JPS5986313A - フイン・ライン発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、能動素子としてのダイオ・−ドと、ダイオ
ードを負荷に整合させると共に周波数を決定するインピ
ーダンス整合回路組とを（Ｗｉｔえたフィン・ライン発
振器に関するものである。

〔発明の技術的背量と問題点〕 この神の発振器は例えばＩＥＥジャーナルＭＯＡ　。

１９７９年５月、第３巻、第３号、第１１５乃至１２０
頁のＲ、Ｋｎ’ｏｃｈｅｔ氏の論文にょシ知らこの文献
によれば能動素子として使用されるダイオードパッケー
ジの縦仰１はフィン・ラインの金属フィンに平行に位１
Ｌ＾している。パッケージの１端は直接金属フィンにろ
う刊けされるか弾性金属条片によってフィンに結合さ力
、るかしなければならない。

このような構造にするとダイオードパッケージへの金属
接触が非常に注意深く行われなければならず、非常に高
価にしなければ」９産できない欠点を有する。

この発明による発振器においてはダイメートパッケージ
は簡単に取り伺けられる。これは特に量産に適したもの
である。寸だ負荷のインピーダンスに対する正確な整合
が可能である。装置の周波数決定部品はそれぞれの要求
にゴ：４１応するように構成することが容易に可能であ
る。

全ての実施態様において選択されたダイオードパッケー
ジマウントにより良好なヒートシンクが形成される。

〔発明の実施例〕

以下添付図面を参照にこの発明の実施例を詳細に説明す
る。

フィン・ラインそれ自体超ニ一般に知られている。金属
フィン（ｆｉｎ　）がそれらの間にスロットが形成され
るように導波管内の誘電体基体上に伺着されている。フ
ィンの配置りが本質的に異なる名狛のフィン・ラインが
ある。

第１ａ図の断面図においてフィン・ラインを収容する導
波層１と基体上に伺着されたフィン２が図の左手の部分
に示されている。フィン２は基体上にスロット３を残し
ている。導波管１にはカットオフ導波管４が連結されて
いる。カットオフ導波管はそのカットオフ領域で動作さ
れる導波管である。すなわち導波管の断面は導波管のカ
ットオフ周波数が発振器の所望の周波数の上にあるよう
に選ばれる。フィン２はカットオフ導波管中に若干の長
さ実用している。

パックー・ジを有するダ・ｆオード５はそれ自体として
は周知の方法で力、トオフ導波管中に数句けられている
。所定のキャパシタンスｆ：ＫＵるためにカットオフ導
波管４け同調ねじ６を備え為それはパック−一ノと共に
定１つだキャパシタンスを与える。

図示の実施例では、フィン・ラインはｈ８電体基体の片
側のフィン・ラインである。フィン＆；ｌニスロットに
対して対称である。他のフィン・ライン例えばスロット
がただ１つのフィンと導波管の壁によって形成さす１．
たフィン・ラインを使用するととも可能である。

第１ｂ図は第１ａ図に示した実施例の上面図であシ、同
じ参照符号が使用されている。

以下フィン・ライン発：＆：器の１５１１作をＭｙ、１
．明する。

等価回路においてｂ力ｌｙ）オフ導波管は純粋なインダ
クタンスにより表わされる。それ故、不所望な共振効果
が能動素子を設けることによシ生じることはない。カッ
トオフ４）波Ｗの領域では電磁波の伝播は行われない。

それ故勿価インダクタンスは集中定数回路素子とみなす
ととができる。カットオフ導波管の幅は発振の所望周波
数が支配的（ｄｏｍｌｎａｎｔ　）周波数の略々３分の
２以下であるように選ばれる。その時カットオフ導波管
の等価インダクタンスは殆ど周波数に無関係である。

所望の周波数を発生させるために補足エネルギ蓄積部す
なわちキヤ／Ｊシクンスが付加さり、なければならない
。等銅回路においては抽出点すなわちフィン・ラインス
ロットからカットオフ導波管への急激な転移部はシャン
トキャ・母シタンスを表わす。しかしガから、金ｔｉｉ
フィンは非常に薄い（約１７．５μｍ乃至約３５μ？２
ｔ）からこのキャｉ９シタンスは非常に小さいものであ
る。

これはカットオフ導波管の誘導リアクタンスを補償する
には不充分である。追加の、もつと大きなキャノ９シタ
ンスはカットオフ層波管中の同■）１４ねじによって実
現される。これはまた発振器の周波数が機械的に変化さ
れることを許容するものである。カットオフ導波′Ｕは
その右手部分で機械的に閉じられる必要はない。それは
そこには非周期的な札（１動されたモードしか存在でき
ないからである。

この周波数調整の説明に続いて負荷への同調がどのよう
に行われるかについて以下畝、明する。

これを行うために能動素子の負の等価拭抗が９荷に整合
されなければ々らない。残シの自由度は１つフィン・ラ
インのスロットの幅であシ、他のものとしてはフィン・
ライン端部と能動素子の・やッケージとの間の距離ｔで
ある。これはどんな場合にも完全な整合を可能にする。

ダイオードの電淵電圧はそれ自体としては周知）方法で
同軸ローパスフィルタを通って、或はカットオフ導波管
の開放端からダイオードへ向って延在する細い線を通っ
て（この方法は＋１４造に非常によく適合する）供給す
ることができる。この開放端は制動材料で栓をされ、高
周波電力がそこから逃げないようにしなければならない
。これによる出力電力の低下は無視できる程度（代表的
には０．２　ｄＢ　）に過ぎ々い。一方２つの付加的な
効果が得られる。すなわち、それは１つには発掘器のス
タートの確実性を増加させ、他方では出力スペクトラム
の高調波含有量を代表的には］、　ＯｄＢ減少させる。

もしも発振器を機わ：（的に同調できるようにすること
が所望されていないのであれば、回路を変形して同調ね
じをフォトエツチング技術を使用して誘電体基体上に生
成した金属条帯で置換することもできる。終りにｆｎｌ
ａ図においてフィンが左手の部分に利殖されている誘電
体基体が能動素子の右へまで存在するよう忙することも
考えられる。不所望の銅クラツド層をエツチングして除
去することによって長い金属条帯が形成され、それはも
しも適当な長さおよび品さであればキャｉ４シタンスを
生じる。したがって、純粋に平らな構造が実現され、ダ
イオードは廉価で再現性よく組込まれ良好なヒートシン
クが力えられる。

発振器はバラクタダイオードを追加することによって電
気的に同調できるようにすることができる。これは２つ
の方法で行うことができる。

通常の・！ッケーノ（例えばＳ−４パツケージ）６＼。

のバラクタダイオ−市ｉｉｉ”＊ねじの代り或はそれに
追加してカットオフ導波を中に設けられる。

したがってそのマウントは能ｐＨ累子のそれと同材であ
る。第２の方法はビームリードノ！ッケージのバラクタ
ダイオードを直接適邑な点でフィン・ラインのスロット
上に取付けるものである。

電子量ｉＭｊ　ｉ＋ｉｊ、囲がノや一セントのオーダー
であるようにバラクタダイオードが密接に結合される地
点がスロットに活って発見できる。しかし々から、その
時出力１Ｆイカはｌ乃至３　ｄＢ減少する。

他の地点では結合はほんの弱いものであり、それ故定格
周波数の３％程度の回９」６１四が出力ｔ０゜力の実質
上の１ｈ失なしに実現されることができる。

２、’　２　ａ図により別の実施例を以下説明する。

この実施例ではダイオードは導波ｎ中ではなくフィン・
ラインのフィンが付着されている基体中に取付けられて
いる。

第２ａＭに示す顧略し１で、金属膜−計１６体基体（図
示せず）の上面および下面に利殖されている。基体の下
側の金属膜は左下から右上に向う斜線で示され、上側の
それは左上から右下に向う斜線で示されている。基体の
下面ではフィン・ラインのフィン２１．２２はスロット
２３を形成している。基体およびフィンは導波管ｔｏ内
に閉じ込められている。基体の反対側にはスロットの方
向に垂直にストリップライン２４が基体上に刺着されて
いる。それは距離ａだけスロットを越えて伸び、またス
ロットの端部から距離すだけ離れている。

パッケージを備えたダイオード２７は基体に設けた孔の
中に設置され、ストリップライン２４とπｊ気的に接続
されている。ダイオードの電源電圧はストリップライン
ローノやスフイルタ２８を通って供給される。

との装置゛においてはストリップラインはストリップ・
スロット転移部を介し゛ｃスフンラインに結合される。

もしも適切な長さａおよびｂが選択されるならば、この
転移部は周波数を決定する共振回路となる。ダイオード
のインピーダンスの実数部の整合はフィン・ラインのイ
ンピーダンスに対して適当な値を選択すること、す力わ
ち適当なスロット幅を選択することによυ、およびダイ
オードの直前のストリップラインの４分の１波長変換器
２９により行われる。このようにして能動素子の定格ｉ
ド１力はａおよびｂＫよって決定された周波数で結合し
て取シ出されることができる。

この構成をさらに発展させたものが１＞；　２　ｂ図に
示されている。第２ｂ図の装置においては長さａは非常
に小さく選定され、ストリップラインは鍍金されたスル
ーホール２６により基体の反対側の金属フィン２１と接
続されている。この場合には周波翻決定共振回路は長さ
ｂ（スロットの端からストリップラインまでの距離）お
よびフィン・ラインのスロット２３から４分の１波長変
俟器２９までの距離ｄにより決定される。ダイオードの
インピーダンスの実１９　部に、Ｌ　嶋２ａ図と同じよ
うにして負荷に整合される。

最後に発振器の特性について２，３説明する。

全ての構造によってダイオードの定格出力を結合して取
シ出すことが可能である。外部的々Ｑおよび、したがっ
てバンド幅はつＪ４常の導波管技術を使用して得られる
値に匹敵する。したがって雑音は同様に低い。第１実施
例の構造の電子四重１範囲は代表的なものでは５乃至１
０％である。

どのパラメータが共振回路を構成し、周波数を汐、！定
するか、およびどのパラメータがダイオ−Ｐを負荷に整
合させるために選択しなければ々らないかについて説明
した。この説明によって当！を者は具体的な場合に実際
の長さを決定することができよう。それ故それについて
けここでは言己ｌ武；を省略する。

以上、この発明を特定の装Ｍに関連して説明したが、こ
れらの説す１は単なる例示に過ぎ力いものであり、特Ｆ
Ｆ　Ｍｉ’（求の節、囲に記ルにされた発明の技術的Ｒ
・ｂ門を開眼するものでけ々いことを理解すべきでおる
。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図はこの発明の汗１の実施例の断面図であシ、第
１ｂ図は嶋１の実施例の上面図である。第２ａ図および
ｆｆｌＺｂ図別の実施例の市！ｆ昭図である。 １・・・４波％’、２・・・フィン、９・・・スロット
、４・・・カットオフろ波管、５・・・ダイオード９．
６・・・四重１１ねじ、２０・・・導波管、２１．２２
・・・フィン、２３・・・スロット、２４・・・ストリ
ップライン、２７・・・ダイオード、２８・・・ローノ
やスフイルり、２９・・・４分の１波長変換器。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）能動素子としてのダイオードと、ダイオードを負
   荷と整合させると共に周波数を決定するインピーダンス
   整合回路網とを具備するフィン・ライン発振器において
   、 フィン・ラインを有する導波管がカットオフ導波管と連
   結され、フィン・ラインのフィンはカットオフ導波管中
   に伸び出ておシ、ダイオードはカットオフ導波管中に配
   置されて電気的にカットオフ導波管の頂部または底部に
   接続され、フィン端部とダイオードとの間の用向１１、
   フィン間のスロットの幅およびカットオフ導波管中のキ
   ャパシタンスの値の少なくとも１つが周波数を決定しダ
   イオード全角荷に整合するための適切な値に選定されて
   いることを特徴とするフィン・ライン発振器。
2. （２）　　能動素子としてのダイオードと、ダイオード
   を負荷と整合させると共に周波数を決定するインピーダ
   ンス監合回路網とを具備するフィン・ライン発振器にお
   いて、 ダイオードはフィン・ラインのフィンが付着されている
   基体に取シ伺けられ、ストリップラインが基体上のフィ
   ンと反対側にフィンによって形成されたスロットと略々
   直角に配ｆ（ｉされ、ダイオードがストリップラインに
   電気的に接続されていることを特徴とするフィン・ライ
   ン発振器。
3. （３）　　ストリップライン（２４）がフィン・ライン
   のスロット（、？、、？）を越えてストリップライン（
   ２４）が基体の反対側でフィン（２１）と電気的に接続
   可能な地点まで到達しており、この接続（２６）が行わ
   れ、スロット（２３）から所定の距離（ａ）においてス
   トリップラインは４分の１波長変換器（２９ンを形成し
   、この所定の距ＩＶＩＸ（ｄ）と、スロットの端部から
   ストリップライン（２４ンまでの距ｍｌｌ＋　＜　ｂ）
   と、フィン者ラインのスロットの幅とは所望の周波数お
   よび負荷のインピーダンスに応じて選択されていること
   を％　’ｆｆｋとする！特許請求の範囲第２項記載の発
   振器。
4. （４）　　ストリップライン（２４）はフィン・ライン
   のスロッ）（２Ｊ’）を越えて所定距離（ａ）に達して
   おり、との所定の用向１ｆ（ＩＬンと、スロット（２３
   ンの端部からストリップラインまでの距’ｆ４Ｉ（ｂ　
   ）と、フィン・ラインのスロットの幅とは所望の周波数
   および負荷のインピーダンスに応じて選択されているこ
   とを特徴とする特許請求の岬、囲第２項記載の発振器。