JP2512264B2 - 共振器 - Google Patents

共振器

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JP2512264B2
JP2512264B2 JP4153239A JP15323992A JP2512264B2 JP 2512264 B2 JP2512264 B2 JP 2512264B2 JP 4153239 A JP4153239 A JP 4153239A JP 15323992 A JP15323992 A JP 15323992A JP 2512264 B2 JP2512264 B2 JP 2512264B2
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典昭 斉藤
博幸 矢吹
守一 佐川
三夫 牧本
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高周波用の各種無線機
器、通信機器、測定器の発振器等に用いられる共振器に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、移動体通信に対する需要が急激に
増大し、適用可能な新たな周波数資源である準マイクロ
波帯を利用したシステムの開発が行われている。高周波
用の発振器に用いられる小形共振器にはTEMモードの
共振器が最もよく利用され、これらの共振器のうち伝送
線路の両端を容量で接続したスプリットリング共振器
は、短絡端が存在せず小型な共振器であることからフィ
ルタ、発振器に用いられている。
【0003】以下、従来の共振器について説明する。図
6は従来の共振器の構成の一例を示すものである。図6
において、1はヘアピン構造の伝送線路、2は共振用容
量、3は伝送線路1、共振用容量2から構成されるスプ
リットリング共振器である。
【0004】以上のように構成された共振器について、
以下その動作について説明する。まず、リング状伝送線
路の開放端に容量を接続する構造とすることにより、共
振器線路長を1波長より大幅に短縮できる。共振用容量
2と伝送線路1とにより並列共振形の共振回路が構成さ
れ、その共振周波数は伝送線路1の特性(特性インピー
ダンス、電気長)と共振用容量2の容量値によって決定
される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記の従
来の構成では,共振用容量が電界の集中している伝送線
路の開放端に接続されているため、共振用容量としてバ
ラクタダイオード等の可変容量素子を用いた場合、その
Q値が低いことより共振器全体の無負荷Qが劣化し、こ
の共振器を高周波帯の発振器に利用した場合、発振器の
C/N、S/Nが確保できないという課題を有してい
た。
【0006】本発明は前記従来の課題を解決するもの
で、バラクタダイオード等の可変容量素子をスプリット
リング共振器へ挿入した場合においても無負荷Qの劣化
の少ない共振器を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
本発明の技術的解決手段は、両端開放のリング状伝送線
路と、前記リング状伝送線路の電界が最大となる開放端
位置よりも中央部側、また電流が最大となる当該中央部
位置よりも開放端側の間の前記リング状伝送線路に共振
用容量を設けるものである。
【0008】
【作用】本発明は、共振用容量を電界が集中している伝
送線路の開放端ではなく電界が小さい部分に接続するこ
とで、無負荷Qの劣化の少ない共振器を実現することが
できる。
【0009】
【実施例】(実施例1)以下、本発明の第1の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。
【0010】図1は本発明の一実施例における共振器の
平面図である。図1において、11は伝送線路、12は
共振用容量である。
【0011】前記のように構成された共振器について、
その動作を説明する。伝送線路11、共振用容量12か
らなる共振器は開放端において電界最大となり、開放端
から離れるにつれて電界は小さくなり、中央部において
電圧最小、電流最大となるRF短絡点となる。これより
共振用容量12を共振器の開放端以外の部分に挿入する
ことで共振用容量12の無負荷Qの影響を受けにくくな
り、共振器全体の無負荷Qの劣化を緩和することができ
る。
【0012】以上のように本実施例によれば、共振用容
量を伝送線路の開放端を除く部分に挿入することで、共
振器線路長を大幅に小型化できるとともに無負荷Qの劣
化を防ぐことができる。
【0013】(実施例2)以下、本発明の第2の実施例
について、図面を参照しながら説明する。
【0014】図2は本発明の一実施例における共振器の
平面図である。図2において、21は伝送線路、22は
共振用容量で、図1の構成と異なるのは伝送線路21を
開放端で線路幅を他の線路部分より広くした伝送線路と
した点である。
【0015】前記のように構成された共振器について、
その動作を説明する。ヘアピン構造のリング状伝送線路
の開放端で線路幅を他の線路部分より広くすることで、
図1に示す実施例よりもさらに共振器長を短くすること
ができる。その他の動作は実施例1と同様のため省略す
る。
【0016】以上のように本実施例によれば、開放端の
線路幅を他の線路部分より広くしたリング状伝送線路を
用いたスプリットリング共振器において共振用容量を前
記伝送線路の開放端を除く部分に挿入することで、共振
器線路長を大幅に小型化できるとともに無負荷Qの劣化
を防ぐことができる。
【0017】(実施例3)以下、本発明の第3の実施例
について、図面を参照しながら説明する。
【0018】図3は本発明の一実施例における共振器の
平面図である。図3において、31は伝送線路、32は
共振用容量で、図1の構成と異なるのは伝送線路31
を、平行結合線路部を有するリング状伝送線路とした点
である。
【0019】前記のように構成された共振器について、
その動作を説明する。ヘアピン構造のリング状伝送線路
に平行結合線路部を設け、その分布結合容量を利用する
ことで、電界の集中を緩和するとともに共振用容量を開
放端を除く部分に挿入することで図1に示す共振器より
もさらに共振器長を短くすることができる。その他の動
作は実施例1と同様のため省略する。
【0020】以上のように本実施例によれば、平行結合
線路部を有するリング状伝送線路を用いたスプリットリ
ング共振器において共振用容量を前記伝送線路の開放端
を除く部分に挿入することで、共振器線路長を大幅に小
型化できるとともに無負荷Qの劣化を防ぐことができ
る。
【0021】(実施例4)以下、本発明の第4の実施例
について、図面を参照しながら説明する。
【0022】図4は本発明の一実施例における共振器の
平面図である。図4において、41は伝送線路、42は
共振用容量で、図3の構成と異なるのは伝送線路41
を、平行結合線路部を有し前記平行結合線路部のインピ
ーダンスを単一線路部分に比しステップ状に変化させた
伝送線路とした点である。
【0023】前記のように構成された共振器について、
その動作を説明する。リング状伝送線路の開放端に平行
結合線路部分を設けそのインピーダンスを単一線路部分
より低くするとともに共振用容量42を開放端を除く部
分に挿入することで、図2、3に示す実施例よりもさら
に共振器長を短くすることができる。その他の動作は実
施例1と同様のため省略する。
【0024】以上のように本実施例によれば、平行結合
線路部を有し、前記平行結合線路部のインピーダンスを
単一線路部分に比しステップ状に変化させたリング状伝
送線路を用いたスプリットリング共振器において共振用
容量を前記伝送線路の開放端を除く部分に挿入すること
で、共振器線路長を大幅に小型化できるとともに無負荷
Qの劣化を防ぐことができる。
【0025】(実施例5)以下、本発明の第5の実施例
について、図面を参照しながら説明する。
【0026】図5において、51は伝送線路、52はバ
ラクタダイオード、53、54は容量、55は抵抗、5
6はコイル、57はバラクタダイオード52、容量5
3、54から構成される合成容量である。
【0027】前記のように構成された共振器について、
以下その動作を説明する。まず、合成容量57の両端を
伝送線路51の開放端以外の2点に接続する。次にバラ
クタダイオード52のアノード端子をコイル56により
直流的に接地し、抵抗55からバラクタダイオード52
のカソード端子へ直流電圧を印加することで、バラクタ
ダイオード52の直流電位によりバラクタ容量が得ら
れ、合成容量57の容量が決定する。容量53、54は
直流を阻止するとともにバラクタ容量の合成容量57へ
の寄与分を決定する。決定した合成容量57と伝送線路
51とにより並列共振形の共振回路が構成され、その共
振周波数は合成容量57の容量と伝送線路51の特性と
によって決定される。共振周波数の調整は、バラクタダ
イオード52に印加される直流電位によってバラクタ容
量を変化させることにより可能となる。このとき合成容
量57は第4の実施例における共振用容量42に相当す
るため、第4の実施例と同様、共振器の無負荷Qの劣化
は少ない。
【0028】以上のように本実施例によればバラクタダ
イオードをスプリットリング共振器の開放端以外の部分
に挿入することにより、共振器の無負荷Qの劣化を防ぐ
とともに共振周波数の調整を行うことができる。
【0029】なお、第5の実施例において、伝送線路5
1は平行結合線路部を有し、前記平行結合線路部のイン
ピーダンスを単一線路部分に比しステップ状に変化させ
たリング状伝送線路としたが、伝送線路51は、ヘアピ
ン構造を有するリング状伝送線路としても、開放端の線
路幅を他の線路部分より広くしたリング状伝送線路とし
ても、平行結合線路部を有するリング状伝送線路として
もよい。また、第5の実施例では可変容量素子をバラク
タダイオード52としたが、バラクタダイオード52は
任意の可変容量素子としてよいことはいうまでもない。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明は共振用容量を電界
が集中している伝送線路開放端ではなく、電界が小さい
部分に接続することでバラクタダイオード等の無負荷Q
の低い可変容量素子を用いた場合においても無負荷Qの
劣化の少ない優れた共振器を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における共振器の平面図
【図2】本発明の第2の実施例における共振器の平面図
【図3】本発明の第3の実施例における共振器の平面図
【図4】本発明の第4の実施例における共振器の平面図
【図5】本発明の第5の実施例における共振器の平面図
【図6】従来の共振器の平面図
【符号の説明】
1 伝送線路 2 共振用容量 3 スプリットリング共振器 11 伝送線路 12 共振用容量 21 伝送線路 22 共振用容量 31 伝送線路 32 共振用容量 41 伝送線路 42 共振用容量 51 伝送線路 52 バラクタダイオード 53、54 容量 55 抵抗 56 コイル 57 合成容量
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧本 三夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−132405(JP,A) 実開 昭48−39840(JP,U) 1989年電子情報通信学会秋季全国大会 C−354 1989年電子情報通信学会秋季全国大会 C−389

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 両端開放のリング状伝送線路と、前記リ
    ング状伝送線路の電界が最大となる開放端位置よりも中
    央部側、また電流が最大となる当該中央部位置よりも開
    放端側の間の前記リング状伝送線路に共振用容量を設け
    ことを特徴とした共振器。
  2. 【請求項2】 リング状伝送線路として、開放端の線路
    幅を他の伝送線路部分より広くした線路を用いたことを
    特徴とする請求項1記載の共振器。
  3. 【請求項3】 リング状伝送線路として、開放端に平行
    結合線路部を有する伝送線路を用いたことを特徴とする
    請求項1記載の共振器。
  4. 【請求項4】 リング状伝送線路として、開放端に設け
    た平行結合線路部と前記平行結合線路部に対して線路の
    特性インピーダンスをステップ状に変化させた伝送線路
    とを用いたことを特徴とする請求項1記載の共振器。
  5. 【請求項5】 共振用容量として可変容量素子を用いた
    ことを特徴とする請求項1記載の共振器。
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1989年電子情報通信学会秋季全国大会C−389

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