JPS61219206A - 集積マイクロ波発振器 - Google Patents
集積マイクロ波発振器Info
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- JPS61219206A JPS61219206A JP61055159A JP5515986A JPS61219206A JP S61219206 A JPS61219206 A JP S61219206A JP 61055159 A JP61055159 A JP 61055159A JP 5515986 A JP5515986 A JP 5515986A JP S61219206 A JPS61219206 A JP S61219206A
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- Japan
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- line
- resonator
- terminal
- source
- active element
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/18—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance
- H03B5/1864—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a dielectric resonator
- H03B5/187—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a dielectric resonator the active element in the amplifier being a semiconductor device
- H03B5/1876—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a dielectric resonator the active element in the amplifier being a semiconductor device the semiconductor device being a field-effect device
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B2200/00—Indexing scheme relating to details of oscillators covered by H03B
- H03B2200/0014—Structural aspects of oscillators
- H03B2200/0028—Structural aspects of oscillators based on a monolithic microwave integrated circuit [MMIC]
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B2202/00—Aspects of oscillators relating to reduction of undesired oscillations
- H03B2202/03—Reduction of undesired oscillations originated from internal parasitic couplings, i.e. parasitic couplings within the oscillator itself
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- H03B2202/00—Aspects of oscillators relating to reduction of undesired oscillations
- H03B2202/05—Reduction of undesired oscillations through filtering or through special resonator characteristics
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- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/02—Details
- H03B5/04—Modifications of generator to compensate for variations in physical values, e.g. power supply, load, temperature
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- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/18—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance
- H03B5/1841—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator
- H03B5/1847—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator the active element in the amplifier being a semiconductor device
- H03B5/1852—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator the active element in the amplifier being a semiconductor device the semiconductor device being a field-effect device
Landscapes
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はマイクロ波電気通信システムに関するもであり
、更に詳しくは集積化マイクロ波発振器に関するもので
ある。
、更に詳しくは集積化マイクロ波発振器に関するもので
ある。
従来の技術
公知のように、発振器が満足しなければならない必要条
件の1つは温度または電源電圧変動等信の回路パラメー
タの変動のある状態での周波数安ay w −+s *
ス M17 111LI、t W fr 4
凰壬I+千−1n t マ+雰ムトランジスタまたはF
ETで構成される能動素子の温度変動によって生じる。
件の1つは温度または電源電圧変動等信の回路パラメー
タの変動のある状態での周波数安ay w −+s *
ス M17 111LI、t W fr 4
凰壬I+千−1n t マ+雰ムトランジスタまたはF
ETで構成される能動素子の温度変動によって生じる。
この変動は電気的パラメータ(βまたはμ)をかなり変
動させ、直接補償することはできないので、素子の外部
に安定化素子を設けなければならない。
動させ、直接補償することはできないので、素子の外部
に安定化素子を設けなければならない。
広く使用される方法はQ(quality facto
r)の高い高安定共振器を適当な回路点に設けるもので
ある。
r)の高い高安定共振器を適当な回路点に設けるもので
ある。
安定化は次のように行なわれる。公知のように、発振周
波数は動作状態にある回路の零リアクタンス状態によっ
て共振器の共振周波数の近傍に定められる。温度変動に
よる能動素子のりアクタンス変動は小さな周波数遷移に
よって起される高Q素子のリアクタンス変化によって補
償される。実際には、この型の共振器では共振周波数近
傍でリアクタンスがかなり変動する。零リアクタンス状
態を再び得ることはできない。
波数は動作状態にある回路の零リアクタンス状態によっ
て共振器の共振周波数の近傍に定められる。温度変動に
よる能動素子のりアクタンス変動は小さな周波数遷移に
よって起される高Q素子のリアクタンス変化によって補
償される。実際には、この型の共振器では共振周波数近
傍でリアクタンスがかなり変動する。零リアクタンス状
態を再び得ることはできない。
現在、高Qの共振素子は一般に誘電共振器で構成される
。このような素子の応用はたとえば米国特許第4,14
9,127号に示されている。すなわち、誘電共振器で
安定化したPETマイクロストリップ発振器について説
明されており、共振器がゲート線に配置される。発振を
開始するための帰還はソースに接続され、短絡回路によ
って終端された適当な長さの中継線によって得られる。
。このような素子の応用はたとえば米国特許第4,14
9,127号に示されている。すなわち、誘電共振器で
安定化したPETマイクロストリップ発振器について説
明されており、共振器がゲート線に配置される。発振を
開始するための帰還はソースに接続され、短絡回路によ
って終端された適当な長さの中継線によって得られる。
この回路は非常に安定な発振数を供給することができる
が、主として低周波の寄生発振の危険を充分に防止でき
ない。ソースから見たインピーダンスが純抵抗であるか
らである。この不都合を解消するため、動作周波数帯域
外にだけ介入する抵抗素子を入れることにより、回路全
体の利得、したがって正帰遠度を下げなければならない
。
が、主として低周波の寄生発振の危険を充分に防止でき
ない。ソースから見たインピーダンスが純抵抗であるか
らである。この不都合を解消するため、動作周波数帯域
外にだけ介入する抵抗素子を入れることにより、回路全
体の利得、したがって正帰遠度を下げなければならない
。
国IWマイクロ波シンポジウムの論文、「2つの誘電共
振器を使用した効率的な低雑音3ポートX帯域FET発
振器」(″Efficient low−noise
threeport X−band PET osci
llator using two dielectr
icresonators”、the proceed
ings of InternationalMicr
owave Sy+++posius+1982+Da
llas Texas)に説明されているマイクロ波発
振器の最近の具体化では、安定化素子と同じ第2の共振
素子を使うことによってこの条件が実現される。これは
FETのソースから出てくる線に沿って配置される。F
ETのソースはもはや短絡されず、50オームの適応型
抵抗性負荷によって終端される。ソース線に結合された
共振素子は直列に配置された並列型共振器として動作す
るので、共振時に線は開放回路となる。共振器を適切に
配置することにより、ソースで所望のりアクタンスを得
ることができる。
振器を使用した効率的な低雑音3ポートX帯域FET発
振器」(″Efficient low−noise
threeport X−band PET osci
llator using two dielectr
icresonators”、the proceed
ings of InternationalMicr
owave Sy+++posius+1982+Da
llas Texas)に説明されているマイクロ波発
振器の最近の具体化では、安定化素子と同じ第2の共振
素子を使うことによってこの条件が実現される。これは
FETのソースから出てくる線に沿って配置される。F
ETのソースはもはや短絡されず、50オームの適応型
抵抗性負荷によって終端される。ソース線に結合された
共振素子は直列に配置された並列型共振器として動作す
るので、共振時に線は開放回路となる。共振器を適切に
配置することにより、ソースで所望のりアクタンスを得
ることができる。
共振状態から離れていると共振器は短絡回路のようにな
る。その結果、線はその特性インピーダンスで終端され
る。そしてソースに純抵抗性負荷が得られる。これによ
り、寄生発振はまれになる。
る。その結果、線はその特性インピーダンスで終端され
る。そしてソースに純抵抗性負荷が得られる。これによ
り、寄生発振はまれになる。
しかし、このような回路には2種類の欠点がある。一方
では、ソース線に沿って配置された共振器は共振時に不
完全な開放回路となる。高い結合値の場合にも、無視で
きない抵抗成分が残るからである。その結果、正帰遠度
が下るので、出力電力が低下する。
では、ソース線に沿って配置された共振器は共振時に不
完全な開放回路となる。高い結合値の場合にも、無視で
きない抵抗成分が残るからである。その結果、正帰遠度
が下るので、出力電力が低下する。
域の共振器の存在によって発振器の調整が非常に厳しく
なる。実際には発振条件が生じるのは2つの共振器がほ
ぼ正確に同期しているときだけであり、線に垂直な方向
の共振器の小さな変位によってその共振周波数を充分に
変えることができる。
なる。実際には発振条件が生じるのは2つの共振器がほ
ぼ正確に同期しているときだけであり、線に垂直な方向
の共振器の小さな変位によってその共振周波数を充分に
変えることができる。
発明の目的と構成
このような欠点は本発明の提供する集積化マイクロ波発
振器によって解消される0本発明による集積化マイクロ
波発振器は動作帯域外の寄生発振を除去することによっ
て周波数を安定化した信号を発生し、高正帰還度のため
良好な出力電力レベルを供給し、また調整が容易である
。
振器によって解消される0本発明による集積化マイクロ
波発振器は動作帯域外の寄生発振を除去することによっ
て周波数を安定化した信号を発生し、高正帰還度のため
良好な出力電力レベルを供給し、また調整が容易である
。
本発明によれば、値が特性インピーダンスに等しい抵抗
素子によって接地された第1の線に能動素子の第1の端
子が接続され、第1の端子から適当な距離のところで上
記第1の線に誘電共振器が結合され、値が特性インピー
ダンスに等しい抵抗素子によって接地された第2の線に
能動素子の第2の端子が接続され、能動素子の第3の端
子がイ1ノl−’−カ1ソ1敦A線t〜へν ア由七I
マ(立詰六柄 込電電流およびバイアス電流を通すた
めのデ波回路網が上記の端子に接続された集積化マイク
ロ波発振器に於いて、Qが上記誘電共振器のQに比べて
かなり低く、共振周波数が誘電共振器の共振周波数に近
いマイクロストリップ共振器が第2の線に並列に配置さ
れ、第2の線に沿ったマイクロストリップ共振器の位置
が第2の端子で所望のインピーダンスが得られるように
選定される事を特徴とする集積化マイクロ波発振器が提
供される。
素子によって接地された第1の線に能動素子の第1の端
子が接続され、第1の端子から適当な距離のところで上
記第1の線に誘電共振器が結合され、値が特性インピー
ダンスに等しい抵抗素子によって接地された第2の線に
能動素子の第2の端子が接続され、能動素子の第3の端
子がイ1ノl−’−カ1ソ1敦A線t〜へν ア由七I
マ(立詰六柄 込電電流およびバイアス電流を通すた
めのデ波回路網が上記の端子に接続された集積化マイク
ロ波発振器に於いて、Qが上記誘電共振器のQに比べて
かなり低く、共振周波数が誘電共振器の共振周波数に近
いマイクロストリップ共振器が第2の線に並列に配置さ
れ、第2の線に沿ったマイクロストリップ共振器の位置
が第2の端子で所望のインピーダンスが得られるように
選定される事を特徴とする集積化マイクロ波発振器が提
供される。
実施例
本発明の上記の特徴および他の特徴は一実施例の詳細な
説明と図面により明らかとなる。この実施例は例示のた
めのものであり。本発明を限定するものではない。
説明と図面により明らかとなる。この実施例は例示のた
めのものであり。本発明を限定するものではない。
図でEAはたとえばFETで構成された能動素子であり
、そのゲート端子、ソース端子、ドレイン端子をそれぞ
れ1.2.3で表わしである。ソース2は線4に接続さ
れ、線4は抵抗素子ERIによってその特性インピーダ
ンスで終端される。
、そのゲート端子、ソース端子、ドレイン端子をそれぞ
れ1.2.3で表わしである。ソース2は線4に接続さ
れ、線4は抵抗素子ERIによってその特性インピーダ
ンスで終端される。
抵抗素子ERIはパッド5を介して下にある導電層に接
地されている。
地されている。
抵抗性に近い素子ERI、高インピーダンス線6.7お
よび8、ならびに扇形共振器9および10で構成される
デ波回路網が線4に接続される。
よび8、ならびに扇形共振器9および10で構成される
デ波回路網が線4に接続される。
この回路網はパッド11と通じており、これによりソー
ス・バイアス電流源と接続することができる。
ス・バイアス電流源と接続することができる。
ゲート1はvA12に接続され、抵抗素子ER2によっ
て特性インピーダンスで終端され、パッド13を介して
接地される。
て特性インピーダンスで終端され、パッド13を介して
接地される。
最後に、ドレイン3は3段階インピーダンス変成器14
を介して出力線15に接続されている。
を介して出力線15に接続されている。
出力、v115の上に、直流電流を阻止するため結合線
阻止16が配置される。素子16の上流にはソースに接
続されたものと同様なデ波回路網が配置されており、こ
れはm17.18.19、扇形共振器20.21、なら
びにパッド22で構成される。ドレイン電流発生器がこ
のパッドに接続されている。
阻止16が配置される。素子16の上流にはソースに接
続されたものと同様なデ波回路網が配置されており、こ
れはm17.18.19、扇形共振器20.21、なら
びにパッド22で構成される。ドレイン電流発生器がこ
のパッドに接続されている。
発振の開始はゲート1およびソース2に適当なリアクタ
ンスをロードすることによって得られる正帰還で行なわ
れる。
ンスをロードすることによって得られる正帰還で行なわ
れる。
更に詳しくは、ソース2の場合には、扇形のマイクロス
トリップ共振器RSを線4と並列に、ソースから適切な
距離のところに、その軸が線4に対して直角になるよう
に配置することによって所望のりアクタンスが作られる
。これは−次近似で幅が可変で、長さがλ/4に等しい
マイクロストリップ線として動作し、その端(回線部に
相当する)の開放回路をvA4に接触して配置された頂
点の短絡回路に変換する。扇形RSと線との間の接触面
積が限られているので、ソースと扇形RSとの間に含ま
れる幹線の電気的長さは明確に規定される。
トリップ共振器RSを線4と並列に、ソースから適切な
距離のところに、その軸が線4に対して直角になるよう
に配置することによって所望のりアクタンスが作られる
。これは−次近似で幅が可変で、長さがλ/4に等しい
マイクロストリップ線として動作し、その端(回線部に
相当する)の開放回路をvA4に接触して配置された頂
点の短絡回路に変換する。扇形RSと線との間の接触面
積が限られているので、ソースと扇形RSとの間に含ま
れる幹線の電気的長さは明確に規定される。
設計で必要とされたソース負荷抵抗はソースとR3との
間の上記の幹線の長さを適切に定めることによって得ら
れる。
間の上記の幹線の長さを適切に定めることによって得ら
れる。
ゲート1の所望のりアクタンスは誘電共振器RDをゲー
トから適当な距離のところで線12に結合することによ
〜7揚られふ−HB@鴇8カ(を振周波数も安定化する
。第1近似で、開放回路は結合区間、すなわち共振器の
中心と交わり同じ線に垂直な軸で表わされる線12の区
間に於いてRDの共振周波数で実現される。ゲート1か
ら共振器までの距離を適切に定めることにより、所望の
りアクタンスが得られる。
トから適当な距離のところで線12に結合することによ
〜7揚られふ−HB@鴇8カ(を振周波数も安定化する
。第1近似で、開放回路は結合区間、すなわち共振器の
中心と交わり同じ線に垂直な軸で表わされる線12の区
間に於いてRDの共振周波数で実現される。ゲート1か
ら共振器までの距離を適切に定めることにより、所望の
りアクタンスが得られる。
共振器RSのQはかなり低く、百分の1のオーダーで比
較的広帯域であるので、共振器RDとの同期は容易に達
成され、その調整、すなわち正確なRDの位置ぎめは極
めて容易である。他方、R3のQは比較的低いが、線4
に生ずる短絡回路は非常に小さな抵抗成分となる。素子
R5はwa4と電気的に接触しているからである。その
結果、正帰遠度はほぼ可能な限り高くなるので、出力電
力に関する効率は最高となる。
較的広帯域であるので、共振器RDとの同期は容易に達
成され、その調整、すなわち正確なRDの位置ぎめは極
めて容易である。他方、R3のQは比較的低いが、線4
に生ずる短絡回路は非常に小さな抵抗成分となる。素子
R5はwa4と電気的に接触しているからである。その
結果、正帰遠度はほぼ可能な限り高くなるので、出力電
力に関する効率は最高となる。
もちろん、動作帯域外に生じ得る望ましくない発振の抑
圧によって得られるすべての利点は維持される。実際、
これらの発振は動作周波数からかなり離れた周波数(一
般に非常に低い周波数)で生じ、これらの周波数では素
子R3は共振状態から離れているので、ソースは線4を
介して素子ERIによって終端され、負荷は純抵抗性と
なる。
圧によって得られるすべての利点は維持される。実際、
これらの発振は動作周波数からかなり離れた周波数(一
般に非常に低い周波数)で生じ、これらの周波数では素
子R3は共振状態から離れているので、ソースは線4を
介して素子ERIによって終端され、負荷は純抵抗性と
なる。
以上の説明は本発明を限定するものでないことは明らか
である。
である。
本発明の範囲を逸脱することな(変更や変形を加えるこ
とが可能である。
とが可能である。
図はその上に集積化発振器が作られたチップの上面図で
ある。 符号の説明 EA−−一能動素子、ERI、ER2−・抵抗素子、R
1)−一−・誘電共振器、RS−・マイクロストリップ
共振器、1−・ゲート端子、2・・−・ソース端子、3
・・−・ドレイン端子、12・−・−第1の線、4・−
第2の線、15−・出力線、6.7. 8−・高インピ
ーダンス線、5.11.13.22・・−パッド、9.
10,20゜21−・扇形共振器、14−・−インピー
ダンス変成器、16−・−結合線素子。
ある。 符号の説明 EA−−一能動素子、ERI、ER2−・抵抗素子、R
1)−一−・誘電共振器、RS−・マイクロストリップ
共振器、1−・ゲート端子、2・・−・ソース端子、3
・・−・ドレイン端子、12・−・−第1の線、4・−
第2の線、15−・出力線、6.7. 8−・高インピ
ーダンス線、5.11.13.22・・−パッド、9.
10,20゜21−・扇形共振器、14−・−インピー
ダンス変成器、16−・−結合線素子。
Claims (2)
- (1)値が特性インピーダンスに等しい抵抗素子(ER
2)によって接地された第1の線(12)に能動素子(
EA)の第1の端子(1)が接続され、第1の端子から
適当な距離のところで上記第1の線に誘電共振器(RD
)が結合され、値が特性インピーダンスに等しい抵抗素
子(ER1)によって接地された第2の線(4)に能動
素子の第2の端子(2)が接続され、そして能動素子の
第3の端子(3)がインピーダンス整合線(14)を介
して出力に接続され、給電電流およびバイアス電流を通
すための濾波回路網が上記の端子に接続された集積化マ
イクロ波発振器に於いて、Qが上記誘電共振器のQに比
べてかなり低く、共振周波数が該誘電共振器の共振周波
数に近いマイクロストリップ共振器(RS)が第2の線
(4)に並列に配置され、第2の線に沿ったマイクロス
トリップ共振器の位置が第2の端子で所望のインピーダ
ンスが得られるように選定される事を特徴とする集積化
マイクロ波発振器。 - (2)上記マイクロストリップ共振器(RS)は扇形で
あり、その軸は上記第2の線(4)に垂直であり、頂点
は第2の線に接触して配置され、等価電気長は作成され
る信号の周波数で他方の端に存在する開放回路を接触点
の短絡回路に変換するような長さである事を特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の発振器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT67277-A/85 | 1985-03-22 | ||
IT67277/85A IT1184920B (it) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | Oscillatore a microonde integrato |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61219206A true JPS61219206A (ja) | 1986-09-29 |
Family
ID=11301074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61055159A Pending JPS61219206A (ja) | 1985-03-22 | 1986-03-14 | 集積マイクロ波発振器 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4652836A (ja) |
EP (1) | EP0205771B1 (ja) |
JP (1) | JPS61219206A (ja) |
CA (1) | CA1278050C (ja) |
DE (2) | DE3672181D1 (ja) |
IT (1) | IT1184920B (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3322304A1 (de) * | 1983-06-21 | 1985-01-03 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Streifenleitungsdopplerradar |
FR2614150A1 (fr) * | 1987-04-15 | 1988-10-21 | Alcatel Thomson Faisceaux | Oscillateur a resonateur dielectrique et accord electronique de frequence par varactor, notamment dans la gamme des 22 ghz |
US4906947A (en) * | 1989-03-13 | 1990-03-06 | Honeywell, Inc. | Millimeter wave microstrip voltage-controlled oscillator with adjustable tuning sensitivity |
US5818880A (en) * | 1990-03-30 | 1998-10-06 | Honeywell Inc. | MMIC telemetry transmitter |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57170604A (en) * | 1981-03-27 | 1982-10-20 | Thomson Csf | Ultrahigh frequency oscillator with dielectric resonator of small hybrid circuit typw |
JPS59224904A (ja) * | 1983-06-03 | 1984-12-17 | Murata Mfg Co Ltd | 発振回路 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4012741A (en) * | 1975-10-07 | 1977-03-15 | Ball Corporation | Microstrip antenna structure |
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