JPH0722842A

JPH0722842A - 高周波発振装置

Info

Publication number: JPH0722842A
Application number: JP15925893A
Authority: JP
Inventors: Yasuto Fujii; 靖人藤井; Takeshi Hasegawa; 健長谷川
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1995-01-24

Abstract

(57)【要約】【目的】周波数調整用のスタブ形成の領域を極小化し
て、周波数調整幅を大きくでき、さらに周波数の粗調整
・微調整が可能な高周波発振装置を提供する。【構成】本発明の高周波発振装置は、一端が接地された
マイクロストリップ線路１を有する共振回路部Ｘと負性
抵抗回路部Ｙとから成る高周波発振装置において、前記
マイクロストリップ線路１に、該線路幅を調整して発振
周波数を可変する第１の調整手段、例えば切断可能な複
数の導体支路１１〜１３と、該線路長さを調整して発振
周波数を可変する第２の調整手段、例えば切断可能なシ
ョートスタブ２１〜２５とを並設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高周波の電圧制御発振
回路（ＶＣＯ）などに用いられ、マイクロストリップ線
路を有する高周波発振装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、高周波発振装置、例えば電圧
制御発振回路（ＶＣＯ）は、図１に示すように、図中点
線部分のＸは、マイクロストリップ線路ＭＳＬ₁、ＭＳ
Ｌ₂バリキャップダイオードＣｖ、コンデンサＣ₁〜Ｃ
₄から成る共振回路部であり、Ｙは、発振用トランジス
タ、抵抗、コンデンサなどから成る負性抵抗回路部であ
り、Ｚは増幅用トランジスタ、マイクロストリップ線
路、抵抗、コンデンサなどから成る増幅回路部である。

【０００３】このような高周波発振装置において、制御
端子ＶＴより所定電圧が印加されると、マイクロストリ
ップ線路ＭＳＬ₁、バリキャップダイオードＣｖ、コン
デンサＣ₁〜Ｃ₂から成る共振回路の容量成分が変化し
て、共振周波数が変動する。

【０００４】これによって、負性抵抗回路部Ｙのトラン
ジスタの帰還信号が増幅回路部Ｚによって増幅して、出
力端子ＲＦOUT より導出される。

【０００５】このような高周波発振装置の製造過程にお
いて仕様に応じた周波数の調整は、共振回路部Ｘのマイ
クロストリップ線路ＭＳＬ₁を調整して行われる。

【０００６】このような高周波発振装置においては、発
振周波数の調整方法は、共振回路部を構成するマイクロ
ストリップ線路の線路長を調整していた。

【０００７】上述のマイクロストリップ線路ＭＳＬ₁部
分は、図６に示すように、誘電体基板７２の一方主面上
に、直線状、Ｕ字状、Ｊ字状などに形成されてた導体膜
７１（以下マイクロストリップ線路という）と、他方主
面に形成されたアース導体膜７３と、マイクロストリッ
プ線路７１の一端でアース導体膜７３と接続するスルー
ホール導体７４とから構成されている。ここで、上述の
周波数調整を可能にするために、マイクロストリップ線
路７１の一端には、レーザー照射、サンドブラスト、ド
リルなどによって切断される複数のショートスタブ７５
〜７９がラダー状に形成されており、発振周波数を考慮
して、所定数のショートスダブ７５〜７９を切断してい
た。

【０００８】このマイクロストリップ線路７１に接続さ
れるショートスタブ７５〜７９の切断状況によってマイ
クロストリップ線路７１の実質的な長さ成分が変化し
て、これによってインダクタンス成分が増加して、発振
周波数の低下を可能とできる。

【０００９】この切断されるショートスタブ７５〜７９
と発振周波数の変化との関係は、図７に示すように、シ
ョートスタブの切断数に介して発振周波数は直線的に減
少していく。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
図６において、マイクロストリップ線路７１に接続した
ショートスダブ７５〜７９を全部切断しても周波数可変
範囲が約２０ＭＨｚ程度であって、周波数のバラツキを
考慮すると周波数調整範囲が足りなくなる。

【００１１】そこで、周波数調整範囲を広げるためにス
タブの本数をさらに多くすればよいが、誘電体基板７２
上でのスタブ形成の領域が増大してしまい、高周波発振
装置の小型化・高密度化の要求に反してしまう。

【００１２】本発明は上述の問題点に鑑みて案出された
ものであり、その目的は、スタブ形成の領域を極小化し
て、周波数調整幅を大きくでき、さらに、周波数の粗調
整・微調整が可能な高周波発振装置を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の高周波発振装置
は、一端が接地されたマイクロストリップ線路を有する
共振回路部と負性抵抗回路部とから成る高周波発振装置
において、前記マイクロストリップ線路に、該線路幅を
調整して発振周波数を可変する第１の調整手段と、該線
路長さを調整して発振周波数を可変する第２の調整手段
とを並設した高周波発振装置である。具体的には、前記
マイクロストリップ線路幅を調整して発振周波数を可変
する第１の調整手段の一態様は、マイクロストリップ線
路の途中に線路幅を減少しする複数の導体支路からな
り、この複数の導体支路のうち所定数の導体支路を切断
するものである。

【００１４】また、別のマイクロストリップ線路幅を調
整して発振周波数を可変する第１の調整手段の一態様
は、マイクロストリップ線路と並列に接続した複数の導
体支路からなり、この複数の導体支路のうち所定数の導
体支路を切断するものである。

【００１５】

【作用】本発明によれば、マイクロストリップ線路の実
質的な線路長、及び線路幅の両方を調整できるようにな
っている。

【００１６】マイクロストリップ線路の実質的な線路幅
の調整は、マイクロストリップ線路の途中またはマイク
ロストリップ線路と並設する複数の導体支路からなり、
この導体支路を少なくとも１つは残すように切断され
る。

【００１７】また、マイクロストリップ線路の実質的な
線路長の調整は、マイクロストリップ線路の端部にラダ
ー状に接続される複数のショートスタブからなり、この
スタブを所定数切断される。

【００１８】このようにマイクロストリップ線路の線路
幅の調整は、導体支路を順次切断することによってイン
ピーダンスが徐々に高くなる。特に線路長の調整に比較
して発振周波数の変化率が非常に大きい。

【００１９】このため、線路幅の調整よって粗調整が可
能となり、線路長の調整によって微調整が可能となる。

【００２０】また、線路幅の調整と線路長の調整を組み
合わせることによって発振周波数の調整範囲を広くでき
る。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の高周波発振装置を図面に基づ
いて説明する。

【００２２】図１は、典型的な高周波発振装置の回路図
であり、尚、回路の構成は上述したとおりである。本発
明において、図１の共振回路部分Ｘのマイクロストリッ
プ線路ＭＳＬ₁は、例えば図２に示すように構成となっ
ている。

【００２３】図２において、１はマイクロストリップ線
路ＭＳＬ₁の導体膜（以下、単にマイクロストリップ線
路という）、２は誘電体基板、３はアース導体膜、４は
スルーホール導体である。

【００２４】マイクロストリップ線路１は、誘電体基板
２の一主面側には厚膜導体ペーストの印刷・焼付けによ
り形成され、その形状は、所定幅、所定長さの直線状と
なっている。また、誘電体基板２の他方主面側には、少
なくともマイクロストリップ線路１を含む比較的広い領
域にアース導体膜３が形成されている。また、マイクロ
ストリップ線路１の一端側はスルーホール導体４によっ
てアース導体膜３に導通されている。このマイクロスト
リップ線路１の他端側は、図２では省略しているが図１
に示すマイクロストリップ線路ＭＳＬ₂、バリキャップ
ダイオードＣｖ、コンデンサＣ₁〜Ｃ₄などに接続され
ている。

【００２５】尚、マイクロストリップ線路１の一端とア
ース導体膜３とを接続する手段として、スルーホール導
体４以外に、基板２の端面に形成した接続導体によって
接続しても構わない。

【００２６】本発明において、マイクロストリップ線路
１の他端から一端の途中で、線路幅を調整する第１の調
整手段である３本の導体支路１１〜１３が形成されてい
る。

【００２７】また、マイクロストリップ線路１の端部に
は、線路長を調整する第２の調整手段である５つのショ
ートスタブ２１〜２５がラダー状に形成されている。

【００２８】上述の構造は、まず所定誘電率を有する焼
成された誘電体基板２を用意する。

【００２９】尚、この誘電体基板２には予めスルーホー
ル導体４部分にはスルーホールが形成されている。

【００３０】このような誘電体基板上に、マイクロスト
リップ線路１、アース導体３となる導体パターンを、例
えばＣｕなどの低抵抗金属材料粉末、ガラスフリットを
含む導電性ペーストを用いて、スクリーン印刷を施し
て、乾燥し、焼きつけによって形成される。尚、スルー
ホール導体４は、マイクロストリップ線路１、アース導
体３となる導体パターンを形成する時に同時に、スルー
ホール内壁に導体膜が形成されるようにスクリーン印刷
して形成される。また、導体支路１１〜１３及びショー
トスタブ２１〜２５も、スクリーン印刷によるマイクロ
ストリップ線路１となる導体パターンと同一工程で乾燥
・焼きつけが行われて形成される。尚、導体支路１１、
１３間の幅は、略マイクロストリップ線路１の幅と同等
となっている。

【００３１】この導体支路１１〜１３及びショートスタ
ブ２１〜２５は、製造工程中の共振器周波数調整の過程
で、任意の導体支路またはショートスタブが、レーザー
などのエネルギービームの照射によって、またサンドブ
ラストやドリルなどの機械的な応力によって切断され
る。例えば、導体支路においては導体支路１１から導体
支路１３に向けてレーザー光を照射・走査を行い、ショ
ートスタブ２１〜２５においてはショートスタブ２１か
らショートスタブ２５に向けてレーザー光を照射・走査
を行い、夫々の導体支路１１〜１３及びショートスタブ
２１〜２５の任意数だけ順次切断されていく。

【００３２】導体支路１１〜１３の切断本数によって、
マイクロストリップ線路１の幅が減少するためインピー
ダンスが高くなる。これにより、マイクロストリップ線
路１を含む共振回路部Ｘの共振周波数を所定変化率で低
下させることができる。

【００３３】また、ショートスタブ２１〜２５の切断本
数によって、マイクロストリップ線路１の実質的な線路
長が変化し、インダクタンス成分が高くなる。これによ
り、マイクロストリップ線路１を含む共振回路部Ｘの共
振周波数を所定変化率で低下させることができる。

【００３４】種々の実施によって、導体支路１１〜１３
の夫々の導体幅の極端に狭くしないかぎり、導体支路１
１〜１３の切断による発振周波数の変動率は、ショート
スタブ２１〜２５の切断による発振周波数の変動率に比
較して、大きくすることができる。

【００３５】従って、実際の発振周波数の調整において
は、まず、大きな変化率が得られる導体支路１１〜１３
を切断して、粗い発振周波数の調整を行い、続いて、小
さい変化率が得られるショートスタブ２１〜２５を切断
して、細かい共振周波数の調整を行う。ここで、導体支
路１１〜１３の全てを切断するすると、マイクロストリ
ップ線路１の途中で断線することになるため、少なくと
も１つの導体支路、例えば１３を残す必要がある。

【００３６】本発明者は、発振周波数が９２０ＭＨｚ近
辺となるようにマイクロストリップ線路１に夫々の３本
の導体支路１１〜１３と５本のスダブ２１〜２５とを形
成した。尚、夫々の導体支路１１〜１３、５本のスダブ
２１〜２５ショートスダブの間隔や導体幅、長さは、夫
々所定値に設定した。

【００３７】図３は、図２に示す３本の導体支路１１〜
１３、５本のショートスタブ２１〜２５の切断によって
調整可能な周波数を示す特性図である。

【００３８】図３中、線Ａは、導体支路１１〜１３を切
断せず、１本目から５本目のショートスタブ２１〜２５
を順次切断した時の発振周波数の変化状況を示し、調整
幅としては従来と同等範囲である。即ち、従来と同様の
発振周波数の変化状況となる。

【００３９】線Ｂは、先ず１本の導体支路、例えば１１
を切断した後、１本目から５本目のショートスタブ２１
〜２５を順次切断した時の発振周波数の変化状況を示
し、線Ｃは、先ず２本の導体支路、例えば１１、１２を
切断した後、１本目から５本目のショートスタブ２１〜
２５を順次切断した時の発振周波数の変化状況を示す。

【００４０】以上のように、従来では、約２０ＭＨｚの
範囲で周波数の調整が可能であったのが、本発明では、
約４０ＭＨｚの範囲で周波数の調整が可能となる。即
ち、ショートスタブのみで、例えば４０ＭＨｚの範囲で
周波数の調整可能にするためには、少なくとも２倍の数
のショートスタブが必要となるが、本発明のように、マ
イクロストリップ線路１の線路幅を調整する導体支路１
１〜１３との組み合わせによって発振周波数を調整する
場合においては、ショートスタブの数を極小化すること
ができ、マイクロストリップ線路１及びそれに付随する
ショートスタブ２１〜２５のパターン領域が極めて減少
でき、小型化に大きく寄与できる。また、これらの導体
パターンを形成するにあたり、印刷精度のばらつきによ
る発振周波数のばらつきの幅広く吸収出来るため、製造
工程の簡略化に寄与できる。

【００４１】上述の実施例では、単板の誘電体基板を用
いたマイクロストリップ線路について説明したが、多層
構造とすることができる。

【００４２】図４は本発明の他の実施例における誘電体
基板の分解斜視図である。

【００４３】本実施例においては、誘電体基板４２は、
例えば３層の誘電体層４２ａ、４２ｂ、４２ｃから構成
されている。

【００４４】誘電体層４２ａと誘電体層４２ｂとの間に
はアース導体膜４３が形成され、誘電体層４２ｂと誘電
体層４２ｃとの間には直線状の第１のマイクロストリッ
プ線路４１ａが形成され、誘電体層４２ａ上には、導体
支路５１〜５３を有する第２のマイクロストリップ線路
４２ｂと該第２のマイクロストリップ線路４２ｂの端部
にラダー状と接続した複数のショートスタブ６１〜６５
が形成されている。

【００４５】また、誘電体層４２ａ、誘電体層４２ｂに
は、夫々厚み方向を貫いて、第１のマイクロストリップ
線路４１ａと第２のマイクロストリップ線路４２ｂを構
造上並列的接続する２つのスルーホール導体４４、４５
が形成されている。また、スルーホール導体４４、４５
とアース導体４３とは短絡してはならないため、スルー
ホール導体４４、４５が通過するアース導体４３部分に
は空白ランド部が形成されている。尚、スルーホール導
体４４、４５に代えてビアホール導体を用いても構わな
い。

【００４６】この実施例において、第１のマイクロスト
リップ線路４１ａと第２のマイクロストリップ線路４１
ｂとが合成されて、１つのマイクロストリップ線路とし
て動作する。

【００４７】この第１のマイクロストリップ線路４１ａ
の一端は、図示していないが、誘電体基板４２の表面に
スルホール導体などを介して導出され、共振回路を構成
する他の電子部品に接続する。また、マイクロストリッ
プ線路４１ｂの他端は誘電体基板４２の端部に延出し
て、例えばこの誘電体基板４２の端面に形成した端面導
体４２ａを介してアース導体４３と接続する。

【００４８】また、第２のマイクロストリップ線路４１
ｂの途中で、単一線路が３つに分割された導体支路５１
〜５３が形成されている。また、この導体支路５３に接
続するショートスタブ６１〜６５がラダー状に形成され
ている。

【００４９】このような多層構造の誘電体基板４２は、
まず、誘電体材料からなる３枚のグリーンシートを用意
し、誘電体層４２ａ、４２ｂとなるグリーンシートには
スルーホール導体４４、４５となる貫通穴を形成する。

【００５０】次に、誘電体層４２ｃとなるグリーンシー
ト上には、Ｃｕ系導電性ペーストを用いて第１のマイク
ロストリップ線路４１ａとなる導体パターンを形成す
る。

【００５１】また、誘電体層４２ｃとなるグリーンシー
ト上には、Ｃｕ系導電性ペーストを用いて、アース導体
４３となる導体パターン及びスルーホール導体４４、４
５となる導体パターンを形成する。

【００５２】また、誘電体層４２ａとなるグリーンシー
トには、Ｃｕ系導電性ペーストを用いて、スルーホール
導体４４、４５となる導体パターンを形成する。次
に、誘電体層４２ａ〜４２ｃとなるグリーンシートを夫
々積層熱圧着して、誘電体基板４２の表面に、導体支路
５１〜５３を有する第２のマイクロストリップ線路４１
ｂ及びショートスタブ６１〜６５を、Ｃｕの導電性ペー
ストを用いて形成する。

【００５３】その後積層したグリーンシートを所定寸法
に裁断して、端面導体４２ととなる導体パターンを形成
し、一体焼結を行う。尚、表面に形成する第２のマイク
ロストリップ線路４２及びショートスタブ６１〜６５、
端面に形成する導体膜４２を積層体を焼成した後、その
表面及び端面に導電性ペーストの印刷・焼きつけをおこ
なっても構わない。また、端面導体４２に代えてスルー
ホール導体やビアホール導体によって第１のマイクロス
トリップ線路４１ａとアース導体４３とを接続しても構
わない。

【００５４】以上のように、多層構造の誘電体基板４２
の表面に、マイクロストリップ線路の線路幅を調整する
ための複数の導体支路５１〜５３とマイクロストリップ
線路の線路長を調整するための複数のショートスタブ６
１〜６５とが形成されていることになるため、実際の発
振周波数の調整のためのレーザー照射や機械的応力によ
る除去は、誘電体基板４２の表面のみ処理で完了する。

【００５５】尚、上述の実施例においてはマイクロスト
リップ線路が直線状に形成されており、マイクロストリ
ップ線路の線路幅を調整するため導体支路１１〜１３、
５１〜５３の切断方向と線路長を調整するためショート
スタブ２１〜２５、６１〜６５の切断方向とが互いに直
交しているが、例えば、図５に示すように導体支路１１
〜１３形成部分とショートスタブ２１〜２５形成部分と
を９０°偏位させるようにマイクロストリップ線路１０
を曲げるて形成しても構わない。このような構造にすれ
ば、レーザー照射の走査方向や機械的応力の印加方向が
一直線上になるため、その加工が極めて簡単になる。

【００５６】上述の図２におけるマイクロストリップ線
路１の線路幅調整の切断が導体支路１１から導体支路１
３に向けて行われているが、その逆方向かさら行っても
構わない。また、導体ペーストの印刷精度によって、最
も効率がよく調整が可能な導体支路、ショートスタブの
本数、幅、長さを適宜設定すればよい。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、本発明では、マイクロス
トリップ線路の線路幅を調整する複数の導体支路と線路
長を調整する複数のショートスタブとが形成されてお
り、導体支路の切断調整により変化率の大きい粗調整が
可能となり、またショートスタブの切断調整により変化
率の小さい微調整が可能となるため、その組み合わせに
よって周波数調整範囲が広がり、最も効率のよく、最適
な発振周波数の調整が可能となる。

【００５８】さらに、周波数の粗調整・微調整が可能な
高周波発振装置が達成され、搭載部品等のバラツキ、や
マイクロストリップ線路の印刷形成精度による周波数バ
ラツキが容易に調整でき、しかも、周波数バラツキが大
きい発振装置においても、簡単に調整ができるので歩留
りの向上する。

【００５９】さらに、ショートスタブの数を多くしなく
とも、周波数調整範囲が広がるため、小形・高密度の発
振装置が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】典型的な高周波発振装置の回路図である。

【図２】本発明の高周波発振装置に用いるマイクロスト
リップ線路部分の外観斜視図である。

【図３】図２に示すマイクロストリップ線路に形成した
ショートスタブ、スタブの切断による共振周波数の変化
状況を説明する特性図である。

【図４】本発明の高周波発振装置に用いる他のマイクロ
ストリップ線路部分の分解斜視図である。

【図５】本発明の高周波発振装置に用いるさらに別マイ
クロストリップ線路部分の平面斜視図である。

【図６】従来のマイクロストリップ線路部分の外観斜視
図ある。

【図７】従来のマイクロストリップ線路を用いた高周波
発振装置の発振周波数の変化の状況を説明する特性図で
ある。

【付号の説明】

１・・・マイクロストリップ線路２・・・誘電体基板３・・・アース接地導体１１〜１３・・・導体支路２１〜２５・・・ショートスタブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端が接地されたマイクロストリップ線
路を有する共振回路部と負性抵抗回路部とから成る高周
波発振装置において、前記マイクロストリップ線路に、該線路幅を調整して発
振周波数を可変する第１の調整手段と、該線路長さを調
整して発振周波数を可変する第２の調整手段とを並設し
たことを特徴とする高周波発振装置。
【請求項２】前記マイクロストリップ線路幅を調整し
て発振周波数を可変する第１の調整手段が、マイクロス
トリップ線路の途中に線路幅を減少しする複数の導体支
路からなることを特徴とする請求項１記載の高周波発振
装置。
【請求項３】前記マイクロストリップ線路幅を調整し
て発振周波数を可変する第１の調整手段が、マイクロス
トリップ線路と並列に接続した複数の導体支路からなる
ことを特徴とする請求項１記載の高周波発振装置。