JPH0998021A - マイクロ波誘電体発振器 - Google Patents

マイクロ波誘電体発振器

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JPH0998021A
JPH0998021A JP7274832A JP27483295A JPH0998021A JP H0998021 A JPH0998021 A JP H0998021A JP 7274832 A JP7274832 A JP 7274832A JP 27483295 A JP27483295 A JP 27483295A JP H0998021 A JPH0998021 A JP H0998021A
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Masayuki Kimijima
正幸 君島
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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設計上の制約が大きくなり、設計工数が嵩ん
でしまう欠点を除去し、簡単な構成で動作の安定したマ
イクロ波誘電体発振器を提供することを目的とする。 【解決手段】 増幅回路15と共振回路16とを具備す
る並列帰還型マイクロ波誘電体発振器において、増幅回
路15の入力端子8と、入力端子8と接続する伝送線路
10との間に、または増幅回路15の出力端子9と、出
力端子9と接続する伝送線路11との間に少なくとも一
つのハイパスフィルタ21を具備するよう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばドップラー
モジュールその他マイクロ波を利用したセンサー等に使
用される、誘電体共振器を用いた並列帰還型のマイクロ
波誘電体発振器に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来用いられている並列帰還型の
マイクロ波誘電体発振器の構成の一例である。FET1
のゲートにマイクロストリップ入力整合回路2が、ドレ
インにマイクロストリップ出力整合回路3が接続され、
さらにこの2、3にそれぞれマイクロ波信号通過阻止用
のチョークコイル4、5が接続され、増幅回路15が構
成される。FET1のゲートバイアス及びドレインバイ
アスは、それぞれゲートバイアス供給端子6、ドレイン
バイアス供給端子7へ図示しないバイアス回路から供給
される。一方、誘電体共振器12はその共振周波数fo
においてマイクロストリップライン10、及びマイクロ
ストリップライン11とそれぞれ結合点13、14で結
合し、共振回路16が構成される。増幅回路15と共振
回路16は端子8、9を介して並列接続され、並列帰還
形誘電体発振器を構成する。
【0003】誘電体共振器12の共振周波数foにおい
て、増幅回路の利得と共振回路の信号経路9→11→1
4→12→13→10→8における信号通過損失の和で
あるループ利得が0db以上となり、かつ、増幅回路の
位相変化量と共振回路の信号経路9→11→14→12
→13→10→8における位相変化量の和で定まるルー
プ位相が360°となった場合に図4の誘電体発振器は
foで発信し、発振出力信号はDCカットキャパシタ1
7を介して出力端子18から取り出される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなマイクロ
波誘電体発振器では、理論上、ループ位相をN×360
゜(N=1、2、3・・・)となるようにすれば正帰還
がかかり、所定の発振周波数foで発振することになる
が、Nが1増えるごとに伝送線路長をλ分長くしなけれ
ばならず、長くすればするほど線路損失が増大し、増幅
器の利得が発振をするには不十分となる。従って、伝送
線路長が短くなるようループ位相を360°に保つよう
にする。しかし、増幅回路の位相変化が大きくなると、
共振回路の位相変化量をその分だけ小さく抑える必要が
あり、増幅回路と誘電体共振器を接近させる必要が生
じ、寸法上実現が困難となることや、増幅回路と誘電体
共振器が電磁界結合してしまい、正常に動作しなくなる
といった問題があった。
【0005】さらに増幅回路は共振回路の共振周波数f
oで利得が最大となり、foを越える周波数では利得が
なくなるよう設計されるが、fo以下の帯域では低周波
域になる程、利得が抑えきれなくなるため、fo以下の
周波数で共振点が存在する場合、誘電体共振器の共振周
波数とは無関係の不要発振を起こす恐れがあった。従っ
て、以上の問題から、設計上の制約が大きくなり、設計
工数が嵩んでしまった。
【0006】そこで本発明はこのような欠点を除去し、
簡単な構成で動作の安定したマイクロ波誘電体発振器を
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】上記目的を達成するた
め、本発明の誘電体発振器は、トランジスタと該トラン
ジスタの入出力整合回路を具備する増幅回路と、誘電体
共振器と該誘電体共振器を前記増幅回路に並列接続する
ため前記誘電体共振器と電磁界結合しそれぞれ前記増幅
回路の入力端子と出力端子に接続する2本の伝送線路を
具備する共振回路と、を具備する並列帰還型誘電体発振
器において、前記増幅回路の入力端子と、該入力端子と
接続する前記伝送線路との間に、または前記増幅回路の
出力端子と、該出力端子と接続する前記伝送線路との間
に前記誘電体発振器の発振周波数を通過帯域とする少な
くとも一つのハイパスフィルタを具備すよう構成した。
【0008】また、トランジスタと該トランジスタの入
出力整合回路を具備する増幅回路と、誘電体共振器と該
誘電体共振器を前記増幅回路に並列接続するため前記誘
電体共振器と電磁界結合しそれぞれ前記増幅回路の入力
端子と出力端子に接続する2本の伝送線路を具備する共
振回路と、を具備する並列帰還型誘電体発振器におい
て、前記増幅回路の入力端子と、該入力端子と接続する
前記伝送線路との間に、または前記増幅回路の出力端子
と、該出力端子と接続する前記伝送線路との間に前記誘
電体発振器の発振周波数を通過帯域とする複数のハイパ
スフィルタを接続するよう構成した。
【0009】このように構成することにより、ハイパス
フィルタでは位相が進む効果があるため、その分、増幅
回路と誘電体共振器との距離をとることが可能となり、
共振器と増幅回路の電磁界結合を防ぐことができる。さ
らに、ハイパスフィルタにより、foより低い周波数帯
域でのループ利得を低く抑えることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は本発明をマイクロ波誘電体
発振器に使用した実施の形態を示す図である。本図にお
いて、図4と同一の符号のものは同一または相当するも
のを示し、19はコンデンサ、20はインダクタ21は
ハイパスフィルタを示す。
【0011】共振回路16の一端はマイクロストリップ
ライン11を介して端子9で増幅回路の出力側と接続
し、他端はマイクロストリップライン10を介してコン
デンサ19及びとインダクタ20からなるハイパスフィ
ルタ21を介して端子8で増幅回路の入力側に接続され
る。17はD.Cカット用コンデンサで18は発振信号
出力を取り出すための端子である。
【0012】このような増幅回路15と共振回路16及
びハイパスフィルタ21から構成される並列帰還形誘電
体発振器において、誘電体共振器12の共振周波数fo
で、そのループ利得が0db以上あり、ループ位相が3
60°となった場合発振する。
【0013】この場合ループ位相の360°となる条件
により誘電体共振器12と増幅回路15の距離が決定さ
れるが、ハイパスフィルタ21の位相進みの効果によ
り、その分マイクロストリップライン10、11を長く
とることができ、増幅回路15と誘電体共振器12の間
に、電磁界結合が起こらない、即ち安定動作に問題にな
らない程度の距離とすることが可能となる。この場合ハ
イパスフィルタは周波数foを通過帯域としその通過損
失が小さくなり、さらにfoに近い周波数にカットオフ
周波数を持つようコンデンサ19及びインダクタ20の
定数を決定し急峻な肩特性となる設計とすることによ
り、周波数foでのループ利得を犠牲にすることなく低
周波数帯域でのループ利得を大巾に抑えることができる
ため、fo以下での低周波数での不要発振を防ぐことが
可能となる。
【0014】図2はハイパスフィルタ21を多段化した
場合の実施の形態を示す図である。本図において、図1
と同一の符号のものは同一または相当するものを示す。
本図に示すとおり、ハイパスフィルタ21が共振回路1
6のマイクロストリップライン10と増幅回路15の入
力端子との間に多段接続されている。この多段接続で位
相進み量を大きくできるため、その分、誘電体共振器1
2と増幅回路15の距離がさらにとれる様調整可能とな
る上、低周波数域でのループ利得がいっそう抑えられる
ことで不要発振の恐れはさらに小さくなる。
【0015】以上、本発明の実施の形態について述べた
が、本発明はこれに限らず、種々の変更が可能である。
例えば、使用周波数帯域が比較的低い場合、図3に示す
ように、図1のFET1の代わりにHBT等のマイクロ
波用BJT(バイポーラトランジスタ)22を使用する
ことも可能である。また、上記の実施の形態では、ハイ
パスフィルタを増幅回路の入力端子とこれに接続する伝
送線路との間に入れたが、増幅回路の出力端子とこれに
接続する伝送線路との間に入れてもよい。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係る発
明によれば並列帰還形のマイクロ波誘電体発振器におい
て、増幅回路と共振回路との間にハイパスフィルタが挿
入されているため、誘電体共振器の共振周波数で発振す
る条件となるループ位相を満たすために誘電体共振器と
増幅回路とが接近しすぎることなく安定動作させること
が出来、また低周波数帯域での不要発振を防ぐことが出
来る。また、請求項2に係る発明によれば、発振周波数
を通過帯域とする複数のハイパスフィルタを共振回路と
増幅回路の間に繋げることで、位相進み量を大きくで
き、適宜ハイパスフィルタの個数を選択することで、設
計の自由度を増すことができ、設計工数を低減すること
が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す図である。
【図2】本発明の他の実施の形態を示す図である。
【図3】本発明のさらに他の実施の形態を示す図であ
る。
【図4】従来の並列帰還形マイクロ波誘電体発振器の例
を示す図である。
【符号の説明】
1 FET 2 マイクロストリップ入力整合回路 3 マイクロストリップ出力整合回路 4、5 バイアス供給用チョークコイル 10、11 マイクロストリップライン 12 誘電体共振器 15 増幅回路 16 共振回路 17 DCカットコンデンサ 18、発振信号出力端子 19、コンデンサ 20、インダクタ 21、ハイパスフィルタ 22 BJT(バイポーラトランジスタ)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トランジスタと該トランジスタの入出力
    整合回路を具備する増幅回路と、誘電体共振器と該誘電
    体共振器を前記増幅回路に並列接続するため前記誘電体
    共振器と電磁界結合しそれぞれ前記増幅回路の入力端子
    と出力端子に接続する2本の伝送線路を具備する共振回
    路と、を具備する並列帰還型誘電体発振器において、前
    記増幅回路の入力端子と、該入力端子と接続する前記伝
    送線路との間に、または前記増幅回路の出力端子と、該
    出力端子と接続する前記伝送線路との間に前記誘電体発
    振器の発振周波数を通過帯域とする少なくとも一つのハ
    イパスフィルタを具備することを特徴とするマイクロ波
    誘電体発振器。
  2. 【請求項2】 トランジスタと該トランジスタの入出力
    整合回路を具備する増幅回路と、誘電体共振器と該誘電
    体共振器を前記増幅回路に並列接続するため前記誘電体
    共振器と電磁界結合しそれぞれ前記増幅回路の入力端子
    と出力端子に接続する2本の伝送線路を具備する共振回
    路と、を具備する並列帰還型誘電体発振器において、前
    記増幅回路の入力端子と、該入力端子と接続する前記伝
    送線路との間に、または前記増幅回路の出力端子と、該
    出力端子と接続する前記伝送線路との間に前記誘電体発
    振器の発振周波数を通過帯域とする複数のハイパスフィ
    ルタを接続したことを特徴とするマイクロ波誘電体発振
    器。
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