JPS6046841B2 - マイクロ波集積回路装置 - Google Patents
マイクロ波集積回路装置Info
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- JPS6046841B2 JPS6046841B2 JP51122421A JP12242176A JPS6046841B2 JP S6046841 B2 JPS6046841 B2 JP S6046841B2 JP 51122421 A JP51122421 A JP 51122421A JP 12242176 A JP12242176 A JP 12242176A JP S6046841 B2 JPS6046841 B2 JP S6046841B2
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- JP
- Japan
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- temperature
- dielectric
- temperature compensation
- substrate
- microstrip line
- Prior art date
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/24—Terminating devices
- H01P1/26—Dissipative terminations
- H01P1/268—Strip line terminations
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
- Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
- Waveguides (AREA)
- Microwave Amplifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、マイクロストリップ線路と半導体能動素子と
を組合せて構成されるマイクロ波集積回路装置に係り、
特にその温度補償手段に関する。
を組合せて構成されるマイクロ波集積回路装置に係り、
特にその温度補償手段に関する。
〔発明の技術的背的背景とその問題点〕マイクロ波集積
回路（以下ＭＩＣと略称する）化発振器あるいは増幅器
は、誘電体基板上にマイクロストリップ線路を形成し、
所望の半導体能動素子を配設して構成される。
回路（以下ＭＩＣと略称する）化発振器あるいは増幅器
は、誘電体基板上にマイクロストリップ線路を形成し、
所望の半導体能動素子を配設して構成される。
例えば、ＭＩＣ化トラパツト発振器は第１図のように構
成される。図において１０１は比誘電率Ｅが一様な誘電
体基板（ε■Ｅ、）、１０２はトラパツト・ダイオード
、１０３は長さ１１で他端開放のマイクロ・ストリップ
線路、１０４・１０５はダイオードから負荷側へのびる
マイクロストリップ線路、１０６、１０７はダイオード
から１０の距離の所に設けられたハーモニクスを閉じ込
めるための主同調板と呼ばれるマイクロストリップ線路
である。なお、発振出力はマイクロストリップ線路１０
８、直流阻止用コンデンサ１ ９を経て負荷に取出す。
１１０はトラパツト・ダイオード１０２に直流バイアス
を供給するためのストリップ線路である。
成される。図において１０１は比誘電率Ｅが一様な誘電
体基板（ε■Ｅ、）、１０２はトラパツト・ダイオード
、１０３は長さ１１で他端開放のマイクロ・ストリップ
線路、１０４・１０５はダイオードから負荷側へのびる
マイクロストリップ線路、１０６、１０７はダイオード
から１０の距離の所に設けられたハーモニクスを閉じ込
めるための主同調板と呼ばれるマイクロストリップ線路
である。なお、発振出力はマイクロストリップ線路１０
８、直流阻止用コンデンサ１ ９を経て負荷に取出す。
１１０はトラパツト・ダイオード１０２に直流バイアス
を供給するためのストリップ線路である。
このようなＭＩＣ化トラパツト発振器において発振周波
数ｆ。を決める主なパラメータは線路１０３の長さ１１
と線路１０４、１０５を合計した長さ１２であり、これ
らの量１、、１２とちに対する線路内波長はほぼ比例関
係にある。ところが誘電体基板１０１として例えばアル
ミナ（Ｅ＝Ｅ１■９．８９Ｅ１ｄε１ ／ｄＴ■ノ１０
８ｐμｍ／゜Ｃ）を用いた発振器の実測例によれば発振
周波数の温度係数は−１６８ｐμｍ／゜Ｃとその値が大
きく実用上問題であつた。
数ｆ。を決める主なパラメータは線路１０３の長さ１１
と線路１０４、１０５を合計した長さ１２であり、これ
らの量１、、１２とちに対する線路内波長はほぼ比例関
係にある。ところが誘電体基板１０１として例えばアル
ミナ（Ｅ＝Ｅ１■９．８９Ｅ１ｄε１ ／ｄＴ■ノ１０
８ｐμｍ／゜Ｃ）を用いた発振器の実測例によれば発振
周波数の温度係数は−１６８ｐμｍ／゜Ｃとその値が大
きく実用上問題であつた。
一般に、発振器においては発振周波数ち、増幅器におい
ては増幅の中心周波数ｆｃ及び位相φの温度変化を小さ
くする、すなわち安定化する事は、その機器の実用化に
とり、非常に重要であり、従来、いろいろな方法が実行
されてきた。
ては増幅の中心周波数ｆｃ及び位相φの温度変化を小さ
くする、すなわち安定化する事は、その機器の実用化に
とり、非常に重要であり、従来、いろいろな方法が実行
されてきた。
例えば上述の如きＭＩＣ化発振器あるいは増幅器におけ
る安定化の一方法としては、ＭＩＣを構成する誘電体材
料の誘電率温度変化を利用した温度補償法により周波数
あるいは位相の安定化を図る方法が知られている。その
一例として実公昭５０−４１８１１がある。
る安定化の一方法としては、ＭＩＣを構成する誘電体材
料の誘電率温度変化を利用した温度補償法により周波数
あるいは位相の安定化を図る方法が知られている。その
一例として実公昭５０−４１８１１がある。
この例では一様な誘電体基板上にＭＩＣを構成し誘電体
基板自身の誘電率温度係数を半導体能動素子のパラメー
タに起因するＦ。あるいはＦｃ，φの温度変化と相殺す
る様に選ぶことにより温度補償するものである。この方
法は原理的には最も簡単な方法であるが、実際には素子
パラメータのみに起因するちあるいはＦｃ，φの温度変
化量は素子の種類のみならず、同一素子でも動作バイア
ス条件などにより異なり、その温度補償のために必要な
誘電率温度係数を有する誘電体基板が存在しない事が多
い。また、この様な誘電体基板を作る事ができたとして
も高価であればその実用性は乏しい。他の例としては、
昭和４拝度電子通信学会全国大会ＮＯ．ｌＯ３呼野純他
ＲＭＩＣインパット発振器の安定化についてョがある。
これは誘電体基板による温度補償法ではなく、誘電率温
度係数が負で大き，な値を有する第二の誘電体片を集中
定数素子として誘電体基板上に形成したマイクロストリ
ップ線路上の周波数同調にとり、都合の良い位置に置く
事により温度補償する方法である。この温度補償法の特
徴はＭＩＣパターン誘電体基！板を変えすに温度補償用
誘電体片の種類、位置、置き方、置く個数等によつて原
理的に温度補償を行えることである。
基板自身の誘電率温度係数を半導体能動素子のパラメー
タに起因するＦ。あるいはＦｃ，φの温度変化と相殺す
る様に選ぶことにより温度補償するものである。この方
法は原理的には最も簡単な方法であるが、実際には素子
パラメータのみに起因するちあるいはＦｃ，φの温度変
化量は素子の種類のみならず、同一素子でも動作バイア
ス条件などにより異なり、その温度補償のために必要な
誘電率温度係数を有する誘電体基板が存在しない事が多
い。また、この様な誘電体基板を作る事ができたとして
も高価であればその実用性は乏しい。他の例としては、
昭和４拝度電子通信学会全国大会ＮＯ．ｌＯ３呼野純他
ＲＭＩＣインパット発振器の安定化についてョがある。
これは誘電体基板による温度補償法ではなく、誘電率温
度係数が負で大き，な値を有する第二の誘電体片を集中
定数素子として誘電体基板上に形成したマイクロストリ
ップ線路上の周波数同調にとり、都合の良い位置に置く
事により温度補償する方法である。この温度補償法の特
徴はＭＩＣパターン誘電体基！板を変えすに温度補償用
誘電体片の種類、位置、置き方、置く個数等によつて原
理的に温度補償を行えることである。
しかし、誘電体片とマイクロストリップ線路との結合度
は物理的制約からあまり大きくとることができない為、
その温度補償効３果は、一般に小さく、大きい温度補償
効果を必要＊となる。本発明による温度補償法はパラメ
ータＸｉ（１＝１，２，・・Ｎ）の内いずれか１個、例
４えばＸｊにつきその温度係数ＤＸｉ／ＤＴを適当に選
ぶことにより（１）式右辺の他の項からの寄与を打消し
■−１ｄｆ０／ＤＴの絶対値を小さくしようとするもの
てあり、この発明ではＸｉとしては回路の一部分Ｖｈ′
ｅ鳴 リ１１ １ 八ノ −４二０／ゞとする場合に
は適さない。さらに、結合度を理論的に決める事が一般
に難かしいため、試行錯誤的実験によらねば最適な温度
補償用誘電体材料の性質や形状を決めねばならないとい
う欠点がある。〔発明の目的〕本発明は上記の欠点に鑑
みてなされたもので基板の選択が容易で、大きな温度補
償効果を得ることができ、さらに実験結果を併用するこ
とにより、ある程度理論的に温度補償効果を推定てきる
ノなどの特長を有する温度補償を施したマイクロ波集積
回路装置を提供するものである。
は物理的制約からあまり大きくとることができない為、
その温度補償効３果は、一般に小さく、大きい温度補償
効果を必要＊となる。本発明による温度補償法はパラメ
ータＸｉ（１＝１，２，・・Ｎ）の内いずれか１個、例
４えばＸｊにつきその温度係数ＤＸｉ／ＤＴを適当に選
ぶことにより（１）式右辺の他の項からの寄与を打消し
■−１ｄｆ０／ＤＴの絶対値を小さくしようとするもの
てあり、この発明ではＸｉとしては回路の一部分Ｖｈ′
ｅ鳴 リ１１ １ 八ノ −４二０／ゞとする場合に
は適さない。さらに、結合度を理論的に決める事が一般
に難かしいため、試行錯誤的実験によらねば最適な温度
補償用誘電体材料の性質や形状を決めねばならないとい
う欠点がある。〔発明の目的〕本発明は上記の欠点に鑑
みてなされたもので基板の選択が容易で、大きな温度補
償効果を得ることができ、さらに実験結果を併用するこ
とにより、ある程度理論的に温度補償効果を推定てきる
ノなどの特長を有する温度補償を施したマイクロ波集積
回路装置を提供するものである。
本発明ては、誘電率温度係数の異なる２種以上の誘電体
基板を平面状に構成配列し、その上にマ・イクロ・スト
リップ線路を形成することにより、ＭＩＣ化発振器、増
幅器等の温度補償を行うものである。
基板を平面状に構成配列し、その上にマ・イクロ・スト
リップ線路を形成することにより、ＭＩＣ化発振器、増
幅器等の温度補償を行うものである。
即ち本発明は、半導体能動素子を含むマイクロ波集積回
路の所望の回路特性、例えは発振周波数や増幅率等の温
度特性が複数のパラメータの温度特性により決まる点に
着目し、所定部分のストリップ線路特性について、他の
パラメータの温度変動による前記所望の回路特性への影
響を相殺するように、前記２種以上の誘電体基板の温度
係数と配置とを選択することを特徴としている。
路の所望の回路特性、例えは発振周波数や増幅率等の温
度特性が複数のパラメータの温度特性により決まる点に
着目し、所定部分のストリップ線路特性について、他の
パラメータの温度変動による前記所望の回路特性への影
響を相殺するように、前記２種以上の誘電体基板の温度
係数と配置とを選択することを特徴としている。
次に、この発明の実施例を説明する前に発明の原理につ
いて説明する。
いて説明する。
発振器の発振周波数Ｆ。
の温度変化は回路や素子の幾つかのパラメータＸｌ，Ｘ
２・・・ＸＮの温度変化により決まる。従つてＦ。はこ
れらの関数であり、一υ 一υ ＼
ｌ覧Ｎノと設ける。例えばＸ１は回路の一部分の電気長
、Ｘ２は、素子に関するパラメータの一つ等々と取るこ
とができる。従つてＦ。の温度Ｔに対する変化率は、の
電気長θを選ぶ（以下では１個のパラメータＸ１につき
温度補償する場合について説明するが複数のパラメータ
について考えるときも同様である）。
２・・・ＸＮの温度変化により決まる。従つてＦ。はこ
れらの関数であり、一υ 一υ ＼
ｌ覧Ｎノと設ける。例えばＸ１は回路の一部分の電気長
、Ｘ２は、素子に関するパラメータの一つ等々と取るこ
とができる。従つてＦ。の温度Ｔに対する変化率は、の
電気長θを選ぶ（以下では１個のパラメータＸ１につき
温度補償する場合について説明するが複数のパラメータ
について考えるときも同様である）。
そこで今、θに温度補償を特に施さない場合及び施した
楊合の諸量にそれぞれＵ，ｃの下添字をつけて区別する
ものとすれば、 ｒ＋Ｃｌｌｌ；１１０／．：廿０／
．と表わされる。
楊合の諸量にそれぞれＵ，ｃの下添字をつけて区別する
ものとすれば、 ｒ＋Ｃｌｌｌ；１１０／．：廿０／
．と表わされる。
ここで（２），（３）式の右辺第２項は共通である。従
つて両式よりここで（４）式右辺第１項は電気長０に温
度補償を施さない場合の発振周波数の温度変化率である
から実測てき、第２項は同様に電気長θに対する周波数
の変化率と、この電気長θの温度依存率であるから実測
と計算により評価できる。
つて両式よりここで（４）式右辺第１項は電気長０に温
度補償を施さない場合の発振周波数の温度変化率である
から実測てき、第２項は同様に電気長θに対する周波数
の変化率と、この電気長θの温度依存率であるから実測
と計算により評価できる。
すなわち、（４）式の第１項及び第２項は既知量である
。
。
これに対し、第３項は、添字ｃが付されており温度補償
を施した場合の量であつて未知量である。この量を適当
に選択することによつて、（４）式左辺である〔ＦＯ−
１ｄｆ０／ＤＴ〕。を所望の値に選ぶことができる。こ
こで（４）式の意味を再度確認すると、θは前述のよう
に、回路の一部分の電気長であつて、ｄθ／ＤＴは、温
度補償を施したθの温度変化率そして、ＡｆＯ／ＡＯｃ
はθｃに対する発振周波数の変化率てある。但し、後者
は回路構成が特定された段階で決定されてしまう。そこ
で、上式のような解析のもとではＤｅｃ／ＤＴを調整す
ることによつて、発明の目的が達成されることになる。
この発明では、電気長θの温度変化を、簡単にかつ容易
に選択できるように具体化したものであつて、誘電率の
温度係数が異なる２種以上の誘電基板上をマイクロスト
リップ線路を通過するように構成したものである。すな
わち、誘電率が異なれば有効電気長θが変化することに
着目し、異なる種類の基板を平面的に組み合わせるもの
である。よつて、マイクロストリップ線路が異なる基板
上を通過する構成の場合、全体の有効電気長は、異なる
基板毎に設定される電気長の和となり、全体の温度変化
率も又、個々の基板毎に規定される変化率の和となり、
マイクロストリップ線路に対して、基板の配置を選択す
ることによつて電気長θの温度変化率は容易に調整しう
るものとなる。
を施した場合の量であつて未知量である。この量を適当
に選択することによつて、（４）式左辺である〔ＦＯ−
１ｄｆ０／ＤＴ〕。を所望の値に選ぶことができる。こ
こで（４）式の意味を再度確認すると、θは前述のよう
に、回路の一部分の電気長であつて、ｄθ／ＤＴは、温
度補償を施したθの温度変化率そして、ＡｆＯ／ＡＯｃ
はθｃに対する発振周波数の変化率てある。但し、後者
は回路構成が特定された段階で決定されてしまう。そこ
で、上式のような解析のもとではＤｅｃ／ＤＴを調整す
ることによつて、発明の目的が達成されることになる。
この発明では、電気長θの温度変化を、簡単にかつ容易
に選択できるように具体化したものであつて、誘電率の
温度係数が異なる２種以上の誘電基板上をマイクロスト
リップ線路を通過するように構成したものである。すな
わち、誘電率が異なれば有効電気長θが変化することに
着目し、異なる種類の基板を平面的に組み合わせるもの
である。よつて、マイクロストリップ線路が異なる基板
上を通過する構成の場合、全体の有効電気長は、異なる
基板毎に設定される電気長の和となり、全体の温度変化
率も又、個々の基板毎に規定される変化率の和となり、
マイクロストリップ線路に対して、基板の配置を選択す
ることによつて電気長θの温度変化率は容易に調整しう
るものとなる。
〔発明の実施例］以下にＭＩＣ化発振器の実施例につき
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第２図はその構成を示すもので、図中、２０１〜２１０
はそれぞれ第１図の１０１〜１１０に対応している。第
１図と異なる点はストリップ線路１０３の一部を比誘電
率εがε＝ε１の基板１０１とは異なるε＝Ｅ２の基板
２１２土に形成した長さ１１の線路２１３て置き換えた
点および基板２１２上の線路２１３の開放端近くに電波
吸収体２１４を配置した点であり、残りの部分は第１図
と同じである。ストリップ線路２１３の特性インピーダ
ンスは今の場合、細くすることで線路２０３又は１０３
の特性インピーダンスと等しくしている。第１図と第２
図を比較すれば明らかなように、ダイオード１０２，２
０２より左側の線路の電気長が等しければ両者とも同じ
発振周波数Ｆ。が得られる。ところで、第２図において
ダイオード２０２より左側の線路は第３図の等価回路て
表わせる。ここで１＝１１″＋１１″″，Ｘ＝１１″″
／ｌである。従つて線路２１３，２０３全体の電気長θ
ｃはθ０＝０１＋０２…２πＩ（（１−ｘ）／λ１＋ｘ
／λ２）＝２？ＲｆｌＣ−１（（１−ｘ）Ｖε１ｅ＋Ｘ
ｌε２ｅ）・・・（５）となる。
はそれぞれ第１図の１０１〜１１０に対応している。第
１図と異なる点はストリップ線路１０３の一部を比誘電
率εがε＝ε１の基板１０１とは異なるε＝Ｅ２の基板
２１２土に形成した長さ１１の線路２１３て置き換えた
点および基板２１２上の線路２１３の開放端近くに電波
吸収体２１４を配置した点であり、残りの部分は第１図
と同じである。ストリップ線路２１３の特性インピーダ
ンスは今の場合、細くすることで線路２０３又は１０３
の特性インピーダンスと等しくしている。第１図と第２
図を比較すれば明らかなように、ダイオード１０２，２
０２より左側の線路の電気長が等しければ両者とも同じ
発振周波数Ｆ。が得られる。ところで、第２図において
ダイオード２０２より左側の線路は第３図の等価回路て
表わせる。ここで１＝１１″＋１１″″，Ｘ＝１１″″
／ｌである。従つて線路２１３，２０３全体の電気長θ
ｃはθ０＝０１＋０２…２πＩ（（１−ｘ）／λ１＋ｘ
／λ２）＝２？ＲｆｌＣ−１（（１−ｘ）Ｖε１ｅ＋Ｘ
ｌε２ｅ）・・・（５）となる。
ここでλ１，λ２はそれぞれ誘電体基板２０１及び２１
２上の線路２０３及び２１３の線路内波長、ε１ｅ，ε
ぇはそれぞれ線路２０３及び２１３部の実効比誘電率で
ありλ１＝Ｃ（ＦＶＥｌｅ）−Ｊλ２＝Ｃ（ＦＶε２ｅ
）の関係がある。
２上の線路２０３及び２１３の線路内波長、ε１ｅ，ε
ぇはそれぞれ線路２０３及び２１３部の実効比誘電率で
ありλ１＝Ｃ（ＦＶＥｌｅ）−Ｊλ２＝Ｃ（ＦＶε２ｅ
）の関係がある。
ただし、Ｃは光速（：３Ｘ１０１０ＣＴｎ／ｓ）である
。なお、第１図におけるダイオード１０２より左側の線
路の等価回路は第３図において１＝１１及び１１＝０（
すなわちｘ＝０）とした場合に対応し、電気長θｕは０
Ｕ＝ｏ１＝２７ｒ１１／λ１＝２πＦＩｌＣ−１ＪＥ１
ｅ・・・（６）で与えられる。
。なお、第１図におけるダイオード１０２より左側の線
路の等価回路は第３図において１＝１１及び１１＝０（
すなわちｘ＝０）とした場合に対応し、電気長θｕは０
Ｕ＝ｏ１＝２７ｒ１１／λ１＝２πＦＩｌＣ−１ＪＥ１
ｅ・・・（６）で与えられる。
ただしλ１＝Ｃ（ＦＶＥｌｅ）−１である。当然ながら
、Ｘにより電気長０ｃが変化する。次に（４）式の左辺
量を所望の小さな値にするためのＸを求める。
、Ｘにより電気長０ｃが変化する。次に（４）式の左辺
量を所望の小さな値にするためのＸを求める。
今、第１図、第２図において温度Ｔ＝Ｔの時のＦ。を等
しくするためにはθｕ＝θｃとしなければならない。従
つて１１ｈ；＝１（１−ｘ）４Ｇ−＋ＸＶ７＝）・・・
（７）（５），（６）式を用いるとＤＯｕ／ＤＴ＝πＦ
ｌｌｒｌＣ−１ｈ； ・・・（８），，８ｄ０ｃ
／ＤＴ＝ＸｆｌＣ−１（（１−ｘ）Ｒｌｈ；＋Ｘｒ２石
； ・・・（９）となる。
しくするためにはθｕ＝θｃとしなければならない。従
つて１１ｈ；＝１（１−ｘ）４Ｇ−＋ＸＶ７＝）・・・
（７）（５），（６）式を用いるとＤＯｕ／ＤＴ＝πＦ
ｌｌｒｌＣ−１ｈ； ・・・（８），，８ｄ０ｃ
／ＤＴ＝ＸｆｌＣ−１（（１−ｘ）Ｒｌｈ；＋Ｘｒ２石
； ・・・（９）となる。
ここでｒ１＝Ｅｌｅ−１ｄε１ｅ／ＤＴ，ｒ２＝Ｅ２ｅ
−１ｄ，２ｅ／ＤＴである。
−１ｄ，２ｅ／ＤＴである。
（７）〜（９）式及びＦ。−１ａｆ０／ＡＯｕ＝ＦＯ−
１ａｆ０／ＡＯｃ＝ＦＯ−１ａｆ０／ａθである事を利
用すると、ち−１ａｆ０／ＡＯｕ−ＤＯｕ／ＤＴ＝Ａｒ
ｌ／２ ・・・（１０を得る。但しａ三２πＦｌｌＣ
−１Ｖ？・ＦＯ−１δＦＯ７／δθである。Ｄｕ＝〔Ｆ
Ｏ−１ｄｆｅ／ＤＴ〕Ｕ ｄｃＣｂＯ−１ｄｆ０／ＤＴ′）ｃ とおき、これらと（１０），（１１）式を（４）式に代
人すればｘ＝２（Ｄｃ−Ｄｕ）（ａα（Ｒ２−ｒ１）−
２（Ｄｃ一Ｄｕ）（α−１））−１
・・・（１２）を得る。
１ａｆ０／ＡＯｃ＝ＦＯ−１ａｆ０／ａθである事を利
用すると、ち−１ａｆ０／ＡＯｕ−ＤＯｕ／ＤＴ＝Ａｒ
ｌ／２ ・・・（１０を得る。但しａ三２πＦｌｌＣ
−１Ｖ？・ＦＯ−１δＦＯ７／δθである。Ｄｕ＝〔Ｆ
Ｏ−１ｄｆｅ／ＤＴ〕Ｕ ｄｃＣｂＯ−１ｄｆ０／ＤＴ′）ｃ とおき、これらと（１０），（１１）式を（４）式に代
人すればｘ＝２（Ｄｃ−Ｄｕ）（ａα（Ｒ２−ｒ１）−
２（Ｄｃ一Ｄｕ）（α−１））−１
・・・（１２）を得る。
ただしα…ＶＥ２ｅ／ε１ｅである。この（１２）式て
、留意する点は、上記Ｄｕは（４）式の第１項てあり、
実測値てある。Ｄｃは、（４）式の左辺てあつて、この
発明において微小量に制御したい量である。具体的数値
例を用いて温度補償の効果を次に述べる。
、留意する点は、上記Ｄｕは（４）式の第１項てあり、
実測値てある。Ｄｃは、（４）式の左辺てあつて、この
発明において微小量に制御したい量である。具体的数値
例を用いて温度補償の効果を次に述べる。
達成したいａはＤｃ＝０となるようなＸの選択てある。
まず温度補償をしてない第１図において１１＝１３．６
Ｔｒ０ｎ１誘電体基板１０１としてアルミナ（比誘電率
ε１＝９．８、ｒ１＝ε１ｅ−１ｄε１ｅ／ＤＴ′．ε
１−１ｄＥ１／ＤＴ＝１０８ｐｐｍ／゜Ｃ）を用いた場
合、発振周波数の温度係数の実測値はＤｕ＝〔ＦＯ−１
ｄｆ０／ＤＴ〕ｕ＝ー１６８ｐｐｍ／゜Ｃであつた。
まず温度補償をしてない第１図において１１＝１３．６
Ｔｒ０ｎ１誘電体基板１０１としてアルミナ（比誘電率
ε１＝９．８、ｒ１＝ε１ｅ−１ｄε１ｅ／ＤＴ′．ε
１−１ｄＥ１／ＤＴ＝１０８ｐｐｍ／゜Ｃ）を用いた場
合、発振周波数の温度係数の実測値はＤｕ＝〔ＦＯ−１
ｄｆ０／ＤＴ〕ｕ＝ー１６８ｐｐｍ／゜Ｃであつた。
一方、第２図の誘電体基板２１２にε＝Ｅ２＝１００，
ｒ２＝ε２８−１ｄＥ２ｅ／ＤＴ＝ニε２−１ｄε２／
ＤＴ＝ー９００ｐｐｍ／０Ｃのルチルセラミツクスを用
いる事によりＤｃ＝〔ＦＯ−１ｄｆ０／ＤＴ〕。＝０と
完全に温度補償するためのＸは（１２）式よりｘ＝０．
９５あるいはこの値と（７）式より１１″：０．３順，
１１″半４．７蒜と求まる。この数値例に基づいて実際
にＭＩＣトラパツト発振器を作つてＤｃを実測したとこ
ろ、Ｄｃ＝ー１．５ｐｐｍ／℃と実験上の誤差等の原因
でＤｃが完全に零とならなかつたが、Ｉｄｅ／ＤｕＩ＝
ニ１１１０と大きい温度補償効果を得ることができる。
なお（１２）式より定まるＸがＸ≦０又はＸ≧１となる
場合はε２，ｒ２の異なる基板を用いる必要があるが通
常Ｄｃは完全に零にしなくても或程度値を小さくすれば
実用上問題のない事が多く、その様な場合には、ほとん
どの場合、０〈Ｘく１となり、温度補償が実現できる。
以上はＭＩＣ化発振器における発振周波数Ｆ。
ｒ２＝ε２８−１ｄＥ２ｅ／ＤＴ＝ニε２−１ｄε２／
ＤＴ＝ー９００ｐｐｍ／０Ｃのルチルセラミツクスを用
いる事によりＤｃ＝〔ＦＯ−１ｄｆ０／ＤＴ〕。＝０と
完全に温度補償するためのＸは（１２）式よりｘ＝０．
９５あるいはこの値と（７）式より１１″：０．３順，
１１″半４．７蒜と求まる。この数値例に基づいて実際
にＭＩＣトラパツト発振器を作つてＤｃを実測したとこ
ろ、Ｄｃ＝ー１．５ｐｐｍ／℃と実験上の誤差等の原因
でＤｃが完全に零とならなかつたが、Ｉｄｅ／ＤｕＩ＝
ニ１１１０と大きい温度補償効果を得ることができる。
なお（１２）式より定まるＸがＸ≦０又はＸ≧１となる
場合はε２，ｒ２の異なる基板を用いる必要があるが通
常Ｄｃは完全に零にしなくても或程度値を小さくすれば
実用上問題のない事が多く、その様な場合には、ほとん
どの場合、０〈Ｘく１となり、温度補償が実現できる。
以上はＭＩＣ化発振器における発振周波数Ｆ。
の温ｉ度補償について述べてきたがＦ。の安定化を図つ
ておけば発振器の出力側にサーキユレータを付けて反射
型注入同期増幅器とした場合にも注入同期帯域や出力位
相の安定化が実現できることはその動作原理から明らか
である。ノ また、第２図に示した電波吸収体２１４は
例えばフェライトが混入されたゴムであつて、このよう
に線路２１３の開放端に電波吸収体を配設することによ
一つて、発振出力の温度による変動が非常に小さくなる
ことが認められた。更にこのような電波吸収体はダイオ
ード２０２をパルス動作させたとき、ＲＦ出力検波波形
のパルス内歪みを小さくしたり、また増幅器においては
増幅帯域周波数内の出力変動を小さくする等の効果を有
することがわかつた。〔発明の効果〕 この様に本発明によればＭＩＣの誘導体を２種類の誘導
体材料を用いて適当な配分比で構成することにより、基
板の選択自由度が大きくなり、所望の温度補償効果を得
るために必要な基板材料の諸定数も前記の公式を用いて
容易に推定できる。
ておけば発振器の出力側にサーキユレータを付けて反射
型注入同期増幅器とした場合にも注入同期帯域や出力位
相の安定化が実現できることはその動作原理から明らか
である。ノ また、第２図に示した電波吸収体２１４は
例えばフェライトが混入されたゴムであつて、このよう
に線路２１３の開放端に電波吸収体を配設することによ
一つて、発振出力の温度による変動が非常に小さくなる
ことが認められた。更にこのような電波吸収体はダイオ
ード２０２をパルス動作させたとき、ＲＦ出力検波波形
のパルス内歪みを小さくしたり、また増幅器においては
増幅帯域周波数内の出力変動を小さくする等の効果を有
することがわかつた。〔発明の効果〕 この様に本発明によればＭＩＣの誘導体を２種類の誘導
体材料を用いて適当な配分比で構成することにより、基
板の選択自由度が大きくなり、所望の温度補償効果を得
るために必要な基板材料の諸定数も前記の公式を用いて
容易に推定できる。
又誘電体基板による温度補償法であるため、従来の方式
よりも大きな温度補償効果が得られるなどの利点を有す
る。上記の説明では一箇所のストリップ線路のみで温度
補償を行う場合を述べたがＭＩＣの複数箇所について同
様の温度補償を行なえば、多少複雑にはなるが、さらに
大きな温度補償効果が得られる。その場合、各回路部分
を材料の異なる誘電体基板で構成することができる。本
発明を適用する際、ストリップ線路２１３のｒ１ピｅ′
ＳＣｌｌｎ／＋ｏ／特性インピーダンスが必ずしも２０
３の特性インピーダンスと同じでなくても或いは基板２
０１と２１２の厚さが多少異なつても有効であり、実験
的にもそれが確かめられている。
よりも大きな温度補償効果が得られるなどの利点を有す
る。上記の説明では一箇所のストリップ線路のみで温度
補償を行う場合を述べたがＭＩＣの複数箇所について同
様の温度補償を行なえば、多少複雑にはなるが、さらに
大きな温度補償効果が得られる。その場合、各回路部分
を材料の異なる誘電体基板で構成することができる。本
発明を適用する際、ストリップ線路２１３のｒ１ピｅ′
ＳＣｌｌｎ／＋ｏ／特性インピーダンスが必ずしも２０
３の特性インピーダンスと同じでなくても或いは基板２
０１と２１２の厚さが多少異なつても有効であり、実験
的にもそれが確かめられている。
又基板２１２の大きさも基板２０１の大きさと同じにす
る必要はなく、極端な場合としてマイクロストリップ線
路２１３より多少大き目にしても良い事が確かめられた
。したがつて基板２１２の誘電率を上述の実施例の様に
基板２０１のそれよりも大きく選べば回路の小形化も図
る事ができる。また上述の様に基板２１２を小さくした
場合には電波吸収体２１４は基板２１２の上ではなく、
その周辺の導体基板上に配設しても同等の効果を有する
。又他の回路部分に対して適用する場合にも同様のこと
が言える。上記実施例は第二高調波モードを利用したト
ラパツト発振器（即ち第１図で１１々１２（１ （ＦＯ
）２、λ（ＦＯ）：第二高調波周波数Ｆ。
る必要はなく、極端な場合としてマイクロストリップ線
路２１３より多少大き目にしても良い事が確かめられた
。したがつて基板２１２の誘電率を上述の実施例の様に
基板２０１のそれよりも大きく選べば回路の小形化も図
る事ができる。また上述の様に基板２１２を小さくした
場合には電波吸収体２１４は基板２１２の上ではなく、
その周辺の導体基板上に配設しても同等の効果を有する
。又他の回路部分に対して適用する場合にも同様のこと
が言える。上記実施例は第二高調波モードを利用したト
ラパツト発振器（即ち第１図で１１々１２（１ （ＦＯ
）２、λ（ＦＯ）：第二高調波周波数Ｆ。
に対する線路内波長）の場合の例であるが、基本波モー
ドを利用したトラパツト発振器（例えば、第１図で１１
たλ（ＦＯ）／４１。（λ（ＦＯ）／２，ｆ０：基本波
周波数）の温度補償を実施する際も本発明が適用できる
ことは容易に理解できる。又、トラパツト・ダイオード
以外の半導体能動素子、例えばガン・ダイオードやイン
パット・ダイオードを用いた■Ｃ化発振器及び増幅器に
対しても周波数同調機能を果す回路部分に本発明を適用
し、ちあるいはＦ。
ドを利用したトラパツト発振器（例えば、第１図で１１
たλ（ＦＯ）／４１。（λ（ＦＯ）／２，ｆ０：基本波
周波数）の温度補償を実施する際も本発明が適用できる
ことは容易に理解できる。又、トラパツト・ダイオード
以外の半導体能動素子、例えばガン・ダイオードやイン
パット・ダイオードを用いた■Ｃ化発振器及び増幅器に
対しても周波数同調機能を果す回路部分に本発明を適用
し、ちあるいはＦ。
φの温度補償を行うことは可能てある。
第１図は従来のＭＩＣ化トラパツト発振器を示す平面図
、第２図は本発明の一実施例のＭＩＣトラパツト発振器
を示す平面図、第３図は第２図における温度補償用マイ
クロ・ストリップ線路部分の等価回路図である。 ２０１・・・・・誘電体基板（Ｅ＝Ｅ１）、２１２・・
・・・誘電体基板（ε＝ε２）、２０２・・・・・・ト
ラパツト・ダイオード、２０３，２０４，２０５，２０
６，２０７，２０８，２１０，２１３・・・・・マイク
ロ・ストリップ線路、２０９・・・・・・直流阻止用コ
ンデンサ、２１４・・・・・・電波吸収体。
、第２図は本発明の一実施例のＭＩＣトラパツト発振器
を示す平面図、第３図は第２図における温度補償用マイ
クロ・ストリップ線路部分の等価回路図である。 ２０１・・・・・誘電体基板（Ｅ＝Ｅ１）、２１２・・
・・・誘電体基板（ε＝ε２）、２０２・・・・・・ト
ラパツト・ダイオード、２０３，２０４，２０５，２０
６，２０７，２０８，２１０，２１３・・・・・マイク
ロ・ストリップ線路、２０９・・・・・・直流阻止用コ
ンデンサ、２１４・・・・・・電波吸収体。
Claims (1)
- １ 誘電体基板上にマイクロストリップ線路を形成し、
更に半導体能動素子を配置して成るマイクロ波集積回路
装置において、前記誘電体基板は、誘電率の異なる複数
の基板を平面的に配置して成ると共に、前記マイクロス
トリップ線路は前記複数の基板上を通過して成り、かつ
、前記マイクロストリップ線路の有効電気長に温度補償
を施すように、前記複数の基板上の各々を通過する前記
マイクロストリップ線路の長さ及び前記複数の基板の誘
電率の温度係数を選定してなることを特徴とするマイク
ロ波集積回路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51122421A JPS6046841B2 (ja) | 1976-10-13 | 1976-10-13 | マイクロ波集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51122421A JPS6046841B2 (ja) | 1976-10-13 | 1976-10-13 | マイクロ波集積回路装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5347749A JPS5347749A (en) | 1978-04-28 |
| JPS6046841B2 true JPS6046841B2 (ja) | 1985-10-18 |
Family
ID=14835402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51122421A Expired JPS6046841B2 (ja) | 1976-10-13 | 1976-10-13 | マイクロ波集積回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6046841B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20240074116A (ko) * | 2022-11-18 | 2024-05-28 | (주)코텍 | 버튼 조명 모듈 및 이를 구비한 버튼 장치 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS591203U (ja) * | 1982-06-25 | 1984-01-06 | 日本電気株式会社 | マイクロストリツプ回路用終端器 |
| JPS59101502U (ja) * | 1982-12-27 | 1984-07-09 | 株式会社東芝 | 超高周波回路 |
| JP6720730B2 (ja) * | 2016-06-28 | 2020-07-08 | 日本ゼオン株式会社 | 信号伝送体、及び電子機器 |
-
1976
- 1976-10-13 JP JP51122421A patent/JPS6046841B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20240074116A (ko) * | 2022-11-18 | 2024-05-28 | (주)코텍 | 버튼 조명 모듈 및 이를 구비한 버튼 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5347749A (en) | 1978-04-28 |
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