KR20050000068A - 온도 보상 기능을 가지는 유전체 공진 발진기 - Google Patents

Abstract

온도 변화에 따라 발진 주파수가 틀어지는 것을 방지하여 향상 일정한 초고주파 신호를 발진하는 TCDRO(Temperature Compensated Dielectric Resonator Oscillator)를 제공한다. 상기 TCDRO는 제어전압을 입력하고 이웃하는 DR로부터 여기되는 공진 주파수를 출력하는 제1마이크로 스트립 라인과, 제1마이크로 스트립라인과 대향하는 방향에 위치되며 외부 캐패시터의 용량값으로 상기 DR의 등가 용량을 조절하는 제2마이크로 스트립라인으로 구성된 DR부와; 소정레벨의 구동전압과 그라운드 사이에 접속되어 있으며 주변온도가 변화되는 것에 적응하여 상기 구동전압을 분압하여 제어전압을 출력하는 온도-전압 변환회로와; 상기 제2마이크로 스트립 라인의 일측에 접속된 로드 캐패시터들을 가지며 상기 온도-전압 변환회로부터 출력되는 제어전압에 대응하여 상기 DR로 로딩되는 캐패시터의 용량을 가변하는 전압-캐패시터 변환회로를 포함하여 구성된다.

Description

온도 보상 기능을 가지는 유전체 공진 발진기{DIELECTRIC RESONATOR OSCILLATOR HAVING TEMPERATURE COMPENSATED}

본 발명은 초고주파 신호(microwave)를 발생하기 위한 유전체 공진 발진기에 관한 것으로, 특히 온도 변화에 따라 발진 주파수가 틀어지는 것을 방지하여 향상 일정한 초고주파 신호를 발진하는 온도 보상형 유전체 공진 발진기(Temperature Compensated Dielectric Resonator Oscillator: 이하 "TCDRO"라 칭함)에 관한 것이다.

통상적으로 마이크로파(micro wave)를 이용하여 데이터를 전송하는 초고주파무선 통신 장치에는 반송파(carrier wave)로 사용되기 위한 주파수를 발진하는 국부 발진기를 구비하고 있다. 데이터와 영상 및 음성 데이터를 송수신하는 초고주파 무선 통신장치, 예컨대, 위성 방송 송수신 시스템에는 공진 특성이 우수하고 소형으로 제작할 수 있는 이점 때문에 유전체 공진기(Dielectric Resonator : 이하 "DR"이라 칭함)를 이용한 발진회로가 이용되고 있다.

또한, 상기 DR은 TEM(transverse electro-magnetic mode)의 ??/4의 파장을 이용 손실이 작고, 대역폭이 크고 우수한 감쇄 특성을 가지기 때문에 그 이용이 날로 증가되고 있다.

상기와 같은 DR를 구성하는 내부 요소에는 인덕터(inductor) 성분과 캐패시턴스(capacitance) 및 저항성분(resistance)을 가지며, 이에 따라 공진주파수 f를 구하는 기본공식은 하기 수학식 1과 같이 주어진다.

상기와 같은 DR를 이용한 유전체 공진 발진기(Dielectric Resonator Oscillator: 이하 "DRO"라 칭함)는 다른 발진기에 비하여 비교적 안정된 발진 출력 특성을 갖지만 주변 온도의 변화에 민감하기 때문에 공진 주파수가 변화되어 출력 주파수가 변동되는 문제점이 있어 왔다. 즉, DR의 공진 주파수 대역에서 캐패시터의 값은 외부 온도의 변화에 따라 그 값이 변화되어진다. 예를 들면, 온도가 증가되면 용량값이 감소됨으로써 공진 주파수 f가 상승되며, 온도가 감소되면 용량값이증가되어 공진 주파수 f가 낮아지는 문제가 발생한다.

이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 종래에는 온도센서로서 DR의 주변 온도를 감지하여 전압으로 변환하고, 상기 온도감지전압에 의해 DR의 외부에 접속된 가변 용량 다이오드의 용량값을 변화시켜 DR의 용량성 리액턴스를 조절함으로써 공진주파수가 조정하도록 하였다. 이러한 회로의 대표적인 예로서는 대한민국 특허 0136333호(유전체 발진기의 온도 안정화회로)를 들 수 있다.

상기 특허발명에 개시된 유전체 발진기의 온도 안정화회로는 집적화된 온도센싱 IC(Integrated Circuits)를 이용하여 DR의 주변온도 변화량을 전압으로 변환하고, 상기 변환된 온도 감지전압과 외부로부터 제공되는 발진제어전압 Vc(voltage control)를 전가산기로 가산하여 DR의 입력 스트립 선로에 접속된 가변용량 다이오드(variable capacitance diode ; varactor diode)의 용량값을 조절하도록 구성되어 있다.

그러나, 상기와 같은 특허발명은 첫째, 집적화된 온도센싱 IC를 이용함으로써 온도 변화에 따라 출력되는 온도센서 IC의 온도 변화 대 출력전압의 직진성(linearity)이 양호하지 못하여 온도 보상 특성이 양호하지 못하였다. 둘째, 연산증폭기로 구성된 전가산기를 이용하여 온도센서 IC의 출력과 발진제어전압 Vc를 가산하여 가변용량 다이오드의 캐소드로 제공하도록 회로가 구성되어 있어 구성이 복잡하고, 온도 변화에 따른 발진 주파수의 미세 조정이 곤란하여 소망하는 발진주파수를 얻기가 어려웠다. 셋째, 집적화된 온도 센싱 IC를 이용함으로써 DR 주변의 온도 영하(영상)에서 영상(영하)으로 변화될 때 바랙터 다이오드의 용량값을적절하게 제어할 수 없어 온도 보상의 정밀성이 낮은 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 주변의 온도가 변화하더라도 안정된 주파수를 발진하여 출력하는 온도보상형 유전체 공진 발진기를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 저온 및 고온 온도 보상부를 가지고 주변의 온도에 적응하여 DR의 공진주파수를 자동으로 조절하여 안정된 주파수를 발진하는 TCDRO를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 서미스터(thermistor)들과 캐패시터를 이용하여 유전체 공진기의 로드 캐패시턴스(load capacitance)를 조정하여 온도 변화에 따른 발진 출력을 간접적으로 보상하는 TCDRO를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 저온보상회로와 고온보상회로를 가지고 유전체 공진 발진기의 온도보상을 하는 TCDRO를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 등가적으로 RLC 공진 주파수를 가지는 DR과, 일측단으로 입력되는 제어전압 및 로드 캐패시턴스에 상기 DR의 등가용량을 조절하고 상기 DR로부터 여기(excitation) 되는 공진 주파수를 타측으로 출력하는 마이크로 스트립라인(micro strip line)으로 구성된 DR부(Dielectric Resonator Part)와; 상기 마이크로 스트립 라인의 일측단과 접지 사이에 접속되어진 적어도 하나 이상의 로드 캐패시터들과, 상기 일측단과 접지 사이에 접속되며 주변온도의 변화에 대응하여 증감되는 제어전압을 발생하여 상기 로드 캐패시터들의 용량값을 조절하는 온도-용량 변환 회로(Temperature to Capacitance Converting Circuits)(이하 "TCC"라 칭함)를 구비함을 특징으로 한다.

상기 마이크로 스트립 라인의 출력단에는 상기 공진주파수를 입력하여 정궤환 증폭하여 발진 주파수를 출력하는 발진부와 상기 발진부의 출력을 증폭하는 증폭기가 더 구비된다.

상기 TCC는 구동전압 Vrd(regulation driving voltage)과 그라운드 사이에 직렬 접속된 제1 및 제2 로드 캐패시터와, 제1서미스터와 제1저항이 병렬 접속되며 일측에 용량 조절용 캐패시터가 접속되어 주변의 온도가 저온일 때 상기 제1 및 제2로드 캐패시터의 용량을 증가시키는 저온 보상부와, 상기 용량 조절용 캐패시터의 타측과 상기 그라운드 사이에 제2저항과 제2서미스터가 직렬 접속되어 주변의 온도가 고온일 때 상기 제1 및 제2로드 캐패시터의 용량을 감소시키는 고온 보상부로 구성되어 있다.

상기 서미스터들은 온도가 상승함에 따라 저항값이 낮아지는 NTC서미스터(negative temperature coefficient thermistor)를 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 따른 TCDRO는 상기 DR 주변의 온도가 상온 이하의 저온 상태로 변화되면 저온 보상부의 제1서미스터와 제1저항의 합성 저항값이 증가되는 현상을 가짐으로써 상기 마이크로 스트립 라인에 접속된 제1 및 제2로드 캐패시터의 용량 값을 증가시켜 DR의 공진 주파수를 간접적으로 증가시킨다. 이와 반대로, 상기 DR 주변의 온도가 고온의 상태로 변화되면 고온 보상부의 제2서미스터 및 제2저항의 합성 저항값이 감소함으로써 상기 마이크로 스트립 라인에 접속된 제1 및 제2로드 캐패시터의 용량 값을 감소시켜 DR의 공진 주파수를 간접적으로 감소시킨다.

따라서 본 발명의 제1실시예에 따른 TCDRO는 DR 주변 온도의 변화에 대응하여 DR의 용량성 리액턴스를 간접적으로 증감 되도록 함으로써 DR 주변의 온도가 변화하더라도 공진 주파수를 향상 일정하게 할 수 있어 발진기로부터 출력되는 주파수를 안정화시킬 수 있다.

본 발명의 또다른 아스펙스(aspect)에 따른 TCDRO는 제어전압을 입력하고 이웃하는 DR로부터 여기(excitation) 되는 공진 주파수를 출력하는 제1마이크로 스트립 라인과, 제1마이크로 스트립라인과 대향하는 방향에 위치되며 외부 캐패시터의 용량값으로 상기 DR의 등가 용량을 조절하는 제2마이크로 스트립라인으로 구성된 DR부(Dielectric Resonator Part)와; 소정레벨의 구동전압과 그라운드 사이에 접속되어 있으며 주변온도가 변화되는 것에 적응하여 상기 구동전압을 분압하여 제어전압을 출력하는 온도-전압 변환 회로(Temperature to Voltage Converting Circuits)(이하 "TVC"라 칭함)와; 상기 제2마이크로 스트립 라인의 일측에 접속된 로드 캐패시터들을 가지며 상기 TVC로부터 출력되는 제어전압에 대응하여 상기 로드 캐패시터의 용량을 가변하는 전압-용량 변환회로(Voltage to Capacitor Converting Circuits)(이하 "VCC"라 칭함)로 구성함을 특징으로 한다.

상기 제1마이크로 스트립 라인의 출력단에는 상기 공진주파수를 입력하여 정궤환 증폭하여 발진 주파수를 출력하는 발진부와 상기 발진부의 출력을 증폭하는증폭기가 더 구비된다.

상기 TVC는 제1서미스터와 제1저항이 병렬 접속되어 일측이 상기 구동전압에 접속된 저온 보상부 및 상기 저온 보상부의 타측과 그라운드 사이에 제2저항과 제2서미스터가 직렬 접속된 고온 보상부로 구성되며, 상기 DR 주변의 온도에 비례적으로 증감되는 제어전압을 출력한다. 여기서, 상기 제2저항과 제2서미스터의 사이에는 노이즈를 제거하는 바이패스 캐패시터가 더 접속되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 VCC는 적어도 하나 이상 병렬 접속되어 일측이 상기 제2마이크로 스트립라인에 접속되어진 로드 캐패시터들과, 상기 로드 캐패시터의 타측과 접지사이에 접속되며 상기 TVC로부터 제어전압에 따라 용량값이 가변되어 상기 로드 캐패시터와의 합성 용량값을 조절하는 바랙터 다이오드(varactor diode: 가변용량 다이오드)로 구성되어 있다. 여기서, 상기 바랙터 다이오드의 케소드와 애노드 사이에는 캐패시터와 저항을 병렬로 더 접속하여 상기 바랙터의 직진성을 개선시키도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 제2실시예에 따른 TCDRO는 상기 DR 주변의 온도가 상온 이하의 저온 상태로 변화되면, 저온 보상부의 제1서미스터와 제1저항의 합성 저항값이 고온 보상부의 제2서미스터와 제2저항의 합성 저항값에 비해 감소되는 효과를 가지게 된다. 따라서, 바랙터 다이오드에 의한 용량값이 증가됨으로써 DR에 의한 공진 주파수는 증가된다.

이와 반대로, 상기 DR 주변의 온도가 상온 이상의 고온 상태로 변화되면 저온 보상부의 제1서미스터와 제1저항의 합성 저항값이 고온 보상부의 제2서미스터와제2저항의 합성 저항값에 비해 증가되는 효과를 가져온다. 따라서, 바랙터 다이오드에 의한 용량값이 감소됨으로써 DR에 의한 공진 주파수는 감소된다.

따라서 본 발명의 제2실시예에 따른 TCDRO는 DR 주변 온도의 변화에 대응하여 바랙터 다이오드의 용량값을 증감되도록 하여 DR의 용량성 리액턴스를 직접 조절함으로써 온도 변화에 대응하여 공진 주파수를 향상 일정하게 할 수 있어 발진기로부터 출력되는 주파수를 안정화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 온도 보상 기능을 가지는 유전체 공진 발진기의 회로도를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 온도 보상 기능을 가지는 유전체 공진 발진기의 회로도를 나타낸 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 하기에 설명되는 본 발명의 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상을 충분하게 전달하기 위한 것임에 유의하여야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 당 업계의 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명이 생략됨에 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 온도 보상 기능을 가지는 유전체 공진 발진기의 회로도로서, 온도의 변화가 발생할 때 DR의 로드 캐패시턴스 값을 간접적으로 조절하는 방법이다.

지금 외부전원전압 Vext가 입력되면, 전압안정화회로 12는 상기 외부전원전압을 레벨의 변동이 없도록 레귤레이팅하여 일정한 레벨의 제어전압 Vc를 DR부 14내의 마이크로 스트립 라인 22의 일측단과 TCC 18으로 공급한다. 상기 전원 안정화회로 12를 사용하는 이유는 전압 변화에 대한 주파수 변화를 특성을 미연에 방지하기 위함이다.

상기 DR부 14는 등가적으로 RLC 공진 주파수를 가지는 DR 24와, 일측단으로 입력되는 제어전압 Vc 및 로드 캐패시턴스로서 상기 DR 24의 등가용량을 조절하고 상기 DR 24로부터 여기 되는 공진 주파수를 타측으로 출력하는 마이크로 스트립라인 22로 구성되어 있다.

상기 로드 캐패시턴스는 TCC 18내에 위치되어 상기 마이크로 스트립 라인 22의 제어전압 입력단과 그라운두 사이에 접속된 적어도 하나 이상의 캐패시터 26 및 28로 구성된다. 상기 로드 캐패시터 26에는 제1서미스터 30, 제1저항 32 및 로드 캐패시턴스 조절용 캐패시터 34로 구성된 저온 보상부 19가 병렬로 접속되어 있다. 또한, 사이 로드 캐패시터 28에는 상기 캐패시터 34와 그라운드 사이에 직렬 접속된 제2저항 36과 제2서미스터 38으로 구성된 고온 보상부 21이 병렬로 접속되어 있다.

상기와 같이 구성된 TCC 18은 상기 DR부 14의 2개의 로드 캐패시터 26 및 28의 용량값으로 DR부 14내의 마이크로 스트립 라인 22의 일측단으로 공진 주파수를 결정하는 캐패시턴스를 초기에 로딩하며, 상기 로드 캐패시턴스를 온도의 변화에 적응하여 가변한다. 상기 TCC 18이 온도 변화량에 대응하여 DR 공진기의 캐패시턴스를 변화시켜 DR부 14의 공진점을 변화시키는 동작을 보다 상세하게 설명하면 하기와 같다.

전압 안정화 회로 12로부터 출력되는 제어전압 Vc가 상기 DR부 14 및 TCC 14로 공급되는 상태에서 상기 DR 24의 주변의 온도가 상온 이하의 저온 상태로 내려가면, DR부 14의 용량성 리액턴스가 증가하여 공진 주파수가 낮아지게 되는 현상이 발생한다. 이때, 저온 보상부 19내의 제1서미스터 30과 제1저항 32의 합성 저항값이 고온 보상부 21내 제2저항 36과 제2서미스터 38에 의한 합성 저항값보다 더 급격하에 증가됨으로써 상기 마이크로 스트립 라인 22에 접속된 제1 및 제2로드 캐패시터 26 및 28의 용량 값을 온도 변화량만큼 감소시킨다. 따라서 DR 24의 주변의 온도가 상온 이하로 내려가면, 제1 및 제2로드 캐패시터 26 및 28들에 의한 용량값이 감소됨으로써 저온 상태에 DR 24의 용량성 리액턴스의 증가를 보상하여 공진주파수변화를 방지한다.

이와 반대로, 상기 DR 24의 주변 온도가 상온 이하의 고온 상태로 올라가면, DR부 14의 용량성 리액턴스가 감소하여 공진 주파수가 높아지게 되는 현상이 발생한다. 이때, 고온 보상부 34내의 제2서미스터 34와 제2저항 36의 합성 저항값이 저온 보상부 19내 제1저항 32과 제1서미스터 30에 의한 합성 저항값보다 더 급격하에 낮아지게 됨으로써 상기 마이크로 스트립 라인 22에 접속된 제1 및 제2로드 캐패시터 26 및 28의 용량 값을 온도 변화량만큼 증가시킨다. 따라서 DR 24의 주변의 온도가 상온 이하로 내려가면, 제1 및 제2로드 캐패시터 26 및 28들에 의한 용량값이 증가됨으로써 고온 상태에 따른 DR 24의 용량성 리액턴스의 감소를 보상하여 보상하여 공진주파수변화를 방지한다

이때, 상기 저온 및 고온 영역에서의 온도 보상의 결정은 DR 24의 온도 특성을 고려하여 그 특성에 맞은 보상회로를 적용하여야 한다. 즉, DR 24의 온도 특성결과 각각의 온도 영역에서 보상할 필요가 없을 경우에는 그 부분의 보상회로에 사용하는 서미스터의 사용을 배제하여야 한다. 예컨대, DR 24의 온도 특성이 고온에서는 용량성 리액턴스의 변화가 많으나, 저온에서는 용량성 리액턴스의 변화가 없는 경우 저온 보상부 19내의 제1서미스터 30을 선택적으로 제거할 수 있다.

상기한 바와 같이 온도의 변화에 따라 용량성 리액턴스의 값이 변화하는 DR 24의 온도 보상을 TCC 18로 하는 경우, DR부 14의 공진주파수는 온도의 변화에 관계없이 항상 일정하게 발생되어 마이크로 스트립 라인 22를 통해 발진부 16으로 입력된다. 상기 발진부 16은 상기 DR부 14로부터 출력되는 공진주파수를 정궤환 증폭하여 발진 주파수를 출력하며, 상기 발진 주파수는 증폭회로 20에 의해 증폭 출력된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 TCDRO는 온도의 변화를 직접 캐패시턴스의 값으로 변환하여 온도의 변화에 따라 변화되는 DR 24의 용량성 리액턴스의 값을 보상함으로써 유전체 공진기의 발진 출력주파수를 안정화시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 온도 보상 기능을 가지는 유전체 공진 발진기의 회로도를 나타낸 도면으로서, 가능한 전술한 도 1과 실제적으로 동일한 기능을 수행하는 구성 요소들에는 동일한 참조부호를 부여하였다.

전술한 도 1과의 차이점은 온도 변화가 발생될 때 바랙터 다이오드의 용량값을 직접 조절한다는 것이다. 이를 위해 제2실시예에 따른 TCDRO는 온도의 변화를 제어전압 Vc로 변환하는 TVC(Voltage to Capacitor Converting Circuits) 25와,TVC 25로부터 출력되는 제어전압 Vc에 대응하여 DR부 14에 로딩되는 용량을 가변하는 VCC(Voltage to Capacitor Converting Circuits) 27을 구비하고 있다는 것이다.

또한, 제2실시예에 따른 DR부 24는 제1실시예와는 달리 DR 24의 사이에 제1 및 제2마이크로 스트립 라인 22, 23이 배치되어 구성되며, 제2마이크로 스트립 라인 23의 일측단에 VCC 27이 접속되어 구성되어 있다.

지금 외부로부터 TCDRO를 구동하기 위한 외부전압 Vext가 입력되면, 전술한 바와 같이 일정한 레벨의 전압으로 안정화된 제어전압 Vc가 DR부 14내의 제1마이크로 스트립 선로 22의 일측단으로 제공됨과 동시에 TVC 25의 저온 보상부 19로 입력된다.

이때, 상기 TVC 25내의 저온 보상부 19내의 제1서미스터 30 및 제1저항 32와 고온 보상부 21내의 제2저항 36 및 제2서미스터 24는 상기 제어전압 Vc를 하기 수학식 2와 같이 분압하여 발진제어전압 Vco를 저항 40을 통해 VCT 27내의 바랙터 다이오드 42의 캐소드로 공급한다. 여기서, 상기 TVC 25내의 캐패시터 35는 제어전압 Vc에 포함된 노이즈를 바이패스 하는 바이패스 캐패시터이다.

상기 수학식 2와 같이 분압된 제어전압 Vco를 캐소드로 입력하는 그에 대응하는 정전 용량값을 두개의 로드 캐패시터 26 및 28을 통해 DR부 14내의 제2마이크로 스트립 라인 23으로 로딩한다. 따라서, 상기 DR부 14는 전술한 수학식 1과 같은 공진 주파수를 발생하여 발진부 16의 입력노드로 제공하며, 상기 발진부 16은 상기 공진 주파수를 정궤환 증폭 하여 발진된 발진 주파수를 출력한다.

상기와 같이 동작되는 상태에서, DR 24 주변의 온도가 상온 이하의 저온 상태로 변화되면, 저온 보상부 19의 제1서미스터 20과 제1저항 32의 합성 저항값이 고온 보상부 21의 제2서미스터 34와 제2저항 36의 합성 저항값에 비해 감소되는 효과를 가지게 된다. 따라서, 상기 수학식 2에 의한 발진 제어전압 Vco이 감소됨으로써 따라서, 바랙터 다이오드 42의 캐소드로 제공되는 전압이 낮아지게 되어 바랙터 다이오드 42의 용량값이 증가되어 DR 24에 의한 의한 공진 주파수는 전술한 수학식 1에 따라 증가된다.

이와 반대로, 상기 DR 주변의 온도가 상온 이상의 고온 상태로 변화되면 저온 보상부 19의 제1서미스터 30과 제1저항 32의 합성 저항값이 고온 보상부 21의 제2서미스터 34와 제2저항 36의 합성 저항값에 비해 감소되는 효과를 가져온다. 따라서 수학식 2에 의한 발진제어전압 Vco가 증가되어 바랙터 다이오드 42에 의한 용량값이 감소됨으로써 DR에 의한 공진 주파수는 전술한 수학식 1에 의해 증가된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 TCDRO는 DR 주변 온도의 변화에 대응하여 바랙터 다이오드 42의 용량값을 직접 증감되도록 제어하여 DR의 용량성 리액턴스를 직접 조절함으로써 온도 변화에 대응하여 공진 주파수를 향상 일정하게 할 수 있어 발진기로부터 출력되는 주파수를 안정화시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명는 온도변화를 검출하여 이에 대응하는 정전용량으로 출력하는 TCC 또는 온도 변화를 검출하여 이에 대응하는 전압을 출력하는 TVC, 전압에 대응하는 정전용량값을 발생하는 VTC를 디스크리트한 소자로 구성하여 온도 변화에 따라 변화되는 DR의 용량성 리액턴스 값을 보상함으로써 마이크로파 송수신 장치에 사용되는 국부 발진기의 고안정도를 도모할 수 있다.

Claims (9)

1. 온도 보상 기능을 가지는 유전체 공진 발진기에 있어서,

   등가적으로 RLC 공진 주파수를 가지는 DR과,

   일측단으로 입력되는 제어전압 및 로드 캐패시턴스에 상기 DR의 등가용량을 조절하고 상기 DR로부터 여기 되는 공진 주파수를 타측으로 출력하는 마이크로 스트립라인으로 구성된 DR부와;

   상기 마이크로 스트립 라인의 일측단과 접지 사이에 접속되어진 적어도 하나 이상의 로드 캐패시터들과, 상기 일측단과 접지 사이에 접속되며 주변온도의 변화에 대응하여 증감되는 제어전압을 발생하여 상기 로드 캐패시터들의 용량값을 조절하는 온도-용량 변환 회로를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 온도 보상 기능을 가지는 유전체 공진 발진기.
2. 제1항에 있어서, 상기 마이크로 스트립 라인의 출력단에는 상기 공진주파수를 입력하여 정궤환 증폭하여 발진 주파수를 출력하는 발진부와 상기 발진부의 출력을 증폭하는 증폭기를 더 구비함을 특징으로 하는 온도 보상 기능을 가지는 유전체 공진 발진기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 온도-정전용량 변환회로는 구동전압과 그라운드 사이에 직렬 접속된 제1 및 제2 로드 캐패시터와, 제1서미스터와 제1저항이 병렬 접속되며 일측에 용량 조절용 캐패시터가 접속되어 주변의 온도가 저온일 때 상기 제1 및 제2로드 캐패시터의 용량을 증가시키는 저온 보상부와, 상기 용량 조절용 캐패시터의 타측과 상기 그라운드 사이에 제2저항과 제2서미스터가 직렬 접속되어 주변의 온도가 고온일 때 상기 제1 및 제2로드 캐패시터의 용량을 감소시키는 고온 보상부로 구성함을 특징으로 하는 온도 보상 기능을 가지는 유전체 공진 발진기.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2서미스터들은 온도가 상승함에 따라 저항값이 낮아지는 NTC서미스터임을 특징으로 하는 온도 보상 기능을 가지는 유전체 공진 발진기.
5. 온도 보상 기능을 가지는 유전체 공진 발진기에 있어서,

   제어전압을 입력하고 이웃하는 DR로부터 여기 되는 공진 주파수를 출력하는 제1마이크로 스트립 라인과, 제1마이크로 스트립라인과 대향하는 방향에 위치되며 외부 캐패시터의 용량값으로 상기 DR의 등가 용량을 조절하는 제2마이크로 스트립라인으로 구성된 DR부와;

   소정레벨의 구동전압과 그라운드 사이에 접속되어 있으며 주변온도가 변화되는 것에 적응하여 상기 구동전압을 분압하여 제어전압을 출력하는 온도-전압 변환 회로와;

   상기 제2마이크로 스트립 라인의 일측에 접속된 로드 캐패시터들을 가지며 상기 온도-전압 변환회로로부터 출력되는 제어전압에 대응하여 상기 로드 캐패시터의 용량을 가변하는 전압-용량 변환회로로 구성함을 특징으로 온도 보상 기능을 가지는 유전체 공진 발진기.
6. 제5항에 있어서, 상기 제1마이크로 스트립 라인의 출력단에는 상기 공진주파수를 입력하여 정궤환 증폭하여 발진 주파수를 출력하는 발진부와 상기 발진부의 출력을 증폭하는 증폭기를 더 구비함을 특징으로 하는 온도 보상 기능을 가지는 유전체 공진 발진기.
7. 제5항에 있어서, 상기 온도-전압 변환회로는 제1서미스터와 제1저항이 병렬 접속되어 일측이 상기 구동전압에 접속된 저온 보상부 및 상기 저온 보상부의 타측과 그라운드 사이에 제2저항과 제2서미스터가 직렬 접속된 고온 보상부로 구성되며, 상기 DR 주변의 온도에 비례적으로 증감되는 제어전압을 출력함을 특징으로 하는 온도 보상 기능을 가지는 유전체 공진 발진기.
8. 제7항에 있어서, 상기 제2저항과 제2서미스터의 사이에는 노이즈를 제거하는 바이패스 캐패시터가 더 접속됨을 특징으로 하는 온도 보상형 유전체 공진 발진기.
9. 제5항 또는 제7항에 있어서, 상기 전압-정전용량 변환회는 적어도 하나 이상 병렬 접속되어 일측이 상기 제2마이크로 스트립라인에 접속되어진 로드 캐패시터들과, 상기 로드 캐패시터의 타측과 접지사이에 접속되며 상기 온도-전압 변환회로로부터 출력되는 발진 제어전압에 따라 용량값이 가변되어 상기 로드 캐패시터와의 합성 용량값을 조절하는 바랙터 다이오드와와, 상기 바랙터 다이오드의 케소드와 애노드 사이에 접속되어 바랙터 다이오드의 직진성을 개선하는 캐패시터 및 저항으로 구성함을 특징으로 하는 온도 보상형 공진 발진기.