JPH0132682B2 - - Google Patents
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- JPH0132682B2 JPH0132682B2 JP54045241A JP4524179A JPH0132682B2 JP H0132682 B2 JPH0132682 B2 JP H0132682B2 JP 54045241 A JP54045241 A JP 54045241A JP 4524179 A JP4524179 A JP 4524179A JP H0132682 B2 JPH0132682 B2 JP H0132682B2
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- JP
- Japan
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- waveguide
- module
- millimeter wave
- wave oscillator
- diode
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- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 24
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 11
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 6
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- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
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Classifications
-
- 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
- H03B7/00—Generation of oscillations using active element having a negative resistance between two of its electrodes
- H03B7/12—Generation of oscillations using active element having a negative resistance between two of its electrodes with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance
- H03B7/14—Generation of oscillations using active element having a negative resistance between two of its electrodes with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance active element being semiconductor device
- H03B7/143—Generation of oscillations using active element having a negative resistance between two of its electrodes with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance active element being semiconductor device and which comprises an element depending on a voltage or a magnetic field, e.g. varactor- YIG
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03C—MODULATION
- H03C3/00—Angle modulation
- H03C3/10—Angle modulation by means of variable impedance
- H03C3/12—Angle modulation by means of variable impedance by means of a variable reactive element
- H03C3/22—Angle modulation by means of variable impedance by means of a variable reactive element the element being a semiconductor diode, e.g. varicap diode
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、絶縁体で被われた発振ダイオード
から成る能動半導体素子を集積した、固体ミリ波
発振器に関するものである。上記絶縁体は、半導
体素子の金属支持部（発熱源であると共に共振空
胴の底面でもある）と、バイアス電極であると共
に共振空胴の上面でもある金属部分との間に設け
られている。本型式の様に特定の周波数において
選択的に発振する共振空胴を持つ発振器を同調型
（“pretuned”）モジユールと呼ぶ。
から成る能動半導体素子を集積した、固体ミリ波
発振器に関するものである。上記絶縁体は、半導
体素子の金属支持部（発熱源であると共に共振空
胴の底面でもある）と、バイアス電極であると共
に共振空胴の上面でもある金属部分との間に設け
られている。本型式の様に特定の周波数において
選択的に発振する共振空胴を持つ発振器を同調型
（“pretuned”）モジユールと呼ぶ。
送信機中の本型式の発振器に対して次に示す操
作を行ない、周波数を特定の値に合わせることは
度々必要とされる。
作を行ない、周波数を特定の値に合わせることは
度々必要とされる。
●発振ダイオードの発振周波数をデイジタル的
（データ転送の際に必要）またはアナログ的
（トツプラ効果による距離測定の際に必要）に
変調を行なう。
（データ転送の際に必要）またはアナログ的
（トツプラ効果による距離測定の際に必要）に
変調を行なう。
●発振周波数を自動的に調整する（遠距離通信の
際に必要）。
際に必要）。
上記機能を実現するため、ダイオードのバイア
スによつて発振周波数が変化することを利用しダ
イオードへの供給電流を変化させる方法が提案さ
れている。しかし、殊に同調型モジユールの場合
には上記による発振周波数の変化範囲は狭いもの
であるし、１個１個のダイオード毎に特性が変わ
るため制御が困難であるなど、多くの欠点を持
つ。また、発振振幅の変化を伴ない、出力電力に
影響を与える。さらに、高い周波数での変調には
適さない。
スによつて発振周波数が変化することを利用しダ
イオードへの供給電流を変化させる方法が提案さ
れている。しかし、殊に同調型モジユールの場合
には上記による発振周波数の変化範囲は狭いもの
であるし、１個１個のダイオード毎に特性が変わ
るため制御が困難であるなど、多くの欠点を持
つ。また、発振振幅の変化を伴ない、出力電力に
影響を与える。さらに、高い周波数での変調には
適さない。
この発明では上記の各欠点に対して、そのほと
んどを解決することが可能である。
んどを解決することが可能である。
この発明によるミリ波発振器では、第１のモジ
ユールと、バイアス手段と、第２のモジユール
と、導電性の筐体とを含み、前記第１のモジユー
ルは、第１のダイオードと、前記第１のダイオー
ドを囲む固体の円板状絶縁体と、支持架として働
く第１の電極と、バイアス電極として働く金属部
分とから成り、前記バイアス手段は前記第１のダ
イオードに対して高周波において負性抵抗を生じ
させる働きをし、前記第２のモジユールは特定の
バイアス条件下で可変容量ダイオードとなる第２
のダイオードを含み、前記第２のダイオードは前
記第１のダイオードと向い合つていて前記第１及
び第２のモジユールの各金属部分間を容量性結合
させており、前記筐体は前記両モジユールに対し
て接地電極であると共に機械的支持として働く。
ユールと、バイアス手段と、第２のモジユール
と、導電性の筐体とを含み、前記第１のモジユー
ルは、第１のダイオードと、前記第１のダイオー
ドを囲む固体の円板状絶縁体と、支持架として働
く第１の電極と、バイアス電極として働く金属部
分とから成り、前記バイアス手段は前記第１のダ
イオードに対して高周波において負性抵抗を生じ
させる働きをし、前記第２のモジユールは特定の
バイアス条件下で可変容量ダイオードとなる第２
のダイオードを含み、前記第２のダイオードは前
記第１のダイオードと向い合つていて前記第１及
び第２のモジユールの各金属部分間を容量性結合
させており、前記筐体は前記両モジユールに対し
て接地電極であると共に機械的支持として働く。
以下に図面を用いてこの発明の実施例について
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第１図はこの発明の原理を説明する図である。
両モジユールの金属部分面は互いに平行であり、
その間隔は１〔mm〕程度またはそれ以下である。
両モジユールの金属部分面は互いに平行であり、
その間隔は１〔mm〕程度またはそれ以下である。
両モジユールには各々発熱体でもある金属製支
持架１０及び２０、絶縁体１１及び２１によつて
平面的に被われたダイオード１及び２、並びに円
板状の金属部分１２及び２２を含んでいる。両モ
ジユールは各々一体化されており、軸Ｘ−Ｘに対
して回転対称型である。
持架１０及び２０、絶縁体１１及び２１によつて
平面的に被われたダイオード１及び２、並びに円
板状の金属部分１２及び２２を含んでいる。両モ
ジユールは各々一体化されており、軸Ｘ−Ｘに対
して回転対称型である。
金属部分１２には導線１００が取付けられてお
り、電圧V1の直流電源１０１に接続されている。
支持架１０は接地されている。
り、電圧V1の直流電源１０１に接続されている。
支持架１０は接地されている。
同様に、金属部分２２は導線２００を介して電
圧V2の直流電源２０１に接地され、支持架２０
は接地されている。
圧V2の直流電源２０１に接地され、支持架２０
は接地されている。
電圧V1はダイオード１が所定の出力で発振す
る様に（“能動モジユール”として働く様に）設
定される。
る様に（“能動モジユール”として働く様に）設
定される。
直流電源２０１は電圧可変のバイアス源であ
る。直流電源２０１は、ポテンシヨメータで設定
する電源を用いる場合もあるし、変調器の出力電
圧である場合もある。直流電源２０１は“受動モ
ジユール”にバイアスを与える。このバイアス電
圧V2の値は、受動モジユールのダイオード２を
可変容量ダイオードとして動作させる範囲内で可
変できる。そして、このバイアス電圧V2の調整
により、可変容量ダイオード２の容量を変化さ
せ、それにより発振周波数を変化させることがで
きる。
る。直流電源２０１は、ポテンシヨメータで設定
する電源を用いる場合もあるし、変調器の出力電
圧である場合もある。直流電源２０１は“受動モ
ジユール”にバイアスを与える。このバイアス電
圧V2の値は、受動モジユールのダイオード２を
可変容量ダイオードとして動作させる範囲内で可
変できる。そして、このバイアス電圧V2の調整
により、可変容量ダイオード２の容量を変化さ
せ、それにより発振周波数を変化させることがで
きる。
この動作をより定量的に以下に説明する。
支持架１０と２０との間には次の要素が直列に
挿入されていると考えられる。
挿入されていると考えられる。
●金属部分１２に被われダイオード１を介して支
持架１０に接続された絶縁体１１ ●間 隙 ●金属部分２２に被われダイオード２を介して支
持架２０に接続された絶縁体２１ この実施例の場合、上記３個のマイクロ波回路
（間隙は結合用空胴と考える）が直列に接続され
た簡単な形の計算式により解析が可能である。そ
の結果は次式で近似される。ただしΔfは発振周
波数の変化分、可変容量ダイオードの中心容量を
Ｃ、その変化分をΔC、回路及び発振ダイオード
（ダイオード１）のＱ値を各々Q1及びQ2、発振ダ
イオード（ダイオード１）の容量をCdとする。
持架１０に接続された絶縁体１１ ●間 隙 ●金属部分２２に被われダイオード２を介して支
持架２０に接続された絶縁体２１ この実施例の場合、上記３個のマイクロ波回路
（間隙は結合用空胴と考える）が直列に接続され
た簡単な形の計算式により解析が可能である。そ
の結果は次式で近似される。ただしΔfは発振周
波数の変化分、可変容量ダイオードの中心容量を
Ｃ、その変化分をΔC、回路及び発振ダイオード
（ダイオード１）のＱ値を各々Q1及びQ2、発振ダ
イオード（ダイオード１）の容量をCdとする。
Δf／ｆ＝１／２・Q2／Q1・ΔC／Ｃ・Ｃ／Cd
例えばｆ＝50〔ＧHz〕において周波数変化は１
〔ＧHz〕程度得られる。
〔ＧHz〕程度得られる。
第１図の実施例により典型的に示されるよう
に、本発明の装置では第１のモジユールと第２の
モジユールの金属部分間が容量性結合となつてい
るため、発振ダイオード１と可変容量ダイオード
２間が直流的に分離される。そのため、それらダ
イオード１，２に対するバイアス電圧は各々独立
に調整できる。つまり、発振周波数を変化させる
ためのバイアス電圧V2の調整と、発振ダイオー
ド１のバイアス電圧V1の調整とは独立に行なえ
る。そのため、発振周波数の可変調整が容易であ
り、かつその際に発振振幅に大きな変化を与えな
い。また、上記の定量的考察から分るように、本
発明の装置は、発振周波数を広範囲に変化させる
ことができる。特に、上記の等式から分るよう
に、ｆが高い領域つまり高周波域ほど、大きい周
波数変化分Δfが得られる。発振周波数の変化は、
両モジユールの金属部分間の結合容量が大きい
程、広範囲になる。そのため、両モジユールの金
属部分間の間隔は最少限にすることが望ましい。
に、本発明の装置では第１のモジユールと第２の
モジユールの金属部分間が容量性結合となつてい
るため、発振ダイオード１と可変容量ダイオード
２間が直流的に分離される。そのため、それらダ
イオード１，２に対するバイアス電圧は各々独立
に調整できる。つまり、発振周波数を変化させる
ためのバイアス電圧V2の調整と、発振ダイオー
ド１のバイアス電圧V1の調整とは独立に行なえ
る。そのため、発振周波数の可変調整が容易であ
り、かつその際に発振振幅に大きな変化を与えな
い。また、上記の定量的考察から分るように、本
発明の装置は、発振周波数を広範囲に変化させる
ことができる。特に、上記の等式から分るよう
に、ｆが高い領域つまり高周波域ほど、大きい周
波数変化分Δfが得られる。発振周波数の変化は、
両モジユールの金属部分間の結合容量が大きい
程、広範囲になる。そのため、両モジユールの金
属部分間の間隔は最少限にすることが望ましい。
第２図に示す実施例では、２個の直線状の結合
用フランジ（図示していない）の間に設けられた
導波管３０の外壁の一部が、他の部分（特に長方
形断面を持つ空胴３１の長辺側の面）よりも厚く
なつている。
用フランジ（図示していない）の間に設けられた
導波管３０の外壁の一部が、他の部分（特に長方
形断面を持つ空胴３１の長辺側の面）よりも厚く
なつている。
円筒状の位置決め素子３４（一部を図示してあ
る）は空胴３１の長辺側の面に設けられた第１の
開口部３２の中をスライドすることができる。位
置決め素子３４の直径は機構部分によつて定めら
れる。第１のモジユールは位置決め素子３４に設
けられたネジ穴に支持架１０をネジ込むことによ
つて固定されている。
る）は空胴３１の長辺側の面に設けられた第１の
開口部３２の中をスライドすることができる。位
置決め素子３４の直径は機構部分によつて定めら
れる。第１のモジユールは位置決め素子３４に設
けられたネジ穴に支持架１０をネジ込むことによ
つて固定されている。
空胴３１の開口部３２とは反対側の面に設けら
れた第２の開口部３３には、位置決め素子３５が
挿入されている。位置決め素子３５の中央部には
コア３５０がネジ込まれている。コア３５０には
第２のモジユールの支持架２０がネジ込まれて固
定されている。位置決め素子３５には開口部３６
が設けられていて、第２のモジユールの金属部分
に接続された絶縁導線３７が通されている。第１
のモジユールはその金属部分と導線３８とによつ
てバイアスを与えられる。導線３８は空胴３１の
両側面に設けられた２個の貫通部３９の間に渡さ
れている。
れた第２の開口部３３には、位置決め素子３５が
挿入されている。位置決め素子３５の中央部には
コア３５０がネジ込まれている。コア３５０には
第２のモジユールの支持架２０がネジ込まれて固
定されている。位置決め素子３５には開口部３６
が設けられていて、第２のモジユールの金属部分
に接続された絶縁導線３７が通されている。第１
のモジユールはその金属部分と導線３８とによつ
てバイアスを与えられる。導線３８は空胴３１の
両側面に設けられた２個の貫通部３９の間に渡さ
れている。
別の実施例では上記実施例の第１のモジユール
に設けられたのと同様の機構を両モジユールに対
して設けている。バイアス経路には第４図に示す
両面プリント配線を用いる。前記実施例における
導体３８及び貫通部３９を両面プリント配線によ
つて代えている。導体４１及び４２には円型部分
４１０及び４２０があり、第３図における金属部
分１２及び２２に各々接触する。金属部分１２及
び円型部分４１０の間、並びに同２２及び４２０
の間に第６図に示すような各々金属製の円盤６
１，６２を挿入して中心周波数を調整することも
できる。
に設けられたのと同様の機構を両モジユールに対
して設けている。バイアス経路には第４図に示す
両面プリント配線を用いる。前記実施例における
導体３８及び貫通部３９を両面プリント配線によ
つて代えている。導体４１及び４２には円型部分
４１０及び４２０があり、第３図における金属部
分１２及び２２に各々接触する。金属部分１２及
び円型部分４１０の間、並びに同２２及び４２０
の間に第６図に示すような各々金属製の円盤６
１，６２を挿入して中心周波数を調整することも
できる。
第５図に示す別のバイアス方法を用いることも
できる。第１のモジユール（支持架１０で示す）
は接地と金属部分との間に加えられた電圧V1に
よつてバイアスされている。第２のモジユール
（支持架２０で示す）は端子５１（電圧V1）と端
子５２（電位V1−V2）との間の電位差V2によつ
てバイアスされる。従つて両モジユールの金属部
分は導体（第２図では３８で示す）によつて接続
することができ、第２図の開口部３６及び導線３
７は不要となる。この場合、第２のモジユールの
位置決め要素は接地電位から絶縁する必要があ
る。
できる。第１のモジユール（支持架１０で示す）
は接地と金属部分との間に加えられた電圧V1に
よつてバイアスされている。第２のモジユール
（支持架２０で示す）は端子５１（電圧V1）と端
子５２（電位V1−V2）との間の電位差V2によつ
てバイアスされる。従つて両モジユールの金属部
分は導体（第２図では３８で示す）によつて接続
することができ、第２図の開口部３６及び導線３
７は不要となる。この場合、第２のモジユールの
位置決め要素は接地電位から絶縁する必要があ
る。
さらに別の実施例（図示していない）では、発
振器が導波管の凹部内に設けられている。凹部内
での発振器の位置は可変できる。さらに、導波管
内に設けられたスライド式のプランジヤによつ
て、発振器を設置した凹所における導波管のイン
ピーダンスを可変できる。
振器が導波管の凹部内に設けられている。凹部内
での発振器の位置は可変できる。さらに、導波管
内に設けられたスライド式のプランジヤによつ
て、発振器を設置した凹所における導波管のイン
ピーダンスを可変できる。
上記いずれの実施例においても導波管は指向性
アンテナ、例えばホーン型アンテナの錘台型部分
に接続することができる。
アンテナ、例えばホーン型アンテナの錘台型部分
に接続することができる。
この発明はアバランシエダイオードなどの発振
ダイオードの含むミリ波導波管に適用することが
できる。発振ダイオードに付加した可変容量ダイ
オードのモジユールに発振ダイオードと異なる半
導体接合を用い得ることを特徴とする。
ダイオードの含むミリ波導波管に適用することが
できる。発振ダイオードに付加した可変容量ダイ
オードのモジユールに発振ダイオードと異なる半
導体接合を用い得ることを特徴とする。
第１図はこの発明によるミリ波発振器の断面
図、第２図は長方形導波管内に設けた実施例の断
面図、第３図は第２図と異なる実施例の断面図、
第４図は第３図に示す実施例の一部の平面図、第
５図は別のバイアス方法による実施例を示す回路
図、第６図は本発明の更に別の実施例を示す断面
図である。 １，２……ダイオード、１０，２０……支持
架、１１，２１……絶縁体、１２，２２……金属
部分、１００，２００……導線、１０１，２０１
……直流電源、３０……導波管、３１……空胴、
３２，３３……開口部、３４，３５……位置決め
素子、３６……開口部、３７，３８……導線、３
９……貫通部、３５０……コア、４１，４２……
導体、５１，５２……端子。
図、第２図は長方形導波管内に設けた実施例の断
面図、第３図は第２図と異なる実施例の断面図、
第４図は第３図に示す実施例の一部の平面図、第
５図は別のバイアス方法による実施例を示す回路
図、第６図は本発明の更に別の実施例を示す断面
図である。 １，２……ダイオード、１０，２０……支持
架、１１，２１……絶縁体、１２，２２……金属
部分、１００，２００……導線、１０１，２０１
……直流電源、３０……導波管、３１……空胴、
３２，３３……開口部、３４，３５……位置決め
素子、３６……開口部、３７，３８……導線、３
９……貫通部、３５０……コア、４１，４２……
導体、５１，５２……端子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ミリ波発振器において、第１のモジユールと
バイアス手段と第２のモジユールと導電性の筐体
とを含み、前記第１のモジユールは、第１のダイ
オードと、前記第１のダイオードを囲む固体の円
板状絶縁体と、支持架として働く第１の電極と、
バイアス電極として働く金属部分とを含み、前記
バイアス手段は前記第１のダイオードに対して高
周波において負性抵抗を示すバイアスを与え、前
記第２のモジユールは特定のバイアス条件下で可
変容量ダイオードとして動作する第２のダイオー
ドを含み、前記第２のダイオードは前記第１のダ
イオードと向い合つていて前記第１及び第２のモ
ジユールの各金属部分間を容量性結合させてお
り、前記筐体は前記第１及び第２のモジユールに
対して接地電極であると共に機械的支持として働
くことを特徴とするミリ波発振器。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のミリ波発振器に
おいて、前記筐体が導波管外壁の一部を含み、前
記第１及び第２のモジユールの位置決め素子並び
に前記バイアス手段のための開口部が設けられて
いるミリ波発振器。 ３ 特許請求の範囲第２項記載のミリ波発振器に
おいて、前記第１及び第２のモジユールが両面プ
リント配線の各面の導体に各々接触しているミリ
波発振器。 ４ 特許請求の範囲第１項記載のミリ波発振器に
おいて、導波管を含み、前記第１のモジユールは
前記導波管の第１の壁面から支持され第１の絶縁
導線を介してバイアスされ、前記第２のモジユー
ルは前記導波管の第２の壁面から支持され第２の
絶縁導線を介してバイアスされ、前記第１及び第
２のモジユール並びに前記導波管は共通の接地電
位に接続されているミリ波発振器。 ５ 特許請求の範囲第１項記載のミリ波発振器に
おいて、導波管を含み、前記第１のモジユールは
前記導波管の第１の壁面から支持され、前記第２
のモジユールは前記導波管の第２の壁面から支持
され、前記第１及び第２のモジユールは共通の絶
縁導線によつてバイアスされ、１個の位置決め素
子だけが前記導波管壁面に接地されているミリ波
発振器。 ６ 特許請求の範囲第１項記載のミリ波発振器に
おいて、導波管の分岐を成す凹部内に位置を可変
できるように取り付けられ、前記導波管内に可動
プランジヤを設けたミリ波発振器。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7811059A FR2423088A1 (fr) | 1978-04-14 | 1978-04-14 | Source d'ondes millimetriques comportant un module oscillateur et un module d'accord a capacite variable, et emetteur comportant une telle source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54139450A JPS54139450A (en) | 1979-10-29 |
| JPH0132682B2 true JPH0132682B2 (ja) | 1989-07-10 |
Family
ID=9207150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4524179A Granted JPS54139450A (en) | 1978-04-14 | 1979-04-13 | Illimeter wave oscillator |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4280110A (ja) |
| EP (1) | EP0005096B1 (ja) |
| JP (1) | JPS54139450A (ja) |
| DE (1) | DE2961579D1 (ja) |
| FR (1) | FR2423088A1 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2458819A1 (fr) * | 1979-06-12 | 1981-01-02 | Thomson Csf | Tete hyperfrequence d'emission et de reception simultanees, emetteur-recepteur en ondes millimetriques et radar utilisant une telle tete |
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