JPS6029212Y2 - 高周波トランジスタ発振回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は高周波トランジスタ発振器に関するものである
。

従来の高周波トランジスタ発振器においては、トランジ
スタ、固定抵抗器、巻線インダクタンス磁器コンデンサ
などの個別部品を使用し、プリント基板上に実装すると
いう方法が主であった。

この様な個別部品で構成される高周波トランジスタ発振
器を移動無線機等のように振動の多い環境で動作させる
場合、個別部品のうち、とくに巻線インダクタンスの振
動によりＳ／Ｎが悪化し易く、これを改善するための効
果的な方法がなかった。

発振周波数が高い場合はアルミナ基板又はテフロン等の
合成樹脂平板の上下両面に導電体層を形成したマイクロ
ストリップ線路の分布定数回路により発振回路を構成す
ることがあるが、これらの絶縁体の比誘電率は大体２〜
９であるため、ＶＨＦ乃びＵＨＦ帯においては、同一電
気長に対する寸法が大きくなること、又、低い特性イン
ピーダンスの要求に対してはストリップ線路幅が大にな
りこれらの理由により発振器の寸法が集中定数による回
路構成に比べて大きくなり、したがって小型化が困難に
なると共に、大きな基板を必要とするため高価になる欠
点がある。

本考案の目的は前述の欠点を除去して安価で小型で耐振
性の優れたトランジスタ発振回路を提供するものである
。

即ち、アルミナ基板又は合成樹脂絶縁物の代りに、（１
−Ｘ） ＢａＯ−ｘＴｉＯ２組成（ただし０．７≦Ｘ＜
１．０）の誘導体基板を用いて高周波トランジスタ発振
回路を構成するものである。

誘電体（１−ｘ）ＢａＯ・ｘ Ｔｉｅ２基板の誘電特性
は円板状試料を用いてＩＭＨｚ、 ｘＢａｎｄで測定し
た場合の一例を第１表に示す。

また同表におけるｔａｎδおよび比誘電率の温度変化も
同様にｘＢａｎｄで測定した値を示す。

第２表は通常の誘電体（アルミナ）との特性の比較を示
したものである。

表から明らかな様に本考案において用いられる誘電体基
板の特徴は組成全域にわたり高誘電率の特性が得られ、
その上ｔａｎδおよびＥの温度変化が小さい。

しかしｘ＜０．７ではｔａｎδが大きくなり実用上使用
できない。

したがって有効な高周波トランジスタ発振器用誘電体基
板の組成は０．７≦Ｘ〈１．０の範囲であることが好や
しい。

以下本考案の原理と作用・効果について図面を用いて詳
細に説明する。

第１図は本考案の高誘電率基板を用いた電圧制御発振回
路（ＶＣＯ）の一実施例の等他回路図を示し、第２図は
その一実施例である。

ここで示した一実施例の電圧制御発振回路は、λ／４マ
イクロストリップ線路Ｚ１の一端に容量を接続しりアク
タンス変換することによりインダクタンスを構成してい
る。

この様な伝送線路型発振器は容易に高いＱのインダクタ
ンスを構成することができるため、Ｃ／Ｎ比の良いＶＣ
Ｏを実現するのに適している。

第１図、第２図においてＣＩ、Ｃ２は帰還用コンデンサ
、Ｃ３は高周波バイパスコンデンサ、Ｃ４、Ｃ５，Ｃ６
は発振回路を構成するコンデンサ、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は
バイアス用抵抗体、ＴＲはトランジスタ、Ｌｌ、Ｌ２．
Ｌ３は分布定数線路で構成したチョークコイル、Ｘｌは
電圧制御可能容量素子（バラクタダイオード）、Ｚｌは
入／４のマイクロストリップ線路、Ｚ２はカップリング
用マイクロストリップ線路である。

１は高周波出力端子、２は電源端子、３は発振周波数制
御電圧端子、Ｅはグランドを示す。

第２図において４は本考案の高誘電率基板、５は発振器
ケースである。

本発振器に示すようにマイクロストリップ線路を発振器
の共振回路として使用した場合の発振器の周波数安定度
は、第２表つり比誘電率の温度係数αは一１５ｐｐｍ／
’Ｃ１基板の線膨張係数＋８．０ｐｐｍ／℃であるから
、−０，５ｐｐｍ／’Ｃとなり、温度特性のよい共振器
が実現できる。

又、高誘電率であるため同一特性インピーダンス、同一
［気長のマイクロストリップ線路はアルミナ基板と比較
し１／２の線路長で実現できるためインダクタンス、Ｒ
１，Ｒ２，Ｒ３のバイアス用抵抗体も基板上に厚膜もし
くは薄膜により容易に構成でき、高誘電率基板をケース
に密着しているため個別部品の構成に比べ、振動時のＳ
／Ｎ劣化量が大幅に減少し、さらに半田付けによる接続
点数が減少するため信頼性が向上するという利点がある
。

次に、トランジスタＴＲの直流供給法について言及する
。

第１図においてトランジスタＴＲへの直流電圧はコレク
タ供給されるが、この場合に端子２よりの高周波電圧流
出防止のためにインダクタンスＬ２が接続される。

Ｌ２のもう一方の端子はマイクロストリップ線路ｚ１の
ほぼ中間部に接続される必要がある。

これは発振回路における電圧定在波がλ／４で構成され
る基板線路内において線路のほぼ中間部で最小値をとる
ためである。

したがって上記のようにＬ２を接続することにより、Ｌ
２にもとすく発振器性能の劣化を最少にできるとともに
、端子２より高周波流出量の軽減もできる利点がある。

以上述べた小型で耐振性の優れた高周波トランジスタ発
振器は車載などの振動の多い環境で動作させることが多
い、多チャンネルの移動無線機の局部発振器として利用
した時にその効果が大きい。

すなわち、多チャンネルの移動無線機では局部発振周波
数を可変できる事が必要であるため、周波数シンセサイ
ザを用いるのが有利であるが、その場合発振器の耐振性
によって周波数シンセサイザの耐振性能が左右されるこ
とが多く、そのために発振器単体の耐振性を向上させて
おく必要がある。

その一実施例を第３図に示す。第３図において、２０は
基準周波数発振器、２１は位相比較器、２２は低減フィ
ルタ、２３は本考案にもとすくトランジスタ発振器、２
４は固定分周器、２５は可変分周器である。

この例では直接分周方式シンセサイザの構成国となって
いるが、従来より広く使用されているような、周波数変
換回路を使用したミキサ一方式シンセサイザを構成する
ことも可能である。

以上述べたように前記高誘電率基板を用いて発振回路を
構成し、電圧供給回路を工夫することは発振回路の小型
化、高性能化、製造コストの低減化においてその効果が
大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の実施例を示す等価回路図、第２図は
その一実装例の平面図、第３図は本考案のトランジスタ
発振器を使用した周波数シンセサイザに一構成例である
。 図において、ＣＩ、Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５゜Ｃ６はコ
ンデンサ、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３はバイアス用抵抗体、ＴＲ
はトランジスタ、Ｌｌ、Ｌ２．Ｌ３は分布定数回路で構
成したインダクタンス、Ｘｌは電圧制御可能容量素子（
バラクタダイオード）、ｚｌは入／４のマイクロストリ
ップ線路、ｚ２はカップリング用マイクロストリップ線
路、Ｅはグランド、１は高周波出力端子、２は電源端子
、３は発振周波数制御電圧端子、４は本考案の高誘電率
基板、５は発振器ケースである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 誘導体基板上に形成あるいは設けられた少なくともマイ
   クロストリップ線路と、第１乃至第３キヤパシタンスと
   ある制御信号に応答してその容量を変えるバラクタダイ
   オードと、第１乃至第３の電極を有するトランジスタと
   、抵抗体とを含む高周波トランジスタ発振回路において
   、前記誘導体基板を（ｌ Ｘ） ＢａＯＸＴｌＯ２（
   ただし、０．７ｚＸ＜１）で構成し前記マイクロストリ
   ップ線路の一端に前記第１のキャパシタンスと前記バラ
   クタダイオードよりなる容量性負荷を接続し他端に前記
   第１の電極を接続し、前記第１の電極にバイアス電圧を
   供給するために前記マイクロストリップ線路の中間部に
   高周波阻止用インダクタンスを結合しかつ前記誘導体と
   第２の電極との間および前記第２と第３の電極との間に
   それぞれ前記第２と第３の電極との間にそれぞれ前記第
   ２および第３のキャパシタンスを設けさらに前記第３の
   ！極にバイアスのための前記抵抗体を結合したことを特
   徴とする高周波トランジスタ発振回路。