JP2002246842A - マイクロ波発振器 - Google Patents
マイクロ波発振器Info
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- JP2002246842A JP2002246842A JP2001046745A JP2001046745A JP2002246842A JP 2002246842 A JP2002246842 A JP 2002246842A JP 2001046745 A JP2001046745 A JP 2001046745A JP 2001046745 A JP2001046745 A JP 2001046745A JP 2002246842 A JP2002246842 A JP 2002246842A
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- strip conductor
- transistor
- varactor diode
- insulating substrate
- dielectric resonator
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION 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
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/20—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising resistance and either capacitance or inductance, e.g. phase-shift oscillator
- H03B5/24—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising resistance and either capacitance or inductance, e.g. phase-shift oscillator active element in amplifier being semiconductor device
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION 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
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/18—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance
- H03B5/1841—Generation 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
- H03B5/1847—Generation 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
Landscapes
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
- Microwave Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 発振信号の位相ノイズを改善し、しかも、誘
電体共振器と帰還用のストリップ導体との結合を設定し
易くする。 【解決手段】 発振用のトランジスタ１と、トランジス
タ１が搭載される絶縁基板２と、絶縁基板２上に被着さ
れてトランジスタ１の出力端子に一端が結合された第一
のストリップ導体３と、絶縁基板２上に被着されてトラ
ンジスタ１の入力端子に一端が結合された第二のストリ
ップ導体４と、絶縁基板２上に配設され、第一のストリ
ップ導体３と第二のストリップ導体４とに結合するＴＥ
０１モードの誘電体共振器１６とを備え、第一のストリ
ップ導体３の他端又は第二のストリップ導体４の他端に
バラクタダイオード９の一端を接続すると共に、バラク
タダイオード９の他端を高周波的に接地し、バラクタダ
イオード９の容量を変えるようにした。
電体共振器と帰還用のストリップ導体との結合を設定し
易くする。 【解決手段】 発振用のトランジスタ１と、トランジス
タ１が搭載される絶縁基板２と、絶縁基板２上に被着さ
れてトランジスタ１の出力端子に一端が結合された第一
のストリップ導体３と、絶縁基板２上に被着されてトラ
ンジスタ１の入力端子に一端が結合された第二のストリ
ップ導体４と、絶縁基板２上に配設され、第一のストリ
ップ導体３と第二のストリップ導体４とに結合するＴＥ
０１モードの誘電体共振器１６とを備え、第一のストリ
ップ導体３の他端又は第二のストリップ導体４の他端に
バラクタダイオード９の一端を接続すると共に、バラク
タダイオード９の他端を高周波的に接地し、バラクタダ
イオード９の容量を変えるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は数ＧＨｚ以上で発振
し、発振周波数を変化させるようにしたマイクロ波発振
器に関する。
し、発振周波数を変化させるようにしたマイクロ波発振
器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のマイクロ波発振器の回路を図２に
示す。発振用の能動素子であるトランジスタ２１のコレ
クタに第一のストリップ導体２２の一端が接続され、ベ
ースに第二のストリップ導体２３の一端が結合される。
第一のストリップ導体２２と第二のストリップ導体２３
とは互いに対向して絶縁基板（図示せず）上に配置され
る。そして、第一のストリップ導体２２と第二のストリ
ップ導体２３との間には円柱状の誘電体共振器２４が配
設される。この結果、ベースを入力端子、コレクタを出
力端子として第一のストリップ導体２２、誘電体共振器
２４、第二のストリップ導体２３によって帰還ループが
構成される。
示す。発振用の能動素子であるトランジスタ２１のコレ
クタに第一のストリップ導体２２の一端が接続され、ベ
ースに第二のストリップ導体２３の一端が結合される。
第一のストリップ導体２２と第二のストリップ導体２３
とは互いに対向して絶縁基板（図示せず）上に配置され
る。そして、第一のストリップ導体２２と第二のストリ
ップ導体２３との間には円柱状の誘電体共振器２４が配
設される。この結果、ベースを入力端子、コレクタを出
力端子として第一のストリップ導体２２、誘電体共振器
２４、第二のストリップ導体２３によって帰還ループが
構成される。
【０００３】また、絶縁基板上には誘電体共振器２４に
結合する第三のストリップ導体２５が設けられ、その一
端はバラクタダイオード２６を介して接地され、他端に
は制御電圧が印加される。そして制御電圧を変えてバラ
クタダイオード２６の容量を変えると、第三のストリッ
プ導体２５上の磁界分布が誘電体共振器２４に対して相
対的に変化し、この変化によって誘電体共振器２４と第
三のストリップ導体２５との結合が変化する。そして、
バラクタダイオード２６の容量変化と結合の変化によっ
て誘電体共振器を含めた全体の共振容量が変化して発振
周波数が変化する。
結合する第三のストリップ導体２５が設けられ、その一
端はバラクタダイオード２６を介して接地され、他端に
は制御電圧が印加される。そして制御電圧を変えてバラ
クタダイオード２６の容量を変えると、第三のストリッ
プ導体２５上の磁界分布が誘電体共振器２４に対して相
対的に変化し、この変化によって誘電体共振器２４と第
三のストリップ導体２５との結合が変化する。そして、
バラクタダイオード２６の容量変化と結合の変化によっ
て誘電体共振器を含めた全体の共振容量が変化して発振
周波数が変化する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来の
マイクロ波発振器においては、誘電体共振器を第一乃至
第三のストリップ導体に結合させるために、誘電体共振
器の見かけ上のＱが低下する。このため、発振信号の位
相ノイズが６０ｄＢ／ＫＨｚ程度に低下するという問題
があった。また、誘電体共振器は帰還ループのために第
一のストリップ導体と第二のストリップ導体とに結合さ
せ、さらに、発振周波数を変化させるための第三のスト
リップ導体にも結合させるので、それぞれのストリップ
導体との結合の強さをバランス良くするための位置の設
定が難しかった。
マイクロ波発振器においては、誘電体共振器を第一乃至
第三のストリップ導体に結合させるために、誘電体共振
器の見かけ上のＱが低下する。このため、発振信号の位
相ノイズが６０ｄＢ／ＫＨｚ程度に低下するという問題
があった。また、誘電体共振器は帰還ループのために第
一のストリップ導体と第二のストリップ導体とに結合さ
せ、さらに、発振周波数を変化させるための第三のスト
リップ導体にも結合させるので、それぞれのストリップ
導体との結合の強さをバランス良くするための位置の設
定が難しかった。
【０００５】そこで、本発明は、発振信号の位相ノイズ
を改善し、しかも、誘電体共振器と帰還用のストリップ
導体との結合を設定し易くすることを目的とする。
を改善し、しかも、誘電体共振器と帰還用のストリップ
導体との結合を設定し易くすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決のため、
本発明のマイクロ波発振器では、発振用のトランジスタ
と、前記トランジスタが搭載される絶縁基板と、前記絶
縁基板上に被着されて前記トランジスタの出力端子に一
端が結合された第一のストリップ導体と、前記絶縁基板
上に被着されて前記トランジスタの入力端子に一端が結
合された第二のストリップ導体と、前記絶縁基板上に配
設され、前記第一のストリップ導体と前記第二のストリ
ップ導体とに結合するＴＥ０１モードの誘電体共振器と
を備え、前記第一のストリップ導体の他端又は前記第二
のストリップ導体の他端にバラクタダイオードの一端を
接続すると共に、前記バラクタダイオードの他端を高周
波的に接地し、前記バラクタダイオードの容量を変える
ようにした。
本発明のマイクロ波発振器では、発振用のトランジスタ
と、前記トランジスタが搭載される絶縁基板と、前記絶
縁基板上に被着されて前記トランジスタの出力端子に一
端が結合された第一のストリップ導体と、前記絶縁基板
上に被着されて前記トランジスタの入力端子に一端が結
合された第二のストリップ導体と、前記絶縁基板上に配
設され、前記第一のストリップ導体と前記第二のストリ
ップ導体とに結合するＴＥ０１モードの誘電体共振器と
を備え、前記第一のストリップ導体の他端又は前記第二
のストリップ導体の他端にバラクタダイオードの一端を
接続すると共に、前記バラクタダイオードの他端を高周
波的に接地し、前記バラクタダイオードの容量を変える
ようにした。
【０００７】また、前記バラクタダイオードの他端に先
端解放の第三のストリップ導体を接続し、前記第三のス
トリップ導体の長さを発振周波数の波長の１／４とし
た。
端解放の第三のストリップ導体を接続し、前記第三のス
トリップ導体の長さを発振周波数の波長の１／４とし
た。
【０００８】また、前記トランジスタをバイポーラトラ
ンジスタで構成し、前記バイポーラトランジスタのベー
スを前記入力端子、コレクタを前記出力端子とし、エミ
ッタを高周波的に接地した。
ンジスタで構成し、前記バイポーラトランジスタのベー
スを前記入力端子、コレクタを前記出力端子とし、エミ
ッタを高周波的に接地した。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明のマイクロ波発振器の構成
を図１で説明する。発振用の能動素子であるバイポーラ
トランジスタ（以下、単にトランジスタという）１は絶
縁基板２に搭載され、絶縁基板１上には第一のストリッ
プ導体３と第二のストリップ導体４とが互いに対向する
ように配設される。第一及び第二のストリップ導体３、
４は絶縁基板２に被着された銅箔などによって形成さ
れ、第一のストリップ導体３の長さはおよそ発振周波数
の波長の１／４程度、第二のストリップ導体４の長さは
１／２程度となっている。
を図１で説明する。発振用の能動素子であるバイポーラ
トランジスタ（以下、単にトランジスタという）１は絶
縁基板２に搭載され、絶縁基板１上には第一のストリッ
プ導体３と第二のストリップ導体４とが互いに対向する
ように配設される。第一及び第二のストリップ導体３、
４は絶縁基板２に被着された銅箔などによって形成さ
れ、第一のストリップ導体３の長さはおよそ発振周波数
の波長の１／４程度、第二のストリップ導体４の長さは
１／２程度となっている。
【００１０】そして、第一のストリップ導体３の一端が
直流カットコンデンサ５によってトランジスタ１の出力
端子となるコレクタに接続されると共に抵抗６によって
グランドに接続され、さらに、コンデンサ７によって出
力端８に結合される。第一のストリップ導体３の他端は
バラクタダイオード９のアノード接続される。
直流カットコンデンサ５によってトランジスタ１の出力
端子となるコレクタに接続されると共に抵抗６によって
グランドに接続され、さらに、コンデンサ７によって出
力端８に結合される。第一のストリップ導体３の他端は
バラクタダイオード９のアノード接続される。
【００１１】バラクタダイオード９のカソードは第三の
ストリップ導体１０の一端に接続され、その他端は解放
となっている。これによってバラクタダイオード９のカ
ソードは高周波的により強固に接地される。また、バラ
クタダイオード９のカソードは抵抗１１によって制御端
子１２に接続される。第三のストリップ導体１０も絶縁
基板２に被着された銅箔などによって形成される。制御
端子１２にはバラクタダイオード９の容量を変えるため
の制御電圧が印加される。
ストリップ導体１０の一端に接続され、その他端は解放
となっている。これによってバラクタダイオード９のカ
ソードは高周波的により強固に接地される。また、バラ
クタダイオード９のカソードは抵抗１１によって制御端
子１２に接続される。第三のストリップ導体１０も絶縁
基板２に被着された銅箔などによって形成される。制御
端子１２にはバラクタダイオード９の容量を変えるため
の制御電圧が印加される。
【００１２】一方、第二のストリップ導体４の一端もト
ランジスタ１の入力端子であるベースに接続され、他端
は解放となる。そして、トランジスタ１のコレクタとベ
ースとはそれぞれ給電抵抗１３、１４を介して電源端子
１５に接続され、エミッタは高周波的に接地される。
ランジスタ１の入力端子であるベースに接続され、他端
は解放となる。そして、トランジスタ１のコレクタとベ
ースとはそれぞれ給電抵抗１３、１４を介して電源端子
１５に接続され、エミッタは高周波的に接地される。
【００１３】そして、第一のストリップ導体３と第二の
ストリップ導体４との間には円柱状をなしたＴＥ０１モ
ードの誘電体共振器１６が絶縁基板上に配設される。そ
の配設位置は第二のストリップ導体４の丁度中間でバラ
クタダイオードに対応する位置である。この結果、誘電
体共振器１６は第一及び第二のストリップ導体３、４に
結合し、トランジスタ１のベースとコレクタとの間には
第一のストリップ導体３と誘電体共振器１６と第二のス
トリップ導体４を介して帰還ループが形成される。
ストリップ導体４との間には円柱状をなしたＴＥ０１モ
ードの誘電体共振器１６が絶縁基板上に配設される。そ
の配設位置は第二のストリップ導体４の丁度中間でバラ
クタダイオードに対応する位置である。この結果、誘電
体共振器１６は第一及び第二のストリップ導体３、４に
結合し、トランジスタ１のベースとコレクタとの間には
第一のストリップ導体３と誘電体共振器１６と第二のス
トリップ導体４を介して帰還ループが形成される。
【００１４】以上の構成において、制御電圧を変えてバ
ラクタダイオード９の容量を変えると、第第一のストリ
ップ導体３上の電圧電流の波節点（及び波腹点）が誘電
体共振器１６に対して相対的に移動し、第一のストリッ
プ導体３と誘電体共振器１６との結合量が変化する。こ
のため、誘電体共振器１６に対するバラクタダイオード
９の容量変化の影響が増大された状態で作用し、発振周
波数が変化し易くなり、その変化範囲も広くなる。
ラクタダイオード９の容量を変えると、第第一のストリ
ップ導体３上の電圧電流の波節点（及び波腹点）が誘電
体共振器１６に対して相対的に移動し、第一のストリッ
プ導体３と誘電体共振器１６との結合量が変化する。こ
のため、誘電体共振器１６に対するバラクタダイオード
９の容量変化の影響が増大された状態で作用し、発振周
波数が変化し易くなり、その変化範囲も広くなる。
【００１５】そして、本発明においては、誘電体共振器
１６が第一及び第二のストリップ導体３、４に結合する
だけなので、見かけ上のＱが高く維持でき、発振信号の
位相ノイズが改善される。本発明の構成によれば８０ｄ
Ｂ／ＫＨｚの位相ノイズをえることが可能となった。
１６が第一及び第二のストリップ導体３、４に結合する
だけなので、見かけ上のＱが高く維持でき、発振信号の
位相ノイズが改善される。本発明の構成によれば８０ｄ
Ｂ／ＫＨｚの位相ノイズをえることが可能となった。
【００１６】また、発振の条件として、トランジスタ１
のコレクタとベースとを結ぶ帰還ループによってコレク
タとベースとの位相をπ／２（１８０°）ずらす必要が
あるが、誘電体共振器１６を第一及び第二のストリップ
導体３、４に沿って移動すれば容易に最適の結合位置を
設定出来る。
のコレクタとベースとを結ぶ帰還ループによってコレク
タとベースとの位相をπ／２（１８０°）ずらす必要が
あるが、誘電体共振器１６を第一及び第二のストリップ
導体３、４に沿って移動すれば容易に最適の結合位置を
設定出来る。
【００１７】また、能動素子としてはＦＥＴ（電界効果
トランジスタ）を使用しても良いが、ＦＴ（トランジシ
ョン周波数）が２０ＧＨｚ程度のバイポーラトランジス
タをエミッタ接地で使用すれば１０ＧＨｚ以上の周波数
で安定に発振させることが可能となった。さらに、上記
の構成ではバラクタダイオード９を第一のストリップ導
体３の他端に接続したが、第二のストリップ導体の他端
に接続しても同様の結果が得られる。
トランジスタ）を使用しても良いが、ＦＴ（トランジシ
ョン周波数）が２０ＧＨｚ程度のバイポーラトランジス
タをエミッタ接地で使用すれば１０ＧＨｚ以上の周波数
で安定に発振させることが可能となった。さらに、上記
の構成ではバラクタダイオード９を第一のストリップ導
体３の他端に接続したが、第二のストリップ導体の他端
に接続しても同様の結果が得られる。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、本発明のマイクロ波発振
器では、トランジスタの出力端子に一端が結合された第
一のストリップ導体と、トランジスタの入力端子に一端
が結合された第二のストリップ導体と、第一のストリッ
プ導体と第二のストリップ導体とに結合するＴＥ０１モ
ードの誘電体共振器とを備え、第一のストリップ導体の
他端又は第二のストリップ導体のにバラクタダイオード
の一端を接続すると共に、バラクタダイオードの他端を
高周波的に接地し、バラクタダイオードの容量を変える
ようにしたので、電体共振器が第一及び第二のストリッ
プ導体に結合するだけで済むため見かけ上のＱが高く維
持でき、発振信号の位相ノイズが改善される。また、誘
電体共振器を第一及び第二のストリップ導体に沿って移
動すれば容易に最適の結合位置を設定出来る。
器では、トランジスタの出力端子に一端が結合された第
一のストリップ導体と、トランジスタの入力端子に一端
が結合された第二のストリップ導体と、第一のストリッ
プ導体と第二のストリップ導体とに結合するＴＥ０１モ
ードの誘電体共振器とを備え、第一のストリップ導体の
他端又は第二のストリップ導体のにバラクタダイオード
の一端を接続すると共に、バラクタダイオードの他端を
高周波的に接地し、バラクタダイオードの容量を変える
ようにしたので、電体共振器が第一及び第二のストリッ
プ導体に結合するだけで済むため見かけ上のＱが高く維
持でき、発振信号の位相ノイズが改善される。また、誘
電体共振器を第一及び第二のストリップ導体に沿って移
動すれば容易に最適の結合位置を設定出来る。
【００１９】また、バラクタダイオードの他端に先端解
放の第三のストリップ導体を接続し、第三のストリップ
導体の長さを発振周波数の波長の１／４としたので、バ
ラクタダイオードの他端を高周波的により強固に接地で
きる。
放の第三のストリップ導体を接続し、第三のストリップ
導体の長さを発振周波数の波長の１／４としたので、バ
ラクタダイオードの他端を高周波的により強固に接地で
きる。
【００２０】また、トランジスタをバイポーラトランジ
スタで構成し、バイポーラトランジスタのベースを入力
端子、コレクタを出力端子とし、エミッタを高周波的に
接地したので、トランジション周波数が２０ＧＨｚ程度
でも利得が高くなり１０ＧＨｚ以上の周波数で発振させ
ることが可能となる。
スタで構成し、バイポーラトランジスタのベースを入力
端子、コレクタを出力端子とし、エミッタを高周波的に
接地したので、トランジション周波数が２０ＧＨｚ程度
でも利得が高くなり１０ＧＨｚ以上の周波数で発振させ
ることが可能となる。
【図１】本発明のマイクロ波発振器の構成を示す回路図
である。
である。
【図２】従来のマイクロ波発振器の構成を示す回路図で
ある。
ある。
１ トランジスタ ２ 絶縁基板 ３ 第一のストリップ導体 ４ 第二のストリップ導体 ５ 直流カットコンデンサ ６ 抵抗 ７ コンデンサ ８ 出力端 ９ バラクタダイオード １０第三のストリップ導体 １１ 抵抗 １２ 制御端子 １３、１４ 給電抵抗 １５ 電源端子 １６ 誘電体共振器
Claims (3)
- 【請求項１】 発振用のトランジスタと、前記トランジ
スタが搭載される絶縁基板と、前記絶縁基板上に被着さ
れて前記トランジスタの出力端子に一端が結合された第
一のストリップ導体と、前記絶縁基板上に被着されて前
記トランジスタの入力端子に一端が結合された第二のス
トリップ導体と、前記絶縁基板上に配設され、前記第一
のストリップ導体と前記第二のストリップ導体とに結合
するＴＥ０１モードの誘電体共振器とを備え、前記第一
のストリップ導体の他端又は前記第二のストリップ導体
の他端にバラクタダイオードの一端を接続すると共に、
前記バラクタダイオードの他端を高周波的に接地し、前
記バラクタダイオードの容量を変えるようにしたことを
特徴とするマイクロ波発振器。 - 【請求項２】 前記バラクタダイオードの他端に先端解
放の第三のストリップ導体を接続し、前記第三のストリ
ップ導体の長さを発振周波数の波長の１／４としたこと
を特徴とする請求項１又に記載のマイクロ波発振器。 - 【請求項３】 前記トランジスタをバイポーラトランジ
スタで構成し、前記バイポーラトランジスタのベースを
前記入力端子、コレクタを前記出力端子とし、エミッタ
を高周波的に接地したことを特徴とする請求項１又は２
に記載のマイクロ波発振器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001046745A JP2002246842A (ja) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | マイクロ波発振器 |
| EP01310857A EP1235343A3 (en) | 2001-02-22 | 2001-12-22 | Microwave oscillator having improved phase noise of oscillation signal |
| US10/075,192 US6765447B2 (en) | 2001-02-22 | 2002-02-14 | Microwave oscillator having improved phase noise of oscillation signal |
| KR1020020009220A KR20020068954A (ko) | 2001-02-22 | 2002-02-21 | 발진신호의 위상 노이즈를 개선한 마이크로파 발진기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001046745A JP2002246842A (ja) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | マイクロ波発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002246842A true JP2002246842A (ja) | 2002-08-30 |
Family
ID=18908307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001046745A Withdrawn JP2002246842A (ja) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | マイクロ波発振器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6765447B2 (ja) |
| EP (1) | EP1235343A3 (ja) |
| JP (1) | JP2002246842A (ja) |
| KR (1) | KR20020068954A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100477210B1 (ko) * | 2001-09-18 | 2005-03-21 | 알프스 덴키 가부시키가이샤 | 전압제어 발진기 |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2576724B1 (fr) * | 1985-01-29 | 1991-06-07 | Alcatel Thomson Faisceaux | Discriminateur hyperfrequences et dispositifs d'utilisation |
| JPH0748137B2 (ja) * | 1987-07-07 | 1995-05-24 | シャープ株式会社 | 薄膜ｅｌ表示装置の駆動方法 |
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