JP5116717B2

JP5116717B2 - 高周波発振器

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Publication number: JP5116717B2
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Inventors: 泰弘塚田
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Filing date: 2009-04-01
Publication date: 2013-01-09
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Description

本発明は、特に高周波帯のセンサーやレーダー等に使用される高周波発振器の構造に関する。

従来から、マイクロ波帯又はミリ波帯等において高周波発振器が用いられており、この高周波発振器として、例えば下記の特許文献１や特許文献２に示されるものがある。

図２４には、特許文献１に記載されるマイクロ波発振器の構成が示されており、この発振器では、誘電体基板３１上にマイクロストリップ線路３２〜３４が形成され、増幅素子３５のドレイン端子がマイクロストリップ線路３４、ゲート端子がマイクロストリップ線路３３に接続され、かつマイクロストリップ線路３３に電磁結合するように誘電体共振器３６が配置される。

このような発振器では、増幅素子３５のドレイン回路−ゲート回路間に、両回路間の容量と誘電体共振器３６による帰還回路が構成され、これによって、所定周波数のマイクロ波が発振する。また、上記誘電体共振器３６の上方には、金属ビス３７が配置されており、この金属ビス３７と誘電体共振器３６との間の距離を調整することで、発振周波数を変化させることが行われる。

また、誘電体共振器を使用しない例として、例えば特許文献２に示されるように、誘電体基板上に、リング共振器を含む分布定数回路が形成された発振器もあり、この発振器では、リング共振器にスタブを介して接続されるバラクタダイオードの容量を変えることで、所望の周波数を得ることができる。

特開平７−９４９４６号公報特開２００６−８０６９７号公報

しかしながら、上記特許文献１に示される従来の高周波発振器は、発振周波数の安定度は良好であるが、発振のために高価な誘電体共振器３６を使用しており、廉価なセンサー等の発振源としては不向きである。また、図２４に示されるように、誘電体共振器３６を増幅素子３５に接続されたマイクロストリップ線路３３と３４に挟み込む形で配置するため、発振器の回路全体が占める面積が大きくなり、小型化に不向きである。

一方、上記特許文献２に示される高周波発振器は、誘電体基板上に分布定数回路であるリング共振器を形成しており、このリング共振器では、概ねλ（波長）／４の分布定数回路パターンが少なくとも４個配置されており、回路面積が大きくなる。しかも、周波数調整には、高価なバラクタダイオードを使用するため、廉価なセンサー等の発振源としては不向きである。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高価な誘電体共振器やバラクタダイオードを使用することなく、廉価に制作することができ、また回路面積が小さくなって小型化が可能となる高周波発振器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る高周波発振器は、誘電体基板上に形成された伝送線路と、この伝送線路に対して接続された増幅素子と、上記伝送線路の上記増幅素子の入力端側線路と上記増幅素子の出力端側線路との間に、伝送線路方向で上記増幅素子に沿うように配置され、上記入力端側線路又は出力端側線路の少なくとも一方に容量性結合する金属体と、からなることを特徴とする。
請求項２の発明は、上記金属体を、上記増幅素子又は誘電体基板に非導電性部材で支持し、この金属体の両端で上記入力端側線路及び出力端側線路に容量性結合したことを特徴とする。
請求項３の発明は、上記金属体は、一方端を上記入力端側線路又は出力端側線路のいずれか一方に接続し、他方端を上記入力端側線路又は出力端側線路の他方に容量性結合したことを特徴とする。

請求項４の発明は、支持体（金属ケース等）から上記金属体の端部へ向けて金属可動部材（ネジや棒状部材）を配置し、この金属可動部材と上記金属体との距離を変えることにより、発振周波数を可変調整することを特徴とする。
請求項５の発明は、支持体から上記金属体の端部へ接触させるように非導電性ネジ（ネジや棒状部材）を配置し、この非導電性ネジで上記金属体を変形させることにより、発振周波数を可変調整することを特徴とする。
請求項６の発明は、表面に上記伝送線路を形成した上記誘電体基板の裏面で、かつ容量性結合した上記金属体の端部の垂直方向の位置に、周波数調整パターンを形成し、この周波数調整パターンの面積（形状、大きさ）を変えることにより、発振周波数を可変調整することを特徴とする。
請求項７の発明は、支持体から上記周波数調整パターンへ向けて金属可動部材を配置し、この金属可動部材と上記周波数調整パターンとの距離を変えることにより、発振周波数を可変調整することを特徴とする。

本発明の構成によれば、誘電体基板上で増幅素子が接続された伝送線路（例えばマイクロストリップ線路）において、この増幅素子の入力端側(例えばゲート側)の線路と出力端側(例えばドレイン側)の線路との間に、伝送線路方向で増幅素子に沿って例えば棒状の金属体が配置され、この金属体が入力端側線路又は出力端側線路の両方又は一方に容量性結合するように構成される。この結果、増幅素子の入力端と出力端との間に、金属体のインダクタンス、及び金属体と入力端側線路又は出力端側線路との間の容量が配置されることになり、所定周波数が発振する発振器が構成される。

また、請求項４のように、上記金属体の端部へ向けて配置した金属可動部材とこの金属体との距離を変えること、請求項５のように、支持体に配置された非導電性可動部材で金属体を変形させること、請求項６にように、誘電体基板の裏面に形成した周波数調整パターンの形状を変えること、請求項７のように、支持体に配置された金属可動部材と上記周波数調整パターンとの距離を変えることにより、発振周波数を所望の周波数に可変調整することができる。

本発明によれば、金属体を伝送線路方向で増幅素子に沿って配置することで、簡単に発振器を構成することができるので、高価な誘電体共振器やバラクタダイオードを使用することなく、高周波発振器を廉価に制作することができる。また、特許文献１のように帰還回路のためのマイクロストリップ線路（３４等）を形成する必要がなく、特許文献２のような分布定数回路であるリング共振器等が不要であるから、回路面積が小さくなり、発振器の小型化を促進できるという効果がある。

また、金属ネジを配置したり、金属体を変形させたり、周波数調整パターンを設けたり、金属体や周波数調整パターンに対し金属ネジを配置したりすることで、所望の発振周波数を容易に得ることができる。

本発明の第１実施例に係る高周波発振器の構成を示し、図（Ａ）は上面図、図（Ｂ）は側面図である。第１実施例の高周波発振器の等価回路を示す図である。第１実施例の高周波発振器における発振信号のスペクトラムを示すグラフ図である。図３の発振信号スペクトラムのピーク値近傍を拡大したグラフ図である。第２実施例に係る高周波発振器の構成を示す一部断面図である。第２実施例の高周波発振器の等価回路を示す図である。第３実施例に係る高周波発振器の構成を示す一部断面図である。第３実施例の高周波発振器の等価回路を示す図である。第４実施例に係る高周波発振器の構成を示し、図（Ａ）は裏面図、図（Ｂ）は上下反転した状態の側面図である。第４実施例の他の構成を示す高周波発振器の裏面図である。第４実施例の高周波発振器の等価回路を示す図である。第５実施例に係る高周波発振器の構成を示す一部断面図である。第５実施例の高周波発振器の等価回路を示す図である。第６実施例に係る高周波発振器の構成を示し、図（Ａ）は上面図、図（Ｂ）は側面図である。第６実施例の高周波発振器の等価回路を示す図である。第７実施例に係る高周波発振器の構成を示す一部断面図である。第７実施例の高周波発振器の等価回路を示す図である。第８実施例に係る高周波発振器の構成を示す一部断面図である。第８実施例の高周波発振器の等価回路を示す図である。第９実施例に係る高周波発振器の構成を示し、図（Ａ）は裏面図、図（Ｂ）は上下反転した状態の側面図である。第９実施例の高周波発振器の等価回路を示す図である。第１０実施例に係る高周波発振器の構成を示す一部断面図である。第１０実施例の高周波発振器の等価回路を示す図である。従来のマイクロ波発振器の構成を示す斜視図である。

図１には、本発明の第１実施例である高周波発振器の構成が示されており、この高周波発振器は、伝送線路（分布定数線路）をマイクロストリップ線路とした例である。図１において、誘電体基板１上にマイクロストリップ線路（分布定数パターン）２が形成され、このマイクロストリップ線路２に、ＦＥＴ等の増幅素子３が接続される。即ち、図１のマイクロストリップ線路２において、増幅素子３の入力端であるゲートが入力端側線路２ａに接続され、出力端であるドレインが出力端側線路２ｂに接続され、ソースが接地電極５及びスルーホール６を介して基板１の裏面の接地（ＧＮＤ）面（層）７に接続される。上記の増幅素子３は、外装が施されないベアチップの状態でもよく、またプラスチックを用いてパッケージ形成された状態、その他の外装部材で外装された状態等とする。

そして、上記増幅素子３の上面（上方）に、この増幅素子３の長さよりも長い例えば棒状の金属体１０が非導電性（絶縁性）接着剤９によって接着配置され、この金属体１０は、その棒状体（長手方向）がマイクロストリップ線路２の伝送線路方向（図の左右方向）で、増幅素子３に沿う状態として固定される（図１では金属体１０がマイクロストリップ線路２に平行となる）。この金属体１０は、短冊状又は方形等の平面板でもよく、また増幅素子３の上方以外の側面方向に配置することも可能である。なお、この金属体１０は、接着剤ではなく、誘電体基板１に取り付けた非導電性の支持部材で、増幅素子３の近傍に配置することもできる。

このようにして、第１実施例では、図１（Ｂ）に示されるように、金属体１０の一方端が入力端側線路２ａに空間を介して容量性結合し、他方端が出力側線路２ｂに空間を介して容量性結合し、図２に示す回路からなる発振器が構成される。

図２は、第１実施例の高周波発振器の等価回路であり、図１の構成により、増幅素子３の入力端と出力端の間に、金属体１０によるインダクタンス（誘導成分）Ｌ、金属体１０と入力端側線路２ａの間の容量（容量成分）Ｃ_１１及び金属体１０と出力端側線路２ｂの間の容量Ｃ_１２を有する帰還ループが形成され、増幅素子３からの出力が、容量Ｃ_１２、インダクタンスＬ、容量Ｃ_１１を通って入力端へ帰還することで、発振が行われる。

そして、この高周波発振器では、発振周波数をｆとすると、

が成立するので、次の数式２で表わされる発振周波数ｆが得られる。

図３及び図４には、第１実施例で得られた発振信号の一例が示されており、図３に示されるように、発振された周波数は一つのピーク値を持ち、不要な発振がなく、図４に示されるように、ピーク値が２４．２６ＧＨｚ近傍となる良好な発振が得られた。

図５には、第２実施例の高周波発振器の構成が示されており、この第２実施例は、金属体に対し周波数調整（可変）用の金属ネジ（金属可動部材）を配置したものである。
図５に示されるように、増幅素子３及び金属体１０の全体を囲み覆うように金属ケース体１２が設けられ、この金属ケース体１２に、その上面から金属体１０の両端のそれぞれへ向かって貫通するように金属ネジ１３ａ，１３ｂが螺合・結合されており、この金属ネジ１３ａ，１３ｂは、金属体１０の端部との距離が変えられるように進退可能となる。なお、その他の構成は、第１実施例と同様となる。

このような第２実施例によれば、金属体１０に対する金属ネジ１３ａ，１３ｂの距離を調整することにより、金属体１０と金属ネジ１３ａ，１３ｂとの間の結合性容量を可変にし、この結果、増幅素子３の帰還ループに生じる容量値を変えることができる。なお、第２実施例では、上記金属ネジ１３ａ，１３ｂを金属ケース体１２に配置したが、誘電体基板１上に各種形状の支持体を配置し、この支持体から金属ネジ１３ａ，１３ｂを金属体１０へ向けて配置するようにしてもよい。

図６には、第２実施例の高周波発振器の等価回路が示されており、この第２実施例は増幅素子３の入力端と出力端の間に、可変容量Ｃ_２２、金属体１０によるインダクタンスＬ及び可変容量Ｃ_２１からなる帰還ループが形成される。即ち、上記可変容量Ｃ_２１は、金属体１０と入力端側線路２ａの間の容量に金属体１０と金属ネジ１３ａの間の可変容量を合成したもの、上記可変容量Ｃ_２２は、金属体１０と出力端側線路２ｂの間の容量に金属体１０と金属ネジ１３ｂの間の可変容量を合成したものとなる。従って、第２実施例では、金属ネジ１３ａ又は金属ネジ１３ｂと金属体１０の両端との距離を調整することで、発振周波数を可変とし、所望の周波数を得ることが可能となる。

図７には、第３実施例の高周波発振器の構成が示されており、この第３実施例は、非導電性ネジにより金属体を変形させて周波数を可変にしたものである。
図７に示されるように、第３実施例の基本的な構成は第２実施例と同様であり、金属ケース体１２が増幅素子３及び金属体１０の外周を覆うように設けられ、この金属ケース体１２の上面に、ポリカーボネート製等の非導電性ネジ１５ａ，１５ｂが貫通・配置され、この非導電性ネジ１５ａ，１５ｂは、金属体１０の両端のそれぞれを押して変形させることができる位置関係で取り付けられる。

このような第３実施例によれば、図７のように、非導電性ネジ１５ａ，１５ｂにより金属体１０の両端を下側へ押して変形させ、金属体１０の一方端と入力端側線路２ａの間の距離及び他方端と出力端側線路２ｂの間の距離を調整することにより、これらの間の結合性容量を可変にし、増幅素子３の帰還ループに発生する容量値を変えることができる。

図８には、第３実施例の高周波発振器の等価回路が示されており、この第３実施例では増幅素子３の入力端と出力端の間に、金属体１０と入力端側線路２ｂの間の可変容量Ｃ_３２、金属体１０によるインダクタンスＬ及び金属体１０と出力端側線路２ａの間の可変容量Ｃ_３１からなる帰還ループが形成される。従って、第３実施例では、非導電性ネジ１５ａ，１５ｂで、金属体１０の一方端と入力端側線路２ａの間の距離及び他方端と出力端側線路２ｂの間の距離を調整することで、発振周波数を可変とし、所望の周波数を得ることができる。

図９には、第４実施例の高周波発振器の構成が示されており、この第４実施例は、誘電体基板の裏面に周波数調整パターンを設けたものである。
図９は、高周波発振器を上下逆に示しており、第４実施例の基本的な構成は第１実施例と同様となる。そして、誘電体基板１の裏面の接地面（層）７において、金属体１０の両端部の垂直方向の位置に空地（切り欠き）領域７Ｅが設けられ、この空地領域７Ｅのそれぞれに短冊状片を例えば４個配置した周波数調整パターン１６ａ，１６ｂが形成される。この調整パターン１６ａ，１６ｂのそれぞれの短冊状片の全体の面積、即ち個々の形状、大きさ及び個数等は、調整すべき所望の周波数に応じて設定され、例えば図１０に示されるように、短冊状片の一部を削除して２個等とすることができる。

このような第４実施例によれば、周波数調整パターン１６ａ，１６ｂを設けることにより、入力端側線路２ａと周波数調整パターン１６ａの間、出力端側線路２ｂと周波数調整パターン１６ｂの間に容量を付与することができ、この周波数調整パターン１６ａ，１６ｂの全体の面積（短冊状片の個数等）を調整することにより、増幅素子３の帰還ループの容量値を変えることができる。

図１１には、第４実施例の高周波発振器の等価回路が示されており、この第４実施例では増幅素子３の入力端と出力端の間に、可変容量Ｃ_４２、金属体１０によるインダクタンスＬ及び可変容量Ｃ_４１からなる帰還ループが形成される。即ち、上記可変容量Ｃ_４１は、金属体１０と入力端側線路２ａの間の容量にこの入力端側線路２ａと周波数調整パターン１６ａの間の可変容量を合成したもの、上記可変容量Ｃ_４２は、金属体１０と出力端側線路２ｂの間の容量にこの出力端側線路２ｂと周波数調整パターン１６ｂの間の可変容量を合成したものとなる。従って、第４実施例では、周波数調整パターン１６ａ，１６ｂの全体の面積を調整することで、発振周波数を可変とし、所望の周波数を得ることができる。

図１２には、第５実施例の高周波発振器の構成が示されており、この第５実施例は、誘電体基板の裏面の周波数調整パターンに対し金属ネジを配置したものである。
図１２に示されるように、第５実施例の基本的な構成は第４実施例と同様であり、誘電他基板１の裏面の接地面７において空地領域７Ｅが設けられた周波数調整パターン１６ａ，１６ｂを覆うように金属ケース体１８が設けられ、この金属ケース体１８に、その上面から貫通し周波数調整パターン１６ａ，１６ｂのそれぞれに向かうように金属ネジ１９ａ，１９ｂが螺合されており、これら金属ネジ１９ａ，１９ｂは、周波数調整パターン１６ａ，１６ｂとの距離が変えられるように進退可能となる。

このような第５実施例によれば、周波数調整パターン１６ａ，１６ｂのそれぞれに対する金属ネジ１９ａ，１９ｂの距離を調整することにより、周波数調整パターン１６ａ，１６ｂと金属ネジ１９ａ，１９ｂとの間の結合性容量を可変にし、この結果、増幅素子３の帰還ループの容量値を変えることができる。

図１３には、第５実施例の高周波発振器の等価回路が示されており、この第５実施例では増幅素子３の入力端と出力端の間に、金属体１０によるインダクタンスＬ、可変容量Ｃ_５１及び可変容量Ｃ_５２を有する帰還ループが形成される。即ち、上記可変容量Ｃ_５１は、金属体１０と入力端側線路２ａの間の容量及びこの入力端側線路２ａと周波数調整パターン１６ａの間の可変容量に、周波数調整パターン１６ａと金属ネジ１９ａの間の可変容量を合成したもの、上記可変容量Ｃ_５２は、金属体１０と出力端側線路２ｂの間の容量及びこの出力端側線路２ｂと周波数調整パターン１６ｂの間の可変容量に、周波数調整パターン１６ｂと金属ネジ１９ｂの間の可変容量を合成したものとなる。従って、第５実施例では、周波数調整パターン１６ａ，１６ｂの全体の面積を調整し、かつ金属ネジ１９ａ又は金属ネジ１９ｂと周波数調整パターン１６ａ，１６ｂとの距離を調整することで、発振周波数を可変とし、所望の周波数を得ることができる。

図１４〜図２３には、第６乃至第１０実施例の高周波発振器の構成が示されており、これらの実施例は、金属体の一方端を伝送線路に接続し、他方端を伝送線路に容量性結合したものであり、第６実施例は、これらの実施例の基本的な構成を示している。
図１４の高周波発振器でも、誘電体基板１上にマイクロストリップ線路２が形成され、このマイクロストリップ線路２において、増幅素子３の入力端であるゲートが入力端側線路２ａに接続され、出力端であるドレインが出力端側線路２ｂに接続され、ソースが接地電極２５に接続される。上記増幅素子３は、外装が施されない裸の状態でもよく、またプラスチックを用いてパッケージ形成された状態、その他の外装部材で外装された状態等とする。

そして、上記増幅素子３の上方近傍に、この増幅素子３の長さよりも長い例えば棒状部と一方端にのみ足部を有する金属体２２が配置され、この金属体２２の一方端の足部が半田等で入力端側線路２ａ（出力端側線路２ｂでもよい）に接続され、他方端は開放状態とされる。この金属体２２は、その棒状体がマイクロストリップ線路２の伝送線路方向で（棒状体がマイクロストリップ線路２に平行となる）、増幅素子３に沿う状態で固定される。この金属体２２の棒状部は、短冊状又は方形等の平面板としてもよく、また増幅素子３の上方以外の側面方向に配置することも可能である。

このような第６実施例では、図１４（Ｂ）に示されるように、金属体２２の他方端が出力側線路２ｂに空間を介して容量性結合し、図１５に示す回路からなる発振器が構成される。ここで、上記金属体２２の長さを、λ／２（λ：所望の発振周波数の波長）の長さ相当とすれば、入力端側線路２ａ、出力端側線路２ｂから見て金属体２２のインピーダンスが開放となり、所望の発振周波数における増幅素子の利得低下を防止することができる。

図１５は、第６実施例の高周波発振器の等価回路であり、図１４の構成により、増幅素子３の入力端と出力端の間に、金属体２２と入力端側線路２ａの間の容量（容量成分）Ｃ_６、金属体２２によるインダクタンス（誘導成分）Ｌを有する帰還ループが形成され、増幅素子３からの出力が、容量Ｃ_６、インダクタンスＬを通って入力端へ帰還することで、発振が行われる。

そして、この高周波発振器では、下記の数式３で表わされる発振周波数ｆが得られ、また図３及び図４に示されるような一つのピーク値（例えば２４ＧＨｚ近傍）を持つ良好な発振が得られた。

図１６には、第７実施例の高周波発振器の構成が示されており、この第７実施例は、金属体の一端に対し周波数調整（可変）用の金属ネジ（金属可動部材）を配置したものである。
図１６に示されるように、第７実施例の構成は上記第２実施例と同等であり、増幅素子３及び金属体２２の全体を覆う金属ケース体２４に、その上面から金属体２２の他方端へ向かって貫通するように金属ネジ１３ｃが螺合・結合されており、この金属ネジ１３ｃは、金属体２２の他方端部との距離が変えられるように進退可能となる。

このような第７実施例によれば、金属体２２に対する金属ネジ１３ｃの距離を調整することにより、金属体２２と金属ネジ１３ｃとの間の結合性容量を可変にし、この結果、増幅素子３の帰還ループに生じる容量値を変えることができる。なお、第７実施例でも、誘電体基板１上に各種形状の支持体を配置し、この支持体から金属ネジ１３ｃを金属体２２へ向けて配置してもよい。

図１７には、第７実施例の高周波発振器の等価回路が示されており、この第７実施例では、増幅素子３の入力端と出力端の間に、可変容量Ｃ_７、金属体２２によるインダクタンスＬを有する帰還ループが形成される。即ち、上記可変容量Ｃ_７は、金属体２２と入力端側線路２ｂの間の容量に金属体２２と金属ネジ１３ｃの間の可変容量を合成したものとなる。従って、第７実施例では、金属ネジ１３ｃと金属体２２との距離を調整することで、発振周波数を可変とし、所望の周波数を得ることが可能となる。

図１８には、第８実施例の高周波発振器の構成が示されており、この第８実施例は、非導電性ネジにより金属体を変形させて周波数を可変にしたものである。
図１８に示されるように、第８実施例の構成は上記第３実施例と同等であり、金属ケース体２４の上面に、ポリカーボネート製等の非導電性ネジ１５ｃが貫通・配置され、この非導電性ネジ１５ｃは、金属体２２の他方端を押して変形させることができる位置関係で取り付けられる。

このような第８実施例によれば、図１８のように、非導電性ネジ１５ｃにより金属体２２の他方端を下側へ押して変形させ、金属体２２の他方端と出力端側線路２ｂの間の距離を調整することにより、これらの間の結合性容量を可変にし、増幅素子３の帰還ループに発生する容量値を変えることができる。

図１９には、第８実施例の高周波発振器の等価回路が示されており、この第８実施例では、増幅素子３の入力端と出力端の間に、金属体２２と出力端側線路２ｂの間の可変容量Ｃ_８、金属体２２によるインダクタンスＬを有する帰還ループが形成される。従って、第３実施例では、非導電性ネジ１５ｃで、金属体２２の他方端と出力端側線路２ｂの間の距離を調整することで、発振周波数を可変とし、所望の周波数を得ることができる。

図２０には、第９実施例の高周波発振器の構成が示されており、この第９実施例は、誘電体基板の裏面に周波数調整パターンを設けたものである。
図２０は、高周波発振器を上下逆に示しており、第９実施例の構成は第４実施例と同等であり、誘電体基板１の裏面の接地面（層）７において、金属体２２の他方端の垂直方向の位置に設けられた空地領域７Ｅに、短冊状片を例えば４個配置した周波数調整パターン１６ｃが形成される。この調整パターン１６ｃの短冊状片の全体の面積、即ち個々の形状、大きさ及び個数等は、調整すべき所望の周波数に応じて設定される。

このような第９実施例によれば、周波数調整パターン１６ｃを設けることにより、入力端側線路２ｂと周波数調整パターン１６ｃの間に容量を付与することができ、この周波数調整パターン１６ｃの全体の面積を調整することにより、増幅素子３の帰還ループの容量値を変えることができる。

図２１には、第９実施例の高周波発振器の等価回路が示されており、この第９実施例では増幅素子３の入力端と出力端の間に、可変容量Ｃ_８、金属体２２によるインダクタンスＬを有する帰還ループが形成される。即ち、上記可変容量Ｃ_８は、金属体２２と入力端側線路２ｂの間の容量に入力端側線路２ｂと周波数調整パターン１６ｃの間の可変容量を合成したものとなる。従って、第９実施例では、周波数調整パターン１６ｃの全体の面積を調整することで、発振周波数を可変とし、所望の周波数を得ることができる。

図２２には、第１０実施例の高周波発振器の構成が示されており、この第１０実施例は、誘電体基板の裏面の周波数調整パターンに対し金属ネジを配置したものである。
図２２に示されるように、第１０実施例の構成は第５実施例と同等であり、誘電他基板１の裏面の周波数調整パターン１６ｃを覆うように金属ケース体２６が設けられ、この金属ケース体２６に、その上面から貫通し周波数調整パターン１６ｃに向かうように金属ネジ１９ｃが螺合されており、この金属ネジ１９ｃは、周波数調整パターン１６ｃとの距離が変えられるように進退可能となる。

このような第１０実施例によれば、周波数調整パターン１６ｃに対する金属ネジ１９ｃの距離を調整することにより、周波数調整パターン１６ｃと金属ネジ１９ｃとの間の結合性容量を可変にし、この結果、増幅素子３の帰還ループの容量値を変えることができる。

図２３には、第１０実施例の高周波発振器の等価回路が示されており、この第１０実施例では、増幅素子３の入力端と出力端の間に、可変容量Ｃ_１０、金属体２２によるインダクタンスＬを有する帰還ループが形成される。即ち、上記可変容量Ｃ_１０は、金属体２２と出力端側線路２ｂの間の容量及びこの出力端側線路２ｂと周波数調整パターン１６ｃの間の可変容量に、周波数調整パターン１６ｃと金属ネジ１９ｃの間の可変容量を合成したものとなる。従って、第１０実施例では、周波数調整パターン１６ｃの全体の面積を調整し、かつ金属ネジ１９ｃと周波数調整パターン１６ｃとの距離を調整することで、発振周波数を可変とし、所望の周波数を得ることができる。

なお、上記第６乃至第１０実施例では、金属体２２の一方端の足部を入力端側線路２ａに接続するようにしたが、左右を逆にして一方端の足部を出力端側線路２ｂに接続し、開放の他方端を入力端側線路２ａに容量性結合するように構成してもよい。

また、上記各実施例では、伝送線路としてマイクロストリップ線路を用いたが、コプラナーウェーブガイド等を用いてもよい。更に、上記第２、第３、第５、第７、第８及び第１０の実施例の金属ケース１２，１８，２４,２６は、金属以外の材料で形成してもよいし、ケース形状以外の各種の支持体としてもよい。

１…誘電体基板、２…マイクロストリップ線路、
２ａ…入力端側線路、２ｂ…出力端側線路、
３…増幅素子、７…接地（ＧＮＤ）面、
１０,２２…金属体、１２，１８，２４，２６…金属ケース体、
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ,１９ａ，１９ｂ，１９ｃ…金属ネジ、
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ…非導電性ネジ、
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…周波数調整パターン。

Claims

誘電体基板上に形成された伝送線路と、
この伝送線路に対して接続された増幅素子と、
上記伝送線路の上記増幅素子の入力端側線路と上記増幅素子の出力端側線路との間に、伝送線路方向で上記増幅素子に沿うように配置され、上記入力端側線路又は出力端側線路の少なくとも一方に容量性結合する金属体と、からなる高周波発振器。
上記金属体を、上記増幅素子又は誘電体基板に非導電性部材で支持し、この金属体の両端で上記入力端側線路及び出力端側線路に容量性結合したことを特徴とする請求項１記載の高周波発振器。
上記金属体は、一方端を上記入力端側線路又は出力端側線路のいずれか一方に接続し、他方端を上記入力端側線路又は出力端側線路の他方に容量性結合したことを特徴とする請求項１記載の高周波発振器。
支持体から上記金属体の端部へ向けて金属可動部材を配置し、この金属可動部材と上記金属体との距離を変えることにより、発振周波数を可変調整することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の高周波発振器。
支持体から上記金属体の端部へ接触させるように非導電性ネジを配置し、この非導電性ネジで上記金属体を変形させることにより、発振周波数を可変調整することを特徴とする請求項４記載の高周波発振器。
表面に上記伝送線路を形成した上記誘電体基板の裏面で、かつ容量性結合した上記金属体の端部の垂直方向の位置に、周波数調整パターンを形成し、この周波数調整パターンの面積を変えることにより、発振周波数を可変調整することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の高周波発振器。
支持体から上記周波数調整パターンへ向けて金属可動部材を配置し、この金属可動部材と上記周波数調整パターンとの距離を変えることにより、発振周波数を可変調整することを特徴とする請求項６記載の高周波発振器。