JPH0666584B2 - Monolithic microwave FET oscillator - Google Patents
Monolithic microwave FET oscillatorInfo
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- JPH0666584B2 JPH0666584B2 JP60153219A JP15321985A JPH0666584B2 JP H0666584 B2 JPH0666584 B2 JP H0666584B2 JP 60153219 A JP60153219 A JP 60153219A JP 15321985 A JP15321985 A JP 15321985A JP H0666584 B2 JPH0666584 B2 JP H0666584B2
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- microstrip line
- oscillator
- vco
- circuit
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- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はモノリシックマイクロ波IC構成のFET発振器に
関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a FET oscillator having a monolithic microwave IC configuration.
近年衛星放送、レーダ、マイクロ波通信等の技術の進展
により電圧制御発振器（以下「VCO」という。）および
周波数安定化マイクロ波発振器の需要が増大している。
このために、GaAs FETを用いたモノリシックマイクロ
波VCOおよび誘電体共振器による安定化発振器（以下、
「GRO」という。）の開発が各所で行なわれている。In recent years, demands for voltage controlled oscillators (hereinafter referred to as "VCOs") and frequency-stabilized microwave oscillators have been increasing due to progress in technologies such as satellite broadcasting, radar, and microwave communication.
For this purpose, a monolithic microwave VCO using a GaAs FET and a stabilized oscillator using a dielectric resonator (hereinafter,
It is called "GRO". ) Is being developed everywhere.
（従来技術の問題点） モノリシツクマイクロ波VCOでは、希望周波数帯で最大
電力を実現するためにFETのゲート端子とアース、およ
びソース端子とアースの間に設けられた回路のインピー
ダンスが最適化されている。このようなVCOの周波数安
定化を計るために一般にゲート端子に誘電体共振器回路
を結合する方法が用いられる。ところが、従来の発振器
の構造では共振器回路を付加することにより前記ゲート
回路のインピーダンスは変化し前記最適値を保てなくな
る。このため、従来はVCOの周波数安定化を計るために
は発振器の各回路パラメータを大幅に手直しする必要が
あり、IC全体の作り直しが必要であった。(Problems of the prior art) In the monolithic microwave VCO, the impedance of the circuit between the FET gate terminal and the ground terminal and the source terminal and the ground is optimized in order to achieve maximum power in the desired frequency band. ing. In order to stabilize the frequency of the VCO, a method of coupling a dielectric resonator circuit to the gate terminal is generally used. However, in the structure of the conventional oscillator, by adding a resonator circuit, the impedance of the gate circuit changes and the optimum value cannot be maintained. Therefore, in the past, in order to measure the frequency stabilization of the VCO, it was necessary to drastically modify each circuit parameter of the oscillator, and it was necessary to remake the entire IC.
（発明の目的） 本発明の目的は、前記欠点を除去し、１つのモノリシッ
クマイクロ波FET発振器が回路パラメータを変更するこ
となくVCOとしても、DROとしても使えることを可能にす
ることにある。(Object of the invention) The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and to enable one monolithic microwave FET oscillator to be used as both a VCO and a DRO without changing the circuit parameters.
（発明の構成） 上記目的を達成するために、本発明は、FETのゲートに
第１のマイクロストリップ線路の一端を接続した直列帰
還型モノリシックマイクロ波FET発振器において、前記
第１のマイクロストリップ線路の他端が、マイクロ波的
に短絡されるか、又は、一端が50Ωの抵抗体に接続され
ている特性インピーダンスが50Ωの第２のマイクロスト
リップ線路の他端に接続され、かつ、前記第１のマイク
ロストリップ線路の他端をマイクロ波的に接地したとき
に、発振条件を満足するように、前記第１のマイクロス
トリップ線路の特性インピーダンスと長さを選定し、更
に、前記第１のマイクロストリップ線路と前記第２のマ
イクロストリップ線路との接続点から（2K＋１）／４波
長（ただし、Ｋ＝0,1,2,……）離れた前記第２のマイク
ロストリップ線路上の場所に誘電共振器を結合させるよ
うにしたものである。(Structure of the Invention) In order to achieve the above object, the present invention relates to a series feedback type monolithic microwave FET oscillator in which one end of a first microstrip line is connected to a gate of an FET. The other end is microwave-shorted or is connected to the other end of a second microstrip line having a characteristic impedance of 50Ω, which is connected to a resistor of 50Ω at one end, and the first The characteristic impedance and length of the first microstrip line are selected so as to satisfy the oscillation condition when the other end of the microstrip line is grounded by microwaves, and further, the first microstrip line is further selected. And the second microstrip line away from the connection point of the second microstrip line by (2K + 1) / 4 wavelength (where K = 0,1,2, ...). To a location on the track it is obtained so as to couple the dielectric resonator.
（発明の詳細な説明） 第４図に従来のマイクロ波FET VCOおよびDROを示す。(Detailed Description of the Invention) FIG. 4 shows a conventional microwave FET VCO and DRO.
従来の方法では同図（ａ）のVCOを同図（ｂ）のように
安定化するためにゲート回路のマイクロストリップ線路
１を誘電体共振器回路11と交換し、ソース帰還用線路
２、マッチィング回路３（ａ）,3（ｂ）もそれぞれ21,3
1（ａ）,31（ｂ）に再設計、再製作する必要があった。In the conventional method, the microstrip line 1 of the gate circuit is replaced with the dielectric resonator circuit 11 in order to stabilize the VCO shown in FIG. 7A as shown in FIG. Circuits 3 (a) and 3 (b) are also 21 and 3 respectively
It was necessary to redesign and remanufacture 1 (a) and 31 (b).
第１図は本発明の再設計不要で周波数安定化可能のモノ
リシックマイクロ波VCOの構成を示す。同図において、
モノリシックVCOはFET4、第１のマイクロストリップ線
路12、ソース帰還用マイクロストリップ線路22、マッチ
ング回路32（ａ）および32（ｂ）からなり１つの半導チ
ップ内に構成されている。FIG. 1 shows the structure of a monolithic microwave VCO capable of frequency stabilization without the need for redesign according to the present invention. In the figure,
The monolithic VCO is composed of a FET 4, a first microstrip line 12, a source feedback microstrip line 22, and matching circuits 32 (a) and 32 (b) and is constructed in one semiconductor chip.
一方誘電体共振器回路は誘電体共振器14、特性インピー
ダンスが50Ωの第２のマイクロストリップ線路13および
高次モード発振防止用の50Ωの抵抗５からなり一枚のセ
ラミック基板上に構成されている。誘電体共振器回路の
等価回路および動作原理を第２図に示す。同図におい
て、誘電体共振器は基本共振角周波数ω０で並列共振回
路15として表わされるからω０ではＣ点から左を見たイ
ンピーダンスは無限大になる。この無限大のインピーダ
ンスを（2K＋１）波長／４の長さをもつマイクロストリ
ップ線路16によって変換すると、Ｂ点から左を見たイン
ピーダンスＺはω０で等価的に零になる。On the other hand, the dielectric resonator circuit is composed of a dielectric resonator 14, a second microstrip line 13 having a characteristic impedance of 50Ω and a resistance 5 of 50Ω for preventing higher-order mode oscillation, and is formed on a single ceramic substrate. . The equivalent circuit and operating principle of the dielectric resonator circuit are shown in FIG. In the figure, the dielectric resonator is represented as the parallel resonance circuit 15 at the basic resonance angular frequency ω 0 , so that at ω 0 , the impedance viewed from the point C to the left becomes infinite. When this infinite impedance is converted by the microstrip line 16 having a length of (2K + 1) wavelength / 4, the impedance Z seen from the point B to the left is equivalently zero at ω 0 .
第１図において、第１のマイクロストリップ線路12をマ
イクロ波的にアース17（Ａ点）に接続することにより発
振器はVCOとして動作する。その時のＤ点から左を見た
回路インピーダンス・ローカスZc（ω）と右を見たデバ
イス・ラインZdとの交点は発振動作点を表す。第３図
（ａ）図のスミスチャート18に示すように、Ｖgsを変え
ることによりＺｄはスミスチャート上を回転しZc（ω）
との交点は移動する。これにより、発振周波数は変る。In FIG. 1, the oscillator operates as a VCO by connecting the first microstrip line 12 to the earth 17 (point A) in a microwave manner. At that time, the intersection of the circuit impedance locus Zc (ω) viewed from the point D and the device line Zd viewed from the right represents the oscillation operating point. As shown in the Smith chart 18 of FIG. 3 (a), by changing V gs , Z d rotates on the Smith chart and Z c (ω)
The intersection with and moves. As a result, the oscillation frequency changes.
もし第１マイクロストリップ線路12をＡ点からはずし、
Ｂ点に接続すれば、前に述べたようにω０でＢ点から見
たインピーダンスＺは零であるからZc（ω０）は前値を
維持する。このため、発振器はω０での動作を保つ。そ
して誘電体共振器回路によってω０で高Ｑ（クオリティ
・ファクター）になったZc（ω）は第３（ｂ）図のスミ
スチャート上にω０の近くにかなり小さい周波数変化を
もつ円になる。従ってデバイスラインZdが回転しても、
Zc（ω）とZdの交点の周波数はほとんど変わらない。こ
れは発振器が発振振周波数ω０で安定化されていること
を意味する。If you remove the first microstrip line 12 from point A,
If it is connected to the point B, the impedance Z seen from the point B at ω 0 is zero as described above, so that Zc (ω 0 ) maintains the previous value. Therefore, the oscillator keeps operating at ω 0 . Then, Zc (ω), which has a high Q (quality factor) at ω 0 due to the dielectric resonator circuit, becomes a circle with a fairly small frequency change near ω 0 on the Smith chart of FIG. 3 (b). . Therefore, even if the device line Zd rotates,
The frequency at the intersection of Zc (ω) and Zd is almost unchanged. This means that the oscillator is stabilized at the oscillation frequency ω 0 .
第５図及び第６図は、それぞれ、本発明の発振器のVCO
動作時及びDRO動作時の回路構成を示す。まず、第５図
に示すように、GaAs基板上に構成されているGaAs発振器
チップ77の第１のマイクロストリップ線路12をボンディ
ングワイヤ56で金属性のチップキャリャ88に設けられて
いるチップコンデンサ57に接続することによって第１の
マイクロストリップ線路12をＰ点でマイクロ波的に接地
する。その際、本発振器がVCOとして動作するように、
第１のマイクロストリップ線路12の特性インピーダンス
と長さを選定する。一方、第６図に示すように、セラミ
ック基基板89上に形成され、一端が50Ωの抵抗５に接続
されている特性インピーダンスが50Ωの第２のマイクロ
ストリップ線路13の他端を、第１のマイクロストリップ
線路12に接続されたボンディングワイヤ58で接続すれ
ば、本発振器はDROとして動作する。そのとき、発振周
波数は、VCOのときと同じ周波数にするため、発振周波
数のみで前記ゲート端子に同じインピーダンスを与える
必要があり、前記第１のマイクロストリップ線路12と前
記第２のマイクロストリップ線路13との接続点から、例
えば、３／４波長（すなわち、Ｋ＝１）離れた前記第２
のマイクロストリップ線路13上の場所に誘電体共振器14
を結合させることになる。5 and 6 respectively show the VCO of the oscillator of the present invention.
The circuit configuration during operation and during DRO operation is shown. First, as shown in FIG. 5, the first microstrip line 12 of the GaAs oscillator chip 77 formed on the GaAs substrate is connected by the bonding wire 56 to the chip capacitor 57 provided in the metallic chip carrier 88. By doing so, the first microstrip line 12 is microwave-grounded at the point P. At that time, so that this oscillator operates as a VCO,
The characteristic impedance and length of the first microstrip line 12 are selected. On the other hand, as shown in FIG. 6, the other end of the second microstrip line 13 having a characteristic impedance of 50Ω, which is formed on the ceramic base substrate 89 and has one end connected to the resistor 5 of 50Ω, is connected to the first end. When connected by the bonding wire 58 connected to the microstrip line 12, this oscillator operates as a DRO. At that time, since the oscillation frequency is the same as that of the VCO, it is necessary to give the same impedance to the gate terminal only with the oscillation frequency, and the first microstrip line 12 and the second microstrip line 13 The second point, which is, for example, 3/4 wavelength (that is, K = 1) away from the connection point with
Dielectric resonator 14 in place on microstrip line 13
Will be combined.
（発明の効果） このような本発明においては、モノリシックマイクロ波
発振器のゲート回路をマイクロ波的にアースに接続すれ
ばVCOとして使用でき、またゲート回路を誘電体共振回
路に接続すればDROとして使用できる。このため再設計
を行なわずに、１つのモノリシックマイクロ波発振器を
VCOとしても、DROとしても使用でき、設計工数試作工数
を大幅に低減できる。(Effects of the Invention) In the present invention as described above, the gate circuit of the monolithic microwave oscillator can be used as a VCO if it is microwave-connected to the ground, and can be used as a DRO if the gate circuit is connected to a dielectric resonance circuit. it can. Therefore, a single monolithic microwave oscillator can be
It can be used as both a VCO and a DRO, and can significantly reduce the number of design and trial manufacturing steps.
第１図は本発明の再設計不要で周波数安定化可能のモノ
リシックマイクロ波VCOの構成を示す図、第２図は誘電
体共振回路の等価回路を示す図、第３図はVCO及びDROの
インピーダンスローカス及びデバイスラインの説明図、
第４図は従来のVCO及びDROを示す図、第５図は本発明の
発振器のVCO動作時の回路構成を示す図、第６図は本発
明のDRO動作時の回路構成を示す図である。 図において、１はマイクロストリップ回路、２はソース
帰還用線路、３（ａ）、３（ｂ）,31（ａ）,31（ｂ）,3
2（ａ）,32（ｂ）はマッチング回路、４はFET、５は抵
抗、11は誘電体共振器回路、12は第１のマイクロストリ
ップ線路、13は第２のマイクロストリップ線路、14は誘
電体共振器、15は並列共振回路、16はマイクロストリッ
プ線路、17はアース、18はスミスチャート、19はVCOの
デバイスライン、20はVCOのインピーダンスローカス、2
9はDROのインピーダンスローカス、56,58はボンディン
グワイヤ、57はチップコンデンサ、77はGaAs発振器チッ
プ、88はチップキャリャ、89はセラミック基板である。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a monolithic microwave VCO capable of frequency stabilization without redesign of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an equivalent circuit of a dielectric resonance circuit, and FIG. 3 is impedance of VCO and DRO. Explanatory drawing of locus and device line,
FIG. 4 is a diagram showing a conventional VCO and DRO, FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of the oscillator of the present invention during VCO operation, and FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of the present invention during DRO operation. . In the figure, 1 is a microstrip circuit, 2 is a source feedback line, 3 (a), 3 (b), 31 (a), 31 (b), 3
2 (a) and 32 (b) are matching circuits, 4 are FETs, 5 are resistors, 11 are dielectric resonator circuits, 12 is a first microstrip line, 13 is a second microstrip line, and 14 is a dielectric. Body resonator, 15 parallel resonant circuit, 16 microstrip line, 17 ground, 18 Smith chart, 19 VCO device line, 20 VCO impedance locus, 2
Reference numeral 9 is an impedance locus of DRO, 56 and 58 are bonding wires, 57 is a chip capacitor, 77 is a GaAs oscillator chip, 88 is a chip carrier, and 89 is a ceramic substrate.
Claims (1)
線路の一端を接続した直列帰還型モノリシックマイクロ
波FET発振器において、前記第１のマイクロストリップ
線路の他端が、マイクロ波的に短絡されるか、又は、一
端が50Ωの抵抗体に接続されている特性インピーダンス
が50Ωの第２のマイクロストリップ線路の他端に接続さ
れ、かつ、前記第１のマイクロストリップ線路の他端を
マイクロ波的に接地したときに、発振条件を満足するよ
うに、前記第１のマイクロストリップ線路の特性インピ
ーダンスと長さを選定し、更に、前記第１のマイクロス
トリップ線路と前記第２のマイクロストリップ線路との
接続点から（2K＋１）／４波長（ただし、Ｋ＝0,1,2,…
…）離れた前記第２のマイクロストリップ線路上の場所
に誘電体共振器を結合させたことを特徴とするモノリシ
ックマイクロ波FET発振器。1. A serial feedback monolithic microwave FET oscillator in which one end of a first microstrip line is connected to a gate of an FET, and whether the other end of the first microstrip line is microwave-shorted. Alternatively, one end of the first microstrip line is connected to the other end of the second microstrip line having a characteristic impedance of 50Ω, and the other end of the first microstrip line is grounded in a microwave manner. The characteristic impedance and length of the first microstrip line are selected so as to satisfy the oscillation condition, and the connection point between the first microstrip line and the second microstrip line is further selected. To (2K + 1) / 4 wavelengths (where K = 0,1,2, ...
...) A monolithic microwave FET oscillator, characterized in that a dielectric resonator is coupled to separate locations on the second microstrip line.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60153219A JPH0666584B2 (en) | 1985-07-10 | 1985-07-10 | Monolithic microwave FET oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60153219A JPH0666584B2 (en) | 1985-07-10 | 1985-07-10 | Monolithic microwave FET oscillator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6213105A JPS6213105A (en) | 1987-01-21 |
| JPH0666584B2 true JPH0666584B2 (en) | 1994-08-24 |
Family
ID=15557654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60153219A Expired - Lifetime JPH0666584B2 (en) | 1985-07-10 | 1985-07-10 | Monolithic microwave FET oscillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0666584B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58699U (en) * | 1981-06-25 | 1983-01-05 | デンヨ−株式会社 | Field control device for engine-driven welding generators |
| JPH04326607A (en) * | 1991-04-26 | 1992-11-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Oscillation circuit |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6047764B2 (en) * | 1977-01-21 | 1985-10-23 | ソニー株式会社 | Integrated circuit microwave oscillator |
-
1985
- 1985-07-10 JP JP60153219A patent/JPH0666584B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6213105A (en) | 1987-01-21 |
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