JP3141626B2 - バラクタ装荷共振器 - Google Patents

バラクタ装荷共振器

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俊雄 石崎
芳洋 中川
真 坂倉
俊昭 中村
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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、主として高周波発振器
などの高周波回路で使用するバラクタ装荷共振器に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】近年、高周波無線機器で用いる発振器に
は誘電体共振器とバラクタダイオードを組み合わせた共
振回路が多く用いられている。共振回路は、チップコン
デンサを介して誘電体共振器とバラクタダイオードを接
続する回路を回路基板上に形成し、両者を結合させてバ
ラクタ装荷共振器を構成している。以下に図面を参照し
ながら、上記した従来のバラクタ装荷共振器を発振器に
適用した場合の一例について説明する。
【0003】図3は従来のバラクタ装荷共振器の構成を
示すものである。図3において、31は誘電体共振器、
32はバラクタダイオード、33はプリント基板、3
4、35、36はチップコンデンサで、チップコンデン
サ34は誘電体共振器31とバラクタダイオード32を
接続する。チップコンデンサ35は発振回路とバラクタ
装荷共振器を結合させる結合コンデンサである。チップ
コンデンサ36は誘電体共振器31に対して並列に接続
することで共振周波数を下げている。37は接地電極、
38は電圧制御端子、39は発振回路接続端子である。
【0004】以上のように構成されたバラクタ装荷共振
器について、以下その動作について説明する。
【0005】まず、誘電体共振器31は、4分の1波長
同軸線路を先端短絡することによって得られ、共振周波
数において無限大のインピーダンスを実現する。バラク
タダイオード32は、直流印加電圧により容量が変化
し、この容量変化を利用して発振器の発振周波数を制御
することができる。直流印加電圧の変化による発振周波
数変化の度合いは、誘電体共振器とバラクタダイオード
を接続するチップコンデンサの容量値によって変えるこ
とができる。容量を小さくすれば周波数の変化範囲は狭
くなり、容量を大きくすれば周波数の変化範囲は広くな
る。
【0006】発振器は、共振器の共振周波数の近傍で、
バラクタダイオードとコンデンサの容量を含めて共振回
路のインピーダンスが発振のインピーダンス条件を満た
す周波数において発振する。発振周波数は共振器の共振
周波数から若干ずれて低くなるため、基板上に共振器と
チップコンデンサを取り付けた後に、共振器を削ること
によって周波数の微調整を行っている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、誘電体共振器とバラクタダイオードが回
路基板上に形成された回路を介して接続されているの
で、小型化が難しく、また、両部品を基板に実装した後
でなければ特性の調整ができないという問題点を有して
いた。
【0008】本発明は上記問題点に鑑み、小型で基板実
装後の調整が不要なバラクタ装荷共振器を提供すること
を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明のバラクタ装荷共振器は、誘電体ストリップ
ライン共振器と平板コンデンサを形成した結合容量基板
と外部回路接続用プリント基板を張り合わせて一体構造
とし、結合容量基板上にバラクタダイオードを装着し
て、平板コンデンサを介し誘電体ストリップライン共振
器とバラクタダイオードを結合させ、平板コンデンサと
プリント基板の端子電極を接続するという構成を備えた
ものである。
【0010】
【作用】本発明は上記した構成によって、誘電体ストリ
ップライン共振器とバラクタダイオードの間が平板コン
デンサを介した接続構造となっているため、誘電体スト
リップライン共振器とコンデンサとバラクタダイオード
の一体化が実現され、更に端子電極を備えたプリント基
板を伴うことにより外部回路との接続が容易となる。
【0011】
【実施例】以下本発明の一実施例のバラクタ装荷共振器
について、従来例と同様に発振器に適用した場合につい
て図面を参照しながら説明する。
【0012】図1(a)は本発明の第1の実施例を示す
バラクタ装荷共振器の分解斜視図であり、(b)は結合
容量基板の電極を示す外観図、(c)は外部回路接続用
プリント基板の外観図である。図1において、101は
誘電体平面共振器、102は結合容量基板、103は外
部回路接続用プリント基板、104、105、106、
107は結合容量基板102上に形成された電極、10
8はバラクタダイオードベアチップ、109は電極10
4と電極105で構成された平板コンデンサ、110は
電極104と電極106で構成された平板コンデンサ、
111は電極104と電極107で構成された平板コン
デンサ、112、113、114はプリント基板103
上に形成されたスルーホールを伴う端子電極、115は
プリント基板103上に形成された電極パターン、11
6はプリント基板103に設けた貫通孔であり、封止剤
117により封止される。118は誘電体平面共振器1
01の上面と側面の2面にわたって形成した溝状ストリ
ップライン共振器電極であり、誘電体平面共振器101
の下面で短絡接地されている。電極104はストリップ
ライン共振器電極118に接続し、バラクタダイオード
ベアチップ108の端子はそれぞれ電極106と電極1
07に接続する。電極105はプリント基板103上の
発振回路接続用端子電極112にスルーホールを介して
接続し、電極106は接地用端子電極113にスルーホ
ールを介して接続し、電極107は電圧制御端子電極1
14にスルーホールを介して接続する。119は接地電
極、120は接続用ワイヤである。
【0013】以上のように構成されたバラクタ装荷共振
器について、次にその動作を説明する。図2は第1の実
施例のバラクタ装荷共振器の等価回路図を示し、図1と
対応する部分に同じ番号を付している。201は電圧制
御端子、202は発振回路接続端子である。以下、図1
と図2を参照しながら説明する。
【0014】誘電体平面共振器101は、4分の1波長
ストリップラインを先端短絡することによって得られ、
共振周波数において無限大のインピーダンスを実現す
る。バラクタダイオード108は、直流印加電圧により
容量が変化し、この容量変化を利用して発振器の発振周
波数を制御することができる。平板コンデンサ111は
バラクタダイオード108と誘電体平面共振器を結合し
ており、平板コンデンサ111の容量を変えることによ
ってバラクタダイオードの直流印加電圧の変化による発
振周波数変化の度合いを変えることができる。平板コン
デンサ110は誘電体平面共振器101の開放端側とプ
リント基板103の接地用端子電極113に接続されて
おり共振周波数を下げる働きをしている。平板コンデン
サ109は誘電体平面共振器101と発振回路を容量結
合している。すなわち平板コンデンサ109、110、
111はそれぞれ図3で示す従来の装置のチップコンデ
ンサ35、36、34と同様の働きをする。
【0015】本実施例の構成においては、平板コンデン
サ109、110、111は結合容量基板102の上に
形成されているため、チップコンデンサを用いた従来の
装置よりも小型化が図れる。また平板コンデンサ10
9、110、111の電極である電極104、105、
106、107は直接誘電体平面共振器101の上に形
成された電極118とバラクタダイオード108に接続
されかつ、プリント端子基板上の端子電極112、11
3、114と接続しているため、図3で示す構成のプリ
ント基板33が不要になる。さらにバラクタ装荷共振器
が端子電極を備えた単体のモジュールとして構成される
ため、他のプリント基板への実装が容易となる。
【0016】また従来例の装置ではバラクタ装荷共振器
を構成するコンデンサにチップコンデンサを用いていた
ため発振周波数や発振周波数の変化の度合の厳密な設定
が困難であったが、本実施例ではコンデンサを結合容量
基板上の平板コンデンサで構成するためその電極面積を
変えることによりこれらの設定が容易となる。
【0017】また平板コンデンサの電極とプリント基板
上の端子電極は端子電極に形成したスルーホールを介し
て接続しているが、これらの接続時にはスルーホールに
半田を挿入し、結合容量基板102とプリント基板10
3を重ね合わせてリフローすれば容易に接続される。
【0018】さらにプリント基板103のバラクタダイ
オード108と重なる部分に貫通孔116を設けること
により、プリント基板103とバラクタダイオード10
8や接続用ワイヤ120との接触を防止するとともに、
バラクタダイオード108と結合容量基板上の電極との
接続の確認が容易となり、貫通孔116を樹脂などの封
止剤117で封止することによりバラクタダイオード1
08の接触不良を防ぎ、モジュールの耐久性が向上す
る。また封止前の貫通孔116から直接平板コンデンサ
の電極106、107に接触できるため、平板コンデン
サの電極106、107と端子電極113、114との
接続試験も容易となり、貫通項116から平板コンデン
サの電極を削って共振周波数や共振周波数の変化の度合
を調整することも可能となる。さらにプリント基板10
3上に116のような電極パターンが引き回し可能とな
るため、従来外部回路の基板上で形成していたコイル電
極パターンによる高周波チョーク回路等をモジュール上
で構成でき、装置の小型化が実現される。
【0019】また誘電体共振器101上の共振器電極1
18が溝状のストリップラインとして形成され、その線
路幅が開放端側で太く短絡端側で細くなる形状をしてい
るため、結合容量基板102を開放端側の溝に落し込む
ことにより誘電体共振器101と結合容量基板102の
張り合わせ時の位置合わせが容易となり、生産性の向上
につながる。なお共振器電極118の短絡端側の電極幅
を細くすることによりストリップラインの等価線路長を
長くし、誘電体共振器の小型化にもつながる。さらに共
振器電極118が誘電体共振器の上面と側面の2面にわ
たり形成されているため、誘電体共振器のさらなる小型
化が実現し、また共振器電極118の側面電極は外部に
露出しているため、この部分を削ったり半田を盛ること
により共振周波数の微調整が可能となる。
【0020】なお、本発明のバラクタ装荷共振器は、高
周波発振器だけでなく高周波フィルタなどにも応用でき
る。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明は、平板コンデンサ
を形成した結合容量基板と誘電体ストリップライン共振
器を張り合わせて一体構造とし、結合容量基板上にバラ
クタダイオードを装着して、平板コンデンサを介し誘電
ストリップライン共振器とバラクタダイオードを結合
させるという構成をとることにより、小型で基板実装後
の調整が不要なバラクタ装荷共振器を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の第1の実施例におけるバラク
タ装荷共振器の分解斜視図 (b)は同実施例における結合容量基板の電極を示す外
観図 (c)は同実施例における外部回路接続用プリント基板
の電極を示す外観図
【図2】本発明の第1の実施例におけるバラクタ装荷共
振器の等価回路図
【図3】従来のバラクタ装荷共振器の外観斜視図
【符号の説明】
101 誘電体平面共振器 102 結合容量基板 103 外部回路接続用プリント基板 108 バラクタダイオード 109、110、111 平板コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂倉 真 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 中村 俊昭 京都府綴喜郡田辺町大字大住小字浜55番 12号 松下日東電器株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−112711(JP,A) 実開 平5−57906(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01P 7/08 H03B 5/18

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平板コンデンサを形成した結合容量基板と
    誘電体ストリップライン共振器と外部回路接続用プリン
    ト基板を張り合わせて一体構造とし、前記結合容量基板
    上にはバラクタダイオードを装着して、前記平板コンデ
    ンサを介し前記誘電体ストリップライン共振器と前記バ
    ラクタダイオードを結合させ、前記プリント基板上には
    端子電極を形成して、前記端子電極と前記結合容量基板
    上に形成された平板コンデンサを電気的に接続したこと
    を特徴とするバラクタ装荷共振器。
  2. 【請求項2】4分の1波長先端短絡伝送線路で構成され
    る誘電体ストリップライン共振器と平板コンデンサを形
    成した結合容量基板と外部回路接続用プリント基板を張
    り合わせて一体構造とし、前記誘電体ストリップライン
    共振器の開放端側を前記結合容量基板の第1の面上に形
    成した平板コンデンサの第1の電極と接続し、前記結合
    容量基板の第2の面上に前記平板コンデンサの第1の電
    極と対向する領域に部分的に第2の電極を形成して前記
    プリント基板の外部回路接続端子に接続し、前記第2の
    面上に前記第1の電極に対向し前記第2の電極が形成さ
    れた残りの領域に部分的に第3の電極を形成してバラク
    タダイオードの一端を接続するとともに前記第3の電極
    を前記プリント基板の接地端子に接続し、前記第2の面
    上に前記第1の電極に対向し前記第2の電極と第3の電
    極が形成された残りの領域に第4の電極を形成して前記
    バラクタダイオードの他端を接続するとともに前記第4
    の電極を前記プリント基板の電圧制御端子に接続したこ
    とを特徴とするバラクタ装荷共振器。
  3. 【請求項3】結合容量基板上に形成された少なくとも1
    つの平板コンデンサとプリント基板上の端子電極を前記
    プリント基板上に形成したスルーホールを介して接続し
    たことを特徴とする請求項2記載のバラクタ装荷共振
    器。
  4. 【請求項4】プリント基板上の端子電極部にスルーホー
    が形成され、前記スルーホールには半田が挿入され、
    前記プリント基板上のスルーホールを伴う端子電極と、
    前記結合容量基板上に形成された平板コンデンサが前記
    半田を介して接続されたことを特徴とする請求項2記載
    のバラクタ装荷共振器。
  5. 【請求項5】結合容量基板上にバラクタダイオードベア
    チップを装着し、プリント基板の前記バラクタダイオー
    ドベアチップと重なる部分に貫通孔を形成して前記バラ
    クタダイオードベアチップと前記プリント基板の接触を
    防止し、前記貫通孔を樹脂などで封止したことを特徴と
    する請求項2記載のバラクタ装荷共振器。
  6. 【請求項6】プリント基板に少なくとも1つの貫通孔を
    結合容量基板上に形成された平板コンデンサの電極パタ
    ーンの一部分と重なる位置に形成し、前記電極パターン
    を外部に引き出し可能としたことを特徴とする請求項2
    記載のバラクタ装荷共振器。
  7. 【請求項7】プリント基板上にコイル電極パターンを形
    成して高周波チョーク回路を具備したことを特徴とする
    請求項2記載のバラクタ装荷共振器。
  8. 【請求項8】結合容量基板を溝状伝送線路で形成された
    誘電体ストリップライン共振器に落とし込んで装着した
    ことを特徴とする請求項2記載のバラクタ装荷共振器。
  9. 【請求項9】溝状伝送線路で形成された誘電体ストリッ
    プライン共振器の線路幅を開放端側で太く短絡端側で細
    い形状とし、結合容量基板を前記溝状伝送線路の線路幅
    の太い部分に落とし込んで装着したことを特徴とする請
    求項2記載のバラクタ装荷共振器。
  10. 【請求項10】4分の1波長先端短絡伝送線路を誘電体
    ストリップライン共振器の上面と短絡端側側面の2面に
    わたる溝により形成したことを特徴とする請求項2記載
    のバラクタ装荷共振器。
  11. 【請求項11】4分の1波長先端短絡伝送線路を誘電体
    ストリップライン共振器の上面と短絡端側側面の2面に
    わたる溝により形成し、前記短絡端側側面の電極を削る
    ことにより共振周波数の調整を行なうことを特徴とする
    請求項2記載のバラクタ装荷共振器。
  12. 【請求項12】4分の1波長先端短絡伝送線路を誘電体
    ストリップライン共振器の上面と短絡端側側面の2面に
    わたる溝により形成し、前記短絡端側側面の電極に半田
    を盛ることにより共振周波数の調整を行なうことを特徴
    とする請求項2記載のバラクタ装荷共振器。
  13. 【請求項13】プリント基板に設けた貫通孔から結合容
    量基板上に形成した平板コンデンサの電極を削り、前記
    平板コンデンサの容量値を変化させて共振周波数や共振
    周波数の変化の度合の調整を行なうことを特徴とする請
    求項2記載のバラクタ装荷共振器。
JP05131789A 1992-09-29 1993-06-02 バラクタ装荷共振器 Expired - Lifetime JP3141626B2 (ja)

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