JPS6367904A - 誘電体発振器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 誘電体共振器とトランジスタと結合伝送線路から成るマ
イクロ波の誘電体発振器において、共振器と結合線路の
両方に対向して誘電体片を遠近させることにより、誘電
体発振器の共振器の共振周波数と結合線路の結合位相を
同時に変化させること′により広い周波数帯域に亘って
発振周波数を可変するもの。

〔産業上の利用分野〕

自由空間中に置かれた比較的大きい誘電率を有する誘電
体はマイクロ波帯において共振器として動作するが、こ
の誘電体共振器は、最近、誘電率の温度による変化が小
さく、損失も小さい優れた誘電体材料の開発とともに、
小形で低損失の温度特性の良い共振素子として注目され
ている。この誘電体共振器とマイクロ波ＦＥＴ　）ラン
ジスタなど小形の能動素子と組合せて作られる誘電体発
振器は、小形高性能のマイクロ波集積回路におけるマイ
クロ波発振器として用いられるようになっている。

本発明は、この誘電体発振器の発振周波数の可変特性に
関するもので、広い周波数帯域で発振周波数を安定に変
化できる誘電体発振器の構成が望まれている。

〔従来の技術〕

従来の誘電体発振器の構成を第３図と第４図に示す。第
３図はトランジスタ３の反射利得を利用した負性抵抗形
光振器であり、第４図はトランジスタ３の通過利得を利
用した帰還形光振器である。

第３図の負性抵抗形光振器は、円筒体の誘電体共振器ｌ
とマイクロ波トランジスタ３を伝送線路２で結合した回
路であって、伝送線路２は１端が短絡されたλｇ／４長
の結合線路２１により円筒形の誘電体共振器Ｉに磁界結
合させ、トランジスタ３と誘電体共振器１との間の線路
２２は結合線路２１と共にトランジスタ３を発振させる
位相条件を定め、マツチングパターン５はトランジスタ
３への反射利得に整合条件を与えるパターンである。

また、誘電体共振器１０円筒体の上面１１は、ケース８
に取付けられたネジ６の先端に設けられた誘電体片４に
対向し、ネジ６の回転により共振器１の円筒体上面１１
との距離ｄを変化することによって周囲媒質の誘電率を
変え、周囲媒質の誘電率を変えることによって共振器１
の共振周波数を変化させる。そして誘電体共振器１と伝
送線路２は誘電体基板７に取付けられ、誘電体基板７は
ケース８に収容固定される構造になっている。

第４図の帰還形光振器の場合は、トランジスタ３のＦＥ
ＴのドレインＤから出力されたマイクロ波電力は、第１
伝送線路２の線路２２を通って伝送され、終端が開放さ
れたλｇ／４長の結合線路２１によって誘電体共振器１
の入力端に結合される。

誘電体共振器ｌに結合されたマイクロ波は誘電体共振器
１の内部を通過し、その出力端から第２伝送線路２゛の
λｇ／４長の結合線路２１゛　に結合される。

λｇ／４結合線路２１゛　に結合した電力は第２伝送線
路２°の線路２２゛　を通ってトランジスタ３のＦＥＴ
のゲー１−Ｇに帰還される。第１伝送線路２の線路２２
と第２伝送線路２゛の線路２２°の長さは、発振条件を
満たす位相が得られるように決められているので発振が
持続される。

また、誘電体共振器１０円筒体の上面１１は、第３図の
負性抵抗形光振器の場合と同じく、ネジ６の先端の誘電
体片４に対向し、ネジ６の回転により距離ｄを変えて誘
電体共振器１の共振周波数を可変する。そして誘電体共
振器１と第１．第２伝送線路２，２゛　は、誘電体基板
７に接着して取付けられ、誘電体基板７はケース８に固
定される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上の説明のごとく、従来の誘電体発振器は、第３図の
負性抵抗形光振器、第４図の帰還形光振器の何れの場合
も、ケース８に取り付けられたネジ６を回転することに
より、その先端の誘電体片４を誘電体共振器１の円筒体
の上面１１に対向して移動させ、円筒体の上面に近接し
たとき共振周波数を低く、離隔したとき周波数を高くし
て、誘電体発振器の発振周波数をある範囲で変化させる
ことが出来る。

然しなから、従来の誘電体発振器は、共振器１の共振周
波数が変化するとき該共振器ｌに結合する結合線路２１
のλｇ／４長が変り、また、トランジスタ３の発振位相
を決める線路２２と線路２１の長さが最適長から外れる
ので広い周波数範囲で発振させることが出来ない。

広い周波数範囲で発振させるためには、ネジ６を回転し
て共振器１の共振周波数を変えるとき、新しい共振周波
数に適合した結合線路２１のλｇ／４長と、発振に最適
な位相を得る線路２２の長さをその都度最適長になるよ
うに、共振器１の位置と結合線路２１、位相を決める線
路２２の長さを図の点線で示すごとく機械的に動かして
調節せねばならず誘電体発振器の構造が複雑になるとい
う問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点は、誘電体共振器１の共振周波数と伝送線
路２の実効長を同時に電磁気的に変化させるような構成
にすることよって解決する。

そのため、第１図、第２図の構造図に示すごとく、誘電
体片４を誘電体共振器ｌの円筒体と伝送線路２の導体片
の両者に対向する位置に配置し、且つ誘電体片４を誘電
体共振器１と伝送線路２の両者に対して同時に遠近移動
させる構造とする。

〔作用〕

誘電体片４が誘電体共振器１と伝送線路２の両者に対向
して同時に対向距離を変化するので、誘電体共振器１と
伝送線路２の両者の媒質の実効誘電率が変り、誘電体共
振器１の内部磁界と共振器ｌと伝送線路２の磁界結合が
同時に変化する。

従って、共振器１の共振周波数の変化に対して、伝送線
路２の機械長を変えずにその実効電気長を電磁的に変化
させ最適長が維持されるので、トランジスタ３と組み合
わされた誘電体発振器は広帯域に亘って発振が持続され
問題は解決される。

〔実施例〕

第１図に本発明の第１の実施例の誘電体発振器として真
性抵抗形光振器を、第２図に本発明の第２の実施例とし
て帰還形の誘電体発振器を示す。

構成要素に付した番号で従来例の第３図、第４図と同じ
番号は同じ機能を持つ。

第１、第２の実施例の何れにおいても、ネジ６の先端の
誘電体片４が誘電体共振器１と伝送線路２の結合線路２
１の両者に対して取付用誘電体基板７　（裏面に導体パ
ターンを持たない）を挟んで対向して配置され、ケース
８に取付けられたネジ６を回転することにより、誘電体
片４と共振器１との対向距離および誘電体片４と結合線
路２１との対向距離が同時に同方向に変化される構造に
なっている。

ネジ６の回転により、誘電体片４が共振器１と伝送線路
２の両者から離れて対向距離が大きくなると磁界結合が
弱くなり媒質の実効誘電率が減って共振器１の共振周波
数が高い方に変化する。

それと同時に、伝送線路２の結合線路２１も機械長は同
じでも実効電気長が短くなるので共振器１との結合長の
λｇ／４長およびトランジスタ３の発振位相の最適長が
維持される。

また、ネジ６の回転により、誘電体片４が共振器ｌと伝
送線路２の両者に近接して対向距離が小さくなると磁界
結合が強くなり媒質の実効誘電率が増えて共振器１の共
振周波数が低い方に変化する。

それと同時に、結合線路２１も機械長は同じでもその実
効電気長が長くなるので、共振器１との結合長のλｇ／
４長およびトランジスタ３の発振位相の最適長が維持さ
れる。

何れにしても、誘電体共振器１の共振周波数の変化に対
して伝送線路２の機械長を変えずにその実効電気長を電
磁的に変化させ、結合度と位相の最適長が維持されるの
でトランジスタ３と組合わされた第１図の反射利得型の
誘電体発振器および第２図の帰還型の誘電体発振器の何
れにおいても広帯域に亘って発振が持続され問題は無く
、しかも複雑な機械構造を必要としない。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば、簡単な構造で広帯
域の誘電体発振器を容易に構成できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の誘電体発振器（負性抵
抗形）の構成を示す構造図、 第２図は本発明の第２の実施例の誘電体発振器（通過利
得形）の構成を示す構造図、 第３図、第４図は従来例の誘電体発振器の構成を示す構
造図である。 第１図、第２図、第３図、第４図において、１は誘電体
共振器、 ２は伝送線路、 ３はトランジスタ、 ４は誘電体片、 ５はマツチングパターン、 ６はネジ、 ７は取付用の誘電体基板、 ８はケースである。 玉 剃 鞄 禾入旨 ―　　　　　　〜 鳴 令 響 今秋 セＲ α℃ 瞼 く

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　誘電体共振器（１）と、該誘電体共振器（１）に磁界
   結合される伝送線路（２）と、該伝送線路（２）に接続
   され利得を有する半導体素子（３）と、前記誘電体共振
   器（１）に対向して移動する誘電体片（４）とから成る
   誘電体発振器において、前記誘電体片（４）を前記伝送
   線路（２）に対しても同時に対向して移動するよう配置
   することにより、前記誘電体共振器（１）の共振周波数
   を変えると同時に前記伝送線路（２）の実効電気長を変
   化させることを特徴とする誘電体発振器。