JP2003115719A - 高周波発振回路、高周波モジュールおよび通信機装置 - Google Patents
高周波発振回路、高周波モジュールおよび通信機装置Info
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- 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
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
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- H01L2224/48091—Arched
Landscapes
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 発振条件を容易に満足させることができ、発
振特性を安定させることができる高周波発振回路、高周
波モジュールおよび通信機装置を提供する。 【解決手段】 能動回路２はＦＥＴ３とコンデンサ４と
によって構成すると共に、能動回路２と共振回路との間
には高インピーダンス線路８、容量性スタブ９、ワイヤ
等の接続線路１０からなるインピーダンス変換回路６を
接続する。これにより、能動回路２の反射係数の絶対値
が大きくなるように、インピーダンス変換回路６は共振
回路の特性インピーダンスを変換することができ、発振
条件を容易に満足することができる。
振特性を安定させることができる高周波発振回路、高周
波モジュールおよび通信機装置を提供する。 【解決手段】 能動回路２はＦＥＴ３とコンデンサ４と
によって構成すると共に、能動回路２と共振回路との間
には高インピーダンス線路８、容量性スタブ９、ワイヤ
等の接続線路１０からなるインピーダンス変換回路６を
接続する。これにより、能動回路２の反射係数の絶対値
が大きくなるように、インピーダンス変換回路６は共振
回路の特性インピーダンスを変換することができ、発振
条件を容易に満足することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばマイクロ
波、ミリ波等の高周波の電磁波を送信、受信する高周波
発振回路、高周波モジュールおよび通信機装置に関す
る。
波、ミリ波等の高周波の電磁波を送信、受信する高周波
発振回路、高周波モジュールおよび通信機装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、通信機装置等に用いられる高周
波発振回路として、図１１に示すように共振回路１０１
と信号を増幅するための電界効果トランジスタ（以下、
ＦＥＴという）を含む能動回路１０２とを備えたものが
知られている（例えば、特開平７−８６８３２号公報
等）。このような従来技術による高周波発振回路では、
基板の表面にマイクロストリップラインの近傍に位置し
て例えば略円柱形状をなす誘電体共振器を設けることに
よって共振回路１０１を構成すると共に、ドレイン端子
が接地されたＦＥＴを含む増幅回路によって能動回路１
０２を構成し、マイクロストリップラインとＦＥＴのゲ
ート端子との間をワイヤボンディング、バンプ等によっ
て接続していた。これにより、共振回路１０１の誘電体
共振器は所定周波数の信号を出力すると共に、ＦＥＴを
含む能動回路１０２は、この信号を増幅して出力端子１
０３を介して例えば通信機装置の混合器等に向けて出力
していた。
波発振回路として、図１１に示すように共振回路１０１
と信号を増幅するための電界効果トランジスタ（以下、
ＦＥＴという）を含む能動回路１０２とを備えたものが
知られている（例えば、特開平７−８６８３２号公報
等）。このような従来技術による高周波発振回路では、
基板の表面にマイクロストリップラインの近傍に位置し
て例えば略円柱形状をなす誘電体共振器を設けることに
よって共振回路１０１を構成すると共に、ドレイン端子
が接地されたＦＥＴを含む増幅回路によって能動回路１
０２を構成し、マイクロストリップラインとＦＥＴのゲ
ート端子との間をワイヤボンディング、バンプ等によっ
て接続していた。これにより、共振回路１０１の誘電体
共振器は所定周波数の信号を出力すると共に、ＦＥＴを
含む能動回路１０２は、この信号を増幅して出力端子１
０３を介して例えば通信機装置の混合器等に向けて出力
していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による高周波発振回路が発振条件を満足するため
には、以下の数１に示すように共振回路１０１の反射係
数Γ1と能動回路１０２の反射係数Γ2との絶対値（大き
さ）の積が１以上である必要がある。
来技術による高周波発振回路が発振条件を満足するため
には、以下の数１に示すように共振回路１０１の反射係
数Γ1と能動回路１０２の反射係数Γ2との絶対値（大き
さ）の積が１以上である必要がある。
【０００４】
【数１】｜Γ1｜・｜Γ2｜≧１
【０００５】これに対し、共振回路１０１の反射係数Γ
1の絶対値は一般的に１よりも小さい（｜Γ1｜＜１）か
ら、上記数１を満足するためには、能動回路１０２の反
射係数Γ2の絶対値を１よりも大きく（｜Γ2｜＞１）設
定する必要がある。しかし、能動回路１０２のＦＥＴ
は、そのインピーダンスが入力される信号の周波数によ
って大きく変化する（例えば信号が高周波になるに従っ
て低下する）から、信号の周波数によっては反射係数Γ
2の絶対値が低下してしまい、発振条件を満足しない場
合がある。
1の絶対値は一般的に１よりも小さい（｜Γ1｜＜１）か
ら、上記数１を満足するためには、能動回路１０２の反
射係数Γ2の絶対値を１よりも大きく（｜Γ2｜＞１）設
定する必要がある。しかし、能動回路１０２のＦＥＴ
は、そのインピーダンスが入力される信号の周波数によ
って大きく変化する（例えば信号が高周波になるに従っ
て低下する）から、信号の周波数によっては反射係数Γ
2の絶対値が低下してしまい、発振条件を満足しない場
合がある。
【０００６】また、共振回路１０１のマイクロストリッ
プラインと能動回路１０２のＦＥＴとはワイヤボンディ
ングによって接続しているから、このワイヤのインピー
ダンスによっても能動回路１０２の反射係数Γ2の絶対
値が低下してしまうことがあり、安定的に発振させるこ
とが難しいという問題がある。
プラインと能動回路１０２のＦＥＴとはワイヤボンディ
ングによって接続しているから、このワイヤのインピー
ダンスによっても能動回路１０２の反射係数Γ2の絶対
値が低下してしまうことがあり、安定的に発振させるこ
とが難しいという問題がある。
【０００７】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明の目的は発振条件を容易に満足さ
せることができ、発振特性を安定させることができる高
周波発振回路、高周波モジュールおよび通信機装置を提
供することにある。
されたもので、本発明の目的は発振条件を容易に満足さ
せることができ、発振特性を安定させることができる高
周波発振回路、高周波モジュールおよび通信機装置を提
供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１の発明は、共振回路と電界効果トラン
ジスタを含む能動回路とを備えた高周波発振回路におい
て、前記共振回路と能動回路との間には、能動回路側の
反射係数を大きくするためのインピーダンス変換回路を
設ける構成としたことを特徴としている。
ために、請求項１の発明は、共振回路と電界効果トラン
ジスタを含む能動回路とを備えた高周波発振回路におい
て、前記共振回路と能動回路との間には、能動回路側の
反射係数を大きくするためのインピーダンス変換回路を
設ける構成としたことを特徴としている。
【０００９】このように構成したことにより、共振回路
の出力端側を能動回路側の反射係数の絶対値が大きくな
るインピーダンスに変換した後に能動回路に接続するこ
とができる。このため、発振条件を容易に満足させるこ
とができ、発振特性を安定させることができる。
の出力端側を能動回路側の反射係数の絶対値が大きくな
るインピーダンスに変換した後に能動回路に接続するこ
とができる。このため、発振条件を容易に満足させるこ
とができ、発振特性を安定させることができる。
【００１０】請求項２の発明によるインピーダンス変換
回路は、電界効果トランジスタのゲート端子に接続して
いる。この場合、能動回路はＦＥＴのドレイン端子また
はソース端子を接地した増幅回路を構成することができ
る。
回路は、電界効果トランジスタのゲート端子に接続して
いる。この場合、能動回路はＦＥＴのドレイン端子また
はソース端子を接地した増幅回路を構成することができ
る。
【００１１】請求項３の発明によるインピーダンス変換
回路は、回路基板上のパターンによって構成している。
これにより、回路基板に設けたマイクロストリップライ
ン等のパターンを用いて容易に共振回路の出力端側のイ
ンピーダンスを変換することができる。
回路は、回路基板上のパターンによって構成している。
これにより、回路基板に設けたマイクロストリップライ
ン等のパターンを用いて容易に共振回路の出力端側のイ
ンピーダンスを変換することができる。
【００１２】請求項４の発明によるインピーダンス変換
回路は、電界効果トランジスタを形成する電極を用いて
構成している。これにより、電界効果トランジスタの電
極を用いて容易に共振回路の出力端側のインピーダンス
を変換することができる。
回路は、電界効果トランジスタを形成する電極を用いて
構成している。これにより、電界効果トランジスタの電
極を用いて容易に共振回路の出力端側のインピーダンス
を変換することができる。
【００１３】請求項５の発明によるインピーダンス変換
回路は、一端側が共振回路に接続された高インピーダン
ス線路と、該高インピーダンス線路に接続された容量性
スタブと、前記高インピーダンス線路の他端側を電界効
果トランジスタに接続する線路とによって構成してい
る。
回路は、一端側が共振回路に接続された高インピーダン
ス線路と、該高インピーダンス線路に接続された容量性
スタブと、前記高インピーダンス線路の他端側を電界効
果トランジスタに接続する線路とによって構成してい
る。
【００１４】これにより、高インピーダンス線路と線路
とによって誘導リアクタンスを設定できると共に、容量
性スタブによって容量リアクタンスを設定することがで
きる。このため、これらを組合せることによって、共振
回路の出力端側のインピーダンスを能動回路の反射係数
の絶対値が大きくなるインピーダンスに変換することが
できる。
とによって誘導リアクタンスを設定できると共に、容量
性スタブによって容量リアクタンスを設定することがで
きる。このため、これらを組合せることによって、共振
回路の出力端側のインピーダンスを能動回路の反射係数
の絶対値が大きくなるインピーダンスに変換することが
できる。
【００１５】請求項６の発明によるインピーダンス変換
回路は、一端側が共振回路に接続された高インピーダン
ス線路と、該高インピーダンス線路の他端側を電界効果
トランジスタに接続する線路とによって構成している。
回路は、一端側が共振回路に接続された高インピーダン
ス線路と、該高インピーダンス線路の他端側を電界効果
トランジスタに接続する線路とによって構成している。
【００１６】これにより、高インピーダンス線路と線路
とによって誘導リアクタンスを設定することができる。
このため、これらを組合せることによって、共振回路の
出力端側のインピーダンスに対して、主としてその位相
を変化させることができ、例えばＦＥＴのゲートインピ
ーダンスに近い低インピーダンス側に調整することがで
きる。
とによって誘導リアクタンスを設定することができる。
このため、これらを組合せることによって、共振回路の
出力端側のインピーダンスに対して、主としてその位相
を変化させることができ、例えばＦＥＴのゲートインピ
ーダンスに近い低インピーダンス側に調整することがで
きる。
【００１７】また、請求項７，８の発明のように本発明
による高周波発振回路を用いて高周波モジュールを構成
してもよく、通信機装置を構成してもよい。
による高周波発振回路を用いて高周波モジュールを構成
してもよく、通信機装置を構成してもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
高周波発振回路を、添付図面を参照しつつ詳細に説明す
る。
高周波発振回路を、添付図面を参照しつつ詳細に説明す
る。
【００１９】まず、図１ないし図７は第１の実施の形態
による高周波発振回路を示し、図において、１は従来技
術と同様に例えば誘電体共振器とマイクロストリップラ
イン等によって構成された共振回路で、該共振回路１は
誘電体共振器によってマイクロ波、ミリ波等の所定周波
数（例えば３０ＧＨｚ）の信号を共振させると共に、こ
の信号は誘電体共振器とマイクロストリップラインとが
電磁結合することによってマイクロストリップラインを
通じて後述の能動回路２に向けて出力される。
による高周波発振回路を示し、図において、１は従来技
術と同様に例えば誘電体共振器とマイクロストリップラ
イン等によって構成された共振回路で、該共振回路１は
誘電体共振器によってマイクロ波、ミリ波等の所定周波
数（例えば３０ＧＨｚ）の信号を共振させると共に、こ
の信号は誘電体共振器とマイクロストリップラインとが
電磁結合することによってマイクロストリップラインを
通じて後述の能動回路２に向けて出力される。
【００２０】２は後述のインピーダンス変換回路５を介
して共振回路１に接続された能動回路で、該能動回路２
は例えば電子部品からなるＦＥＴ３とコンデンサ４とに
よって構成され、ＦＥＴ３のドレイン端子Ｄは接地さ
れ、ソース端子Ｓはコンデンサ４を介して出力端子５が
接続されると共に、ゲート端子Ｇにはインピーダンス変
換回路６が接続されている。
して共振回路１に接続された能動回路で、該能動回路２
は例えば電子部品からなるＦＥＴ３とコンデンサ４とに
よって構成され、ＦＥＴ３のドレイン端子Ｄは接地さ
れ、ソース端子Ｓはコンデンサ４を介して出力端子５が
接続されると共に、ゲート端子Ｇにはインピーダンス変
換回路６が接続されている。
【００２１】６は共振回路１と能動回路２との間に接続
されたインピーダンス変換回路で、該インピーダンス変
換回路６は、回路基板７の表面に設けられた直線状に延
びるマイクロストリップライン等によって形成される高
インピーダンス線路８と、該高インピーダンス線路８か
ら直角に分岐して設けられ、その終端が開放された開放
スタブ等からなる２つの容量性スタブ９と、高インピー
ダンス線路８とＦＥＴ３のゲート端子Ｇとの間を接続す
るワイヤ、リボン、バンプ等からなる接続線路１０によ
って構成されている。
されたインピーダンス変換回路で、該インピーダンス変
換回路６は、回路基板７の表面に設けられた直線状に延
びるマイクロストリップライン等によって形成される高
インピーダンス線路８と、該高インピーダンス線路８か
ら直角に分岐して設けられ、その終端が開放された開放
スタブ等からなる２つの容量性スタブ９と、高インピー
ダンス線路８とＦＥＴ３のゲート端子Ｇとの間を接続す
るワイヤ、リボン、バンプ等からなる接続線路１０によ
って構成されている。
【００２２】ここで、高インピーダンス線路８と容量性
スタブ９とは、例えば幅寸法が０．１〜０．３ｍｍ、長
さ寸法が０．５〜２ｍｍ程度をなして回路基板７に形成
された導体のパターンによって構成されている。そし
て、インピーダンス変換回路６は、共振回路１の特性イ
ンピーダンスＺa（例えばＺa＝５０Ω）を能動回路２の
反射係数Γ2が大きくなるインピーダンスＺb（例えばＺ
b＝２０Ω）に変換している。
スタブ９とは、例えば幅寸法が０．１〜０．３ｍｍ、長
さ寸法が０．５〜２ｍｍ程度をなして回路基板７に形成
された導体のパターンによって構成されている。そし
て、インピーダンス変換回路６は、共振回路１の特性イ
ンピーダンスＺa（例えばＺa＝５０Ω）を能動回路２の
反射係数Γ2が大きくなるインピーダンスＺb（例えばＺ
b＝２０Ω）に変換している。
【００２３】本実施の形態による高周波発振回路は上述
の如き構成を有するもので、次にインピーダンス変換回
路６の設定方法について図４ないし図７を参照しつつ説
明する。
の如き構成を有するもので、次にインピーダンス変換回
路６の設定方法について図４ないし図７を参照しつつ説
明する。
【００２４】まず、図４に示すように能動回路２に実部
Ｒと虚部Ｘとからなる任意のインピーダンスＺ（Ｚ＝Ｒ
＋ｊＸ）を接続した場合を仮定する。そして、この場合
において所定周波数（例えば３０ＧＨｚ）の信号に対す
る能動回路２の反射係数Γ2′をシミュレーション等に
よって演算する。この結果、図５に示すように任意のイ
ンピーダンスに対する反射係数Γ2′の絶対値の特性分
布図が得られるから、インピーダンスＺを例えば２０Ω
＋ｊ０としたときに、反射係数が最大値となることが分
かる。このため、インピーダンス変換回路６を用いて共
振回路１の特性インピーダンス（例えば５０Ω）を２０
Ωに変換して能動回路２に接続することによって、能動
回路２の反射係数Γ2′の絶対値を最大値に設定するこ
とができる。
Ｒと虚部Ｘとからなる任意のインピーダンスＺ（Ｚ＝Ｒ
＋ｊＸ）を接続した場合を仮定する。そして、この場合
において所定周波数（例えば３０ＧＨｚ）の信号に対す
る能動回路２の反射係数Γ2′をシミュレーション等に
よって演算する。この結果、図５に示すように任意のイ
ンピーダンスに対する反射係数Γ2′の絶対値の特性分
布図が得られるから、インピーダンスＺを例えば２０Ω
＋ｊ０としたときに、反射係数が最大値となることが分
かる。このため、インピーダンス変換回路６を用いて共
振回路１の特性インピーダンス（例えば５０Ω）を２０
Ωに変換して能動回路２に接続することによって、能動
回路２の反射係数Γ2′の絶対値を最大値に設定するこ
とができる。
【００２５】ここで、インピーダンス変換回路６は、ワ
イヤ等の接続線路１０によるインピーダンスの変動を考
慮するために、図４に示すように変換値設定部１１と、
該変換値設定部１１をＦＥＴのゲート端子Ｇに接続する
ための接続線路１０とによって構成される。
イヤ等の接続線路１０によるインピーダンスの変動を考
慮するために、図４に示すように変換値設定部１１と、
該変換値設定部１１をＦＥＴのゲート端子Ｇに接続する
ための接続線路１０とによって構成される。
【００２６】また、接続線路１０は誘導リアクタンスと
して作用する。そこで、図６に示す等価回路のように、
変換値設定部１１としてインダクタ１２とキャパシタ１
３とからなるＬ形の回路を構成し、この変換値設定部１
１と接続線路１０によるインダクタ１２とを接続してＴ
形の回路を構成する。これにより、変換値設定部１１と
してインダクタ１２とキャパシタ１３を適宜設定するこ
とによって、共振回路１の出力端側のインピーダンスを
所望の値に変換することができる。
して作用する。そこで、図６に示す等価回路のように、
変換値設定部１１としてインダクタ１２とキャパシタ１
３とからなるＬ形の回路を構成し、この変換値設定部１
１と接続線路１０によるインダクタ１２とを接続してＴ
形の回路を構成する。これにより、変換値設定部１１と
してインダクタ１２とキャパシタ１３を適宜設定するこ
とによって、共振回路１の出力端側のインピーダンスを
所望の値に変換することができる。
【００２７】そして、高インピーダンス線路８はインダ
クタ１２を構成し、容量性スタブ９はキャパシタ１３を
構成するから、これら高インピーダンス線路８、容量性
スタブ９の線幅、長さ寸法等の形状を適宜設定すること
によって、インダクタ１２、キャパシタ１３を調整する
ことができる。この結果、図７に示すスミス図表のよう
に、インピーダンス変換回路６の端子aに、例えば５０
Ω程度の共振回路１の出力端側のインピーダンスＺaが
接続されるときでも、インピーダンス変換回路６の端子
ｂのインピーダンスＺbを２０Ω程度に設定することが
でき、これらの間でインピーダンスを変換することがで
きる。
クタ１２を構成し、容量性スタブ９はキャパシタ１３を
構成するから、これら高インピーダンス線路８、容量性
スタブ９の線幅、長さ寸法等の形状を適宜設定すること
によって、インダクタ１２、キャパシタ１３を調整する
ことができる。この結果、図７に示すスミス図表のよう
に、インピーダンス変換回路６の端子aに、例えば５０
Ω程度の共振回路１の出力端側のインピーダンスＺaが
接続されるときでも、インピーダンス変換回路６の端子
ｂのインピーダンスＺbを２０Ω程度に設定することが
でき、これらの間でインピーダンスを変換することがで
きる。
【００２８】本実施の形態による高周波発振回路はその
インピーダンス変換回路６が上述の設定方法を用いて設
定されたものであり、その作動について説明すると、従
来技術とほぼ同様に共振回路１は所定周波数の信号を出
力すると共に、ＦＥＴ３を含む能動回路２は、この信号
を増幅して出力端子５から出力する。
インピーダンス変換回路６が上述の設定方法を用いて設
定されたものであり、その作動について説明すると、従
来技術とほぼ同様に共振回路１は所定周波数の信号を出
力すると共に、ＦＥＴ３を含む能動回路２は、この信号
を増幅して出力端子５から出力する。
【００２９】然るに、本実施の形態では、共振回路１と
能動回路２との間には、インピーダンス変換回路６を接
続したから、インピーダンス変換回路６を用いて共振回
路１の特性インピーダンスＺaをインピーダンスＺbに変
換し、能動回路２の反射係数Γ2′の絶対値が大きくす
ることができる。この結果、インピーダンス変換回路６
から共振回路１を見たときの反射係数Γ2の絶対値をイ
ンピーダンス変換回路６によって調整することができる
から、反射係数Γ2の絶対値｜Γ2｜は、例えば従来技術
のようにインピーダンス変換回路６を省いた場合には
３．０程度となるのに対して、インピーダンス変換回路
６を挿入した場合には１３．２程度に増加させることが
できる。
能動回路２との間には、インピーダンス変換回路６を接
続したから、インピーダンス変換回路６を用いて共振回
路１の特性インピーダンスＺaをインピーダンスＺbに変
換し、能動回路２の反射係数Γ2′の絶対値が大きくす
ることができる。この結果、インピーダンス変換回路６
から共振回路１を見たときの反射係数Γ2の絶対値をイ
ンピーダンス変換回路６によって調整することができる
から、反射係数Γ2の絶対値｜Γ2｜は、例えば従来技術
のようにインピーダンス変換回路６を省いた場合には
３．０程度となるのに対して、インピーダンス変換回路
６を挿入した場合には１３．２程度に増加させることが
できる。
【００３０】このため、容易の発振条件を満足させるこ
とができると共に、発振特性を安定させることができ
る。また、インピーダンス変換回路６を省いた状態で発
振条件を満足しない場合でも、インピーダンス変換回路
６を挿入することによってインピーダンス変換回路６の
反射係数Γ2の絶対値を大きくすることができ、発振条
件を満足させることができる。
とができると共に、発振特性を安定させることができ
る。また、インピーダンス変換回路６を省いた状態で発
振条件を満足しない場合でも、インピーダンス変換回路
６を挿入することによってインピーダンス変換回路６の
反射係数Γ2の絶対値を大きくすることができ、発振条
件を満足させることができる。
【００３１】また、インピーダンス変換回路６は、ＦＥ
Ｔ３のゲート端子Ｇに接続したから、能動回路２はＦＥ
Ｔ３のドレイン端子Ｄまたはソース端子Ｓを接地した増
幅回路を構成することができる。
Ｔ３のゲート端子Ｇに接続したから、能動回路２はＦＥ
Ｔ３のドレイン端子Ｄまたはソース端子Ｓを接地した増
幅回路を構成することができる。
【００３２】また、インピーダンス変換回路６は、回路
基板７上に設けたパターンをなす高インピーダンス線路
８と容量性スタブ９によって構成したから、回路基板７
に設けたマイクロストリップライン等のパターンを用い
て容易に共振回路１の出力端側のインピーダンスＺaを
変換することができる。
基板７上に設けたパターンをなす高インピーダンス線路
８と容量性スタブ９によって構成したから、回路基板７
に設けたマイクロストリップライン等のパターンを用い
て容易に共振回路１の出力端側のインピーダンスＺaを
変換することができる。
【００３３】さらに、インピーダンス変換回路６は、高
インピーダンス線路８、容量性スタブ９、接続線路１０
によって構成したから、高インピーダンス線路８と接続
線路１０とによって誘導リアクタンスを設定できると共
に、容量性スタブ９によって容量リアクタンスを設定す
ることができる。このため、これらを組合せることによ
って、共振回路１の出力端側のインピーダンスＺaを能
動回路２の反射係数Γ2′の絶対値が大きくなるインピ
ーダンスＺbに変換することができる。
インピーダンス線路８、容量性スタブ９、接続線路１０
によって構成したから、高インピーダンス線路８と接続
線路１０とによって誘導リアクタンスを設定できると共
に、容量性スタブ９によって容量リアクタンスを設定す
ることができる。このため、これらを組合せることによ
って、共振回路１の出力端側のインピーダンスＺaを能
動回路２の反射係数Γ2′の絶対値が大きくなるインピ
ーダンスＺbに変換することができる。
【００３４】また、インピーダンス変換回路６は接続線
路１０を含んで構成したから、接続線路１０の影響を加
味してインピーダンス変換回路６を構成することができ
る。このため、接続線路１０によって能動回路２の反射
係数Γ2′の絶対値が変動するのをインピーダンス変換
回路６によって吸収することができ、発振特性を安定化
させることができる。
路１０を含んで構成したから、接続線路１０の影響を加
味してインピーダンス変換回路６を構成することができ
る。このため、接続線路１０によって能動回路２の反射
係数Γ2′の絶対値が変動するのをインピーダンス変換
回路６によって吸収することができ、発振特性を安定化
させることができる。
【００３５】次に、図８は本発明の第２の実施の形態に
よる高周波発振回路を示し、本実施の形態の特徴は、イ
ンピーダンス変換回路の一部をなす高インピーダンス線
路と容量性スタブとをＦＥＴの電極を用いて構成したこ
とにある。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態
と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略
するものとする。
よる高周波発振回路を示し、本実施の形態の特徴は、イ
ンピーダンス変換回路の一部をなす高インピーダンス線
路と容量性スタブとをＦＥＴの電極を用いて構成したこ
とにある。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態
と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略
するものとする。
【００３６】２１は単体のチップ部品として形成された
ＦＥＴで、該ＦＥＴ２１の表面にはソース端子Ｓ、ドレ
イン端子Ｄ、ゲート端子Ｇをなす電極が形成されてい
る。また、ＦＥＴ２１の中央側に位置するゲート端子Ｇ
には、外部に向けて延びる高インピーダンス線路２２
と、該高インピーダンス線路２２の先端に設けられた２
つの容量性スタブ２３が接続して設けられ、これらのゲ
ート端子Ｇ、高インピーダンス線路２２、容量性スタブ
２３は全体として略Ｔ字状の電極を形成している。
ＦＥＴで、該ＦＥＴ２１の表面にはソース端子Ｓ、ドレ
イン端子Ｄ、ゲート端子Ｇをなす電極が形成されてい
る。また、ＦＥＴ２１の中央側に位置するゲート端子Ｇ
には、外部に向けて延びる高インピーダンス線路２２
と、該高インピーダンス線路２２の先端に設けられた２
つの容量性スタブ２３が接続して設けられ、これらのゲ
ート端子Ｇ、高インピーダンス線路２２、容量性スタブ
２３は全体として略Ｔ字状の電極を形成している。
【００３７】２４は回路基板で、該回路基板２４の表面
にはＦＥＴ２１が取付けられると共に、マイクロストリ
ップライン等によって他の高インピーダンス線路２５が
形成されている。また、高インピーダンス線路２５は、
その一端側が共振回路（図示せず）に接続されると共
に、他端側がボンディングワイヤ等の接続線路２６によ
って２つの容量性スタブ２３の中間に位置するゲート電
極Ｇに接続されている。そして、高インピーダンス線路
２２，２５、容量性スタブ２３、接続線路２６はインピ
ーダンス変換回路６を構成している。
にはＦＥＴ２１が取付けられると共に、マイクロストリ
ップライン等によって他の高インピーダンス線路２５が
形成されている。また、高インピーダンス線路２５は、
その一端側が共振回路（図示せず）に接続されると共
に、他端側がボンディングワイヤ等の接続線路２６によ
って２つの容量性スタブ２３の中間に位置するゲート電
極Ｇに接続されている。そして、高インピーダンス線路
２２，２５、容量性スタブ２３、接続線路２６はインピ
ーダンス変換回路６を構成している。
【００３８】かくして、本実施の形態でも第１の実施の
形態と同様の作用効果を得ることができるが、本実施の
形態では、インピーダンス変換回路６の一部をなす容量
性スタブ２３をＦＥＴ２１の電極によって形成したか
ら、ＦＥＴ２１に設けた電極を利用して容易に共振回路
の出力端側のインピーダンスＺaを所望のインピーダン
スＺbに変換することができる。
形態と同様の作用効果を得ることができるが、本実施の
形態では、インピーダンス変換回路６の一部をなす容量
性スタブ２３をＦＥＴ２１の電極によって形成したか
ら、ＦＥＴ２１に設けた電極を利用して容易に共振回路
の出力端側のインピーダンスＺaを所望のインピーダン
スＺbに変換することができる。
【００３９】なお、本実施の形態では、回路基板２４に
も高インピーダンス線路２５を設ける構成としたが、Ｆ
ＥＴ２１の高インピーダンス線路２２のみでインピーダ
ンス変換回路６が形成可能なときには、回路基板２４の
高インピーダンス線路２５を省く構成としてもよい。
も高インピーダンス線路２５を設ける構成としたが、Ｆ
ＥＴ２１の高インピーダンス線路２２のみでインピーダ
ンス変換回路６が形成可能なときには、回路基板２４の
高インピーダンス線路２５を省く構成としてもよい。
【００４０】次に、図９は本発明の第３の実施の形態に
よる高周波発振回路を示し、本実施の形態の特徴は、イ
ンピーダンス変換回路を高インピーダンス線路と接続線
路とによって構成したことにある。なお、本実施の形態
では、第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号
を付し、その説明を省略するものとする。
よる高周波発振回路を示し、本実施の形態の特徴は、イ
ンピーダンス変換回路を高インピーダンス線路と接続線
路とによって構成したことにある。なお、本実施の形態
では、第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号
を付し、その説明を省略するものとする。
【００４１】３１は本実施の形態による高インピーダン
ス線路で、該高インピーダンス線路３１は、その一端側
が共振回路（図示せず）に接続されると共に、他端側が
接続線路１０を介してＦＥＴ３のゲート端子Ｇに接続さ
れている。そして、高インピーダンス線路３１は、接続
線路１０と共にインピーダンス変換回路３２を構成して
いる。
ス線路で、該高インピーダンス線路３１は、その一端側
が共振回路（図示せず）に接続されると共に、他端側が
接続線路１０を介してＦＥＴ３のゲート端子Ｇに接続さ
れている。そして、高インピーダンス線路３１は、接続
線路１０と共にインピーダンス変換回路３２を構成して
いる。
【００４２】かくして、本実施の形態でも第１の実施の
形態と同様の作用効果を得ることができるが、本実施の
形態では、インピーダンス変換回路３２は誘導リアクタ
ンスをなす高インピーダンス線路３１と接続線路１０と
からなり、容量リアクタンスを省いて構成している。こ
のため、インピーダンス変換回路３２は、共振回路の出
力端側の特性インピーダンスＺaに対して、主としてそ
の位相を変化させることができ、例えばＦＥＴ３のゲー
トインピーダンスに近い低インピーダンス側に調整する
ことができる。
形態と同様の作用効果を得ることができるが、本実施の
形態では、インピーダンス変換回路３２は誘導リアクタ
ンスをなす高インピーダンス線路３１と接続線路１０と
からなり、容量リアクタンスを省いて構成している。こ
のため、インピーダンス変換回路３２は、共振回路の出
力端側の特性インピーダンスＺaに対して、主としてそ
の位相を変化させることができ、例えばＦＥＴ３のゲー
トインピーダンスに近い低インピーダンス側に調整する
ことができる。
【００４３】次に、図１０は本発明の第４の実施の形態
を示し、本実施の形態の特徴は、高周波発振回路を用い
て高周波モジュールおよび通信機装置を構成したことに
ある。
を示し、本実施の形態の特徴は、高周波発振回路を用い
て高周波モジュールおよび通信機装置を構成したことに
ある。
【００４４】４１は本実施の形態による通信機装置で、
該通信機装置４１は、例えば信号処理回路４２と、信号
処理回路４２に接続され高周波の信号を出力または入力
する高周波モジュール４３と、該高周波モジュール４３
に接続して設けられアンテナ共用器４４（デュプレク
サ）を介して高周波の信号を送信または受信するアンテ
ナ４５とによって構成されている。
該通信機装置４１は、例えば信号処理回路４２と、信号
処理回路４２に接続され高周波の信号を出力または入力
する高周波モジュール４３と、該高周波モジュール４３
に接続して設けられアンテナ共用器４４（デュプレク
サ）を介して高周波の信号を送信または受信するアンテ
ナ４５とによって構成されている。
【００４５】そして、高周波モジュール４３は、信号処
理回路４２の出力側とアンテナ共用器４４との間に接続
された帯域通過フィルタ４６、増幅器４７、ミキサ４
８、帯域通過フィルタ４９、電力増幅器５０によって送
信側が構成されると共に、アンテナ共用器４４と信号処
理回路４２の入力側に接続された帯域通過フィルタ５
１、低雑音増幅器５２、ミキサ５３、帯域通過フィルタ
５４、増幅器５５によって受信側が構成されている。そ
して、ミキサ４８，５３には例えば第１ないし第３の実
施の形態のうちいずれかの形態からなる高周波発振回路
５６が接続されている。
理回路４２の出力側とアンテナ共用器４４との間に接続
された帯域通過フィルタ４６、増幅器４７、ミキサ４
８、帯域通過フィルタ４９、電力増幅器５０によって送
信側が構成されると共に、アンテナ共用器４４と信号処
理回路４２の入力側に接続された帯域通過フィルタ５
１、低雑音増幅器５２、ミキサ５３、帯域通過フィルタ
５４、増幅器５５によって受信側が構成されている。そ
して、ミキサ４８，５３には例えば第１ないし第３の実
施の形態のうちいずれかの形態からなる高周波発振回路
５６が接続されている。
【００４６】本実施の形態による通信機装置は上述の如
き構成を有するもので、次にその作動について説明す
る。
き構成を有するもので、次にその作動について説明す
る。
【００４７】まず、送信時には、信号処理回路４２から
出力された中間周波信号（ＩＦ信号）は、帯域通過フィ
ルタ４６で不要な信号が除去された後、増幅器４７によ
って増幅されてミキサ４８に入力される。このとき、ミ
キサ４８は、この中間周波信号と高周波発振回路５６か
らの搬送波とを掛け合わせて高周波信号（ＲＦ信号）に
アップコンバートする。そして、ミキサ４８から出力さ
れた高周波信号は、帯域通過フィルタ４９で不要な信号
が除去された後、電力増幅器５０によって送信電力に増
幅された後、アンテナ共用器４４を介してアンテナ４５
から送信される。
出力された中間周波信号（ＩＦ信号）は、帯域通過フィ
ルタ４６で不要な信号が除去された後、増幅器４７によ
って増幅されてミキサ４８に入力される。このとき、ミ
キサ４８は、この中間周波信号と高周波発振回路５６か
らの搬送波とを掛け合わせて高周波信号（ＲＦ信号）に
アップコンバートする。そして、ミキサ４８から出力さ
れた高周波信号は、帯域通過フィルタ４９で不要な信号
が除去された後、電力増幅器５０によって送信電力に増
幅された後、アンテナ共用器４４を介してアンテナ４５
から送信される。
【００４８】一方、受信時には、アンテナ４５から受信
された高周波信号は、アンテナ共用器４４を介して帯域
通過フィルタ５１に入力される。これにより、高周波信
号は、帯域通過フィルタ５１で不要な信号が除去された
後、低雑音増幅器５２によって増幅されてミキサ５３に
入力される。このとき、ミキサ５３は、この高周波信号
と高周波発振回路５６からの搬送波とを掛け合わせて中
間周波信号にダウンコンバートする。そして、ミキサ５
３から出力された中間周波信号は、帯域通過フィルタ５
４で不要な信号が除去された後、増幅器５５によって増
幅された後、信号処理回路４２に入力される。
された高周波信号は、アンテナ共用器４４を介して帯域
通過フィルタ５１に入力される。これにより、高周波信
号は、帯域通過フィルタ５１で不要な信号が除去された
後、低雑音増幅器５２によって増幅されてミキサ５３に
入力される。このとき、ミキサ５３は、この高周波信号
と高周波発振回路５６からの搬送波とを掛け合わせて中
間周波信号にダウンコンバートする。そして、ミキサ５
３から出力された中間周波信号は、帯域通過フィルタ５
４で不要な信号が除去された後、増幅器５５によって増
幅された後、信号処理回路４２に入力される。
【００４９】かくして、本実施の形態によれば、発振特
性の安定した高周波発振回路５６を用いて通信機装置を
構成できるから、通信機装置の信頼性を高めることがで
きる。
性の安定した高周波発振回路５６を用いて通信機装置を
構成できるから、通信機装置の信頼性を高めることがで
きる。
【００５０】なお、前記第４の実施の形態では、本発明
による高周波発振回路を通信機装置に適用した場合を例
を挙げて説明したが、例えばレーダ装置等に適用しても
よい。
による高周波発振回路を通信機装置に適用した場合を例
を挙げて説明したが、例えばレーダ装置等に適用しても
よい。
【００５１】また、前記各実施の形態では、ＦＥＴ３の
ゲート端子Ｇにインピーダンス変換回路６，３２を接続
するものとしたが、能動回路として例えばＦＥＴをゲー
ト接地した増幅回路を用いる場合等にあっては、ＦＥＴ
のソース端子またはドレイン端子Ｄにインピーダンス変
換回路を接続する構成としてもよい。
ゲート端子Ｇにインピーダンス変換回路６，３２を接続
するものとしたが、能動回路として例えばＦＥＴをゲー
ト接地した増幅回路を用いる場合等にあっては、ＦＥＴ
のソース端子またはドレイン端子Ｄにインピーダンス変
換回路を接続する構成としてもよい。
【００５２】さらに、前記各実施の形態では、共振回路
１は誘電体共振器とマイクロストリップラインとによっ
て構成するものとしたが、各種の共振器、伝送線路等を
用いて構成してもよい。また、前記各実施の形態では、
能動回路２はＦＥＴ３とコンデンサ４とによって構成す
るものとしたが、本発明はこれに限らずＦＥＴを含む各
種の増幅回路等によって能動回路を構成してもよい。
１は誘電体共振器とマイクロストリップラインとによっ
て構成するものとしたが、各種の共振器、伝送線路等を
用いて構成してもよい。また、前記各実施の形態では、
能動回路２はＦＥＴ３とコンデンサ４とによって構成す
るものとしたが、本発明はこれに限らずＦＥＴを含む各
種の増幅回路等によって能動回路を構成してもよい。
【００５３】
【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明によ
れば、共振回路と能動回路との間には、能動回路側の反
射係数を大きくするためのインピーダンス変換回路を設
ける構成としたから、共振回路の出力端側を能動回路の
反射係数の絶対値が大きくなるインピーダンスに変換し
た後に能動回路に接続することができる。このため、発
振条件を容易に満足させることができ、発振特性を安定
させることができる。
れば、共振回路と能動回路との間には、能動回路側の反
射係数を大きくするためのインピーダンス変換回路を設
ける構成としたから、共振回路の出力端側を能動回路の
反射係数の絶対値が大きくなるインピーダンスに変換し
た後に能動回路に接続することができる。このため、発
振条件を容易に満足させることができ、発振特性を安定
させることができる。
【００５４】請求項２の発明によれば、インピーダンス
変換回路はＦＥＴのゲート端子に接続したから、能動回
路はＦＥＴのドレイン端子またはソース端子を接地した
増幅回路を構成することができる。
変換回路はＦＥＴのゲート端子に接続したから、能動回
路はＦＥＴのドレイン端子またはソース端子を接地した
増幅回路を構成することができる。
【００５５】請求項３の発明によれば、インピーダンス
変換回路は回路基板上のパターンによって構成したか
ら、回路基板に設けたマイクロストリップライン等のパ
ターンを用いて容易に共振回路の出力端側のインピーダ
ンスを変換することができる。
変換回路は回路基板上のパターンによって構成したか
ら、回路基板に設けたマイクロストリップライン等のパ
ターンを用いて容易に共振回路の出力端側のインピーダ
ンスを変換することができる。
【００５６】請求項４の発明によれば、インピーダンス
変換回路はＦＥＴを形成する電極を用いて構成したか
ら、ＦＥＴの電極を用いて容易に共振回路の出力端側の
インピーダンスを変換することができる。
変換回路はＦＥＴを形成する電極を用いて構成したか
ら、ＦＥＴの電極を用いて容易に共振回路の出力端側の
インピーダンスを変換することができる。
【００５７】請求項５の発明によれば、インピーダンス
変換回路は、高インピーダンス線路、容量性スタブおよ
び線路によって構成したから、高インピーダンス線路と
線路とによって誘導リアクタンスを設定できると共に、
容量性スタブによって容量リアクタンスを設定すること
ができる。このため、これらを組合せることによって、
共振回路の出力端側のインピーダンスを能動回路の反射
係数の絶対値が大きくなるインピーダンスに変換するこ
とができる。また、インピーダンス変換回路は線路を含
んで構成したから、線路による発振特性の変動をインピ
ーダンス変換回路によって吸収することができ、発振特
性を安定化させることができる。
変換回路は、高インピーダンス線路、容量性スタブおよ
び線路によって構成したから、高インピーダンス線路と
線路とによって誘導リアクタンスを設定できると共に、
容量性スタブによって容量リアクタンスを設定すること
ができる。このため、これらを組合せることによって、
共振回路の出力端側のインピーダンスを能動回路の反射
係数の絶対値が大きくなるインピーダンスに変換するこ
とができる。また、インピーダンス変換回路は線路を含
んで構成したから、線路による発振特性の変動をインピ
ーダンス変換回路によって吸収することができ、発振特
性を安定化させることができる。
【００５８】請求項６の発明によれば、インピーダンス
変換回路は、高インピーダンス線路と線路とによって構
成したから、高インピーダンス線路と線路とによって誘
導リアクタンスを設定することができる。このため、こ
れらを組合せることによって、共振回路の出力端側のイ
ンピーダンスに対して、主としてその位相を変化させる
ことができ、例えばＦＥＴのゲートインピーダンスに近
い低インピーダンス側に調整することができる。また、
インピーダンス変換回路は線路を含んで構成したから、
線路による発振特性の影響をインピーダンス変換回路に
よって吸収することができ、発振特性を安定化させるこ
とができる。
変換回路は、高インピーダンス線路と線路とによって構
成したから、高インピーダンス線路と線路とによって誘
導リアクタンスを設定することができる。このため、こ
れらを組合せることによって、共振回路の出力端側のイ
ンピーダンスに対して、主としてその位相を変化させる
ことができ、例えばＦＥＴのゲートインピーダンスに近
い低インピーダンス側に調整することができる。また、
インピーダンス変換回路は線路を含んで構成したから、
線路による発振特性の影響をインピーダンス変換回路に
よって吸収することができ、発振特性を安定化させるこ
とができる。
【００５９】さらに、請求項７，８の発明のように、本
発明による高周波発振回路を用いて高周波モジュールを
構成してもよく、通信機装置を構成してもよい。
発明による高周波発振回路を用いて高周波モジュールを
構成してもよく、通信機装置を構成してもよい。
【図１】第１の実施の形態による高周波発振回路を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】第１の実施の形態による高周波発振回路を示す
平面図である。
平面図である。
【図３】第１の実施の形態による高周波発振回路を示す
電気回路図である。
電気回路図である。
【図４】図１中のインピーダンス変換回路と能動回路を
示す電気回路図である。
示す電気回路図である。
【図５】任意のインピーダンスをゲート端子に接続した
ときの能動回路の反射係数の絶対値を示す特性分布図で
ある。
ときの能動回路の反射係数の絶対値を示す特性分布図で
ある。
【図６】図１中のインピーダンス変換回路の等価回路を
示す電気回路図である。
示す電気回路図である。
【図７】インピーダンス変換回路の両端のインピーダン
スを示すスミス図表である。
スを示すスミス図表である。
【図８】第２の実施の形態による高周波発振回路を示す
平面図である。
平面図である。
【図９】第３の実施の形態による高周波発振回路を示す
電気回路図である。
電気回路図である。
【図１０】第４の実施の形態による通信機装置を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図１１】従来技術による高周波発振回路を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
１ 共振回路
２ 能動回路
３，２１ ＦＥＴ
６，３２ インピーダンス変換回路
７，２４ 回路基板
８，２２，２５，３１ 高インピーダンス線路
９，２３ 容量性スタブ
１０，２６ 接続線路（線路）
５６ 高周波発振回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 馬場 貴博
京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式
会社村田製作所内
(72)発明者 坂本 孝一
京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式
会社村田製作所内
Ｆターム(参考） 5J081 BB01 CC01 DD04 EE09 FF05
GG01 LL05 MM01
Claims (8)
- 【請求項１】 共振回路と電界効果トランジスタを含む
能動回路とを備えた高周波発振回路において、前記共振
回路と能動回路との間には、能動回路側の反射係数を大
きくするためのインピーダンス変換回路を設ける構成と
したことを特徴とする高周波発振回路。 - 【請求項２】 前記インピーダンス変換回路は前記電界
効果トランジスタのゲート端子に接続してなる請求項１
に記載の高周波発振回路。 - 【請求項３】 前記インピーダンス変換回路は回路基板
上のパターンによって構成してなる請求項１または２に
記載の高周波発振回路。 - 【請求項４】 前記インピーダンス変換回路は電界効果
トランジスタを形成する電極を用いて構成してなる請求
項２に記載の高周波発振回路。 - 【請求項５】 前記インピーダンス変換回路は、一端側
が前記共振回路に接続された高インピーダンス線路と、
該高インピーダンス線路に接続された容量性スタブと、
前記高インピーダンス線路の他端側を前記電界効果トラ
ンジスタに接続する線路とによって構成してなる請求項
１，２，３または４に記載の高周波発振回路。 - 【請求項６】 前記インピーダンス変換回路は、一端側
が前記共振回路に接続された高インピーダンス線路と、
該高インピーダンス線路の他端側を前記電界効果トラン
ジスタに接続する線路とによって構成してなる請求項
１，２，３または４に記載の高周波発振回路。 - 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載の高
周波発振回路を用いた高周波モジュール。 - 【請求項８】 請求項１ないし６のいずれかに記載の高
周波発振回路を用いた通信機装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001307880A JP2003115719A (ja) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | 高周波発振回路、高周波モジュールおよび通信機装置 |
| US10/261,785 US6762650B2 (en) | 2001-10-03 | 2002-10-02 | High-frequency oscillation circuit, high-frequency module, and communication apparatus |
| DE10246103A DE10246103A1 (de) | 2001-10-03 | 2002-10-02 | Hochfrequenz-Oszillationsschaltung, Hochfrequenzmodul und Kommunikationsvorrichtung |
| GB0222956A GB2381969B (en) | 2001-10-03 | 2002-10-03 | High-frequency oscillation circuit,high-frequency module,and communication apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001307880A JP2003115719A (ja) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | 高周波発振回路、高周波モジュールおよび通信機装置 |
Publications (1)
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