JPH0462201B2 - - Google Patents
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- JPH0462201B2 JPH0462201B2 JP58120161A JP12016183A JPH0462201B2 JP H0462201 B2 JPH0462201 B2 JP H0462201B2 JP 58120161 A JP58120161 A JP 58120161A JP 12016183 A JP12016183 A JP 12016183A JP H0462201 B2 JPH0462201 B2 JP H0462201B2
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- transistors
- microstrip lines
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- H03B5/18—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance
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- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は複数個のトランジスタの周囲に配置さ
れ単一の誘電共振器によつて安定化されており、
極超短波周波数範囲で作動する低雑音発振器に係
る。
れ単一の誘電共振器によつて安定化されており、
極超短波周波数範囲で作動する低雑音発振器に係
る。
本発明はマイクロストリツプ及び誘電共振器と
結合して作動するトランジスタを配置した分野に
係る。本発明はバイポーラトランジスタと共に、
例えば1GHz又は2GHzという比較的低い周波数に
適用することができる。但し、本発明は電界効果
トランジスタと結合させて、例えば11GHzから
14GHzという高周波数で適用すれば特に有利であ
る。
結合して作動するトランジスタを配置した分野に
係る。本発明はバイポーラトランジスタと共に、
例えば1GHz又は2GHzという比較的低い周波数に
適用することができる。但し、本発明は電界効果
トランジスタと結合させて、例えば11GHzから
14GHzという高周波数で適用すれば特に有利であ
る。
トランジスタ化された発振器を安定化するため
に誘電共振器、即ち、高次誘電材料で作られたペ
レツトを使用することは、この種の安定化に有利
なものとして公知である。この種の装置は熱安定
レベルを、共振器の材料の特徴を選択することに
よつて調節することを可能ならしめ、更にこの目
的で使用される材料の誘電損失を低減することに
よつて、キヤリヤに近い雑音特性は特に低減され
る。このタイプの発振器の安定化作業は、倍周器
チエーンを用いずに直接発振による純粋周波数を
得ることを可能ならしめる。
に誘電共振器、即ち、高次誘電材料で作られたペ
レツトを使用することは、この種の安定化に有利
なものとして公知である。この種の装置は熱安定
レベルを、共振器の材料の特徴を選択することに
よつて調節することを可能ならしめ、更にこの目
的で使用される材料の誘電損失を低減することに
よつて、キヤリヤに近い雑音特性は特に低減され
る。このタイプの発振器の安定化作業は、倍周器
チエーンを用いずに直接発振による純粋周波数を
得ることを可能ならしめる。
但し、本発明の適用中いくつかの場合には、所
定周波数に於いて単一のトランジスタによつて得
られる電力より大きな電力を持つ電源を備えるこ
とが必要とされる。この場合、電力は非常に安定
しており、且つ発振器から生じる周波数周辺のバ
ツクグランド雑音は、ごく僅かでしかないことが
しばしば必要とされる。
定周波数に於いて単一のトランジスタによつて得
られる電力より大きな電力を持つ電源を備えるこ
とが必要とされる。この場合、電力は非常に安定
しており、且つ発振器から生じる周波数周辺のバ
ツクグランド雑音は、ごく僅かでしかないことが
しばしば必要とされる。
第一の公知の解決法は複数個の発振器を並列接
続し、各々の発振器に少なくともトランジスタ1
つと誘電共振器による安定器1つとを具備すると
いうものである。但し、この場合いずれについて
も同じ雑音レベルを持ち、すべてが同じように発
振器と結合された共振器を得ることは実際上不可
能である。
続し、各々の発振器に少なくともトランジスタ1
つと誘電共振器による安定器1つとを具備すると
いうものである。但し、この場合いずれについて
も同じ雑音レベルを持ち、すべてが同じように発
振器と結合された共振器を得ることは実際上不可
能である。
故に、同じ1つの共振器に対して数個の発振器
を結合し、しかもそのために発振器の送出する電
力に雑音が付加されることがないような結合を可
能ならしめる回路が有利であるのはこのためであ
る。但し、たとえ電力レベルが主たる目的ではな
いとは云え、同一の共振器に結合された能動素子
の数の増加は、発振器のキヤリヤ周囲の雑音に関
しては有利である。
を結合し、しかもそのために発振器の送出する電
力に雑音が付加されることがないような結合を可
能ならしめる回路が有利であるのはこのためであ
る。但し、たとえ電力レベルが主たる目的ではな
いとは云え、同一の共振器に結合された能動素子
の数の増加は、発振器のキヤリヤ周囲の雑音に関
しては有利である。
その第一の理由は、係数Qext、即ち、この係数
は共振器中に周期によつて蓄積されたエネルギと
負荷に与えられる電力との間の比の増加に結びつ
くからである。所定の出力については、単一の共
振器内で更に多くのエネルギを結合することが可
能である。
は共振器中に周期によつて蓄積されたエネルギと
負荷に与えられる電力との間の比の増加に結びつ
くからである。所定の出力については、単一の共
振器内で更に多くのエネルギを結合することが可
能である。
第二の理由は、様々なトランジスタから送出さ
れる極超短波周波数信号は同位相で総合され、従
つて、雑音レベルは相関関係無しに総合される、
即ち、装置の信号対雑音比が改良されるからであ
る。
れる極超短波周波数信号は同位相で総合され、従
つて、雑音レベルは相関関係無しに総合される、
即ち、装置の信号対雑音比が改良されるからであ
る。
本発明に従う低雑音発振器は、同一ケース内に
組込まれており、且つ絶縁基板の周囲に集められ
た複数のトランジスタチツプを結合する。この絶
縁基板は、これらのトランジスタチツプと結合し
たマイクロストリツプを担持している。この絶縁
基板の中央部分には単一の誘電共振器が配置され
ており、更にこれらのマイクロストリツプは、
個々のストリツプの発振器の磁場に対して垂直を
なす長さ方向だけが共振器と結合し、磁場と平行
な部分は影響を受けないようにして、ストリツプ
の一部は共振器と垂直に一部は共振器と平行に設
計されている。
組込まれており、且つ絶縁基板の周囲に集められ
た複数のトランジスタチツプを結合する。この絶
縁基板は、これらのトランジスタチツプと結合し
たマイクロストリツプを担持している。この絶縁
基板の中央部分には単一の誘電共振器が配置され
ており、更にこれらのマイクロストリツプは、
個々のストリツプの発振器の磁場に対して垂直を
なす長さ方向だけが共振器と結合し、磁場と平行
な部分は影響を受けないようにして、ストリツプ
の一部は共振器と垂直に一部は共振器と平行に設
計されている。
更に詳細には、本発明は超高周波範囲で作動
し、絶縁基板に担持されており同調された複数の
マイクロストリツプ線路と、絶縁基板に担持され
絶縁基板よりも小さな寸法を有しており複数のマ
イクロストリツプ線路に結合された単一の誘電共
振器と、複数のマイクロストリツプ線路に結合さ
れており誘電共振器によつて安定化された複数の
トランジスタとを備えており、誘電共振器は絶縁
基板上にセンタリングされており、複数のトラン
ジスタは絶縁基板の周辺部に配置されており、複
数のマイクロストリツプ線路の各々は2つの先端
部分と1つの中心部分とを有するU字形に近い形
状に形成されており、2つの先端部分は絶縁基板
の周辺部から誘電共振器の方へ伸びており、中心
部分は2つの先端部分に交差する方向に伸びてお
り、誘電共振器により生成された磁場が中心部分
の伸びる方向に対してほぼ垂直であり先端部分の
伸びる方向に対してほぼ平行である領域において
中心部分と磁場とが結合されている。
し、絶縁基板に担持されており同調された複数の
マイクロストリツプ線路と、絶縁基板に担持され
絶縁基板よりも小さな寸法を有しており複数のマ
イクロストリツプ線路に結合された単一の誘電共
振器と、複数のマイクロストリツプ線路に結合さ
れており誘電共振器によつて安定化された複数の
トランジスタとを備えており、誘電共振器は絶縁
基板上にセンタリングされており、複数のトラン
ジスタは絶縁基板の周辺部に配置されており、複
数のマイクロストリツプ線路の各々は2つの先端
部分と1つの中心部分とを有するU字形に近い形
状に形成されており、2つの先端部分は絶縁基板
の周辺部から誘電共振器の方へ伸びており、中心
部分は2つの先端部分に交差する方向に伸びてお
り、誘電共振器により生成された磁場が中心部分
の伸びる方向に対してほぼ垂直であり先端部分の
伸びる方向に対してほぼ平行である領域において
中心部分と磁場とが結合されている。
添付図面を参照して、本発明の一実施例につい
て以下に詳しく説明する。
て以下に詳しく説明する。
第1図は誘電共振器によつて安定化されたトラ
ンジスタの電気回路図であつて、特に有利な結果
を与える配置のものである。
ンジスタの電気回路図であつて、特に有利な結果
を与える配置のものである。
この回路は公知の型のものである。同図に示す
トランジスタは電界効果型のものであるが、前述
のように更に低い周波数についてはバイポーラト
ランジスタにも適用できる。
トランジスタは電界効果型のものであるが、前述
のように更に低い周波数についてはバイポーラト
ランジスタにも適用できる。
電界効果型のトランジスタ1は、そのソース、
ゲート及びドレインをそれぞれS、G及びDで示
してあり通例のドレイン方式で接続されており、
従つて、トランジスタ1は電位的に不安定化さ
れ、比較的広い周波数範囲で振動することができ
る。
ゲート及びドレインをそれぞれS、G及びDで示
してあり通例のドレイン方式で接続されており、
従つて、トランジスタ1は電位的に不安定化さ
れ、比較的広い周波数範囲で振動することができ
る。
誘電共振器3はその共振周波数に於いてゲート
線路内に結合面内で非常に高いインピーダンスを
導入し、従つて、マイクロストリツプ線路2に従
つて誘電共振器3の適切な位置決めを行うための
発振条件が出揃うことになる。
線路内に結合面内で非常に高いインピーダンスを
導入し、従つて、マイクロストリツプ線路2に従
つて誘電共振器3の適切な位置決めを行うための
発振条件が出揃うことになる。
発振器の給電はそのゲート側では負電圧−Vか
ら出発して直接電気結線4によつて、又、そのソ
ース側では抵抗R0を介して行われる。給電端子
上に現れるインピーダンスによつて給電が高イン
ピーダンスであることがわかる。
ら出発して直接電気結線4によつて、又、そのソ
ース側では抵抗R0を介して行われる。給電端子
上に現れるインピーダンスによつて給電が高イン
ピーダンスであることがわかる。
同様の変形例では、負電圧は専らソースS側に
印加され、ゲートG側の電気結線4は省略され
て、ゲートGは実己分極によつて適正電位に固定
される。更に、抵抗R2とコンデンサC2とは、マ
イクロストリツプ線路2とアースとの間の結合を
表している。
印加され、ゲートG側の電気結線4は省略され
て、ゲートGは実己分極によつて適正電位に固定
される。更に、抵抗R2とコンデンサC2とは、マ
イクロストリツプ線路2とアースとの間の結合を
表している。
第2図は第1図の回路の変形例であつて、同じ
部品については同じ符号が理解の便のために用い
られている。
部品については同じ符号が理解の便のために用い
られている。
この変形例では、ドレインDがアースに接続さ
れる代りに、ゲートGの第一のマイクロストリツ
プ線路2と同じ誘電共振器3と結合された第二の
マイクロストリツプ線路5に結合されている。
れる代りに、ゲートGの第一のマイクロストリツ
プ線路2と同じ誘電共振器3と結合された第二の
マイクロストリツプ線路5に結合されている。
従つて、共振周波数に於いて更に、もしドレイ
ンDに対するこの誘電共振器3の位置が適性に調
節されていれば、誘電共振器3はドレインDのレ
ベルで選択的短絡を引き起こし、第1図の回路の
場合と同一の、但し、より選択的な方法で発振条
件を生起する。このようにして発振器はより安定
化される。同じ方法で抵抗R1及びコンデンサC1
は、ドレインDの第二のマイクロストリツプ5と
アースとの間の接続を示している。
ンDに対するこの誘電共振器3の位置が適性に調
節されていれば、誘電共振器3はドレインDのレ
ベルで選択的短絡を引き起こし、第1図の回路の
場合と同一の、但し、より選択的な方法で発振条
件を生起する。このようにして発振器はより安定
化される。同じ方法で抵抗R1及びコンデンサC1
は、ドレインDの第二のマイクロストリツプ5と
アースとの間の接続を示している。
第1図及び第2図の2つの場合、発振器の出力
信号は、出力側の符号“0”で示した共通端子上
で採取される。
信号は、出力側の符号“0”で示した共通端子上
で採取される。
既に述べた通り、共通端子“0”上の出力がよ
り大きな発振器を得るためには、この種の基本型
発振器を数個集結することが依然として可能であ
る。但し、誘電共振器は誘電性材料のワツシヤで
あつてこの誘電性材料の誘電係数εは高く、例え
ば30に等しいか又はそれ以上であるから、所定の
周波数、即ち11GHzから14GHzの帯域内に厳密に
一致する特性値を持つこのようなワツシヤを実現
することは困難であるか、あるいは不可能でさえ
ある。
り大きな発振器を得るためには、この種の基本型
発振器を数個集結することが依然として可能であ
る。但し、誘電共振器は誘電性材料のワツシヤで
あつてこの誘電性材料の誘電係数εは高く、例え
ば30に等しいか又はそれ以上であるから、所定の
周波数、即ち11GHzから14GHzの帯域内に厳密に
一致する特性値を持つこのようなワツシヤを実現
することは困難であるか、あるいは不可能でさえ
ある。
従つて、個別に誘電共振器を備えている数個の
局部発振器を付加することによつて出力を増加す
ることができるが、但し、この場合、著しい妨害
雑音が介入してくるであろう。
局部発振器を付加することによつて出力を増加す
ることができるが、但し、この場合、著しい妨害
雑音が介入してくるであろう。
この妨害雑音は、本発明に従う低雑音発振器に
よつて防ぐことができる。この発振器の第一の実
施例で円形のタイプのものを第3図に示す。
よつて防ぐことができる。この発振器の第一の実
施例で円形のタイプのものを第3図に示す。
第3図は第2図の原理図に従つて接続された電
界効果型のトランジスタを数個集結した低雑音発
振器である。
界効果型のトランジスタを数個集結した低雑音発
振器である。
即ち、ゲート及びドレインの両方がマイクロス
トリツプ線路に結合されている。
トリツプ線路に結合されている。
本装置は4つのトランジスタを備えており、但
し、その精度及び形状がいわゆる複数のトランジ
スタを集めた発振器に適用する本発明の範囲を限
定することはない。
し、その精度及び形状がいわゆる複数のトランジ
スタを集めた発振器に適用する本発明の範囲を限
定することはない。
トランジスタチツプ6は、例えばアルミナ製の
円形の誘電基板7の周囲にまとめられている。誘
電基板7は電界効果型のトランジスタチツプ6が
内に配置されるスロツト8を含んでいる。
円形の誘電基板7の周囲にまとめられている。誘
電基板7は電界効果型のトランジスタチツプ6が
内に配置されるスロツト8を含んでいる。
この方法によつて、誘電基板上の上面に付着さ
れたトランジスタチツプとマイクロストリツプ線
路との間の結合接点の接続を容易化することがで
きる。これらの接続は熱溶接金属線によつて行わ
れる。
れたトランジスタチツプとマイクロストリツプ線
路との間の結合接点の接続を容易化することがで
きる。これらの接続は熱溶接金属線によつて行わ
れる。
周波数同調及びインピーダンス整合したマイク
ロストリツプ線路は、誘電基板7の表面に薄層法
又は厚層法によつて付着される。しかし、これら
のマイクロストリツプ線路は、共振器と結合する
必要がある場合はU字形をしており、2つの放射
状部分と、誘電基板7と同心の1つの部分とを含
んでいる。
ロストリツプ線路は、誘電基板7の表面に薄層法
又は厚層法によつて付着される。しかし、これら
のマイクロストリツプ線路は、共振器と結合する
必要がある場合はU字形をしており、2つの放射
状部分と、誘電基板7と同心の1つの部分とを含
んでいる。
従つて、これら3つのマイクロストリツプ線路
は、電界効果型のトランジスタの各々に対して形
成される。
は、電界効果型のトランジスタの各々に対して形
成される。
マイクロストリツプ線路9は第3図の場合は、
トランジスタチツプ6のゲートG接点に金属線で
結合されている。このマイクロストリツプ線路9
はU字形をしており、円形基板と同軸のその中央
部分である結合帯域10のみが誘電共振器15に
結合される。
トランジスタチツプ6のゲートG接点に金属線で
結合されている。このマイクロストリツプ線路9
はU字形をしており、円形基板と同軸のその中央
部分である結合帯域10のみが誘電共振器15に
結合される。
同様にマイクロストリツプ線路11は、金属線
によつて同じトランジスタチツプ6のドレインD
接点に結合され、その中央部分である結合帯域1
2のみが誘電共振器15に結合される。
によつて同じトランジスタチツプ6のドレインD
接点に結合され、その中央部分である結合帯域1
2のみが誘電共振器15に結合される。
最後に、トランジスタチツプ6のソースS接点
に結合されたマイクロストリツプ線路13は完全
に放射状である。故に、このマイクロストリツプ
線路13は、誘電共振器15に結合されず、中央
同軸14によつて出力として機能する。
に結合されたマイクロストリツプ線路13は完全
に放射状である。故に、このマイクロストリツプ
線路13は、誘電共振器15に結合されず、中央
同軸14によつて出力として機能する。
点線で示した円は誘電基板の平面に付いた誘電
共振器15の外郭線痕跡を表す。この誘電共振器
15は装置の上に配置されている。
共振器15の外郭線痕跡を表す。この誘電共振器
15は装置の上に配置されている。
マイクロストリツプ線路が放射状部分と、誘電
基板に対して、又同時に誘電共振器15に対して
同心を成す部分とから構成されている配置法は、
基礎論としてマイクロストリツプ線路の円形部
分、即ち、誘電共振器に対して同心を成すものと
して先に説明した部分だけが誘電共振器の磁場に
結合するという事実と関連する。放射状部分はす
べて相互連結がなく、共振器のような伝播は不在
であつた。
基板に対して、又同時に誘電共振器15に対して
同心を成す部分とから構成されている配置法は、
基礎論としてマイクロストリツプ線路の円形部
分、即ち、誘電共振器に対して同心を成すものと
して先に説明した部分だけが誘電共振器の磁場に
結合するという事実と関連する。放射状部分はす
べて相互連結がなく、共振器のような伝播は不在
であつた。
従つて、トランジスタに対して適切な距離、即
ちλ/4(λはマイクロストリツプ線路上の伝播
波長)を配して結合帯域が分散される。故に、こ
の距離λ/4はトランジスタの結合接点、例えば
ゲートから誘電共振器と結合するマイクロストリ
ツプ線路部分の中心までの距離である。
ちλ/4(λはマイクロストリツプ線路上の伝播
波長)を配して結合帯域が分散される。故に、こ
の距離λ/4はトランジスタの結合接点、例えば
ゲートから誘電共振器と結合するマイクロストリ
ツプ線路部分の中心までの距離である。
第3図に示す実施例では、ゲートGとドレイン
Dとが同一の誘電体上に結合されており、誘電基
板7の直径は既定されており、マイクロストリツ
プ線路の全長λ/2も同じく作動周波数によつて
与えられているから、第3図に斜線で示された結
合帯域10及び12は、誘電共振器15の半径を
下廻わる中心距離を持ち、誘電共振器15の磁場
とマイクロストリツプ線路9及び11の結合帯域
10及び12との間の結合を最適化することを目
指している。その詳細については、後に第5図に
関する説明に加えて行う。
Dとが同一の誘電体上に結合されており、誘電基
板7の直径は既定されており、マイクロストリツ
プ線路の全長λ/2も同じく作動周波数によつて
与えられているから、第3図に斜線で示された結
合帯域10及び12は、誘電共振器15の半径を
下廻わる中心距離を持ち、誘電共振器15の磁場
とマイクロストリツプ線路9及び11の結合帯域
10及び12との間の結合を最適化することを目
指している。その詳細については、後に第5図に
関する説明に加えて行う。
更に、誘電共振器15は発振器の効率を最適化
する共振条件下に置かれ、TE01〓の呼称で当業者
に公知の方式に従つて作動する。
する共振条件下に置かれ、TE01〓の呼称で当業者
に公知の方式に従つて作動する。
他方で第2図に対応して第3図に示した実施例
では、ソースSを負電圧にするよりむしろドレイ
ンDに正電圧を供給するという有利な解決法が採
用された。正電圧の供給は負電圧をかける場合よ
りはるかに実施し易いことは自明だからである。
ゲートGは直流用アースに電気的に接続され、ソ
ースSは抵抗R0によつて自己分極される。
では、ソースSを負電圧にするよりむしろドレイ
ンDに正電圧を供給するという有利な解決法が採
用された。正電圧の供給は負電圧をかける場合よ
りはるかに実施し易いことは自明だからである。
ゲートGは直流用アースに電気的に接続され、ソ
ースSは抵抗R0によつて自己分極される。
本発明に従う発振の一変形例は、第1図の原理
図に一致する回路図を容易に得るこことを可能な
らしめる。例えば、もしマイクロストリツプ線路
によつて単一の誘電共振器にドレインDを結合し
たくない場合は、出力のマイクロストリツプ線路
11は放射形断面を含まず、アースのため又はこ
の場合であれば正電圧印加のために誘電基板の周
縁に直接達する。
図に一致する回路図を容易に得るこことを可能な
らしめる。例えば、もしマイクロストリツプ線路
によつて単一の誘電共振器にドレインDを結合し
たくない場合は、出力のマイクロストリツプ線路
11は放射形断面を含まず、アースのため又はこ
の場合であれば正電圧印加のために誘電基板の周
縁に直接達する。
マイクロストリツプ線路9,11及び13は、
本発明の複数のマイクロストリツプ線路の一実施
例である。誘電共振器15は本発明の誘電共振器
の一実施例である。44つのトランジスタチツプ6
は本発明の複数のトランジスタの一実施例であ
る。マイクロストリツプ線路9及び11の放射状
部分はそれぞれ、本発明の複数のマイクロストリ
ツプ線路の各々の2つの先端部分の一実施例であ
る。結合帯域10及び12はそれぞれ、本発明の
複数のマイクロストリツプ線路の各々の1つの中
心部分の一実施例である。
本発明の複数のマイクロストリツプ線路の一実施
例である。誘電共振器15は本発明の誘電共振器
の一実施例である。44つのトランジスタチツプ6
は本発明の複数のトランジスタの一実施例であ
る。マイクロストリツプ線路9及び11の放射状
部分はそれぞれ、本発明の複数のマイクロストリ
ツプ線路の各々の2つの先端部分の一実施例であ
る。結合帯域10及び12はそれぞれ、本発明の
複数のマイクロストリツプ線路の各々の1つの中
心部分の一実施例である。
第4図は本発明に従う低雑音発振器の断面を表
しており、構造のより詳しい理解を可能ならしめ
るであろう。
しており、構造のより詳しい理解を可能ならしめ
るであろう。
この発振器は金属ベース16上に形成されてお
り、この金属ベース16は点線で示したカバー1
8で閉じられた被覆ケースの底板としても機能し
ている。被覆ケースの底板として機能する金属ベ
ース16とカバー18との間のカプセル封じの問
題は本発明の範囲外であり、必要に応じてセラミ
ツクを選ぶか金属を選ぶかは当業者の意向によ
る。
り、この金属ベース16は点線で示したカバー1
8で閉じられた被覆ケースの底板としても機能し
ている。被覆ケースの底板として機能する金属ベ
ース16とカバー18との間のカプセル封じの問
題は本発明の範囲外であり、必要に応じてセラミ
ツクを選ぶか金属を選ぶかは当業者の意向によ
る。
金属ベース16の底部は封入された超高周波装
置のためのアース平面として役立ち、そしてこの
場合、この金属ベース16の中心には、出力同軸
ケーブル14を通すためのオリフイス17が穿孔
されている。この被覆ケースの底板として機能す
る金属ベース16には誘電基板7が配置されてお
り、選定した断面によれば、2つのトランジスタ
チツプ6が見分けられる。上面即ち誘電基板7の
自由面はマイクロストリツプ線路、特にトランジ
スタチツプ6のゲートGのマイクロストリツプ線
路9及びトランジスタの結合帯域10を担持して
いる。
置のためのアース平面として役立ち、そしてこの
場合、この金属ベース16の中心には、出力同軸
ケーブル14を通すためのオリフイス17が穿孔
されている。この被覆ケースの底板として機能す
る金属ベース16には誘電基板7が配置されてお
り、選定した断面によれば、2つのトランジスタ
チツプ6が見分けられる。上面即ち誘電基板7の
自由面はマイクロストリツプ線路、特にトランジ
スタチツプ6のゲートGのマイクロストリツプ線
路9及びトランジスタの結合帯域10を担持して
いる。
誘電共振器15はマイクロストリツプ線路全体
の上側に配置されており、基板及び出力同軸ケー
ブル14を中心に取つている。但し、この誘電共
振器15は0.5mmに等しいか、それ以下の厚さの
粗調整部材19に担持されており、粗調整部材1
9は小さな誘電係数ε≦9の材料で作られており
発振器の効率と結合を最適化するためのものであ
る。
の上側に配置されており、基板及び出力同軸ケー
ブル14を中心に取つている。但し、この誘電共
振器15は0.5mmに等しいか、それ以下の厚さの
粗調整部材19に担持されており、粗調整部材1
9は小さな誘電係数ε≦9の材料で作られており
発振器の効率と結合を最適化するためのものであ
る。
このため、この粗調整部材19は厚さの調節が
可能で、発振器に対して最適結合を与える厚さを
得るまで切削又は研磨される。
可能で、発振器に対して最適結合を与える厚さを
得るまで切削又は研磨される。
第5図はマイクロストリツプ線路の結合帯域1
0と誘電共振器15との結合を説明する拡大詳細
図である。
0と誘電共振器15との結合を説明する拡大詳細
図である。
誘電共振器15から発する磁場H→は、誘電共振
器15の下面とマイクロストリツプ線路の上面と
の間に差“e”を生じる粗調製部材19によつて
同調されたマイクロストリツプ線路の結合帯域1
0内で最適である。本発明に従う低雑音発振器は
粗調整部材19無しでも機能するが、同調及び最
適化の質は劣るであろう。
器15の下面とマイクロストリツプ線路の上面と
の間に差“e”を生じる粗調製部材19によつて
同調されたマイクロストリツプ線路の結合帯域1
0内で最適である。本発明に従う低雑音発振器は
粗調整部材19無しでも機能するが、同調及び最
適化の質は劣るであろう。
第6図は本発明に従う低雑音発振器の第3図の
タイプの変形例である。
タイプの変形例である。
第3図の低雑音発振器は、同軸ケーブルを介し
てケースと結合した中央出力を含んでいた。第6
図の低雑音発振器は、装置の他のマイクロストリ
ツプ線路と同一平面内に誘電基板7によつて支持
されたマイクロストリツプ線路20を介する共面
出力を含んでいる。
てケースと結合した中央出力を含んでいた。第6
図の低雑音発振器は、装置の他のマイクロストリ
ツプ線路と同一平面内に誘電基板7によつて支持
されたマイクロストリツプ線路20を介する共面
出力を含んでいる。
勿論、第6図の装置は、第3図の装置からこれ
らの装置の間に可能な範囲で誘電基板7によつて
担持されたトランジスタとそのマイクロストリツ
プ線路とを押しつめ、発振器のトランジスタのゲ
ート及びドレインの2つのマイクロストリツプ線
路間に出力のマイクロストリツプ線路20を通す
ことによつて直接に製作することができる。
らの装置の間に可能な範囲で誘電基板7によつて
担持されたトランジスタとそのマイクロストリツ
プ線路とを押しつめ、発振器のトランジスタのゲ
ート及びドレインの2つのマイクロストリツプ線
路間に出力のマイクロストリツプ線路20を通す
ことによつて直接に製作することができる。
第7図は本発明の低雑音発振器の長方形タイプ
を表す。但し、発振器の形状は正方形であつても
よい。
を表す。但し、発振器の形状は正方形であつても
よい。
この種の装置の機能は円形タイプに関して説明
した通りである。但し、このような線形配置及び
長方形ケースの採用が有利であろう。
した通りである。但し、このような線形配置及び
長方形ケースの採用が有利であろう。
このタイプは単純化した型であるとはいえ、や
はり長方形の誘電基板7の周縁のスロツト8内に
トランジスタチツプ6が集結されていることが、
同図から理解される。長方形の単一の誘電共振器
15は点線で表されている。マイクロストリツプ
9,11及び13は、もはや放射状又は同心形で
はなく、誘電共振器15の周縁に対して垂直又は
平行である。
はり長方形の誘電基板7の周縁のスロツト8内に
トランジスタチツプ6が集結されていることが、
同図から理解される。長方形の単一の誘電共振器
15は点線で表されている。マイクロストリツプ
9,11及び13は、もはや放射状又は同心形で
はなく、誘電共振器15の周縁に対して垂直又は
平行である。
マイクロストリツプ線路20より成る共面出力
はこの第7図に示されており、但し、同軸ケーブ
ルによる中央出力は本発明の範囲に属する。
はこの第7図に示されており、但し、同軸ケーブ
ルによる中央出力は本発明の範囲に属する。
第7図の長方形構造は、特にモノリシツクチツ
プ上に発振器を集積化するのに適しており、絶縁
基板はこの場合、ドーピング法によつて絶縁化さ
れた半導体のチツプである。
プ上に発振器を集積化するのに適しており、絶縁
基板はこの場合、ドーピング法によつて絶縁化さ
れた半導体のチツプである。
この場合、発振器はケースを除いて、単一の発
振器と絶縁性モノリシツクチツプとから成つてお
り、このチツプの周縁に公知の方法、例えば拡
散、注入、等々によつてトランジスタが製作さ
れ、更にチツプの表面には同調したマイクロスト
リツプ線路が付着されている。この場合、出力は
好ましくは共面マイクロストリツプ線路で構成さ
れる。
振器と絶縁性モノリシツクチツプとから成つてお
り、このチツプの周縁に公知の方法、例えば拡
散、注入、等々によつてトランジスタが製作さ
れ、更にチツプの表面には同調したマイクロスト
リツプ線路が付着されている。この場合、出力は
好ましくは共面マイクロストリツプ線路で構成さ
れる。
このようなモノリシツク型の集積回路は、30G
Hz程度の高い周波数に対して有利である。理由は
このようなマイクロストリツプ線路によれば、1
辺が数ミリメートル(約2mm)のチツプの打抜き
加工と両立する寸法の装置が可能だからである。
この周波数で数個の電界効果型のトランジスタを
結合することは、これらのトランジスタの出力が
小さいことも加えて一層適切であることが認めら
れる。例えば、本発明に従う低雑音発振器は、
11GHzに於いて100ミリワツトを提供する。
Hz程度の高い周波数に対して有利である。理由は
このようなマイクロストリツプ線路によれば、1
辺が数ミリメートル(約2mm)のチツプの打抜き
加工と両立する寸法の装置が可能だからである。
この周波数で数個の電界効果型のトランジスタを
結合することは、これらのトランジスタの出力が
小さいことも加えて一層適切であることが認めら
れる。例えば、本発明に従う低雑音発振器は、
11GHzに於いて100ミリワツトを提供する。
更に、トランジスタのタイプの変更、又は本明
細書に挙げた材料の変更は、発明の範囲に包含さ
れる。本発明は単一の誘電共振器上に複数のトラ
ンジスタを結合することを主たる目的としてお
り、その詳細は特許請求の範囲に示す通りであ
る。
細書に挙げた材料の変更は、発明の範囲に包含さ
れる。本発明は単一の誘電共振器上に複数のトラ
ンジスタを結合することを主たる目的としてお
り、その詳細は特許請求の範囲に示す通りであ
る。
以上説明したように、本発明は、絶縁基板に担
持されており同調された複数のマイクロストリツ
プ線路と、絶縁基板に担持され絶縁基板よりも小
さな寸法を有しており複数のマイクロストリツプ
線路に結合された単一の誘電共振器と、複数のマ
イクロストリツプ線路に結合されており誘電共振
器によつて安定化された複数のトランジスタとを
備えており、誘電共振器は絶縁基板上にセンタリ
ングされており、複数のトランジスタは絶縁基板
の周辺部に配置されており、複数のマイクロスト
リツプ線路の各々は2つの先端部分と1つの中心
部分とを有するU字形に近い形状に形成されてお
り、2つの先端部分は絶縁基板の周辺部から誘電
共振器の方へ伸びており、中心部分は2つの先端
部分に交差する方向に伸びており、誘電共振器に
より生成された磁場が中心部分の伸びる方向に対
してほぼ垂直であり先端部分の伸びる方向に対し
てほぼ平行である領域において中心部分と磁場と
が結合されているので、従つて、単一の誘電共振
器に複数のトランジスタが結合されているため強
力な出力が得られるだけでなく、複数のトランジ
スタの各々は、単一の誘電共振器の磁場とその中
心部分のみが結合しているマイクロストリツプ線
路を介して、絶縁基板の周辺部において誘電共振
器と離れて結合されているため、そのような強力
な出力がバツクグランド雑音の影響を受けずに安
定して得られるのである。
持されており同調された複数のマイクロストリツ
プ線路と、絶縁基板に担持され絶縁基板よりも小
さな寸法を有しており複数のマイクロストリツプ
線路に結合された単一の誘電共振器と、複数のマ
イクロストリツプ線路に結合されており誘電共振
器によつて安定化された複数のトランジスタとを
備えており、誘電共振器は絶縁基板上にセンタリ
ングされており、複数のトランジスタは絶縁基板
の周辺部に配置されており、複数のマイクロスト
リツプ線路の各々は2つの先端部分と1つの中心
部分とを有するU字形に近い形状に形成されてお
り、2つの先端部分は絶縁基板の周辺部から誘電
共振器の方へ伸びており、中心部分は2つの先端
部分に交差する方向に伸びており、誘電共振器に
より生成された磁場が中心部分の伸びる方向に対
してほぼ垂直であり先端部分の伸びる方向に対し
てほぼ平行である領域において中心部分と磁場と
が結合されているので、従つて、単一の誘電共振
器に複数のトランジスタが結合されているため強
力な出力が得られるだけでなく、複数のトランジ
スタの各々は、単一の誘電共振器の磁場とその中
心部分のみが結合しているマイクロストリツプ線
路を介して、絶縁基板の周辺部において誘電共振
器と離れて結合されているため、そのような強力
な出力がバツクグランド雑音の影響を受けずに安
定して得られるのである。
第1図は先行技術に従う誘電共振器によつて安
定化されたトランジスタの電気回路図、第2図は
その変形例の同じく電気回路図、第3図は本発明
に従う円形状の低雑音発振器の平面図、第4図は
第3図の円形状低雑音発振器の断面図、第5図は
本発明の低雑音発振器内の粗調整部材の効果を説
明するための詳細図、第6図は第3図の低雑音発
振器の変形例であつてマイクロストリツプタイプ
の共面出力を有する低雑音発振器の同じく平面
図、及び第7図は長方形の低雑音発振器の平面図
である。 6……トランジスタチツプ、7……誘電基板、
8……スロツト、9,11,13,20……マイ
クロストリツプ線路、10,12……結合帯域、
14……中央同軸、15……誘電共振器、16…
…金属ベース、17……オリフイス、18……カ
バー、19……粗調整部材、R0〜R2……抵抗器、
C1,C2……コンデンサ。
定化されたトランジスタの電気回路図、第2図は
その変形例の同じく電気回路図、第3図は本発明
に従う円形状の低雑音発振器の平面図、第4図は
第3図の円形状低雑音発振器の断面図、第5図は
本発明の低雑音発振器内の粗調整部材の効果を説
明するための詳細図、第6図は第3図の低雑音発
振器の変形例であつてマイクロストリツプタイプ
の共面出力を有する低雑音発振器の同じく平面
図、及び第7図は長方形の低雑音発振器の平面図
である。 6……トランジスタチツプ、7……誘電基板、
8……スロツト、9,11,13,20……マイ
クロストリツプ線路、10,12……結合帯域、
14……中央同軸、15……誘電共振器、16…
…金属ベース、17……オリフイス、18……カ
バー、19……粗調整部材、R0〜R2……抵抗器、
C1,C2……コンデンサ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 絶縁基板に担持されており同調された複数の
マイクロストリツプ線路と、前記絶縁基板に担持
され該絶縁基板よりも小さな寸法を有しており前
記複数のマイクロストリツプ線路に結合された単
一の誘電共振器と、前記複数のマイクロストリツ
プ線路に結合されており前記誘電共振器によつて
安定化された複数のトランジスタとを備えてお
り、前記誘電共振器は前記絶縁基板上にセンタリ
ングされており、前記複数のトランジスタは前記
絶縁基板の周辺部に配置されており、前記複数の
マイクロストリツプ線路の各々は2つの先端部分
と1つの中心部分とを有するU字形に近い形状に
形成されており、前記2つの先端部分は前記絶縁
基板の周辺部から前記誘電共振器の方へ伸びてお
り、前記中心部分は前記2つの先端部分に交差す
る方向に伸びており、前記誘電共振器により生成
された磁場が前記中心部分の伸びる方向に対して
ほぼ垂直であり前記先端部分の伸びる方向に対し
てほぼ平行である領域において前記中心部分と前
記磁場とが結合されていることを特徴とする極超
短波周波数範囲で作動する低雑音発振器。 2 前記複数のトランジスタが電界効果トランジ
スタであり、該複数のトランジスタは前記単一の
誘電共振器に結合された前記複数のマイクロスト
リツプ線路によつて前記複数のトランジスタのゲ
ート電極で安定化されるように構成されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の低
雑音発振器。 3 前記複数のトランジスタが前記単一の誘電共
振器に結合された前記複数のマイクロストリツプ
線路によつて前記複数のトランジスタのドレイン
電極で安定化されるように構成されていることを
特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の低雑音
発振器。 4 前記絶縁基板が円形であり、前記単一の誘電
共振器が同様に円形であり、前記複数のマイクロ
ストリツプ線路の前記先端部分が放射状であり、
前記単一の誘電共振器に結合された前記複数のマ
イクロストリツプ線路の前記中心部分が該誘電共
振器の直径を下廻わる直径を有する円形状に配置
されていることを特徴とする特許請求の範囲第1
項に記載の低雑音発振器。 5 前記絶縁基板が長方形であり、前記単一の誘
電共振器が同様に長方形であり、前記複数のマイ
クロストリツプ線路の前記先端部分が前記絶縁基
板の端部に対して垂直であり、前記単一の誘電共
振器に結合された前記複数のマイクロストリツプ
線路の前記中心部分が前記絶縁基板及び前記誘電
共振器の端部に対して平行であることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項に記載の低雑音発振器。 6 前記絶縁基板が平面形であり、該絶縁基板が
該絶縁基板の周辺部にスロツトを有しており、該
スロツト内に前記複数のトランジスタのチツプが
位置決めされており、前記スロツトの端部から発
する前記複数のマイクロストリツプ線路が前記複
数のトランジスタと同一平面上にあることを特徴
とする特許請求の範囲第1項に記載の低雑音発振
器。 7 前記複数のトランジスタの各々のソースで前
記複数のマイクロストリツプ線路を介して取出さ
れた当該発振器の出力信号が前記絶縁基板の面に
対して垂直な同軸線路によつて該絶縁基板の中央
に付与されるように構成されていることを特徴と
する特許請求の範囲第6項に記載の低雑音発振
器。 8 前記複数のトランジスタの各々のソースで前
記複数のマイクロストリツプ線路を介して取出さ
れた当該発振器の出力信号が前記絶縁基板の面と
同一面にあるインピーダンス整合された線路及び
前記複数のマイクロストリツプ線路によつて前記
先端基板の端部に付与されるように構成されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第6項に記載
の低雑音発振器。 9 誘電係数が小さく(ε≦9)厚さを調節可能
な誘電体材料の部材が前記複数のマイクロストリ
ツプ線路と前記誘電共振器との間の結合を最適化
し且つ当該発振器の効率を向上させることを目指
して前記誘電共振器と前記複数のマイクロストリ
ツプ線路の前記中心部分との間に配置されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項から第8
項のいずれかに記載の低雑音発振器。 10 前記複数のトランジスタ、前記複数のマイ
クロストリツプ線路及び前記絶縁基板がモノリシ
ツクであり、前記複数のトランジスタがドーピン
グ法によつて絶縁化された半導体材料の基板内に
形成されており、前記複数のマイクロストリツプ
線路が前記基板上に付着されていることを特徴と
する特許請求の範囲第1項に記載の低雑音発振
器。 11 前記複数のマイクロストリツプ線路に対し
てアース平面として役立つ金属底板を有するカプ
セル封入ケース内に当該発振器が取付けられてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項から第
9項のいずれかに記載の低雑音発振器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8211659A FR2529725B1 (fr) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | Oscillateur a faible bruit, fonctionnant dans la gamme des hyperfrequences |
| FR8211659 | 1982-07-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5922405A JPS5922405A (ja) | 1984-02-04 |
| JPH0462201B2 true JPH0462201B2 (ja) | 1992-10-05 |
Family
ID=9275638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58120161A Granted JPS5922405A (ja) | 1982-07-02 | 1983-07-01 | 極超短波周波数範囲で作動する低雑音発振器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4567449A (ja) |
| EP (1) | EP0099779B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5922405A (ja) |
| DE (1) | DE3371020D1 (ja) |
| FR (1) | FR2529725B1 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6225503A (ja) * | 1985-07-26 | 1987-02-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 信号エンフアシス装置 |
| US4733199A (en) * | 1985-12-16 | 1988-03-22 | Avantek, Inc. | Multi-frequency dielectric resonator oscillator using parallel feedback |
| IT8622037V0 (it) * | 1986-05-30 | 1986-05-30 | Sebastiano Nicotra | Oscillatore a microonde a risuonatore dielettrico. |
| US5373263A (en) * | 1993-03-22 | 1994-12-13 | The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration | Transverse mode electron beam microwave generator |
| US6107892A (en) * | 1998-12-23 | 2000-08-22 | At&T Corp. | Method for reduction of phase noise in microwave voltage-controlled oscillators |
| US7049903B2 (en) | 2002-03-07 | 2006-05-23 | Cyoptics (Israel) Ltd. | Transition from a coaxial transmission line to a printed circuit transmission line |
| US6842084B2 (en) | 2002-03-07 | 2005-01-11 | Dov Herstein | Transition from a coaxial transmission line to a printed circuit transmission line |
| US7276981B2 (en) * | 2005-09-27 | 2007-10-02 | Northrop Grumman Corporation | 3D MMIC VCO and methods of making the same |
| DE102006017188A1 (de) * | 2006-04-12 | 2007-10-18 | Atmel Duisburg Gmbh | Integrierte differenzielle Oszillatorschaltung |
| RU2400009C1 (ru) * | 2009-07-06 | 2010-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток") | Стабилизированный полупроводниковый свч генератор с частотной модуляцией выходного сигнала |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3444480A (en) * | 1967-08-09 | 1969-05-13 | Hewlett Packard Co | High frequency oscillator employing a transmission line having an electrically adjustable section of ground plane |
| US3662285A (en) * | 1970-12-01 | 1972-05-09 | Sperry Rand Corp | Microwave transducer and coupling network |
| FR2376554A1 (fr) * | 1976-12-31 | 1978-07-28 | Thomson Csf | Oscillateur hyperfrequence a diodes et resonateur dielectrique |
| US4079341A (en) * | 1977-03-01 | 1978-03-14 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Microwave oscillator having feedback coupled through a dielectric resonator |
| JPS54181852U (ja) * | 1978-06-14 | 1979-12-22 | ||
| JPS6033009B2 (ja) * | 1978-12-29 | 1985-07-31 | 三菱電機株式会社 | マイクロ波発振装置 |
| JPS56106430A (en) * | 1980-01-28 | 1981-08-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Oscillating circuit |
-
1982
- 1982-07-02 FR FR8211659A patent/FR2529725B1/fr not_active Expired
-
1983
- 1983-06-21 EP EP83401288A patent/EP0099779B1/fr not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| FR2529725A1 (fr) | 1984-01-06 |
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| EP0099779A1 (fr) | 1984-02-01 |
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