(57)【要約】【課題】発振周波数の調整および制御を容易に行ない、かつ生産コストの増大を防ぐことが可能な誘電体発振器、低雑音ダウンコンバータおよびアンテナ装置を提供する。【解決手段】誘電体発振器１０１は、第１のマイクロストリップライン６１に接続された制御電極と、第２のマイクロストリップライン６２に接続された導通電極とを有するトランジスタＴＲと、第１および第２のマイクロストリップライン６１，６２を磁気的に結合する誘電体共振器ＤＲと、第１のマイクロストリップライン６１に結合され、発振周波数を制御するための制御電圧が供給される第１の可変容量素子Ｄ１と、少なくとも第１のマイクロストリップライン６１によって形成され、第１の可変容量素子Ｄ１と第１のマイクロストリップライン６１との間の直流電圧の伝達を遮断する直流遮断部とを備える。【選択図】図４
2010056746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板と、
前記誘電体基板上に設けられた第１のマイクロストリップラインおよび第２のマイクロストリップラインと、
前記誘電体基板上に設けられ、前記第１のマイクロストリップラインに接続された制御電極と、前記第２のマイクロストリップラインに接続された導通電極とを有するトランジスタと、
前記誘電体基板上に設けられ、前記第１のマイクロストリップラインおよび前記第２のマイクロストリップラインを磁気的に結合する誘電体共振器と、
前記誘電体基板上に設けられ、前記第１のマイクロストリップラインに結合され、発振周波数を制御するための制御電圧が供給される第１の可変容量素子と、
前記トランジスタの制御電極にバイアス電圧を供給するためのバイアス回路と、
少なくとも前記第１のマイクロストリップラインによって形成され、前記第１の可変容量素子と前記第１のマイクロストリップラインとの間の直流電圧の伝達を遮断する直流遮断部とを備える誘電体発振器。
【請求項２】
前記誘電体発振器は、さらに、
前記誘電体基板上に設けられ、前記第１のマイクロストリップラインと間隔を隔てて配置され、前記第１の可変容量素子に接続された第３のマイクロストリップラインを備え、
前記直流遮断部は、前記第１のマイクロストリップラインと前記第３のマイクロストリップラインとの隙間により形成されている請求項１に記載の誘電体発振器。
【請求項３】
前記誘電体発振器は、さらに、
前記誘電体基板上に設けられ、前記第１のマイクロストリップラインと前記第３のマイクロストリップラインの間に配置され、前記第３のマイクロストリップラインの先端に接続された第４のマイクロストリップラインと、
前記誘電体基板上に設けられ、前記第１のマイクロストリップラインと前記第３のマイクロストリップラインの間に配置され、前記第４のマイクロストリップラインと間隔を隔てて配置され、前記第１のマイクロストリップラインの先端に接続された第５のマイクロストリップラインとを備え、
前記第４のマイクロストリップラインおよび前記第５のマイクロストリップラインによって所定周波数以上の周波数成分を減衰させる結合器が形成されている請求項２に記載の誘電体発振器。
【請求項４】
前記誘電体発振器は、さらに、
前記誘電体基板上に設けられ、前記第１のマイクロストリップライン、前記第３のマイクロストリップライン、前記第４のマイクロストリップラインおよび前記第５のマイクロストリップラインと間隔を隔てて配置され、かつ前記第４のマイクロストリップラインと前記第５のマイクロストリップラインとの間に配置された第６のマイクロストリップラインを備え、
前記第４のマイクロストリップライン、前記第５のマイクロストリップラインおよび前記第６のマイクロストリップラインによって所定周波数帯域外の周波数成分を減衰させるバンドパスフィルタが形成されている請求項３に記載の誘電体発振器。
【請求項５】
前記第１の可変容量素子は、前記第３のマイクロストリップラインが接続され、かつ前記制御電圧が供給される第１端と、固定電圧が供給される固定電圧ノードに結合された第２端とを有し、
前記誘電体発振器は、さらに、
前記誘電体基板上に設けられ、前記固定電圧ノードと前記第１の可変容量素子の第２端との間に接続され、電気長を変更可能なショートスタブを備える請求項２に記載の誘電体発振器。
【請求項６】
前記第１の可変容量素子は、前記第３のマイクロストリップラインが接続され、かつ前記制御電圧が供給される第１端と、固定電圧が供給される固定電圧ノードに結合された第２端とを有し、
前記誘電体発振器は、さらに、
前記誘電体基板上に設けられ、前記固定電圧ノードと前記第１の可変容量素子の第２端との間に接続されたインダクタを備える請求項２に記載の誘電体発振器。
【請求項７】
前記第１の可変容量素子は、前記第３のマイクロストリップラインが接続され、かつ前記制御電圧が供給される第１端と、固定電圧が供給される固定電圧ノードに結合された第２端とを有し、
前記誘電体発振器は、さらに、
前記誘電体基板上に設けられ、前記固定電圧ノードと前記第１の可変容量素子の第２端との間に接続され、電気長を変更可能なショートスタブと、
前記誘電体基板上に設けられ、前記固定電圧ノードと前記第１の可変容量素子の第２端との間に接続され、かつ前記ショートスタブと直列接続されたインダクタとを備える請求項２に記載の誘電体発振器。
【請求項８】
前記誘電体発振器は、さらに、
前記誘電体基板上に設けられ、前記第１の可変容量素子と直列接続され、発振周波数を制御するための電圧が供給される第２の可変容量素子を備える請求項１に記載の誘電体発振器。
【請求項９】
誘電体基板と、
前記誘電体基板上に設けられた第１のマイクロストリップラインおよび第２のマイクロストリップラインと、
前記誘電体基板上に設けられ、前記第１のマイクロストリップラインに接続された制御電極と、前記第２のマイクロストリップラインに接続された導通電極とを有するトランジスタと、
前記誘電体基板上に設けられ、前記第１のマイクロストリップラインおよび前記第２のマイクロストリップラインを磁気的に結合する誘電体共振器と、
前記誘電体基板上に設けられ、前記第１のマイクロストリップラインに接続された第１端と、第２端とを有するバラクタダイオードと、
前記トランジスタの制御電極にバイアス電圧を供給するためのバイアス回路とを備え、
発振周波数を制御し、かつ前記可変容量素子をオフするための電圧が前記可変容量素子の第２端に供給される誘電体発振器。
【請求項１０】
発振信号を出力する誘電体発振器と、
前記発振信号に基づいて、受信された無線信号を周波数変換するミキサとを備え、
前記誘電体発振器は、
誘電体基板と、
前記誘電体基板上に設けられた第１のマイクロストリップラインおよび第２のマイクロストリップラインと、
前記誘電体基板上に設けられ、前記第１のマイクロストリップラインに接続された制御電極と、前記第２のマイクロストリップラインに接続された導通電極とを有するトランジスタと、
前記誘電体基板上に設けられ、前記第１のマイクロストリップラインおよび前記第２のマイクロストリップラインを磁気的に結合する誘電体共振器と、
前記誘電体基板上に設けられ、前記第１のマイクロストリップラインに結合され、発振周波数を制御するための制御電圧が供給される第１の可変容量素子と、
前記トランジスタの制御電極にバイアス電圧を供給するためのバイアス回路と、
少なくとも前記第１のマイクロストリップラインによって形成され、前記第１の可変容量素子と前記第１のマイクロストリップラインとの間の直流電圧の伝達を遮断する直流遮断部とを含む低雑音ダウンコンバータ。
【請求項１１】
発振信号を出力する誘電体発振器と、
前記発振信号に基づいて、受信された無線信号を周波数変換するミキサとを備え、
前記誘電体発振器は、
誘電体基板と、
前記誘電体基板上に設けられた第１のマイクロストリップラインおよび第２のマイクロストリップラインと、
前記誘電体基板上に設けられ、前記第１のマイクロストリップラインに接続された制御電極と、前記第２のマイクロストリップラインに接続された導通電極とを有するトランジスタと、
前記誘電体基板上に設けられ、前記第１のマイクロストリップラインおよび前記第２のマイクロストリップラインを磁気的に結合する誘電体共振器と、
前記誘電体基板上に設けられ、前記第１のマイクロストリップラインに接続された第１端と、第２端とを有するバラクタダイオードと、
前記トランジスタの制御電極にバイアス電圧を供給するためのバイアス回路とを含み、
発振周波数を制御し、かつ前記可変容量素子をオフするための電圧が前記可変容量素子の第２端に供給される低雑音ダウンコンバータ。
【請求項１２】
無線信号を受信するアンテナと、
前記受信された無線信号を増幅し、かつ周波数変換する低雑音ダウンコンバータとを備え、
前記低雑音ダウンコンバータは、
発振信号を出力する誘電体発振器と、
前記発振信号に基づいて、前記受信された無線信号を周波数変換するミキサとを含み、
前記誘電体発振器は、
誘電体基板と、
前記誘電体基板上に設けられた第１のマイクロストリップラインおよび第２のマイクロストリップラインと、
前記誘電体基板上に設けられ、前記第１のマイクロストリップラインに接続された制御電極と、前記第２のマイクロストリップラインに接続された導通電極とを有するトランジスタと、
前記誘電体基板上に設けられ、前記第１のマイクロストリップラインおよび前記第２のマイクロストリップラインを磁気的に結合する誘電体共振器と、
前記誘電体基板上に設けられ、前記第１のマイクロストリップラインに結合され、発振周波数を制御するための制御電圧が供給される第１の可変容量素子と、
前記トランジスタの制御電極にバイアス電圧を供給するためのバイアス回路と、
少なくとも前記第１のマイクロストリップラインによって形成され、前記第１の可変容量素子と前記第１のマイクロストリップラインとの間の直流電圧の伝達を遮断する直流遮断部とを含むアンテナ装置。
【請求項１３】
無線信号を受信するアンテナと、
前記受信された無線信号を増幅し、かつ周波数変換する低雑音ダウンコンバータとを備え、
前記低雑音ダウンコンバータは、
発振信号を出力する誘電体発振器と、
前記発振信号に基づいて、受信された無線信号を周波数変換するミキサとを含み、
前記誘電体発振器は、
誘電体基板と、
前記誘電体基板上に設けられた第１のマイクロストリップラインおよび第２のマイクロストリップラインと、
前記誘電体基板上に設けられ、前記第１のマイクロストリップラインに接続された制御電極と、前記第２のマイクロストリップラインに接続された導通電極とを有するトランジスタと、
前記誘電体基板上に設けられ、前記第１のマイクロストリップラインおよび前記第２のマイクロストリップラインを磁気的に結合する誘電体共振器と、
前記誘電体基板上に設けられ、前記第１のマイクロストリップラインに接続された第１端と、第２端とを有するバラクタダイオードと、
前記トランジスタの制御電極にバイアス電圧を供給するためのバイアス回路とを含み、
発振周波数を制御し、かつ前記可変容量素子をオフするための電圧が前記可変容量素子の第２端に供給されるアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体発振器、低雑音ダウンコンバータおよびアンテナ装置に関し、特に、コンデンサを用いずに可変容量素子とトランジスタとの間の直流電圧の伝達を遮断する誘電体発振器、低雑音ダウンコンバータおよびアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＮＢ（低雑音ダウンコンバータ：Low Noise Block Down Converter）およびトランスミッタは、双方向衛星送受信システムのアウトドアユニットと呼ばれるアンテナに取り付けられるものである。ＬＮＢは、衛星からの微弱電波であるＲＦ（Radio Frequency）信号をアンテナを介して受信し、受信したＲＦ信号を低雑音増幅し、かつ中間周波数（ＩＦ（Intermediate Frequency）周波数）に周波数変換する。そしてＬＮＢは、低雑音でかつ十分なレベルのＩＦ信号をインドアユニットに出力する。トランスミッタは、インドアユニットから受けた信号を周波数変換してＲＦ信号を生成し、かつ増幅する。そしてトランスミッタは、増幅したＲＦ信号をアンテナを介して衛星に送信する。
【０００３】
ＬＮＢおよびトランスミッタが行なう周波数変換で用いられる局部発振器には、誘電体発振器（ＤＲＯ：Dielectric Resonator Oscillator）が一般的に使用されている。誘電体発振器は、誘電体共振器を用いることで、共振回路の共振の鋭さを表わすＱファクタ（Quality Factor）を大きくし、周波数安定化を図ったものである。
【０００４】
たとえば、特許文献１には、以下のような高周波発振器が開示されている。すなわち、誘電体基板と、誘電体基板上に設けられるトランジスタと、トランジスタの入力側に接続され、誘電体基板上に設けられる第１のマイクロストリップ線路と、トランジスタの出力側に接続され、誘電体基板上に設けられる第２のマイクロストリップ線路と、第１および第２のマイクロストリップ線路とそれぞれ結合するように誘電体基板上に設けられる誘電体共振器とを有し、第１のマイクロストリップ線路が、第２のマイクロストリップ線路よりも短く形成されている。
【０００５】
また、特許文献２には、以下のような電圧制御発振器が開示されている。すなわち、電圧制御発振器（ＶＣＯ）を構成する誘導素子と、この誘導素子に接続したコンデンサを多層基板に内蔵し、これらに接続した複数の電極パターンを多層基板の表面に設けておく。調整時には、ＶＣＯの特性測定の結果に応じて、調整用のコンデンサを選定し、電極パターンに接続して、容量調整を行なう。
【０００６】
また、特許文献３には、以下のような発振器回路が開示されている。すなわち、相互に電磁的に結合可能な第１の共振回路と第２の共振回路とを備えた発振器回路であって、第２の共振回路は、誘電体エレメントと、第１の発振周波数を生じさせるように動作可能な励起手段とを備え、第１の共振回路は、誘電体エレメントと、印加信号に応答して、第１の共振回路の共振周波数を変化させ、それにより発振器回路の発振周波数を変化させるように動作可能な二端子ショットキーデバイスを含む励起手段とを備える。
【特許文献１】特開２００８−３５３５１号公報
【特許文献２】特開平５−１６７３４６号公報
【特許文献３】特表２００２−５１８９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、誘電体発振器では、たとえば、信号を増幅するためのトランジスタの制御電極にバラクタダイオードを結合し、このバラクタダイオードへの印加電圧を変更することにより、発振周波数を微調整する。そして、トランジスタの制御電極へのバイアス電圧とバラクタダイオードへの印加電圧とを独立に制御するために、トランジスタの制御電極とバラクタダイオードとの間の直流電圧の伝達を遮断するためのコンデンサが設けられる。しかしながら、このような構成では、コンデンサの生産ばらつきの影響により、発振周波数の調整および制御が困難となり、かつ生産コストが増大してしまう。そして、特許文献１および２には、このような問題点を解決するための構成は開示されていない。また、特許文献３記載の構成では、共振周波数を変化させるために２つの共振回路が必要となり、生産コストが増大してしまう。
【０００８】
それゆえに、本発明の目的は、発振周波数の調整および制御を容易に行ない、かつ生産コストの増大を防ぐことが可能な誘電体発振器、低雑音ダウンコンバータおよびアンテナ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、この発明に係わる誘電体共振器は、誘電体基板と、誘電体基板上に設けられた第１のマイクロストリップラインおよび第２のマイクロストリップラインと、誘電体基板上に設けられ、第１のマイクロストリップラインに接続された制御電極と、第２のマイクロストリップラインに接続された導通電極とを有するトランジスタと、誘電体基板上に設けられ、第１のマイクロストリップラインおよび第２のマイクロストリップラインを磁気的に結合する誘電体共振器と、誘電体基板上に設けられ、第１のマイクロストリップラインに結合され、発振周波数を制御するための制御電圧が供給される第１の可変容量素子と、トランジスタの制御電極にバイアス電圧を供給するためのバイアス回路と、少なくとも第１のマイクロストリップラインによって形成され、第１の可変容量素子と第１のマイクロストリップラインとの間の直流電圧の伝達を遮断する直流遮断部とを備える。
【００１０】
好ましくは、誘電体発振器は、さらに、誘電体基板上に設けられ、第１のマイクロストリップラインと間隔を隔てて配置され、第１の可変容量素子に接続された第３のマイクロストリップラインを備え、直流遮断部は、第１のマイクロストリップラインと第３のマイクロストリップラインとの隙間により形成されている。
【００１１】
より好ましくは、誘電体発振器は、さらに、誘電体基板上に設けられ、第１のマイクロストリップラインと第３のマイクロストリップラインの間に配置され、第３のマイクロストリップラインの先端に接続された第４のマイクロストリップラインと、誘電体基板上に設けられ、第１のマイクロストリップラインと第３のマイクロストリップラインの間に配置され、第４のマイクロストリップラインと間隔を隔てて配置され、第１のマイクロストリップラインの先端に接続された第５のマイクロストリップラインとを備え、第４のマイクロストリップラインおよび第５のマイクロストリップラインによって所定周波数以上の周波数成分を減衰させる結合器が形成されている。
【００１２】
より好ましくは、誘電体発振器は、さらに、誘電体基板上に設けられ、第１のマイクロストリップライン、第３のマイクロストリップライン、第４のマイクロストリップラインおよび第５のマイクロストリップラインと間隔を隔てて配置され、かつ第４のマイクロストリップラインと第５のマイクロストリップラインとの間に配置された第６のマイクロストリップラインを備え、第４のマイクロストリップライン、第５のマイクロストリップラインおよび第６のマイクロストリップラインによって所定周波数帯域外の周波数成分を減衰させるバンドパスフィルタが形成されている。
【００１３】
より好ましくは、第１の可変容量素子は、第３のマイクロストリップラインが接続され、かつ制御電圧が供給される第１端と、固定電圧が供給される固定電圧ノードに結合された第２端とを有し、誘電体発振器は、さらに、誘電体基板上に設けられ、固定電圧ノードと第１の可変容量素子の第２端との間に接続され、電気長を変更可能なショートスタブを備える。
【００１４】
より好ましくは、第１の可変容量素子は、第３のマイクロストリップラインが接続され、かつ制御電圧が供給される第１端と、固定電圧が供給される固定電圧ノードに結合された第２端とを有し、誘電体発振器は、さらに、誘電体基板上に設けられ、固定電圧ノードと第１の可変容量素子の第２端との間に接続されたインダクタを備える。
【００１５】
より好ましくは、第１の可変容量素子は、第３のマイクロストリップラインが接続され、かつ制御電圧が供給される第１端と、固定電圧が供給される固定電圧ノードに結合された第２端とを有し、誘電体発振器は、さらに、誘電体基板上に設けられ、固定電圧ノードと第１の可変容量素子の第２端との間に接続され、電気長を変更可能なショートスタブと、誘電体基板上に設けられ、固定電圧ノードと第１の可変容量素子の第２端との間に接続され、かつショートスタブと直列接続されたインダクタとを備える。
【００１６】
好ましくは、誘電体発振器は、さらに、誘電体基板上に設けられ、第１の可変容量素子と直列接続され、発振周波数を制御するための電圧が供給される第２の可変容量素子を備える。
【００１７】
またこの発明のさらに別の局面に係わる誘電体共振器は、誘電体基板と、誘電体基板上に設けられた第１のマイクロストリップラインおよび第２のマイクロストリップラインと、誘電体基板上に設けられ、第１のマイクロストリップラインに接続された制御電極と、第２のマイクロストリップラインに接続された導通電極とを有するトランジスタと、誘電体基板上に設けられ、第１のマイクロストリップラインおよび第２のマイクロストリップラインを磁気的に結合する誘電体共振器と、誘電体基板上に設けられ、第１のマイクロストリップラインに接続された第１端と、第２端とを有するバラクタダイオードと、トランジスタの制御電極にバイアス電圧を供給するためのバイアス回路とを備え、発振周波数を制御し、かつ可変容量素子をオフするための電圧が可変容量素子の第２端に供給される。
【００１８】
上記課題を解決するために、この発明に係わる低雑音ダウンコンバータは、発振信号を出力する誘電体発振器と、発振信号に基づいて、受信された無線信号を周波数変換するミキサとを備え、誘電体発振器は、誘電体基板と、誘電体基板上に設けられた第１のマイクロストリップラインおよび第２のマイクロストリップラインと、誘電体基板上に設けられ、第１のマイクロストリップラインに接続された制御電極と、第２のマイクロストリップラインに接続された導通電極とを有するトランジスタと、誘電体基板上に設けられ、第１のマイクロストリップラインおよび第２のマイクロストリップラインを磁気的に結合する誘電体共振器と、誘電体基板上に設けられ、第１のマイクロストリップラインに結合され、発振周波数を制御するための制御電圧が供給される第１の可変容量素子と、トランジスタの制御電極にバイアス電圧を供給するためのバイアス回路と、少なくとも第１のマイクロストリップラインによって形成され、第１の可変容量素子と第１のマイクロストリップラインとの間の直流電圧の伝達を遮断する直流遮断部とを含む。
【００１９】
またこの発明のさらに別の局面に係わる低雑音ダウンコンバータは、発振信号を出力する誘電体発振器と、発振信号に基づいて、受信された無線信号を周波数変換するミキサとを備え、誘電体発振器は、誘電体基板と、誘電体基板上に設けられた第１のマイクロストリップラインおよび第２のマイクロストリップラインと、誘電体基板上に設けられ、第１のマイクロストリップラインに接続された制御電極と、第２のマイクロストリップラインに接続された導通電極とを有するトランジスタと、誘電体基板上に設けられ、第１のマイクロストリップラインおよび第２のマイクロストリップラインを磁気的に結合する誘電体共振器と、誘電体基板上に設けられ、第１のマイクロストリップラインに接続された第１端と、第２端とを有するバラクタダイオードと、トランジスタの制御電極にバイアス電圧を供給するためのバイアス回路とを含み、発振周波数を制御し、かつ可変容量素子をオフするための電圧が可変容量素子の第２端に供給される。
【００２０】
上記課題を解決するために、この発明に係わるアンテナ装置は、無線信号を受信するアンテナと、受信された無線信号を増幅し、かつ周波数変換する低雑音ダウンコンバータとを備え、低雑音ダウンコンバータは、発振信号を出力する誘電体発振器と、発振信号に基づいて、受信された無線信号を周波数変換するミキサとを含み、誘電体発振器は、誘電体基板と、誘電体基板上に設けられた第１のマイクロストリップラインおよび第２のマイクロストリップラインと、誘電体基板上に設けられ、第１のマイクロストリップラインに接続された制御電極と、第２のマイクロストリップラインに接続された導通電極とを有するトランジスタと、誘電体基板上に設けられ、第１のマイクロストリップラインおよび第２のマイクロストリップラインを磁気的に結合する誘電体共振器と、誘電体基板上に設けられ、第１のマイクロストリップラインに結合され、発振周波数を制御するための制御電圧が供給される第１の可変容量素子と、トランジスタの制御電極にバイアス電圧を供給するためのバイアス回路と、少なくとも第１のマイクロストリップラインによって形成され、第１の可変容量素子と第１のマイクロストリップラインとの間の直流電圧の伝達を遮断する直流遮断部とを含む。
【００２１】
またこの発明のさらに別の局面に係わるアンテナ装置は、無線信号を受信するアンテナと、受信された無線信号を増幅し、かつ周波数変換する低雑音ダウンコンバータとを備え、低雑音ダウンコンバータは、発振信号を出力する誘電体発振器と、発振信号に基づいて、受信された無線信号を周波数変換するミキサとを含み、誘電体発振器は、誘電体基板と、誘電体基板上に設けられた第１のマイクロストリップラインおよび第２のマイクロストリップラインと、誘電体基板上に設けられ、第１のマイクロストリップラインに接続された制御電極と、第２のマイクロストリップラインに接続された導通電極とを有するトランジスタと、誘電体基板上に設けられ、第１のマイクロストリップラインおよび第２のマイクロストリップラインを磁気的に結合する誘電体共振器と、誘電体基板上に設けられ、第１のマイクロストリップラインに接続された第１端と、第２端とを有するバラクタダイオードと、トランジスタの制御電極にバイアス電圧を供給するためのバイアス回路とを含み、発振周波数を制御し、かつ可変容量素子をオフするための電圧が可変容量素子の第２端に供給される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、発振周波数の調整および制御を容易に行ない、かつ生産コストの増大を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１の実施の形態＞
［双方向衛星送受信システム］
図１は、本発明の実施の形態に係る誘電体共振器を含むＬＮＢおよびトランスミッタを備えた双方向衛星送受信システムの構成図である。
【００２４】
図１を参照して、双方向衛星送受信システム（アンテナ装置）２０１は、双方向人工衛星１と、パラボラアンテナ２と、フィードホーン３と、ＯＭＴ（Orthogonal Mode Transfer）４と、ＬＮＢ（Low Noise Block down converter）５と、受信用同軸ケーブル６と、インドアユニット７と、送信用同軸ケーブル８と、トランスミッタ９とを含む。
【００２５】
双方向人工衛星１から送信されたＲＦ信号は、パラボラアンテナ２によって集束される。なお、パラボラアンテナ２は、インドアユニット７に対して「アウトドアユニット」とも呼ばれる。パラボラアンテナ２によって集束されたＲＦ信号は、フィードホーン３によってさらに集束され、ＯＭＴ４へと送られる。ＯＭＴ４は、フィードホーン３から送られてきたＲＦ信号を直交偏波の方向に応じて分波する。ＬＮＢ５は、フィードホーン３からＯＭＴ４を経て送られてきたＲＦ信号を、低雑音でかつ十分なレベルのＩＦ（Intermediate Frequency）信号に変換する。ＬＮＢ５から出力された信号は、受信用同軸ケーブル６を通って、インドアユニット（ＩＤＵ）７へと送られる。
【００２６】
一方、インドアユニット７から出力された信号は、送信用同軸ケーブル８を通って、トランスミッタ９へと送られる。トランスミッタ９は、送信用同軸ケーブル８を通って送られてきたＩＦ信号を、十分なレベルのＲＦ信号に変換する。トランスミッタ９から出力されたＲＦ信号は、ＯＭＴ４、フィードホーン３およびパラボラアンテナ２を経て、双方向人工衛星１に向けて送信される。
【００２７】
この双方向衛星送受信システム２０１により、ユーザは、インドアユニット７に接続された図示しないテレビやコンピュータ等の端末を利用して、衛星放送やインターネット接続サービスといった双方向通信のサービスを受けることができる。
【００２８】
［ＬＮＢ］
図２は、本発明の実施の形態に係る誘電体発振器（ＤＲＯ）を含むＬＮＢの機能ブロック図である。
【００２９】
図２を参照して、ＬＮＢ５は、２入力１出力構成を有し、入力導波管３０と、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）３１と、ＢＰＦ（Band Pass Filter）３２と、ミキサ３３と、ＤＲＯ３４と、ＤＲＯ３５と、ＩＦアンプ３６と、電源制御回路３９と、ＬＰＦ（Low Pass Filter）４１とを含む。
【００３０】
ＬＮＡ３１は、ＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）３１Ｖ、ＨＥＭＴ３１ＨおよびＨＥＭＴ３１Ａを含む。ＬＰＦ４１は、インダクタ３７と、コンデンサ３８とを含む。
【００３１】
入力導波管３０に入力された周波数１０．７ＧＨｚ〜１２．７５ＧＨｚの入力信号は、入力導波管３０内に設置されたＶ偏波反射棒３０Ｒにより、Ｖ偏波信号とＨ偏波信号とに分けられる。Ｖ偏波信号は、入力導波管３０内におけるアンテナプローブ３０Ｖによって受信され、ＬＮＡ３１におけるＨＥＭＴ３１Ｖに送られる。Ｈ偏波信号は、入力導波管３０内におけるアンテナプローブ３０Ｈによって受信され、ＬＮＡ３１におけるＨＥＭＴ３１Ｈに送られる。
【００３２】
ＬＮＡ３１は、電源制御回路３９の制御に基づいて、Ｖ偏波信号およびＨ偏波信号のいずれか一方を低雑音増幅し、ＢＰＦ３２へ出力する。すなわち、ＬＮＡ３１におけるＨＥＭＴ３１Ｖは、Ｖ偏波信号受信時には電源制御回路３９から電源供給を受けて、Ｖ偏波信号を低雑音増幅し、出力する。一方、Ｈ偏波信号受信時には電源制御回路３９からの電源供給が停止されるため、前述の処理を行なわない。また、ＬＮＡ３１におけるＨＥＭＴ３１Ｈは、Ｈ偏波信号受信時には電源制御回路３９から電源供給を受けて、Ｈ偏波信号を低雑音増幅し、出力する。一方、Ｖ偏波信号受信時には電源制御回路３９からの電源供給が停止されるため、前述の処理を行なわない。
【００３３】
ＢＰＦ３２は、入力された信号のうち、所望の周波数帯域のみを通過させ、イメージ周波数帯域の信号を除去する。ＢＰＦ３２を通過した信号は、ミキサ３３に入力される。
【００３４】
ＤＲＯ３４は、Ｌｏｗバンド用の周波数９．７５ＧＨｚの発振信号を生成し、ミキサ３３へ出力する。また、ＤＲＯ３５は、Ｈｉｇｈバンド用の周波数１０．６ＧＨｚの発振信号を生成し、ミキサ３３へ出力する。
【００３５】
電源制御回路３９は、Ｌｏｗバンド信号受信時にＤＲＯ３４への電源供給を行ない、ＤＲＯ３５への電源供給を停止する。また、電源制御回路３９は、Ｈｉｇｈバンド信号受信時にＤＲＯ３５への電源供給を行ない、ＤＲＯ３４への電源供給を停止する。これにより、ＬｏｗバンドおよびＨｉｇｈバンドの切替に応じて、ＤＲＯ３４またはＤＲＯ３５のいずれか一方からのみ発振信号が出力される。
【００３６】
ミキサ３３は、ＤＲＯ３４またはＤＲＯ３５から発振信号を受けて、ＢＰＦ３２から受けた信号を、Ｌｏｗバンド信号受信選択時は周波数９５０ＭＨｚ〜１９５０ＭＨｚのＩＦ信号に周波数変換する。また、ミキサ３３は、Ｈｉｇｈバンド信号受信選択時は周波数１１００ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚのＩＦ信号に周波数変換する。
【００３７】
ＩＦアンプ３６は、適切な雑音特性と利得特性を有しており、ミキサ３３から受けたＩＦ信号を増幅して出力端子４０へ出力する。
【００３８】
また、出力端子４０に、レシーバとしてテレビジョン受像機を接続することにより、ＬｏｗバンドおよびＨｉｇｈバンドの放送番組を受信することができる。
【００３９】
電源制御回路３９は、ＬＰＦ４１を介して直流バイアスの供給および切替信号を受ける。また、電源制御回路３９は、レシーバからの切替信号に基づいて、Ｖ偏波信号またはＨ偏波信号を選択し、前述のように、ＨＥＭＴ３１ＶおよびＨＥＭＴ３１Ｈへの電源供給制御を行なう。また、電源制御回路３９は、レシーバからの切替信号に基づいて、Ｌｏｗバンド信号またはＨｉｇｈバンド信号を選択し、前述のように、ＤＲＯ３４およびＤＲＯ３５への電源供給制御を行なう。ここで、レシーバからの切替信号は、Ｖ偏波信号を表わす場合に切替信号の直流電圧が１３Ｖとなり、Ｈ偏波信号を表わす場合に切替信号の直流電圧が１７Ｖとなる。また、レシーバからの切替信号は、Ｈｉｇｈバンド信号を表わす場合には、２２ｋＨｚのパルス信号となり、Ｌｏｗバンド信号を表わす場合には、直流成分のみの信号となる。さらに、電源制御回路３９は、ＨＥＭＴ３１Ａ、ミキサ３３およびＩＦアンプ３６への電源供給を行なう。
【００４０】
なお、ＬＰＦ４１は、低い周波数帯の信号のみを通過させるため、電源制御回路３９はＩＦアンプ３６が出力するＩＦ信号を受けない。
【００４１】
［トランスミッタ］
図３は、本発明の実施の形態に係る誘電体発振器（ＤＲＯ）を含むトランスミッタの機能ブロック図である。
【００４２】
図３を参照して、トランスミッタ９は、入力端子１１と、ＨＰＦ（High Pass Filter）１２と、ＩＦアンプ１３と、ＩＦアンプ１５と、減衰回路１４と、ＢＰＦ１６と、ＢＰＦ１８と、ＢＰＦ２０と、ＢＰＦ２２と、ＢＰＦ２４と、ミキサ１７と、ＤＲＯ２８と、ＲＦアンプ１９と、ＲＦアンプ２１と、ハイパワーアンプ２３と、出力端子２５と、インダクタ２７と、コンパレータ２６と、電源回路２９とを含む。
【００４３】
ローパスフィルタの機能を有するインダクタ２７は、入力端子１１から受けた信号のうち、１３Ｖ〜２６Ｖの直流バイアスのみを通過させる。
【００４４】
電源回路２９は、インダクタ２７を介して直流バイアスの供給を受けて、ＨＰＦ１２と、ＩＦアンプ１３と、ＩＦアンプ１５と、ミキサ１７と、ＤＲＯ２８と、ＲＦアンプ１９と、ＲＦアンプ２１と、ハイパワーアンプ２３とに対して、電源供給を行なう。
【００４５】
コンパレータ２６は、インダクタ２７を介して受けた直流バイアスが所定のしきい値電圧以下となった場合、たとえば、１１Ｖ以下となった場合に、電源回路２９が行なう電源供給を停止させる制御を行なう。
【００４６】
ハイパスフィルタ１２は、入力端子１１から受けた、９５０ＭＨｚ〜１４５０ＭＨｚの帯域内の周波数成分を有する信号のうち、９５０ＭＨｚ以上の高域周波数の成分のみを通過させる。
【００４７】
ＩＦアンプ１３は、ＨＰＦ１２から受けた信号を増幅する。ＩＦアンプ１３によって増幅された信号は、減衰回路１４によって利得が調整され、ＩＦアンプ１５によって再び増幅される。
【００４８】
ＢＰＦ１６は、ＩＦアンプ１５から受けた信号のうち、ＩＦ帯域の周波数成分のみを通過させる。ＢＰＦ１６を通過した信号は、ミキサ１７に入力される。ＤＲＯ２８によって生成された周波数１３．０５ＧＨｚの発振信号もまた、ミキサ１７に入力される。
【００４９】
ミキサ１７は、ＢＰＦ１６から受けた信号およびＤＲＯ２８から受けた発振信号をミキシングし、周波数１４ＧＨｚ〜１４．５ＧＨｚの信号に周波数変換する。ＢＰＦ１８は、ミキサ１７によって周波数変換された信号のうち、ＲＦ帯域の周波数成分のみを通過させる。
【００５０】
ＲＦアンプ１９は、ＢＰＦ１８から受けた信号を増幅する。ＢＰＦ２０は、ＲＦアンプ１９によって増幅された信号のうち、ＲＦ帯域の周波数成分のみを通過させる。ＲＦアンプ２１およびＢＰＦ２２においても、ＲＦアンプ１９およびＢＰＦ２０と同様の処理がなされる。
【００５１】
ハイパワーアンプ２３は、ＢＰＦ２２から受けた信号を増幅する。ＢＰＦ２４は、ハイパワーアンプ２３によって増幅された信号のうち、ＲＦ帯域の周波数成分のみを通過させる。ＢＰＦ２４を通過した周波数１４ＧＨｚ〜１４．５ＧＨｚの信号は、出力端子２５から出力される。
【００５２】
［誘電体発振器］
図４は、本発明の実施の形態に係る誘電体発振器の構成を示す図である。
【００５３】
図４を参照して、誘電体発振器１０１は、たとえば、バイポーラトランジスタを用いたエミッタ接地型誘電体発振器である。誘電体発振器１０１は、後述する誘電体基板Ｂと、この誘電体基板Ｂ上に設けられた、バラクタダイオード（可変容量素子）Ｄ１と、マイクロストリップライン６１〜６３と、誘電体共振器ＤＲと、バイポーラトランジスタＴＲと、バイアス回路８１〜８３と、コンデンサＣ４と、出力端子Ｔ４とを備える。バイアス回路８１は、バイアスライン７１と、オープンスタブＳＴＢ１と、抵抗Ｒ１と、コンデンサＣ１と、入力端子Ｔ１とを含む。バイアス回路８２は、バイアスライン７２と、オープンスタブＳＴＢ２と、コンデンサＣ２と、入力端子Ｔ２とを含む。バイアス回路８３は、バイアスライン７３と、オープンスタブＳＴＢ３と、コンデンサＣ３と、入力端子Ｔ３とを含む。
【００５４】
バイポーラトランジスタＴＲは、マイクロストリップライン６１の第１端およびバイアスライン７２の第１端に接続されたベースと、マイクロストリップライン６２の第１端、バイアスライン７３の第１端およびコンデンサＣ４に接続されたコレクタと、接地電圧が供給されるノードに接続されたエミッタとを有する。バラクタダイオードＤ１は、バイアスライン７１の第１端およびマイクロストリップライン６３の第１端に接続されたカソードと、接地電圧が供給されるノードに接続されたアノードとを有する。コンデンサＣ４の第２端が出力端子Ｔ４に接続されている。
【００５５】
バイアスライン７１の第２端と、オープンスタブＳＴＢ１の第１端と、抵抗Ｒ１の第１端とが接続されている。抵抗Ｒ１の第２端と、コンデンサＣ１の第１端と、入力端子Ｔ１とが接続されている。コンデンサＣ１の第２端が、接地電圧の供給されるノードに接続されている。バイアスライン７２の第２端と、オープンスタブＳＴＢ２の第１端と、入力端子Ｔ２と、コンデンサＣ２の第１端とが接続されている。コンデンサＣ２の第２端が、接地電圧の供給されるノードに接続されている。バイアスライン７３の第２端と、オープンスタブＳＴＢ３の第１端と、入力端子Ｔ３と、コンデンサＣ３の第１端とが接続されている。コンデンサＣ３の第２端が、接地電圧の供給されるノードに接続されている。
【００５６】
図５は、本発明の実施の形態に係る誘電体発振器における誘電体共振器の共振周波数の調整方法を示す図である。なお、図５は誘電体発振器の縦方向の断面を示している。
【００５７】
図５を参照して、誘電体発振器１０１は、筐体Ｋと、誘電体基板Ｂと、調整ビスＳＣと、誘電体共振器ＤＲと、デバイスＤＶとを備える。デバイスＤＶは、バイポーラトランジスタＴＲ等に対応している。
【００５８】
誘電体発振器の発振周波数は、誘電体共振器の共振周波数によって決まる。そして、誘電体共振器の共振周波数は、誘電体共振器の材質、形状および寸法によって決まる。誘電体共振器の共振周波数は、さらに、誘電体共振器と誘電体発振器の筐体との距離等、誘電体共振器と誘電体共振器周辺の他の誘電体との距離の影響を受ける。
【００５９】
誘電体発振器１０１では、筐体Ｋの天井部に調整ビスＳＣをねじ込むことにより、誘電体共振器ＤＲの共振周波数を調整する。すなわち、ビスを回すことで、ビスと誘電体共振器との距離を変化させ、誘電体共振器ＤＲの共振周波数を粗調整している。
【００６０】
再び図４を参照して、誘電体共振器ＤＲは、マイクロストリップライン６１およびマイクロストリップライン６２を磁気的に結合する。
【００６１】
バイアス回路８２は、入力端子Ｔ２において受けた電圧＋Ｖに基づいて、バイポーラトランジスタＴＲのベースにバイアス電圧を供給する。
【００６２】
バイアス回路８３は、入力端子Ｔ３において受けた電圧＋Ｖに基づいて、バイポーラトランジスタＴＲのコレクタにバイアス電圧を供給する。
【００６３】
以下、誘電体共振器ＤＲの共振周波数をｆｒとし、波長をλとする。
バイポーラトランジスタＴＲは、バイアス回路８２およびバイアス回路８３の各々から供給されるバイアス電圧により、オンする。
【００６４】
バイポーラトランジスタＴＲによって増幅された信号がコレクタから出力される。この増幅された信号のうち、誘電体共振器ＤＲの共振周波数ｆｒを有する信号のみが、互いに電磁結合しているマイクロストリップライン６２、誘電体共振器ＤＲおよびマイクロストリップライン６１を介してバイポーラトランジスタＴＲのベースへ伝達される。これにより正帰還回路が形成され、バイポーラトランジスタＴＲが、誘電体共振器ＤＲの共振周波数ｆｒで発振する。そして、出力端子Ｔ４から共振周波数ｆｒの発振信号が出力される。
【００６５】
また、オープンスタブＳＴＢ１の電気長はλ／４であり、その先端が開放されているため、オープンスタブＳＴＢ１の先端では、共振周波数ｆｒの信号の振幅が最大となる。したがって、オープンスタブＳＴＢ１とバイアスライン７１との接続点において、共振周波数ｆｒの信号の振幅は常に０となる。また、バイアスライン７１は、電気長がλ／４である。以上より、バイポーラトランジスタＴＲのベースからバイアスライン７１を見たインピーダンスは、共振周波数ｆｒにおいて無限大、すなわち開放状態となる。
【００６６】
同様に、オープンスタブＳＴＢ２の電気長はλ／４であり、バイアスライン７２の電気長波はλ／４である。したがって、バイポーラトランジスタＴＲのベースからバイアスライン７２を見たインピーダンスは、共振周波数ｆｒにおいて無限大、すなわち開放状態となる。
【００６７】
同様に、オープンスタブＳＴＢ３の電気長はλ／４であり、バイアスライン７３の電気長波はλ／４である。したがって、バイポーラトランジスタＴＲのベースからバイアスライン７３を見たインピーダンスは、共振周波数ｆｒにおいて無限大、すなわち開放状態となる。
【００６８】
これにより、バイアス回路８１〜８３が、共振周波数ｆｒの発振信号に対して影響を及ぼすことを防ぐことができる。
【００６９】
また、コンデンサ５１〜５３は、共振周波数ｆｒの信号を除去することができる容量値が選択されており、オープンスタブＳＴＢ１〜ＳＴＢ３と同様の目的で配置されるものである。
【００７０】
バイアス回路８１は、入力端子Ｔ１において受けた制御電圧ＣＶに基づいて、バラクタダイオードＤ１のカソードにバイアス電圧を供給することにより、バラクタダイオードＤ１の容量を制御する。これにより、誘電体発振器１０１の発振周波数が微調整される。
【００７１】
誘電体発振器１０１では、バイポーラトランジスタＴＲのベースラインを構成するマイクロストリップライン６１の先端近傍にＤＣカットを目的とした凡そ０．１ｍｍの隙間を設ける。この隙間の大きさによりバイポーラトランジスタＴＲ側とバラクタダイオードＤ１側との結合量を変化させることができる。すなわち、バラクタダイオードＤ１とマイクロストリップライン６１との間の直流電圧の伝達を遮断する直流遮断部が、マイクロストリップライン６１とマイクロストリップライン６３との隙間により形成されている。
【００７２】
ところで、従来の誘電体発振器では、トランジスタのベースとバラクタダイオードとの間の直流電圧の伝達を遮断するためのコンデンサの生産ばらつきの影響により、発振周波数の調整および制御が困難であり、かつ生産コストが増大してしまうという問題点があった。また、特許文献３記載の構成では、共振周波数を変化させるために２つの共振回路が必要となり、生産コストが増大してしまう。
【００７３】
しかしながら、本発明の実施の形態に係る誘電体共振器では、バラクタダイオードＤ１とマイクロストリップライン６１との間の直流電圧の伝達を遮断する直流遮断部が、マイクロストリップライン６１とマイクロストリップライン６３との隙間により形成されている。このような構成により、トランジスタのベースとバラクタダイオードとの間の直流電圧の伝達を遮断するためのコンデンサを設けることなく、トランジスタのベースへのバイアス電圧とバラクタダイオードへの印加電圧とを独立に制御することができる。
【００７４】
したがって、本発明の実施の形態に係る誘電体共振器では、発振周波数の調整および制御を容易に行ない、かつ生産コストの増大を防ぐことができる。
【００７５】
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００７６】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る誘電体発振器と比べて結合器を設けた誘電体発振器に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る誘電体発振器と同様である。
【００７７】
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る誘電体発振器の構成を示す図である。
図６を参照して、誘電体発振器１０２は、本発明の第１の実施の形態に係る誘電体発振器と比べて、さらに、マイクロストリップライン６４，６５を備える。
【００７８】
マイクロストリップライン６４は、誘電体基板Ｂ上に設けられ、マイクロストリップライン６１とマイクロストリップライン６３の間に配置され、マイクロストリップライン６３の先端（第２端）に接続されている。
【００７９】
マイクロストリップライン６５は、誘電体基板Ｂ上に設けられ、マイクロストリップライン６１とマイクロストリップライン６３の間に配置され、マイクロストリップライン６４と略平行に間隔を隔てて配置され、マイクロストリップライン６１の先端（第２端）に接続されている。
【００８０】
誘電体発振器１０２では、トランジスタＴＲのベースラインを構成するマイクロストリップライン６１の先端近傍にマイクロストリップライン６４，６５から成る結合器を設けている。すなわち、マイクロストリップライン６４およびマイクロストリップライン６５によって所定周波数以上の周波数成分を減衰させる結合器が形成されている。
【００８１】
図７は、マイクロストリップライン６４およびマイクロストリップライン６５によって形成される結合器の周波数特性を示す図である。図７において、グラフＧ１〜Ｇ５は、マイクロストリップラインの線路幅等のサイズがそれぞれ異なる場合の周波数特性を示している。
【００８２】
図７を参照して、この結合器は緩やかな周波数選択性を有する。このため、誘電体発振器１０２の出力周波数に対応する結合器になるようにマイクロストリップラインのサイズ等を調整することにより、誘電体発振器１０２における高調波の発振を阻止することができる。
【００８３】
その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る誘電体発振器と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
【００８４】
したがって、本発明の第２の実施の形態に係る誘電体発振器では、発振周波数の調整および制御を容易に行ない、かつ生産コストの増大を防ぐことができる。
【００８５】
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００８６】
＜第３の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る誘電体発振器と比べてバンドパスフィルタを設けた誘電体発振器に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る誘電体発振器と同様である。
【００８７】
図８は、本発明の第３の実施の形態に係る誘電体発振器の構成を示す図である。
図８を参照して、誘電体発振器１０３は、本発明の第１の実施の形態に係る誘電体発振器と比べて、さらに、マイクロストリップライン６６〜６８を備える。
【００８８】
マイクロストリップライン６７は、誘電体基板Ｂ上に設けられ、マイクロストリップライン６１とマイクロストリップライン６３の間に配置され、マイクロストリップライン６３の先端（第２端）に接続されている。
【００８９】
マイクロストリップライン６８は、誘電体基板Ｂ上に設けられ、マイクロストリップライン６１とマイクロストリップライン６３の間に配置され、マイクロストリップライン６４と平行にかつ間隔を隔てて配置され、マイクロストリップライン６１の先端（第２端）に接続されている。
【００９０】
マイクロストリップライン６６は、誘電体基板Ｂ上に設けられ、マイクロストリップライン６１、マイクロストリップライン６３、マイクロストリップライン６４およびマイクロストリップライン６８と平行にかつ間隔を隔てて配置され、かつマイクロストリップライン６１とマイクロストリップライン６３との間に配置されている。
【００９１】
誘電体発振器１０３では、トランジスタＴＲのベースラインを構成するマイクロストリップライン６１の先端近傍にマイクロストリップライン６６〜６８から成るバンドパスフィルタを設ける。すなわち、マイクロストリップライン６６〜６８によって所定周波数帯域外の周波数成分を減衰させるバンドパスフィルタが形成されている。
【００９２】
図９は、マイクロストリップライン６６〜６８によって形成されるバンドパスフィルタの周波数特性を示す図である。図９において、グラフＧ１１およびＧ１２は、マイクロストリップラインの線路幅等のサイズがそれぞれ異なる場合の周波数特性を示している。
【００９３】
図９を参照して、マイクロストリップラインから成るバンドパスフィルタは比較的狭い周波数選択性を有する。このため、誘電体発振器１０３の出力周波数に対応するバンドパスフィルタになるようにマイクロストリップラインのサイズ等を調整することにより、誘電体発振器１０３における高調波の発振を阻止することができる。
【００９４】
その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る誘電体発振器と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
【００９５】
したがって、本発明の第３の実施の形態に係る誘電体発振器では、発振周波数の調整および制御を容易に行ない、かつ生産コストの増大を防ぐことができる。
【００９６】
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００９７】
＜第４の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る誘電体発振器と比べてショートスタブを設けた誘電体発振器に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る誘電体発振器と同様である。
【００９８】
図１０は、本発明の第４の実施の形態に係る誘電体発振器の構成を示す図である。
図１０を参照して、誘電体発振器１０４は、本発明の第１の実施の形態に係る誘電体発振器と比べて、さらに、ショートスタブＳＴＢ４を備える。
【００９９】
図１１は、ショートスタブＳＴＢ４の構成を示す図である。
図１１を参照して、ショートスタブＳＴＢ４は、誘電体基板Ｂ上に設けられ、接地電圧が供給されるノードとバラクタダイオードＤ１のアノードとの間に接続され、電気長を変更可能である。すなわち、カッターなどを用いてラインを切ることにより長さを変えられるはしご状のショートスタブＳＴＢ４をバラクタのアノードに追加する。
【０１００】
このような構成により、バラクタダイオードＤ１のアノードにおけるＤＣ的な接地を確保するとともにショートスタブＳＴＢ４の寄生キャパシタンスを調整することが可能になる。そうすると、誘電体発振器１０４の発振周波数をバラクタダイオードＤ１のキャパシタンスとショートスタブＳＴＢ４の寄生キャパシタンスとの合成キャパシタンスによって制御できるため、最適化調整の自由度が大きくなる。
【０１０１】
その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る誘電体発振器と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
【０１０２】
したがって、本発明の第４の実施の形態に係る誘電体発振器では、発振周波数の調整および制御を容易に行ない、かつ生産コストの増大を防ぐことができる。
【０１０３】
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【０１０４】
＜第５の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る誘電体発振器と比べてインダクタを設けた誘電体発振器に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る誘電体発振器と同様である。
【０１０５】
図１２は、本発明の第５の実施の形態に係る誘電体発振器の構成を示す図である。
図１２を参照して、誘電体発振器１０５は、本発明の第１の実施の形態に係る誘電体発振器と比べて、さらに、インダクタＬを備える。
【０１０６】
インダクタＬは、誘電体基板Ｂ上に設けられ、接地電圧が供給されるノードとバラクタダイオードＤ１のアノードとの間に接続されている。
【０１０７】
このような構成により、バラクタダイオードＤ１のアノードにおけるＤＣ的な接地を確保するとともにインダクタＬの選択によってインダクタＬの寄生キャパシタンスを調整することが可能になる。そうすると、誘電体発振器１０４の発振周波数をバラクタダイオードＤ１のキャパシタンスとインダクタＬの寄生キャパシタンスとの合成キャパシタンスによって制御できるため、最適化調整の自由度が大きくなる。
【０１０８】
その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る誘電体発振器と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
【０１０９】
したがって、本発明の第５の実施の形態に係る誘電体発振器では、発振周波数の調整および制御を容易に行ない、かつ生産コストの増大を防ぐことができる。
【０１１０】
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【０１１１】
＜第６の実施の形態＞
本実施の形態は、第４の実施の形態に係る誘電体発振器および第５の実施の形態に係る誘電体発振器を組み合わせた誘電体発振器に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る誘電体発振器と同様である。
【０１１２】
図１３は、本発明の第６の実施の形態に係る誘電体発振器の構成を示す図である。
図１３を参照して、誘電体発振器１０６は、本発明の第１の実施の形態に係る誘電体発振器と比べて、さらに、ショートスタブＳＴＢ４およびインダクタＬを備える。
【０１１３】
ショートスタブＳＴＢ４は、誘電体基板Ｂ上に設けられ、接地電圧が供給されるノードとバラクタダイオードＤ１のアノードとの間に接続され、電気長を変更可能である。
【０１１４】
インダクタＬは、誘電体基板Ｂ上に設けられ、接地電圧が供給されるノードとバラクタダイオードＤ１のアノードとの間に接続され、かつショートスタブＳＴＢ４と直列接続されている。
【０１１５】
このような構成により、バラクタダイオードＤ１のアノードにおけるＤＣな接地を確保するとともに、誘電体発振器１０４の発振周波数をバラクタダイオードＤ１のキャパシタンスとショートスタブＳＴＢ４の寄生キャパシタンスとインダクタＬの寄生キャパシタンスとの合成キャパシタンスによって制御できるため、本発明の第４の実施の形態および第５の実施の形態に係る誘電体発振器と比べて最適化調整の自由度がさらに大きくなる。
【０１１６】
その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る誘電体発振器と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
【０１１７】
したがって、本発明の第６の実施の形態に係る誘電体発振器では、発振周波数の調整および制御を容易に行ない、かつ生産コストの増大を防ぐことができる。
【０１１８】
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【０１１９】
＜第７の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る誘電体発振器と比べてバラクタダイオードを追加した誘電体発振器に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る誘電体発振器と同様である。
【０１２０】
図１４は、本発明の第７の実施の形態に係る誘電体発振器の構成を示す図である。
図１４を参照して、誘電体発振器１０７は、本発明の第１の実施の形態に係る誘電体発振器と比べて、バイアス回路８１の代わりにバイアス回路８４を備え、さらに、バラクタダイオードＤ２を備える。バイアス回路８４は、バイアスライン７１，７４と、オープンスタブＳＴＢ１，ＳＴＢ５と、抵抗Ｒ１，Ｒ１１，Ｒ１２と、コンデンサＣ１と、入力端子Ｔ１とを含む。
【０１２１】
バラクタダイオードＤ１は、バイアスライン７１の第１端およびマイクロストリップライン６３の第１端に接続されたカソードと、バラクタダイオードＤ２のカソードに接続されたアノードとを有する。
【０１２２】
バラクタダイオードＤ２は、バラクタダイオードＤ１のアノードおよびマイクロストリップライン７４の第１端に接続されたカソードと、接地電圧が供給されるノードに接続されたアノードとを有する。
【０１２３】
バイアス回路８４において、バイアスライン７１の第２端と、オープンスタブＳＴＢ１の第１端と、抵抗Ｒ１の第１端と、抵抗Ｒ１１の第１端とが接続されている。抵抗Ｒ１の第２端と、コンデンサＣ１の第１端と、入力端子Ｔ１とが接続されている。コンデンサＣ１の第２端が、接地電圧の供給されるノードに接続されている。バイアスライン７４の第２端と、オープンスタブＳＴＢ５の第１端と、抵抗Ｒ１１の第２端と、抵抗Ｒ１２の第１端とが接続されている。抵抗Ｒ１２の第２端が、接地電圧の供給されるノードに接続されている。
【０１２４】
バイアス回路８４は、入力端子Ｔ１において受けた制御電圧ＣＶに基づいて、バラクタダイオードＤ１およびＤ２のカソードにそれぞれバイアス電圧を供給することにより、バラクタダイオードＤ１およびＤ２の容量を制御する。これにより、誘電体発振器１０１の発振周波数が微調整される。
【０１２５】
このように、誘電体発振器１０７では、トランジスタＴＲのベースラインに接続するバラクタダイオードをグランドに対して２個直列に接続し、各バラクタダイオードのバイアス電圧は抵抗分割にて決定する。高周波の発振周波数を制御するためには低容量のバラクタダイオードを使用する必要が生じる場合があるが、バラクタダイオードを直列に接続することにより、バラクタダイオードの合成容量をバラクタダイオード単体の容量よりも小さくすることができる。最適な合成容量が得られるバラクタダイオードを選択することにより、所望の特性を得ることができる。
【０１２６】
その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る誘電体発振器と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
【０１２７】
したがって、本発明の第７の実施の形態に係る誘電体発振器では、発振周波数の調整および制御を容易に行ない、かつ生産コストの増大を防ぐことができる。
【０１２８】
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【０１２９】
＜第８の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る誘電体発振器と比べて直流電圧を遮断する方法を変更した誘電体発振器に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る誘電体発振器と同様である。
【０１３０】
図１５は、本発明の第８の実施の形態に係る誘電体発振器の構成を示す図である。
図１５を参照して、誘電体発振器１０８は、誘電体基板Ｂと、この誘電体基板Ｂ上に設けられた、バラクタダイオード（可変容量素子）Ｄ１と、マイクロストリップライン６１〜６３と、誘電体共振器ＤＲと、バイポーラトランジスタＴＲと、バイアス回路８１〜８３と、コンデンサＣ４と、出力端子Ｔ４とを備える。
【０１３１】
バイポーラトランジスタＴＲは、マイクロストリップライン６１の第１端およびバイアスライン７２の第１端に接続されたベースと、マイクロストリップライン６２の第１端、バイアスライン７３の第１端およびコンデンサＣ４に接続されたコレクタと、接地電圧が供給されるノードに接続されたエミッタとを有する。バラクタダイオードＤ１は、マイクロストリップライン６１の第２端に接続されたカソードと、マイクロストリップライン６３の第１端に接続されたアノードとを有する。マイクロストリップライン６３の第２端とマイクロストリップライン７１の第１端とが接続されている。
【０１３２】
バイアスライン７１の第２端と、オープンスタブＳＴＢ１の第１端と、抵抗Ｒ１の第１端とが接続されている。抵抗Ｒ１の第２端と、コンデンサＣ１の第１端と、入力端子Ｔ１とが接続されている。コンデンサＣ１の第２端が、接地電圧の供給されるノードに接続されている。
【０１３３】
バイアス回路８１は、入力端子Ｔ１において受けた制御電圧ＣＶに基づいて、バラクタダイオードＤ１のアノードにバイアス電圧を供給することにより、バラクタダイオードＤ１の容量を制御する。これにより、誘電体発振器１０８の発振周波数が微調整される。
【０１３４】
誘電体発振器１０８では、上記のように発振周波数を制御するとともに、バラクタダイオードＤ１をオフするための電圧がバラクタダイオードＤ１に供給される。
【０１３５】
すなわち、誘電体発振器１０８では、通常、バラクタダイオードＤ１のカソードに正の電圧を印加することにより逆電圧を得るところを、バラクタダイオードＤ１のカソードをトランジスタＴＲのベースラインに接続し、アノードにたとえば負電圧を印加する。これにより、バラクタダイオードＤ１はオフされるため、トランジスタのベースとバラクタダイオードとの間の直流電圧の伝達を遮断するためのコンデンサを設けることなく、トランジスタのベースへのバイアス電圧とバラクタダイオードへの印加電圧とを独立に制御することができる。また、バラクタダイオードＤ１をオフすることにより、バラクタダイオードＤ１をコンデンサとして扱うことができ、バラクタダイオードＤ１のキャパシタンスを制御することができるため、発振周波数を制御することができる。
【０１３６】
なお、バラクタダイオードＤ１のアノードには、負電圧に限らず、トランジスタＴＲのベース電圧（たとえば０．８Ｖ）以下の電圧を印加すればよい。
【０１３７】
また、本発明の第８の実施の形態に係る誘電体発振器では、本発明の第１の実施の形態に係る誘電体発振器と比べて回路構成がよりシンプルになり、また、部品点数が減ることにより、部品等のバラツキおよび生産コストをさらに低減することができる。
【０１３８】
その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る誘電体発振器と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
【０１３９】
したがって、本発明の第８の実施の形態に係る誘電体発振器では、発振周波数の調整および制御を容易に行ない、かつ生産コストの増大を防ぐことができる。
【０１４０】
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【０１４１】
＜第９の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る誘電体発振器と比べて直流電圧を遮断する方法を変更した誘電体発振器に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る誘電体発振器と同様である。
【０１４２】
図１６は、本発明の第９の実施の形態に係る誘電体発振器の構成を示す図である。
図１６を参照して、誘電体発振器１０９は、誘電体基板Ｂと、この誘電体基板Ｂ上に設けられた、バラクタダイオード（可変容量素子）Ｄ１と、マイクロストリップライン６１〜６３と、誘電体共振器ＤＲと、バイポーラトランジスタＴＲと、バイアス回路８１〜８３と、コンデンサＣ４と、出力端子Ｔ４とを備える。
【０１４３】
バイポーラトランジスタＴＲは、マイクロストリップライン６１の第１端およびバイアスライン７２の第１端に接続されたベースと、マイクロストリップライン６２の第１端、バイアスライン７３の第１端およびコンデンサＣ４に接続されたコレクタと、接地電圧が供給されるノードに接続されたエミッタとを有する。バラクタダイオードＤ１は、マイクロストリップライン６１の第２端に接続されたアノードと、マイクロストリップライン６３の第１端に接続されたカソードとを有する。マイクロストリップライン６３の第２端とマイクロストリップライン７１の第１端とが接続されている。
【０１４４】
バイアスライン７１の第２端と、オープンスタブＳＴＢ１の第１端と、抵抗Ｒ１の第１端とが接続されている。抵抗Ｒ１の第２端と、コンデンサＣ１の第１端と、入力端子Ｔ１とが接続されている。コンデンサＣ１の第２端が、接地電圧の供給されるノードに接続されている。
【０１４５】
バイアス回路８１は、入力端子Ｔ１において受けた制御電圧ＣＶに基づいて、バラクタダイオードＤ１のカソードにバイアス電圧を供給することにより、バラクタダイオードＤ１の容量を制御する。これにより、誘電体発振器１０８の発振周波数が微調整される。
【０１４６】
誘電体発振器１０８では、上記のように発振周波数を制御するとともに、バラクタダイオードＤ１をオフするための電圧がバラクタダイオードＤ１に供給される。
【０１４７】
すなわち、誘電体発振器１０８では、バラクタダイオードＤ１のアノードをトランジスタＴＲのベースラインに接続し、カソードにトランジスタＴＲのベース電圧（たとえば０．８Ｖ）以上の電圧を印加する。これにより、バラクタダイオードＤ１はオフされるため、トランジスタのベースとバラクタダイオードとの間の直流電圧の伝達を遮断するためのコンデンサを設けることなく、トランジスタのベースへのバイアス電圧とバラクタダイオードへの印加電圧とを独立に制御することができる。また、バラクタダイオードＤ１をオフすることにより、バラクタダイオードＤ１をコンデンサとして扱うことができ、バラクタダイオードＤ１のキャパシタンスを制御することができるため、発振周波数を制御することができる。
【０１４８】
また、本発明の第９の実施の形態に係る誘電体発振器では、本発明の第１の実施の形態に係る誘電体発振器と比べて回路構成がよりシンプルになり、また、部品点数が減ることにより、部品等のバラツキおよび生産コストをさらに低減することができる。
【０１４９】
したがって、本発明の第９の実施の形態に係る誘電体発振器では、発振周波数の調整および制御を容易に行ない、かつ生産コストの増大を防ぐことができる。
【０１５０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】本発明の実施の形態に係る誘電体共振器を含むＬＮＢおよびトランスミッタを備えた双方向衛星送受信システムの構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る誘電体発振器（ＤＲＯ）を含むＬＮＢの機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る誘電体発振器（ＤＲＯ）を含むトランスミッタの機能ブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る誘電体発振器の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る誘電体発振器における誘電体共振器の共振周波数の調整方法を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る誘電体発振器の構成を示す図である。
【図７】マイクロストリップライン６４およびマイクロストリップライン６５によって形成される結合器の周波数特性を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る誘電体発振器の構成を示す図である。
【図９】マイクロストリップライン６６〜６８によって形成されるバンドパスフィルタの周波数特性を示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る誘電体発振器の構成を示す図である。
【図１１】ショートスタブＳＴＢ４の構成を示す図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態に係る誘電体発振器の構成を示す図である。
【図１３】本発明の第６の実施の形態に係る誘電体発振器の構成を示す図である。
【図１４】本発明の第７の実施の形態に係る誘電体発振器の構成を示す図である。
【図１５】本発明の第８の実施の形態に係る誘電体発振器の構成を示す図である。
【図１６】本発明の第９の実施の形態に係る誘電体発振器の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１５２】
１  双方向人工衛星、２  パラボラアンテナ、３  フィードホーン、４  ＯＭＴ、５  ＬＮＢ、６  受信用同軸ケーブル、７  インドアユニット、８  送信用同軸ケーブル、９  トランスミッタ、１１  入力端子、１２  ＨＰＦ、１３，１５，３６  ＩＦアンプ、１４  減衰回路、１６，１８，２０，２２，２４，３２  ＢＰＦ、１７，３３  ミキサ、２８，３４，３５  ＤＲＯ、１９，２１  ＲＦアンプ、２３  ハイパワーアンプ、２５  出力端子、２６  コンパレータ、２７，３７  インダクタ、２９  電源回路、３０  入力導波管、３１  ＬＮＡ、３１Ａ，３１Ｖ，３１Ｈ  ＨＥＭＴ、３８  コンデンサ、３９  電源制御回路、４１  ＬＰＦ、６１〜６８  マイクロストリップライン、７１〜７４  バイアスライン、８１〜８４  バイアス回路、１０１〜１０９  誘電体発振器、２０１  双方向衛星送受信システム（アンテナ装置）、Ｋ  筐体、Ｂ  誘電体基板、ＳＣ  調整ビス、ＤＶ  デバイス、Ｌ  インダクタ、Ｒ１，Ｒ１１，Ｒ１２  抵抗、Ｄ１，Ｄ２  バラクタダイオード（可変容量素子）、ＤＲ  誘電体共振器、ＴＲ  バイポーラトランジスタ、Ｃ１〜Ｃ４  コンデンサ、Ｔ１〜Ｔ３  入力端子、Ｔ４  出力端子、ＳＴＢ１〜ＳＴＢ３，ＳＴＢ５  オープンスタブ、ＳＴＢ４  ショートスタブ。
【図１】
2010056746.tif 000003
【図２】
2010056746.tif 000004
【図３】
2010056746.tif 000005
【図４】
2010056746.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2010056746.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010056746.tif 000011
【図１０】
2010056746.tif 000012
【図１１】
2010056746.tif 000013
【図１２】
2010056746.tif 000014
【図１３】
2010056746.tif 000015
【図１４】
2010056746.tif 000016
【図１５】
2010056746.tif 000017
【図１６】
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