JPH024496Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は誘電体基板上に集積化された高周波
発振器の改良に関する。

周知のように高周波発振器は第１図に示す如く
能動素子からなる負性抵抗部Z_dとこれに接続され
る共振回路部Z_Lとにより構成され、発振時にはZ_d
（Ｖ，ω）＋Z_L（ω）＝０の条件が成立するようにな
されている。

第２図はこのような高周波発振器の一例を示す
ものであり、第３図は第２図の回路を例えば混成
集積化したものである。尚、第１図乃至第３図に
おいて、同一部分には同一符号を付す。

第３図において、１１は接地導体、１２は誘電
体基板である。この誘電体基板１２の裏面部はメ
タライズされており、このメタライズ部１３が前
記接地導体１１に半田付け等によつて固定されて
いる。この誘電体基板１２上に負性抵抗部Z_dおよ
び共振回路部Z_Lよりなる発振器と、発振出力信号
を取り出すための緩衝増幅器A_Bとが一体的に混
成集積化されている。負性抵抗部Z_dはトランジス
タ１４および抵抗１５，１６，１７よりなるトラ
ンジスタ１４の直流バイアス回路、トランジスタ
１４のコレクタを高周波的に接地するコンデンサ
１８より構成され、トランジスタ１４のベース側
から見た場合負性抵抗を示すようになされてい
る。また、共振回路部Z_Lは一端部が前記接地導体
１１に接地された略1/4波長のストリツプライン
からなる共振線路１９と、これに直列に接続され
た容量素子２０より構成されている。この共振回
路部Z_Lと負性抵抗部Z_dは電気長の十分短かい線路
２１によつて接続されている。さらに、前記トラ
ンジスタ１４のベースおよび前記緩衝増幅器A_B
間には微小容量素子２２が接続され、発振出力信
号はこの素子２２および緩衝増幅器A_Bを介して
図示せぬ外部負荷に供給される。尚、２３，２４
はそれぞれ接地パターンである。

上記構成の混成集積化高周波発振器は次のよう
な欠点を有している。

(1) 発振器の構成要素である負性抵抗部Z_dおよび
共振回路部Z_Lの特性を個別に試験することが困
難である。

即ち、発振器の動作状態を把握するには負性
低抗部Z_dの周波数および高周波電圧振幅特性と
共振回路部Z_dの周波数特性を知ることが不可欠
である。しかるに、従来の混成集積化された発
振回路では負性抵抗部Z_dと共振回路部Z_Lとが同
一基板上に一体的に作られているため、両回路
部を分離して試験することが困難であつた。

(2) 発振周波数の変更後、発振器特性の一部変更
の際回路基板に殆んど汎用性がない。

一般に、発振器の主要特性、例えば発振周波
数、温度安定性、雑音等は殆んど共振回路部Z_Lの
特性に依存する。したがつて、負性抵抗部Z_dが広
帯域であれば発振周波数の異なる発振器を何種類
か製作する場合には、その周波数に応じて共振回
路部Z_Lのみを変更すればよいことが少なくない。
しかし、上記のように、負性抵抗部Z_dと共振回路
部Z_Lとが同一基板上に形成されている場合、共振
回路部Z_Lのみを変更することが困難であり、異な
る共振回路部を有する数種の発振器回路基板を準
備する必要がある。したがつて、例えば少量多品
種の発振器を製作する場合等には、発振回路基板
の小量試作によるコスト高を招くものである。

その他、発振回路の周辺には他の電子回路例え
ば緩衝増幅器A_Bが混成集積化されている。した
がつて、この増幅器A_Bの出力端と共振回路部Z_L
の共振線路１９とが相互に干渉し、多少の線路間
結合によつて発振妨害を引き起こすことも考えら
れる。

以上のように、従来の集積化高周波発振器は
種々の問題を有するものである。

この考案は上記事情に基づいてなされたもの
で、負性抵抗部および共振回路部をそれぞれ別の
誘電体基板上に形成し、この負性抵抗部と共振回
路部とを電気的に接続することにより、各部の試
験を個別に行ない得るとともに、発振器回路基板
に汎用性をもたせ得るため、コストの低減を図る
ことが可能であり、しかも、回路相互の干渉を減
少して発振妨害を抑え得る高周波発振器を提供し
ようとするものである。

以下、この考案の一実施例について図面を参照
して説明する。尚、第３図と同一部分には同一符
号を符し説明は省略する。

第４図において、４１，４２は誘電体基板であ
り、基板４１には負性抵抗部Z_d、基板４２に共振
回路部Z_Lが混成集積されている。この共振回路部
Z_Lおよび負性抵抗部Z_dは導体４３によつて接続さ
れ、発振器が構成されている。尚、緩衝増幅器
A_Bは負性抵抗部Z_dとともに基板４１に設けられ
ている。

上記構成によれば、負性抵抗部Z_dと共振回路部
Z_Lとを個別の誘電体基板４１，４２に形成したた
め、両者の個々の特性を容易に試験することが可
能であり、発振器の設計能率を向上し得る。ま
た、共振回路部Z_Lの基板４２のみを種々交換して
発振周波数の異なる発振器を製作することが可能
であるため、負性抵抗部Z_dの基板４１に汎用性が
生ずる。したがつて、コストの抵減、発振器性能
の均質化、発振器開発の速応性を図り得る。

さらに、共振回路部Z_Lの基板４２が負性抵抗部
Z_dの基板４１と分離され、基板４１の比誘電率
ω_r1と基板４２の比誘電率ω_r2（＞ω_r1）とに十分な
差異があれば、共振回路部Z_Lの電界モードは基板
４２中により局在化する傾向がある。したがつ
て、共振線路１９と緩衝増幅器A_Bの出力端とが
近接していても発振妨害を起すことは殆んどな
い。しかも、このように回路を近接することが可
能であるため、発振器とその他の電子回路が復合
化される混成集積回路を小型化し得る。

また、基板が分割されているため、共振回路部
Z_dの基板４２のみにＱが高く、高誘電率、低温度
係数等が高性能で比較的高価な誘電体材料を使用
し得る。さらに、高Ｑを要求される共振線路１９
等には通常、銅、金等の導電率が優れた金属を真
空蒸着によりメタライズした所謂薄膜回路が使用
される。一方、その他の線路は導体にそれ程低損
失性が必要ではない。したがつて、負性抵抗部Z_d
は厚膜回路にて形成することが可能となり、従来
のように発振器全体を薄膜回路で形成する必要が
なく、コストの低廉を図ることが可能である。

さらに、高周波回路は通常基板の周縁にて接地
される。即ち、基板の周縁に接地パターン２３，
２４を形成し、これを介して行なわれる。このよ
うに、接地点が基板の特定箇所に限定されること
は回路およびパターン設計を不自由にしている。
しかし、この考案のように基板を分割することに
より接地可能な箇所が増すため、回路設計の自由
度を向上することが可能である。

また、発振器量産の際は常に発振周波数の調整
が問題となる。特に、混成集積回路では多くの部
品を使用するために、部品特性のばらつきが発振
周波数のばらつきの主因となる。しかるに、この
考案では負性抵抗部Z_dと共振回路部Z_Lとが分離さ
れているため、発振器製作に先だち両回路の特性
を測定し分類することができる。即ち、ある標準
負性抵抗部にテスト共振回路部を接続して発振動
作をさせ発振周波数を測定する。このような方法
で共振回路部を次々テストし発振周波数に応じて
共振回路を数種類に分類する。負性抵抗部も同様
な方法によつて測定し、共振回路部の分類とは互
いに相補的な周波数関係（両者を接続すれば希望
発振周波数が得られる関係）になるよう分類す
る。したがつて、互いに相補的な分類の回路同士
を接続して発振器を構成すれば全く調整の必要が
なくなる。この方法は製作された発振器を一々周
波数調整する通常の方法に比べてはるかに量産性
に適しており、基板を分割したことによる顕著な
効果である。

尚、この考案は上記実施例に限定されるもので
はなく、例えば負性抵抗部Z_dと共振回路部Z_Lは導
体４３によつて接続したが、これに代えて容量素
子により接続してもよい。この容量素子としては
大容量のバイパスコンデンサを別途用いるか、あ
るいは前記容量素子２０を用いればよい。

第５図はこの考案を電圧制御発振器に適用した
ものである。同図ａは同図ｂの回路を混成集積化
したものであり、５１は負性抵抗部、５２は共振
回路部である。共振線路５３の一端は導体５４に
よつて負性抵抗部５１の導電パターン５５に接続
され、他端は容量素子５６を介して可変容量ダイ
オード５７のカソードおよびバイアスが供給され
るバイアスフイード５８に接続されている。前記
ダイオード５７のアノードは負性抵抗部５１の接
地パターン５９に接続されている。尚、第５図ａ
およびｂにおいて同一部分には同一符号を付す。

また、第６図はこの考案を第５図とは異なる電
圧制御発振器に適用したものであり、６１は負性
抵抗部、６２は共振回路部である。６３は一端部
が導電パターン６４とギヤツプ容量によつて結合
された略半波長の主共振線路である。この主共振
線路６３の他端部は副共振線路６５の一端部に容
量結合され、この共振線路６５の他端部は可変容
量ダイオード６６を介して接地パターン６７に接
続されている。前記副共振線路６５の他端部はバ
イアスフイード６８を介して周波数制御電圧端子
６９に接続され、この端子６９は容量素子７０を
介して前記接地パターン６７に接続されている。
一方、前記導電パターン６４は導体７１を介して
負性抵抗部６１の導電パターン７２に接続されて
いる。

上記両実施例によつても前述した実施例と同様
の効果が得られる。

以上、詳述したようにこの考案によれば、各部
の試験を基板毎に個別に行ない得るとともに、発
振器回路基板に汎用性をもたせ得るためコストの
低減を図ることが可能であり、しかも、回路相互
の干渉を減少して発振妨害を抑え得る集積化高周
波発振器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は高周波発振器を等価的に示す図、第２
図は高周波発振器の一例を示す回路構成図、第３
図は第２図に基づく従来の集積化高周波発振器の
一例を示す斜視図、第４図はこの考案に係わる高
周波発振器の一実施例を示す斜視図、第５図はこ
の考案の変形例を示すもので、同図ａは一部切除
した上面図、同図ｂは同図ａの回路構成図、第６
図は第５図とは異なるこの考案の変形例を示す一
部切除した上面図である。 １１……接地導体、４１，４２……誘電体基
板、４３……導体、Z_d……負性抵抗部、Z_L……共
振回路部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 第１の誘電体基板と、この第１の誘電体基板
   の比誘電率より大きな比誘電率を有する第２の
   誘電体基板と、前記第１の誘電体基板上に形成
   され励振電流を発生する負性抵抗部と、前記第
   ２の誘電体基板上に形成される共振回路部と、
   前記負性抵抗部と前記共振回路部とを接続する
   接続体とを具備することを特徴とする高周波発
   振器。 (2) 前記接続体は導体であることを特徴とする実
   用新案登録請求の範囲第(1)項記載の高周波発振
   器。 (3) 前記接続体は容量素子であることを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第(1)項記載の高周波
   発振器。