(57)【要約】【課題】コストを増大させずに、ＥＯＬとなった発振回路パッケージの代替品に交換することに貢献することができる発振器及び発振周波数調整方法を提供すること。【解決手段】ベース基板と、発振回路を樹脂でモールドした構成であるとともに、ベース基板に実装された発振回路パッケージと、発振回路パッケージの上面及び側面に対して所定間隔をおいて発振回路パッケージを覆うようにしてベース基板に実装された金属筐体と、発振回路パッケージの発振周波数を調整するとともに、発振回路パッケージの上面と前記金属筐体との間の空間にて、発振回路パッケージの発振回路全体に関わる浮遊容量を変えるように配置された周波数調整部材と、を備える。【選択図】図２１
2019129346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板と、
発振回路を樹脂でモールドした構成であるとともに、前記ベース基板に実装された発振回路パッケージと、
前記発振回路パッケージの上面及び側面に対して所定間隔をおいて前記発振回路パッケージを覆うようにして前記ベース基板に実装された金属筐体と、
前記発振回路パッケージの発振周波数を調整するとともに、前記発振回路パッケージの上面と前記金属筐体との間の空間にて、前記発振回路パッケージの前記発振回路全体に関わる浮遊容量を変えるように配置された周波数調整部材と、
を備える発振器。
【請求項２】
前記周波数調整部材は、前記発振回路パッケージの上面に対する面積、位置、及び、距離のいずれか又はすべてを設定して配置されている、
請求項１記載の発振器。
【請求項３】
前記発振器は、前記周波数調整部材以外の構成が同様な前記周波数調整部材を有さない発振器と比べて、変調感度が変わらないように構成されている、
請求項１又は２記載の発振器。
【請求項４】
前記発振器は、前記周波数調整部材以外の構成が同様な前記周波数調整部材を有さない発振器と比べて、発振周波数が高くなっても位相雑音の劣化がないように構成されている、
請求項１乃至３のいずれか一に記載の発振器。
【請求項５】
前記周波数調整部材は、前記発振回路パッケージの上面に取り付けられるとともに、前記発振回路パッケージの上面に対する所定面積及び所定位置に配置された周波数調整シートである、
請求項１乃至４のいずれか一に記載の発振器。
【請求項６】
前記発振回路パッケージの上面と前記周波数調整シートとの間に介在した絶縁層をさらに備える請求項５記載の発振器。
【請求項７】
前記金属筐体は、ネジ穴を有し、
前記周波数調整部材は、前記ネジ穴に螺合するとともに、前記発振回路パッケージの上面に対する面積、位置、及び、距離のいずれかを調整可能な周波数調整ネジである、
請求項１乃至４のいずれか一に記載の発振器。
【請求項８】
前記周波数調整ネジは、前記金属筐体の内側にある先端部に電波吸収材料を有する、
請求項７記載の発振器。
【請求項９】
前記周波数調整部材は、導電体又は電波吸収材料よりなる、
請求項１乃至７のいずれか一に記載の発振器。
【請求項１０】
発振回路を樹脂でモールドした構成である発振回路パッケージと、前記発振回路パッケージの上面及び側面に対して所定間隔をおいて前記発振回路パッケージを覆うように配された金属筐体と、をベース基板に実装した発振器の発振周波数調整方法であって、
前記発振回路パッケージの発振回路全体に関わる浮遊容量を変えるように周波数調整部材を配置して前記発振回路パッケージの発振周波数を調整する工程を含む発振器の発振周波数調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振器及びその発振周波数調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電波を発振する発振器は、内部構成部（例えば、コンデンサ、コイル、抵抗、発振トランジスタ、バラクタダイオード、共振器（マイクロストリップライン共振器、誘電体共振器）、基板（導体パターン含む）等）の組み合わせによって発振特性が変わる。そのため、目的とする発振周波数を得るために、発振周波数の調整が行われる。発振器の発振周波数を調整する方法としては、例えば、共振器の上面と金属との間の距離を変えることによって発振周波数を調整する方法（例えば、特許文献１〜４参照）、共振器に被着する金属の面積を変えることによって発振周波数を調整する方法（例えば、特許文献５〜６参照）、共振器の形成された貫通孔に挿入される誘電体の挿入長を変えることによって発振周波数を調整する方法（例えば、特許文献７）、回路上のスタブパターンの長さや面積を変えることによって発振周波数を調整する方法（例えば、特許文献８〜９）、マイクロストリップライン共振器に対する導体パターンの対向面積を変えることによって発振周波数を調整する方法（例えば、特許文献１０）等がある。
【０００３】
近年、発振器においては、発振回路が樹脂でモールドされた発振回路パッケージが用いられている。発振回路パッケージは、所定の間隔をおいて金属筐体に覆われるようにして、ベース基板上に実装される。発振回路パッケージは、樹脂でモールドする前に、発振回路パッケージ内の素子を選択したり基板を設計することで発振周波数、偏重感度等の特性を調整するのが一般的である。また、発振回路パッケージをベース基板に実装した後に発振周波数を再調整しないですむように、メーカ側で発振回路パッケージの発振周波数、偏重感度等の特性を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４２１７７号公報
【特許文献２】特開平８−８６４６号公報
【特許文献３】特開平８−８６４７号公報
【特許文献４】特開平６−６９７０６号公報
【特許文献５】特開平５−２２６９１５号公報
【特許文献６】特開平５−６３４１５号公報
【特許文献７】特開昭５８−３６００２号公報
【特許文献８】特開２０００−６８７４１号公報
【特許文献９】特開平９−１６２６４２号公報
【特許文献１０】特開２０１１−１０１１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以下の分析は、本願発明者により与えられる。
【０００６】
近年においては、発振回路パッケージを供給するメーカのＭ＆Ａ（Merger and Acquisition）や事業統廃合による発振回路パッケージのＥＯＬ（End Of Line；製造中止）が数多くみられる。ＥＯＬとなった発振回路パッケージを搭載した装置を使用しているユーザにとっては、発振回路パッケージを交換する場合、ＥＯＬとなった発振回路パッケージに対して特性互換があり、かつ、ピンアサインが同じ代替品があれば、そのまま交換することができて理想的であるが、そのような代替品が常に存在するとは限らない。
【０００７】
また、ＥＯＬとなった発振回路パッケージに対してピンアサインが同じであるが特性互換がない代替品では、ＥＯＬとなった発振回路パッケージと発振周波数が近い類似の代替品を使用することになるが、特許文献１〜１０等に記載された方法では、発振回路パッケージの発振周波数を調整することができない。
【０００８】
さらに、ＥＯＬとなった発振回路パッケージに対して特性互換があるがピンアサインが異なる代替品では、代替品のピンアサインに合わせてベース基板の改版を行わなければならず、コストが増大する。
【０００９】
本発明の主な課題は、コストを増大させずに、ＥＯＬとなった発振回路パッケージの代替品に交換することに貢献することができる発振器及び発振周波数調整方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の視点に係る発振器は、ベース基板と、発振回路を樹脂でモールドした構成であるとともに、前記ベース基板に実装された発振回路パッケージと、前記発振回路パッケージの上面及び側面に対して所定間隔をおいて前記発振回路パッケージを覆うようにして前記ベース基板に実装された金属筐体と、前記発振回路パッケージの発振周波数を調整するとともに、前記発振回路パッケージの上面と前記金属筐体との間の空間にて、前記発振回路パッケージの前記発振回路全体に関わる浮遊容量を変えるように配置された周波数調整部材と、を備える。
【００１１】
第２の視点に係る発振器の発振周波数調整方法は、発振回路を樹脂でモールドした構成である発振回路パッケージと、前記発振回路パッケージの上面及び側面に対して所定間隔をおいて前記発振回路パッケージを覆うように配された金属筐体と、をベース基板に実装した発振器の発振周波数調整方法であって、前記発振回路パッケージの発振回路全体に関わる浮遊容量を変えるように周波数調整部材を配置して前記発振回路パッケージの発振周波数を調整する工程を含む。
【発明の効果】
【００１２】
前記第１、第２の視点によれば、コストを増大させずに、ＥＯＬとなった発振回路パッケージの代替品に交換することに貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１に係る発振器の構成を模式的に示した断面図である。
【図２】実施形態１に係る発振器において用いられる発振回路パッケージの一例の構成を模式的に示した平面図である。
【図３】実施形態１に係る発振器において用いられる発振回路パッケージの一例の構成を模式的に示した図２のＸ−Ｘ´間の断面図である。
【図４】実施形態１に係る発振器において用いられる発振回路パッケージの一例の構成を模式的に示した回路図である。
【図５】実施形態１に係る発振器の第１変形例の構成を模式的に示した断面図である。
【図６】実施形態１に係る発振器の第２変形例の構成を模式的に示した断面図である。
【図７】比較例に係る発振器の構成を模式的に示した断面図である。
【図８】各種発振器の発振周波数の制御電圧依存性を示したグラフである。
【図９】各種発振器の変調感度の制御電圧依存性を示したグラフである。
【図１０】各種発振器の１０ｋＨｚオフセット時の位相雑音の制御電圧依存性を示したグラフである。
【図１１】各種発振器の１００ｋＨｚオフセット時の位相雑音の制御電圧依存性を示したグラフである。
【図１２】各種発振器の制御電圧３Ｖ時の位相雑音のオフセット電圧依存性を示したグラフである。
【図１３】実施形態２に係る発振器の構成を模式的に示した第１の状態の断面図である。
【図１４】実施形態２に係る発振器の構成を模式的に示した第２の状態の断面図である。
【図１５】実施形態２に係る発振器の第１変形例の構成を模式的に示した断面図である。
【図１６】実施形態２に係る発振器の第２変形例の構成を模式的に示した断面図である。
【図１７】実施形態２に係る発振器の第３変形例の構成を模式的に示した断面図である。
【図１８】実施形態２に係る発振器の第４変形例の構成を模式的に示した断面図である。
【図１９】実施形態３に係る発振器の構成を模式的に示した断面図である。
【図２０】実施形態３に係る発振器の変形例の構成を模式的に示した断面図である。
【図２１】実施形態４に係る発振器の構成を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本出願において図面参照符号を付している場合は、それらは、専ら理解を助けるためのものであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。また、下記の実施形態は、あくまで例示であり、本発明を限定するものではない。
【００１５】
［実施形態１］
実施形態１に係る発振器について図面を用いて説明する。図１は、実施形態１に係る発振器の構成を模式的に示した断面図である。図２は、実施形態１に係る発振器において用いられる発振回路パッケージの一例の構成を模式的に示した平面図である。図３は、実施形態１に係る発振器において用いられる発振回路パッケージの一例の構成を模式的に示した図２のＸ−Ｘ´間の断面図である。図４は、実施形態１に係る発振器において用いられる発振回路パッケージの一例の構成を模式的に示した回路図である。図５は、実施形態１に係る発振器の第１変形例の構成を模式的に示した断面図である。図６は、実施形態１に係る発振器の第２変形例の構成を模式的に示した断面図である。
【００１６】
発振器１は、マイクロ波（波長１ｍ以下の電波）などの電波を発振する電子機器である（図１参照）。発振器１は、ベース基板１０上に、周波数調整シート３０を有する発振回路パッケージ２０と、発振回路パッケージ２０を所定間隔をおいて覆う金属筐体４０と、が実装された構造となっている。発振器１は、ベース基板１０と、発振回路パッケージ２０と、周波数調整シート３０と、金属筐体４０とを有する。
【００１７】
ベース基板１０は、発振回路パッケージ２０及び金属筐体４０を実装するためのベースとなる基板である（図１参照）。ベース基板１０は、例えば、マザーボード（図示せず）に実装される。ベース基板１０は、表面パターン１１と、誘電体層１２と、裏面パターン１３と、を有する。表面パターン１１は、ベース基板１０の表面に配された導体パターンである。表面パターン１１上には、発振回路パッケージ２０及び金属筐体４０が実装される。表面パターン１１は、ピンアサインに応じて、発振回路パッケージ２０と電気的に接続される。誘電体層１２は、表面パターン１１と裏面パターン１３との間に挟まれた層状の誘電体である。裏面パターン１３は、ベース基板１０の裏面に配された導体パターンである。裏面パターン１３は、誘電体層１２に埋め込まれた配線（図示せず）やビア（図示せず）を通じて表面パターン１１に電気的に接続されている。裏面パターン１３は、ピンアサインに応じて、マザーボード（図示せず）と電気的に接続される。
【００１８】
発振回路パッケージ２０は、発振回路（例えば、図４のコルピッツ型発振回路１００）を構成する構成部品（例えば、図２の１１０〜１５１）が樹脂１５２でモールドされたパッケージである（図１〜４参照）。発振回路パッケージ２０は、例えば、図４に示す発振回路を構成する部品を取扱いやすくする（電気特性としても外部からの影響を受けにくくする）ために樹脂１５２でモールドしている。発振回路パッケージ２０は、ＳＭＴ（Surface Mount Technology）用にパッケージされている。発振回路パッケージ２０は、表面パターン１１に実装されている。発振回路パッケージ２０は、ピンアサインに応じて、表面パターン１１と電気的に接続される。樹脂１５２には、例えば、エポキシ樹脂を主成分とするものを用いることができる。発振回路パッケージ２０は、市販のものを用いることができる。
【００１９】
発振回路パッケージ２０は、一般的に、発振トランジスタ、バラクタダイオード、共振器等の回路素子を有する。発振回路パッケージ２０には、これらの回路素子をＭＭＩＣ（Monolithic Microwave Integrated Circuit；モノリシック・マイクロ波集積回路）として半導体基板上に形成して発振回路を構成したものを、ＳＭＴ用デバイスとして樹脂でパッケージングしたものがある。また、発振回路パッケージ２０には、発振トランジスタ、バラクタダイオード、共振器等の回路素子を基板に実装したり、基板内に構成したものを、ＳＭＴ用デバイスとして樹脂でパッケージングしたものがある。
【００２０】
発振回路パッケージ２０として、例えば、コルピッツ型発振回路１００を有する発振回路パッケージ２０の一例を図２〜図４に示す。図４に示したコルピッツ型発振回路１００は、図２及び図３に示した発振回路パッケージ２０とすることができる。コルピッツ型発振回路１００は、基板１１０と、バラクタダイオード１４１と、コイル１４２、１４３と、コンデンサ１４４、１４５と、抵抗１４６、１４７、１４８と、発振トランジスタ１４９と、を有する。
【００２１】
基板１１０は、図４のコルピッツ型発振回路１００の主に配線に関する構成部分を有する基板である（図２、図３参照）。基板１１０は、バイアス端子１１１、１１２と、グランド端子１１３〜１１７と、導体パターン１１８〜１２８と、絶縁層１２９と、マイクロストリップライン共振器１３０と、グランドパターン１３１と、スルーホール１３２〜１３８と、コンデンサ１３９、１４０と、オープンスタブ１５０、１５１と、を有する。
【００２２】
絶縁層１２９の表面には、バイアス端子１１１、１１２、グランド端子１１３〜１１７、導体パターン１１８〜１２８、及び、オープンスタブ１５０、１５１を有する（図２、図３参照）。絶縁層１２９の裏面には、グランドパターン１３１、及び、端子（図示せず）を有する。絶縁層１２９の内部には、マイクロストリップライン共振器１３０、及び、スルーホール１３２〜１３８が埋め込まれている。
【００２３】
バイアス端子１１１は、バイアス（制御電圧）を印加するための端子である（図２〜図４参照）。バイアス端子１１１は、導体パターン１２０を介して、コイル１４２の他端と電気的に接続され、かつ、コンデンサ１４４の一端と電気的に接続されている。バイアス端子１１１は、スルーホール１３２を介して絶縁層１２９の裏面の端子（図示せず）に電気的に接続されている。
【００２４】
バイアス端子１１２は、バイアス（制御電圧）を印加するための端子である（図２、図３参照）。バイアス端子１１２は、導体パターン１２７を介して、コイル１４３の他端と電気的に接続され、かつ、コンデンサ１４５の一端と電気的に接続されている。バイアス端子１１２は、スルーホール１３３を介して絶縁層１２９の裏面の端子（図示せず）に電気的に接続されている。
【００２５】
グランド端子１１３は、スルーホール１３４を介して絶縁層１２９の裏面のグランドパターン１３１に電気的に接続された端子である。グランド端子１１３は、導体パターン１１８を介してバラクタダイオード１４１のアノードと電気的に接続されている。
【００２６】
グランド端子１１４は、スルーホール１３５を介して絶縁層１２９の裏面のグランドパターン１３１に電気的に接続された端子である。グランド端子１１４は、導体パターン１２１を介してコンデンサ１４４の他端と電気的に接続されている。
【００２７】
グランド端子１１５は、スルーホール１３６を介して絶縁層１２９の裏面のグランドパターン１３１に電気的に接続された端子である。グランド端子１１５は、導体パターン１２３を介して抵抗１４６の他端と電気的に接続されている。
【００２８】
グランド端子１１６は、スルーホール１３７を介して絶縁層１２９の裏面のグランドパターン１３１に電気的に接続された端子である。グランド端子１１６は、導体パターン１２４を介して抵抗１４７の他端と電気的に接続されている。
【００２９】
グランド端子１１７は、スルーホール１３８を介して絶縁層１２９の裏面のグランドパターン１３１に電気的に接続された端子である。グランド端子１１７は、導体パターン１２８を介してコンデンサ１４５の他端と電気的に接続されている。
【００３０】
マイクロストリップライン共振器１３０は、絶縁層１２９に埋め込まれたマイクロストリップラインよりなる共振器である。マイクロストリップライン共振器１３０の一端は、コンデンサ１３９の他端となる。マイクロストリップライン共振器１３０の他端は、コンデンサ１４０の一端となる。
【００３１】
コンデンサ１３９は、絶縁層１２９を介してマイクロストリップライン共振器１３０の一端と導体パターン１１９とが対向する部分に構成されたコンデンサである。コンデンサ１３９の一端は、導体パターン１１９を介して、バラクタダイオード１４１のカソードと電気的に接続され、かつ、コイル１４２の一端と電気的に接続されている。コンデンサ１３９の他端は、マイクロストリップライン共振器１３０の一端と接続されている。
【００３２】
コンデンサ１４０は、絶縁層１２９を介してマイクロストリップライン共振器１３０の他端と導体パターン１２２とが対向する部分に構成されたコンデンサである。コンデンサ１４０の一端は、マイクロストリップライン共振器１３０の他端と接続されている。コンデンサ１４０の他端は、導体パターン１２２を介して、抵抗１４６の一端と電気的に接続され、かつ、抵抗１４８の一端と電気的に接続され、かつ、発振トランジスタ１４９のベースと電気的に接続されている。
【００３３】
バラクタダイオード１４１は、バイアス端子１１１より供給されたバイアスにより容量を変化させ、マイクロストリップライン共振器１３０の長さを変えることにより、コルピッツ型発振回路１００の発振周波数を変化させるダイオードである。バラクタダイオード１４１のアノードは、導体パターン１１８を介してグランド端子１１３と電気的に接続されている。バラクタダイオード１４１のカソードは、導体パターン１１９を介して、コイル１４２の一端と電気的に接続され、かつ、コンデンサ１３９の一端と電気的に接続されている。
【００３４】
コイル１４２は、コンデンサ１４４と協働して、バラクタダイオード１４１へバイアス供給するためのＲＦ（Radio Frequency）チョークの役割をする。コイル１４２の一端は、導体パターン１１９を介して、バラクタダイオード１４１のカソードと電気的に接続され、かつ、コンデンサ１３９の一端と電気的に接続されている。コイル１４２の他端は、導体パターン１２０を介して、バイアス端子１１１と電気的に接続され、かつ、コンデンサ１４４の一端と電気的に接続されている。
【００３５】
コイル１４３は、コンデンサ１４５と協働して、発振トランジスタ１４９へバイアス供給するためのＲＦチョークの役割をする。コイル１４３の一端は、導体パターン１２６を介して、抵抗１４８の他端と電気的に接続され、かつ、発振トランジスタ１４９のコレクタと電気的に接続され、かつ、オープンスタブ１５１と電気的に接続されている。コイル１４３の他端は、導体パターン１２７を介して、コンデンサ１４５の一端と接続され、かつ、バイアス端子１１２と電気的に接続されている。
【００３６】
コンデンサ１４４は、コイル１４２と協働して、バラクタダイオード１４１へバイアス供給するためのＲＦチョークの役割をする。コンデンサ１４４の一端は、導体パターン１２０を介して、コイル１４２の他端と電気的に接続され、かつ、バイアス端子１１１と電気的に接続されている。コンデンサ１４４の他端は、導体パターン１２１を介して、グランド端子１１４と電気的に接続されている。
【００３７】
コンデンサ１４５は、コイル１４３と協働して、発振トランジスタ１４９へバイアス供給するためのＲＦチョークの役割をする。コンデンサ１４５の一端は、導体パターン１２７を介して、コイル１４３の他端と電気的に接続され、かつ、バイアス端子１１２と電気的に接続されている。コンデンサ１４５の他端は、導体パターン１２８を介して、グランド端子１１７と電気的に接続されている。
【００３８】
抵抗１４６の一端は、導体パターン１２２を介して、コンデンサ１４０の他端と電気的に接続され、かつ、抵抗１４８の一端と電気的に接続され、かつ、発振トランジスタ１４９のベースと電気的に接続されている。抵抗１４６の他端は、導体パターン１２３を介してグランド端子１１５と電気的に接続されている。
【００３９】
抵抗１４７の一端は、導体パターン１２５を介して、発振トランジスタ１４９のエミッタと電気的に接続され、かつ、オープンスタブ１５０と電気的に接続されている。抵抗１４７の他端は、導体パターン１２４を介してグランド端子１１６と接続されている。
【００４０】
抵抗１４８の一端は、導体パターン１２２を介して、コンデンサ１４０の他端と電気的に接続され、かつ、抵抗１４６の一端と電気的に接続され、かつ、発振トランジスタ１４９のベースと電気的に接続されている。抵抗１４８の他端は、導体パターン１２６を介して、発振トランジスタ１４９のコレクタと電気的に接続され、かつ、コイル１４３の一端と電気的に接続され、かつ、オープンスタブ１５１と電気的に接続されている。
【００４１】
発振トランジスタ１４９は電波を発振するトランジスタである。発振トランジスタ１４９のベースは、導体パターン１２２を介して、コンデンサ１４０の一端と電気的に接続され、かつ、抵抗１４６の一端と電気的に接続され、かつ、抵抗１４８の一端と電気的に接続されている。発振トランジスタ１４９のエミッタは、導体パターン１２５を介して、抵抗１４７の一端と電気的に接続され、かつ、オープンスタブ１５０と電気的に接続されている。発振トランジスタ１４９のコレクタは、導体パターン１２６を介して、抵抗１４８の他端と電気的に接続され、かつ、コイル１４３の一端と電気的に接続され、かつ、オープンスタブ１５１と電気的に接続されている。発振トランジスタ１４９のバイアス条件は、ベース及びエミッタに接続された抵抗１４６、１４７、１４８により決定される。
【００４２】
オープンスタブ１５０は、配線から過剰に延在又は枝分かれし、先端部が開放されたものである。オープンスタブ１５０は、マイクロストリップラインとすることができる。オープンスタブ１５０は、導体パターン１２５を介して、抵抗１４７の一端と電気的に接続され、かつ、発振トランジスタ１４９のエミッタと電気的に接続されている。
【００４３】
オープンスタブ１５１は、配線から過剰に延在又は枝分かれし、先端部が開放されたものである。オープンスタブ１５１は、マイクロストリップラインとすることができる。オープンスタブ１５１は、導体パターン１２６を介して、抵抗１４８の他端と電気的に接続され、かつ、発振トランジスタ１４９のコレクタと電気的に接続され、かつ、コイル１４３の一端と電気的に接続されている。オープンスタブ１５１は、オープンスタブ１５０と互いに向き合ってコンデンサとして機能する。
【００４４】
コルピッツ型発振回路１００の発振周波数を決定するパラメータは、バラクタダイオード１４１、発振トランジスタ１４９、コンデンサ１３９、１４０とマイクロストリップライン共振器１３０、オープンスタブ１５０、１５１である。コンデンサ１３９、１４０、１４４、１４５は、単板コンデンサとすることができる。
【００４５】
周波数調整シート３０は、発振回路パッケージ２０の発振周波数を調整するシート状の部材である。周波数調整シート３０は、発振回路パッケージ２０の上面に取り付け（貼り付け、接着、塗布、印刷、メッキでも可）されている。周波数調整シート３０として、例えば、貼り付けや接着が可能なテープ、塗布や印刷やメッキしてシート状になる材料等を用いることができる。周波数調整シート３０の材料として、周波数調整シート３０がない状態（図７のような状態）に対して発振器１の発振周波数を高くする場合には、金属、合金などの導電体（例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｗ、Ｍｏ、Ｚｎ、鋼等）を用いることができる。
【００４６】
図１の周波数調整シート３０では、発振回路パッケージ２０の上面の全体に取り付けられているが、発振器１の発振周波数が高くなるのを抑えたい場合は、図５の周波数調整シート３１のように、発振回路パッケージ２０の上面の一部に取り付ければよい。これにより、周波数調整シート３１の面積や位置を設定（調整）することで、所望の発振周波数にあわせることができる。
【００４７】
なお、発振回路パッケージ２０と金属筐体４０との隙間で浮遊容量が発生する。できる限り浮遊容量が少なくなるように発振回路パッケージ２０と金属筐体４０との隙間を決めるのが一般的であるが、実施形態１では、その容量成分により発振周波数を決定するパラメータを変化させて、発振周波数を変化させている。そのために、図１と図５で比べると、全面に金属テープよりなる周波数調整シート３０を貼り付けた場合と、半分に周波数調整シート３１を貼り付けた場合とで発振周波数が変わるのは、容量成分の違いからである。よって、図１と図５では周波数調整材料の面積での発振周波数の調整しか表れていないが、金属テープを貼り付ける位置（場所）によっても発振周波数の調整は可能である。特に、図４に示す発振周波数を決定する回路部分（マイクロストリップライン共振器１３０、オープンスタブ１５０、１５１、コンデンサ１３９、１４０）の位置に貼り付ければ効果的である
【００４８】
また、周波数調整シート３０がない状態（図７のような状態）に対して発振器１の発振周波数を低くする場合には、周波数調整シート３０、３１の代わりに、図６のような電波吸収体（例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、フェライト等の磁性材料、カーボン粉と誘電体の混合物、導電性繊維の織物等）よりなる周波数調整シート３２を用いることができ、周波数調整シート３２の面積や位置を設定（調整）することで、所望の発振周波数にあわせることができる。
【００４９】
なお、発振回路パッケージ２０と金属筐体４０との間の空間に、電波吸収体よりなる周波数調整シート３２があると、発振回路パッケージ２０の所定の構成部の浮遊容量が、周波数調整シート３２がない場合と比べて、大きくなる。例えば、マイクロストリップライン共振器１３０以外のオープンスタブ１５０、１５１、コンデンサ１３９、１４０の位置に、電波吸収体よりなる周波数調整シート３２を配置した場合、発振周波数を決めている容量成分であるオープンスタブ１５０、１５１、コンデンサ１３９、１４０の浮遊容量が大きくなる。浮遊容量が大きくなることで発振器１の発振周波数が低くなる。
【００５０】
周波数調整シート３０〜３２は、図１、図５、図６に示すように、マイクロストリップライン共振器１３０、オープンスタブ１５０、１５１、コンデンサ１３９、１４０を含むコルピッツ型発振回路１００全体を樹脂１５２でモールドした発振回路パッケージ２０の上面に周波数調整シート３０〜３２を取り付けている。これは、周波数調整シート３０〜３２を取り付けて、樹脂１５２でモールドした際に生じる発振回路全体に関わる浮遊容量を変えることで、発振回路全体で周波数の調整を行っていることを意味する。つまり、共振器という局所的な狭い範囲で容量を変えて発振周波数を調整している特許文献６に記載の発振器と異なり、実施形態１に係る発振器１では樹脂１５２でモールドした発振回路パッケージ２０における発振周波数を決定する発振回路全体の浮遊容量を変化させている。実施形態１に係る発振器１では、周波数調整シート３０〜３２を取り付けて発振回路全体で浮遊容量を調整しているので、図９に示すように周波数調整シート３０〜３２の取り付けに関係なく変調感度は変わらない（詳細は後述する）。一方、特許文献６に記載の発振器では、誘電体共振器の周囲にある周辺回路の容量が変わり、制御電圧に対する周波数を変化できる割合である変調感度が変化してしまう。一般的に電圧制御型の発振器はＰＬＬ（Phase Locked Loop；位相同期）回路と共に使用して周波数を安定して使用するが、特許文献６に記載の発振器において変調感度の変化を調整するためには、ＰＬＬ回路におけるループフィルタの再設計を行わなければならない。
【００５１】
金属筐体４０は、電磁波の放射を防ぐための金属の筐体である。金属筐体４０は、外部からの不要波を放射せず、かつ、不要波を受信しないように発振回路パッケージ２０全体又は周辺を覆っている。金属筐体４０は、周波数調整シート３０が取り付けられた発振回路パッケージ２０を、上方及び側方に所定間隔（空間）をおいて覆うように、ベース基板１０に実装されている。金属筐体４０の上方の所定間隔は、発振回路パッケージ２０が不要波の影響を受けにくいように決められる。金属筐体４０の材料には、金属、合金などの導電体（例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｗ、Ｍｏ、Ｚｎ、鋼等）を用いることができる。
【００５２】
次に、実施形態１に係る発振器の各種特性について、比較例と対比しながら、図面を用いて説明する。図７は、比較例に係る発振器の構成を模式的に示した断面図である。図８は、各種発振器の発振周波数の制御電圧依存性を示したグラフである。図９は、各種発振器の変調感度の制御電圧依存性を示したグラフである。図１０は、各種発振器の１０ｋＨｚオフセット時の位相雑音の制御電圧依存性を示したグラフである。図１１は、各種発振器の１００ｋＨｚオフセット時の位相雑音の制御電圧依存性を示したグラフである。図１２は、各種発振器の制御電圧３Ｖ時の位相雑音のオフセット電圧依存性を示したグラフである。
【００５３】
図７を参照すると、比較例に係る発振器１は、図１の実施形態１にかかる発振器１の発振回路パッケージ２０の上面の周波数調整シート３０がないものである。その他の構成は、図１の実施形態１に係る発振器１の構成と同様である。
【００５４】
図８〜図１２に実施形態１及び比較例の各種特性を示す。図８〜図１２のグラフ下に記載している「金属テープ全体」、「金属テープ半分」、「周波数調整材料なし」、「電波吸収体」とは、それぞれ、図１、図５、図７、図６に示すような構成である。詳細には、「金属テープ全体」とは、図１に示すように発振回路パッケージ２０の上面の全体に、金属テープよりなる周波数調整シート３０を貼り付けた発振器である。「金属テープ半分」とは、図５に示すように発振回路パッケージ２０の上面の半分に、金属テープよりなる周波数調整シート３１を貼り付けた発振器である。「周波数調整材料なし」とは、図７に示すように発振回路パッケージ２０の上面に周波数調整材料を有さない発振器である。「電波吸収体」とは、図６に示すように発振回路パッケージ２０の上面の全体に、電波吸収体よりなる周波数調整シート３２を貼り付けた発振器である。
【００５５】
図８は、発振周波数を変化させるための制御電圧を変化させたときの各種の発振器の発振周波数を示している。図８の結果から、発振回路パッケージ２０の上面に貼り合わせる周波数調整材料の面積及び種類によって、周波数調整材料なしの発振器の発振周波数特性と比べて、発振周波数特性がシフトしていることがわかる。つまり、金属テープの面積が大きくなるほど発振周波数特性が高くなる。なお、電波吸収体では発振周波数特性が低くなり、電波吸収体の面積が大きくなるほど発振周波数特性が低くなると推測することができる。
【００５６】
図９は、制御電圧に対する変調感度を示している。図９の結果から、周波数調整材料の調整によって変調感度が変わらないことを示している。このことは、使用する発振周波数でＰＬＬ回路におけるループフィルタの設計変更が不要であることがわかる。
【００５７】
また、発振回路の重要な特性である位相雑音（Phase Noise）特性は、一般的に発振周波数が高くなると劣化する傾向があるが、図１０〜１２に示すように、周波数調整シートで調整し、かつ、発振周波数が高くなっても劣化がないことがわかる。
【００５８】
実施形態１によれば、周波数調整シート３０〜３２による調整によって変調感度を変えることなく、発振周波数を調整することができるので、ＥＯＬとなった発振回路パッケージ２０の代替品に交換することに貢献することができる。また、実施形態１によれば、周波数調整シート３０〜３２によって調整しても、位相雑音を劣化させることがない。さらに、実施形態１によれば、周波数調整シート３０〜３２による調整によって変調感度が変わらないので、ＰＬＬ回路におけるループフィルタの設計変更が不要となり、コストを増大させずに発振周波数を調整することができる。
【００５９】
［実施形態２］
実施形態２に係る発振器について図面を用いて説明する。図１３は、実施形態２に係る発振器の構成を模式的に示した第１の状態の断面図である。図１４は、実施形態２に係る発振器の構成を模式的に示した第２の状態の断面図である。図１５は、実施形態２に係る発振器の第１変形例の構成を模式的に示した断面図である。図１６は、実施形態２に係る発振器の第２変形例の構成を模式的に示した断面図である。図１７は、実施形態２に係る発振器の第３変形例の構成を模式的に示した断面図である。図１８は、実施形態２に係る発振器の第４変形例の構成を模式的に示した断面図である。
【００６０】
実施形態２は、実施形態１の変形例であり、実施形態１の周波数調整シート（図１の３０、図５の３１、図６の３２）の代わりに、金属筐体４０に対して調整可能に螺合した周波数調整ネジ５０を用いている（図１３参照）。周波数調整ネジ５０の材料には、周波数調整シート（図１の３０）と同様な材料（例えば、金属、合金などの導電体）を用いることができる。金属筐体４０は、金属筐体４０の上面部を貫通したネジ穴４１を有する。ネジ穴４１は、周波数調整ネジ５０と調整可能に螺合する。周波数調整ネジ５０は回転させて周波数調整ネジ５０の先端部（金属筐体４０の内部側の先端部）と発振回路パッケージ２０との間の間隔（距離）を調整することで発振周波数を調整することができる（図１４参照）。つまり、図７のように発振周波数を調整する部材（周波数調整ネジ５０等）がない構成と比べて発振周波数が高くなり、周波数調整ネジ５０の先端部と発振回路パッケージ２０との間の間隔を小さくすれば発振周波数を高くすることができ、逆に大きくすれば発振周波数を低くすることができる。その他の構成は、実施形態１の構成と同様である。
【００６１】
実施形態２の変形例として、図１５のように、ネジ穴４２の位置を調整して周波数調整ネジ５０の先端部の位置を調整することでも、発振周波数を調整することができる。
【００６２】
また、実施形態２の変形例として、図１６のように、周波数調整ネジ５１の直径を変更し（大きくしても小さくしてもよい）、かつ、それに合わせてネジ穴４３の直径を変更して、周波数調整ネジ５１の先端部と発振回路パッケージ２０とが対向する面積を調整（位置を調整しても可）することでも、発振周波数を調整することができる。
【００６３】
また、実施形態２の変形例として、図１７のように、周波数調整ネジ５０の先端部に電波吸収材料６０（図６の周波数調整シート３２と同様な電波吸収材料）を取り付け、電波吸収材料６０と発振回路パッケージ２０との間の間隔（距離）を調整することでも、発振周波数を調整することができる。つまり、図７のように発振周波数を調整する部材（周波数調整ネジ５０、電波吸収材料６０等）がない構成と比べて図１７の構成では発振周波数が低くなり、電波吸収材料６０と発振回路パッケージ２０との間の間隔を小さくすれば発振周波数を低くすることができ、逆に大きくすれば発振周波数を高くすることができる。電波吸収材料６０は、周波数調整ネジ５０を発振回路パッケージ２０に直接接触させたくない場合にも有効である。なお、図１７では、周波数調整ネジ５０を金属、合金などの導電体で構成していることを想定しているが、周波数調整ネジ５０の先端部に電波吸収材料６０を取り付けた構成とする代わりに、電波吸収材料からなる周波数調整ネジ（図示せず）を用いることができる。
【００６４】
また、実施形態２の変形例として、図１８のように、ネジ穴４４を金属筐体４０の側面を貫通するように形成し、周波数調整ネジ５２をネジ穴４４と調整可能に螺合するようにして、発振回路パッケージ２０の上面に対する面積や位置を調整することでも、発振周波数を調整することができる。つまり、発振回路パッケージ２０の上面と周波数調整ネジ５２のネジ部とが対向する面積や位置を調整することで発振周波数を調整することができる。
【００６５】
実施形態２によれば、周波数調整ネジ５０、５１、電波吸収材料６０による調整によって変調感度を変えることなく、発振周波数を調整することができるので、ＥＯＬとなった発振回路パッケージ２０の代替品に交換することに貢献することができる。また、実施形態２によれば、周波数調整ネジ５０、５１、電波吸収材料６０によって調整しても、位相雑音を劣化させることがない。また、実施形態２によれば、周波数調整ネジ５０、５１、電波吸収材料６０による調整によって変調感度が変わらないので、ＰＬＬ回路におけるループフィルタの設計変更が不要となり、コストを増大させずに発振周波数を調整することができる。さらに、実施形態２によれば、ベース基板１０に実装された発振回路パッケージ２０を金属筐体４０で閉じた後でも、周波数調整ネジ５０、５１、電波吸収材料６０による調整によって発振周波数の微調整が可能である。
【００６６】
［実施形態３］
実施形態３に係る発振器について図面を用いて説明する。図１９は、実施形態３に係る発振器の構成を模式的に示した断面図である。図２０は、実施形態３に係る発振器の変形例の構成を模式的に示した断面図である。
【００６７】
実施形態３は、実施形態１の変形例であり、発振回路パッケージ２０の上面と周波数調整シート３０（図５の３１、図６の３２でも可）との間に所定厚さの絶縁層３４を介在させたものである。その他の構成は実施形態１の構成と同様である。
【００６８】
また、実施形態３の変形例として、発振回路パッケージ２０の上面と周波数調整シート３０との間に絶縁層３４を介在させる代わりに、図２０のように、金属筐体４０の天井面と周波数調整シート３０との間に所定厚さの絶縁層３５を介在させることもできる。
【００６９】
実施形態３によれば、絶縁層３４、３５の厚さを調整して発振回路パッケージ２０の上面と周波数調整シート３０との距離を調整することで、発振周波数の調整が可能である。
【００７０】
［実施形態４］
実施形態４に係る発振器について図面を用いて説明する。図２１は、実施形態４に係る発振器の構成を模式的に示した断面図である。
【００７１】
発振器１は、ベース基板１０と、発振回路パッケージ２０と、金属筐体４０と、周波数調整部材３６とを有する。発振回路パッケージ２０は、発振回路を樹脂でモールドした構成である。発振回路パッケージ２０は、ベース基板１０に実装されている。金属筐体４０は、発振回路パッケージ２０の上面及び側面に対して所定間隔をおいて発振回路パッケージ２０を覆うようにしてベース基板１０に実装されている。周波数調整部材３６は、発振回路パッケージ２０の発振周波数を調整する部材である。周波数調整部材３６は、発振回路パッケージ２０の上面と金属筐体４０との間の空間にて、発振回路パッケージ２０の発振回路全体に関わる浮遊容量を変えるように配置されている。発振回路パッケージ２０の発振周波数の調整は、発振回路パッケージ２０の上面と金属筐体４０との間の空間にて、周波数調整部材３６を、発振回路パッケージ２０の上面に対する面積、位置、及び、距離のいずれか又はすべてを設定して配置し、発振回路パッケージ２０の発振回路全体に関わる浮遊容量を変えることによって、行うことができる。
【００７２】
実施形態４によれば、発振回路パッケージ２０の発振回路全体に関わる浮遊容量を変えるように周波数調整部材３６を配置することで、コストを増大させずに、ＥＯＬとなった発振回路パッケージ２０の代替品に交換することに貢献することができる。
【００７３】
上記実施形態の一部または全部は以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
【００７４】
（付記）
本発明では、前記第１の視点に係る発振器の形態が可能である。
【００７５】
前記第１の視点に係る発振器において、前記周波数調整部材は、前記発振回路パッケージの上面に対する面積、位置、及び、距離のいずれか又はすべてを設定して配置されている。
【００７６】
前記第１の視点に係る発振器において、前記発振器は、前記周波数調整部材以外の構成が同様な前記周波数調整部材を有さない発振器と比べて、変調感度が変わらないように構成されている。
【００７７】
前記第１の視点に係る発振器において、前記発振器は、前記周波数調整部材以外の構成が同様な前記周波数調整部材を有さない発振器と比べて、発振周波数が高くなっても位相雑音の劣化がないように構成されている。
【００７８】
前記第１の視点に係る発振器において、前記周波数調整部材は、前記発振回路パッケージの上面に取り付けられるとともに、前記発振回路パッケージの上面に対する所定面積及び所定位置に配置された周波数調整シートである。
【００７９】
前記第１の視点に係る発振器において、前記発振回路パッケージの上面と前記周波数調整シートとの間に介在した絶縁層をさらに備える。
【００８０】
前記第１の視点に係る発振器において、前記金属筐体は、ネジ穴を有し、前記周波数調整部材は、前記ネジ穴に螺合するとともに、前記発振回路パッケージの上面に対する面積、位置、及び、距離のいずれかを調整可能な周波数調整ネジである。
【００８１】
前記第１の視点に係る発振器において、前記周波数調整ネジは、前記金属筐体の内側にある先端部に電波吸収材料を有する。
【００８２】
前記第１の視点に係る発振器において、前記周波数調整部材は、導電体又は電波吸収材料よりなる。
【００８３】
本発明では、前記第２の視点に係る発振器の発振周波数調整方法の形態が可能である。
【００８４】
なお、上記の特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（特許請求の範囲及び図面を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の全開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせないし選択（必要により不選択）が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲及び図面を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。また、本願に記載の数値及び数値範囲については、明記がなくともその任意の中間値、下位数値、及び、小範囲が記載されているものとみなされる。
【符号の説明】
【００８５】
１  発振器
１０  ベース基板
１１  表面パターン
１２  誘電体層
１３  裏面パターン
２０  発振回路パッケージ
３０、３１、３２  周波数調整シート（周波数調整部材）
３４、３５  絶縁層
３６  周波数調整部材
４０  金属筐体
４１、４２、４３、４４  ネジ穴
５０、５１、５２  周波数調整ネジ（周波数調整部材）
６０  電波吸収材料
１００  コルピッツ型発振回路
１１０  基板
１１１、１１２  バイアス端子
１１３〜１１７  グランド端子
１１８〜１２８  導体パターン
１２９  絶縁層
１３０  マイクロストリップライン共振器
１３１  グランドパターン
１３２〜１３８  スルーホール
１３９、１４０  コンデンサ
１４１  バラクタダイオード
１４２、１４３  コイル
１４４、１４５  コンデンサ
１４６、１４７、１４８  抵抗
１４９  発振トランジスタ
１５０、１５１  オープンスタブ
１５２  樹脂
【図１】
2019129346.tif 000003
【図２】
2019129346.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019129346.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2019129346.tif 000015
【図１４】
2019129346.tif 000016
【図１５】
2019129346.tif 000017
【図１６】
2019129346.tif 000018
【図１７】
2019129346.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2019129346.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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