JPH04358408A - 共振回路及びその共振回路を使用した電圧制御発振器 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は誘電体共振器を用いた共
振回路及びその共振回路を使用した電圧制御発振器に関
する。

【０００２】この種の共振回路を用いた電圧制御発振器
は通信装置の局部発振器等に適用されるものであり、所
望周波数の信号を得るために容易に発振周波数を可変出
来ることが要望される。

【０００３】また、共振回路単体にあっては、フィルタ
等の他の装置に適用されるが、その回路の構成要素であ
るストリップ線路と誘電体共振器とのインピーダンスマ
ッチングを取ることを容易に行えることが要望されてい
る。

【０００４】

【従来の技術】図１０は、従来の電圧制御発振器の回路
構成図である。

【０００５】１は電源供給端子、２は制御電圧印加端子
、３は出力端子であり、必要とする周波数の信号が出力
される。

【０００６】４はコイル、５はバラクタダイオード、７
は誘電体共振器、１２は発振用トランジスタである。

【０００７】６，８，９，１０は発振条件を決めるコン
デンサであり、コンデンサ６は誘電体共振器７とバラク
タダイオード５との結合用のもの、コンデンサ８は誘電
体共振器７と発振用トランジスタ１２との結合用のもの
、コンデンサ９，１０はトランジスタ１２の負性抵抗発
生用のものである。

【０００８】１１はＤＣカット用のコンデンサ、１３〜
１９はバイアス回路用の抵抗及びコンデンサである。

【０００９】このような回路構成の電圧制御発振器のパ
ターン構成図の一部を図１１に示す。但し、図１１にお
いて図１０の各部に対応する部分には同一の符号が付し
てある。

【００１０】図１１に示すように、各コンデンサ６，８
，９，１０と、誘電体共振器７と、トランジスタ１２と
は同一基板上に形成されたマイクロストリップ線路２０
，２１，２２によって接続されている。

【００１１】また、誘電体共振器７とマイクロストリッ
プ線路２２とは、図１２の断面図に示すように、誘電体
共振器７のリード端子７ａがマイクロストリップ線路２
２の端部に半田２３固定されることによって接続されて
いる。

【００１２】以上のような電圧制御発振器においては図
１３に示すようにスミスチャート上で、誘電体共振器７
を中心とする共振系の軌跡と共振周波数付近で発生して
いるトランジスタ１２の負性抵抗の軌跡とが交差する部
分で発振する。

【００１３】また、発振周波数とその周波数の可変幅を
決定するものは、バラクタダイオード５、誘電体共振器
７及びコンデンサ６，８であり、発振周波数を変化させ
る場合は、端子２に印加される制御電圧を変えることに
よって行い、制御電圧を変化させることによって、バラ
クタダイオード５の容量が変化し、コンデンサ６，８と
の合成容量が変わり、これによって発振周波数が変化す
る。従って、所望とする周波数の出力信号を得ることが
出来る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した電
圧制御発振器においては、図１１に一点鎖線で囲む共振
回路にあって、マイクロストリップ線路２２と誘電体共
振器７とのインピーダンスマッチングを取る際に、誘電
体共振器７とマイクロストリップ線路２２とのインピー
ダンスが大きく離れているために整合がさせにくいと言
った問題があった。

【００１５】この整合がさせにくい理由を説明する。誘
電体共振器７とマイクロストリップ線路２２とのインピ
ーダンスは、必ずしも近い値では無く離れている場合が
多い。例えば誘電体共振器７のインピーダンスが５Ωで
、マイクロストリップ線路２２のインピーダンスが５０
Ωであるとすると、インピーダンスマッチングを行うた
めには、マイクロストリップ線路２２の幅を広くしなけ
ればならない。

【００１６】しかし、実際にはマイクロストリップ線路
２２の幅を広くすると言っても、大きさが限られている
ために広くすることが出来ないことがある。また、例え
広くできたとしても直線のままで広くしたのでは適正な
マッチングが行えないケースが多々ある。このような理
由によって整合をさせる事が難しい状況にあった。

【００１７】更には、マッチングの取れていない状態で
使用した場合、誘電体共振器７とマイクロストリップ線
路２２との接続部分においてミスマッチが生じ、共振回
路のＱを悪化させてしまうと言った問題が生じることに
なる。

【００１８】また、この電圧制御発振器においては、上
述したように発振周波数の可変は制御電圧を可変する事
で行える。しかし、ある制御電圧である発振周波数をき
っちりと出力させたいような場合には、発振周波数の微
調整が必要となり、この場合、誘電体共振器７を削って
行っていた。しかし、この方法は周波数の調整が容易で
ないと言った問題がある。

【００１９】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、共振回路におけるストリップ線路と誘電体
共振器とのインピーダンスマッチングを容易に取ること
ができ、また、電圧制御発振器の発振周波数の微調整を
容易に行うことができる共振回路及びその共振回路を使
用した電圧制御発振器を提供することを目的としている
。

【００２０】

【課題を解決するための手段】図１に本発明の共振回路
のインピーダンスマッチングを取るための構成原理説明
図を示す。基板上に形成されたストリップ線路２２の任
意端部に誘電体共振器７を接続して構成される共振回路
において、図１に示すように、誘電体共振器７の接続部
分であるストリップ線路２２端部両側に、金属材料によ
る複数のランド２９を設けることによりランド部２８を
形成した構成とする。

【００２１】他の構成手段として、図２に示すように、
ストリップ線路２２両側に細長いランド３１を斜めに設
けて誘電体共振器７側から離れるに従って徐々に狭まる
三角形状にしたランド部２８を形成した構成としてもよ
く、更には、図３に示すように、先細の長いランド３４
を設けて、ランド部２８を誘電体共振器７側から離れる
に従って徐々に広がる逆三角形状にした構成としてもよ
い。

【００２２】また、図４に本発明の電圧制御発振器の発
振周波数の調整を行うための構成原理説明図を示す。基
板上に形成されたストリップ線路２２の任意端部に誘電
体共振器７を接続して構成された共振回路と、該共振回
路と能動素子及び受動素子を組み合わせて構成された発
振回路によって成る電圧制御発振器において、図４に示
すように、誘電体共振器７の接続部分であるストリップ
線路２２端部近傍に、金属材料による複数のランド４１
を設けてスタブ４０を形成した構成とする。

【００２３】他の構成手段として、図５に示すように、
誘電体共振器の対向位置のストリップ線路他端近傍に、
ランド４３を設けてスタブを形成した構成としてもよい
。

【００２４】

【作用】上述した図１及び図２に示す共振回路のインピ
ーダンスマッチングを取るための手段によれば、ストリ
ップ線路２２両側に形成されたランド部２８の形状が、
誘電体共振器側が広く、共振器から離れるに従って徐々
に狭まる三角形状を成している。ランド部２８は複数の
ランド２９又は３１によって形成されているので、ラン
ド数を変えることによってインピーダンスの調整を任意
に行うことが出来る。

【００２５】即ち、ストリップ線路２２の特性インピー
ダンスが誘電体共振器７のそれよりも小さい場合に適用
すればインピーダンスマッチングを取ることが出来る。

【００２６】また、図３においては、ストリップ線路２
２両側に形成されたランド部２８の形状が、誘電体共振
器７側が狭く、共振器７から離れるに従って徐々に広が
る逆三角形状を成している。前記同様ランド数を変える
ことによってインピーダンスの調整を任意に行うことが
出来る。

【００２７】即ち、ストリップ線路２２の特性インピー
ダンスが誘電体共振器７のそれよりも大きい場合に適用
すればインピーダンスマッチングを取ることが出来る。

【００２８】図４及び図５に示す電圧制御発振器の発振
周波数の調整を行うための手段によれば、ストリップ線
路２２近傍のスタブ４０を形成するランド４１を多く設
ける程に発振周波数を下げる方向に調整することができ
る。つまり、この手段はランド４１を設けるだけなので
、従来の誘電体共振器７を削って発振周波数の調整を行
う方法よりも容易に周波数の調整を行うことができる。

【００２９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。図６は本発明の一実施例による電圧制御
発振器の回路構成図、図７は図６に示す回路の一部分の
パターン構成図であり、双方の図の各対応部分には同一
の符号が付してある。但し、図６において図１０の従来
例の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説
明を省略する。

【００３０】図６に示す実施例回路が図１０に示す従来
例回路と異なる点は、スタブ３０を設けてインピーダン
スマッチングを取るようにしたことである。

【００３１】即ち、図７のパターン構成図から分かるよ
うに、マイクロストリップ線路２２の両側近傍に、銅箔
による細長い型状のランド３１を斜めに複数設けて、誘
電体共振器７側から離れるに従って徐々に広がる三角形
状のスタブ（ランド部）２８を形成し、これによってイ
ンピーダンスマッチングを取っている。

【００３２】これは、前述の課題を解決するための手段
及び作用の所で説明した図２に示す構成を適用したもの
である。つまり、図７においては、マイクロストリップ
線路２２の特性インピーダンスが誘電体共振器７のそれ
よりも小さい場合であり、図７に示すようにランド部２
８を設けることで、誘電体共振器７のインピーダンスと
のマッチングを取っている。

【００３３】このようにインピーダンスマッチングを取
れば、誘電体共振器７とマイクロストリップ線路２２と
の接続部分においてミスマッチが生じることが無くなる
ので、共振回路のＱの劣化を防ぐことができる。

【００３４】また、インピーダンスマッチングを取る構
成としては、前述で図１及び図３を参照して説明した構
成があり、図３のように構成する際は、マイクロストリ
ップ線路２２の特性インピーダンスが誘電体共振器７の
それよりも大きい場合である。

【００３５】図１〜図３の何れの構成においても、ラン
ド数を自由に調整することができるので、マイクロスト
リップ線路２２の特性インピーダンスの微調整が可能と
なり、適正なマッチングを行うことが出来る。

【００３６】次に、図８及び図９を参照して本発明の第
２実施例の説明を行う。図８は電圧制御発振器の回路構
成図、図９は図８に示す回路の一部分のパターン構成図
であり、双方の図の各対応部分には同一の符号が付して
ある。但し、図８において図１０の従来例の各部に対応
する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

【００３７】図８に示す実施例回路が図１０に示す従来
例回路と異なる点は、スタブ４０を設けて発振周波数の
微調整を行うようにしたことである。

【００３８】即ち、図９のパターン構成図から分かるよ
うに、マイクロストリップ線路２２の片側近傍に、銅箔
による長方形状のランド４１をマイクロストリップ線路
２２に対して直角方向に一列に配列してスタブ４０を形
成し、これによって電圧制御発振器の発振周波数の微調
整を行うことができる。

【００３９】これは、前述で説明した図４に示す構成を
適用したものである。このようにスタブ４０を設けるこ
とによって、従来手間の掛かっていた発振周波数の微調
整を容易に行うことができる。また、図５に示す構成を
適用しても良い。

【００４０】また、図４及び図５の何れの構成において
も、ランド数を自由に調整することができるので、発振
周波数の微調整を容易に行うことができ、これによって
適正な発振周波数を得ることが出来る。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
共振回路におけるストリップ線路と誘電体共振器とのイ
ンピーダンスマッチングを容易に取ることができる効果
がある。

【００４２】また、電圧制御発振器の発振周波数の微調
整を容易に行うことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の共振回路のインピーダンスマッチング
を取るための構成原理説明図である。

【図２】本発明の共振回路のインピーダンスマッチング
を取るための他の構成原理説明図である。

【図３】本発明の共振回路のインピーダンスマッチング
を取るためのその他の構成原理説明図である。

【図４】本発明の電圧制御発振器の発振周波数の調整を
行うための構成原理説明図である。

【図５】本発明の電圧制御発振器の発振周波数の調整を
行うための他の構成原理説明図である。

【図６】本発明の第１実施例による電圧制御発振器の回
路構成図である。

【図７】図６に示す回路の一部分のパターン構成図であ
る。

【図８】本発明の第２実施例による電圧制御発振器の回
路構成図である。

【図９】図８に示す回路の一部分のパターン構成図であ
る。

【図１０】従来の電圧制御発振器の回路構成図である。

【図１１】図１０に示す回路の一部分のパターン構成図
である。

【図１２】マイクロストリップ線路と誘電体共振器との
接合部分を示す断面図である。

【図１３】負性抵抗の軌跡と共振系の軌跡とを示したス
ミスチャートである。

【符号の説明】

７　　誘電体共振器 ２２　　ストリップ線路 ２８　　ランド部 ２９，３１，３４　　スタブ３０を構成するランド４０
　　スタブ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基板上に形成されたストリップ線路（
   ２２）の一端部に誘電体共振器（７）　を接続して構成
   される共振回路において、前記誘電体共振器（７）　の
   接続部近傍の前記ストリップ線路（２２）端部両側に、
   金属材料による複数のランド（２９）から成るランド部
   （２８）を形成し、該ランド（２９）数を変えるか、又
   は該ランド部（２８）の形状を変えるかによって、該誘
   電体共振器（７）　と該ストリップ線路（２２）とのイ
   ンピーダンスマッチングが取れるように構成したことを
   特徴とする共振回路。
2. 【請求項２】　　前記ランド部（２８）を、前記誘電体
   共振器（７）　側から離れるに従って徐々に狭まる三角
   形状にしたことを特徴とする請求項１記載の共振回路。
3. 【請求項３】　　前記ランド部（２８）を、前記誘電体
   共振器側から離れるに従って徐々に広がる逆三角形状に
   したことを特徴とする請求項１記載の共振回路。
4. 【請求項４】　　基板上に形成されたストリップ線路（
   ２２）の任意端部に誘電体共振器（７）　を接続して構
   成された共振回路と、該共振回路と能動素子及び受動素
   子を組み合わせて構成された発振回路によって成る電圧
   制御発振器において、前記誘電体共振器（７）　の接続
   部近傍の前記ストリップ線路（２２）端部近傍に、金属
   材料による複数のランド（４１）から成るスタブ（４０
   ）を形成し、該ランド（４１）数を変えることにより、
   該スタブ（４０）と該ストリップ線路（２２）との接続
   量を変えて発振周波数を変化させるように構成したこと
   を特徴とする電圧制御発振器。
5. 【請求項５】　　前記誘電体共振器（７）　の対向位置
   の前記ストリップ線路（２２）他端近傍に、前記スタブ
   （４０）を形成したことを特徴とする請求項４記載の電
   圧制御発振器。