JPH0433403A - Broad band voltage controlled oscillator - Google Patents

Broad band voltage controlled oscillator

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JPH0433403A
JPH0433403A JP14018190A JP14018190A JPH0433403A JP H0433403 A JPH0433403 A JP H0433403A JP 14018190 A JP14018190 A JP 14018190A JP 14018190 A JP14018190 A JP 14018190A JP H0433403 A JPH0433403 A JP H0433403A
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JP
Japan
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impedance
section
circuit
oscillator
voltage controlled
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JP14018190A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Kimijima
正幸 君島
Yasuyuki Ito
康之 伊藤
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Tokyo Keiki Inc
Original Assignee
Tokimec Inc
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Publication date
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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To attain miniaturization by matching the combined impedance between impedance of an impedance circuit and input capacitance of an active element with the output impedance of an oscillator section. CONSTITUTION:After an active element (FET) 19 is selected, the resistance of resistors 14, 17 and the inductance of inductors 15, 16, 18 are selected so that the combined impedance of a bridged T type low pass filter circuit comprising a gate-source capacitance 29 being an input capacitance of the FET 19, the resistors 14, 17 and the inductors 15, 16, 18 and a gate resistor 61 is in matching with the output impedance of an oscillator section 25 within a required oscillating frequency range. Thus, the matching circuit section 26 and the broad band amplifier section are integrated and miniaturization is attained.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、計測器、レーダー、衛星放送受信機などに使
われる電圧制御発振器(VCO)に関するもので、さら
に詳しくいえば、広帯域に渡って、発振出力が一定で、
小型化に適した広帯域電圧制御発振器に関するものであ
る。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a voltage controlled oscillator (VCO) used in measuring instruments, radar, satellite broadcasting receivers, etc. , the oscillation output is constant,
This invention relates to a wideband voltage controlled oscillator suitable for miniaturization.

[従来の技術] 従来、この種の広帯域電圧制御発振器は、発振器部、整
合回路部、広帯域増幅器部から構成されていて、整合回
路部は増幅機能を有さす、しかも増幅器部とは独立に設
計されていた。
[Prior Art] Conventionally, this type of wideband voltage controlled oscillator is composed of an oscillator section, a matching circuit section, and a wideband amplifier section.The matching circuit section has an amplification function, and is designed independently of the amplifier section. It had been.

すなわち、設計手順としては、最初に、要求される発振
周波数帯域をもつ発振器部を設計し、この帯域で充分な
利得を持つ能動素子を選定する。
That is, as a design procedure, first, an oscillator section having a required oscillation frequency band is designed, and an active element having a sufficient gain in this band is selected.

次に、上記の能動素子に標準化されたインターフェース
である入力インピーダンス値(50Ω)を持たせるよう
に広帯域増幅器部の入力段を設計していた。
Next, the input stage of the wideband amplifier section was designed so that the above active element had an input impedance value (50Ω), which was a standardized interface.

そして、この従来の広帯域電圧制御発振器は、設計に際
して、広帯域にわたる増幅機能は、広帯域増幅器部のみ
に持たせていた。
When designing this conventional wideband voltage controlled oscillator, only the wideband amplifier section had the amplification function over a wideband.

また、発振器部の出力インピーダンスは、OΩ以下の負
性抵抗を示すため、整合回路部には、広帯域にわたって
発振条件を満たす様に上記発振器部の出力インピーダン
スと整合が取れて、かつ低インピーダンスである回路が
採用されてきた。さらに、整合回路部は、受動素子のみ
で構成されていた。
In addition, since the output impedance of the oscillator section shows a negative resistance of 0Ω or less, the matching circuit section has a low impedance that matches the output impedance of the oscillator section so as to satisfy the oscillation conditions over a wide band. circuit has been adopted. Furthermore, the matching circuit section was composed only of passive elements.

このような広帯域電圧制御発振器として、例えば第10
図に示すようなものがある。
As such a wideband voltage controlled oscillator, for example, the 10th
There is something like the one shown in the figure.

この第10図に示される広帯域電圧制御発振器は1発振
器部25と、1/4波長変換器50から成る整合回路部
と、広帯域増幅器部55から構成されている。
The wideband voltage controlled oscillator shown in FIG. 10 is composed of a single oscillator section 25, a matching circuit section consisting of a quarter wavelength converter 50, and a wideband amplifier section 55.

広帯域増幅器部55は、90’ハイブリツド51.52
と2個のFET53から構成されている。
The wideband amplifier section 55 is a 90' hybrid 51.52
and two FETs 53.

入力段の90°ハイブリツド51は、増幅器部55に入
力インピーダンスとして、50Ωをもたせ、出力段の9
0″ハイブリツド52は、50Ωのインピーダンスを有
する負荷24との整合を取るためのものである。
The input stage 90° hybrid 51 has an amplifier section 55 with an input impedance of 50Ω, and an output stage 90° hybrid 51.
The 0'' hybrid 52 is for matching with the load 24 having an impedance of 50Ω.

[発明が解決しようとする課題] このように従来の広帯域電圧制御発振器にあっては、整
合回路部のインピーダンスは、後段の広帯域増幅器部の
入力インピーダンスが50Ωであるとして設計されてい
た。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, in the conventional wideband voltage controlled oscillator, the impedance of the matching circuit section is designed such that the input impedance of the subsequent wideband amplifier section is 50Ω.

広帯域増幅器部は入力インピーダンスを50Ωに設定す
るために、90°ハイブリツド51が必要であった。さ
らに、90’ハイブリツド51の後段には、第10図に
示すように、2個の能動素子(FET)53が、90″
ハイブリツドの特性上必要であった。
The broadband amplifier section required a 90° hybrid 51 to set the input impedance to 50Ω. Furthermore, as shown in FIG. 10, two active elements (FETs) 53 are installed at the rear stage of the 90' hybrid 51.
This was necessary due to the characteristics of hybrids.

このため、従来の広帯域電圧制御発振器の広帯域増幅器
部では第10図に示すように、最低2個の能動素子(F
ET)53、その他が必要であり。
For this reason, the wideband amplifier section of a conventional wideband voltage controlled oscillator requires at least two active elements (F
ET) 53, and others are required.

整合回路50の大きさにも制約があるため、サイズの小
型化に限界があり、MM I C(monolithi
c microwave IC)化を行なうのが難しい
という問題があった。
Since there are restrictions on the size of the matching circuit 50, there is a limit to miniaturization of the matching circuit 50.
There was a problem in that it was difficult to convert the device into a microwave IC.

本発明の目的は、整合回路部と広帯域増幅器部とを、一
体化してインピーダンス整合を計ることにより、小型化
に適した広帯域電圧制御発振器を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a wideband voltage controlled oscillator suitable for miniaturization by integrating a matching circuit section and a wideband amplifier section and measuring impedance matching.

[課題を解決するための手段] 前記目的を達成するため本願は、以下の発明を提供する
[Means for Solving the Problem] To achieve the above object, the present application provides the following invention.

即ち、本発明は、広帯域電圧制御発振器であって、 発振器部と整合回路部を備え、 上記整合回路部は、上記発振器部に後続して複数の受動
素子から成るインピーダンス回路と、上記インピーダン
ス回路に後続する1個以上の能動素子とを含み、 上記インピーダンス回路のインピーダンスと上記能動素
子の入力キャパシタンスとの合成インピーダンスが上記
発振器部の出力インピーダンスと整合しているものであ
る。
That is, the present invention provides a broadband voltage controlled oscillator, comprising an oscillator section and a matching circuit section, and the matching circuit section includes an impedance circuit consisting of a plurality of passive elements following the oscillator section, and an impedance circuit connected to the impedance circuit. and one or more subsequent active elements, the combined impedance of the impedance of the impedance circuit and the input capacitance of the active element matching the output impedance of the oscillator section.

また、上記の整合回路部の能動素子を、1個のトランジ
スターで構成することもできる。
Further, the active element of the above-mentioned matching circuit section can also be constituted by one transistor.

さらに、インピーダンス回路を、T型に接続した3個の
インダクタと、上記インダクタを橋絡する橋絡抵抗と、
終端抵抗とを有するようにすることもできる。
Furthermore, the impedance circuit includes three inductors connected in a T-shape, and a bridging resistor bridging the inductors.
It is also possible to include a terminating resistor.

[作用] 上記のように能動素子の入力キャパシタンスとインピー
ダンス回路のインピーダンスの合成インピーダンスを1
発振器部の出力インピーダンスと直接整合させることに
より、従来の広帯域増幅器部の入力段にあった90’ハ
イブリツド等のインピーダンス整合手段をなくことがで
きる。
[Operation] As mentioned above, the composite impedance of the input capacitance of the active element and the impedance of the impedance circuit is set to 1.
By directly matching the output impedance of the oscillator section, it is possible to eliminate impedance matching means such as a 90' hybrid that was present at the input stage of the conventional broadband amplifier section.

また、90°ハイブリツドを使用しないため、能動素子
が1個で、必要な周波数帯域で増幅機能を得ることがで
きる。
Furthermore, since a 90° hybrid is not used, an amplification function can be obtained in the necessary frequency band with only one active element.

[実施例コ 以下、第1図〜第9図に基づき1本発明の実施例につい
て説明する。
[Example 1] Hereinafter, an example of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 9.

第1の実施例について第1図〜第3図に基づき説明する
A first embodiment will be described based on FIGS. 1 to 3.

第1図は、試作をした広帯域電圧制御発振器の回路構成
図である。上記広帯域電圧制御発振器は、発振器部25
.整合回路部26より構成されており、50Ω負荷抵抗
24が接続されている。
FIG. 1 is a circuit diagram of a prototype broadband voltage controlled oscillator. The broadband voltage controlled oscillator includes an oscillator section 25
.. It consists of a matching circuit section 26, and a 50Ω load resistor 24 is connected thereto.

発振器部25は1発振用のFET6と、上記FET6の
ゲートおよびソースに付加した周波数可変用のバラクタ
(可変容量ダイオード)2,7と、上記バラクタ2,7
と共に発振周波数を決定するゲートインダクタ4と、上
記バラクタ2,7に並列に付加されて周波数補正および
広帯域化を行なう補償インダクタ1,10を含む。上記
補償インダクタ1,10は、バラクタ2,7およびFE
T6のバイアスコイルの働きもかねている。
The oscillator section 25 includes a FET 6 for one oscillation, varactors (variable capacitance diodes) 2 and 7 for frequency variation added to the gate and source of the FET 6, and the varactors 2 and 7.
It also includes a gate inductor 4 that determines the oscillation frequency, and compensation inductors 1 and 10 that are added in parallel to the varactors 2 and 7 to correct the frequency and widen the band. The compensation inductors 1 and 10 are composed of the varactors 2 and 7 and the FE
The T6 bias coil also works.

バラクタ2,7への制御電圧は、逆印加電圧入力端子5
から加えられる。
The control voltage to the varactors 2 and 7 is supplied to the reverse applied voltage input terminal 5.
Added from.

また、発振器部25に含まれる、3,8,11゜13は
、直流カット用のキャパシタであり、12はFETの自
己バイアス用のソース抵抗、9はFETへのバイアスコ
イルである。
Also included in the oscillator section 25 are capacitors 3, 8, 11 and 13 for cutting direct current, 12 a source resistor for self-biasing the FET, and 9 a bias coil for the FET.

整合回路部26は、橋絡抵抗14.終端抵抗17および
T型に接続された3個のインダクタ15.16.18よ
り成るインピーダンス回路と、能動素子であるFET1
9を含む。
The matching circuit section 26 includes the bridging resistor 14. An impedance circuit consisting of a terminating resistor 17 and three inductors 15, 16, and 18 connected in a T-shape, and an active element FET 1.
Contains 9.

また、整合回路部26に含まれる。22はFETへのバ
イアスコイルであり、20.23は直流カット用のキャ
パシタ、21はFETの自己バイアス用のソース抵抗で
ある。
It is also included in the matching circuit section 26. 22 is a bias coil for the FET, 20 and 23 are capacitors for cutting direct current, and 21 is a source resistor for self-biasing the FET.

インピーダンス回路を構成する受動素子およびFETの
選択方法について、第2図により説明する。
A method for selecting passive elements and FETs constituting an impedance circuit will be explained with reference to FIG.

第2図は、第1図に示したインピーダンス回路とFET
の入力キャパシタンス29がら成る回路の等価回路であ
る橋絡T型インピーダンス回路を示す。61はFETの
入力部が持つ入力抵抗(ゲート抵抗)であるが、この抵
抗値は小さいため無視しても良い。
Figure 2 shows the impedance circuit and FET shown in Figure 1.
A bridge T-type impedance circuit is shown which is an equivalent circuit of a circuit consisting of an input capacitance 29 of . Reference numeral 61 denotes an input resistance (gate resistance) of the input section of the FET, but since this resistance value is small, it can be ignored.

この等価回路は、回路の形および低周波数帯を通過させ
るという帯域特性から橋絡T型ローパスフィルタ回路と
もよばれる。
This equivalent circuit is also called a bridged T-type low-pass filter circuit because of the circuit shape and the band characteristic of passing a low frequency band.

FET19は、広帯域電圧制御発振器の所要発振周波数
帯域内で、充分な利得を持つようなカットオフ特性を有
するように選ばれる。すなわち。
FET 19 is selected to have a cutoff characteristic that provides sufficient gain within the required oscillation frequency band of the broadband voltage controlled oscillator. Namely.

カットオフ周波数の要求値に適合した、ゲート幅および
ゲート長を有するFET19を選択する。
A FET 19 is selected that has a gate width and a gate length that match the required value of the cutoff frequency.

上記FETl9が選択された後、上記 FET19の入力容量であるゲート・ソース間容量29
および抵抗14.17およびインダクタ15.16,1
8およびゲート抵抗61よりなる橋絡T型ローパスフィ
ルタ回路の合成インピーダンスが、発振器部25の出力
インピーダンスと所要発振周波数範囲内で整合するよう
に、上記抵抗14.17と上記インダクタ15,16.
18の素子値を設定する。
After the FET 19 is selected, the gate-source capacitance 29, which is the input capacitance of the FET 19, is
and resistor 14.17 and inductor 15.16,1
8 and the gate resistor 61, the resistor 14, 17 and the inductor 15, 16, .
Set 18 element values.

これらの素子値は、所要周波数帯域、発振出力、負荷側
と発振器側のアイソレーション特性等の諸要求に応じて
以下のように任意に設定できる。
These element values can be arbitrarily set as follows according to various requirements such as the required frequency band, oscillation output, and isolation characteristics between the load side and the oscillator side.

広帯域化を計る場合は、抵抗14..17を小さくし、
またインダクタ15.16も小さくして入力インピーダ
ンスZmを低くすれば良い。
If you want to widen the band, use resistor 14. .. Make 17 smaller,
In addition, the inductors 15 and 16 may also be made smaller to lower the input impedance Zm.

また、高出力化を計る場合は、抵抗14.17を大きく
して整合回路の利得を上げれば良い。
In addition, in order to increase the output, the gain of the matching circuit may be increased by increasing the resistor 14.17.

アイソレーション特性を良くするためには、抵抗14.
17を小さくすれば良い。
In order to improve the isolation characteristics, resistor 14.
17 should be made smaller.

第3図は、第1図に示す回路を試作して、バラクタ2,
7への印加電圧を変えたときの発振周波数および出力電
力を実測した例である。
Figure 3 shows the prototype circuit shown in Figure 1, with varactors 2,
This is an example in which the oscillation frequency and output power were actually measured when the voltage applied to 7 was changed.

使用したGaAsFETは発振器部、整合回路部ともに
 0.3μm(ゲート長)X300 p m(ゲート@
)のGaAs NESFET (東芝 JS8818A
−AS)を使用し、バラクタ(米国 M/A−COM製
)は容量変化比(C2/C20)が10で、C2= 1
 pF (HA−46470)のものを使用した。バラ
クタのタイプはGaAs製の超階段接合型バラクタ(h
yperabrupt  varactor)である。
The GaAsFET used has a size of 0.3 μm (gate length) x 300 p m (gate @
) GaAs NESFET (Toshiba JS8818A
-AS), and the varactor (manufactured by M/A-COM, USA) has a capacitance change ratio (C2/C20) of 10, and C2=1.
pF (HA-46470) was used. The type of varactor is a GaAs super-step junction varactor (h
hyperabrupt varactor).

なお、C2はバラクタ2,7への印加電圧が2vのとき
の上記バラクタの容量を示し、C20は印加電圧が20
Vのときの上記バラクタの容量を示す。
Note that C2 indicates the capacitance of the varactor when the voltage applied to the varactors 2 and 7 is 2V, and C20 indicates the capacitance of the varactor when the applied voltage is 2V.
The capacitance of the above varactor when V is shown.

橋絡抵抗14の抵抗値は15Ω、終端抵抗17の抵抗値
も15Ωであり、インダクタ15.16のインダクタン
スは0.2nH、インダクタ18のインダクタンスは0
.1nHである。
The resistance value of the bridging resistor 14 is 15Ω, the resistance value of the terminating resistor 17 is also 15Ω, the inductance of the inductor 15.16 is 0.2nH, and the inductance of the inductor 18 is 0.
.. It is 1 nH.

1オクターブの発振周波数変化にたいして、フラットな
出力電力が得られており、この広帯域電圧制御発振器は
優れた特性を示している。
A flat output power was obtained with respect to a one-octave oscillation frequency change, and this broadband voltage-controlled oscillator exhibits excellent characteristics.

第2の実施例につき、第4図から第7図に基づき説明す
る。
The second embodiment will be explained based on FIGS. 4 to 7.

本実施例は、第1実施例の発振器部の構成要素を1部変
更したものである。
In this embodiment, some of the components of the oscillator section of the first embodiment are changed.

第4図に示す広帯域電圧制御発振器の第2の実施例は発
振器部41と、整合回路部26より構成されており、5
0Ω負荷抵抗24が接続されている。
The second embodiment of the broadband voltage controlled oscillator shown in FIG. 4 is composed of an oscillator section 41 and a matching circuit section 26,
A 0Ω load resistor 24 is connected.

整合回路部26は、橋絡抵抗14と終端抵抗17とイン
ダクタ15,16.18とソース接地したFET19よ
り構成されている。
The matching circuit section 26 includes a bridging resistor 14, a terminating resistor 17, inductors 15, 16, 18, and an FET 19 whose source is grounded.

発振器部41はGaAs製の超階段状接合型バラクタ(
hyperabrupt  varactor) 42
を1個用いたものである。上記バラクタ42は容量変化
比が大きいという特性を有する。上記バラクタ42とソ
ース接地したFET6のソースに付けたキャパシタ11
により容量帰還型single−varactor構成
の発振器を構成している。本構成によるとバラクタを2
個使用した場合に比べて発振周波数の帯域は若干狭くな
るが、温度変化に対する発振周波数変動が小さいという
メリットがある。
The oscillator section 41 is a GaAs super-stepped junction varactor (
42
It uses one piece. The varactor 42 has a characteristic of having a large capacitance change ratio. A capacitor 11 attached to the source of the FET 6 whose source is grounded to the varactor 42
This constitutes an oscillator with a capacitive feedback single-varactor configuration. According to this configuration, two varactors are used.
Although the oscillation frequency band is a little narrower than when using only one, it has the advantage that the oscillation frequency fluctuation with respect to temperature changes is small.

第5図は、第4図に示したインピーダンス回路の抵抗1
4.17およびインダクタ15,16゜18と能動素子
(FET19)のゲート・ソース間容量29およびゲー
ト抵抗より構成される回路の等価回路を示す。本回路は
橋絡T型ローパスフィルタ回路ともよばれる。
Figure 5 shows the resistance 1 of the impedance circuit shown in Figure 4.
4.17, an equivalent circuit of a circuit consisting of inductors 15, 16, 18, a gate-source capacitance 29 of an active element (FET 19), and a gate resistance is shown. This circuit is also called a bridged T-type low-pass filter circuit.

第4図に示す広帯域電圧制御発振器を試作し、バラクタ
42への印加電圧をOvから20Vまで変えたときの発
振周波数と出力電力を測定した例を、第6図と第7図に
示す。
FIGS. 6 and 7 show examples in which the broadband voltage controlled oscillator shown in FIG. 4 was prototyped and the oscillation frequency and output power were measured when the voltage applied to the varactor 42 was varied from Ov to 20V.

第6図はX帯の広帯域電圧制御発振器の測定値であり、
第7図はKu帯の広帯域電圧制御発振器の測定値である
Figure 6 shows the measured values of the X-band broadband voltage controlled oscillator.
FIG. 7 shows measured values of a Ku band broadband voltage controlled oscillator.

使用したGaAsFETは発振器部41、整合回路部2
6ともに 0.3 p m(ゲート長)X:3oo t
t racゲート幅)のGaAs MESFET (東
芝 JS8818A−AS)を使用し、バラクタ(米国
 M/A−COM製)は容量変化比(C2/C20)が
10で、C2,2pF (MA−46472)のものを
第6図で使用し、C2= 1 pF (HA−4647
0)のものを第7図で使用した。
The GaAsFETs used are the oscillator section 41 and the matching circuit section 2.
6 Both 0.3 p m (gate length)
A GaAs MESFET (Toshiba JS8818A-AS) with a gate width of C2=1 pF (HA-4647
0) was used in Figure 7.

なお、C2はバラクタ42への印加電圧が2vのときの
上記バラクタ容量を示し、C20は印加電圧が20Vの
ときの上記バラクタの容量を示す。
Note that C2 indicates the varactor capacitance when the voltage applied to the varactor 42 is 2V, and C20 indicates the capacitance of the varactor when the applied voltage is 20V.

橋絡抵抗14の抵抗値は20Ω、終端抵抗17の抵抗値
も20Ωであり、インダクタ15.16のインダクタン
スは0.2nH、インダクタ18のインダクタンスは0
 、 i n)lである。
The resistance value of the bridging resistor 14 is 20Ω, the resistance value of the terminating resistor 17 is also 20Ω, the inductance of the inductor 15.16 is 0.2nH, and the inductance of the inductor 18 is 0.
, in)l.

第6図より、X帯広帯域電圧制御発振器は、印加電圧0
〜20Vにたいして、発振周波数7.9〜13 、1G
Hz、出力電力12.5±1.2dBmの゛性能を有す
ることがわかる。
From Figure 6, the X-band broadband voltage controlled oscillator has an applied voltage of 0.
~20V, oscillation frequency 7.9~13, 1G
Hz and output power of 12.5±1.2 dBm.

また、第7図より、Ku帯広帯域電圧制御発振器は、印
加電圧O〜20Vにたいして、発振周波数12.8〜1
8 、2GHz、出力電力12.5±1゜3 dBmの
性能を有することがわかる。
Moreover, from FIG. 7, the Ku band broadband voltage controlled oscillator has an oscillation frequency of 12.8 to 1 for applied voltages of 0 to 20 V.
It can be seen that it has a performance of 8.2GHz and an output power of 12.5±1°3 dBm.

いずれの広帯域電圧制御発振器も優れた特性を示してい
る。
All broadband voltage controlled oscillators exhibit excellent characteristics.

第3の実施例を第8図に示す。A third embodiment is shown in FIG.

本実施例は、固定周波数発振器の整合回路部26に1本
発明による橋絡T型インピーダンス回路を適用したもの
であり、整合回路部26は第1図に示す広帯域電圧制御
発振器の整合回路部26と同様な構成である。
In this embodiment, a bridging T-type impedance circuit according to the present invention is applied to the matching circuit section 26 of a fixed frequency oscillator, and the matching circuit section 26 is the matching circuit section 26 of the broadband voltage controlled oscillator shown in FIG. It has a similar configuration.

第8図に示す発振器部は誘電体を利用した誘電体発振回
路84であり1発振用のFET6.5゜Ωマイクロスト
リップ線路80.50Ω終端抵抗81、オープンスタブ
82、誘電体共振器83、補償インダクタ85を有する
The oscillator section shown in FIG. 8 is a dielectric oscillation circuit 84 using a dielectric, and includes a FET 6.5° microstrip line 80 for one oscillation, a 50 ohm terminating resistor 81, an open stub 82, a dielectric resonator 83, and a compensation It has an inductor 85.

また、11.13は直流カット用のキャパシタであり、
12はFETの自己バイアス用のソース抵抗、9はFE
Tへのバイアスコイルである。
In addition, 11.13 is a capacitor for DC cut,
12 is the source resistance for FET self-bias, 9 is the FE
This is a bias coil for T.

発振周波数は、50Ωマイクロストリツプ線路80、誘
電体共振器83およびオープンスタブ82により決まる
The oscillation frequency is determined by the 50Ω microstrip line 80, the dielectric resonator 83, and the open stub 82.

誘電体共振器を使った固定周波数発振器は、発振周波数
が安定している、ノイズが少ない、発振器部を平面的か
つ小型に(誘電体共振器のサイズは、直径6IIIIx
高さ2.4mm: 10GFIz前後で発振させる場合
)作ることが出来るという長所がある。
A fixed frequency oscillator using a dielectric resonator has a stable oscillation frequency, low noise, and a flat and compact oscillator section (the size of the dielectric resonator is 6III x diameter
It has the advantage that it can be made with a height of 2.4 mm (when oscillating at around 10 GFIz).

このため、誘電体共振器と、本発明に係る整合回路部、
すなわち、インダクタおよび抵抗からなるインピーダン
ス回路および1個のFETより成る上記整合回路部とを
組み合わせることにより、小型で優れたプリング特性と
出力特性を有する固定周波数発振器が実現できる。
Therefore, the dielectric resonator and the matching circuit section according to the present invention,
That is, by combining an impedance circuit consisting of an inductor and a resistor with the matching circuit section consisting of one FET, a small fixed frequency oscillator having excellent pulling characteristics and output characteristics can be realized.

第4の実施例を、第9図に示す。A fourth embodiment is shown in FIG.

本実施例は、第1図の整合回路部26のFET19をエ
ミッタ接地のバイポーラトランジスタ31に置き換えた
ものであり1発振器部25は第1図に示す発振器部25
と同様の構成である。
In this embodiment, the FET 19 of the matching circuit section 26 shown in FIG. 1 is replaced with a bipolar transistor 31 with a common emitter.
It has the same configuration as .

現在のバイポーラトランジスタはFETに比べてより低
周波数帯(約8 GHz以下)での使用に適しており、
バイポーラトランジスタ31を用いたことにより、低周
波数帯での雑音レベルが小さく出来るという利点がある
Current bipolar transistors are suitable for use in lower frequency bands (approximately 8 GHz or less) than FETs.
By using the bipolar transistor 31, there is an advantage that the noise level in the low frequency band can be reduced.

[発明の効果] 本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を奏する。
[Effects of the Invention] Since the present invention is configured as described above, it produces effects as described below.

本発明によれば、整合回路部と広帯域増幅器部を一体化
して1発振器部とのインピーダンス整合を計ることによ
り、整合回路部と広帯域増幅器部が一体化し、小型化に
適した広帯域電圧制御発振器を提供することができる。
According to the present invention, by integrating the matching circuit section and the wideband amplifier section and measuring the impedance matching with one oscillator section, the matching circuit section and the wideband amplifier section are integrated, and a wideband voltage controlled oscillator suitable for miniaturization is created. can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1実施例に係る広帯域電圧制御発振
器の構成を示す回路図、第2図は、第1図に示すインピ
ーダンス回路とFETの入力キャパシタンスよりなる回
路の等価回路図、第3図は第1実施例の回路を試作して
得られた、バラクタへの印加電圧を変えたときの発振周
波数と出力電力の実測値を示すグラフ、第4図は本発明
の第2実施例に係る広帯域電圧制御発振器を示す回路図
、第5図は、第4図に示すインピーダンス回路とFET
の入力キャパシタンスよりなる回路の等価回路図、第6
図および第7図は第2実施例の回路を、それぞれX帯お
よびKu帯で試作して得られた、バラクタへの印加電圧
を変えたときの発振周波数と出力電力の実測値を示すグ
ラフ、第8図は本発明を固定周波数発振器の整合回路部
に適用した第3実施例の構成を示す回路図、第9図は整
合回路部の能動素子としてバイポーラトランジスタを使
用した第4実施例の構成を示す回路図、第10図は従来
の広帯域電圧制御発振器を示す回路図である。 1.10・・・補償インダクタ、2,7・・・バラクタ
、5・・・逆印加電圧入力端子、 6.19・・・FET、14.17・・・抵抗、15゜
16.18・・・インダクタ、24・・・負荷抵抗、2
5・・・発振器部、26・・・整合回路部、31・・・
バイポーラトランジスタ、42・・・超階段接合型バラ
クタ。 80・・・50Ωマイクロストリツプ線路、82・・・
オープンスタブ、83・・・誘電体共振器。
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a broadband voltage controlled oscillator according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a circuit consisting of the impedance circuit shown in FIG. Figure 3 is a graph showing the actual measured values of the oscillation frequency and output power when changing the voltage applied to the varactor, obtained by prototyping the circuit of the first embodiment, and Figure 4 is a graph of the second embodiment of the present invention. A circuit diagram showing a broadband voltage controlled oscillator according to FIG. 5, the impedance circuit and FET shown in FIG.
Equivalent circuit diagram of a circuit consisting of input capacitance, No. 6
7 and 7 are graphs showing actual measured values of oscillation frequency and output power when changing the voltage applied to the varactor, which were obtained by prototyping the circuit of the second embodiment in the X band and Ku band, respectively, FIG. 8 is a circuit diagram showing the configuration of a third embodiment in which the present invention is applied to a matching circuit section of a fixed frequency oscillator, and FIG. 9 is a circuit diagram showing the configuration of a fourth embodiment in which a bipolar transistor is used as an active element in the matching circuit section. FIG. 10 is a circuit diagram showing a conventional wideband voltage controlled oscillator. 1.10... Compensation inductor, 2,7... Varactor, 5... Reverse applied voltage input terminal, 6.19... FET, 14.17... Resistor, 15° 16.18...・Inductor, 24...Load resistance, 2
5... Oscillator section, 26... Matching circuit section, 31...
Bipolar transistor, 42...Hyperstep junction varactor. 80...50Ω microstrip line, 82...
Open stub, 83...dielectric resonator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、発振器部と整合回路部を備える広帯域電圧制御発振
器であって、 上記整合回路部は、上記発振器部に後続して複数の受動
素子から成るインピーダンス回路と、上記インピーダン
ス回路に後続する1個以上の能動素子とを含み、 上記インピーダンス回路のインピーダンスと上記能動素
子の入力キャパシタンスとの合成インピーダンスが上記
発振器部の出力インピーダンスと整合していることを特
徴とする広帯域電圧制御発振器。 2、上記の整合回路部の受動素子は、インダクタおよび
抵抗である請求項1記載の広帯域電圧制御発振器。 3、上記の整合回路部の能動素子は1個のトランジスタ
よりなる請求項1または2記載の広帯域電圧制御発振器
。 4、発振器部と整合回路部を備える帯域電圧制御発振器
であって、 上記整合回路部は、上記発振器部に後続するインピーダ
ンス回路と上記インピーダンス回路に後続する1個以上
の能動素子とを含み 上記インピーダンス回路は、T型に接続された3個のイ
ンダクタと上記インダクタを橋絡する橋絡抵抗と終端抵
抗とより成るものであり、上記インピーダンス回路のイ
ンピーダンスと上記能動素子の入力キャパシタンスとの
合成インピーダンスが上記発振器部の出力インピーダン
スと整合していることを特徴とする広帯域電圧制御発振
器。
[Claims] 1. A broadband voltage controlled oscillator comprising an oscillator section and a matching circuit section, wherein the matching circuit section includes an impedance circuit comprising a plurality of passive elements following the oscillator section, and the impedance circuit. and one or more active elements following the impedance circuit, wherein a composite impedance of the impedance of the impedance circuit and the input capacitance of the active element matches the output impedance of the oscillator section. . 2. The broadband voltage controlled oscillator according to claim 1, wherein the passive elements of the matching circuit section are an inductor and a resistor. 3. The wideband voltage controlled oscillator according to claim 1 or 2, wherein the active element of the matching circuit section comprises one transistor. 4. A band voltage controlled oscillator comprising an oscillator section and a matching circuit section, wherein the matching circuit section includes an impedance circuit following the oscillator section and one or more active elements following the impedance circuit. The circuit consists of three inductors connected in a T-shape, a bridging resistor bridging the inductors, and a terminating resistor, and the combined impedance of the impedance of the impedance circuit and the input capacitance of the active element is A wideband voltage controlled oscillator characterized by matching the output impedance of the oscillator section.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000349550A (en) * 1999-06-03 2000-12-15 Mitsubishi Electric Corp Microwave and millimeter wave circuits
JP2012039641A (en) * 2011-09-26 2012-02-23 Fujitsu Ltd Analog circuit

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