina il VCO e su di un secondo substrato in vetroresina ì circuiti di controllo e quindi procedere alla loro interconnessione.
Quello che emerge chiaramente dal confronto tra lo stato dell’arte con l'invenzione in oggetto è che quest'ultima supera il pregiudizio tecnico contro l'utilizzo dei substrati in vetroresina nella realizzazione dei circuiti a microonde fino a 18 GHz. Ciò ha richiesto . notevoli sforzi di immaginazione e di progettazione da parte della richiedente, nell'ottica di un continuo miglioramento dei pròpri prodotti e nel tentativo di ridurre i costi di produzione degli stessi. Questi sforzi sono tesi a fronteggiare i limiti di fisica realizzabilità dei layout alle alte frequenze, intrinsecamente introdotti dal materiale del substrato sia sul funzionamento dei circuiti che sul processo realizzativo degli stessi: vale a dire le alte perdite e la difficoltà di incidere linee motto strette e di spessore uniforme. Quello delle alte perdite è senz’altro un grosso handicap che nell'invenzione in oggetto è stato superato riducendo oltre al limite del ragionevolmente pensabile l’estensione del layout del VCO, come meglio apparirà in seguito dal confronto tra un esempio di VCO noto e di uno secondo l’invenzione.
Una ulteriore notevole semplificazione nel modulo che ospita il VCO a microonde ed i relativi circuiti di controllo deriva dal dato sperimentale di non aver riscontrato nessuna rilevante interferenza elettromagnetica sui circuiti a più bassa frequenza da parte dei circuiti a microonde, il che ha reso superfluo l'utilizzo di un contenitore metallico per il solo VCO, come suggerito dagli esempi realizzativi secondo l'arte nota
Da studi condotti dalla richiedente è infatti emerso che un substrato ad alte perdite dielettriche attenua eventuali riflessioni multiple o risonanze nella banda di funzionamento dovute ad accoppiamenti in aria legati al tipo ed alle dimensioni meccaniche del contenitore metallico dove alloggia lo stesso substrato. In sostanza per rendere minimi questi effetti indesiderati con substrati in allumina occorre che la struttura metallica che accoglie il circuito abbia dimensioni relativamente piccole rispetto alla lunghezza d'onda della frequenza di funzionamento. In caso di substrati in FR4 ciò non è necessario perchè è il dielettrico stesso che agisce da attenuatore per le suddette risonanze indesiderate. ·
Ulteriori vantaggiose caratteristiche della presente invenzione risulteranno evidenti dalle rivendicazioni dipendenti.
Breve descrizione delle figure
Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione particolareggiata che segue di un esempio di realizzazióne della stessa e dai disegni annessi dati a puro titolo esplicativo e non limitativo, in cui:
in fig.1 è indicato un VCO alla frequenza nominale di 9 GHz su substrato di allumina realizzato secondo l’arte nota;
in flg.2 è indicato un VCO alla frequenza nominale di 15 GHz su vetronite realizzato secondo l’invenzione in oggetto; e
in fig.3 è indicata una variante realizzala del VCO di fig.2.
Con riferimento'alla fig.1 notiamo un substrato di allumina SUB1 sul cui lato fronte è visibile il layout in microstriscia di un VCO a microonde di tipo noto. Il substrato comprende due fori metallizzati 1 e 2 la cui metallizzazione si unisce senza soluzione di continuità con una metallizzazione uniforme sul lato retro che funge da piano di massa per il circuito sul lato fronte. Per comodità di descrizione, da qui in poi in fig.1, una direzione parallela alla linea che idealmente congiunge il centro dei fori 1 e 2 è detta verticale, ed una direzione perpendicolare a questa è detta orizzontale. Tra i due fori 1 e 2 è posto un GaAsFET TS1 il cui elettrodo di source S presenta due terminali contrapposti rispettivamente saldati ai bordi metallici di detti fori 1 e 2. Gli elettrodi di gate G e di drain D di TS1 sono saldati a due rispettive microstrisce 8 e 5 che in un corto tratto iniziale risultano orizzontali, dopodiché la 5 prosegue in direzione verticale e la 8 subisce un brusco allargamento di sezione. I bordi dei fori 1 e 2 sono inoltre connessi a due identici tratti di linea verticali 3 e 4. Il GaAsFET TS1 è polarizzato da una rete BIAS connessa ad una piazzola di alimentazione AL1 ed a due trati di linea 6 e 7 rispetivamente connessi al drain D e al gate G di TS1 tramite le microstrisce 5 e 8. Il tratto allargato della microstriscia 8 è connesso ad una corta microstriscia orizzontale 9, a trati di differente sezione, a sua volta connessa ad un capo di un dispositivo di blocco per la corrente continua DC-BL0CK1 costituito da due strette linee accoppiate anch'esse orizzontali. L'altro capo di DC-BL0CK1 . è connesso ad una estremità di una linea 10 a forma di U rovesciata, il cui secondo estremo è connesso ad un condensatore interdigitato 12 che unitamente ad un varactor DV1 ed ad una microstriscia CAVRIS di forma quasi circolare forma la cavità risonante del VCO. Il varactor DV1, esterno alla microstriscia CAVRIS, è connesso tra quest’ultima ed una piazzoia AL2 che fornisce una prima tensione di polarizzazione al varactor DV1 medesimo. Una seconda tensione di polarizzazione di DV1, corrispondente alla tensione di controllo del VCO, proviene dalla microstriscia 12. Quest’ultima è connessa alla linea 10 da un corto tratto orizzontale che prosegue in un tratto verticale, per poi ritornare orizzontale subendo un brusco allargamento di sezione e quindi un ritorno alla dimensione precedente. Il VCO di fig.1 è postò all'interno di un contenitore metallico che si interfaccia con il proprio circuito di controllo e di alimentazione (ottenuto.su di un substrato di vetroresina e non visibile in fig.1) nel'modo descritto rieirintroduzione.
I principi di funzionamento del VCO di fig.1 sono noti al tecnico del ramo.
Quello che qui occorre far notare è che la forma del layout sembra già ottimizzata per quanto riguarda la minimizzazione dell’area occupata sul substrato. A questo proposito è doveroso ricordare che negli esempi noti di VCO su allumina è sempre presente una cavità risonante, al preciso scopo di migliorare la seletività dell’oscillatore e ridurre il rumore di fase deH’oscillazione generata. <
Orbene, da prove fate nei laboratori della Richiedente è risultato che il layout di fig.1 trasferito tale e quale su vetroresina non è in grado di funzionare' perché la sua estensione, benché minima per l'allumina, risulta comunque eccessiva compatibilmente con le perdite di questo nuovo tipo di substrato alle frequenze di utilizzo del VCO.
Come adesso si vedrà illustrando la fig.2, il pregiudizio tecnico contro l’uso della vetroresina è stato superato sacrificando la cavità risonante assieme al relativo risonatore dielettrico e tutte le microstrisce ad essa connesse, adottando inoltre particolari accorgimenti progettuali per la parte rimanente.
Per quanto riguarda- l'assenza della cavità risonante è comunque da osservare che nelle applicazioni in questione si richièdono ampie bande di funzionamento (1.5 GHz), quindi Q basso e peggior rumore di fase, ma essendo il VCO a microonde agganciato ad un VCO UHF con Q elevato si riesce comunque ad ottenere un considerevole riduzione del rumore di fase.
Il risultato è stato un nuovo layout sul substrato di vetroresina di estensione notevolmente ridotta, a parità di frequenza nominale, rispetto a quello di fig.1 , in grado di funzionare con prestazioni solo leggermente inferiori e comunque più che apprezzabili. Prima d’ora questa drastica semplificazione non era sembrata logica al tecnico del ramo, tanto è vero che l'arte nota citata corrisponde ad un VCO a microonde prodotto dalla stessa richiedente.
Con riferimento all’invenzione mostrata in fig.2, notiamo il lato fronte di un substrato di vetrorèsina SUB2, di tipo multistrato, su cui è visibile un layout in microstriscia di un VCO a microonde secondo la presente invenzione, il substrato visibile in fig.2 è solo una parte dell'Intero substrato SUB2 che comprende inoltre un ulteriore layout dei circuiti di controllo del VCO. Il substrato comprende otto fori metallizzati 13 e 14 la cui metallizzazione si unisce senza soluzione di continuità ad una metallizzazione uniforme posta sul lato retro del primo strato, avente funzione di piano di massa per il circuito visibile sul lato fronte. Tra i fori 13 e 14 è posto un GaAsFET TS2 il cui elettrodo di source S presenta due terminali contrapposti, rispettivamente saldati ai bordi metallici dei fori 13 e 14. Gli elettrodi di gate G e di drain D di TS2 sono saldati a due rispettive piazzole sottostanti disposte perpendicolarmente alla linea che idealmente congiunge il centro dei fori 13 e 14. La piazzola di gate è inoltre saldata ad un primo elettrodo di un varactor DV2, il cui secondo elettrodo è connesso, mediante una stretta linea L3, ad un foro metallizzato 20 in contatto con il layout di un circuito che fornisce una tensione di controllo per il VCO (non visibile in fig.2). Sulla linea L3 è posto uno stub 15 a che esercita una funzione di blocco delle osciiiazioni a radio frequenza. In altre parole, la linea L3 e lo stub 15 consentono il transito della tensione di alimentazione del varactor DV2 e nel contempo esercitano una funzione di blocco dei segnali a radiofrequenza che non debbono pervenire all'alimentatore.
Una rete di polarizzazione del varactor DV2 e del GaAsFET TS2 (pure non visibile in fig.2) è connessa mediante due fori metallizzati 19 e 21, e due strette linee L1 ed L2, alle piazzole rispettivamente di gate e di drain di TS2. Sulle linee L1 ed L2 sono posti due rispettivi stub 16 e 17 ad una distanza dagli elettrodi di gate G e di drain 0 non superiore a λ/4, essendo λ la lunghezza d'onda dell'oscillazione generata dal VCO. La piazzola di drain è connessa ad un capo di un dispositivo di blocco per la corrente continua DC-BLOCK2 costituito da due strette linee accoppiate lunghe meno di λ/4. L’altro capo di DC-BLOCK2 è connesso ad una linea 18 su cui è disponibile un segnale sinusoidale generato dal VCO alla frequenza di 15 GHz.
Per quanto concerne il funzionamento, occorre far notare che alle alte frequenze in gioco il varactor DV2 ha di' per sé un comportamento risonante che viene ulteriormente esaltato dalle induttanze e capacità parassite del GaAsFET e da quelle distribuite lungo il circuito, per cui, essendo la configurazione circuitale quella tipica di un oscillatore, è sufficiente polarizzare TS2 in modo da garantire un sufficiente guadagno e predisporre una adeguata tensione di controllo sul varactor perché s’inneschi l’oscillazione a 15 GHz e la stessa venga autosostenuta da TS2. Come si può notare, la distanza tra l'elettrodo del- varactor DV2 e il gate G del GaAsFETTS2 è nulla, così come quella tra il drain D e le coile linee accoppiate DC-BLOCK2. Inoltre le linee di connessione L1, L2 ed L3 con i restanti circuiti non a microonde che insistono sullo stesso substrato sono protette da stub vicinissimi a TS2 e DV2 onde evitare perdite di potenza per riflessione ed irraggiamento a causa di un possibile disadattamento d’impedenza Con questi accorgimenti le linee oltre gli stub verso i fori metallizzati non vengono a creare problemi sul funzionamento, indipendentemente dalla loro lunghezza, anche perché interessate da tensioni continue o quasi. Occorre invece adattare l'impedenza della microstriscia 18 all'impedenza dei circuiti posti a valle del VCO, poiché su di essa viaggia l'oscillazione a 15 GHz che potrebbe essere eccessivamente attenuata durante il percorso sul substrato in presenza di disadattamenti.
Nel complesso l'estensione del layout risulta la minima possibile per un VCO in tecnologia planare. Come già era stato detto, è del tutto superfluo l'utiiizzo di un contenitore'metallico dedicato al solo VCO realizzato secondo l’invenzione. Tuttavia le presenza di un contenitore metallico che racchiuda il VCO con il proprio circuito di controllo e di polarizzazione, nonché eventuali ulteriori circuiti previsti sul medesimo substrato, può rendersi necessaria per questioni di compattezza meccanica e di precauzione residua.
Con riferimento alla fig.3, che mostra un layout previsto per operare ad una frequenza diversa da quella del layout di figura 2, in cui gli stessi elementi di fig.2 sono indicati con gli stessi simboli, si può notare che il varactor DV2 è connesso all'elettrodo di gate di TS2 mediante una corta linea 22 perpendicolare alla linea che idealmente congiunge i centri dei fori metallizzati 13 e 14.
In altre parole I due layout sono differenti, pur essendo sempre basati sul principio di contenere al massimo la lunghezza delle linee in modo che siano più corte possibili onde sfruttare l'intero guadagno dei dispositivi attivi, perchè differenti sono le frequenze di funzionamento dei due VCO e quindi i due layout hanno le reti di adattamento leggermente diversificate.
In particolare il varactor non è in questo caso direttamente saldato sulla medesima piazzola sulla quale è saldato l'elettrodo gate sei FET ma è prevista la presenza di una linea 22 che ha una lunghezza non superiore a 3λ/4 e presenta un allargamento a gradino 22’ nella sua zona terminale connessa a DV2. Il secondo elettrodo del varactor DV2 è direttamente connesso ad uno stub 23 avente direzione parallela alla linea 22 e lunghezza con questa confrontabile, diretta verso la periferia del substrato. Lo stesso elettrodo di DV2 è inoltre connesso al foro metallizzato 20 mediante una stretta linea L4 lungo la quale è posto uno stub 24 parallelo allo stub 23. Anche in questo caso il blocco delle oscillazioni a radiofrequenza è garantito dalla linea L4 e dallo stub 24.
Benché l'invenzione sia illustrata con riferimento a due forme preferite di realizzazione, risulta evidente che varianti e modifiche sono possibili per un tecnico del settore senza fuoriuscire dall'ambito di tutela delle rivendicazioni che seguono.
I

Claims (15)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Oscillatore a microonde controllato in tensione, o VCO, comprendente un substrato in materiale dielettrico che supporta zone metallizzate costituenti un layout circuitale in microstriscia di detto VCO, caratterizzato dal fatto che detto substrato in materiale dielettrico è ad alte perdite aile frequenze di funzionamento di detto VCO a microonde, ed è associato ad un ulteriore layout ad alte perdite che supporta i circuiti di controllo di detto VCO operante a frequenze decisamente più basse rispetto a dette microonde.
  2. 2. VCO a microonde secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dai fatto che detto substrato dielettrico ò costituito da un laminato di tessuto di vetro impregnato con resina epossidica (FR4) e le dette frequenze di funzionamento del VCO arrivano fino a 18 GHz.
  3. 3. Oscillatore come alle rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che comprende: • un elemento attivo (TS2) idoneo a produrre le suddette oscillazioni; ·. un elemento di sintonia (DV2) . connesso direttamente all'elettrodo gate dell'elemento attivo, ad una distanza non superiore a 3 λ/4, essendo λ la lunghezza d’onda deiroscillazione generata dai VCO,
  4. 4. Oscillatore come alla rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto elemento attivo (TS2) è costituito da un GaAsFET polarizzato con canale invertito,
  5. 5. Oscillatore come alla rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che l'elettrodo drain de) GaAsFET è saldato ad una prezzola che è collegata ad un dispositivo di blocco per la corrente continua (DC-BLOCK) costituito da due strette linee accoppiate di lunghezza Inferiore a λ/4.
  6. 6. Oscillatore come le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto substrato in materiale dielettrico supporta anche un piano di massa disposto sull'altro lato opposto rispètto al lato che supporta che supporta dette zone metallizzate costituenti un layout circuitale in microstriscia di detto VCO e dal fatto che l'elettrodo source del GaAsFET è saldato su almeno 'una piazzola metallizata che è elettricamente collegata al suddetto piano di massa per il tramite di almeno un foro metallizzato ed in ogni caso mediante almeno una terza linea di lunghezza inferiore a λ/4.
  7. 7. Oscillatore come alle rivendicazioni da .1 a 4, caratterizzato dal fatto che comprende anche una quarta ed una quinta linea (L1 ed L2), lunghe meno di λ/4, che connettono l’elettrodo di drain e l'elettrodo di gate del GaAsFET ad una microstriscia che porta detta oscillazióne al detto circuito di controllo del VCO;
  8. 8. Oscillatore come alla rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che su detta quarta e quinta linea (L1 ed L2) è posto un primo ed un secondo stub (16 e 17).
  9. 9. Oscillatore come alla rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il secondo elettrodo dell'elemento di sintonia (DV2) è connesso, mediante una sesta linea (L3 o L4) di lunghezza inferiore a V4, ad un contatto con il layout di un circuito che fornisce la tensione di controllo dell'oscillatore.
  10. 10. Oscillatore come alla rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che su detta sesta linea (L3 o L4) di lunghezza inferiore a λ/4 è collegato un ulteriore stub (15 o 24).
  11. 11. Oscillatore come alla rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che all'altra estremità del suddetto dispositivo di blocco della corrente continua (DC-BLOCK) è collegata una settima linea (18) sulla quale transita l'oscillazione a microonde prodotta dall'oscillatore.
  12. 12. Oscillatore secondo le rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che detto elemento di sintonia (DV2) è saldato alla medesima piazzola sulla quale è saldato l'elettrodo di gate dell'elemento attivo. '
  13. 13. Oscillatore come alle rivendicazioni 9 e 10, caratterizzato dal fatto che a detta sesta linea ( L4) è collegato uno stub aggiuntivo (23).
  14. 14. Oscillatore secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto substrato è a multistrato.
  15. 15. Oscillatore secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto VCO a microonde è posto entro un contenitore metallico schermante che racchiude anche il detto circuito di controllo.
IT97MI001522A 1997-06-27 1997-06-27 Vco a microonde realizzato in tecnica planare su un substrato ad alte perdite dielettriche IT1292213B1 (it)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT97MI001522A IT1292213B1 (it) 1997-06-27 1997-06-27 Vco a microonde realizzato in tecnica planare su un substrato ad alte perdite dielettriche
DE69801505T DE69801505T2 (de) 1997-06-27 1998-06-24 Auf einem substrat mit hohem dielektrischen verlust in planartechnologie eingesetzter spannungsgesteuerter oszillator für mikrowellen
EP98937561A EP0992107B1 (en) 1997-06-27 1998-06-24 Microwave vco implemented in planar technique on a high dielectric loss substrate
PCT/EP1998/004028 WO1999000892A1 (en) 1997-06-27 1998-06-24 Microwave vco implemented in planar technique on a high dielectric loss substrate
JP50529899A JP2002510448A (ja) 1997-06-27 1998-06-24 高誘電損失基板上にプレーナ技術で実現されたマイクロ波vco
US09/446,741 US6326857B1 (en) 1997-06-27 1998-06-24 Microwave voltage controlled oscillator formed and located on a high dielectric loss substrate with a controlled circuit
NO19996430A NO319669B1 (no) 1997-06-27 1999-12-23 Mikrobolge VCO implementert i planteknikk pa et substrat med hoyt dielektrisk tap

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT97MI001522A IT1292213B1 (it) 1997-06-27 1997-06-27 Vco a microonde realizzato in tecnica planare su un substrato ad alte perdite dielettriche

Publications (3)

Publication Number Publication Date
ITMI971522A0 ITMI971522A0 (it) 1997-06-27
ITMI971522A1 true ITMI971522A1 (it) 1998-12-27
IT1292213B1 IT1292213B1 (it) 1999-01-25

Family

ID=11377449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT97MI001522A IT1292213B1 (it) 1997-06-27 1997-06-27 Vco a microonde realizzato in tecnica planare su un substrato ad alte perdite dielettriche

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6326857B1 (it)
EP (1) EP0992107B1 (it)
JP (1) JP2002510448A (it)
DE (1) DE69801505T2 (it)
IT (1) IT1292213B1 (it)
NO (1) NO319669B1 (it)
WO (1) WO1999000892A1 (it)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3492225B2 (ja) 1999-01-19 2004-02-03 松下電器産業株式会社 送受信装置
US6538524B1 (en) * 2000-03-29 2003-03-25 Hewlett-Packard Company Using electrically lossy transmission systems to reduce computer RF emissions

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4677396A (en) * 1985-12-06 1987-06-30 Zenith Electronics Corporation Surface mounted component UHF oscillator
JPH0354903A (ja) * 1989-03-31 1991-03-08 Kyocera Corp 発振回路
US5115210A (en) * 1991-04-15 1992-05-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Microwave oscillator using a ring resonator and operable as a remote temperature sensor
US5532651A (en) 1995-04-06 1996-07-02 Motorola, Inc. Tunable voltage controlled oscillator having microstrip resonator with cuts for better tuning
DE69729344T8 (de) * 1996-04-03 2005-02-17 Honda Giken Kogyo K.K. Radarmodul und MMIC-Anordnung dafür
US5705966A (en) * 1996-08-02 1998-01-06 I.T.-Tel Ltd. LC-type dielectric strip line resonator

Also Published As

Publication number Publication date
US6326857B1 (en) 2001-12-04
NO996430D0 (no) 1999-12-23
EP0992107A1 (en) 2000-04-12
NO996430L (no) 2000-02-28
EP0992107B1 (en) 2001-08-29
DE69801505D1 (de) 2001-10-04
WO1999000892A1 (en) 1999-01-07
DE69801505T2 (de) 2002-04-11
NO319669B1 (no) 2005-09-05
JP2002510448A (ja) 2002-04-02
IT1292213B1 (it) 1999-01-25
ITMI971522A0 (it) 1997-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7746191B2 (en) Waveguide to microstrip line transition having a conductive footprint for providing a contact free element
US7752911B2 (en) Waveguide transition for a fill level radar
CN110006504B (zh) 用于具有波导耦合装置的雷达物位测量装置的电路板
Nandi et al. Novel millimeter wave transition from microstrip line to groove gap waveguide for MMIC packaging and antenna integration
CN101527377B (zh) 配备有矩形波导的高频设备
JP2006340317A (ja) 導波路基板および高周波回路モジュール
EP2979323A1 (en) A siw antenna arrangement
JP2005142884A (ja) 誘電体導波管の入出力結合構造
EP3024086B1 (en) Plasma-integrated switching devices
CN115224493A (zh) 介电谐振器天线、天线模块以及电子装置
JP2008244289A (ja) 電磁シールド構造
JP3811079B2 (ja) 原子発振器
WO2013161279A1 (ja) 高周波回路と導波管との接続構造およびその製造方法
KR20180072977A (ko) 도파관 필터
US6144266A (en) Transition from a microstrip line to a waveguide and use of such transition
ITMI971522A1 (it) Vco a microonde realizzato in tecnica planare su un substrato ad alte perdite dielettriche
JP2002280809A5 (it)
WO2012155340A1 (en) Microwave module
KR20200118901A (ko) 표면 실장 가능한 박막 고주파 결합기
US6384691B1 (en) Millimeter wave low phase noise signal source module
KR100760813B1 (ko) 유전체 공진기 장치, 발진기 및 송수신 장치
JP2013243530A (ja) 導波管及びそれを用いた高周波モジュール
JP2004320431A (ja) 平面アンテナ装置
JP2001185915A (ja) マイクロストリップ線路構造
US11600581B2 (en) Packaged electronic device and multilevel lead frame coupler

Legal Events

Date Code Title Description
0001 Granted