JP6280310B2 - 発振器 - Google Patents
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Description
(実施形態1)
実施形態1に係る発振器について、図1、図2を用いて説明する。図1(a)は本実施形態の発振器を示す模式図であり、図2は本実施形態の発振器を説明する回路図である。本実施形態において、101は、負性抵抗素子である。負性抵抗素子101は、典型的には、共鳴トンネルダイオード(RTD)やエサキダイオード、ガンダイオードが選ばれる。一端子を終端したトランジスタを用いてもよい。負性抵抗素子により励起される電磁波の発振周波数を規定するための共振器102は、パッチアンテナや有限な長さのマイクロストリップラインなどを用いたマイクロストリップ型共振器である。マイクロストリップ型共振器は、グランド上で電気的に浮いた金属板等の導電層を持つ共振器である。対応する回路を示す図2においては、発振周波数ωoscにおける共振回路102と、これ以下の周波数領域における容量C(1033)と、に素子を分けて書いている。バイアス回路は、電源105と配線106から構成される。配線には必ず寄生的なインダクタンス成分106を伴うため、対応する回路を示す図2にはインダクタンスとして書いてある。
(実施例1)
実施例1に係る発振器について、図3を用いて説明する。図3(a)は、本実施例の発振器を示す斜視図である。図3(b)はパッチアンテナ周辺の金属パターニングを示す上面図である。本実施例では負性抵抗素子として共鳴トンネルダイオード(RTD)を用いている。
実施例2に係る発振器について、図4を用いて説明する。図4は、実施例1の変形例に係る発振器を示す図で、本実施例でも負性抵抗素子として共鳴トンネルダイオードを用い、さらに発振周波数が高い場合の例を示すものである。図4(a)は、本実施例に係る発振器を示す斜視図である。図4(b)はパッチアンテナ周辺の金属パターニングを示す上面図である。
pFとで形成されたLC共振周波数は35GHz前後となる。本実施例において、35GHzの等価波長は約5.4mmであるから、ストリップ導体を介したRTD301からその4分の1より小さい距離d(<1.4mm)に抵抗304が配置される。本実施例のように、抵抗304はストリップ導体3031の途中に埋め込んでもよい。可能な限りRTD301の近い側に配置すると、抑制効果は効果的になる。さらには、本実施例ではωosc付近におけるパッチアンテナのインピーダンスに影響しないように、発振周波数ωosc/2πにおける等価波長の1/4だけパッチ302から離したストリップ導体中に低インピーダンス回路をなす抵抗素子304を配置している。
Claims (12)
- 電磁波を発振する発振器であって、
接地電極及び導電層を有するマイクロストリップ型共振器と、
前記接地電極と前記導電層との間に配置されている負性抵抗素子と、
抵抗素子及び前記抵抗素子と電気的に並列に接続している容量素子を有する低インピーダンス回路と、
前記導電層と接続することにより、前記容量素子と前記マイクロストリップ型共振器とを接続するストリップ導体と、を備え、
前記ストリップ導体のインダクタンスLと前記マイクロストリップ型共振器における容量Cとで形成する共振周波数1/2π√LCの等価波長の1/4が、前記負性抵抗素子と前記抵抗素子との間の前記ストリップ導体を介する距離より大きくなるように構成することを特徴とする発振器。 - 前記負性抵抗素子に前記ストリップ導体を介して電流を供給する電源と配線とを含むバイアス回路をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の発振器。
- 前記ストリップ導体がメアンダ形状の部分を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の発振器。
- 前記ストリップ導体は、ショート部を備えることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の発振器。
- 前記ショート部は、前記共振周波数と異なる分布定数型の共振周波数の発振を発振不可又は発振抑制するように構成されていることを特徴とする請求項4に記載の発振器。
- 前記容量素子は、MIM構造を有し、
前記抵抗素子は、前記MIM構造の内部の位置に埋め込まれていることを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の発振器。 - 前記抵抗素子は、前記ストリップ導体の途中に接続されていることを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の発振器。
- 前記マイクロストリップ型共振器はパッチアンテナであり、
前記電磁波の周波数は、30GHz以上30THz以下の周波数領域内であることを特徴とする請求項1から7の何れか一項に記載の発振器。 - 前記抵抗素子の抵抗値は、前記負性抵抗素子の負性抵抗の絶対値以下であることを特徴とする請求項1から8の何れか一項に記載の発振器。
- 前記ストリップ導体は、前記導電層から伸びていることを特徴とする請求項1から9の何れか一項に記載の発振器。
- 前記マイクロストリップ型共振器は、前記接地電極と前記導電層との間に配置されている絶縁体を有することを特徴とする請求項1から10の何れか一項に記載の発振器。
- 被検体からの電磁波を検出する測定装置であって、
前記被検体に電磁波を照射する請求項1から11の何れか一項に記載の発振器と、
前記被検体と相互作用した電磁波を検出する検出器と、を有することを特徴とする装置。
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