JP4378835B2 - マイクロ波発振回路と衛星受信ダウンコンバータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は,放送衛星及び通信衛星による衛星放送又は通信受信用ダウンコンバータ等にに用いられるマイクロ波発振回路及び、これを備えた衛星放送又は通信受信用ダウンコンバータ（国際特許分類Ｈ０１Ｐ １／１７）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、衛星放送は普及期を迎え、２０００年中にはＢＳ放送もデジタル化され新しいサービスの提供とともに、更なる普及が期待されている。そのような中、４相及び８相ＰＳＫ等のデジタル変調波受信時の重要な特性として、衛星受信用アンテナに使用されるコンバータのマイクロ波発振回路の位相雑音特性の更なる改善が望まれている。
【０００３】
以下に従来のマイクロ波発振回路について図５を用いて説明する。図５は従来のマイクロ波発振回路のブロック図を示すものである。図５において、１はトランジスタ、２ａ、２ｂはバイアス供給端子、３ａ、３ｂ、３ｃ，３ｄは抵抗、４ｃ，４ｄ，４ｅ、４ｆはマイクロストリップライン、５は誘電体共振器、６ａ、６ｂ、６ｃは高インピーダンスライン、７ａ、７ｂ、７ｃはコンデンサ、８は出力端子、９はマッチング線路である。
【０００４】
以上のように構成された従来のマイクロ波発振回路の動作について以下に説明する。
【０００５】
トランジスタ１のベースにはマイクロストリップライン４ａが接続されており、該マイクロストリップライン４ａには、バイアス供給端子２ｂに供給される電圧を抵抗３ｃ及び３ｄで分圧し、マイクロストリップライン４ｄと高インピーダンスライン６ａからなるチョーク回路を介してバイアスが印加されている。また、マイクロストリップライン４ａの終端には抵抗３ｂが接続されており、片端が開放の長さが発振周波数の１／４波長のマイクロストリップライン４ｃとともに、無反射終端を形成している。
【０００６】
一方、トランジスタ１のコレクタにはマイクロストリップライン４ｂが接続されており、バイアス供給端子２ａに供給される電圧を抵抗３ａ及びマイクロストリップライン４ｆ、高インピーダンスライン６ｂを介してバイアスが印加されている。誘電体共振器５は、マイクロストリップライン４ａ及び４ｂと電磁界結合しており、マイクロストリップライン４ａの開放端から、誘電体共振器５の中心までの距離が、発振周波数の１／４波長となる位置に配置されている。
【０００７】
以上のような構成により、誘電体共振器５によって決定される周波数でトランジスタ１のベースからコレクタに帰還をかけることによって発振を安定化し、トランジスタ１のエミッタに接続されたマッチング回路９及びコンデンサ７ａを経て出力端子８にて、ローカル発振出力が取り出される。
【０００８】
尚、マッチング回路９に接続されている高インピーダンスライン６ｃ及びマイクロストリップライン４ｅはチョーク回路であり、トランジスタ１のエミッタを直流的にアースするために用いられる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来例の構成では、トランジスタ１の各端子に接続される高周波信号線路すなわちマイクロストリップライン４ａ、４ｂ及びマッチング回路９にバイアスを印加するために、チョーク回路として１／４波長のマイクロストリップライン４ｄ，４ｂ，４ｅがそれぞれ必要となり、回路の小型化を阻害しまた、不要な共振の発生や位相雑音特性の劣化を引き起こす要因となっていた。
【００１０】
本発明は上記従来の問題点を解決し、小型で位相雑音特性に優れたマイクロ波発振回路及び衛星受信コンバータを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
これらの目的を達成するために本発明のマイクロ波発振回路と衛星受信ダウンコンバータは、トランジスタのベースに他端が開放のマイクロストリップラインを接続し、該マイクロストリップラインの開放端から誘電体共振器の中心までの距離が、発振周波数の１／４波長の位置に、トランジスタのバイアス用高インピーダンス線路を接続することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、トランジスタの各端子に接続されるマイクロストリップ線路にバイアスを印加するためのチョーク回路を大幅に削減することが可能となり、小型で高安定な、位相雑音特性に優れた発振回路を実現することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、誘電体共振器をマイクロストリップラインに電磁界結合させ、発振周波数の安定化を図る並列帰還型のマイクロ波発振回路において、トランジスタのベースに他端が開放のマイクロストリップラインを接続し、該マイクロストリップラインの開放端から誘電体共振器の中心までの距離が、発振周波数の１／４波長の位置に、トランジスタのバイアス用高インピーダンス線路を接続することによって構成されるマイクロ波発振回路であり、トランジスタの各端子に接続されるマイクロストリップ線路にバイアスを印加するためのチョーク回路の大幅な削減が可能となり、小型で高安定な、位相雑音特性に優れた発振回路が得られるという作用を有する。
【００１４】
本発明の請求項２に記載の発明は、誘電体共振器をマイクロストリップラインに電磁界結合させ、発振周波数の安定化を図る並列帰還型のマイクロ波発振回路において、トランジスタのベース及びコレクタに他端が開放のマイクロストリップラインを接続し、各々のマイクロストリップラインの開放端から誘電体共振器の中心までの距離が、発振周波数の１／４波長の位置に、トランジスタのバイアス用高インピーダンス線路を接続することによって構成されるマイクロ波発振回路であり、トランジスタの各端子に接続されるマイクロストリップ線路にバイアスを印加するためのチョーク回路の大幅な削減が可能となり、小型で高安定な、位相雑音特性に優れた発振回路が得られるという作用を有する。
【００１５】
本発明の請求項３に記載の発明は、誘電体共振器をマイクロストリップラインに電磁界結合させ、発振周波数の安定化を図る並列帰還型のマイクロ波発振回路において、ＦＥＴのゲートに他端が開放のマイクロストリップラインを接続し、該マイクロストリップラインの開放端から誘電体共振器の中心までの距離が、発振周波数の１／４波長の位置に、ＦＥＴのバイアス用高インピーダンス線路を接続することによって構成されるマイクロ波発振回路であり、ＦＥＴの各端子に接続されるマイクロストリップ線路にバイアスを印加するためのチョーク回路の大幅な削減が可能となり、小型で高安定な、位相雑音特性に優れた発振回路が得られるという作用を有する。
【００１６】
本発明の請求項４に記載の発明は、誘電体共振器をマイクロストリップラインに電磁界結合させ、発振周波数の安定化を図る並列帰還型のマイクロ波発振回路において、ＦＥＴのゲート及びドレインに他端が開放のマイクロストリップラインを接続し、各々のマイクロストリップラインの開放端から誘電体共振器の中心までの距離が、発振周波数の１／４波長の位置に、ＦＥＴのバイアス用高インピーダンス線路を接続することによって構成されるマイクロ波発振回路であり、ＦＥＴの各端子に接続されるマイクロストリップ線路にバイアスを印加するためのチョーク回路の大幅な削減が可能となり、小型で高安定な、位相雑音特性に優れた発振回路が得られるという作用を有する。
【００１７】
本発明の請求項５に記載の発明は、１２ＧＨｚ帯のマイクロ波信号をＴＥＭ波に変換するプローブと、複数の低雑音増幅器と、ミキサー回路及びローカル発振回路を備え、請求項１及び４に記載のマイクロ波発振回路を具備する衛星受信ダウンコンバータであり、トランジスタの各端子に接続されるマイクロストリップ線路にバイアスを印加するためのチョーク回路の大幅な削減が可能となり、小型で高安定な、位相雑音特性に優れた衛星受信ダウンコンバータが得られるという作用や、ＦＥＴの各端子に接続されるマイクロストリップ線路にバイアスを印加するためのチョーク回路の大幅な削減が可能となり、小型で高安定な、位相雑音特性に優れた衛星受信ダウンコンバータが得られるという作用を有する。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を参照しながら説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施例におけるマイクロ波発振回路のブロック図を示すものである。
【００２３】
図１において、１はトランジスタ、２はバイアス供給端子、３ａ、３ｂは抵抗、４ａ，４ｂはマイクロストリップライン、５は誘電体共振器、６ａ、６ｂは高インピーダンスライン、７ａ、７ｂはコンデンサ、８は出力端子である。
【００２４】
以上のように構成されるマイクロ波発振回路の動作について、以下、説明する。
【００２５】
トランジスタ１のベースには先端開放のマイクロストリップライン４ａが接続されており、該マイクロストリップライン４ａには、高インピーダンスライン６ａを介してバイアス供給端子２に供給される電圧を抵抗３ａ及び３ｂによって電圧帰還バイアスが印加されている。一方、トランジスタ１のコレクタには、ベースと同様に先端開放のマイクロストリップライン４ｂが接続されており、エミッタは接地されている。誘電体共振器５はマイクロストリップライン４ａとマイクロストリップライン４ｂの各々の開放端からの距離がそれぞれＬ１，Ｌ２となる位置に載置され、Ｌ１及びＬ２を誘電体共振器５の共振周波数の約１／４波長とすることによって、誘電体共振器５と電磁界結合するマイクロストリップライン４ａ及びマイクロストリップライン４ｂ間で並列帰還が発生する。ここで、マイクロストリップライン４ａの開放端から高インピーダンスライン６ａまでの距離を、同じくマイクロストリップライン４ａの開放端から誘電体共振器５の中心までの距離、すなわちＬ１と等しくすることによって、所望のマイクロ波帯の周波数で安定した発振出力がコンデンサ７ａを介して出力端子８から取り出される。
【００２６】
図４にＬ１を１／８、１／４、３／８波長にした場合のマイクロ波発振出力の位相雑音特性を示す。Ｌ１＝１／４波長のときが最も良好な位相雑音特性が得られることが判る。
【００２７】
なお、本実施例では、トランジスタ１のバイアスに電圧帰還を用いているが、その他のバイアス方式（例えば電流帰還バイアス）の場合でも同様な効果が得られる。また、直流阻止用のコンデンサ７ａにマイクロストリップラインによるインターディジタル型フィルタ等の方式を用いても同等の効果が得られることは言うまでもない。
【００２８】
（実施例の形態２）
実施例の形態２は図１に示す実施例の形態１において、先端開放のマイクロストリップライン４ｂの開放端から高インピーダンスライン６ｂまでの距離Ｌ２をＬ１と等しくすることによって、発振の安定性をより高めたものであり、基本的な原理、動作は実施例の形態１と同内容のため詳細は省略する。
【００２９】
（実施例の形態３）
図２は本発明の第１の実施例におけるマイクロ波発振回路のブロック図を示すものである。
【００３０】
図２において、２はバイアス供給端子、３ｃ，３ｄ，３ｅは抵抗、４ａ，４ｂ４ｃはマイクロストリップライン、５は誘電体共振器、６ａ、６ｂ、６ｃは高インピーダンスライン、７ａ、７ｂはコンデンサ、８は出力端子、９はＦＥＴ、１０はマッチング線路である。
【００３１】
以上のように構成されるマイクロ波発振回路の動作について、以下、説明する。
【００３２】
ＦＥＴ９のゲートには先端開放のマイクロストリップライン４ａが接続されており、該マイクロストリップライン４ａは、高インピーダンスライン６ａ及び抵抗３ｅを介して接地されている。一方、ＦＥＴ９のドレインには、ゲートと同様に先端開放のマイクロストリップライン４ｂが接続されており、ソースは高インピーダンスライン６ｃとマイクロストリップライン４ｃによるチョーク回路及び抵抗３ｄを介して接地されている。
【００３３】
誘電体共振器５はマイクロストリップライン４ａとマイクロストリップライン４ｂの各々の開放端からの距離がそれぞれＬ１，Ｌ２となる位置に載置され、Ｌ１及びＬ２を誘電体共振器５の共振周波数の約１／４波長とすることによって、誘電体共振器５と電磁界結合するマイクロストリップライン４ａ及びマイクロストリップライン４ｂ間で並列帰還が発生する。ここで、マイクロストリップライン４ａの開放端から高インピーダンスライン６ａまでの距離を、同じくマイクロストリップライン４ａの開放端から誘電体共振器５の中心までの距離、すなわちＬ１と等しくすることによって、所望のマイクロ波帯の周波数で安定した発振出力がマッチング線路１０及びコンデンサ７ａを介して出力端子８から取り出される。
【００３４】
なお、本実施例では、直流阻止用にコンデンサ７ａを用いているが、マイクロストリップラインによるインターディジタル型フィルタ等の方式を用いても同等の効果が得られることは言うまでもない。
【００３５】
（実施例の形態４）
実施例の形態４は図２に示す実施例の形態３において、先端開放のマイクロストリップライン４ｂの開放端から高インピーダンスライン６ｂまでの距離Ｌ２をＬ１と等しくすることによって、発振の安定性をより高めたものであり、基本的な原理、動作は実施例の形態３と同内容のため詳細は省略する。
【００３６】
（実施例の形態５）
図３は本発明の第５の実施例における衛星受信ダウンコンバータのブロック図を示すものである。
【００３７】
図３において、１はトランジスタ、２はバイアス供給端子、３ａ、３ｂは抵抗、４ａ，４ｂはマイクロストリップライン、５は誘電体共振器、６ａ、６ｂは高インピーダンスライン、７ａ、７ｂはコンデンサ、１１はプローブ，１２ａ，１２ｂは低雑音増幅器、１３はミキサー回路、１４はバンドパスフィルタ、１５は中間周波増幅器、１６は電源回路、１７は中間周波出力端子である。
【００３８】
以上のように構成される衛星受信ダウンコンバータの動作について、以下、説明する。
【００３９】
衛星より放射されたマイクロ波信号は、プローブ１１によってマイクロストリップラインを伝搬する準ＴＥＭ波に変換され低雑音増幅器１２ａおよび１２ｂによって低雑音増幅されたのち、ミキサー回路１３へと導かれる。
【００４０】
トランジスタ１のベースには先端開放のマイクロストリップライン４ａが接続されており、該マイクロストリップライン４ａには、高インピーダンスライン６ａを介してバイアス供給端子２に供給される電圧を抵抗３ａ及び３ｂによって電圧帰還バイアスが印加されている。一方、トランジスタ１のコレクタには、ベースと同様に先端開放のマイクロストリップライン４ｂが接続されており、エミッタは接地されている。誘電体共振器５はマイクロストリップライン４ａとマイクロストリップライン４ｂの各々の開放端からの距離がそれぞれＬ１，Ｌ２となる位置に載置され、Ｌ１及びＬ２を誘電体共振器５の共振周波数の約１／４波長とすることによって、誘電体共振器５と電磁界結合するマイクロストリップライン４ａ及びマイクロストリップライン４ｂ間で並列帰還が発生する。
【００４１】
ここで、マイクロストリップライン４ａの開放端から高インピーダンスライン６ａまでの距離を、同じくマイクロストリップライン４ａの開放端から誘電体共振器５の中心までの距離、すなわちＬ１と等しくすることによって、所望のマイクロ波帯の周波数で安定した局部発振出力がコンデンサ７ａ及びバンドパスフィルタ１４を介してミキサー回路１３へと供給される。ミキサー回路１３によって周波数変換された中間周波信号は、中間周波増幅器１５によって増幅された後、中間周波出力端子１７に出力される。
【００４２】
図４にＬ１を１／８、１／４、３／８波長にした場合のマイクロ波発振出力の位相雑音特性を示す。Ｌ１＝１／４波長のときが最も良好な位相雑音特性が得られることが判る。
【００４３】
（実施例の形態６）
実施例の形態６は図３に示す実施例の形態５において、先端開放のマイクロストリップライン４ｂの開放端から高インピーダンスライン６ｂまでの距離Ｌ２をＬ１と等しくすることによって、発振の安定性をより高めたものであり、基本的な原理、動作は実施例の形態５と同内容のため詳細は省略する。
【００４４】
（実施例の形態７）
実施例の形態７は図３に示す実施例の形態５において、局部発振回路に図２に示す実施例の形態３のマイクロ波発振回路を用いたものであり、原理、動作は実施例の形態５及び実施例の形態３と同内容のため詳細は省略する。
【００４５】
（実施例の形態８）
実施例の形態８は図３に示す実施例の形態５において、局部発振回路に実施例の形態４のマイクロ波発振回路を用いたものであり、原理、動作は実施例の形態５及び実施例の形態４と同内容のため詳細は省略する。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように本発明は、トランジスタ、ＦＥＴ等の高周波発振用素子の各端子に接続されるマイクロストリップ線路にバイアスを印加するためのチョーク回路を大幅に削減することにより、小型で高安定な、位相雑音特性に優れたマイクロ波発振回路と衛星受信ダウンコンバータを実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例におけるマイクロ波発振回路のブロック図
【図２】本発明の第２の実施例におけるマイクロ波発振回路のブロック図
【図３】本発明の第３の実施例におけるマイクロ波発振回路のブロック図
【図４】本発明のマイクロ波発振回路の位相雑音特性図
【図５】従来のマイクロ波発振回路のブロック図
【符号の説明】
１ トランジスタ
２ バイアス供給端子
３ａ，３ｂ、３ｃ、３ｄ 抵抗
４ａ，４ｂ、４ｃ マイクロストリップライン
５ 誘電体共振器
６ａ，６ｂ、６ｃ 高インピーダンスライン
７ａ，７ｂ コンデンサ
８ 出力端子
９ ＦＥＴ
１０ マッチング線路
１１ プローブ
１２ａ，１２ｂ 低雑音増幅器
１３ ミキサー回路
１４ バンドパスフィルタ
１５ 中間周波増幅器
１６ 電源回路
１７ 中間周波出力端子
【発明の属する技術分野】
本発明は,放送衛星及び通信衛星による衛星放送又は通信受信用ダウンコンバータ等にに用いられるマイクロ波発振回路及び、これを備えた衛星放送又は通信受信用ダウンコンバータ（国際特許分類Ｈ０１Ｐ １／１７）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、衛星放送は普及期を迎え、２０００年中にはＢＳ放送もデジタル化され新しいサービスの提供とともに、更なる普及が期待されている。そのような中、４相及び８相ＰＳＫ等のデジタル変調波受信時の重要な特性として、衛星受信用アンテナに使用されるコンバータのマイクロ波発振回路の位相雑音特性の更なる改善が望まれている。
【０００３】
以下に従来のマイクロ波発振回路について図５を用いて説明する。図５は従来のマイクロ波発振回路のブロック図を示すものである。図５において、１はトランジスタ、２ａ、２ｂはバイアス供給端子、３ａ、３ｂ、３ｃ，３ｄは抵抗、４ｃ，４ｄ，４ｅ、４ｆはマイクロストリップライン、５は誘電体共振器、６ａ、６ｂ、６ｃは高インピーダンスライン、７ａ、７ｂ、７ｃはコンデンサ、８は出力端子、９はマッチング線路である。
【０００４】
以上のように構成された従来のマイクロ波発振回路の動作について以下に説明する。
【０００５】
トランジスタ１のベースにはマイクロストリップライン４ａが接続されており、該マイクロストリップライン４ａには、バイアス供給端子２ｂに供給される電圧を抵抗３ｃ及び３ｄで分圧し、マイクロストリップライン４ｄと高インピーダンスライン６ａからなるチョーク回路を介してバイアスが印加されている。また、マイクロストリップライン４ａの終端には抵抗３ｂが接続されており、片端が開放の長さが発振周波数の１／４波長のマイクロストリップライン４ｃとともに、無反射終端を形成している。
【０００６】
一方、トランジスタ１のコレクタにはマイクロストリップライン４ｂが接続されており、バイアス供給端子２ａに供給される電圧を抵抗３ａ及びマイクロストリップライン４ｆ、高インピーダンスライン６ｂを介してバイアスが印加されている。誘電体共振器５は、マイクロストリップライン４ａ及び４ｂと電磁界結合しており、マイクロストリップライン４ａの開放端から、誘電体共振器５の中心までの距離が、発振周波数の１／４波長となる位置に配置されている。
【０００７】
以上のような構成により、誘電体共振器５によって決定される周波数でトランジスタ１のベースからコレクタに帰還をかけることによって発振を安定化し、トランジスタ１のエミッタに接続されたマッチング回路９及びコンデンサ７ａを経て出力端子８にて、ローカル発振出力が取り出される。
【０００８】
尚、マッチング回路９に接続されている高インピーダンスライン６ｃ及びマイクロストリップライン４ｅはチョーク回路であり、トランジスタ１のエミッタを直流的にアースするために用いられる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来例の構成では、トランジスタ１の各端子に接続される高周波信号線路すなわちマイクロストリップライン４ａ、４ｂ及びマッチング回路９にバイアスを印加するために、チョーク回路として１／４波長のマイクロストリップライン４ｄ，４ｂ，４ｅがそれぞれ必要となり、回路の小型化を阻害しまた、不要な共振の発生や位相雑音特性の劣化を引き起こす要因となっていた。
【００１０】
本発明は上記従来の問題点を解決し、小型で位相雑音特性に優れたマイクロ波発振回路及び衛星受信コンバータを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
これらの目的を達成するために本発明のマイクロ波発振回路と衛星受信ダウンコンバータは、トランジスタのベースに他端が開放のマイクロストリップラインを接続し、該マイクロストリップラインの開放端から誘電体共振器の中心までの距離が、発振周波数の１／４波長の位置に、トランジスタのバイアス用高インピーダンス線路を接続することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、トランジスタの各端子に接続されるマイクロストリップ線路にバイアスを印加するためのチョーク回路を大幅に削減することが可能となり、小型で高安定な、位相雑音特性に優れた発振回路を実現することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、誘電体共振器をマイクロストリップラインに電磁界結合させ、発振周波数の安定化を図る並列帰還型のマイクロ波発振回路において、トランジスタのベースに他端が開放のマイクロストリップラインを接続し、該マイクロストリップラインの開放端から誘電体共振器の中心までの距離が、発振周波数の１／４波長の位置に、トランジスタのバイアス用高インピーダンス線路を接続することによって構成されるマイクロ波発振回路であり、トランジスタの各端子に接続されるマイクロストリップ線路にバイアスを印加するためのチョーク回路の大幅な削減が可能となり、小型で高安定な、位相雑音特性に優れた発振回路が得られるという作用を有する。
【００１４】
本発明の請求項２に記載の発明は、誘電体共振器をマイクロストリップラインに電磁界結合させ、発振周波数の安定化を図る並列帰還型のマイクロ波発振回路において、トランジスタのベース及びコレクタに他端が開放のマイクロストリップラインを接続し、各々のマイクロストリップラインの開放端から誘電体共振器の中心までの距離が、発振周波数の１／４波長の位置に、トランジスタのバイアス用高インピーダンス線路を接続することによって構成されるマイクロ波発振回路であり、トランジスタの各端子に接続されるマイクロストリップ線路にバイアスを印加するためのチョーク回路の大幅な削減が可能となり、小型で高安定な、位相雑音特性に優れた発振回路が得られるという作用を有する。
【００１５】
本発明の請求項３に記載の発明は、誘電体共振器をマイクロストリップラインに電磁界結合させ、発振周波数の安定化を図る並列帰還型のマイクロ波発振回路において、ＦＥＴのゲートに他端が開放のマイクロストリップラインを接続し、該マイクロストリップラインの開放端から誘電体共振器の中心までの距離が、発振周波数の１／４波長の位置に、ＦＥＴのバイアス用高インピーダンス線路を接続することによって構成されるマイクロ波発振回路であり、ＦＥＴの各端子に接続されるマイクロストリップ線路にバイアスを印加するためのチョーク回路の大幅な削減が可能となり、小型で高安定な、位相雑音特性に優れた発振回路が得られるという作用を有する。
【００１６】
本発明の請求項４に記載の発明は、誘電体共振器をマイクロストリップラインに電磁界結合させ、発振周波数の安定化を図る並列帰還型のマイクロ波発振回路において、ＦＥＴのゲート及びドレインに他端が開放のマイクロストリップラインを接続し、各々のマイクロストリップラインの開放端から誘電体共振器の中心までの距離が、発振周波数の１／４波長の位置に、ＦＥＴのバイアス用高インピーダンス線路を接続することによって構成されるマイクロ波発振回路であり、ＦＥＴの各端子に接続されるマイクロストリップ線路にバイアスを印加するためのチョーク回路の大幅な削減が可能となり、小型で高安定な、位相雑音特性に優れた発振回路が得られるという作用を有する。
【００１７】
本発明の請求項５に記載の発明は、１２ＧＨｚ帯のマイクロ波信号をＴＥＭ波に変換するプローブと、複数の低雑音増幅器と、ミキサー回路及びローカル発振回路を備え、請求項１及び４に記載のマイクロ波発振回路を具備する衛星受信ダウンコンバータであり、トランジスタの各端子に接続されるマイクロストリップ線路にバイアスを印加するためのチョーク回路の大幅な削減が可能となり、小型で高安定な、位相雑音特性に優れた衛星受信ダウンコンバータが得られるという作用や、ＦＥＴの各端子に接続されるマイクロストリップ線路にバイアスを印加するためのチョーク回路の大幅な削減が可能となり、小型で高安定な、位相雑音特性に優れた衛星受信ダウンコンバータが得られるという作用を有する。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を参照しながら説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施例におけるマイクロ波発振回路のブロック図を示すものである。
【００２３】
図１において、１はトランジスタ、２はバイアス供給端子、３ａ、３ｂは抵抗、４ａ，４ｂはマイクロストリップライン、５は誘電体共振器、６ａ、６ｂは高インピーダンスライン、７ａ、７ｂはコンデンサ、８は出力端子である。
【００２４】
以上のように構成されるマイクロ波発振回路の動作について、以下、説明する。
【００２５】
トランジスタ１のベースには先端開放のマイクロストリップライン４ａが接続されており、該マイクロストリップライン４ａには、高インピーダンスライン６ａを介してバイアス供給端子２に供給される電圧を抵抗３ａ及び３ｂによって電圧帰還バイアスが印加されている。一方、トランジスタ１のコレクタには、ベースと同様に先端開放のマイクロストリップライン４ｂが接続されており、エミッタは接地されている。誘電体共振器５はマイクロストリップライン４ａとマイクロストリップライン４ｂの各々の開放端からの距離がそれぞれＬ１，Ｌ２となる位置に載置され、Ｌ１及びＬ２を誘電体共振器５の共振周波数の約１／４波長とすることによって、誘電体共振器５と電磁界結合するマイクロストリップライン４ａ及びマイクロストリップライン４ｂ間で並列帰還が発生する。ここで、マイクロストリップライン４ａの開放端から高インピーダンスライン６ａまでの距離を、同じくマイクロストリップライン４ａの開放端から誘電体共振器５の中心までの距離、すなわちＬ１と等しくすることによって、所望のマイクロ波帯の周波数で安定した発振出力がコンデンサ７ａを介して出力端子８から取り出される。
【００２６】
図４にＬ１を１／８、１／４、３／８波長にした場合のマイクロ波発振出力の位相雑音特性を示す。Ｌ１＝１／４波長のときが最も良好な位相雑音特性が得られることが判る。
【００２７】
なお、本実施例では、トランジスタ１のバイアスに電圧帰還を用いているが、その他のバイアス方式（例えば電流帰還バイアス）の場合でも同様な効果が得られる。また、直流阻止用のコンデンサ７ａにマイクロストリップラインによるインターディジタル型フィルタ等の方式を用いても同等の効果が得られることは言うまでもない。
【００２８】
（実施例の形態２）
実施例の形態２は図１に示す実施例の形態１において、先端開放のマイクロストリップライン４ｂの開放端から高インピーダンスライン６ｂまでの距離Ｌ２をＬ１と等しくすることによって、発振の安定性をより高めたものであり、基本的な原理、動作は実施例の形態１と同内容のため詳細は省略する。
【００２９】
（実施例の形態３）
図２は本発明の第１の実施例におけるマイクロ波発振回路のブロック図を示すものである。
【００３０】
図２において、２はバイアス供給端子、３ｃ，３ｄ，３ｅは抵抗、４ａ，４ｂ４ｃはマイクロストリップライン、５は誘電体共振器、６ａ、６ｂ、６ｃは高インピーダンスライン、７ａ、７ｂはコンデンサ、８は出力端子、９はＦＥＴ、１０はマッチング線路である。
【００３１】
以上のように構成されるマイクロ波発振回路の動作について、以下、説明する。
【００３２】
ＦＥＴ９のゲートには先端開放のマイクロストリップライン４ａが接続されており、該マイクロストリップライン４ａは、高インピーダンスライン６ａ及び抵抗３ｅを介して接地されている。一方、ＦＥＴ９のドレインには、ゲートと同様に先端開放のマイクロストリップライン４ｂが接続されており、ソースは高インピーダンスライン６ｃとマイクロストリップライン４ｃによるチョーク回路及び抵抗３ｄを介して接地されている。
【００３３】
誘電体共振器５はマイクロストリップライン４ａとマイクロストリップライン４ｂの各々の開放端からの距離がそれぞれＬ１，Ｌ２となる位置に載置され、Ｌ１及びＬ２を誘電体共振器５の共振周波数の約１／４波長とすることによって、誘電体共振器５と電磁界結合するマイクロストリップライン４ａ及びマイクロストリップライン４ｂ間で並列帰還が発生する。ここで、マイクロストリップライン４ａの開放端から高インピーダンスライン６ａまでの距離を、同じくマイクロストリップライン４ａの開放端から誘電体共振器５の中心までの距離、すなわちＬ１と等しくすることによって、所望のマイクロ波帯の周波数で安定した発振出力がマッチング線路１０及びコンデンサ７ａを介して出力端子８から取り出される。
【００３４】
なお、本実施例では、直流阻止用にコンデンサ７ａを用いているが、マイクロストリップラインによるインターディジタル型フィルタ等の方式を用いても同等の効果が得られることは言うまでもない。
【００３５】
（実施例の形態４）
実施例の形態４は図２に示す実施例の形態３において、先端開放のマイクロストリップライン４ｂの開放端から高インピーダンスライン６ｂまでの距離Ｌ２をＬ１と等しくすることによって、発振の安定性をより高めたものであり、基本的な原理、動作は実施例の形態３と同内容のため詳細は省略する。
【００３６】
（実施例の形態５）
図３は本発明の第５の実施例における衛星受信ダウンコンバータのブロック図を示すものである。
【００３７】
図３において、１はトランジスタ、２はバイアス供給端子、３ａ、３ｂは抵抗、４ａ，４ｂはマイクロストリップライン、５は誘電体共振器、６ａ、６ｂは高インピーダンスライン、７ａ、７ｂはコンデンサ、１１はプローブ，１２ａ，１２ｂは低雑音増幅器、１３はミキサー回路、１４はバンドパスフィルタ、１５は中間周波増幅器、１６は電源回路、１７は中間周波出力端子である。
【００３８】
以上のように構成される衛星受信ダウンコンバータの動作について、以下、説明する。
【００３９】
衛星より放射されたマイクロ波信号は、プローブ１１によってマイクロストリップラインを伝搬する準ＴＥＭ波に変換され低雑音増幅器１２ａおよび１２ｂによって低雑音増幅されたのち、ミキサー回路１３へと導かれる。
【００４０】
トランジスタ１のベースには先端開放のマイクロストリップライン４ａが接続されており、該マイクロストリップライン４ａには、高インピーダンスライン６ａを介してバイアス供給端子２に供給される電圧を抵抗３ａ及び３ｂによって電圧帰還バイアスが印加されている。一方、トランジスタ１のコレクタには、ベースと同様に先端開放のマイクロストリップライン４ｂが接続されており、エミッタは接地されている。誘電体共振器５はマイクロストリップライン４ａとマイクロストリップライン４ｂの各々の開放端からの距離がそれぞれＬ１，Ｌ２となる位置に載置され、Ｌ１及びＬ２を誘電体共振器５の共振周波数の約１／４波長とすることによって、誘電体共振器５と電磁界結合するマイクロストリップライン４ａ及びマイクロストリップライン４ｂ間で並列帰還が発生する。
【００４１】
ここで、マイクロストリップライン４ａの開放端から高インピーダンスライン６ａまでの距離を、同じくマイクロストリップライン４ａの開放端から誘電体共振器５の中心までの距離、すなわちＬ１と等しくすることによって、所望のマイクロ波帯の周波数で安定した局部発振出力がコンデンサ７ａ及びバンドパスフィルタ１４を介してミキサー回路１３へと供給される。ミキサー回路１３によって周波数変換された中間周波信号は、中間周波増幅器１５によって増幅された後、中間周波出力端子１７に出力される。
【００４２】
図４にＬ１を１／８、１／４、３／８波長にした場合のマイクロ波発振出力の位相雑音特性を示す。Ｌ１＝１／４波長のときが最も良好な位相雑音特性が得られることが判る。
【００４３】
（実施例の形態６）
実施例の形態６は図３に示す実施例の形態５において、先端開放のマイクロストリップライン４ｂの開放端から高インピーダンスライン６ｂまでの距離Ｌ２をＬ１と等しくすることによって、発振の安定性をより高めたものであり、基本的な原理、動作は実施例の形態５と同内容のため詳細は省略する。
【００４４】
（実施例の形態７）
実施例の形態７は図３に示す実施例の形態５において、局部発振回路に図２に示す実施例の形態３のマイクロ波発振回路を用いたものであり、原理、動作は実施例の形態５及び実施例の形態３と同内容のため詳細は省略する。
【００４５】
（実施例の形態８）
実施例の形態８は図３に示す実施例の形態５において、局部発振回路に実施例の形態４のマイクロ波発振回路を用いたものであり、原理、動作は実施例の形態５及び実施例の形態４と同内容のため詳細は省略する。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように本発明は、トランジスタ、ＦＥＴ等の高周波発振用素子の各端子に接続されるマイクロストリップ線路にバイアスを印加するためのチョーク回路を大幅に削減することにより、小型で高安定な、位相雑音特性に優れたマイクロ波発振回路と衛星受信ダウンコンバータを実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例におけるマイクロ波発振回路のブロック図
【図２】本発明の第２の実施例におけるマイクロ波発振回路のブロック図
【図３】本発明の第３の実施例におけるマイクロ波発振回路のブロック図
【図４】本発明のマイクロ波発振回路の位相雑音特性図
【図５】従来のマイクロ波発振回路のブロック図
【符号の説明】
１ トランジスタ
２ バイアス供給端子
３ａ，３ｂ、３ｃ、３ｄ 抵抗
４ａ，４ｂ、４ｃ マイクロストリップライン
５ 誘電体共振器
６ａ，６ｂ、６ｃ 高インピーダンスライン
７ａ，７ｂ コンデンサ
８ 出力端子
９ ＦＥＴ
１０ マッチング線路
１１ プローブ
１２ａ，１２ｂ 低雑音増幅器
１３ ミキサー回路
１４ バンドパスフィルタ
１５ 中間周波増幅器
１６ 電源回路
１７ 中間周波出力端子
Claims (5)
- 誘電体共振器をマイクロストリップラインに電磁界結合させ、発振周波数の安定化を図る並列帰還型のマイクロ波発振回路において、トランジスタのベースに他端が開放のマイクロストリップラインを接続し、該マイクロストリップラインの開放端から誘電体共振器の中心までの距離が、発振周波数の１／４波長の位置に、トランジスタのバイアス用高インピーダンス線路を接続することによって構成されるマイクロ波発振回路。
- 誘電体共振器をマイクロストリップラインに電磁界結合させ、発振周波数の安定化を図る並列帰還型のマイクロ波発振回路において、トランジスタのベース及びコレクタに他端が開放のマイクロストリップラインを接続し、各々のマイクロストリップラインの開放端から誘電体共振器の中心までの距離が、発振周波数の１／４波長の位置に、トランジスタのバイアス用高インピーダンス線路を接続することによって構成されるマイクロ波発振回路。
- 誘電体共振器をマイクロストリップラインに電磁界結合させ、発振周波数の安定化を図る並列帰還型のマイクロ波発振回路において、ＦＥＴのゲートに他端が開放のマイクロストリップラインを接続し、該マイクロストリップラインの開放端から誘電体共振器の中心までの距離が、発振周波数の１／４波長の位置に、ＦＥＴのバイアス用高インピーダンス線路を接続することによって構成されるマイクロ波発振回路。
- 誘電体共振器をマイクロストリップラインに電磁界結合させ、発振周波数の安定化を図る並列帰還型のマイクロ波発振回路において、ＦＥＴのゲート及びドレインに他端が開放のマイクロストリップラインを接続し、各々のマイクロストリップラインの開放端から誘電体共振器の中心までの距離が、発振周波数の１／４波長の位置に、ＦＥＴのバイアス用高インピーダンス線路を接続することによって構成されるマイクロ波発振回路。
- １２ＧＨｚ帯のマイクロ波信号をＴＥＭ波に変換するプローブと、複数の低雑音増幅器と、ミキサー回路及びローカル発振回路を備え、請求項１乃至４のいずれかに記載のマイクロ波発振回路を具備する衛星受信ダウンコンバータ。
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