JPH0548417U - 高周波発振回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 容積的変化量が少なくて済み、周波数変化量
が大きく、かつ、調整後の信頼性に優れ、周波数変化量
の設定が容易な高周波発振回路を提供する。 【構成】 トリプレート構造マイクロ・ストリップ・ライ
ンを共振体とした超薄型ＶＣＯはアース電極２１とアー
ス電極２２との間に狭まれたストリップ・ラインパター
ン２３からなり、ストリップ・ライン２３によって入／
４で共振する共振器を構成している。基板裏面２５に
は、ストリップ・ライン２３に対して並列に任意の面積
からなる可変インピーダンス・ストリップ・ライン２６ａ
が形成される。この可変インピーダンス・ストリップ・ラ
イン２６ａはストリップ・ライン２３の開放端の出力ス
ルーホールからみて並列接続される容量性のインピーダ
ンス負荷となる。したがって、該可変インピーダンス・
ストリップ・ライン２６ａの面積をトリミング等によっ
て変化させることによってインピーダンスを変え、自己
共振周波数を調整する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、素子が表面実装された多層印刷配線基板に用いて好適な高周波発 振回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、高周波発振回路、例えば、ＵＨＦ帯におけるＶＣＯ（電圧制御発振 器）には、図６（ａ）に示す同軸共振器型、および図７（ａ）に示すマイクロ・ ストリップ・ライン型 が知られている。また、図６（ｂ）および図７（ｂ）は 、各ＶＣＯに対応する等価回路図であり、変形コルピッツ型ベース接地発振回路 である。これらの回路では、何れも入／４共振方式を採用している。

【０００３】 このようなＶＣＯにおける共振周波数の調整は、図６（ａ）に示すＶＣＯでは 、同軸共振体１の開放端からの出力取り出し接触片２と基板３の共振回路接続ラ ンド４に盛る半田５の容積を調整することで行なわれる。また、図７（ａ）に示 すマイクロ・ストリップ・ライン型ではマイクロ・ストリップ・ラインパターン ６上の開放出力に近い部分（ホット部）７に半田８を盛ることで行なわれる。こ れは、図６（ｂ）および図７（ｂ）に示す部分９，１０に半田を盛ることに相当 し、この半田５または８の容積の調整が各共振体の出力インピーダンスを可変す ることになり、この出力インピーダンスの変化によって共振体単体の自己共振周 波数が変化する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述した各高周波発振回路では、希望可変周波数幅（Δｆ）に対す る半田盛りには半田５または８を盛るための容積的（スペース）な制約と限界が あり、この容積的制約のために、周波数可変幅が狭いという問題が生じる。例え ば、ＵＨＦ帯においては、３mm×３mm×３mm＝０．０２７CC程度の半田盛りスペ ースでは、希望可変周波数幅が１０〜１５ＭＨｚ程度と狭い。

【０００５】 したがって、高さ３．５mm以下の超薄型ＶＣＯ（SMD；Surface Mount Device タイプ）の周波数の調整に用いるには不適当である。また、過度の半田盛りは他 のマウント部品と半田ブリッジ等を発生するため、信頼性（品質）が低いという 問題が生じる。さらに、半田盛り時の高温度により、作業効率が著しく劣るとと もに、周波数の安定性が劣化するという問題を生じる。

【０００６】 この考案は上述した事情に鑑みてなされたもので、容積的変化量が少なくて済 み、また、周波数変化量が大きく、かつ、調整後の信頼性に優れ、周波数変化量 の設定が容易にできる高周波発振回路を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上述した問題点を解決するために、この考案では、第１と第２の接地電極と、 第１と第２の信号線路とを積層した多層配線基板からなり、前記第１の信号線路 は前記第１および前記第２の接地電極の間にあり、前記第１の信号線路の一端は 前記第１と前記第２の接地電極とにスルーホールによって接続され、前記第２の 信号線路は前記多層配線基板の最上面または最下面のいずれか一方に配設される とともに、 前記第１と第２の信号線路は、前記第２の信号線路を最上面に配設した場合に は前記第１の接地電極を間に介して対向し、前記第２の信号線路を最下面に配設 した場合には前記第２の接地電極を間に介して対向するとともに、前記第１およ び第２の接地電極に接続されることなく該接地電極を貫通する少なくとも１つ以 上のスルーホールによって接続され、 前記第２の信号線路の面積を変えることによって自己共振周波数を変えること を特徴とする。

【０００８】

【作用】

第２の信号線路は、第１または第２の接地電極と該第２の信号線路との間の誘 電体層によって、上記第１の信号線路とは異るインピーダンス特性を持つ。した がって、上記第２の信号線路の面積を変化させることによってインピーダンスを 変化させ自己共振周波数を調整する。

【０００９】

【実施例】

次に図面を参照してこの考案の実施例について説明する。図１はこの考案の一 実施例の構造を示す透過斜視図である。また、図２は同実施例の正面から見た断 面図であり、図３は同実施例の横方向から見た断面図である。これらの図におい て、本実施例の高周波発振回路（電圧制御発振器；ＶＣＯ）は多層基板２０より 構成されており、トリプレート構造マイクロ・ストリップ・ラインを共振体とし た超薄型ＶＣＯである。ここで、メイン共振体であるトリプレート構造ストリッ プ・ラインとは、第１層−２層間のアース電極（全面アース電極）２１と、同じ く第３−４層間のアース電極（全面アース電極）２２の間に狭まれたストリップ ・ラインパターン（第２−３層間）２３のことである。

【００１０】 このストリップ・ラインパターン２３の一端は、スリーホールＴＨ１，ＴＨ２ ，ＴＨ３およびＴＨ４を通してアース電極２１および２３へ短絡されており、他 端は同様にスルーホールＴＨ５を通して基板表面（部品マウント面）２４に接続 されている。言換えると、開放端電極部（上記他端）Ａを基板表面２４に接続す ることで、この開放端からみて入／４で共振する共振器を構成している。また、 基板裏面２５には、ストリップ・ライン２３と並列に任意の長さで走る可変イン ピーダンス・ストリップ・ライン（VSL）２６ａが形成されている。

【００１１】 また、上記ストリップ・ライン２３の他端（開放端電極）は、スルーホールＴ Ｈ６を介して（第３−４層間のアース電極２２へは接続されないように）、基板 裏面２５の可変インピーダンス・ストリップ・ライン２６ａの一端へ接続される 。この可変インピーダンス・ストリップ・ライン２６ａの他端は、再びスルーホ ールＴＨ７を通してストリップ・ライン２３へ接続される。

【００１２】 この可変インピーダンス・ストリップ・ライン２６ａは、開放端の出力スルー ホールからみてストリップ・ライン２３のホット部に対し、並列に接続される容 量性のインピーダンス負荷（アース電極２２と可変インピーダンス・ストリップ ・ライン２６ａと間に狭まれた第４層によって容量を形成する）となる。図４は ストリップ・ライン２３と可変インピーダンス・ストリップ・ライン２６ａの接 続状態を示す等価回路図である。この可変インピーダンス・ストリップ・ライン ２６ａは、アース電極２２と該並列ストリップ・ライン２６ａと間の誘電体によ って、上記トリプレート構造内のストリップ・ライン２３とは、異るインピーダ ンス特性を持つマイクロ・ストリップ・ラインとなる。

【００１３】 したがって、図４に示す並列ストリップ・ライン２６の面積を変化させること によって、インピーダンスを変化させ、共振器の自己共振周波数の調整が可能と なる。この可変インピーダンス・ストリップ・ライン２６ａの面積の可変は、例 えば、トリミングする（この場合、縮小する）ことによって行なわれる。

【００１４】 次に、可変インピーダンス・ストリップ・ライン２６ａの面積のトリミング例 を図５（ａ），（ｂ）および（ｃ）に示す。なお、図５（ａ）は無調整状態、す なわち無トリミング状態の基本パターンであり、図５（ｂ）および（ｃ）はトリ ミングを施工した例である。これら図５（ａ）〜（ｃ）において、可変インピー ダンス・ストリップ・ライン２６ａのパターン長Ｌは４mm（ストリップ・ライン ２３と可変インピーダンス・ストリップ・ライン２６ａとの接続スルーホールＴ Ｈ６−ＴＨ７の間隔と同じ）に固定する。

【００１５】 また、図５（ａ）に示す可変インピーダンス・ストリップ・ライン２６ａでは 、初期パターン幅Ｗを６mmとする。図５（ｂ）は上記可変インピーダンス・スト リップ・ライン２６ａの半分をトリミングし、その面積を１／２とした例である 。また、図５（ｃ）に示す可変インピーダンス・ストリップ・ライン２６ａでは 、スルーホール径分まで、パターン幅をトリミングし、その面積を１／１０とし た例である。なお、可変インピーダンス・ストリップ・ライン２６ａのパターン 幅が狭くなるほど、インピーダンスは高くなる。

【００１６】 次に、本考案の第２の実施例について図６および図７を参照して説明する。図 ６は４層基板におけるトリプレート・マイクロ・ストリップ共振器とその共振周 波数調整用の入／４短絡可変インピーダンス線路の断面図である。なお、この図 において、図３に示す第１の実施例の構成要件と同一の機能を有するものには同 一の符号を付けて説明を省略する。この実施例の特徴、すなわち第１の実施例と 異なる部分は、ストリップ・ライン２３の開放端をスルーホールＴＨ８を用いて 基板表面（部品マウント面）２４へ接続し、ストリップ・ライン２３の短絡端を スルーホールＴＨ９を用いて基板裏面２５に形成した可変インピーダンス・スト リップ・ライン２６ｂの一端へ接続し、さらに、可変インピーダンス・ストリッ プ・ライン２６ｂの他端をスルーホールＴＨ１０を通してアース電極２２のＧＮ Ｄへ短絡しているところにある。この結果、ストリップ・ライン２３と可変イン ピーダンス・ストリップ・ライン２６とは等価的に直列接続されることになる。

【００１７】 図７は上述したトリプレート構造マイクロ・ストリップ・ラインを共振体とし た超薄型ＶＣＯの等価回路図である。図に示すように、入／４共振方式において 、ストリップ・ライン２３の一端を短絡する際、可変インピーダンス・ストリッ プ・ライン２６ｂを介して短絡することによって、その可変インピーダンス・ス トリップ・ライン２６ｂのインピーダンス値を可変すれば、ストリップ・ライン ２３全体のインピーダンスの可変（＝等価的に見てストリップ・ライン長の可変 ）が可能となる。発振回路と接続し動作させた場合には、発振周波数の変化につ ながり、この動作を利用して生産時の周波数調整に利用することができる。

【００１８】 可変インピーダンス・ストリップ・ライン２６ｂのトリミングは、第１の実施 例と同様に、図５（ａ），（ｂ）および（ｃ）に示すように行なう。この結果、 パターン巾大の時、共振器全体のインピーダンスは低くなり、周波数が高くなる 。また、パターン巾小の時、共振器全体のインピーダンス高くなり、従ってより 周波数は低くなる。

【００１９】

【考案の効果】

以上、説明したように、この考案によれば、第１と第２の接地電極と、第１と 第２の信号線路とを積層した多層配線基板からなり、前記第１の信号線路は前記 第１および前記第２の接地電極の間にあり、前記第１の信号線路の一端は前記第 １と前記第２の接地電極とにスルーホールによって接続され、前記第２の信号線 路は前記多層配線基板の最上面または最下面のいずれか一方に配設されるととも に、前記第１と第２の信号線路は、前記第２の信号線路を最上面に配設した場合 には前記第１の接地電極を間に介して対向し、前記第２の信号線路を最下面に配 設した場合には前記第２の接地電極を間に介して対向するとともに、前記第１お よび第２の接地電極に接続されることなく該接地電極を貫通する複数のスルーホ ールによって接続され、前記第２の信号線路の面積を変えることによって自己共 振周波数を変えるようにしたため、 他の共振周波数を変化させる半田盛りに比べ、はるかに容積的変化量が少なく て済み、 また、共振周波数の変化量が大きく、 共振周波数の調整後の信頼性に優れ、 第２の信号線路の面積を任意に設定することによって共振周波数の変化量が自 在に設定でき、 生産時における共振周波数の微調整に優れる、 という利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例のトリプレート構造マイ
クロ・ストリップ・ラインを共振体とした超薄型ＶＣＯ
の構造を示す透視斜視図である。

【図２】図１に示すトリプレート構造マイクロ・ストリ
ップ・ラインを共振体とした超薄型ＶＣＯの正面断面図
である。

【図３】図１に示すトリプレート構造マイクロ・ストリ
ップ・ラインを共振体とした超薄型ＶＣＯの横断面図で
ある。

【図４】同実施例のトリプレート構造マイクロ・ストリ
ップ・ラインを共振体とした超薄型ＶＣＯの等価回路図
である。

【図５】（ａ）は無トリミングの並列ストリップ・ライ
ンの形状を示す図、（ｂ）および（ｃ）は同実施例の同
並列ストリップ・ラインのトリミング例を示す図であ
る。

【図６】本考案の第２の実施例におけるトリプレート構
造マイクロ・ストリップ・ラインを共振体とした超薄型
ＶＣＯの横断面図である。

【図７】図６に示す第２の実施例のトリプレート構造マ
イクロ・ストリップ・ラインを共振体とした超薄型ＶＣ
Ｏの等価回路図である。

【図８】（ａ）は従来のＶＣＯの１つである同軸共振器
型の構成を示す斜視図、（ｂ）は同ＶＣＯに対応する等
価回路である。

【図９】（ａ）は従来のＶＣＯの１つであるマイクロ・
ストリップ・ライン型の構成を示す斜視図、（ｂ）は同
ＶＣＯに対応する等価回路図である。

【符号の説明】

２０ 多層基板 ２１ アース電極（第１の接地電極） ２２ アース電極（第２の接地電極） ２３ ストリップ・ライン（第１の信号線路） ２６ａ，２６ｂ 可変インピーダンス・ストリップ・ラ
イン（第２の信号線路） ＴＨ１−ＴＨ１０ スルーホール

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１と第２の接地電極と、第１と第２の
   信号線路とを絶縁層を介して積層した多層配線基板から
   なり、前記第１の信号線路は前記第１および前記第２の
   接地電極の間にあり、前記第１の信号線路の一端は前記
   第１と第２の接地電極とにスルーホールによって接続さ
   れ、前記第２の信号線路は前記多層配線基板の最上面ま
   たは最下面のいずれか一方に配設されるとともに、 前記第１と第２の信号線路は、前記第２の信号線路を最
   上面に配設した場合には前記第１の接地電極を間に介し
   て対向し、前記第２の信号線路を最下面に配設した場合
   には前記第２の接地電極を間に介して対向するととも
   に、前記第１および第２の接地電極に接続されることな
   く該接地電極を貫通する少なくとも１つ以上のスルーホ
   ールによって接続され、 前記第２の信号線路の面積を変えることによって自己共
   振周波数を変えることを特徴とする高周波発振回路。