JPH069222U - 誘電体発振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 封止容器に内蔵した誘電体基板上のマイクロ
ストリップラインと誘電体素子との磁気結合を疎にし
て、高Ｑ特性を得るマイクロ波用誘電体発振装置。 【構成】 マイクロストリップライン６と誘電体素子３
との近傍で磁束の及ぶ範囲に、接地された金属基台板１
２と同電位となるように、複数の導電体１６を配設し
て、これらの相互間を導電線１９で空間に張り出すよう
に結線する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、マイクロ波用の誘電体発振器に関し、誘電体共振器の負荷Ｑを向上 させるために、誘電体素子とマイクロストリップラインとを疎結合することによ って、周波数安定性、Ｃ／Ｎ比のよい小型化の可能な誘電体発振装置を提供する ものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、３００乃至３，０００ＭＨｚのＵＨＦ帯と、３乃至３０ＧＨｚのＳＨ Ｆ帯の電波を含むマイクロ波帯域で使用される発振器としては、共振回路（Γｒ ）と負性抵抗回路（Γｎ）との組合せにより構成されており、発振装置としての 発振条件が、Γｒ×Γｎ＝１で与えられる。 そして発振器の性能を評定する基準の一つに周波数安定度があるが、高い周波 数安定度を得るためには温度変化に対する共振周波数の変動が小さくなければな らないので、共振特性の急俊な所謂、高Ｑの共振器を必要とし、これをマイクロ 波帯域に適合する高周波発振器としては、誘電体共振器が多用されている。

【０００３】 前記誘電体共振器を用いた高周波発振装置は、図３に示すような回路構成で、 一端が負性抵抗回路２を形成するＦＥＴ（電界効果トランジスタ）４のゲートに 接続され、他端が不用発振を抑制する安定化抵抗器５を介して無反射終端された 信号伝送路となるマイクロストリップライン６に対して、誘電体素子３が磁気的 に結合されて共振回路１を構成している。上記負性抵抗回路２は電源＋Ｖから接 地に至る経路に、ＦＥＴのドレイ、ソースに跨がって夫々、ｎ分の１波長のスタ ブ１０、１１、１７、コンデンサ１３等とともに接続され、出力が端子１４から 取出される。

【０００４】 そこで前記の誘電体共振器回路構成の装置内の配置について、その縦断側面図 ４により説明すると、共振器の誘電体素子３が、接地される金属基台板１２に固 定された誘電体基板８上で、高さｈのスペーサを介して取着され、マイクロスト リップライン６が同じく上記誘電体基板８上に、上記誘電体基板３の垂直端面か らｄの距離を隔てて敷設されて、上記金属基台板の端部で全体を覆被する金属キ ャップ７を封着している。

【０００５】 本誘電体発振器は、上記誘電体素子３と上記マイクロストリップライン６との 結合係数をβとした時、共振特性の急峻度Ｑは、無負荷時のＱｎと負荷時のＱｒ とから、Ｑｒ＝Ｑｎ／１＋βで与えられ、上記誘電体素子３と上記マイクロスト リップライン６との結合が疎であれば、負荷時のＱｒが高くなり、延いては発振 器のＣ／Ｎ比、周波数安定度ともに向上させることになる。そこで共振を停止し ない範囲で上記誘電体素子と上記マイクロストリップラインとの結合を疎にする ために、上記誘電体素子が取着されている前記スペーサ９の高さｈ又はマイクロ ストリップラインの上記誘電体素子に対する水平距離ｄを夫々大きくする方法を 採用すると、最適の発振条件は、上記誘電体素子の材質やＦＥＴの種類にもよる が、ｈ＝２〜３ｍｍ、ｄ＝０〜１ｍｍ程度になってしまう。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら前記従来技術においては、高い周波数安定性およびＣ／Ｎ比を得 るため、誘電体素子とマイクロストリップラインとの離間距離を大きくして疎結 合にすることになるから、誘電体発振器自体の小型化を果しつつ高い周波数安定 性とＣ／Ｎ比を得るという目的に逆行し、高周波発振器の設計を難かしくすると いった問題があり、本考案はかような障害に注目して、高い周波数安定性並びに Ｃ／Ｎ比を得る誘電体素子とマイクロストリップラインとの疎結合を、小型且つ 簡易な構成により実現せんとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記課題を解決するために、接地電位の金属基台板上で誘電体基板 及びスペーサを介して取着されている誘電体素子と結合配置されているマイクロ ストリップラインとの近傍位置に、上記金属基台板と同電位になるように複数の 導電体を配設して、これらの導電体相互を導電線で結線することによって、達成 される。

【０００８】

【作用】

かかる構成としたことにより誘電体素子との共振を生起するマイクロストリッ プラインに近接配置した導電体とこれを相互結線することによって、接地される 金属基台板の電位に近ずけ、両者の結合度を疎にすることが可能となる。

【０００９】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等、特 に特定的な記載がない限りは、この考案の範囲をそれのみに限定する趣旨でなく 、単なる説明例に過ぎない。

【００１０】 図１は本考案の実施例に係わる誘電体発振装置の（Ａ）縦断側面図及び（Ｂ） 横断上面図で、図２は異なる実施例の（Ａ）縦断側面図及び（Ｂ）横断上面図を 表し、前記図４と同等部には同一符号を付してある。 先ず、図１（Ａ）において接地電位にある金属基台板１２上に固定した誘電体 基板８に、マイクロストリップライン６が敷設されるとともに、スペーサ９を介 して誘電体素子３が取着されている。（ここまでの構成は図４の従来構成と同じ ） そこで同図（Ｂ）の平面的な配置より判るように、負性抵抗回路１は、ＦＥＴ ４のドレイン端子側がλ／４長のスタブによって交流的に接地されて、ゲート端 子側に一端が接がれ、他端を無反射終端したマイクロストリップライン６の近傍 に誘電体素子３が配置された共振器を構成している。そして上記誘電体素子と上 記マイクロストリップラインとの間に発生している磁束の及ぶ範囲内にある上記 誘電体基板上には、上記マイクロストリップラインを挟むように複数（本実施例 では４箇所）の導電体１６が対称位置に設けられ、更に各導電体は上記誘電体基 板のスルーホール１８を介して接地電位にある上記金属基台板１２に半田付け等 により接続されるとともに、通常の金属ワイヤを放物線状とした導電線１９を上 記導電体１６上に対角に固定した後、両導電線の交叉点を半田付けして結線され ている。

【００１１】 このような配置構造は、上記マイクロストリップライン６と誘電体素子３とを 接なぐ磁力線、つまり磁束が封止容器内の空間に張り出させた導電線１９によっ て遮蔽されて、磁気的結合が弱められる結果、疎結合が得られるのであり、従来 のように小型化に逆行するようなスペーサ高ｈを大きく取ったり、誘電体素子− マイクロストリップライン間距離ｄを広げることなく、高周波特性、Ｃ／Ｎ比も 損ねることがない。

【００１２】 図２により異なる実施例について前記との重複部分を省いて説明するに、同図 （Ｂ）に示すように、前記金属基台板と同電位に保つべき導電体１６がマイクロ ストリップライン６との間で誘電体素子３の配置側だけに２箇所設けられて、前 記同様、接地電位にある金属基台板１２へ前記誘電体基板８のスルーホール１８ を通して半田により接続されている。 このように、誘電体素子とマイクロストリップラインとの間に生起している磁 束を遮るために、接地電位にある金属基台板と同電位に保った誘電体基板上に配 置固定した複数の導電体を夫々、導電線で空間に広がるように設置したことによ って、誘電体素子とマイクロストリップラインとの結合度を弱める、つまり結合 度を疎にすることとなって、誘電体共振器を用いた高周波発振装置として高い急 峻度の特性を備えしめることができる。 なお、封止容器内の空間に導電体から張り出した導電線による磁束の遮蔽効果 は、接地電位と同電位に保つ上記導電体の設置数や、これらを連結する導電線の 本数によって、誘電体素子とマイクロストリップラインとの結合度を調整するこ とができる。

【００１３】

【考案の効果】

高周波帯域における発振装置に求められている高Ｑ特性を得るために、誘電体 共振器を構成する誘電体素子と信号伝送路であるマイクロストリップラインとの 縦、横方向の寸法を広げることにより、磁気的結合を弱めて結合度を疎にする従 来の方法に依存することは、装置全体の小型化に制約を与えることとなったが、 本考案によれば、マイクロストリップラインの敷設された誘電体基板上で、誘電 体素子との間の磁力線が及ぶ範囲に、接地電位とほぼ等しくなるような導電体を 複数配置し、これらを装置の封止容器内の空間に張り出す導電線で結ぶことによ り、上記磁力線を遮るようにして結合度を任意に調整できるようにしたので、小 型化の障害にならない簡易な構成で高周波数帯域に適合した特性をもつ誘電体高 周波発振装置が得られる等、著効を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係る誘電体発振装置の（Ａ）
縦断側面図、及び（Ｂ）横断平面図。

【図２】本考案の異なる実施例に係る（Ａ）縦断側面
図、（Ｂ）横断平面図。

【図３】誘電体共振器の一般的な回路配置図。

【図４】従来の誘電体発振装置の縦断側面図。

【符号の説明】

１ 共振回路 ２ 負性抵抗回路 ３ 誘電体素子 ４ ＦＥＴ ６ マイクロストリップライン ８ 誘電体基板 ９ スペーサ １２ 金属基台板 １６ 導電体 １８ スルーホール １９ 導電線

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の電極をなす金属基台板に固定され
   た誘電体基板に、スペーサを介して誘電体素子を装着す
   るとともに、上記誘電体基板上に整列したマイクロスト
   リップラインが上記誘電体素子と磁気結合してなる誘電
   体共振器において、上記誘電体素子とで磁気結合される
   上記マイクロストリップラインの近傍で磁束が及ぶ範囲
   に、上記金属基台板とほぼ同電位になるように複数の電
   極相当の導電体を上記誘電体基板上に設け、上記導電体
   夫々の相互間を導電線により結線して成り、上記誘電体
   素子と上記マイクロストリップラインとを疎結合ならし
   めたことを特徴とする誘電体発振装置。