JPS62105504A - 高周波発振器 - Google Patents

高周波発振器

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JPS62105504A
JPS62105504A JP61255951A JP25595186A JPS62105504A JP S62105504 A JPS62105504 A JP S62105504A JP 61255951 A JP61255951 A JP 61255951A JP 25595186 A JP25595186 A JP 25595186A JP S62105504 A JPS62105504 A JP S62105504A
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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】 本発明は周波数が可変容量ダイオードによって該ダイオ
ードの両端に供給される制御電圧の関数として中心周波
数付近で直線的に変調される発振器にあって、パワート
ランジスタを具えており、該トランジスタの入力及び出
力電極における整合インピーダンスを前記中心周波にて
最大利得が得られるように計算したライン素子によって
実現するようにした高周波発振器に関するものである。
本発明による発振器は約5 GHzの作動周波数で0.
1〜1ワツトの出力電力を発生し、これはすべてのF、
 M、方式、特に無線高度計の電源又は近接ヒユーズや
、自動レンジファインダーや、長距離レーダの如き装置
に用いられる。これらの幾つかの用途にとっては、周波
数−制御電圧特性の直線性を適切なものとし、かつ雑音
からの絶縁を極めて良好とする必要がある。この絶縁条
件を満足させるには発振器の外部Qを高くする必要があ
る。
冒頭にて述べた種類の高周波発振器は、例えば米国特許
第4.310.809号に開示されており、これに記載
されている回路はバイポーラトランジスタに基づいて実
現される負性抵抗を有しており、またその周波数変動は
変調回路に並列に配置されるバラクタによって制御され
る。高周波の分野で近年用いられている斯種の発振器の
出力電力は弱く、この場合の出力電力は8.5GHzで
10mWである。斯種発振器の外部影響に対する感度を
低減させる方法は発振器の出力端子に絶縁物を設ける方
法である。
帰還増幅器タイプの高出力発振器に適用し得る他の方法
は、例えばこの発振器の出力端子に減衰器又は指向性カ
ップラを配置する方法であるが、この方法では発振器の
出力電力比に較べて外部のQが僅かしか増大しない。
本発明の目的は簡単で、しかも経済的な方法で発振器の
雑音に対する絶縁度を高くすることにある。
本発明は、前記トランジスタを高利1等で、しかも高出
力のトランジスタとし、該トランジスタの入力電圧を出
力電圧に整合させる帰還回路網によって前記周波数範囲
内で、前記トランジスタの安定動作モードにより発振さ
せ、発振器の出力端子にて1つのライン素子を介して前
記帰還をかけ、該ライン素子を前記帰還回路網のライン
素子の内の1つのライン素子に接近させて弱く結合させ
て、前記トランジスタの出力端子にて得られる高電力の
大部分を前記トランジスタの入力端子に再注入するよう
にし、斯くして弱い結合を行い、かつカップラの指向性
とトランジスタの飽和状態とによって発振器が高い外部
Qを呈するようにしたことを特徴とする。
本発明の好適な実施に当っては、前記可変容量ダイオー
ド及び固定コンデンサを前記帰還回路網に並列に接続さ
れる変調回路における3つのライン素子間に直列に配置
し、前記固定コンデンサの一端を第1ライン素子を介し
て前記帰還回路網の一点に接続すると共に他端を第2ラ
イン素子を介して前記ダイオードの陰極に接続し、該ダ
イオードの陽極を第3ライン素子を介して接地し、前記
各ライン素子を、前記周波数変調の直線性が前記制御電
圧の関数として最適となるようにテめ定めるようにした
ことを特徴とする。
以下図面につき本発明を説明する。
第1及び2図における対応する素子には同一参照番号を
付して示しである。
第1図に回路部を示す本発明による高周波発振器は、ソ
ース電極Sを直接接地した電界効果トランジスタTを含
み、しかも500+++Wの大きさの電力を供給し得る
帰還増幅器に基づいて得られるものである。
トランジスタTと発振回路との所望周波数帯域内での入
/出力整合はつぎのようにして決定される。即ち、 一トランジスタTのドレイン電極りとグリッドGとの間
にライン素子LI、コンデンサCいライン素子L4. 
t、、、  L6. L9.  l、z、 L2+、コ
ンデンサC6及びライン素子L22を直列に配置する。
−ライン素子し、1 とし。1 との接続点にライン素
子し、□及びLl3を直列に接続する。
−ライン素子L6とL9との接続点、L9とLl、との
接続点及びライン素子り、3の遊端にそれぞれ開放ライ
ン素子Lt L8+ Llo及びLl4  (スタブ)
の一端を接続する。
ライン周波数変調は、ライン素子り、l  と121 
 との接続点と大地との間にて入−出力整合回路に並列
に配置される直列配置のライン素子L17、バリキャッ
プダイオード(可変容量ダイオード)DI、ライン素子
L16、コンデンサC4及びライン素子LISによって
形成される回路により行われる。この整合作動は、50
オームに対する反射係数のモジュラスは大きいままで、
周波数の関数としては殆ど変化せず、しかも斯かる反射
係数の位相が単調に変化するように行われる。
発振器の出力電力はライン素子L5に沿って配置したラ
イン素子L27を用いて得られる。
斯くして形成されるカップラ(t、3. t、zt)の
指向性は、大地と発振器の出力端子との間に抵抗R9、
ライン素子し。6、コンデンサC2、ライン素子し27
゜し、8、コンデンサC3及びライン素子し29 を直
列に配置し、抵抗R4の接地側の端部にスタブシ2.を
設けることによって形成される回路によって与えられる
ドレイン供給電圧(+V)は、ライン素子し、に直列に
配置した抵抗R1を経てライン素子し、に供給され、抵
抗R1とライン素子し、との接続点にはスタブし、を設
ける。
トランジスタTのグリッド電極Gはライン素子シ23 
と抵抗R2とを経て接地し、ライン素子L23 と抵抗
R2との接続点にスタブL24を設ける。
グリッド供給電圧は必要でなく、トランジスタTが高度
に飽和される際にこのトランジスタが自動的にバイアス
されることは明らかである。
バリキャップダイオードD、用の制御電圧は抵抗R1と
ライン素子シ6.との直列配置を経て斯かるダイオード
の陰極に供給し、ライン素子り、9 と抵抗R3との接
続点にはスタブし2oを設ける。
バリキャップダイオードD1の陽極はライン素子り、7
を経て接地し、ライン素子り、7 と抵抗R2との接続
点にはスタブし、8を設ける。
このタイプの変調による直線性は、発振周波数の変動特
性を制御電圧の関数として相対的な勾配の変化として規
定される。
上述した例では1個の単一バリキャップダイオードD1
を用いたが、コンデンサC4の代わりに第1バリキヤツ
プダイオードD1に頭−尾結合構造で第2バリキヤツプ
ダイオードを設け、これをライン素子し、とり、との接
続点と、接地するスタブし。。との間に接続するライン
素子L31を経てバイアスすることによって直線性のパ
ーフォーマンスを改善することもできる。
第2図は第1図の発振器をマイクロース) IJツブで
構成する例を示す。
斜線を付して表す第1図の回路の各ライン素子は、絶縁
板の第1表面にスクリーン印刷により形成される長さ及
び幅が良好に規定される導電層を用いて実現される。絶
縁板にあけた穴を経て第1表面に通ずる反対側の表面に
は接地面を構成する均一の導電性被膜を被覆する。この
ような技法は「ストリップ−ライン」又は「マイクロス
トリ、7ブ」として既知である。
トランジスタTの人−出力整合回路に属するLl。
141  LSv  LSv  L71  L8.t、
9.  LIO+  Llll  Ll21 1+z。
LI4+ L21及びL2□の如きライン素子及びスタ
ブの幅は、斯かる整合回路に電力を供給したり、又は接
地するために高インピーダンスで、しかも長さをλ/4
とするL21  LI9+  L22及びし。、の如き
ライン素子に較べて相対的に大きくする。力、ンプラの
ライン素子し、及びL2tは同じ長さの素子で形成し、
これらの素子の幅は長さに較べて狭くし、またこれらの
画素子は結合を弱めるように互いに十分に離間させる。
回路の接地箇所には2方向の斜線を付して示しである。
給電抵抗R,,R,、R3,R1及びコンデンサc、、
 c2. c3. c、、 c、の如き低周波部品はハ
ンダ付けによって取付ける。電界効果トランジスタTは
500n+Wの大きさの出力電力を発生しi)るAsG
a l−ランジスタとする。
ドレイン電圧V。5の大きさを8.5vとし、ドレイン
電流I。の大きさを300mA とすると、発振器の出
力電力の大ざさは4QmWとなる。
発振器の全体の寸法は24mmx38mmとする。
第3図は発振器の出力周波数の実験上の変動特性をバリ
キャップダイオードの制御電圧の関数として示したもの
である。
斯かる特性から明らかなように、8.5Vのバリキャッ
プ制御電圧に対して得られる4、3GHzの中心周波数
付近では、6%以内で直線的に変調される周波数の帯域
幅は140MHzであり、また10%以内で直線的に変
調される周波数の帯域幅は190MHzであり、この場
合の直線性は当面の周波数帯域内における周波数変動特
性の最大勾配と最小勾配との比としてその直線性を厳格
に規定することによって評価される。先に詳述したよう
に、固定コンデンサC1を第2バリキヤツプダイオード
と置換することによって回路を左程変更することはなく
直線性領域を拡大させることができる。
第3b図は発振器の出力電力の実験上の変動を同じ制御
電圧の関数として示したもので、これから明らかなよう
に、制御電圧が8.5V程度の場合の発振器の出力電力
は40mW程度である。この出力電力は同じトランジス
タを利用している強度に結合させた帰還発振器の出力端
子にて得られる最大電力よりも10倍弱い。
第4図は制御電圧に対する発振器の外部Qの変動を示し
たものであり、このQの値はここでは次式に基づいて計
算する。
ここに、fは発振器の周波数であり、Po5cはこの発
振器の出力電力であり、Pbは雑音電力であり、A「は
発振器の対応する同期帯域である。
概して、QaxLの値は有効変調帯域内においては、同
じトランジスタを利用し、かつ同一のドレイン電圧V8
.(本例では8.5V)を有している高度に結合させた
帰還発振器のQ。)ILの値よりも70倍高くなる。
第5図は制御電圧Vv=0.4V、 2.IV及び5v
の場合におけるドレイン電圧V。、に対するQeXtの
変化を示したものである。これらの特性曲線から明らか
なように、発振器の出力電力を左程変更することなく、
ドレイン電圧V。、を高くすることによって0@4の値
を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による高周波発振器の基本回路図; 第2図は第1図の発振器を「マイクロース) IJツブ
」で構成する場合の平面図; 第3図は発振器の周波数変動及び発振器が供給する電力
を制御電圧の関数として示す特性図;第4図は発振器の
外部Qの変動を制御電圧の関数として示す特性図; 第5図は外部Qの変動を3つの制御電圧の値に対してド
レイン電圧の関数として示す特性図である。 T・・・電界効果トランジスタ(帰還増幅器)Ll””
’L29・・・ライン素子 C1〜C5・・・コンデンサ R1−R1・・・抵抗 貼・・・バリキャップダイオード(可変容量ダイオード
) (Ls、  C27)  ・・・カップラ(L’s、 
C4,L、6. DIr Llt)・・・変調回路(L
、、  L、、  L5〜し+41  C211L2□
、  CI+  Cs)・・・トランジスタの人−出力
整合回路 特許出願人   エヌ・ベー・フィリップス・フルーイ
ランペンファブリケン 1G、2 RG、3

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、周波数が可変容量ダイオードによって該ダイオード
    の両端に供給される制御電圧の関数として中心周波数付
    近で直線的に変調される発振器にあって、パワートラン
    ジスタを具えており、該トランジスタの入力及び出力電
    極における整合インピーダンスを前記中心周波にて最大
    利得が得られるように計算したライン素子によって実現
    するようにした高周波発振器において、前記トランジス
    タを高利得で、しかも高出力のトランジスタとし、該ト
    ランジスタの入力電圧を出力電圧に整合させる帰還回路
    網によって前記周波数範囲内で、前記トランジスタの安
    定動作モードにより発振させ、発振器の出力端子にて1
    つのライン素子を介して前記帰還をかけ、該ライン素子
    を前記帰還回路網のライン素子の内の1つのライン素子
    に接近させて弱く結合させて、前記トランジスタの出力
    端子にて得られる高電力の大部分を前記トランジスタの
    入力端子に再注入するようにし、斯くして弱い結合を行
    い、かつカップラの指向性とトランジスタの飽和状態と
    によって発振器が高い外部Qを呈するようにしたことを
    特徴とする高周波発振器。 2、前記可変容量ダイオード及び固定コンデンサを前記
    帰還回路網に並列に接続される変調回路における3つの
    ライン素子間に直列に配置し、前記固定コンデンサの一
    端を第1ライン素子を介して前記帰還回路網の一点に接
    続すると共に他端を第2ライン素子を介して前記ダイオ
    ードの陰極に接続し、該ダイオードの陽極を第3ライン
    素子を介して接地し、前記各ライン素子を、前記周波数
    変調の直線性が前記制御電圧の関数として最適となるよ
    うに予め定めるようにしたことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項に記載の高周波発振器。 3、前記高利得、高出力トランジスタを電界効果トラン
    ジスタとし、該トランジスタのソース電極を接地し、グ
    リッド及びドレイン電極をそれぞれ前記入力及び出力電
    極としたことを特徴とする特許請求の範囲第1及び2項
    のいずれか一項に記載の高周波発振器。
JP61255951A 1985-10-29 1986-10-29 高周波発振器 Expired - Lifetime JP2747286B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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FR8516043 1985-10-29
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EP (1) EP0221608B1 (ja)
JP (1) JP2747286B2 (ja)
DE (1) DE3687445T2 (ja)
FR (1) FR2589294B1 (ja)

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FR2589294B1 (fr) 1987-12-31
FR2589294A1 (fr) 1987-04-30
EP0221608B1 (fr) 1993-01-07
DE3687445T2 (de) 1993-07-22
DE3687445D1 (de) 1993-02-18
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