JP3201947B2 - 高周波発振器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、マイクロ波及び
ミリ波周波数帯で用いられる高周波発振器に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図２７はマイクロ波及びミリ波周波数帯
で用いられる従来の高周波発振器の構成を示す回路図で
ある。図２７において、１は能動素子としての電界効果
トランジスタ、２は所望発振周波数ｆ₀ で電気長が１／
２波長（λｇ／２、λｇは波長）となるような主共振器
としての先端開放マイクロストリップ線路共振器、３は
電界効果トランジスタ１のゲート端子に接続されたイン
ダクタ、４は電界効果トランジスタ１のドレイン端子に
接続されたキャパシタ、５は発振器の出力を負荷に結合
させるためのキャパシタ、６は負荷抵抗、１０はバラク
タダイオード、１４は高周波をバイパスするためのキャ
パシタ、１１ａ及び１１ｂは分布定数線路、２４は同調
回路である。

【０００３】また、図２８は図２７に示す構成でなる高
周波発振器を等価回路に置き換えたものである。すなわ
ち、同調回路２４は、キャパシタＣｒ、インダクタＬｒ
及びコンダクタンスＧｒの並列回路に置き換えることが
でき、一方、電界効果トランジスタ１を含む能動回路側
は、内部電流源７とコンダクタンス値Ｇ₀ の内部コンダ
クタンス８との並列回路と等価である。図２８に示す等
価回路において、同調回路２４の共振周波数ｆｒ、無負
荷ＱであるＱ_U、負荷ＱであるＱ_Lは、それぞれ次式で与
えられる。

【０００４】

【数１】

【０００５】

【数２】

【０００６】

【数３】

【０００７】さらに、図２９は高周波発振器の位相雑音
と高周波発振器中の同調回路２４のＱとの関係について
説明する図である。図２９において、横軸は周波数、縦
軸は相対電力レベル、ｆ₀ は発振周波数である。高周波
発振器の位相雑音は発振スペクトルの幅とみなすことが
でき、高周波発振器中の同調回路２４の負荷ＱであるＱ
_L が高い場合には、曲線９ａのように、スペクトル幅が
狭く、したがって位相雑音は低くなる。一方、同調回路
２４の負荷ＱであるＱ_L が低い場合には、曲線９ｂのよ
うに、スペクトル幅が広く、したがって位相雑音は高く
なる。

【０００８】一般に、同調回路２４の等価回路中のコン
ダクタンス分Ｇｒが大きいと、同調回路２４での損失が
大きくなり、式（３）に示すように、同調回路２４の負
荷ＱであるＱ_L は低くなって、発振器の位相雑音が高く
なる。同調回路２４の主共振器としてマイクロストリッ
プ線路共振器を用いた発振器の場合、誘電体の損失に加
えて、マイクロストリップ線路を構成する導体の損失分
があるため、例えば特開昭６３−１２０３号公報に開示
されているような、ストリップラインに電磁界結合され
たＴＥ_01δ モードの円柱状の誘電体共振器を用いた発
振器と比べて無負荷ＱであるＱ_U は数十分の一程度、負
荷ＱであるＱ_Lでも数分の一程度となる。したがって、
図２７に示す従来例のような先端開放マイクロストリッ
プ線路共振器２を用いた発振器は、ＴＥ_01δ モードの
誘電体共振器を用いた発振器と比較して位相雑音が高い
という欠点があり、低位相雑音が要求される発振器には
使用できなかった。

【０００９】先端開放マイクロストリップ線路共振器２
を用いた発振器の位相雑音特性を改善する方法のひとつ
に、共振器の電気長を長くすることがある。図３０に示
すように、先端開放マイクロストリップ線路共振器２
は、所望周波数ｆ₀ での電気長がｎ／２波長（ｎ・λｇ
／２，ｎは１以上の任意の正の整数で、ｎ＝１、２、
３、・・・、）であれば、その周波数で開放であり、か
つ、ｎが大きいほど、その電圧反射係数Ｓ₁₁の位相の周
波数変化は大きくなる。したがって、図３１に示すよう
に、ｎ≧２の先端開放マイクロストリップ線路共振器２
を用いて高周波発振器を構成することにより、周波数選
択性を高め、ｎ＝１の場合よりも位相雑音特性を改善す
ることができる。しかしながら、このような共振器を用
いた場合、図３０に示すように、所望周波数ｆ₀ 以外
に、所望周波数の１／２、１／３、２／３、・・・、と
いった周波数でも共振器は開放となり、これらの周波数
で発振条件が成立すれば、所望周波数以外の不要発振が
生じる。

【００１０】高周波発振器の不要発振を防止するための
方法のひとつに、高周波発振器を構成する回路中の、所
望周波数において電圧の節となる位置に、回路に並列に
抵抗を入れることがある。図３２は例えば昭６２−２９
２１０号公報に示された従来のマイクロ波帯電圧制御発
振器の構成を示す回路図である。図３２において、新た
な符号として、１２は分布定数線路１１の特性インピー
ダンスと同程度の抵抗値を持つ抵抗、１３は電界効果ト
ランジスタ１のソースバイアス抵抗、１４ａ及び１４ｂ
は高周波をバイパスするためのキャパシタである。

【００１１】図３２に示す従来例の発振器においては、
バラクタダイオード１０の容量性リアクタンスを分布定
数線路１１によりインピーダンス変換して誘導性とする
ことによって、容量性の負性インピーダンスを持つ電界
効果トランジスタ１との間で発振条件を成り立たせる。
このとき、分布定数線路１１中には、所望周波数におい
て電圧の節となる短絡点が存在し、この点に並列に抵抗
１２を挿入することにより、所望周波数における発振に
は影響を与えず、所望周波数より低い不要周波数に対し
ては、同調回路の負荷ＱであるＱ_L を低下させて、不要
発振を防止することができる。

【００１２】しかしながら、図３２に示す従来例による
発振器において、抵抗１２を挿入しているのは、バラク
タダイオード１０と分布定数線路１１との共振部分であ
り、無負荷ＱであるＱ_U が数十程度と、低Ｑな回路であ
る。上述した図２７や図３１に示すような誘電体共振器
やマイクロストリップ線路共振器等、無負荷ＱであるＱ
_U が数百〜数千以上の共振器を主共振器として使用し、
さらに、バラクタダイオードを含む副共振回路と組み合
わせて同調回路を構成した低位相雑音発振器では、同調
回路の共振周波数は主共振器によってほぼ決定される。
したがって、このような構成の発振器の場合、図３２に
示す従来例のような構成では同調回路の不要共振は抑制
できず、その結果、発振器の不要発振を防止することは
できない。

【００１３】また、図３３は１９９３年信学全大Ｃ−４
４ 「１／４波長インピーダンス変成器結合形副共振器
を用いた広帯域低雑音電圧制御発振器」中に示された従
来のマイクロ波及びミリ波帯発振器の一実装方法を示す
図である。図３３において、１５はトランジスタ、１６
ａ及び１６ｂはバラクタダイオード、１７ａ及び１７ｂ
はワイア、１８はアルミナセラミック基板、１９ａ及び
１９ｂはアルミナセラミック基板１８上に形成した分布
定数線路、２０はトランジスタ１５の出力回路等を形成
したアルミナセラミック基板、２１ａ及び２１ｂは先端
開放マイクロストリップ線路共振器、２２ａ及び２２ｂ
はそれぞれ先端開放マイクロストリップ線路共振器２１
ａ及び２１ｂを形成した高誘電率基板である。

【００１４】図３３に示す従来例による発振器は、トラ
ンジスタ１５のベース側とエミッタ側とにそれぞれ同調
回路を有する２同調形電圧制御発振器であり、それぞれ
の同調回路は、先端開放マイクロストリップ線路共振器
２１ａ及び２１ｂと副共振回路とから構成されている。
このうち、先端開放マイクロストリップ線路共振器２１
ａ及び２１ｂは、小型化のため、高誘電率基板２２ａ及
び２２ｂ上に形成している。一方、副共振回路は、バラ
クタダイオード１６ａ及び１６ｂとワイア１７ａ及び１
７ｂとで構成した直列共振回路を、分布定数線路１９ａ
及び１９ｂによりインピーダンス変換する方式であり、
他の回路とともに、アルミナセラミック基板１８上に形
成している。また、トランジスタ１５の出力回路等は、
別のアルミナセラミック基板２０上に形成している。図
３３に示す従来例による発振器においては、実装上、高
誘電率基板２２ａ及び２２ｂとアルミナセラミック基板
１８及び２０がそれぞれ２枚必要になる。これを避ける
ためには、基板を複雑な形状に加工する必要があり、い
ずれの方法によっても、製作コストが高くなる。

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、図３
３に示すマイクロストリップ線路共振器２１ａ及び２１
ｂを用いた従来のマイクロ波及びミリ波帯発振器は、小
型化のため、マイクロストリップ線路共振器２１ａ及び
２１ｂを高誘電率基板２２ａ及び２２ｂ上に形成し、他
の回路を別のアルミナセラミック基板１８及び２０上に
形成するようにして基板を分割して基板枚数を増やす必
要があり、また、実装面から回路構成に制約を受け易
く、さらに、これを避けるためには、基板を複雑な形状
に加工する必要があり、いずれの方法によっても、製作
コストが高くなるという問題点があった。

【００１８】

【００１９】この発明は上述した従来例に係る問題点を
解消するためになされたもので、マイクロストリップ線
路共振器を用いた発振器において、基板枚数や部品点数
が削減できるとともに、基板加工及び組立容易に実装す
ることができる高周波発振器を得ることを目的とする。

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る高周波発
振器は、分布定数線路共振器でなる主共振器と、印加電
圧により接合容量が変化する可変容量素子を含む副共振
器と、上記主共振器及び副共振器を有する同調回路によ
り定められた発振周波数に基づいて発振を立ち上がら
せ、かつ定常状態に至った後損失エネルギーを補うよう
にする能動回路と、上記副共振器及び上記能動回路を搭
載した第１の基板と、この第１の基板とは異なる材質ま
たは基板厚を有し上記主共振器を搭載した第２の基板と
を備え、上記主共振器と上記副共振器及び上記能動回路
とを、上記第１の基板と上記第２の基板との接続面付近
の一点で接続すると共に、上記第１の基板中で上記能動
回路へ向かう線路を、上記接続部近傍で基板端面に対し
３０゜ないし６０゜となるように配置すると共に、上記
第１の基板中で上記接続点から上記副共振器へ向かう線
路を、上記接続部近傍で上記能動回路へ向かう線路に対
し６０゜ないし１２０゜となるように配置したことを特
徴とするものである。

【００２６】また、上記主共振器は、その長手方向に沿
って平行に複数のスリットが設けられていて、上記接続
点で並列接続してなることを特徴とするものである。

【００２７】また、上記主共振器は、複数備えてなり、
上記接続点で並列接続してなることを特徴とするもので
ある。

【００２８】また、上記主共振器は、Ｊ字形、Ｖ字形、
Ｌ字形のいずれかに折曲げられて配置されていることを
特徴とするものである。

【００２９】また、上記第２の基板上に、上記能動回路
の並列リアクタンス素子としてキャパシタを用いる場合
の電極パターンを設けたことを特徴とするものである。

【００３０】さらに、上記第１の基板を、エッチングで
パターン形成が可能な基板で構成すると共に、上記第２
の基板を、上記第１の基板上に搭載し、かつ上記第２の
基板の接地導体を上記第１の基板中のスルーホールを介
して上記第１の基板の接地導体に接続したことを特徴と
するものである。

【００３１】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１に係る高
周波発振器を示す構成図である。図１において、１は能
動素子としての電界効果トランジスタ、３は電界効果ト
ランジスタ１のゲート端子に接続されたインダクタ、４
は電界効果トランジスタ１のドレイン端子に接続された
キャパシタ、５は高周波発振器の出力を負荷に結合させ
るためのキャパシタ、６は負荷抵抗、１０は副共振器を
なすもので、印加電圧により接合容量が変化する可変容
量素子としてのバラクタダイオード、１１ａ及び１１ｂ
は分布定数線路、１４は高周波をバイパスするためのキ
ャパシタ、２３は主共振器をなすマイクロストリップ線
路でなる先端開放線路共振器、２４は発振周波数を定め
る同調回路であり、これに対し、符号１、３及び１１ｂ
は発振を立ち上がらせ、かつ定常状態に至った後損失エ
ネルギーを補うべき能動回路を構成する。

【００３２】ここで、上記先端開放線路共振器２３は、
図２に示す等価回路で表される。なお、この等価回路図
で示される先端開放線路共振器２３の電気長は、所望周
波数において３／２波長の場合を示す。図２において、
２５ａ〜２５ｃは所望周波数で１／２波長（λｇ／２）
となる伝送線路、２６ａ、２６ｂは共振器に直列に挿入
した抵抗、２７は共振器の入力端子である。また、図３
は、図２の先端開放線路共振器２３中の高周波電流の分
布を示す図である。

【００３３】次に、実施の形態１による高周波発振器の
動作を説明する。図１において、先端開放線路共振器２
３を主共振器とする同調回路２４とトランジスタ側回路
（能動回路）との接続点から共振器側を見た反射係数を
Γｔ、トランジスタ側回路を見た反射係数をΓａとする
と、高周波発振器の発振条件は次式で表される。

【００３４】

【数４】

【００３５】今、所望周波数ｆ₀ において、先端開放線
路共振器２３の電気長は１／２波長の整数倍であるの
で、所望周波数ｆ₀ において、∠Γｔ＝０である。した
がって、式（５）より、電界効果トランジスタ１の入力
回路１１ｂは、所望周波数ｆ₀において、∠Γａ＝２ｎ
πとなるよう設計される。しかしながら、先端開放線路
共振器２３の電気長が、所望周波数ｆ₀ において、３／
２波長である場合には、図３に示すように、周波数ｆ₀
／３において、∠Γｔ＝０、周波数２ｆ₀ ／３におい
て、∠Γｔ＝０も成り立つ。したがって、これらの周波
数においても、式（５）は自動的に成立する。通常、電
界効果トランジスタ１側の能動回路は広帯域に反射利得
を有するため、式（４）を満足する周波数範囲は広く、
ｆ₀ ／３、２ｆ₀ ／３においても発振が生じることが多
い。

【００３６】このような不要周波数での発振を防止する
ため、本実施の形態１では、先端開放線路共振器２３中
の共振器開放端から所望周波数ｆ₀ で１／２波長の位
置、及びその点からさらに１／２波長の位置に、それぞ
れ抵抗２６ａ及び２６ｂを、共振器に直列に挿入する。
所望周波数ｆ₀ においては、図３に示すように、これら
の位置は電流の節となるので、抵抗中に高周波電流はほ
とんど流れない。したがって、抵抗挿入による損失の増
加はなく、発振停止や位相雑音の劣化はない。

【００３７】一方、ｆ₀ ／３、２ｆ₀ ／３においては、
図３に示すように、抵抗中に高周波電流が流れ損失が増
加して、式（４）を満たさなくなるため、これらの周波
数での不要発振を抑制することができる。このため、所
望周波数での電気長が３／２波長となる共振器を使用し
ても、不要発振が生じることなく、反射係数の位相の周
波数変化Δ（∠Γｔ）／Δｆを大きくできる分、より共
振器の負荷ＱであるＱ_L が大きくなって、位相雑音特性
の優れた高周波発振器を得ることができる。

【００３８】なお、この実施の形態１では、先端開放線
路共振器２３の電気長が所望周波数において３／２波長
の場合に、共振器開放端から所望周波数ｆ₀ で１／２波
長の位置及びその点からさらに１／２波長の位置にそれ
ぞれ抵抗２６ａ及び２６ｂを共振器に直列に挿入した
が、一般的には、（１／２＋ｎ／４）（ｎは１以上の任
意の正の整数）波長である場合に、所望周波数で共振器
の電流の節となる位置に抵抗を直列に挿入すればよく、
上記実施の形態１と同様な効果を得ることができる。

【００３９】上述したように、この実施の形態１によれ
ば、所望周波数で共振器の電流の節となる位置に、共振
器に直列に抵抗を挿入しているので、所望周波数では抵
抗中に高周波電流がほとんど流れず、したがって、抵抗
挿入による共振器のＱの低下はなく、抵抗のない場合と
比較して位相雑音の劣化はない。一方、所望周波数以外
では、抵抗中に高周波電流が流れるため、不要モードで
の共振時の損失を増加させ、不要発振を抑制することが
できる。このため、所望周波数での電気長がｎ／２波長
（ｎ＝２、３、４、…）となる共振器を使用しても、所
望発振周波数の１／２または１／３などの不要発振が生
じることなく、より位相雑音特性の優れた発振器を得る
ことができるという効果がある。

【００４０】また、共振器用分布定数線路として、マイ
クロストリップ線路でなる先端開放分布定数線路を用い
ているので、小型でかつ平面回路で構成が可能というマ
イクロストリップ線路共振器の特長を生かし、高周波発
振器をより小型かつ簡易な構造で構成することができる
という効果がある。

【００４１】実施の形態２．次に、図４は実施の形態２
に係る高周波発振器を示す構成図である。図４におい
て、図１に示す実施の形態１と異なる点は、分布定数線
路共振器として、図５に示す等価回路図に示すように、
先端短絡線路共振器２８を用いている点である。

【００４２】この実施の形態２において、先端短絡線路
共振器２８の電気長は、図５に示す等価回路図のよう
に、所望周波数において５／４波長の場合を示す。図５
において、図２に示す実施の形態１に係る先端開放線路
共振器２３の等価回路図と同一符号は同一部分を示しそ
の説明は省略する。新たな符号として、２９は所望周波
数で１／４波長となる伝送線路である。また、図６は図
５の先端短絡線路共振器２８中の高周波電流の分布を示
す図である。

【００４３】この実施の形態２においても、実施の形態
１の場合と同様に、先端短絡線路共振器２８とトランジ
スタ側回路（能動回路）との接続点から共振器側を見た
反射係数をΓｔとすると、所望周波数ｆ₀ において、∠
Γｔ＝０が成り立つ。しかしながら、先端短絡線路共振
器２８の電気長が、周波数ｆ₀ において、５／４波長で
ある場合には、周波数ｆ₀ ／５において、∠Γｔ＝０、
周波数３ｆ₀／５において、∠Γｔ＝０も成り立つ。し
たがって、これらの周波数においても、式（４）、
（５）が成立し、発振が生じることが多い。

【００４４】このような不要周波数での発振を防止する
ため、実施の形態２においては、先端短絡線路共振器２
８中の共振器の短絡端から所望周波数ｆ₀ で１／４波長
の位置及びその点からさらに１／２波長の位置に、抵抗
２６ａ及び２６ｂを共振器に直列に挿入する。このよう
にすることにより、実施の形態１の場合と同様に、所望
周波数ｆ₀ においては、図６に示すように、これらの位
置は電流の節となるので、抵抗中に高周波電流はほとん
ど流れない。したがって、抵抗挿入による損失の増加は
なく、発振の停止や位相雑音の劣化はない。

【００４５】一方、ｆ₀ ／５、３ｆ₀ ／５においては、
図６に示すように、抵抗中に高周波電流が流れ、損失が
増加して式（４）を満たさなくなるため、これらの周波
数での不要発振を抑制することができる。したがって、
実施の形態１の場合と同様、不要発振がなく、位相雑音
特性の優れた発振器を得ることができる。

【００４６】なお、この実施の形態２では、先端短絡線
路共振器２８の電気長が所望周波数において５／４波長
の場合に、共振器開放端から所望周波数ｆ₀ で１／４波
長の位置及びその点からさらに１／２波長の位置にそれ
ぞれ抵抗２６ａ及び２６ｂを共振器に直列に挿入した
が、一般的には、（１／２＋ｎ／４）（ｎは１以上の任
意の正の整数）波長である場合に、所望周波数で共振器
の電流の節となる位置に抵抗を直列に挿入すればよく、
上記実施の形態１と同様な効果を得ることができる。

【００４７】実施の形態３．次に、図７は高周波発振器
の分布定数線路共振器として用いる実施の形態３に係る
先端開放マイクロストリップ線路共振器を示す図であ
る。ここでは、先端開放マイクロストリップ線路共振器
の電気長が所望周波数ｆ₀において３／２波長の場合を
示す。図７において、３０は先端開放マイクロストリッ
プ線路共振器、３１はマイクロストリップ線路共振器を
形成した基板、３２ａ及び３２ｂは薄膜抵抗、３３はマ
イクロストリップ線路共振器と外部の回路とを接続する
ためのワイアである。なお、実施の形態３においては、
発振器のその他の部分の構成は、図１と同一である。

【００４８】この実施の形態３による高周波発振器の動
作は、実施の形態１と同様であるが、この実施の形態３
においてはさらに以下の作用があり、回路構成上の利点
が大きい。すなわち、共振器用分布定数線路として、マ
イクロストリップ線路でなる先端開放分布定数線路を用
いることにより、小型でかつ平面回路で構成が可能とい
うマイクロストリップ線路共振器の特長を生かし、共振
器を含めた発振器全体を平面回路で構成でき、実装を容
易に、かつ発振器を小形にすることができ、さらに、薄
膜抵抗を使用できるため、エッチングにより容易に抵抗
を構成することができるという利点がある。

【００４９】実施の形態４．次に、図８は実施の形態４
の高周波発振器に用いるマイクロストリップ線路リング
共振器を示す図である。ここでは、マイクロストリップ
線路リング共振器の電気長が、所望周波数ｆ₀において
２波長の場合を示す。図８において、６１はマイクロス
トリップ線路リング共振器である。なお、実施の形態４
においては、発振器のその他の部分の構成は、図１と同
一である。

【００５０】この実施の形態４による高周波発振器の動
作も、実施の形態１と同様であるが、この実施の形態４
においては実施の形態３と同様にさらに以下の作用があ
り、回路構成上の利点が大きい。すなわち、実施の形態
４においては、共振器としてマイクロストリップ線路リ
ング共振器を用いているので、共振器を含めた発振器全
体を平面回路で構成でき、実装を容易に、かつ発振器を
小形にすることができ、さらに、薄膜抵抗を使用できる
ため、エッチングにより容易に抵抗を構成することがで
きるという利点がある。

【００５１】実施の形態５．図９は実施の形態５の高周
波発振器に用いる先端短絡マイクロストリップ線路共振
器を示す図である。ここでは、先端短絡マイクロストリ
ップ線路共振器の電気長が、所望周波数ｆ₀ において３
／２波長の場合を示す。図９において、３４は先端短絡
マイクロストリップ線路共振器、３５はスルーホールで
ある。なお、実施の形態５においては、発振器のその他
の部分の構成は、図４と同一である。

【００５２】次に、実施の形態５による高周波発振器の
動作を説明する。図９において、接続ワイア３３から先
端短絡マイクロストリップ線路共振器３４を見た反射係
数をΓｔとすると、所望周波数ｆ₀ において、∠Γｔ＝
πである。したがって、この場合には、式（５）より、
トランジスタ側の回路（能動回路）は、所望周波数ｆ₀
において、∠Γａ＝（２ｎ−１）πとなるよう設計され
る。しかしながら、周波数ｆ₀ ／３において、∠Γｔ＝
π、周波数２ｆ₀ ／３において、∠Γｔ＝πも同時に成
り立つので、これらの周波数においても、発振が生じる
ことが多い。

【００５３】このため、実施の形態１〜３と同様に、所
望周波数で電流の節となる位置に、共振器に直列に抵抗
を挿入することにより、所望周波数に対しては発振の停
止や位相雑音の劣化がなく、不要周波数に対しては損失
を増加させて不要発振を抑制することができる。また、
実施の形態５においては、共振器として先端短絡マイク
ロストリップ線路共振器を用いているので、共振器を含
めた発振器全体を平面回路で構成でき、実装を容易に、
かつ発振器を小形にすることができる。また、エッチン
グにより容易に薄膜抵抗が構成でき、さらに、スルーホ
ールにより高周波でも良好な接地が得られるという利点
がある。

【００５４】実施の形態６．図１０は実施の形態６の高
周波発振器に用いる先端開放線路共振器を示す図であ
る。ここでは、先端開放線路共振器の電気長が、所望周
波数ｆ₀ において１波長の場合を示す。図１０におい
て、２５は所望周波数で１／２波長の伝送線路、２９
ａ、２９ｂは所望周波数で１／４波長の伝送線路、３６
ａ、３６ｂは共振器に並列に挿入した抵抗である。な
お、実施の形態６においては、発振器のその他の部分の
構成は、図１と同一である。また、図１１は図１０の先
端開放線路共振器２３中の高周波電圧の分布を示す図で
ある。

【００５５】次に、実施の形態６による高周波発振器の
動作を説明する。実施の形態６においては、所望周波数
ｆ₀ で１波長の先端開放線路共振器を用いているので、
抑圧すべき不要発振周波数は、主としてｆ₀ ／２であ
る。このような不要発振を防止するため、実施の形態６
では、図１０に示すように、先端開放線路共振器２３中
の、共振器の開放端からｆ₀ で１／４波長の位置、及び
その点からさらに１／２波長の位置に、抵抗３６ａ、３
６ｂを共振器に並列に挿入する。

【００５６】所望周波数ｆ₀ においては、図１１に示す
ように、これらの位置は電圧の節となるので、並列抵抗
中に高周波電流はほとんど流れない。したがって、並列
抵抗の挿入による損失の増加はなく、発振の停止や位相
雑音の劣化はない。一方、ｆ₀ ／２においては、図１１
に示すように、並列抵抗中に高周波電流が流れ、損失が
増加して式（４）を満たさなくなるため、この周波数で
の不要発振を抑制することができる。このため、所望周
波数での電気長が１波長となる共振器を使用しても、不
要発振が生じることなく、反射係数の位相の周波数変化
Δ（∠Γｔ）／Δｆを大きくできる分、より共振器のＱ
_L が大きくなって、位相雑音特性の優れた高周波発振器
を得ることができる。

【００５７】実施の形態７．図１２は実施の形態７の高
周波発振器に用いる先端短絡マイクロストリップ線路共
振器を示す図である。ここでは、先端短絡マイクロスト
リップ線路共振器の電気長が、所望周波数ｆ₀ において
５／４波長の場合を示す。図１２において、３５ａ〜３
５ｅ はスルーホール、３７ａ〜３７ｄは共振器に並列
に挿入した薄膜抵抗である。なお、実施の形態７におい
ては、発振器のその他の部分の構成は、図４と同一であ
る。

【００５８】実施の形態７による高周波発振器の動作
は、実施の形態６と同様であるが、実施の形態７におい
てはさらに以下の作用があり、回路構成上の利点が大き
い。すなわち、実施の形態７においては、共振器として
先端短絡マイクロストリップ線路共振器を用いているの
で、共振器を含めた発振器全体を平面回路で構成でき、
実装を容易に、かつ発振器を小形にすることができる。
また、エッチングにより容易に薄膜抵抗が構成でき、さ
らに、スルーホールあるいは１／４波長先端開放線路に
より、高周波でも良好な接地が得られるという利点があ
る。

【００５９】実施の形態８．図１３は実施の形態８の高
周波発振器に用いる先端開放マイクロストリップ線路共
振器を示す図である。ここでは、先端開放マイクロスト
リップ線路共振器の電気長が、所望周波数ｆ₀ において
１波長（λｇ₁／４＋λｇ₁／２＋λｇ₁／４＝λｇ₁）の
場合を示す。図１３において、３８ａ〜３８ｄは、発振
の可能性がある不要周波数で１／４波長（λｇ₂／４）
となる先端開放線路であり、実施の形態８の場合、発振
の可能性がある不要周波数としては、たとえば、ｆ₀ ／
２である。なお、実施の形態８においては、発振器のそ
の他の部分の構成は、図１と同一である。

【００６０】実施の形態８による高周波発振器の動作
は、実施の形態６と同様であるが、実施の形態８におい
ては、実施の形態７と同様に、さらに以下の作用があ
り、回路構成上の利点が大きい。すなわち、実施の形態
８においては、共振器として先端開放マイクロストリッ
プ線路共振器を用いているので、共振器を含めた発振器
全体を平面回路で構成でき、実装を容易に、かつ発振器
を小形にすることができる。また、エッチングにより容
易に薄膜抵抗が構成でき、さらに、スルーホールあるい
は１／４波長先端開放線路により、高周波でも良好な接
地が得られるという利点がある。

【００６１】なお、以上の実施の形態においては、共振
器用線路としてマイクロストリップ線路を用いた例を示
したが、マイクロストリップ線路の代わりに、同軸線
路、コプレナ線路、スロット線路等であってもよく、同
様の効果を奏する。また、以上の実施の形態において
は、半導体素子として電界効果トランジスタを用いた例
を示したが、トランジスタであってもよく、同様の効果
を奏する。

【００６２】また、実施の形態３、実施の形態４、実施
の形態５、実施の形態７及び実施の形態８においては、
抵抗として薄膜抵抗を用いた例を示したが、薄膜抵抗の
代わりにチップ抵抗等を用いてもよく、チップ抵抗の場
合には、安価なプリント基板が使用できるという利点が
ある。さらに、実施の形態５及び実施の形態７において
は、共振器用線路の短絡方法の例として、スルーホール
を用いた場合を示したが、ワイアやリボン等により地導
体に接続してもよく、同様の効果を奏する。

【００６３】実施の形態９．図１４は実施の形態９の高
周波発振器に用いる先端開放線路共振器２３の等価回路
を示す図である。図１４において、２５は特性インピー
ダンスがＺ₀ 、電気長が所望周波数ｆ₀で１／２波長の
伝送線路、２９は特性インピーダンスがＺ₀ 、電気長が
所望周波数ｆ₀ で１／４波長の伝送線路、３９は所望周
波数ｆ₀ で十分大きな容量Ｃｔを持つキャパシタ、４０
は共振器の特性インピーダンスＺ₀ と同程度の抵抗値Ｒ
ｔを持つ抵抗である。なお、実施の形態９においては、
発振器のその他の部分の構成は、図１と同一であるが、
先端開放線路共振器２３には、抵抗は挿入されない。

【００６４】次に、実施の形態９による高周波発振器の
動作を説明する。図１４において、共振器の開放端に接
続されたキャパシタ３９と抵抗４０との並列回路のアド
ミタンスＹｔ及び共振器の入力端子２７から見たインピ
ーダンスＺｒは、それぞれ次式で与えられる。

【００６５】

【数５】

【００６６】

【数６】

【００６７】ここで、所望周波数ｆ₀ 近傍において、キ
ャパシタ３９のサセプタンス２πｆＣｔが抵抗４０のコ
ンダクタンス１／Ｒｔより十分大きくなるように、容量
Ｃｔ、抵抗値Ｒｔを選べば、抵抗４０の寄与はきわめて
小さくなり、先端開放線路共振器２３は、キャパシタ３
９により先端が短絡された共振器と等価となる。したが
って、抵抗４０による損失の増加はなく、発振の停止や
位相雑音の劣化はない。しかしながら、周波数が低くな
るのに比例してキャパシタ３９のサセプタンス２πｆＣ
ｔは小さくなり、一方、抵抗４０の抵抗値Ｒｔは変わら
ないので、所望周波数ｆ₀ の１／２、１／３などの低い
周波数では、抵抗４０の寄与が大きくなり、共振時の損
失が増加する。したがって、これらの周波数では式
（４）を満たさなくなるため、不要発振を抑制すること
ができる。

【００６８】実施の形態１０．図１５は実施の形態１０
の高周波発振器に用いるマイクロストリップ線路共振器
を示す図である。図１５において、３０は先端開放マイ
クロストリップ線路共振器、３９は所望周波数で十分大
きな容量Ｃｔを持つキャパシタ、４０は共振器の特性イ
ンピーダンスＺ₀ と同程度の抵抗値Ｒｔを持つ抵抗であ
り、本実施の形態においては、３９、４０はいずれもチ
ップ部品を用いた場合を示している。なお、実施の形態
１０においては、発振器のその他の部分の構成は、図１
と同一である。

【００６９】実施の形態１０による発振器の動作は、実
施の形態９と同様であるが、実施の形態１０ではマイク
ロストリップ線路共振器を用いているので、共振器を含
めた発振器全体を平面回路で構成でき、実装を容易に、
かつ発振器を小形にすることができる。また、抵抗４０
は薄膜抵抗、チップ抵抗等により、また、キャパシタ３
９はＭＩＭキャパシタ、チップコンデンサ等により、そ
れぞれ容易に構成できる。さらに、接地も、スルーホー
ルあるいは１／４波長先端開放線路により、高周波でも
良好な接地が得られるという利点がある。

【００７０】実施の形態１１．図１６は実施の形態１１
の高周波発振器に用いる先端開放線路共振器２３の等価
回路を示す図である。図１６において、４１は所望周波
数で十分大きなインダクタンスＬｔを持つインダクタで
ある。なお、実施の形態１１においては、発振器のその
他の部分の構成は、図１と同一である。

【００７１】次に、実施の形態１１による高周波発振器
の動作を説明する。図１６において、先端開放線路共振
器２３の開放端に接続されたインダクタ４１のインダク
タンスＬｔと抵抗４０の抵抗値Ｒｔとの直列回路のイン
ピーダンスＺｔ及び共振器の入力端子２７から見たイン
ピーダンスＺｒは、それぞれ次式で与えられる。

【００７２】

【数７】

【００７３】

【数８】

【００７４】ここで、所望周波数ｆ₀ 近傍において、イ
ンダクタ４１のリアクタンス２πｆＬｔが抵抗４０の抵
抗値Ｒｔより十分大きくなるようにＬｔ及びＲｔを選べ
ば、抵抗４０の寄与はきわめて小さくなり、先端開放線
路共振器２３は、先端が開放された共振器と等価とな
る。したがって、抵抗４０による損失の増加はなく、発
振の停止や位相雑音の劣化はない。しかしながら、周波
数が低くなるのに比例して ２πｆＬｔ は小さくなり、
一方、Ｒｔは変わらないので、所望周波数の１／２、１
／３などの低い周波数では、抵抗４０の寄与が大きくな
り、共振時の損失が増加する。したがって、これらの周
波数では式（４）を満たさなくなるため、不要発振を抑
制することができる。

【００７５】実施の形態１２．図１７は実施の形態１２
の高周波発振器に用いるマイクロストリップ線路共振器
を示す図である。図１７において、３０は先端開放マイ
クロストリップ線路共振器、４０は共振器の特性インピ
ーダンスと同程度の抵抗値Ｒｔを持つ抵抗、４２は基板
上のパターンで形成したインダクタである。なお、実施
の形態１２においては、発振器のその他の部分の構成
は、図１と同一である。

【００７６】実施の形態１２による高周波発振器の動作
は、実施の形態１１と同様であるが、実施の形態１２で
はマイクロストリップ線路共振器を用いているので、共
振器を含めた発振器全体を平面回路で構成でき、実装を
容易に、かつ発振器を小形にすることができる。また、
抵抗は薄膜抵抗、チップ抵抗等により、また、インダク
タはパターンインダクタ、チップインダクタ等により、
それぞれ容易に構成できる。さらに、接地も、スルーホ
ールあるいは１／４波長先端開放線路により、高周波で
も良好な接地が得られるという利点がある。

【００７７】実施の形態１３．図１８は実施の形態１３
の高周波電圧制御発振器を示す外形図である。図１８に
おいて、４３は電界効果トランジスタ、４４、４５、４
６はそれぞれ、電界効果トランジスタ４３のゲート端
子、ドレイン端子、ソース端子、４７は後述する副共振
回路及び能動回路を搭載する第１の基板、４８はスルー
ホール、４９は基板４７上のパターンで形成したインダ
クタ、５０は電界効果トランジスタ４３のドレイン端子
に並列に接続されたチップコンデンサ、５１は発振器の
出力を負荷に結合させるためのチップコンデンサ、５２
は印加電圧により接合容量が変化する可変容量素子とし
てのバラクタダイオード、５３は基板４７上のパターン
で形成したマイクロストリップ線路、５４は副共振回
路、５５は分布定数線路共振器でなる主共振器、５６は
第１の基板４７とは材質または基板厚が異なり、主共振
器５５を搭載してなる第２の基板、５７はワイア、６２
は主共振器５５中に挿入した薄膜抵抗であり、主共振器
５５と副共振回路５４で同調回路を構成するのに対し、
電界効果トランジスタ４３、インダクタ４９、チップコ
ンデンサ５０及び５１により能動回路を構成している。
また、図１９は図１８に示す高周波電圧制御発振器の等
価回路図である。

【００７８】次に、実施の形態１３による高周波電圧制
御発振器の特長を説明する。実施の形態１３による高周
波電圧制御発振器においては、電界効果トランジスタ４
３とその周辺回路、及びバラクタダイオード５２を含む
副共振回路５４等は、たとえばアルミナセラミックの第
１の基板４７上に形成される。一方、それとは材質また
は基板厚が異なる第２の基板５６上には主共振器５５等
が形成される。ここで、第１の基板４７と第２の基板５
６の材質または基板厚を違える理由は、主共振器５５
は、Ｑを高くするために、電気長を大きくとったり、特
性インピーダンスを低くしたりすることがあり、その場
合、チタン酸バリウムのような誘電率が数十〜１００程
度の基板を用いるかまたは薄い基板を使用して、低イン
ピーダンス線路を実現しやすくし、共振器を小型化する
必要があるためである。一方、トランジスタとその周辺
回路、副共振回路等は、バイアス回路のような高インピ
ーダンス線路も使用するため、通常、アルミナセラミッ
クやテフロンなどの誘電率２〜１０程度の基板が用いら
れる。

【００７９】実施の形態１３では、図１８に示すよう
に、第１の基板４７と第２の基板５６とを密接させ、主
共振器５５と副共振回路５４との接続点を第１の基板４
７の端面付近に配置する。そして、第１の基板中で、こ
の接続点から電界効果トランジスタ４３へ向かう線路
を、接続点近傍では基板端面に対しおおむね３０゜から
６０゜とし、一方、同じく第１の基板中で、この接続点
から副共振回路５４へ向かう線路を、接続点近傍では、
電界効果トランジスタ４３へ向かう線路に対しおおむね
６０゜から１２０゜となるよう配置する。このように高
周波電圧制御発振器を構成することにより、主共振器５
５と第１の基板中で上記接続点から電界効果トランジス
タ４３へ向かう線路と、第１の基板中で上記接続点から
副共振回路５４へ向かう線路のいずれもが平行とならな
いようにして、空間上に飛散する電磁界の影響による線
路の結合を避けて、必要な回路を各１枚ずつの基板に集
約でき、かつ、各々の基板を加工及び実装が容易な長方
形とすることができるので、製作コストを低くすること
ができる。

【００８０】実施の形態１４．図２０は実施の形態１４
の高周波電圧制御発振器を示す外形図である。前述した
ように、主共振器は電気長が長いほど、また、特性イン
ピーダンスが低いほど、そのＱを高くすることができ、
より低位相雑音な発振器を構成することができる。しか
しながら、特性インピーダンスを低くしていくと主共振
器の幅が太くなり、ＴＥＭモード以外の不要モードによ
る共振が生じる恐れがある。この問題を解決するため
に、実施の形態１４では、図２０に示すように、実施の
形態１３の高周波電圧制御発振器において、第２の基板
５６上に主共振器５５を複数個並列に配置し、それらの
主共振器をワイア５７により、副共振回路５４と一点で
接続する。このように高周波電圧制御発振器を構成する
ことにより、各々の主共振器の幅は一定以下に保ったま
まで線路の幅方向の共振を防いで主共振器を並列に複数
配置してそのインピーダンスを等価的に低くすることが
でき、不要モードによる共振がなく、かつより低位相雑
音な高周波発振器を構成することができる。

【００８１】実施の形態１５．図２１は実施の形態１５
の高周波電圧制御発振器を示す外形図である。実施の形
態１５においては、主共振器の特性インピーダンスを低
くしてＱを高めつつ、不要モードによる共振を避けるた
め、図２１に示すように、主共振器５５の長さ方向に平
行にスリットを設ける。このような構成とすることによ
り、主共振器５５がＴＥＭモード以外で共振するのを防
ぐことができる。このため、各々の主共振器の幅は一定
以下に保ったままで、主共振器のインピーダンスを等価
的に低くすることができ、不要モードによる共振がな
く、かつ、より低位相雑音な発振器を構成することがで
きる。

【００８２】実施の形態１６．図２２は実施の形態１６
の高周波電圧制御発振器を示す外形図である。実施の形
態１６では、図２２に示すように、実施の形態１３の高
周波電圧制御発振器において、第２の基板５６上に主共
振器５５を複数個並列に、かつＪ字形に折曲げて配置
し、それらの主共振器をワイア５７により副共振回路５
４と一点で接続する。このように高周波電圧制御発振器
を構成することにより、実施の形態１４と同様に、各共
振器の幅は一定以下に保ったままで、主共振器のインピ
ーダンスを等価的に低くすることができ、より低位相雑
音な発振器を構成できる。さらに、基板５６上で主共振
器５５を自由に配置できるので、基板面積を有効に活用
できるという利点がある。

【００８３】実施の形態１７．図２３は実施の形態１７
の高周波電圧制御発振器を示す外形図である。実施の形
態１７では、図２３に示すように、実施の形態１３の高
周波電圧制御発振器において、第２の基板５６上に主共
振器５５を複数個並列に、かつＶ字形（Ｕ字形）に折曲
げて配置し、それらの主共振器をワイア５７により副共
振回路５４と一点で接続する。このように高周波電圧制
御発振器を構成することにより、実施の形態１４と同様
に、各共振器の幅は一定以下に保ったままで、主共振器
のインピーダンスを等価的に低くすることができ、より
低位相雑音な発振器を構成できる。さらに、基板５６上
で主共振器５５を自由に配置できるので、基板面積を有
効に活用できるという利点がある。なお、実施の形態１
６及び１７以外に、第２の基板５６上に複数並列に配置
する主共振器５５を、例えばＬ字形に折曲げて配置して
もよく、同様な効果が期待できる。

【００８４】実施の形態１８．図２４は実施の形態１８
の発振器を示す外形図である。図２４において、５８は
基板５６上に形成したコンデンサ用の電極パターンであ
る。図１に示すような直列帰還形の発振器では、トラン
ジスタの各端子に並列にリアクタンス素子が必要であ
る。いま、並列リアクタンス素子としてキャパシタを用
いる場合、従来の構成の発振器では、たとえば図１８の
ように、チップコンデンサ５０を用いていた。実施の形
態１８では、図２４に示すように、主共振器を形成する
基板５６上に電極パターン５８を設け、チップコンデン
サ５０の代わりに並列キャパシタとして使用する。基板
５６が、たとえばチタン酸バリウムのような高誘電率基
板である場合、その誘電率は数十であるので、帰還容量
として必要な数ｐＦ程度のキャパシタは、コンマ数ミリ
角程度のパターンで構成できる。したがって、発振器を
構成するキャパシタの数を削減でき、製作コストを低く
することができる。また、基板５６上の電極パターン５
８をキャパシタとして使用する場合、基板５６上に複数
のパターンを設けておき、接続ワイアの付けはずしによ
って、特性を確認しながら容易に調整ができるという利
点もある。

【００８５】実施の形態１９．図２５は実施の形態１９
の高周波発振器を示す外形図である。また、図２６は図
２５のＡ−Ａ’線の断面を示した図である。図２５及び
図２６において、５９は基板５６を載せる薄いキャリ
ア、６０は基板４７の表裏のグランドを接続するための
スルーホールである。

【００８６】実施の形態１３等に示した高周波発振器の
実装方法によると、主共振器５５を形成する基板として
薄膜基板を使用する場合、発振器の回路をすべてマイク
ロ波集積回路で構成する必要があり、高価であった。実
施の形態１９では、主共振器を高誘電率化が可能な薄膜
基板５６上に形成し、一方、電界効果トランジスタ４３
や副共振回路５４等の他の回路を形成する基板４７は、
エッチングでパターン形成が可能なガラスエポキシ、テ
フロン等とし、基板４７上に基板５６を搭載する。基板
５６と基板４７のグランドを共通とするため、基板４７
上の基板５６を載せるパターンは、基板４７中のスルー
ホール等を介して接地導体に接続する。基板５６は必要
に応じてキャリア５９上に載せた上で、基板４７上に実
装してもよい。このように構成することにより、主共振
器５５以外の回路を安価なガラスエポキシ、テフロン等
の基板上に構成でき、さらには位相同期ループ等の他の
回路とも一体化することができるので、低位相雑音で、
かつ製作コストの低い発振器を提供することができる。

【００８７】

【００８８】

【００８９】

【００９０】

【００９１】

【００９２】

【発明の効果】 以上のように、この発明によれば 、分布
定数線路共振器でなる主共振器と、印加電圧により接合
容量が変化する可変容量素子を含む副共振器と、上記主
共振器及び副共振器を有する同調回路により定められた
発振周波数に基づいて発振を立ち上がらせ、かつ定常状
態に至った後損失エネルギーを補うようにする能動回路
と、上記副共振器及び上記能動回路を搭載した第１の基
板と、この第１の基板とは異なる材質及び基板厚を有し
上記主共振器を搭載した第２の基板とを備え、上記主共
振器と上記副共振器及び上記能動回路とを、上記第１の
基板と上記第２の基板との接続面付近の一点で接続する
と共に、上記第１の基板中で上記能動回路へ向かう線路
を、上記接続部近傍で基板端面に対し３０゜ないし６０
゜となるように配置すると共に、上記第１の基板中で上
記接続点から上記副共振器へ向かう線路を、上記接続部
近傍で上記能動回路へ向かう線路に対し６０゜ないし１
２０゜となるように配置することにより、主共振器を、
高誘電率基板上に形成して小型化し、一方、他の回路は
材質または基板厚が異なる別基板上に構成した場合にお
いても、実装面から回路構成が制約を受けたり、また、
基板を分割して基板枚数を増やしたり、あるいは基板を
複雑な形状に加工したりする必要がなく、基板加工及び
組立が容易になり、製作コストを低くすることができる
という効果がある。

【００９３】また、上記主共振器は、その長手方向に沿
って平行に複数のスリットが設けられていて、上記接続
点で並列接続して構成することにより、より低インピー
ダンスな主共振器が構成でき、したがって、より位相雑
音の低い高周波発振器を得ることができるという効果が
ある。

【００９４】また、上記主共振器は、複数備えてなり、
上記接続点で並列接続して構成することにより、より低
インピーダンスな主共振器が構成でき、したがって、よ
り位相雑音の低い高周波発振器を得ることができるとい
う効果がある。

【００９５】また、上記主共振器を、Ｊ字形、Ｖ字形、
Ｌ字形のいずれかに折曲げられて配置することにより、
回路構成の自由度をより大きくすることができるという
効果がある。

【００９６】また、上記第２の基板上に、上記能動回路
の並列リアクタンス素子としてキャパシタを用いる場合
の電極パターンを設けることにより、高周波発振器を構
成するキャパシタの数を削減でき、製作コストを低くす
ることができるという効果がある。

【００９７】さらに、上記第１の基板を、エッチングで
パターン形成が可能な基板で構成すると共に、上記第２
の基板を、上記第１の基板上に搭載し、かつ上記第２の
基板の接地導体を上記第１の基板中のスルーホールを介
して上記第１の基板の接地導体に接続することにより、
第１の基板上に構成した位相同期ループ等の他の回路と
一体化することができ、低位相雑音で、かつ製作コスト
の低い高周波発振器を構成することができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る高周波発振器
を示す構成図である。

【図２】 図１の先端開放線路共振器２３の等価回路図
である。

【図３】 図２の先端開放線路共振器２３中の高周波電
流の分布を示す図である。

【図４】 この発明の実施の形態２に係る高周波発振器
を示す構成図である。

【図５】 図４の先端短絡線路共振器２８の等価回路図
である。

【図６】 図５の先端短絡線路共振器２８中の高周波電
流の分布を示す図である。

【図７】 この発明の実施の形態３に係る高周波発振器
に用いる先端開放マイクロストリップ線路共振器を示す
図である。

【図８】 この発明の実施の形態４に係る高周波発振器
に用いるマイクロストリップ線路リング共振器を示す図
である。

【図９】 この発明の実施の形態５に係る高周波発振器
に用いる先端短絡マイクロストリップ線路共振器を示す
図である。

【図１０】 この発明の実施の形態６に係る高周波発振
器に用いる先端開放線路共振器の等価回路図である。

【図１１】 図１０の先端開放線路共振器２３中の高周
波電圧の分布を示す図である。

【図１２】 この発明の実施の形態７に係る高周波発振
器に用いる先端短絡マイクロストリップ線路共振器を示
す図である。

【図１３】 この発明の実施の形態８に係る高周波発振
器に用いる先端開放マイクロストリップ線路共振器を示
す図である。

【図１４】 この発明の実施の形態９に係る高周波発振
器に用いる共振器の等価回路図である。

【図１５】 この発明の実施の形態１０に係る高周波発
振器に用いるマイクロストリップ線路共振器を示す図で
ある。

【図１６】 この発明の実施の形態１１に係る高周波発
振器に用いる共振器の等価回路図である。

【図１７】 この発明の実施の形態１２に係る高周波発
振器に用いるマイクロストリップ線路共振器を示す図で
ある。

【図１８】 この発明の実施の形態１３に係る高周波電
圧制御発振器を示す外形図である。

【図１９】 この発明の実施の形態１３に係る高周波電
圧制御発振器の等価回路図である。

【図２０】 この発明の実施の形態１４に係る高周波電
圧制御発振器を示す外形図である。

【図２１】 この発明の実施の形態１５に係る高周波電
圧制御発振器を示す外形図である。

【図２２】 この発明の実施の形態１６に係る高周波電
圧制御発振器を示す外形図である。

【図２３】 この発明の実施の形態１７に係る高周波電
圧制御発振器を示す外形図である。

【図２４】 この発明の実施の形態１８に係る高周波発
振器を示す外形図である。

【図２５】 この発明の実施の形態１９に係る高周波発
振器を示す外形図である。

【図２６】 図２５のＡ−Ａ’線の断面を示した図であ
る。

【図２７】 従来のマイクロ波及びミリ波帯発振器を示
す回路図である。

【図２８】 図２７に示す発振器の等価回路図である。

【図２９】 発振器の位相雑音と発振器中の共振回路の
Ｑとの関係について説明する図である。

【図３０】 ｎ／２波長先端開放線路共振器（ｎ≧２）
中の高周波電圧の分布を示す図である。

【図３１】 従来のマイクロ波及びミリ波帯発振器を示
す回路図（ｎ／２波長先端開放線路共振器（ｎ≧２）を
用いたもの）である。

【図３２】 特開昭６２−２９２１０号公報に示された
従来のマイクロ波帯高周波電圧制御発振器を示す回路図
である。

【図３３】 １９９３年信学全大Ｃ−４４ ”１／４波
長インピーダンス変成器結合形副共振器を用いた広帯域
低雑音高周波電圧制御発振器”中に示された従来のマイ
クロ波及びミリ波帯発振器の一実装方法を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 電界効果トランジスタ、２ 先端開放マイクロスト
リップ線路共振器、３ インダクタ、４ キャパシタ、
５ キャパシタ、６ 負荷抵抗、１０ バラクタダイオ
ード、１１ 分布定数線路、１２ 抵抗、１３ 抵抗、
１４ キャパシタ、１５ トランジスタ、１６ バラク
タダイオード、１７ ワイア、１８ アルミナセラミッ
ク基板、１９ 分布定数線路、２０ アルミナセラミッ
ク基板、２１ 先端開放マイクロストリップ線路共振
器、２２ 高誘電率基板、２３ 先端開放線路共振器、
２４ 同調回路、２５ 伝送線路、２６ 抵抗、２８
先端短絡線路共振器、２９ 伝送線路、３０ 先端開放
マイクロストリップ線路共振器、３１ 基板、３２ 薄
膜抵抗、３３ ワイア、３４ 先端短絡マイクロストリ
ップ線路共振器、３５ スルーホール、３６ 抵抗、３
７ 薄膜抵抗、３８ 先端開放線路、３９ キャパシ
タ、４０ 抵抗、４１ インダクタ、４２ インダク
タ、４３ 電界効果トランジスタ、４７ 基板、４８
スルーホール、４９ インダクタ、５０ チップコンデ
ンサ、５１ チップコンデンサ、５２ バラクタダイオ
ード、５３ マイクロストリップ線路、５４ 副共振回
路、５５ 主共振器、５６ 基板、５７ ワイア、５８
電極パターン、６０ スルーホール、６１ マイクロ
ストリップ線路リング共振器、６２ 主共振器５５中に
挿入した薄膜抵抗。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−211409（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−29210（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−292706（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−170604（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−197101（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−53815（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−165411（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−132237（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−167608（ＪＰ，Ｕ) 1994年信学秋大、Ｃ−43 信学ＭＷ98−134 1996年信学ソサイティＣ−46 1996年信学総合大Ｃ−41 1998年信学ソサイエティＣ−２−15 1999年信学総合大Ｃ−２−16 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03B 5/18 H01P 7/08 H01P 3/08 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分布定数線路共振器でなる主共振器と、
   印加電圧により接合容量が変化する可変容量素子を含む
   副共振器と、上記主共振器及び副共振器を有する同調回
   路により定められた発振周波数に基づいて発振を立ち上
   がらせ、かつ定常状態に至った後損失エネルギーを補う
   ようにする能動回路と、上記副共振器及び上記能動回路
   を搭載した第１の基板と、この第１の基板とは異なる材
   質または基板厚を有し上記主共振器を搭載した第２の基
   板とを備え、上記主共振器と上記副共振器及び上記能動
   回路とを、上記第１の基板と上記第２の基板との接続面
   付近の一点で接続すると共に、上記第１の基板中で上記
   能動回路へ向かう線路を、上記接続部近傍で基板端面に
   対し３０゜ないし６０゜となるように配置すると共に、
   上記第１の基板中で上記接続点から上記副共振器へ向か
   う線路を、上記接続部近傍で上記能動回路へ向かう線路
   に対し６０゜ないし１２０゜となるように配置したこと
   を特徴とする高周波発振器。
2. 【請求項２】 上記主共振器は、その長手方向に沿って
   平行に複数のスリットが設けられていて、上記接続点で
   並列接続してなることを特徴とする請求項１記載の高周
   波発振器。
3. 【請求項３】 上記主共振器は、複数備えてなり、上記
   接続点で並列接続してなることを特徴とする請求項１記
   載の高周波発振器。
4. 【請求項４】 上記主共振器は、Ｊ字形、Ｖ字形、Ｌ字
   形のいずれかに折曲げられて配置されていることを特徴
   とする請求項３記載の高周波発振器。
5. 【請求項５】 上記第２の基板上に、上記能動回路の並
   列リアクタンス素子としてキャパシタを用いる場合の電
   極パターンを設けたことを特徴とする請求項１ないし４
   のいずれかに記載の高周波発振器。
6. 【請求項６】 上記第１の基板を、エッチングでパター
   ン形成が可能な基板で構成すると共に、上記第２の基板
   を、上記第１の基板上に搭載し、かつ上記第２の基板の
   接地導体を上記第１の基板中のスルーホールを介して上
   記第１の基板の接地導体に接続したことを特徴とする請
   求項１ないし５のいずれかに記載の高周波発振器。