JP3086885B2 - 周波数変調器 - Google Patents
周波数変調器Info
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- JP3086885B2 JP3086885B2 JP05078284A JP7828493A JP3086885B2 JP 3086885 B2 JP3086885 B2 JP 3086885B2 JP 05078284 A JP05078284 A JP 05078284A JP 7828493 A JP7828493 A JP 7828493A JP 3086885 B2 JP3086885 B2 JP 3086885B2
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- resonator
- microstrip
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- dielectric resonator
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はミリ波領域の周波数変調
信号の発生に利用する。本発明は自動車に装備される接
近警報装置、衝突防止装置、その他電磁波によるレーダ
に利用するために開発されたものであるが、その他の装
置にも利用することができる。
信号の発生に利用する。本発明は自動車に装備される接
近警報装置、衝突防止装置、その他電磁波によるレーダ
に利用するために開発されたものであるが、その他の装
置にも利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】きわめて高い周波数の電磁波を利用した
レーダ装置により、先行車両との接近警報装置、接近す
る物体を警報する衝突防止装置、その他を自動車に装備
することが試みられている。
レーダ装置により、先行車両との接近警報装置、接近す
る物体を警報する衝突防止装置、その他を自動車に装備
することが試みられている。
【０００３】ガンダイオード発振回路と、この発振回路
に接続され発振周波数に共振する第一のマイクロストリ
ップ共振器と、バラクタダイオードと、このバラクタダ
イオードに変調信号を印加する変調回路と、このバラク
タダイオードの電極に接続された第二のマイクロストリ
ップ共振器と、この第二のマイクロストリップ共振器お
よび前記第一のマイクロストリップ共振器との間を結合
する位置に配置された誘電体共振器とを備えた周波数変
調器については、「IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE T
HEORY AND TECHNIQUES.VOL,37.NO,9.SEPTEMBER 1989 」
に開示がある。この文献には、この周波数帯の発振器に
ついての記載がある。
に接続され発振周波数に共振する第一のマイクロストリ
ップ共振器と、バラクタダイオードと、このバラクタダ
イオードに変調信号を印加する変調回路と、このバラク
タダイオードの電極に接続された第二のマイクロストリ
ップ共振器と、この第二のマイクロストリップ共振器お
よび前記第一のマイクロストリップ共振器との間を結合
する位置に配置された誘電体共振器とを備えた周波数変
調器については、「IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE T
HEORY AND TECHNIQUES.VOL,37.NO,9.SEPTEMBER 1989 」
に開示がある。この文献には、この周波数帯の発振器に
ついての記載がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この回路について詳し
い実験検討を行ったところ、 誘電体共振器が有効に動作せず変調出力が小さい。
い実験検討を行ったところ、 誘電体共振器が有効に動作せず変調出力が小さい。
【０００５】 周波数変調幅が小さい。 などの問題があった。
【０００６】本発明はこれを改良するもので、変調出力
を大きくすることができるとともに周波数変調幅を大き
くすることができる周波数変調器を提供することを目的
とする。
を大きくすることができるとともに周波数変調幅を大き
くすることができる周波数変調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】本発明は、ガンダイオー
ド発振回路と、この発振回路に接続され発振周波数に共
振する第一のマイクロストリップ共振器と、バラクタダ
イオードと、このバラクタダイオードに変調信号を印加
する変調回路と、このバラクタダイオードに接続された
第二のマイクロストリップ共振器と、この第二のマイク
ロストリップ共振器および前記第一のマイクロストリッ
プ共振器との間を結合する位置に配置された誘電体共振
器とを備えた周波数変調器である。
ド発振回路と、この発振回路に接続され発振周波数に共
振する第一のマイクロストリップ共振器と、バラクタダ
イオードと、このバラクタダイオードに変調信号を印加
する変調回路と、このバラクタダイオードに接続された
第二のマイクロストリップ共振器と、この第二のマイク
ロストリップ共振器および前記第一のマイクロストリッ
プ共振器との間を結合する位置に配置された誘電体共振
器とを備えた周波数変調器である。
【０００８】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記誘電体共振器は前記第二のマイクロストリップ共振器
が形成された基板の表面にテフロンシートを介して取付
けられたところにある。
記誘電体共振器は前記第二のマイクロストリップ共振器
が形成された基板の表面にテフロンシートを介して取付
けられたところにある。
【０００９】
【作用】ガンダイオードから発生した発振出力は、２分
の１波長ガンダイオード用マイクロトリップ共振器に共
振して２４〜２９ＧＨｚの任意の発振周波数となる。変
調器は、可変容量ダイオードとマイクロストリップ線路
で構成される。可変容量ダイオードは、電圧に対して静
電容量が変化する素子である。その変化によってバラク
タダイオード用マイクロストリップ共振器の周波数が変
化して、共振周波数が可変容量ダイオードの容量と共に
変化する。このマイクロストリップ線路は誘電体共振器
を介してガンダイオード用マイクロストリップ共振器に
結合されている。これにより、マイクロストリップ共振
器の共振周波数が変化して変調される。このとき、変調
周波数帯域を広帯域にするにはバラクタダイオード用マ
イクロストリップ共振器をガンダイオード用マイクロス
トリップ共振器に接近させればよいが、接近させること
により誘電体共振器の挿入損が大きくなり変調出力が低
下する。これを改善するために誘電体共振器の下に薄い
テフロンシートを挿入する。
の１波長ガンダイオード用マイクロトリップ共振器に共
振して２４〜２９ＧＨｚの任意の発振周波数となる。変
調器は、可変容量ダイオードとマイクロストリップ線路
で構成される。可変容量ダイオードは、電圧に対して静
電容量が変化する素子である。その変化によってバラク
タダイオード用マイクロストリップ共振器の周波数が変
化して、共振周波数が可変容量ダイオードの容量と共に
変化する。このマイクロストリップ線路は誘電体共振器
を介してガンダイオード用マイクロストリップ共振器に
結合されている。これにより、マイクロストリップ共振
器の共振周波数が変化して変調される。このとき、変調
周波数帯域を広帯域にするにはバラクタダイオード用マ
イクロストリップ共振器をガンダイオード用マイクロス
トリップ共振器に接近させればよいが、接近させること
により誘電体共振器の挿入損が大きくなり変調出力が低
下する。これを改善するために誘電体共振器の下に薄い
テフロンシートを挿入する。
【００１０】これにより、変調周波数帯域が広く、変調
出力が高出力の周波数変調器が実現できる。
出力が高出力の周波数変調器が実現できる。
【００１１】
【実施例】本発明実施例の構成を図１ないし図３を参照
して説明する。図１は本発明実施例装置の上面図であ
る。図２は本発明実施例装置の側面図である。図３は本
発明実施例装置の斜視図である。
して説明する。図１は本発明実施例装置の上面図であ
る。図２は本発明実施例装置の側面図である。図３は本
発明実施例装置の斜視図である。
【００１２】本発明は、ガンダイオード発振回路１と、
この発振回路に接続され発振周波数に共振する第一のマ
イクロストリップ共振器６と、バラクタダイオード３
と、このバラクタダイオード３に変調信号を印加する変
調回路２０と、このバラクタダイオード３に接続された
第二のマイクロストリップ共振器５と、この第二のマイ
クロストリップ共振器５および第一のマイクロストリッ
プ共振器６との間を結合する位置に配置された誘電体共
振器９とを備えた周波数変調器である。
この発振回路に接続され発振周波数に共振する第一のマ
イクロストリップ共振器６と、バラクタダイオード３
と、このバラクタダイオード３に変調信号を印加する変
調回路２０と、このバラクタダイオード３に接続された
第二のマイクロストリップ共振器５と、この第二のマイ
クロストリップ共振器５および第一のマイクロストリッ
プ共振器６との間を結合する位置に配置された誘電体共
振器９とを備えた周波数変調器である。
【００１３】ここで、本発明の特徴とするところは、誘
電体共振器９は第二のマイクロストリップ共振器５が形
成された基板の表面にテフロンシート１０を介して取付
けられたところにある。
電体共振器９は第二のマイクロストリップ共振器５が形
成された基板の表面にテフロンシート１０を介して取付
けられたところにある。
【００１４】次に、図４および図５を参照して誘電体共
振器９を説明する。図４は誘電体共振器９を示す図であ
る。図５は誘電体共振器９がテフロンシート１０を介し
て基板７に装着された状態を示す図である。図４に示す
ように円筒形の誘電体共振器９は、本発明実施例装置で
は直径２．５ｍｍ、高さ０．５ｍｍに形成されている。
この寸法により形成された誘電体共振器９は、自由空間
波長１２ｍｍのおよそ２４ＧＨｚの周波数に共振する。
図５に示すようにこの誘電体共振器９は、テフロンシー
ト１０を介して基板７に装着されている。
振器９を説明する。図４は誘電体共振器９を示す図であ
る。図５は誘電体共振器９がテフロンシート１０を介し
て基板７に装着された状態を示す図である。図４に示す
ように円筒形の誘電体共振器９は、本発明実施例装置で
は直径２．５ｍｍ、高さ０．５ｍｍに形成されている。
この寸法により形成された誘電体共振器９は、自由空間
波長１２ｍｍのおよそ２４ＧＨｚの周波数に共振する。
図５に示すようにこの誘電体共振器９は、テフロンシー
ト１０を介して基板７に装着されている。
【００１５】次に、図６を参照して本発明実施例の動作
特性を測定する構成を説明する。図６は動作特性を測定
する構成を示す図である。本発明実施例装置のコネクタ
８をアッテネータ３０に接続する。アッテネータ３０を
介して方向性結合器３２に入力された被測定信号は、分
岐されてスペクトラムアナライザに出力される。他の被
測定信号は、パワーメータ３６に入力される。
特性を測定する構成を説明する。図６は動作特性を測定
する構成を示す図である。本発明実施例装置のコネクタ
８をアッテネータ３０に接続する。アッテネータ３０を
介して方向性結合器３２に入力された被測定信号は、分
岐されてスペクトラムアナライザに出力される。他の被
測定信号は、パワーメータ３６に入力される。
【００１６】次に、図７および図８を参照して第一のマ
イクロストリップ共振器６の長さ（Ｌ）と発振周波数と
の関係を説明する。図７は第一のマイクロストリップ共
振器６の長さ（Ｌ）を横軸にとり、発振周波数を縦軸に
とりその関係を示す図である。これを実線で示す。さら
に、縦軸に発振器の出力電力をとり、これを破線で示
す。図８は第一のマイクロストリップ共振器６の長さ
（Ｌ）を示す図である。ガンダイオード１のバイアス電
圧を５．５Ｖとし、第一のマイクロストリップ共振器６
の長さ（Ｌ）を３ｍｍ〜５ｍｍの範囲で変化させたとき
の発振周波数（実線）と、その電力（破線）を示した。
２４ＧＨｚの発振周波数を得るためには図８に示した第
一のマイクロストリップ共振器６の長さ（Ｌ）を約４．
５ｍｍに設定すればよいことがわかる。
イクロストリップ共振器６の長さ（Ｌ）と発振周波数と
の関係を説明する。図７は第一のマイクロストリップ共
振器６の長さ（Ｌ）を横軸にとり、発振周波数を縦軸に
とりその関係を示す図である。これを実線で示す。さら
に、縦軸に発振器の出力電力をとり、これを破線で示
す。図８は第一のマイクロストリップ共振器６の長さ
（Ｌ）を示す図である。ガンダイオード１のバイアス電
圧を５．５Ｖとし、第一のマイクロストリップ共振器６
の長さ（Ｌ）を３ｍｍ〜５ｍｍの範囲で変化させたとき
の発振周波数（実線）と、その電力（破線）を示した。
２４ＧＨｚの発振周波数を得るためには図８に示した第
一のマイクロストリップ共振器６の長さ（Ｌ）を約４．
５ｍｍに設定すればよいことがわかる。
【００１７】次に、図９および図１０を参照して誘電体
共振器９の設置位置とＶＳＷＲ（定在波比 Voltage Sta
nding Wave Ratio) との関係を説明する。図９は誘電体
共振器９のマイクロストリップ線路からの距離（ａ）を
横軸にとり、ＶＳＷＲおよび誘電体共振器９の共振周波
数をそれぞれ縦軸にとりその関係を示す図である。さら
に、実線で筐体であるアルミ地板１１のナットを締めな
いときのデータを示し、破線でナットを締めたときのデ
ータを示す。図１０は誘電体共振器の設置位置を示す図
である。マイクロストリップ線路と誘電体共振器９との
距離（ａ）を０ｍｍ〜１．３ｍｍの範囲で変化させて、
そのときの誘電体共振器９の共振周波数とＶＳＷＲとを
測定した。本発明実施例で用いた誘電体共振器９は２
４．２ＧＨｚ付近で共振していることがわかる。図１０
に示した距離（ａ）が１．２ｍｍにおいてＶＳＷＲは最
低値を示す。筐体のアルミ地板のナットを締めたときと
締めないときとのデータも併せて示した。
共振器９の設置位置とＶＳＷＲ（定在波比 Voltage Sta
nding Wave Ratio) との関係を説明する。図９は誘電体
共振器９のマイクロストリップ線路からの距離（ａ）を
横軸にとり、ＶＳＷＲおよび誘電体共振器９の共振周波
数をそれぞれ縦軸にとりその関係を示す図である。さら
に、実線で筐体であるアルミ地板１１のナットを締めな
いときのデータを示し、破線でナットを締めたときのデ
ータを示す。図１０は誘電体共振器の設置位置を示す図
である。マイクロストリップ線路と誘電体共振器９との
距離（ａ）を０ｍｍ〜１．３ｍｍの範囲で変化させて、
そのときの誘電体共振器９の共振周波数とＶＳＷＲとを
測定した。本発明実施例で用いた誘電体共振器９は２
４．２ＧＨｚ付近で共振していることがわかる。図１０
に示した距離（ａ）が１．２ｍｍにおいてＶＳＷＲは最
低値を示す。筐体のアルミ地板のナットを締めたときと
締めないときとのデータも併せて示した。
【００１８】次に、図１１および１２を参照して変調器
１２の周波数変化特性を説明する。図１１はバラクタダ
イオード３のバイアス電圧を横軸にとり、周波数変調幅
を縦軸にとりその関係を示す図である。図１２は誘電体
共振器の位置と共振周波数（ｆ0 ）との関係を示す図で
ある。誘電体共振器９と第一のマイクロストリップ共振
器６との距離は０．２ｍｍに設定し、図１２に示すよう
に第二のマイクロストリップ共振器５の位置Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄについてそれぞれ測定した。位置Ａにおける誘電
体共振器９の共振周波数（ｆ0 ）は２４．３６３７ＧＨ
ｚであり、位置Ｂにおける誘電体共振器９の共振周波数
（ｆ0 ）は２４．７２１０ＧＨｚであり、位置Ｃにおけ
る誘電体共振器９の共振周波数（ｆ0 ）は２４．６３９
０ＧＨｚであり、位置Ｄにおける誘電体共振器９の共振
周波数（ｆ0 ）は２４．７１３０ＧＨｚである。このと
きのＶＳＷＲは２．４である。バラクタダイオード３の
バイアス電圧１Ｖ〜１５Ｖの範囲で誘電体共振器９の位
置Ｂにおいて０ＭＨｚ〜１７０ＭＨｚにわたる周波数変
調特性が得られた。
１２の周波数変化特性を説明する。図１１はバラクタダ
イオード３のバイアス電圧を横軸にとり、周波数変調幅
を縦軸にとりその関係を示す図である。図１２は誘電体
共振器の位置と共振周波数（ｆ0 ）との関係を示す図で
ある。誘電体共振器９と第一のマイクロストリップ共振
器６との距離は０．２ｍｍに設定し、図１２に示すよう
に第二のマイクロストリップ共振器５の位置Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄについてそれぞれ測定した。位置Ａにおける誘電
体共振器９の共振周波数（ｆ0 ）は２４．３６３７ＧＨ
ｚであり、位置Ｂにおける誘電体共振器９の共振周波数
（ｆ0 ）は２４．７２１０ＧＨｚであり、位置Ｃにおけ
る誘電体共振器９の共振周波数（ｆ0 ）は２４．６３９
０ＧＨｚであり、位置Ｄにおける誘電体共振器９の共振
周波数（ｆ0 ）は２４．７１３０ＧＨｚである。このと
きのＶＳＷＲは２．４である。バラクタダイオード３の
バイアス電圧１Ｖ〜１５Ｖの範囲で誘電体共振器９の位
置Ｂにおいて０ＭＨｚ〜１７０ＭＨｚにわたる周波数変
調特性が得られた。
【００１９】次に、図１３を参照して本発明実施例装置
の変調特性を説明する。図１３はガンダイオード発振器
１と変調器１２とを組み合わせた時の変調特性を示す図
である。バラクタダイオード３のバイアス電圧を横軸に
とり、周波数変調幅および出力電力をそれぞれ縦軸にと
りその関係を示す図である。バラクタダイオード３のバ
イアス電圧０Ｖ〜１５Ｖの範囲で０ＭＨｚ〜１５０ＭＨ
ｚにわたる広帯域の周波数変調特性が出力１６ｄＢｍ〜
１８ｄＢｍの範囲で得られている。
の変調特性を説明する。図１３はガンダイオード発振器
１と変調器１２とを組み合わせた時の変調特性を示す図
である。バラクタダイオード３のバイアス電圧を横軸に
とり、周波数変調幅および出力電力をそれぞれ縦軸にと
りその関係を示す図である。バラクタダイオード３のバ
イアス電圧０Ｖ〜１５Ｖの範囲で０ＭＨｚ〜１５０ＭＨ
ｚにわたる広帯域の周波数変調特性が出力１６ｄＢｍ〜
１８ｄＢｍの範囲で得られている。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば２
４ＧＨｚ帯の周波数変調器の変調出力を大きくすること
ができるとともに周波数変調幅を大きくすることができ
る。この特性は自動車に搭載して利用するレーダ装置の
変調装置として十分な電気的特性である。
４ＧＨｚ帯の周波数変調器の変調出力を大きくすること
ができるとともに周波数変調幅を大きくすることができ
る。この特性は自動車に搭載して利用するレーダ装置の
変調装置として十分な電気的特性である。
【図１】本発明実施例装置の上面図。
【図２】本発明実施例装置の側面図。
【図３】本発明実施例装置の斜視図。
【図４】誘電体共振器を示す図。
【図５】誘電体共振器がテフロンシートを介して基板に
装着された状態を示す図。
装着された状態を示す図。
【図６】動作特性を測定する構成を示す図。
【図７】第一のマイクロストリップ共振器の長さと発振
周波数との関係を示す図。
周波数との関係を示す図。
【図８】第一のマイクロストリップ共振器の長さを示す
図。
図。
【図９】誘電体共振器の設置位置とＶＳＷＲとの関係を
示す図。
示す図。
【図１０】誘電体共振器の設置位置を示す図。
【図１１】バラクタダイオードのバイアス電圧と共振周
波数との関係を示す図。
波数との関係を示す図。
【図１２】誘電体共振器の位置と共振周波数との関係を
示す図。
示す図。
【図１３】ガンダイオード発振器と変調器とを組み合わ
せた変調特性を示す図。
せた変調特性を示す図。
１ ガンダイオード発振器 ２ ガンダイオードバイアスチョーク ３ バラクタダイオード ４ バラクタダイオードバイアスチョーク ５ 第二のマイクロストリップ共振器 ６ 第一のマイクロストリップ共振器 ７ 基板 ８ コネクタ ９ 誘電体共振器 １０ テフロンシート １１ アルミ地板 １２ 変調器 ２０ 変調回路 ３０ アッテネータ ３２ 方向性結合器 ３６ パワーメータ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03D 7/00 - 7/02
Claims (1)
- 【請求項１】発振回路（１）から供給される発振周波数
に共振する第一のマイクロストリップ共振器（６）と、
変調信号が印加されるバラクタダイオード（３）と、こ
のバラクタダイオードに接続された第二のマイクロスト
リップ共振器（５）と、この第二のマイクロストリップ
共振器および前記第一のマイクロストリップ共振器との
間を結合する位置に配置された誘電体共振器（９）とが
一つの基板（７）の上に形成された周波数変調器におい
て、 前記誘電体共振器は前記基板の表面にテフロンシート
（１０）を介して取付けられた構造であり、そのテフロ
ンシート（１０）の厚さは前記基板の表面に形成された
第一および第二のマイクロストリップ共振器（６，５）
の厚みよりわずかに大きく、前記誘電体共振器の一部と
前記第一および第二のマイクロストリップ共振器の表面
との間がわずかな空間を設けて重なるように形成された
ことを特徴とする周波数変調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05078284A JP3086885B2 (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | 周波数変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05078284A JP3086885B2 (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | 周波数変調器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06291552A JPH06291552A (ja) | 1994-10-18 |
| JP3086885B2 true JP3086885B2 (ja) | 2000-09-11 |
Family
ID=13657658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05078284A Expired - Fee Related JP3086885B2 (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | 周波数変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3086885B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10270944A (ja) * | 1997-03-21 | 1998-10-09 | Canon Inc | 変調装置 |
| US7265711B2 (en) | 2004-06-29 | 2007-09-04 | Kyocera Corporation | High-frequency oscillator, high-frequency transmission-reception apparatus using the same, radar apparatus, and radar-apparatus-equipped vehicle and small boat equipped with the same |
-
1993
- 1993-04-05 JP JP05078284A patent/JP3086885B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06291552A (ja) | 1994-10-18 |
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