JPH05275925A

JPH05275925A - 電圧制御発振器

Info

Publication number: JPH05275925A
Application number: JP10226692A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Kakegawa; 栄一掛川; Hideyuki Uchida; 秀之内田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1992-03-27
Publication date: 1993-10-22

Abstract

(57)【要約】【目的】小型化を図るとともに、信号純度(C/N) を良
くする。【構成】複数の電子部品21が実装され高周波回路を形
成している誘電体基板２と、ストリップライン４を内蔵
している高誘電率材料からなる基板３とを積層する。ス
トリップライン４と前記高周波回路とを接続して構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電圧制御発振器に関し、
更に詳述すれば移動体通信機の局部発振器に適した電圧
制御発振器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近は、携帯電話、自動車電話等の様々
な移動体通信機が普及されている。この移動体通信機に
は局部発振器として電圧制御発振器が搭載されている。
図４は同軸型誘電体共振器を用いている従来の電圧制御
発振器の上面斜視図である。アルミナ基板13の上面に
は、トランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサ等の
電子部品21,21 …及び同軸型誘電体共振器12が導電体か
らなる回路パターン20上に実装されており、それらによ
り高周波回路が形成されている。アルミナ基板13の下面
には、この電圧制御発振器を回路基板（図示せず）に取
付けるための図示しない端子電極が形成されている。こ
の端子電極はスルーホール20a,20aにより、アルミナ基
板13の上面に形成されている回路パターン20の所定位置
と接続されている。同軸型誘電体共振器12は比誘電率80
程度の誘電体材料を使用した３mm角程度の直方体であ
り、そのため広い取付面積を必要とし、またその高さが
高い。しかし共振周波数のＱが高く、電圧制御発振器の
信号純度(C/N) が優れているという利点がある。

【０００３】図５はストリップライン共振器を用いてい
る従来の電圧制御発振器の分解上面斜視図である。この
電圧制御発振器は同寸同形状に形成された第１基板14と
第２基板15と第３基板16と第４基板17とを積層して構成
される。第１基板14上には、トランジスタ、ダイオー
ド、抵抗、コンデンサ等からなる電子部品（図示せず）
が実装されて高周波回路が形成され、また共振用コンデ
ンサＣが実装されている。共振用コンデンサＣの各端子
はスルーホール14a,14b と各別に接続されている。第２
基板15には、第１基板14に形成されたスルーホール14a,
14b と対向する位置にスルーホール15a,15b が形成され
ている。第２基板15の上面にはスルーホール15a,15b を
含まない部分全面に導電体からなる接地電極15c が形成
されている。第３基板16の上にはＵ字状のストリップラ
イン19が形成されており、ストリップライン19の端部19
a,19b はスルーホール15a,15b と各別に対向するように
形成されている。第４基板17の上面には導電体からなる
接地電極17a が形成されている。第４基板17の下面には
電圧制御発振器を図示しない回路基板に取付けるための
端子電極（図示せず）が形成されている。

【０００４】第１基板から第４基板までの４つの基板を
積層することにより、スルーホール15a,15b 及び14a,14
b が接続され、ストリップライン19の端部19a,19b 間に
共振用コンデンサＣが介装されてストリップライン共振
器が構成される。またストリップライン19及び第４基板
17の下面は、接地電極15c と17a により高周波的に電磁
遮蔽される。更に第４基板17の下面に形成している図示
しない端子電極が各基板に形成している図示しないスル
ーホールにより第１基板14に形成されている図示しない
高周波回路と接続される。

【０００５】ところで、λ/4型共振器をストリップライ
ンのみを用いて構成した場合、例えば共振周波数を１GH
z とすると、通常使用される多層セラミック基板の比誘
電率ε_rを６としても、波長が短縮された1/4 波長は
(λ/4) ／√ε_r≒30.6mmとなってかなり長く、小さい
基板の内部に長いストリップラインを形成するのは難し
い。そのため、図６に示すようにストリップライン19に
並列に共振用コンデンサＣを接続し、その分ストリップ
ライン19の長さを短くしたストリップライン共振器が用
いられている。このストリップライン共振器を用いた電
圧制御発振器は、同軸誘電体共振器を用いないため、セ
ラミック多層基板の各層基板の厚さを薄くすれば小型化
できるという利点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述した
同軸型誘電体共振器を用いている電圧制御発振器は、セ
ラミック基板上に同軸型誘電体共振器を取付けるため、
広い取付面積と取付高さを必要とし、電圧制御発振器の
小型化が困難であるという課題があった。また、ストリ
ップライン共振器を用いた電圧制御発振器は、ストリッ
プラインの長さを短くするために共振用コンデンサを使
用する必要があり、共振器のＱが下がり、電圧制御発振
器の信号純度（C/N)が悪化するという問題がある。本発
明は斯かる問題に鑑み、小型で、信号純度が良い電圧制
御発振器を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る電圧制御発
振器は、電子部品が実装された第１基板と、ストリップ
ラインを内蔵し比誘電率が30以上の高誘電率材料からな
る第２基板とを積層していることを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明にあっては、高誘電率材料の第２基板を
用いるので、ストリップラインの長さを短くすることが
できる。例えば鉛系ガラスセラミックからなる高誘電率
セラミック基板を用いると、比誘電率ε_rが30の場合、
１GHz の共振周波数におけるλ/4共振器の長さは、 (λ
/4) ／√ε_r＝13.7mmとなり、低誘電率のセラミック基
板を用いた場合より大幅に短くなる。よって、比誘電率
が30以上の高誘電率セラミック基板を用いれば、電圧制
御発振器が小型になる。さらに、共振用コンデンサＣが
ないので、共振器のＱが下がって電圧制御発振器の信号
純度（C/N)が悪化するということもない。

【０００９】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面により詳
述する。図１は本発明に係る電圧制御発振器の分解上面
斜視図であり、図２は図１に示した電圧制御発振器の断
面図である。金属キャップ１は下面側が開口して形成さ
れており、誘電体基板２の上面全体を覆って誘電体基板
２に取付け得るようになっている。誘電体基板２及び高
誘電率セラミック基板３は同寸同形状に形成されてい
る。誘電体基板２の上面には、導電体からなる回路パタ
ーン20,20 …が形成されており、それらの回路パターン
20,20 …に、トランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデ
ンサ等の電子部品21,21 …が実装されて、高周波回路が
形成されている。

【００１０】誘電体基板２の回路パターン20,20 …の所
定位置にはスルーホール2a,2b,2c,2d が形成されてい
る。高誘電率セラミック基板３は、例えば鉛系ガラスセ
ラミックスからなっており、その内部にはストリップラ
イン４が形成されている。高誘電率セラミック基板３に
は、誘電体基板２に形成したスルーホール2a,2b,2cと対
向する位置にスルーホール7a,7b,7cが形成されており、
またストリップライン４の一端側および他端側と対向す
る位置にスルーホール５及び６が形成され、スルーホー
ル６は誘電体基板２に形成したスルーホール2dと接続さ
れている。

【００１１】高誘電率セラミック基板３の一側長辺側に
おけるスルーホール7aと7bとの間に、スルーホール8a,8
b,8cが適長離隔して同一線上に形成されている。高誘電
率セラミック基板３の上面にはスルーホール６,7a,7b,7
c を含まない部分全面に導電層からなる接地電極30が形
成されている。ストリップライン４の一端側はスルーホ
ール５により接地電極30と接続されている。図３は高誘
電率セラミック基板３の下面図である。３つの隅部には
図示しない回路基板と接続するための端子電極11a,11b,
11c が形成され、残りの１つの隅部には接地電極9c（図
１には図示せず）が形成されており、この接地電極9cと
端子電極11c との間には２つの接地電極9d,9e(図１には
図示せず）が適長離隔して同一線上に形成されている。
端子電極11a と11b との間には、２つの接地電極9a,9b
が適長離隔して同一線上に形成されており、端子電極11
a 、接地電極9a,9b 、端子電極11b の各相互間には前述
したスルーホール8a,8b,8cが位置している。端子電極11
a,11b,11c には前述したスルーホール7a,7b,7cが各別に
接続されている。高誘電率セラミック基板３の下面に
は、端子電極11a,11b,11c 及び端子電極11a,11b,11c の
外側端縁に沿って所定幅を縁取りした部分を含まない全
面に導電層からなる接地電極９を形成している。

【００１２】長方形状の接地電極9a,9b,9c,9d,9eを形成
すべき部分を除いた接地電極９上にはレジスト10を塗布
している。このレジスト10により、本発明の電圧制御発
振器を他の基板に半田付けする際、接地電極9a,9b,9c,9
d,9e及び端子電極11a,11b,11c 以外の部分に半田が付着
しないようにしている。スルーホール7a,7b,7cは端子電
極11a,11b,11c と各別に接続されている。接地電極9a,9
b,9c,9d,9e、つまり接地電極９はスルーホール8a,8b,8c
により接地電極30と接続されている。

【００１３】このように構成された高誘電率セラミック
基板３上に誘電体基板２を積層すると、端子電極11a,11
b,11c がスルーホール7a,7b,7cとスルーホール2a,2b,2c
とにより回路パターン20と接続される。ストリップライ
ン４の他端はスルーホール６とスルーホール2bとにより
回路パターン20と接続され、ストリップライン４の一端
はスルーホール５、接地電極30、スルーホール8a,8b,8c
により接地電極9a,9b,9c,9d,9e、即ち接地電極９と接続
されて、ストリップライン共振器が構成され、ストリッ
プライン４は接地電極30と接地電極９とにより高周波的
に電磁遮蔽される。そして誘電体基板２に金属キャップ
１を取付けて電圧制御発振器を完成する。

【００１４】このように共振用コンデンサＣを用いずに
ストリップライン４を高誘電率セラミック基板３に内蔵
することにより共振器を形成することができるため、共
振器のＱを悪化させるなく、電圧制御発振器の信号純度
(C/N) を良い状態に維持できる。また直方体状の同軸型
誘電体共振器を用いないから、その分電圧制御発振器を
小型化できる。したがって、本発明は小型で信号純度が
良い電圧制御発振器を提供できる。なお、誘電体基板２
は高誘電率セラミック基板３と同材質であってもよく、
それとは異なる低誘電率の基板であってもよい。本実施
例では誘電体基板２を１枚で構成したが、多数枚を重合
した構造であっても同様の効果が得られる。

【００１５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明は、ストリッ
プラインを内蔵し比誘電率が30以上の基板と電子部品を
実装され電気回路が形成されている基板とを積層するこ
とにより短いストリップラインだけで共振器を形成で
き、共振器のＱを上げ、電圧制御発振器の信号純度を良
くすることができる。したがって本発明によれば小型
で、信号純度が良い電圧制御発振器を提供できる優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電圧制御発振器の分解上面斜視図
である。

【図２】図１に示した電圧制御発振器の断面図である。

【図３】高誘電率セラミック基板の下面図である。

【図４】同軸型誘電体共振器を用いた従来の電圧制御発
振器の上面斜視図である。

【図５】ストリップラインを用いた従来の電圧制御発振
器の分解上面斜視図である。

【図６】ストリップライン共振器の模式的構成図であ
る。

【符号の説明】

１金属キャップ２誘電体基板 2a,2b,2c,2d スルーホール３高誘電率セラミック基板４ストリップライン５，６スルーホール 7a,7b,7c スルーホール 8a,8b,8c スルーホール９，9a,9b,9c,9d,9e 接地電極 10 レジスト 11a,11b,11c 端子電極 20 回路パターン 21 電子部品 30 接地電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子部品が実装された第１基板と、スト
リップラインを内蔵し比誘電率が30以上の高誘電率材料
からなる第２基板とを積層していることを特徴とする電
圧制御発振器。