JPH07154141A - Nrd guide oscillator - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To facilitate the assembling and to improve the mass-productivity by providing a dielectric strip, an oscillating element, a line in common use for an electromagnetic wave and a bias voltage and a bias supply line in a parallel plate waveguide for propagating an oscillated electromagnetic wave. CONSTITUTION:A clearance between upper and lower metallic plates 1a, 1b of a parallel plate waveguide 1 is set to be, e.g. 2.5mm and an InP gun diode 2 is provided on a side wall of a mount 3 almost in the center. A cathode electrode of the diode 2 is connected to the metallic plate 1b for earthing via the mount 3 and an active layer part and an anode electrode are provided in and on an insulation ring. Furthermore, the anode electrode is connected to a dielectric strip 6 via a common use line 5 on the dielectric board 4 and a bias supply line 7 and a wire 9 are connected to a high frequency coupling part between the line 5 and the strip 6. A metallic strip 8a includes a resonator, which is resonated with the oscillating frequency and the line 7 acts like a choke to prevent leakage of an oscillated electromagnetic wave. Thus, the manufacture is simplified, and miniaturization and mass-production are attained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ＮＲＤガイド（非放射
性誘電体線路）とガンダイオードなどの発振素子とを組
み合わせたマイクロ波もしくはミリ波の発振器に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microwave or millimeter wave oscillator in which an NRD guide (non-radiative dielectric line) and an oscillation element such as a Gunn diode are combined.

【０００２】[0002]

【従来の技術】ＮＲＤガイド（非放射性誘電体線路）
は、導電性の平行平板の間隔を使用周波数の１／２波長
以下の長さとし、その間に誘電体ストリップを挿入した
ものであり、電磁波はこの誘電体ストリップに沿って伝
搬する。ＮＲＤガイドは、非放射性のためマイクロスト
リップ回路に比べて伝搬損失が低く、また導波管と比較
して伝搬路の製作が容易であり、マイクロ波、特に３０
ＧＨｚ以上のミリ波帯の伝送路として注目されている。NRD guide (non-radiative dielectric line)
Is one in which the distance between conductive parallel plates is set to a length equal to or less than ½ wavelength of the used frequency, and a dielectric strip is inserted therebetween, and electromagnetic waves propagate along this dielectric strip. Since the NRD guide is non-radiative, the propagation loss is lower than that of the microstrip circuit, and the propagation path is easier to manufacture than that of the waveguide.
It is attracting attention as a millimeter-wave band transmission line of GHz or higher.

【０００３】このＮＲＤガイドとガンダイオードを組み
合わせた３５ＧＨｚ帯および６０ＧＨｚ帯のＮＲＤガイ
ド発振器が開発され、導波管に匹敵する発振出力が得ら
れている。典型的なＮＲＤガイド発振器を図３に示す。
金属板からなる平行平板導波路１の間に、ガンダイオー
ド２を搭載したマウント３が置かれている。ガンダイオ
ード２からの高周波出力は、金属ストリップ線路からな
る共振器１１を介して誘電体ストリップ６に導出されて
いる。また、バイアスチョーク１２を介してガンダイオ
ード２を駆動するためのバイアス電圧が印加される。NRD guide oscillators in the 35 GHz band and the 60 GHz band in which the NRD guide and the Gunn diode are combined have been developed, and an oscillation output comparable to a waveguide has been obtained. A typical NRD guide oscillator is shown in FIG.
A mount 3 having a Gunn diode 2 mounted thereon is placed between parallel plate waveguides 1 made of a metal plate. The high frequency output from the Gunn diode 2 is led to the dielectric strip 6 via the resonator 11 formed of a metal strip line. Further, a bias voltage for driving the Gunn diode 2 is applied via the bias choke 12.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このようなＮＲＤガイ
ド発振器は、組立が煩雑であり、量産することが困難で
ある。すなわち、ミリ波帯での特性を劣化させないため
にガンダイオードの端子は必要最小限の大きさとなって
おり、バイアス電圧を印加するためのバイアスチョーク
および高周波出力を取り出すための金属ストリップ線路
を、この微小なガンダイオードの端子に接続する必要が
ある。特に、バイアスチョークは電磁波の漏れを少なく
するために微細な金属導体で構成されているため、その
接続が難しい。このため、ＮＲＤガイド発振器の量産化
が困難であった。Such an NRD guide oscillator is complicated to assemble and difficult to mass produce. In other words, the terminal of the Gunn diode has the minimum required size in order not to deteriorate the characteristics in the millimeter wave band, and the bias choke for applying the bias voltage and the metal strip line for extracting the high frequency output are It is necessary to connect to the terminal of a minute Gunn diode. In particular, since the bias choke is made of a fine metal conductor to reduce the leakage of electromagnetic waves, it is difficult to connect it. Therefore, it is difficult to mass-produce the NRD guide oscillator.

【０００５】本発明の目的は、組立が容易であり、量産
化に適したＮＲＤガイド発振器の構造を提供するもので
ある。An object of the present invention is to provide a structure of an NRD guide oscillator which is easy to assemble and suitable for mass production.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、バイアス電圧
を発振素子に供給することで電磁波を発振するＮＲＤガ
イド発振器において、（ａ）平行平板導波路と、（ｂ）
発振された電磁波を伝搬するための該平行平板導波路内
の誘電体ストリップと、（ｃ）該平行平板導波路内の発
振素子と、（ｄ）一端が該発振素子に接続され、他端が
前記誘電体ストリップに接続されてバイアス電圧および
発振された電磁波が伝わる共用線路と、（ｅ）該共用線
路の他端に接続されてバイアス電圧が伝わるバイアス供
給線路とを有するものである。The present invention relates to an NRD guide oscillator which oscillates an electromagnetic wave by supplying a bias voltage to an oscillating element, wherein (a) a parallel plate waveguide and (b)
A dielectric strip in the parallel plate waveguide for propagating the oscillated electromagnetic wave; (c) an oscillating element in the parallel plate waveguide; and (d) one end connected to the oscillating element and the other end It has a shared line connected to the dielectric strip for transmitting a bias voltage and an oscillated electromagnetic wave, and (e) a bias supply line connected to the other end of the shared line for transmitting a bias voltage.

【０００７】[0007]

【作用及び効果】本発明によれば、発振素子へバイアス
電圧を供給するための線路が、発振された電磁波が伝わ
る線路と共通の共用線路を用いている。そのため、発振
素子へは共用線路の一端を接続するのみであり、接続の
困難なバイアス供給線路は共有線路の他端に接続してい
る。したがって、接続の困難な発振素子へ２つの線路を
接続する必要がなく、組立てが容易であり、量産性に優
れた構造である。According to the present invention, the line for supplying the bias voltage to the oscillating element uses the common line shared with the line through which the oscillated electromagnetic wave is transmitted. Therefore, only one end of the shared line is connected to the oscillation element, and the bias supply line, which is difficult to connect, is connected to the other end of the shared line. Therefore, it is not necessary to connect the two lines to the oscillation element which is difficult to connect, the assembly is easy, and the structure is excellent in mass productivity.

【０００８】[0008]

【実施例】本発明の一実施例であるガンダイオード発振
器を図１および図２を用いて以下に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A Gunn diode oscillator according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【０００９】図１に示すように、ＮＲＤガイドの平行平
板導波路１の上側を構成する上側金属板１ａと下側金属
板１ｂとは２．２５ｍｍ（または、２．５ｍｍ以下）の
間隔をもって固定される。ＩｎＰガンダイオード２は、
平行平板導波路１のほぼ中心に位置されるようにマウン
ト３の側壁に取付けられている。ＩｎＰガンダイオード
２のカソード電極は熱伝導性のよい金属からなるマウン
ト３を介して下側金属板１ｂに接地され、活性層部分は
アルミナセラミックス製の絶縁リングの内側に収められ
ており、絶縁リング上に開口をふさぐようにアノード電
極が設けられている。As shown in FIG. 1, the upper metal plate 1a and the lower metal plate 1b constituting the upper side of the parallel plate waveguide 1 of the NRD guide are fixed with a distance of 2.25 mm (or 2.5 mm or less). To be done. InP Gunn diode 2 is
It is attached to the side wall of the mount 3 so as to be located substantially at the center of the parallel plate waveguide 1. The cathode electrode of the InP gun diode 2 is grounded to the lower metal plate 1b via a mount 3 made of a metal having good thermal conductivity, and the active layer portion is housed inside an insulating ring made of alumina ceramics. An anode electrode is provided so as to cover the opening above.

【００１０】ＩｎＰガンダイオード２のアノード電極は
誘電体基板４上に設けられた共用線路５を介して誘電体
ストリップ６に接続されている。共用線路５と誘電体ス
トリップ６が高周波的に結合される部分にバイアス供給
線路７が直流的に接続されている。この誘電体ストリッ
プ６は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（商品名：テ
フロン）であり、その高さは平行平板の間隔と同じであ
り、幅は２．５ｍｍである。The anode electrode of the InP Gunn diode 2 is connected to a dielectric strip 6 via a shared line 5 provided on the dielectric substrate 4. A bias supply line 7 is connected in a direct current manner to a portion where the common line 5 and the dielectric strip 6 are coupled in high frequency. This dielectric strip 6 is made of polytetrafluoroethylene resin (trade name: Teflon), its height is the same as the distance between the parallel plates, and its width is 2.5 mm.

【００１１】誘電体基板４の周辺部の詳細を図２に示
す。共用線路５およびバイアス供給線路７は同一の誘電
体基板４上に形成された金属ストリップ８から構成され
る。誘電体基板４は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂
からなり、金属ストリップ８は、エッチング加工された
銅箔からなる。共用線路４部分を構成する金属ストリッ
プ８ａは、幅１．４ｍｍ、長さ２．５ｍｍの共振器を含
み、発振周波数に共振し、ガンダイオード２のアノード
電極に接続するために、誘電体基板４の端部で折り曲げ
られている。この共振器に続く幅狭部（幅０．２ｍｍ、
長さ３．０ｍｍ）の誘電体基板４の裏側に誘電体ストリ
ップ６の端部が密着し、高周波的に共用線路５と結合し
ている。Details of the peripheral portion of the dielectric substrate 4 are shown in FIG. The common line 5 and the bias supply line 7 are composed of metal strips 8 formed on the same dielectric substrate 4. The dielectric substrate 4 is made of polytetrafluoroethylene resin, and the metal strip 8 is made of etched copper foil. The metal strip 8a forming the shared line 4 portion includes a resonator having a width of 1.4 mm and a length of 2.5 mm, and resonates at an oscillation frequency and is connected to the anode electrode of the Gunn diode 2 by using the dielectric substrate 4 Is bent at the end of. The narrow part following this resonator (width 0.2 mm,
The end of the dielectric strip 6 is in close contact with the back side of the dielectric substrate 4 having a length of 3.0 mm, and is coupled to the shared line 5 at high frequencies.

【００１２】共用線路５を構成する金属ストリップ８ａ
の幅狭部に、バイアス供給線路７を構成する金属ストリ
ップ７ｂが直流的に接続されている。バイアス供給線路
７は、発振された電磁波が漏れないように高周波的に高
いインピーダンスとなるチョークを構成しおり、幅広部
（幅２．０ｍｍ、長さ１．１ｍｍ）と幅狭部（幅０．２
ｍｍ、長さ１．０ｍｍ）が交互に３段、直列に接続され
ている。バイアス供給線路７が共用線路５に接続された
側の逆の端部はバイアス供給配線９に接続され、直流バ
イアス、または、変調電流などのバイアス電圧が印加さ
れる。Metal strip 8a constituting the shared line 5
The metal strip 7b forming the bias supply line 7 is connected to the narrow portion of the line in a DC manner. The bias supply line 7 constitutes a choke having high impedance at high frequency so that the oscillated electromagnetic wave does not leak, and has a wide portion (width 2.0 mm, length 1.1 mm) and a narrow portion (width 0.2 mm).
mm, length 1.0 mm) are alternately connected in three stages in series. The opposite end of the side where the bias supply line 7 is connected to the shared line 5 is connected to the bias supply line 9, and a bias voltage such as a DC bias or a modulation current is applied.

【００１３】本実施例による発振器は、７Ｖ，約０．５
Ａの直流バイアスを印加することで６０ＧＨｚで発振
し、８０ｍＷの最大出力が得られる。組立工程において
は、ＩｎＰガンダイオード２への接続は、共用線路４の
幅広い接続のみでよい、また、同一の誘電体基板４上に
共用線路５およびバイアス供給線路７を設けているの
で、これらを接続する必要がなく、製造工程が簡単であ
る。また、ＩｎＰガンダイオード２近傍にチョークを設
ける必要がないため、発振器を小型化できる。なお、予
め、誘電体ストリップ６に誘電体基板４を取付けておい
てから、誘電体基板４上の共用線路５をガンダイオード
に接続してもよい。The oscillator according to this embodiment has a voltage of 7V and a voltage of about 0.5V.
By applying the DC bias of A, oscillation is performed at 60 GHz and a maximum output of 80 mW is obtained. In the assembly process, the connection to the InP Gunn diode 2 need only be a wide connection of the shared line 4, and since the shared line 5 and the bias supply line 7 are provided on the same dielectric substrate 4, these are connected. There is no need to connect and the manufacturing process is simple. Further, since it is not necessary to provide a choke near the InP Gunn diode 2, the oscillator can be downsized. It is also possible to attach the dielectric substrate 4 to the dielectric strip 6 in advance and then connect the shared line 5 on the dielectric substrate 4 to the Gunn diode.

【００１４】以上の実施例では、共用線路およびバイア
ス供給線路を誘電体上設けた金属ストリップにより構成
しているが、部分的に直径の異なる金属ロッドにより構
成してもよい。これらの形状、寸法は適宜変更しうる。
また、発振素子としては、３端子以上の能動素子を用い
ることができるが配線が複雑となるため、ガンダイオー
ド、インパットダイオードなど２端子半導体素子を用い
ることが望ましい。また、誘電体材料としては、出力を
高効率で取り出すためにフッ素系樹脂などの使用周波数
で誘電損失が低い材料が望ましい。なお、誘電体ストリ
ップは、マウント側面からの影響を受けないために使用
周波数の１波長程度離して配置することが望ましい。In the above embodiments, the shared line and the bias supply line are made of metal strips provided on the dielectric, but they may be made of metal rods having different diameters partially. These shapes and dimensions can be changed appropriately.
Further, as the oscillating element, an active element having three or more terminals can be used, but since the wiring becomes complicated, it is desirable to use a two-terminal semiconductor element such as a Gunn diode or an impatt diode. Further, as the dielectric material, a material having a low dielectric loss at the used frequency such as a fluorine resin is desirable in order to extract the output with high efficiency. It is desirable that the dielectric strips are arranged apart from each other by about one wavelength of the operating frequency so that they are not affected by the side surface of the mount.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本実施例によるガンダイオード発振器を説明す
るための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a Gunn diode oscillator according to an embodiment.

【図２】本実施例にもちいる誘電体基板４の周辺部の詳
細を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining details of a peripheral portion of a dielectric substrate 4 used in this embodiment.

【図３】従来技術によるＮＲＤガイドとガンダイオード
を組み合わせたミリ波発振器の構造を説明するための図
である。FIG. 3 is a diagram for explaining a structure of a millimeter wave oscillator in which a NRD guide and a Gunn diode are combined according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 平行平板導波路 ２ ＩｎＰガンダイオード ３ マウント ４ 誘電体基板 ５ 共用線路 ６ 誘電体ストリップ ７ バイアス供給線路 ８ 金属ストリップ ９ バイアス供給配線 1 Parallel Plate Waveguide 2 InP Gunn Diode 3 Mount 4 Dielectric Substrate 5 Shared Line 6 Dielectric Strip 7 Bias Supply Line 8 Metal Strip 9 Bias Supply Wiring

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 バイアス電圧を発振素子に供給すること
で電磁波を発振するＮＲＤガイド発振器において、
（ａ）平行平板導波路と、（ｂ）発振された電磁波を伝
搬するための該平行平板導波路内の誘電体ストリップ
と、（ｃ）該平行平板導波路内の発振素子と、（ｄ）一
端が該発振素子に接続され、他端が前記誘電体ストリッ
プに接続されてバイアス電圧および発振された電磁波が
伝わる共用線路と、（ｅ）該共用線路の他端に接続され
てバイアス電圧が伝わるバイアス供給線路とを有するこ
とを特徴とするＮＲＤガイド発振器。1. An NRD guide oscillator that oscillates electromagnetic waves by supplying a bias voltage to an oscillating element,
(A) a parallel plate waveguide; (b) a dielectric strip in the parallel plate waveguide for propagating an oscillated electromagnetic wave; (c) an oscillating element in the parallel plate waveguide; and (d). One end is connected to the oscillating element and the other end is connected to the dielectric strip, and a shared line for transmitting a bias voltage and an oscillated electromagnetic wave; and (e) a common line connected to the other end of the shared line for transmitting a bias voltage. An NRD guide oscillator having a bias supply line.