JPH07176955A - 高周波発振用共振回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘電体共振器とマイクロストリップ線路とで
構成される共振回路の発振出力の大きさが誘電体共振器
とマイクロストリップ線路との間の距離によって著しく
変動することを抑制する。 【構成】 マイクロ波集積回路による高周波発振用共振
回路において、誘電体基板上に設けたマイクロストリッ
プ線路をＬの字型に形成し、Ｌの字型の線路の内側に誘
電体共振器を配置することにより、誘電体共振器とマイ
クロストリップ線路を電磁的に結合させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波集積回路方
式の高周波発振用共振回路に関し、特に直接衛星放送
（ＤＢＳ）用コンバータ、通信衛星受信用コンバータに
用いられる共振回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロ波集積回路による負性抵抗型発
振回路の基本構成は、共振回路と能動素子（ＭＥＳＦＥ
Ｔ）、帰還素子、整合部（整合回路、直流阻止回路、ア
ッテネータ）よりなる負性抵抗回路で構成される。

【０００３】図３にマイクロストリップ線路と誘電体共
振器とを用いた従来の高周波発振用共振回路の回路図を
示す。

【０００４】図３に示されるように共振回路は発振周波
数の安定化のため誘電体共振器１を使用し、マイクロス
トリップ線路２と誘電体共振器１とを電磁的に結合させ
て回路を構成する。

【０００５】この時、マイクロストリップ線路が形成さ
れた基板上への誘電体共振器１の固定位置によって、マ
イクロストリップ線路と誘電体共振器との電磁的な結合
度が変わるため、その発振出力の強度は変化する。

【０００６】図４は誘電体基板上に形成された従来の負
性抵抗型発振回路の平面図である。

【０００７】図４において、厚さ０．６８ｍｍで比誘電
率９．７の誘電体基板上にセラミックス製の誘電体共振
器１がＧａＡｓＭＥＳＦＥＴからなる能動素子４に接続
されたマイクロストリップ線路２に近接して配置されて
いる。

【０００８】マイクロストリップ線路２は能動素子４と
誘電体基板の裏面に位置する接地導体にスルーホール７
により接続された終端抵抗３との間を接続すると共に、
誘電体共振器１と電磁的に結合する。

【０００９】能動素子４のゲート線路は帯域通過型フィ
ルタ５と３ｄＢアッテネータ６を通じてスルーホール７
に電気接続されている。

【００１０】例えば図４で厚さ０．６８ｍｍで比誘電率
９．７の誘電体基板上に線幅０．５８ｍｍ、基板側から
Ｃｒを８μｍ、Ｎｉを１．５μｍ、Ａｕを０．５μｍの
順で膜付けされたマイクロストリップ線路２と半径２ｍ
ｍの誘電体共振器１とで共振回路を形成し、発振周波数
を１０．６７８ＧＨｚとする場合、誘電体基板上に固定
されたマイクロストリップ線路と誘電体共振器との最適
位置からのずれによって生じる発振出力の強度変化を図
５に示す。

【００１１】図５は負性抵抗型発振回路の他の回路に全
く変動が無いとした場合、共振回路を構成するマイクロ
ストリップ線路と誘電体共振器との固定位置によって変
動する発振回路の発振出力の強度変化を示した特性図で
ある。

【００１２】図５から負性抵抗型発振回路の発振出力が
最も高くなる９．０ｄＢｍ以上となる誘電体共振器の固
定位置は図４で誘電体基板の長辺に平行でかつ水平方向
となるＸ方向で±０．２５ｍｍ、垂直方向となるＹ方向
で±０．２ｍｍと非常に狭い範囲に限定されていること
が分かる。

【００１３】さらに、実際の生産時においては誘電体共
振器の固定位置以外にも、能動素子（ＭＥＳＦＥＴ）の
特性、マイクロストリップ線路のパターン寸法がばらつ
くことを考慮すれば、誘電体共振器の固定位置精度は±
０．１０ｍｍ以下のばらつきとすることが実用上要求さ
れている。

【００１４】また、曲線状のマイクロストリップ線路を
誘電体共振器の周囲を取り囲むように配置する構成（特
開平４−１５７８０４号公報）が従来あったが、結合度
が十分とれない倶れがあった（宮内一洋、山本平一共
著、通信用マイクロ波回路第２版、電子通信学会編、ｐ
１３０〜１３１、コロナ社、１９８３年）。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題に鑑
みてなされたものであって、誘電体共振器の固定位置精
度によらず安定な発振出力を得ることを目的としてい
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、誘電体基板上に設けたマイクロストリップ
線路をＬの字型に形成し、Ｌの字型線路の内側に誘電体
共振器を配置することにより共振回路を構成するもので
ある。

【００１７】

【作用】本発明は、上記方法により共振回路を構成する
ことにより、誘電体共振器とマイクロストリップ線路の
結合度を誘電体共振器の固定位置によらず安定となるよ
うにしている。

【００１８】即ち、Ｌの字型のマイクロストリップ線路
の２ケ所で誘電体共振器と結合させているため、誘電体
共振器の固定位置を変えた場合でも全体としてのマイク
ロストリップ線路と誘電体共振器の結合度はあまり変化
しない。

【００１９】

【実施例】以下、本発明に係るマイクロ波集積回路によ
る発振回路を図面に示す実施例について説明する。

【００２０】図１にマイクロストリップ線路と誘電体共
振器とを用いた本発明の高周波発振用共振回路の回路図
を示す。

【００２１】図１は、基板上に設けたマイクロストリッ
プ線路２をＬの字型に形成し、Ｌの字型線路の内側に誘
電体共振器１を配置していることを示している。

【００２２】マイクロストリップ線路２は、一端が終端
抵抗３に接続され、他端が能動素子に接続されている。

【００２３】能動素子（ＭＥＳＦＥＴ）から誘電体共振
器１の結合部迄の電気長は発振周波数の１／４波長の奇
数倍となるように設定している。

【００２４】図２にこの共振回路を用いた１０．６７８
ＧＨｚ帯の発振回路の回路パターンを示す。

【００２５】図２の発振回路はＧａＡｓＦＥＴを、マイ
クロストリップ線路を介して誘電体共振器と結合させた
もので、負性抵抗型の発振回路である。

【００２６】負荷安定度を向上させるため出力部に損失
３ｄＢのアッテネータと、直流分を阻止するために帯域
通過型フィルタを用いている。

【００２７】共振回路部分は厚さ０．６８ｍｍで比誘電
率９．７の純度９９．９％以上のアルミナ製の誘電体基
板上に設けた線幅０．５８ｍｍ、基板側からＣｒを８μ
ｍ、Ｎｉを１．５μｍ、Ａｕを０．５μｍの順で膜付け
されたマイクロストリップ線路２をＬの字型に形成し、
Ｌの字型線路の内側に半径２ｍｍの誘電体共振器１を配
置している。

【００２８】最適位置として、マイクロストリップ線路
２のＬの字型線路の内周は能動素子４に近い側で誘電体
共振器１の外周と誘電体基板の長辺に平行なＸ方向で
０．４ｍｍ、マイクロストリップ線路２のＬの字型線路
の内周は終端抵抗３に近い側で誘電体共振器１の外周と
誘電体基板の長辺に垂直なＹ方向で０．６ｍｍだけ離れ
て配置されている。

【００２９】そこで図６に発振周波数を１０．６７８Ｇ
Ｈｚとする場合、誘電体基板上に固定されたＬの字型の
マイクロストリップ線路と誘電体共振器との最適位置か
らのずれによって生じる本実施例の発振出力の強度変化
に示す。

【００３０】図６で明示されるように、負性抵抗型発振
回路の発振出力が最も高くなる９．０ｄＢｍ以上となる
誘電体共振器の固定位置は図２で誘電体基板の長辺に平
行でかつ水平方向となるＸ方向で±０．３５ｍｍ、垂直
方向となるＹ方向で±０．４ｍｍとなっている。

【００３１】そのため、従来例に比べて誘電体共振器の
固定位置に対して特性変化が緩やかになり、発振出力が
９ｄＢｍ以上得られる領域も拡大し、許容範囲が広くな
っている。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば誘電
体基板上に設けたマイクロストリップ線路をＬの字型に
形成した内側に誘電体共振器を配置することにより、誘
電体共振器の固定位置精度をあまり問題にすることなく
安定な発振出力特性を得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の共振回路の回路パターン図である。

【図２】本発明の１０ＧＨｚ帯の発振回路の回路パター
ン図である。

【図３】従来の共振回路パターン図である。

【図４】従来の１０ＧＨｚ帯の発振回路の回路パターン
図である。

【図５】従来の１０ＧＨｚ帯の発振回路における誘電体
共振器固定位置による発振出力の分布図である。

【図６】本発明の１０ＧＨｚ帯の発振回路における誘電
体共振器固定位置による発振出力の分布図である。

【符号の説明】

１ 誘電体共振器 ２ マイクロストリップ線路 ３ 終端抵抗 ４ 能動素子 ５ 帯域通過型フィルタ ６ ３ｄＢアッテネータ ７ スルーホール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロ波集積回路による高周波発振用
   共振回路において、誘電体基板上に設けたマイクロスト
   リップ線路をＬの字型に形成し、Ｌの字型の線路の内側
   に誘電体共振器を配置することにより、誘電体共振器と
   マイクロストリップ線路を電磁的に結合させたことを特
   徴とする高周波発振用共振回路。