JPH01295506A - マイクロ波発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は誘電体共振器を使用したマイクロ波発振器に関
する。

（従来の技術） この種のマイクロ波発振器は、例えば実公昭６１−４３
２９４号公報に示される様に、回路基板上にストリップ
ラインやＦＥＴを搭載し、ストリップラインに誘電体共
振器を結合させて所定の周波数の信号を出力させている
。

（発明が解決しようとする課題） しかし上記従来のマイクロ波発振器にあっては、衛星か
らの信号を中間周波信号に変換する周波数変換器の局部
発振器として用いる場合には、受信を目的とする衛星に
応じて回路基板や誘電体共振器をそれ用のものに作り直
さねばならない。このことはメーカーにおいては注文に
対して納期が長くなることを意味し、まだ納期を短くす
る為に種々の回路基板や誘電体共振器を準備しておくよ
うにすれば極めて多額の在庫管理費用がかかる不経済性
があった。

本発明は種々異なる注文に対して即応でき、しかも費用
安くそれができるようにした構成のマイクロ波発振器を
提供することを目的とする。

（課題を解決するだめの手段） この目的を解決させるだめに請求の範囲記載のとおりの
手段を講じたものであって、その作用は次のとおりであ
る。

（作用） 発振周波数が夫々異なる複数種のマイクロ波発振器を製
造する場合には、先ず一種類の回路基板を複数枚用意す
る。それらの回路基板は皆同じものでよく、夫々半波長
結合線路、ローパスフィルタ回路、接地回路が備えられ
ていて、ＦＥＴも搭載され電気的に上記諸口路と接続さ
れている。

次に複数種の誘電体共振器及びスペーサを用意する。こ
れらの誘電体共振器は夫々寸法が異なっており、個有の
共振周波数を有している。

次に回路基板に対して、望みの発振周波数の信号を得る
為の寸法を持った誘電体共振器を、スペーサを介して回
路基板に組付ける。これにはねじ棒を用いてもよいし、
接着剤を用いてもよいし、その他周知任意の方法でよい
。

まだ別の発振周波数の信号を出力するマイクロ波発振器
を製造する場合には、上記と同様の回路基板に希望の発
振周波数を得る為の寸法を持った誘電体共振器を組付け
る。

上記の様にして複数種のマイクロ波発振器が構成できる
。Ｎ種類の発振周波数を得る為に誘電体共振器はＮ種類
用意するが、回路基板は１種類でよい。

（実施例） 以下本願の実施例を示す図面について説明する。

第１図乃至第３図において、１は回路基板を示し、その
略中央部には後述の誘電体共振器６の位置決め用の透孔
１ａが備えられている。２はマイクロ波帯で低誘電損失
をもつアルミナやフッ素樹脂等により成る絶縁板を示す
。３は絶縁板２の一面側に添設させたストリップ導体で
、銅箔等により成る。４は絶縁板２の他面側全体に添設
されたアース導体で、これも銅箔等により成る。５はマ
イクロ波帯増幅用のＦＥＴで、５ａはそのゲート、５ｂ
はソース、５Ｃはドレインを夫々示す。６は誘電体共振
器で、中央に透孔６ａを備えた円板状に形成されている
。７は誘電体共振器６を回路基板１から一定の高さに保
持する為のスペーサで、ポリカーボネートやステアタイ
ト等の低誘電損失の絶縁物を加工して、中央に透孔７ａ
を備えた円板状に形成されている。８は透孔６ａや透孔
７ａを貫通し得る太さのねじ棒を示す。９は回路基板１
のアース導体４と電気的に接続された導体板を示し、９
ａはねじ孔を示す。尚この導体板９ば、マイクロ波発振
器が内蔵される機器、例えば周波数変換器のケースのフ
レームであってもよい。１０はシールドカバーで、誘電
体共振器６を安定に共振させる為の共振空間１１を形成
すると共に、マイクロ波発振器と外部回路との干渉を防
止をする為のものである。

次に回路基板１上のストリップ導体３により構成された
各回路について詳しく説明する。１２は半波長結合線路
を示す。この半波長結合線路１２は、回路基板１の透孔
１ａの中心を略中心とする円弧状に形成しである。透孔
１ａに近い別の線路長Ｌ１は、発振器が発振可能な上限
の周波数の信号に対して約半波長であり、一方透孔１ａ
から遠い別の線路長Ｌ２は、発振器が発振可能な下限の
周波数の信号に対して約半波長である。半波長結合線路
１２の一端にばＦＥＴ５のゲー）５ａが接続され、他端
には線路１２の終端用として線路１２の特性インピーダ
ンスと略等しい抵抗値のチップ抵抗１３が接続されてい
る。

次に１４．１５．１６．１７はアース導体で、夫々が一
個又は数個のスルーホール１８によって絶縁板２の他面
側にあるアース導体４と電気的に接続されている。

１９はＦＥＴ５のソースバイアス回路をも兼ねたローパ
スフィルタ回路で、夫々ストリップ導体により成るイン
ダクタ素子２０．キャパシタ素子２１゜インダクタ素子
２２で構成されている。ローパスフィルタ１９の阻止帯
域は、発振器が発振可能な周波数帯域を含むようにしで
ある。２３は抵抗で、ＦＥＴ５のソース５ｂからアース
導体１７に流れる直流電流値を制限し、しかもローパス
フィルタ回路Ｉ９を終端する為のものでチップ抵抗が用
いられている。

２４は平面導体により成る接地回路を示す。第１図で縦
方向の寸法Ｌ３は発振器が発振可能な上限の周波数の信
号に対して略４分の１波長となる長さにしである。まだ
対角方向の寸法Ｌ４は発振器が発振可能な下限の周波数
の信号に対して略４分の１波長となる長さにしである。

横方向の寸法Ｌ５は上記の寸法Ｌ３とＬ４との中間の長
さにしである。尚本明細書でいう波長で示す各長さは、
空間における長さに絶縁板２の材質に応じた波長短縮率
を乗じて得られる長さのことである０上記の様な接地回
路２４は、一端２４ａ側からインピーダンスを測定した
場合、発振器が発振可能な周波数帯域の全域にわたシ零
に近いインピーダンスを示すＯ２５はドレインバイアス
回路で、電源端子２６からの電流をＦＥＴ５に加える為
のものである。ドレインバイアス回路２５において、２
７は高周波チョークで、発振器が発振可能な周波数帯域
の中心周波数の信号に対して略４分の１波長となる長さ
にしてあシ、電源直流は通すが発振すべきマイクロ波信
号は阻止する。２８はマイクロ波バイパス用のチップコ
ンデンサを示す。２９は高周波チョークで、高周波チョ
ーク２７と同様のはたらきをする。３０゜３１は夫々ド
レインバイアス用の抵抗を示す。３２はマイクロ波を通
過させ電源直流は阻止するチップコンデンサを示す。３
３はチップ抵抗３４と３５とを逆り型に組んで構成した
減衰回路を示す。３６はマイクロ波の発振信号の出力端
子を示す。

第４図は上記第１図乃至第３図のマイクロ波発振器の回
路図を示すもので、前回と対応するものには同一の符号
を付して示し、重複する説明は省略する。減衰回路３３
は発振信号の出力レベルを抑えると共に出力端子３６に
接続される外部回路と発振回路との整合をとる為のもの
で、必要に応じて設けられる。

上記の構成の発振回路にあっては、電源端子２６に正の
電圧が加えられ、ＦＥＴ５がバイアスされる。誘電体共
振器６の個有の共振周波数の信号が半波長結合線路１２
と結合し、ＦＥＴ５が発振してソース５ｂからその周波
数の信号が出力される。

次に第５図はマイクロ波発振器の使用例としての衛星信
号受信用周波数変換器のブロック回路図を示すものであ
る。４０は入力端子で、アンテナで受信された電波が同
軸モードに変換されてこの端子に加わる。４１は上記入
力端子に加わる入力信号が周波数変換されて得られる中
間周波信号の出力端子を示す。４２は局部発振器で、前
記実施例のマイクロ波発振器が使用される。４３は低雑
音型の高周波増幅器、４４は上記入力信号を通過させる
バンドパスフィルタを示す。４５は周波数変換のための
ミキサ、４６は中間周波信号を通過させるバンドパスフ
ィルタ、４７は中間周波信号を増幅する中間周波増幅器
を夫々示す。

上記第５図の周波数変換器において、例えば日本国内の
衛星放送受信用として製造する場合には、入力信号の周
波数帯域は１１．７〜１２．０　ＧＨｚであり、局部発
振器４２に必要な発振周波数は１０．６７８ＧＨｚであ
る。まだ１０．９５〜１１．７　ＧＨｚの入力信号が加
わる外国衛星受信用の周波数変換器では１０、０　ＧＨ
ｚ発振用の局部発振器４２が用いられ、１２．５〜１２
．７５　ＧＨｚの外国衛星受信用の周波数変換器では１
１．３　ＧＨｚ発振用の局部発振器４２が用いられる。

次にメーカーあるいは各地の営業所での受注時の対応に
ついて説明する。

（Ｉ）日本国内において衛星放送受信用周波数変換器に
使用されるマイクロ波発振器の注文があると、メーカー
あるいはその営業所において、回路基板１が用意される
。次に第３図における寸法ＤＩが６鰭でＨｌが２．６　
ｗｘの誘電体共振器６と、寸法Ｄ２が３．２［でＨ２が
２．５囚のスペーサ７が用意される。導体板９に上記回
路基板１を載せ、上記スペーサ７と誘電体共振器６とを
ねじ棒８により第２図に示すように回路基板１に止付け
る。次にシ−ルドカバー１０を組付ければマイクロ波発
振器が完成する。完成したマイクロ波発振器は例えば第
６図のＹの周波数スペクトルを示す。発振の周波数が１
０．６７８　ＧＨｚであることが確認されて出荷される
。尚周波数変換器に組込まれて出荷されることもある。

（ｎ）一方外国衛星受信用周波数変換器に使用される発
振周波数１０．０ＧＨｚの発振器の受注時には、前例（
Ｉ）の場合と誘電体共振器６及びスペーサ７が異なるだ
けで、残りは前例（Ｉ）のものと同一の部品が使用され
る。誘電体共振器６は寸法ＤＩが６ｍｓでＨｌが３．４
朋のものが用いられ、スペーサ７はＤ２が３．２　ｙｍ
でＨ２が２．８鱈のものが用いられる。組立て方法は前
例（Ｉ）の場合と同様であり、完成品の発掘出力信号の
周波数スペクトルは例えば第６図にＸで示すものになる
。完成品は特性がチエツクされた後、出荷される。

（ｍ）また外国衛星受信用周波数変換器に使用される発
振周波数１１．３ＧＨｚの発振器の受注時には、用意さ
れる部品で前例（Ｉ）と異なるのは誘電体共振器６だけ
である。誘電体共振器６の寸法はＤＩが６囚でＨｌが２
．０朋である。組立て方法は前例（Ｉ）の場合と同様で
あり、完成品の発振信号の周波数スペクトルは例えば第
６図にＺで示すものになる。完成品は特性がチエツクさ
れた後、出荷される。

尚第６図に点線で示されている部分は、シールドカバー
１０に図示外の調整ねじを設け、そのねじを動かした場
合に発振信号の周波数スペクトルの先端部が動く軌跡を
示す。

また上記の例（Ｉ）、　　（ｎ）、　　（ｍ）で使用す
る回路基板は使用帯域の上限周波数が１１．４　ＧＨｚ
　、下限周波数が９．９　ＧＨｚで、第１図に示す寸法
ｗ１は２４．０１１ＥＩ、寸法Ｗ２は１４．０調である
。

（発明の効果） 以上のように本願にあっては、発振周波数が種々異なる
マイクロ波発振器の注文を受けた場合、各々の要求に対
応する誘電体共振器を選択してそれを回路基板に組付け
るだけで注文に対応ができ、極めて短い納期で製品を納
められる効果がある。

しかも上記の様に種々異なるマイクロ波発振器に対応で
きるものであっても、注文の種類に応じた種類数の誘電
体共振器と、ただ一種類の回路基板とを用意しておくだ
けでよく、在庫管理費用を極めて安価におさえられる特
長がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例に関するもので、第１図はシールド
カバーをヱＩ虜キ誘電体共振器をスペーサと共に回路基
板から分離したマイクロ波発振器の図、第２図はマイク
ロ波発振器の縦断面図、第３図は誘電体共振器とスペー
サとの分解斜視図、第４図はマイクロ波発振器の回路図
、第５図はマイクロ波発振器の使用例を示す周波数変換
器のブロック回路図、第６図はマイクロ波発振器の特性
図。 ■・・・回路基板、２・・・絶縁板、３・・・ストリッ
プ導体、４・・・アース導体、５・・・ＦＥＴ、５ａ＠
＠”ゲート、５ｂ−−−：／−ス、５ｃ・・・ドレイン
、６・・・誘電体共振器、７・・・スペーサ、８・・・
ねじ棒、１２・・・半波長結合線路、１９・・・ローパ
スフィルタ回路、２４・・・接地回路、２６・・・電源
端子、３６・・・出力端子、４２・・・局部発振器（マ
イクロ波発振器）。 特許出願人　　マスプロ電工株式会社 代表者　端　山　　孝 第２図 第３図 第４図 ら 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁板の一面側にストリップ導体をまた他面側にアース
   導体を備えた回路基板と、誘電体共振器と、該誘電体共
   振器を回路基板から一定の高さに保持するスペーサとか
   ら成るマイクロ波発振器において、上記回路基板には、
   上記誘電体共振器を取付ける為に穿設された透孔を中心
   とする円弧状のストリップ導体で形成された半波長結合
   線路と、ローパスフィルタ回路と、平面導体により成る
   接地回路とが備えられており、しかも上記回路基板には
   自体のゲートを上記半波長結合線路に、またソースを上
   記ローパスフィルタ回路と発振出力端子に、またドレイ
   ンを上記接地回路に夫々接続されて動作するＦＥＴが取
   付けられており、更に上記誘電体共振器は夫々別の誘電
   体共振器を選択的に上記回路基板に組付けてマイクロ波
   発振器を構成した場合において、夫々相互に異なる発振
   周波数の出力信号が得られるように、夫々寸法を相互に
   異ならしめてあることを特徴とするマイクロ波発振器。