JPS6046603A - 発振器 - Google Patents

発振器

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Publication number
JPS6046603A
JPS6046603A JP15405583A JP15405583A JPS6046603A JP S6046603 A JPS6046603 A JP S6046603A JP 15405583 A JP15405583 A JP 15405583A JP 15405583 A JP15405583 A JP 15405583A JP S6046603 A JPS6046603 A JP S6046603A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oscillator
line
resonator
oscillation frequency
microstrip line
Prior art date
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Pending
Application number
JP15405583A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazutami Kawamoto
和民 川本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6046603A publication Critical patent/JPS6046603A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/18Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance
    • H03B5/1841Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator
    • H03B5/1847Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator the active element in the amplifier being a semiconductor device

Landscapes

  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明はマイクロス) IJッグ線路共振器を有する発
振器に係り、特に基板の両生平面に回路を形成してl」
\形化した発振器に好適な発振周波数を調整する手段を
施した発振器に関する。
〔発明の背景〕
近年、UHF帯の発振器において、晋響表面彼(SAW
)素子を共振器とした発振器や同軸共振器を装着した発
振器等が使用されてきているが、耐震性を考慮した場合
はマイクロストリップ線路の共振回路による発振器が主
流である。しかし、このような周波数帯では、例えば発
振周波数IGHz程度の発振器においては、1/2波長
あるいはV4波長のマイクロス) IJツブ線路共振器
は大形になり、小形化に対する強い要請に応じられない
。このため、その表面に印刷法や蒸着法で回路全形成す
るところの基板には、誘電率の大きいセラミック基板が
用いられる傾向にある。すなわち、比誘電率が6rの基
板を用いた場合、6rと基板の厚みHおよび線路幅Wで
決まる実効比誘電率εeffにより、波長が真空中での
波長の1/fりi−になるという波長短縮効果を利用し
て回路の小形化が図られている。しかしこの波長短縮効
果は、上記したように実効比誘電率の平方根で効くため
、回路の小形化には比較的大きな誘電率?有する屯ラミ
ック基板が必要である。例えば、通常の純度のアルミナ
セラミクスの比誘電率は9〜10であり、このアルミナ
セラミクスに対して波長k 1/fにするためには、比
誘電率が略40の高誘電率セラミック基板を用いる必要
がある。さらに波長ン?]/2に短縮するに(1、比誘
電率が略140〜150の高誘電率セラミクスが必−要
となる。ところで、U II F帯具上の高周波帯での
発振器では、発振出力や発振波形の品質の点から基板に
関しても低損失性が要求される。しかし、一般に6・ユ
誘電率が高くなitばセラミクスの損失は増大し、誘電
損失角の正接tanδ〈0.0O1i満たすセラミクス
の比誘電率ばた力・だが100程度″L:ある。 この
ため、高誘電率基板を使用し、波長短縮効果全利用して
回路を小形化すること、には限界がある。
上記の従来技術での小形化の限界を克服し、発振器の大
幅な小形化を達成する一方法は基板の両生平面に回路を
形成することである。第1図はこのような発振器の一回
路例全示すもので、1/4波長のマイクロストリップ線
路1の一端を静電容量3で終端した共振器を用いた例で
ある。この場合、a −a’から右側を見たインピーダ
ンスはインダクテイブ(誘導性)に見えるため、第1図
の例はこれを用いて変形コルピッツ発振器を構成してい
る。
第1図の回路例において、発振回路部5を基板の第1主
平面に形成し、第2の主平面に緩衝増幅回路部6を形成
すれば、発振器は面積的に1/2近く小形化できる。こ
の場合、両生平面間の電気的接続は分布結合である電磁
的結合により行なう。すなわち、第2図に実装構造例を
示すように、基板10の第1の主平面に設けたマイクロ
ストリップ共振線路1に対し、第2の主平面にこれに対
向する位置に共平面線路の導体配線部2および接地層部
2′ヲ設け、マイクロストリップ線路1と共平面線路の
電磁的結合により発振回路5と緩衝増幅回路部6を電気
的に接続するもので、緩衝増幅器4への信号入力は共平
面線路の導体配線2により行なう0 ところで、Uf(F帯の発振器においては、部品の特性
ばらつきや製造等の諸原因により、設計値と異なる周波
数で一般に発振する。このため、発振器をほぼ組み上げ
た段階で、何らかの方法で発振周波数を調整する必要が
生じる。第2図によりその構造を示した発振器は、その
構成が新規なものであるため、従来技術においては発振
周波数全調整する手段が存在しない欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記にかんがみて、マイクロストリッ
プ線路共振器を有し、基板の両生平面に回路を形成して
小形化した発振器において、発振周波数を調整する手段
を施した発振器を提供することにある。
〔発明の概要〕 本発明は上記目的を達成するため、基板の両生平面の回
路間を接続するマイクロス) IJツf線路と共平面線
路の結合度を変えることなく、マイクロストリップ線路
共振器の特性インピーダンスないしは該共振器の長さま
たは分布結合容量など全調整することにより発振周波数
を調整する手段を施したことを特徴とする発振器である
〔発明の実施例〕
以下1本発明の実施例を図面により説明する0まず第1
図に例示したような静電容量3で終端した1/4波長の
マイクロストリップ線路1の共振器[i−イテi−j、
a a/から右側を見たインピーダンス2は と表わせることが周知の事実音用いて計算することによ
り容易に確かめられる。従って該共振器のインダクタン
スLは となる。ここでZOはマイクロストリップ線路1の特性
インピーダンスであり、γは伝搬定数である。
なお、ωは角周波数、cLは静電容量3の容量、lは線
路lの長さを示す。よって、a −a’から左側を見た
インピーダンスの虚数部k −−(Gは等ωCT 価容量とすれば、第2図で示した発振器の発振周波数f
il−j: f == 1/2πQ −=−(3) であることがわかる。以上述べたことから、部品特性の
ばらつき、すなわちキャパシタの静電容量値のばらつき
等による発振周波数fの変動に対しては、マイクロスト
リップ線路1のインダクタンスを調整することが、発振
周波数調整の有効な手段であることが理解できる。上記
目的のためには、マイクロストリップ線路1の特性イン
ピーダンスzoを調整すればよい。このマイクロストリ
ップ線路1の特性インビーダン、ft、zoは、基板1
oの板厚H訃よび線路幅Wの関数であるから、Hまたは
Wを変えることにより特性インピーダンス2゜k&える
ことができる。しかし、基板1oの板厚Hを回路ハター
ンを形成(一部品搭載後に変更することは不可能に近い
。一方、線路幅Wを変えれば、第2の主平面にマイフロ
ストリラグ線路工に対向する位置に設けた共平面線路の
導体配線部2との結合度を変化させるため、線路幅Wを
調整して特性インピーダンスzoを調整し、よって発振
周波数fft調整する方法は妥当でない。本発明は、以
下に述べるように、マイクロストリップ線路1と共平面
線路の結合度を変えることなく、マイクロストリップ線
路1の特性インピーダンスzo(il−調整し、よって
発振周波数fを調整する手段をまず第1の実施例により
提供する。
第2図において、基板10は比誘電率が高く、かつta
nδの小さいセラミックスを使用することが小形化の点
で望ましい。該基板10に導体・ぐターンを印刷法もし
くは蒸着法で形成する。このとき、マイクロストリップ
線路11−1:、その特性インピーダンスZok、部品
の特性にばらつきがないとする場合の値に対し若干低イ
ンピーダンスになるよう、線路幅Wおよび共平面線路に
おける導体配線部2と接地層部2′とのギヤツブD等を
決め、これを形成しておく、抵抗体は印刷法もしくは蒸
着法で形成するか、チップ抵抗を用い基板10に搭載す
る。
キャパシタ8は一般にはチップ部品を用い、トランジス
タ7.7′等の部品も搭載して発振器全構成する。なお
9は導体配線1月はシーA何゛ケースである。上記のよ
うに構成した発振器の発振周波数を測定し、所望の周波
数に対するずれに応じ、第3図に例示するような共平面
線路の導体配線部2と接地層部2′の接続部を、第4図
に例示するようにレーデもしくはサンドブラストなどを
用いてトリミング部12の部分を削り取る。これにより
、マイクロストリップ線路1の特性インピーダンスz。
が、トリミング部12の削り取り量に応じて高くなり、
所望のインピーダンスにトリミングすることができる。
このとき、共平面線路の導体配線部2の長−さl]が長
くなりマイクロストリップ線路1との結合度が変化する
が、これに対しては、導体配線部2の配線幅w1の長さ
ljxが常に一定になるよう第4図に示す如くその他端
を他回路素子の緩衝増幅器4との接続を保持してその配
線幅w1を減少させるようにトリミング部12′の部分
をトリミングすればよい。これによりマイクロストリッ
プ線路1の特性インピーダンスzoはさらに高くなるが
、これを見込んでトリミング部12 、1.2’のトリ
ミングを行なう。このようなトリミング法により、マイ
クロス)・リップ線路1と共平面線路の結合度を変える
ことなく、マイクロストリップ線路1の特性インピーダ
ンスを調整し、よって発振周波数を調整することができ
る。
つぎに第5図は本発明の第2の実施例を示すものである
。第4図の第1の実施例は第1図の集中静電容量3で終
端した共振器の場合の調整方法であったのに対し、本実
施例は分布結合により形成される静電分布容量3′で終
端したマイクロス) IJツブ線路共振器を有する発振
器の場合の発振周波数の調整方法に関する。第5図に示
すようにマイクロス) IJツブ線路1の共振器の一端
に同−主部面において接地層13を近接して設け、マイ
クロストリップ線路1の共振器と接地層13間のギヤ゛
ノゾを広げるよう接地層13のトリミング部140部分
を削り取り、分布容量3′ヲ小さくする方向にトリミン
グして発振周波数を調整する。
さらに第6図は本発明の第3の実施例を示すものである
。第1および第2の実施例が静電容量3で終端した1/
4波長マイクロス) IJツブ線路共振器を用いた発振
器の場合の発振周波数の調整方法であったのに対し、本
実施例は一端を接地した1/4波長マイクロス) IJ
ツf線路共振器を用いた発振器の場合の発振周波数の調
整方法に関する。
この場合は第7図に示すようにマイクロストリップ線路
1の共振器の長さを長くするように、レーザもしくはサ
ンドブラストなどを用いて接地層13のトリミング部1
50部分全トリミングすることにより、発振周波数を調
整するものである。
なお以上の各実施例では、V4波長マイクロストリップ
線路共振器を用いた発振器について述べたが、本発明は
1/4波長マイクロス) IJツゾ線路共振器を有する
発振器−の発振周波数の調整法に限定されるものではな
い。小形化の点で一般に1/4波長マイクロストリツプ
線路共振器が使用されるが・ 1/2波長マイクロスト
IJツブ線路共振器が用いられることもあり、この場合
においても第1の実施例で示した方法により発振周波数
の調整が可能であることは言うまでもない。
以上のようにして各実施例によれば、マイクロス) I
Jッグ線路共振器全有し基板の両生平面に回路全形成し
て小形化した発振器におし・て、基板の両生平面の回路
間を接続するマイクロストリップ線路と共平面線路の結
合度を変えることなく、それぞれノぞターンの部分削除
によりマイクロストリップ線路共振器の特性インピーダ
ンスなし・しは該共振器の長さまたは分布結合容量など
を調整して発振器の発振周波数を調整できる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば、マイクロストリッ
プ線路共振器を有し小形化に関し効果の大きい基板両面
に回路全形成した発振器の発振周波数を発振周波数以外
の発振特性に重大な影響を与えることなく調整すること
が可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施する発振器の回路構成の一例を示
す回路図、第2図は第1図の発振器の実装構造を例示す
る断面図、第3図は第2図の共平面線路部分全例示する
部分平面図、第4図は本発明による発振器の第1の実施
例を示す第3図のトリミング後の部分平面図、第5図は
本発明による発振器の第2の実施例を示すトリミング後
のマイクロストリップ線路部分の部分平面図、第6図は
本発明による発振器の第3の実施例における部分回路構
成を示す部分回路図、第7図は本発明による発振器の第
3の実施例を示すトリミング後のマイクロストリップ線
路部分の部分平面図である。 1・・・1/4波長のマイクロストリップ線路、2・・
・共平面線路の導体配線部、2′・・・共平面線路の接
地層部、3・・・共振線路終端キャパシタ(集中静電容
量)、3′・・・共振線路終端キヤ・ぐシタ(分布容量
)、4・・・緩衝増幅器、5・・・発振回路部、6・・
・緩衝増幅回路部、7.7’・・・トランジスタ、8・
・・キャパシタ、9・・・導体配線、10・・・セラミ
クスの基板、1】・・・シールドケース、12 、12
’・・・トリミング部、13・・・マイクロストリップ
共振線路の接地層、14 、15・・・トリミング部。 代理人弁理士 秋 本 正 実 第1図 第2図 第3図 第4図 2 ′、1S5図 第6図 「 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■、基板の両生平面に回路パターン全形成して部品を搭
    載し、両生平面の回路間は第1の主平面に設けたマイク
    ロストリップ線路共振器と第2の主平面に設けた共平面
    線路の電磁的分布結合により電気的に接続した構成の発
    振器において、該マイクロストリップ線路共振器と該共
    平面線路の結合度を変えることなく発振周波数を調整す
    る手段音節したことを特徴とする発振器。 2、上記共平面線路の導体配線部と接地層部を接続する
    ことによりその一端を接地した共平面線路構成の発振器
    において、該導体配線部と接地層部の接続部を部分削除
    し、かつこの削除前に応じて該共平面線路の導体配線部
    の他端を他回路素子との接続全保持してその配線幅を減
    少させるように削除して、該削除前の配線幅全保持する
    共平面線路の導体配線部の長さを略一定に保つ削除法に
    より発振周波数を調整する手段を施したことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の発振器。 3、上記基板のマイクロストリップ線路発振器と同一主
    平面に該共振器の一端に接地層を近接して設けた構成の
    発振器において、該共振器と該接地層との間隔を広げる
    よう該接地層全部分削除して発振周波数全調整する手段
    音節したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    発振器。 4、上記マイクロストリップ線路共振器の一端を接地し
    た構成の発振器において、該接地部を部分削除して実質
    的に該共振器の長さを長くすることにより発振周波数を
    調整する手段を施したことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の発振器。
JP15405583A 1983-08-25 1983-08-25 発振器 Pending JPS6046603A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63268297A (ja) * 1987-04-24 1988-11-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高周波回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63268297A (ja) * 1987-04-24 1988-11-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高周波回路

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