JP2002335109A - 共振器 - Google Patents
共振器Info
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- JP2002335109A JP2002335109A JP2001139368A JP2001139368A JP2002335109A JP 2002335109 A JP2002335109 A JP 2002335109A JP 2001139368 A JP2001139368 A JP 2001139368A JP 2001139368 A JP2001139368 A JP 2001139368A JP 2002335109 A JP2002335109 A JP 2002335109A
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- switch
- resonance
- circuit
- capacitor
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】周波数の切替が可能で、周波数の切替による特
性インピーダンス変化を受けにくい共振器、共振回路及
びＶＣＯを提供する。 【解決手段】ストリップライン２は、誘電体基板３によ
って支持され、長さ方向の一端がアース端Ｐ１、長さ方
向の他端がスイッチ接続端Ｐ２、長さの中間部が共振用
キャパシタＣ１の接続される接続点Ｐ０をそれぞれ構成
する。
性インピーダンス変化を受けにくい共振器、共振回路及
びＶＣＯを提供する。 【解決手段】ストリップライン２は、誘電体基板３によ
って支持され、長さ方向の一端がアース端Ｐ１、長さ方
向の他端がスイッチ接続端Ｐ２、長さの中間部が共振用
キャパシタＣ１の接続される接続点Ｐ０をそれぞれ構成
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、共振器、共振回路
及び電圧制御発振回路（以下ＶＣＯと称する）に関す
る。
及び電圧制御発振回路（以下ＶＣＯと称する）に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】高周波回路に使用される共振器の構成方
法に関する近年の移動体通信機器（携帯電話）の増加に
ともない、その移動体通信で使用される無線周波数の割
り当てが足りなくなってきている。そこで、近年の通信
端末では、２つの帯域の周波数を切り替えて使用するデ
ュアル方式が主流になってきている。
法に関する近年の移動体通信機器（携帯電話）の増加に
ともない、その移動体通信で使用される無線周波数の割
り当てが足りなくなってきている。そこで、近年の通信
端末では、２つの帯域の周波数を切り替えて使用するデ
ュアル方式が主流になってきている。
【０００３】デュアル方式を採用した場合、端末に使用
されるＶＣＯでは、２つの帯域の周波数を発振させる必
要がある。その手法として、まず考えられるのは、周波
数帯域の異なる２つのＶＣＯを用いることである。しか
し、２つのＶＣＯを使用したのでは、携帯電話など、小
型、軽量が求められる機器に対する適応性を失う。そこ
で、一般には、一つのＶＣＯで２つの帯域の周波数を発
振させる手法が採用されている。
されるＶＣＯでは、２つの帯域の周波数を発振させる必
要がある。その手法として、まず考えられるのは、周波
数帯域の異なる２つのＶＣＯを用いることである。しか
し、２つのＶＣＯを使用したのでは、携帯電話など、小
型、軽量が求められる機器に対する適応性を失う。そこ
で、一般には、一つのＶＣＯで２つの帯域の周波数を発
振させる手法が採用されている。
【０００４】一つのＶＣＯで２つの帯域の周波数を発振
させる具体的構成として、従来は、ＶＣＯを構成する共
振回路中のマイクロストリッブラインで構成されるイン
ダクタンス部の途中に、スイッチダイオードを接続し、
そのスイッチダイオードをオン、オフして周波数帯域を
切り替える回路構成を採用していた（例えば特開平１１
−２３４０３９号公報）。
させる具体的構成として、従来は、ＶＣＯを構成する共
振回路中のマイクロストリッブラインで構成されるイン
ダクタンス部の途中に、スイッチダイオードを接続し、
そのスイッチダイオードをオン、オフして周波数帯域を
切り替える回路構成を採用していた（例えば特開平１１
−２３４０３９号公報）。
【０００５】しかし、この回路構成では、共振周波数の
切替により、インダクタンス値が大きく変動し、このイ
ンピーダンス値の変動を補正するような手段を持たない
ため、特性インピーダンスが著しく変化してしまう。こ
のため、ＶＣＯにおいて、共振回路の後段に、通常接続
される負性抵抗回路との整合がとれなくなり、負荷Ｑの
劣化や発振電力の低下を招いてしまうという重大な問題
がある。この点について、図９〜図１１を参照し、さら
に詳しく説明する。
切替により、インダクタンス値が大きく変動し、このイ
ンピーダンス値の変動を補正するような手段を持たない
ため、特性インピーダンスが著しく変化してしまう。こ
のため、ＶＣＯにおいて、共振回路の後段に、通常接続
される負性抵抗回路との整合がとれなくなり、負荷Ｑの
劣化や発振電力の低下を招いてしまうという重大な問題
がある。この点について、図９〜図１１を参照し、さら
に詳しく説明する。
【０００６】図９にこの回路構成になる従来の共振回路
の一例を示す。図９に図示された共振回路は、誘電体基
板３と、ストリップライン２と、アース導体４と、端子
Ｔ１１とを含む。ストリップライン２は、誘電体基板３
によって支持され、長さ方向の一端がアースＧＮＤさ
れ、他端に端子Ｔ１１が接続されている。ストリップラ
イン２は全長がＡであり、この長さＡは使用周波数の波
長λに対して、Ａ＜（λ／４）となるように設定され
る。これにより、ストリップライン２は長さに依存した
インダクタンス値を有するようになる。以下の説明にお
いて、ストリップライン２のインダクタンス値はその長
さによって表現することとする。
の一例を示す。図９に図示された共振回路は、誘電体基
板３と、ストリップライン２と、アース導体４と、端子
Ｔ１１とを含む。ストリップライン２は、誘電体基板３
によって支持され、長さ方向の一端がアースＧＮＤさ
れ、他端に端子Ｔ１１が接続されている。ストリップラ
イン２は全長がＡであり、この長さＡは使用周波数の波
長λに対して、Ａ＜（λ／４）となるように設定され
る。これにより、ストリップライン２は長さに依存した
インダクタンス値を有するようになる。以下の説明にお
いて、ストリップライン２のインダクタンス値はその長
さによって表現することとする。
【０００７】ストリップライン２の他端から、端子Ｔ１
１に至る回路には、ストリップライン２と共に共振回路
を構成するキャパシタＣ１の一端が接続されている。キ
ャパシタＣ１の他端はアース（ＧＮＤ）されている。
１に至る回路には、ストリップライン２と共に共振回路
を構成するキャパシタＣ１の一端が接続されている。キ
ャパシタＣ１の他端はアース（ＧＮＤ）されている。
【０００８】ストリップライン２の長さ方向の中間部に
は、スイッチとして動作するダイオードＤ１のアノード
が接続されている。このダイオードＤ１のアノード側に
は、ダイオードＤ１をオン、オフさせるための信号を供
給する端子Ｔ１２が接続されている。
は、スイッチとして動作するダイオードＤ１のアノード
が接続されている。このダイオードＤ１のアノード側に
は、ダイオードＤ１をオン、オフさせるための信号を供
給する端子Ｔ１２が接続されている。
【０００９】図１０は図９に示した共振回路において、
端子Ｔ１２に、ダイオードＤ１をオフさせるための信号
が供給され、ダイオードＤ１がオフとなった場合の等価
回路を示している。ダイオードＤ１がオフとなった場
合、ストリップライン２のインダクタンス値を、その全
長Ａに対応する値Ｌとして表現すると、共振回路の共振
角周波数ω3は、 ω 2 3＝１／ＬＣ1 （１） となる。
端子Ｔ１２に、ダイオードＤ１をオフさせるための信号
が供給され、ダイオードＤ１がオフとなった場合の等価
回路を示している。ダイオードＤ１がオフとなった場
合、ストリップライン２のインダクタンス値を、その全
長Ａに対応する値Ｌとして表現すると、共振回路の共振
角周波数ω3は、 ω 2 3＝１／ＬＣ1 （１） となる。
【００１０】次に、特性インピーダンスＺ03は、 Ｚ03＝（Ｌ／Ｃ1）1/2 （２） となる。
【００１１】図１１は図９に示した共振回路において、
端子Ｔ１２に、ダイオードＤ１をオンさせるための信号
が供給され、ダイオードＤ１がオンとなった場合の等価
回路を示している。ダイオードＤ１がオンとなった場
合、共振回路の共振角周波数ω 4は、 ω 2 4＝１／Ｌ2Ｃ1 （３） となる。
端子Ｔ１２に、ダイオードＤ１をオンさせるための信号
が供給され、ダイオードＤ１がオンとなった場合の等価
回路を示している。ダイオードＤ１がオンとなった場
合、共振回路の共振角周波数ω 4は、 ω 2 4＝１／Ｌ2Ｃ1 （３） となる。
【００１２】次に、特性インピーダンスＺ04は、 Ｚ04＝（Ｌ2／Ｃ1）1/2 （４） となる。
【００１３】説明の簡単化のため、スイッチとして動作
するダイオードＤ１がストリップライン２の長さＡの中
央部に接続されており、その両側で見たストリップライ
ン２の長さＡ１、Ａ２が等しいとする。この場合、ダイ
オードＤ１の接続点で見たインダクタンス値Ｌ1、Ｌ2は Ｌ1＝Ｌ2 となる。この関係を用いて、（１）式及び（２）式を書
き換えると、 ω 2 3＝１／２Ｌ2Ｃ1 （５） となる。
するダイオードＤ１がストリップライン２の長さＡの中
央部に接続されており、その両側で見たストリップライ
ン２の長さＡ１、Ａ２が等しいとする。この場合、ダイ
オードＤ１の接続点で見たインダクタンス値Ｌ1、Ｌ2は Ｌ1＝Ｌ2 となる。この関係を用いて、（１）式及び（２）式を書
き換えると、 ω 2 3＝１／２Ｌ2Ｃ1 （５） となる。
【００１４】次に、特性インピーダンスＺ03は、 Ｚ03＝（２Ｌ2／Ｃ1）1/2 （６） となる。
【００１５】デュアル方式において、ＶＣＯでは共振周
波数ｆ３と、その２倍の周波数ｆ４（＝２×ｆ３）を発
振させる必要のある場合を想定すると、ダイオードＤ１
がオフとなった場合の共振回路の共振角周波数ω3は、 ω 2 3＝１／２Ｌ2Ｃ1 （７） となり、ダイオードＤ１がオンとなった場合の共振回路の共振角周波数ω4は、 ω 2 4＝１／Ｌ2Ｃ1 （８） となるから、ダイオードＤ１を、ストリップライン２の
中間部に接続し、共振用のキャパシタＣ１をストリップ
ライン２の一端に接続する構成は、共振周波数に関する
限り、問題はない。
波数ｆ３と、その２倍の周波数ｆ４（＝２×ｆ３）を発
振させる必要のある場合を想定すると、ダイオードＤ１
がオフとなった場合の共振回路の共振角周波数ω3は、 ω 2 3＝１／２Ｌ2Ｃ1 （７） となり、ダイオードＤ１がオンとなった場合の共振回路の共振角周波数ω4は、 ω 2 4＝１／Ｌ2Ｃ1 （８） となるから、ダイオードＤ１を、ストリップライン２の
中間部に接続し、共振用のキャパシタＣ１をストリップ
ライン２の一端に接続する構成は、共振周波数に関する
限り、問題はない。
【００１６】ところが、ダイオードＤ１がオフとなった
場合の特性インピーダンスＺ03は、 Ｚ03＝（２Ｌ2／Ｃ1）1/2 （９） であるのに対し、ダイオードＤ１がオンとなった場合の
特性インピーダンスＺ04は、 Ｚ04＝（Ｌ2／Ｃ1）1/2 （１０） となり、ダイオードＤ１がオフとなった場合の特性イン
ピーダンスＺ03の（１／√２）倍になってしまう。
場合の特性インピーダンスＺ03は、 Ｚ03＝（２Ｌ2／Ｃ1）1/2 （９） であるのに対し、ダイオードＤ１がオンとなった場合の
特性インピーダンスＺ04は、 Ｚ04＝（Ｌ2／Ｃ1）1/2 （１０） となり、ダイオードＤ１がオフとなった場合の特性イン
ピーダンスＺ03の（１／√２）倍になってしまう。
【００１７】即ち、デュアル方式を採用する場合におい
て、スイッチ用のダイオードＤ１を、ストリップライン
２の中間部に接続し、共振用のキャパシタＣ１を、スト
リップライン２の端末に接続する従来の回路構成では、
周波数の切替により、特性インピーダンスが大きく変化
してしまうために、後段に接続される負性抵抗回路との
整合がとれなくなり、負荷Ｑの劣化や発振電力の低下を
招いてしまうのである。
て、スイッチ用のダイオードＤ１を、ストリップライン
２の中間部に接続し、共振用のキャパシタＣ１を、スト
リップライン２の端末に接続する従来の回路構成では、
周波数の切替により、特性インピーダンスが大きく変化
してしまうために、後段に接続される負性抵抗回路との
整合がとれなくなり、負荷Ｑの劣化や発振電力の低下を
招いてしまうのである。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、周波
数の切替が可能で、周波数の切替による特性インピーダ
ンス変化を受けにくい共振器、共振回路及びＶＣＯを提
供することである。
数の切替が可能で、周波数の切替による特性インピーダ
ンス変化を受けにくい共振器、共振回路及びＶＣＯを提
供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明に係る共振器は、誘電体基板と、ストリッ
プラインと、アース導体とを含む。前記ストリップライ
ンは、誘電体基板によって支持され、長さ方向の一端が
アース端、長さ方向の他端がスイッチ接続端、長さの中
間部が共振用キャパシタの接続点をそれぞれ構成する。
前記アース導体は、前記誘電体基板によって支持され、
前記ストリップラインに対して、前記誘電体基板による
誘電体層を介して対向する。
ため、本発明に係る共振器は、誘電体基板と、ストリッ
プラインと、アース導体とを含む。前記ストリップライ
ンは、誘電体基板によって支持され、長さ方向の一端が
アース端、長さ方向の他端がスイッチ接続端、長さの中
間部が共振用キャパシタの接続点をそれぞれ構成する。
前記アース導体は、前記誘電体基板によって支持され、
前記ストリップラインに対して、前記誘電体基板による
誘電体層を介して対向する。
【００２０】上記共振器は、実際の使用状態では、キャ
パシタと、スイッチとを含む。前記キャパシタは、一端
が前記ストリップラインの長さの中間部の前記接続点に
接続され、他端が前記アース導体と電気的に接続され
る。前記スイッチは、前記ストリップラインの前記スイ
ッチ接続端と前記アース導体との間に電気的に接続され
る。
パシタと、スイッチとを含む。前記キャパシタは、一端
が前記ストリップラインの長さの中間部の前記接続点に
接続され、他端が前記アース導体と電気的に接続され
る。前記スイッチは、前記ストリップラインの前記スイ
ッチ接続端と前記アース導体との間に電気的に接続され
る。
【００２１】上記使用状態において、スイッチをオフに
した場合、ストリップラインの長さの中間点を共通にし
て、この中間点とアースとの間に、アース端及び中間点
との間の長さに対応したストリップラインによるインダ
クタンス値Ｌ1と、共振用のキャパシタＣ１と、中間点
からストリップラインの他端までのストリップライン２
とアース導体との間の分布容量によるキャパシタＣ２と
を並列に接続した回路構成が得られる。
した場合、ストリップラインの長さの中間点を共通にし
て、この中間点とアースとの間に、アース端及び中間点
との間の長さに対応したストリップラインによるインダ
クタンス値Ｌ1と、共振用のキャパシタＣ１と、中間点
からストリップラインの他端までのストリップライン２
とアース導体との間の分布容量によるキャパシタＣ２と
を並列に接続した回路構成が得られる。
【００２２】スイッチをオンにした場合は、ストリップ
ラインの長さの中間点を共通にして、アース端及び中間
点との間の長さに対応したストリップラインによるイン
ダクタンス値Ｌ1と、中間点からストリップラインの他
端までのインダクタンス値Ｌ2と、共振用のキャパシタ
Ｃ１とを並列に接続した回路構成が得られる。
ラインの長さの中間点を共通にして、アース端及び中間
点との間の長さに対応したストリップラインによるイン
ダクタンス値Ｌ1と、中間点からストリップラインの他
端までのインダクタンス値Ｌ2と、共振用のキャパシタ
Ｃ１とを並列に接続した回路構成が得られる。
【００２３】この回路構成によれば、スイッチをオンに
することにより、スイッチをオフにした場合の共振周波
数ｆ２よりも高い共振周波数ｆ１を得ることができる。
しかも、周波数の切替の前後で、特性インピーダンスＺ
01、Ｚ02の変動を極めて小さくすることができる。
することにより、スイッチをオフにした場合の共振周波
数ｆ２よりも高い共振周波数ｆ１を得ることができる。
しかも、周波数の切替の前後で、特性インピーダンスＺ
01、Ｚ02の変動を極めて小さくすることができる。
【００２４】インダクタンス値Ｌ1とインダクタンス値
Ｌ2とを等しくし、キャパシタＣ１の容量値Ｃ1と、キャ
パシタＣ２の容量値Ｃ2とを等しくした態様では、特性
インピーダンスＺ01、Ｚ02を殆ど変化させることなく、
共振周波数ｆ２と、その２倍の共振周波数ｆ１を得るこ
とができる。
Ｌ2とを等しくし、キャパシタＣ１の容量値Ｃ1と、キャ
パシタＣ２の容量値Ｃ2とを等しくした態様では、特性
インピーダンスＺ01、Ｚ02を殆ど変化させることなく、
共振周波数ｆ２と、その２倍の共振周波数ｆ１を得るこ
とができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る共振器の構成
を示す斜視図、図２は図１に示した共振回路の電気的等
価回路図である。図示された共振器は、誘電体基板３
と、ストリップライン２と、アース導体４とを含む。ス
トリップライン２は、誘電体基板３によって支持され、
長さ方向の一端がアース端Ｐ１、長さ方向の他端がスイ
ッチ接続端Ｐ２、長さの中間部が共振用キャパシタＣ１
の接続される接続点Ｐ０をそれぞれ構成する。ストリッ
プライン２は全長がＡであり、この全長Ａは使用共振周
波数ｆ２の波長λ2に対して、Ａ＜（λ2／４）となるよ
うに設定される。これにより、ストリップライン２は長
さに依存したインダクタンス値を有するようになる。以
下の説明において、ストリップライン２のインダクタン
ス値はその長さによって表現することとする。
を示す斜視図、図２は図１に示した共振回路の電気的等
価回路図である。図示された共振器は、誘電体基板３
と、ストリップライン２と、アース導体４とを含む。ス
トリップライン２は、誘電体基板３によって支持され、
長さ方向の一端がアース端Ｐ１、長さ方向の他端がスイ
ッチ接続端Ｐ２、長さの中間部が共振用キャパシタＣ１
の接続される接続点Ｐ０をそれぞれ構成する。ストリッ
プライン２は全長がＡであり、この全長Ａは使用共振周
波数ｆ２の波長λ2に対して、Ａ＜（λ2／４）となるよ
うに設定される。これにより、ストリップライン２は長
さに依存したインダクタンス値を有するようになる。以
下の説明において、ストリップライン２のインダクタン
ス値はその長さによって表現することとする。
【００２６】ストリップライン２のスイッチ接続端Ｐ２
から、端子Ｔ１１に至る回路には、ストリップライン２
と共に共振回路を構成するキャパシタＣ１の一端が接続
され他端はアース（ＧＮＤ）されている。ＶＣＯの場
合、端子Ｔ１１は、負性抵抗回路の入力端、及び、制御
電圧入力端に導かれる。
から、端子Ｔ１１に至る回路には、ストリップライン２
と共に共振回路を構成するキャパシタＣ１の一端が接続
され他端はアース（ＧＮＤ）されている。ＶＣＯの場
合、端子Ｔ１１は、負性抵抗回路の入力端、及び、制御
電圧入力端に導かれる。
【００２７】アース導体４は、誘電体基板３によって支
持され、ストリップライン２に対して、誘電体基板３に
よる誘電体層を介して対向する。
持され、ストリップライン２に対して、誘電体基板３に
よる誘電体層を介して対向する。
【００２８】図１及び図２は実際の使用状態を示し、共
振用キャパシタＣ１と、スイッチ１とを含む。キャパシ
タＣ１は、一端がストリップライン２の長さの中間部の
前記接続点に接続され、スイッチ接続端Ｐ１が、アース
（ＧＮＤ）される。スイッチ１は、ストリップライン２
のスイッチ接続端Ｐ２と、アース導体４と電気的に等電
位のアース（ＧＮＤ）との間に電気的に接続されてい
る。
振用キャパシタＣ１と、スイッチ１とを含む。キャパシ
タＣ１は、一端がストリップライン２の長さの中間部の
前記接続点に接続され、スイッチ接続端Ｐ１が、アース
（ＧＮＤ）される。スイッチ１は、ストリップライン２
のスイッチ接続端Ｐ２と、アース導体４と電気的に等電
位のアース（ＧＮＤ）との間に電気的に接続されてい
る。
【００２９】図３は図１及び図２の態様においてスイッ
チ１をオフにした場合を示す斜視図、図４は図３の電気
的等価回路図である。図３、４に図示するように、スイ
ッチ１をオフにした場合、アース端Ｐ１から接続点Ｐ０
までの長さＬ１に対応したストリップライン２によるイ
ンダクタンス値Ｌ1と、共振用のキャパシタＣ１と、接
続点Ｐ０からスイッチ接続端Ｐ２までのストリップライ
ン２の長さＡ２及びアース導体４の間の分布容量による
キャパシタＣ２とを、並列に接続した共振回路が得られ
る。この共振回路の共振角周波数ω1は、 ω 2 1＝１／｛Ｌ1（Ｃ1＋Ｃ 2）｝ （１１） となる。
チ１をオフにした場合を示す斜視図、図４は図３の電気
的等価回路図である。図３、４に図示するように、スイ
ッチ１をオフにした場合、アース端Ｐ１から接続点Ｐ０
までの長さＬ１に対応したストリップライン２によるイ
ンダクタンス値Ｌ1と、共振用のキャパシタＣ１と、接
続点Ｐ０からスイッチ接続端Ｐ２までのストリップライ
ン２の長さＡ２及びアース導体４の間の分布容量による
キャパシタＣ２とを、並列に接続した共振回路が得られ
る。この共振回路の共振角周波数ω1は、 ω 2 1＝１／｛Ｌ1（Ｃ1＋Ｃ 2）｝ （１１） となる。
【００３０】次に、特性インピーダンスＺ01は、 Ｚ01＝｛Ｌ1／（Ｃ1＋Ｃ2）｝1/2 （１２） となる。
【００３１】図５は図１及び図２の態様においてスイッ
チ１をオンにした場合を示す斜視図、図６は図５の電気
的等価回路図である。図５、６に図示するように、スイ
ッチ１をオンにした場合、アース端Ｐ１から接続点Ｐ０
までの長さＡ１に対応したストリップライン２によるイ
ンダクタンス値Ｌ1と、共振用のキャパシタＣ１と、接
続点Ｐ０からストリップライン２のスイッチ接続端Ｐ２
までのストリップライン２の長さＡ２によるインダクタ
ンス値Ｌ2とを並列に接続した共振回路が得られる。共
振回路の共振角周波数ω2は、 ω 2 2＝１／［Ｃ1｛Ｌ1・Ｌ2／（Ｌ1＋Ｌ2）｝］ （１３） となる。
チ１をオンにした場合を示す斜視図、図６は図５の電気
的等価回路図である。図５、６に図示するように、スイ
ッチ１をオンにした場合、アース端Ｐ１から接続点Ｐ０
までの長さＡ１に対応したストリップライン２によるイ
ンダクタンス値Ｌ1と、共振用のキャパシタＣ１と、接
続点Ｐ０からストリップライン２のスイッチ接続端Ｐ２
までのストリップライン２の長さＡ２によるインダクタ
ンス値Ｌ2とを並列に接続した共振回路が得られる。共
振回路の共振角周波数ω2は、 ω 2 2＝１／［Ｃ1｛Ｌ1・Ｌ2／（Ｌ1＋Ｌ2）｝］ （１３） となる。
【００３２】次に、特性インピーダンスＺ02は、 Ｚ02＝［Ｌ1・Ｌ2／｛（Ｌ1＋Ｌ2）・Ｃ1｝］1/2 （１４） となる。
【００３３】（１１）式及び（１３）式に示されるよう
に、共振角周波数ω1、ω2は、キャパシタＣ１の容量値
Ｃ1、インダクタンス値Ｌ1、Ｌ2及び容量値Ｃ2を選定す
ることによって、任意の値に設定できる。インダクタン
ス値Ｌ1、Ｌ2及び容量値Ｃ2は、ストリップライン２上
の接続点Ｐ０の選定によって、決定されるから、共振角
周波数ω1、ω2はストリップライン２上の接続点Ｐ０の
選定によって設定できることになる。
に、共振角周波数ω1、ω2は、キャパシタＣ１の容量値
Ｃ1、インダクタンス値Ｌ1、Ｌ2及び容量値Ｃ2を選定す
ることによって、任意の値に設定できる。インダクタン
ス値Ｌ1、Ｌ2及び容量値Ｃ2は、ストリップライン２上
の接続点Ｐ０の選定によって、決定されるから、共振角
周波数ω1、ω2はストリップライン２上の接続点Ｐ０の
選定によって設定できることになる。
【００３４】特性インピーダンスＺ01、Ｚ02も、キャパ
シタＣ１の容量値Ｃ1、インダクタンス値Ｌ1、Ｌ2及び
容量値Ｃ2を選定することによって、任意の値に設定で
きる。インダクタンス値Ｌ1、Ｌ2及び容量値Ｃ2は、上
述したように、ストリップライン２上の接続点Ｐ０の選
定によって決定されるから、特性インピーダンスＺ01、
Ｚ02も、ストリップライン２上の接続点Ｐ０の選定によ
って、その変動幅が著しく小さくなるように設定するこ
とができる。次にこの点について、さらに具体的に説明
する。
シタＣ１の容量値Ｃ1、インダクタンス値Ｌ1、Ｌ2及び
容量値Ｃ2を選定することによって、任意の値に設定で
きる。インダクタンス値Ｌ1、Ｌ2及び容量値Ｃ2は、上
述したように、ストリップライン２上の接続点Ｐ０の選
定によって決定されるから、特性インピーダンスＺ01、
Ｚ02も、ストリップライン２上の接続点Ｐ０の選定によ
って、その変動幅が著しく小さくなるように設定するこ
とができる。次にこの点について、さらに具体的に説明
する。
【００３５】まず、説明の簡単化のため、キャパシタＣ
１、Ｃ２の容量値Ｃ1、Ｃ2が互いに等しい（Ｃ1＝Ｃ2）
とし、キャパシタＣ１の接続される接続点Ｐ０の両側で
見たストリップライン２の長さＡ１、Ａ２が等しいとす
る。この場合、キャパシタＣ１を接続した接続点Ｐ０を
起点とした両側のインダクタンス値Ｌ1、Ｌ2はＬ1＝Ｌ2
となる。
１、Ｃ２の容量値Ｃ1、Ｃ2が互いに等しい（Ｃ1＝Ｃ2）
とし、キャパシタＣ１の接続される接続点Ｐ０の両側で
見たストリップライン２の長さＡ１、Ａ２が等しいとす
る。この場合、キャパシタＣ１を接続した接続点Ｐ０を
起点とした両側のインダクタンス値Ｌ1、Ｌ2はＬ1＝Ｌ2
となる。
【００３６】図３、４に示したように、スイッチ１をオ
フにした場合において、Ｌ1＝Ｌ2、Ｃ1＝Ｃ2の関係を、
（１１）式及び（１２）式に代入すると、 ω 2 1＝１／２Ｌ1Ｃ1 （１５） となる。（１５）式より、共振周波数ｆ１を求めると、 ｆ１＝（１／２Ｌ1Ｃ1）1/2／２π （１６） となる。
フにした場合において、Ｌ1＝Ｌ2、Ｃ1＝Ｃ2の関係を、
（１１）式及び（１２）式に代入すると、 ω 2 1＝１／２Ｌ1Ｃ1 （１５） となる。（１５）式より、共振周波数ｆ１を求めると、 ｆ１＝（１／２Ｌ1Ｃ1）1/2／２π （１６） となる。
【００３７】次に、特性インピーダンスＺ01は、 Ｚ01＝｛Ｌ1／２Ｃ1｝1/2 （１７） となる。
【００３８】次に、図５、６に示したように、スイッチ
１をオンにした場合において、Ｌ1＝Ｌ2、Ｃ1＝Ｃ2の関
係を、（１３）式及び（１４）式に代入すると、 ω 2 2＝１／（Ｃ 1Ｌ 2 1／２Ｌ1） ＝２／Ｃ1Ｌ1 （１８） となる。共振周波数ｆ２は、 ｆ２＝（２／Ｃ1Ｌ1）1/2／２π （１９） となる。
１をオンにした場合において、Ｌ1＝Ｌ2、Ｃ1＝Ｃ2の関
係を、（１３）式及び（１４）式に代入すると、 ω 2 2＝１／（Ｃ 1Ｌ 2 1／２Ｌ1） ＝２／Ｃ1Ｌ1 （１８） となる。共振周波数ｆ２は、 ｆ２＝（２／Ｃ1Ｌ1）1/2／２π （１９） となる。
【００３９】次に、特性インピーダンスＺ02は、 Ｚ02＝｛Ｌ1／２Ｃ1｝1/2 （２０） となる。（１６）式と（１９）式とより、 ｆ１／ｆ２＝｛（１／２Ｌ1Ｃ1）1/2／２π｝／｛（２／Ｃ1Ｌ1）1/2／２π｝ ＝２ となる。即ち、スイッチ１をオフにすることにより、ス
イッチ１をオンにした場合の共振周波数ｆ２の２倍の共
振周波数ｆ１を得ることができる。
イッチ１をオンにした場合の共振周波数ｆ２の２倍の共
振周波数ｆ１を得ることができる。
【００４０】次に、スイッチ１をオンにした場合の特性
インピーダンスＺ02は（２０）式より、 Ｚ02＝｛Ｌ1／２Ｃ1｝1/2 （２１） となる。スイッチ１をオフにした場合の特性インピーダ
ンスＺ01は、Ｌ1＝Ｌ2、Ｃ1＝Ｃ2の関係を（１４）式に
代入し、 Ｚ01＝［Ｌ 2 1／｛２Ｌ1・Ｃ1｝］1/2 ＝｛Ｌ 1／２Ｃ1｝1/2 （２２） となる。
インピーダンスＺ02は（２０）式より、 Ｚ02＝｛Ｌ1／２Ｃ1｝1/2 （２１） となる。スイッチ１をオフにした場合の特性インピーダ
ンスＺ01は、Ｌ1＝Ｌ2、Ｃ1＝Ｃ2の関係を（１４）式に
代入し、 Ｚ01＝［Ｌ 2 1／｛２Ｌ1・Ｃ1｝］1/2 ＝｛Ｌ 1／２Ｃ1｝1/2 （２２） となる。
【００４１】（２１）式及び（２２）式を見れば明らか
なように、スイッチ１をオフにした場合の特性インピー
ダンスＺ01と、スイッチ１をオンにした場合の特性イン
ピーダンスＺ02は互いに等しくなるのである。
なように、スイッチ１をオフにした場合の特性インピー
ダンスＺ01と、スイッチ１をオンにした場合の特性イン
ピーダンスＺ02は互いに等しくなるのである。
【００４２】以上のように、本発明によれば、共振用の
キャパシタＣ１の接続点Ｐ０を、ストリップライン２の
中間部に設定し、アース端Ｐ１とは反対側の端部である
スイッチ接続端Ｐ２にスイッチ１を接続し、スイッチ１
をオン、オフにすることにより、特性インピーダンスＺ
01、Ｚ02を変動させることなく、共振周波数ｆ２と、そ
の２倍の共振周波数ｆ１を得ることができる。
キャパシタＣ１の接続点Ｐ０を、ストリップライン２の
中間部に設定し、アース端Ｐ１とは反対側の端部である
スイッチ接続端Ｐ２にスイッチ１を接続し、スイッチ１
をオン、オフにすることにより、特性インピーダンスＺ
01、Ｚ02を変動させることなく、共振周波数ｆ２と、そ
の２倍の共振周波数ｆ１を得ることができる。
【００４３】スイッチ１は、トランジスタやＦＥＴ（電
界効果トランジスタ）等の３端子型半導体スイッチを用
いることができる他、２端子型半導体スイッチを用いる
こともできる。図７は、スイッチ１として、ダイオード
Ｄ１を用いた例を示している。このダイオードＤ１のア
ノード側には、ダイオードＤ１をオン、オフさせるため
の信号を供給する端子Ｔ１２が接続されている。
界効果トランジスタ）等の３端子型半導体スイッチを用
いることができる他、２端子型半導体スイッチを用いる
こともできる。図７は、スイッチ１として、ダイオード
Ｄ１を用いた例を示している。このダイオードＤ１のア
ノード側には、ダイオードＤ１をオン、オフさせるため
の信号を供給する端子Ｔ１２が接続されている。
【００４４】図８は本発明に係る共振器を組み込んだＶ
ＣＯの回路構成を示している。図示されたＶＣＯはバリ
キャップダイオードＤ１１と、キャパシタＣ１１、Ｃ１
２と、図１〜図７に示した共振器及び共振回路５と、負
性抵抗回路６とを有する。入力端子Ｔ１１に供給された
電圧制御信号（直流）Ｓ１は、インダクタＬ１１を介し
て、バリキャップダイオードＤ１１に供給される。バリ
キャップダイオードＤ１１の後段には、キャパシタＣ１
１を介して、本発明に係る共振回路５が接続され、共振
回路５の後段には、キャパシタＣ１２を介して、負性抵
抗回路６が接続されている。負性抵抗回路６は、典型的
にはコルピッツ発振回路である。
ＣＯの回路構成を示している。図示されたＶＣＯはバリ
キャップダイオードＤ１１と、キャパシタＣ１１、Ｃ１
２と、図１〜図７に示した共振器及び共振回路５と、負
性抵抗回路６とを有する。入力端子Ｔ１１に供給された
電圧制御信号（直流）Ｓ１は、インダクタＬ１１を介し
て、バリキャップダイオードＤ１１に供給される。バリ
キャップダイオードＤ１１の後段には、キャパシタＣ１
１を介して、本発明に係る共振回路５が接続され、共振
回路５の後段には、キャパシタＣ１２を介して、負性抵
抗回路６が接続されている。負性抵抗回路６は、典型的
にはコルピッツ発振回路である。
【００４５】端子Ｔ２１には動作電圧Ｖｃｃが供給され
ており、この動作電圧Ｖｃｃは発振回路６に供給される
とともに、抵抗Ｒ１２、Ｒ１３によって分圧され、その
分圧電圧が、共振回路５を構成するするダイオードＤ１
のカソードに供給される。ダイオードＤ１のアノード側
はＣ１５を介してアース（ＧＮＤ）され、端子Ｔ１２、
抵抗Ｒ１１を経由して、スイッチ制御信号が供給され
る。
ており、この動作電圧Ｖｃｃは発振回路６に供給される
とともに、抵抗Ｒ１２、Ｒ１３によって分圧され、その
分圧電圧が、共振回路５を構成するするダイオードＤ１
のカソードに供給される。ダイオードＤ１のアノード側
はＣ１５を介してアース（ＧＮＤ）され、端子Ｔ１２、
抵抗Ｒ１１を経由して、スイッチ制御信号が供給され
る。
【００４６】端子Ｔ１２からダイオードＤ１のアノード
に供給されるスイッチ制御信号Ｓ２の電圧と、抵抗Ｒ１
２、Ｒ１３によって分圧されてダイオードＤ１のカソー
ドに供給される分圧電圧との関係が、ダイオードＤ１を
逆方向にバイアスする関係にある場合、ダイオードＤ１
はオフである。従って、共振回路５は、図３、４に示し
た回路構成となり、共振周波数ｆ１を持つ。負性抵抗回
路６は、このときの共振回路５の回路定数、バリキャッ
プダイオードＤ１１の有する容量値、キャパシタＣ１
１、Ｃ１２、Ｃ１３を発振定数として発振動作をし、キ
ャパシタＣ１４を介して、出力端子Ｔ２２から発振信号
を出力する。
に供給されるスイッチ制御信号Ｓ２の電圧と、抵抗Ｒ１
２、Ｒ１３によって分圧されてダイオードＤ１のカソー
ドに供給される分圧電圧との関係が、ダイオードＤ１を
逆方向にバイアスする関係にある場合、ダイオードＤ１
はオフである。従って、共振回路５は、図３、４に示し
た回路構成となり、共振周波数ｆ１を持つ。負性抵抗回
路６は、このときの共振回路５の回路定数、バリキャッ
プダイオードＤ１１の有する容量値、キャパシタＣ１
１、Ｃ１２、Ｃ１３を発振定数として発振動作をし、キ
ャパシタＣ１４を介して、出力端子Ｔ２２から発振信号
を出力する。
【００４７】端子Ｔ１２からダイオードＤ１のアノード
に供給されるスイッチ制御信号Ｓ２の電圧と、抵抗Ｒ１
２、Ｒ１３によって分圧されてダイオードＤ１のカソー
ドに供給される分圧電圧との関係が、ダイオードＤ１を
順方向にバイアスする関係になった場合、ダイオードＤ
１はオンとなる。従って、共振回路５は、図５、６に示
した回路構成となり、共振周波数ｆ２を持つ。
に供給されるスイッチ制御信号Ｓ２の電圧と、抵抗Ｒ１
２、Ｒ１３によって分圧されてダイオードＤ１のカソー
ドに供給される分圧電圧との関係が、ダイオードＤ１を
順方向にバイアスする関係になった場合、ダイオードＤ
１はオンとなる。従って、共振回路５は、図５、６に示
した回路構成となり、共振周波数ｆ２を持つ。
【００４８】負性抵抗回路６は、このときの共振回路５
の回路定数、バリキャップダイオードＤ１１の有する容
量値、キャパシタＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３を発振定数と
して、発振動作をし、キャパシタＣ１４を介して、出力
端子Ｔ２２から発振信号を出力する。
の回路定数、バリキャップダイオードＤ１１の有する容
量値、キャパシタＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３を発振定数と
して、発振動作をし、キャパシタＣ１４を介して、出力
端子Ｔ２２から発振信号を出力する。
【００４９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、周
波数の切替が可能で、周波数の切替による特性インピー
ダンス変化を受けにくい共振器、共振回路及びＶＣＯを
提供することができる。
波数の切替が可能で、周波数の切替による特性インピー
ダンス変化を受けにくい共振器、共振回路及びＶＣＯを
提供することができる。
【図１】本発明に係る共振器の構成を示す斜視図であ
る。
る。
【図２】図１に示した共振器の電気的等価回路図であ
る。
る。
【図３】図１及び図２の態様においてスイッチをオフに
した場合を示す斜視図である。
した場合を示す斜視図である。
【図４】図３の電気的等価回路図である。
【図５】図１及び図２の態様においてスイッチをオンに
した場合を示す斜視図である。
した場合を示す斜視図である。
【図６】図５の電気的等価回路図である。
【図７】本発明に係る共振器の別の実施例を示す電気的
等価回路図である。
等価回路図である。
【図８】本発明に係る共振器を組み込んだＶＣＯの電気
回路図である。
回路図である。
【図９】従来の共振回路の一例を示す。
【図１０】図９に示した共振回路において、ダイオード
がオフとなった場合の等価回路図である。
がオフとなった場合の等価回路図である。
【図１１】図９に示した共振回路において、ダイオード
がオンとなった場合の等価回路図である。
がオンとなった場合の等価回路図である。
１ スイッチ ２ ストリップライン ３ 誘電体基板 ４ アース導体 ５ 共振回路 ６ 負性抵抗回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝俣 正史 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 Ｆターム(参考） 5J006 HB01 HB03
Claims (12)
- 【請求項１】 誘電体基板と、ストリップラインと、ア
ース導体とを含む共振器であって、 前記ストリップラインは、誘電体基板によって支持さ
れ、長さ方向の一端がアース端、長さ方向の他端がスイ
ッチ接続端、長さの中間部が共振用キャパシタの接続点
をそれぞれ構成しており、 前記アース導体は、前記誘電体基板によって支持され、
前記ストリップラインに対して、前記誘電体基板による
誘電体層を介して対向している共振器。 - 【請求項２】 請求項１に記載された共振器であって、
更に、キャパシタと、スイッチとを含み、 前記キャパシタは、一端が前記ストリップラインの長さ
の中間部の前記接続点に接続され、他端が前記アース導
体と電気的に接続され、 前記スイッチは、前記ストリップラインの前記スイッチ
接続端と前記アース導体との間に電気的に接続される共
振器。 - 【請求項３】 請求項２に記載された共振器であって、 前記スイッチのオン、オフによって、前記ストリップラ
インの一部を、容量性と、誘導性との間で切替え、２つ
の共振周波数に対する特性インピーダンスを制御する共
振器。 - 【請求項４】 請求項２または３の何れかに記載された
共振器であって、前記スイッチはオン、オフ動作が外部
から供給される信号によって制御される共振器。 - 【請求項５】 請求項２乃至４の何れかに記載された共
振器であって、前記スイッチはダイオードを含む共振
器。 - 【請求項６】 請求項１乃至５の何れかに記載された共
振器であって、前記ストリップラインは、その長さＡが
前記スイッチのオフ時の共振周波数の波長をλとして、
（λ／４）よりも短い共振器。 - 【請求項７】 誘電体基板と、ストリップラインと、ア
ース導体と、端子と、キャパシタと、スイッチとを含む
含む共振回路であって、 前記ストリップラインは、誘電体基板によって支持さ
れ、長さ方向の一端がアース端、長さ方向の他端がスイ
ッチ接続端を構成しており、 前記アース導体は、前記誘電体基板によって支持され、
前記ストリップラインに対して、前記誘電体基板による
誘電体層を介して対向しており、 前記端子は、前記ストリップラインの長さの中間部に電
気的に接続されており、 前記キャパシタは、前記ストリップラインの長さの中間
部と、アースとの間に電気的に接続されている共振回
路。 - 【請求項８】 請求項７に記載された共振回路であっ
て、 前記スイッチのオン、オフによって、前記ストリップラ
インの一部を、容量性と誘導性との間で切替え、２つの
の共振周波数に対する特性インピーダンスを制御する共
振回路。 - 【請求項９】 請求項７または８の何れかに記載された
共振回路であって、前記スイッチはオン、オフ動作が外
部から供給される信号によって制御される回路。 - 【請求項１０】 請求項７乃至９の何れかに記載された
共振回路であって、前記スイッチはダイオードを含む共
振回路。 - 【請求項１１】 請求項７乃至１０の何れかに記載され
た共振回路であって、前記ストリップラインは、その長
さＡが前記スイッチのオフ時の共振周波数の波長をλと
して、（λ／４）よりも短い共振回路。 - 【請求項１２】 共振回路と、負性抵抗回路とを含む電
圧制御発振回路であって、 前記共振回路は、請求項７乃至１１に記載された何れか
であり、 前記負性抵抗回路は、前記共振回路を回路要素の一部と
する電圧制御発振回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001139368A JP2002335109A (ja) | 2001-05-09 | 2001-05-09 | 共振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001139368A JP2002335109A (ja) | 2001-05-09 | 2001-05-09 | 共振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002335109A true JP2002335109A (ja) | 2002-11-22 |
Family
ID=18986152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001139368A Withdrawn JP2002335109A (ja) | 2001-05-09 | 2001-05-09 | 共振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002335109A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005253059A (ja) * | 2004-02-03 | 2005-09-15 | Ntt Docomo Inc | 可変共振器及び可変移相器 |
| JP2007134781A (ja) * | 2005-11-08 | 2007-05-31 | Ntt Docomo Inc | 可変共振器 |
| JP2008206080A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Ntt Docomo Inc | 可変共振器、可変フィルタ、電気回路装置 |
| JP2008206078A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Ntt Docomo Inc | 可変共振器、可変フィルタ、電気回路装置 |
| KR101480754B1 (ko) * | 2013-06-05 | 2015-01-09 | 한국과학기술원 | Pcb의 캐비티 공진을 이용한 무선 전력 송수신기 및 이의 제작 방법 |
-
2001
- 2001-05-09 JP JP2001139368A patent/JP2002335109A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005253059A (ja) * | 2004-02-03 | 2005-09-15 | Ntt Docomo Inc | 可変共振器及び可変移相器 |
| JP2007134781A (ja) * | 2005-11-08 | 2007-05-31 | Ntt Docomo Inc | 可変共振器 |
| US7825754B2 (en) | 2005-11-08 | 2010-11-02 | Ntt Docomo, Inc. | Variable resonator |
| JP4634912B2 (ja) * | 2005-11-08 | 2011-02-16 | 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ | 可変共振器 |
| JP2008206080A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Ntt Docomo Inc | 可変共振器、可変フィルタ、電気回路装置 |
| JP2008206078A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Ntt Docomo Inc | 可変共振器、可変フィルタ、電気回路装置 |
| KR101480754B1 (ko) * | 2013-06-05 | 2015-01-09 | 한국과학기술원 | Pcb의 캐비티 공진을 이용한 무선 전력 송수신기 및 이의 제작 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080805 |