(57)【要約】【課題】温度変化が生じても安定した出力を発生できる発振器および送受信装置を提供する。【解決手段】半導体基板上に発振回路を形成した発振器ＩＣ１３と、誘電体共振器１６との結合線路１５を備えた誘電体基板１４を備えた誘電体共振器型発振器１０において、前記誘電体基板上に結合線路と同じ加工技術によって金属膜の感温抵抗体１７を設け、その検出抵抗値に応じて回路特性を制御するように構成した。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に発振回路を形成した発振器と、誘電体共振器と、この誘電体共振器を設置すると共に該誘電体共振器との結合線路を有する誘電体基板と、前記発振回路を制御する制御回路を備えた誘電体共振器型発振器において、
前記誘電体基板上に金属膜の感温抵抗体を設け、前記制御回路は、前記感温抵抗体の抵抗値を参照して前記発振回路を制御するようにしたことを特徴とする誘電体共振器型発振器。
【請求項２】
請求項１において、前記誘電体基板上に感温抵抗体を構成する金属膜は、白金材料を用いて形成したことを特徴とする誘電体共振器型発振器。
【請求項３】
請求項１または２において、前記結合線路と金属膜は同種の加工技術によって形成したことを特徴とする誘電体共振器型発振器。
【請求項４】
半導体基板に形成した発振回路および結合線路と、前記結合線路と結合するように前記半導体基板上に設けた誘電体共振器と、前記発振回路を制御する制御回路を備えた誘電体共振器型発振器において、
前記半導体基板に感温ダイオードを形成し、前記制御回路は、前記感温ダイオードの抵抗値を参照して前記発振回路を制御するように構成したことを特徴とする誘電体共振器型発振器。
【請求項５】
請求項４において、前記結合線路と感温ダイオードは半導体加工技術によって形成したことを特徴とする誘電体共振器型発振器。
【請求項６】
発振器と送受信アンテナと前記発振器を駆動あるいは制御するための制御装置を備えた送受信装置において、
前記発振器として、請求項１〜５の１項に記載した誘電体共振器型発振器を用いたことを特徴とする送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波・ミリ波などの高周波信号を発生する発振器および該発振器を使用した送受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロ波・ミリ波などの高周波信号を使用して検出を行う送受信装置の検出精度を高めるためには、発振器から出力する高周波信号が先鋭であることが望まれる。すなわち、発振器のＱが送受信装置の検出精度に大きく影響する。このＱを高める手段として、例えば特開平１１−２３４００７号公報に記載された発振器は、誘電体共振器を用いている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、誘電体共振器型発振器の発振源は、温度変化の影響を受け易い半導体基板上に形成した発振回路であるために、当然ながら、発振回路の出力特性は環境温度の変化に対して大きく依存してしまう。そのために、発振器のＱが高くとも、温度変化により送受信装置の検出精度が低下するといった課題が残っている。
【０００４】
本発明の１つの目的は、環境に温度変化が生じても安定した発振出力を発生することができる誘電体共振器型発振器を提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、環境に温度変化が生じても安定した検出を実現することができるできる送受信装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の更に他の目的は、環境に温度変化が生じても安定した発振出力を発生することができる誘電体共振器型発振器や安定した検出を実現することができるできる送受信装置を比較的容易に且つ安価に実現することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、半導体基板に発振回路を形成した発振器と、誘電体共振器と、この誘電体共振器を設置すると共に該誘電体共振器との結合線路を有する誘電体基板と、前記発振回路を制御する制御回路を備えた誘電体共振器型発振器において、前記誘電体基板上に金属膜の感温抵抗体を設け、前記制御回路は、前記感温抵抗体の抵抗値を参照して前記発振回路を制御するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
そして、前記誘電体基板上に感温抵抗体を構成する金属膜は、白金材料を用いて形成したことを特徴とする。
【０００９】
また、前記結合線路と金属膜は同種の加工技術によって形成したことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、半導体基板に形成した発振回路および結合線路と、前記結合線路と結合するように前記半導体基板上に設けた誘電体共振器と、前記発振回路を制御する制御回路を備えた誘電体共振器型発振器において、前記半導体基板に感温ダイオードを形成し、前記制御回路は、前記感温ダイオードの抵抗値を参照して前記発振回路を制御するように構成したことを特徴とする。
【００１１】
そして、前記結合線路と感温ダイオードは半導体加工技術によって形成したことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、発振器と送受信アンテナと前記発振器を駆動あるいは制御するための制御装置を備えた送受信装置において、前記発振器として、前記誘電体共振器型発振器を用いたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態における誘電体共振器型発振器の平面図（ａ）および縦断側面図（ｂ）であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【００１４】
この実施の形態における誘電体共振器型発振器１０は、金属製のキャリア１１上に接着剤１２ａ，１２ｂによって接着固定した発振器ＩＣ１３と誘電体基板１４を備える。
【００１５】
発振器ＩＣ１３は、ＧａＡｓ等の半導体基板上に半導体加工技術によって発振回路を形成した集積回路チップであり、ＦＥＴ１３ａ，ドレン接続端子（ボンディングパッド）１３ｂ，ゲート接続端子１３ｃ，結合線路接続端子１３ｄ，出力端子１３ｅを備える。
【００１６】
誘電体基板１４は、Ａｕなどの金属膜を蒸着あるいはめっきなどの加工技術によって形成して構成した結合線路１５と、この結合線路１５上に接着剤１２ｃによって接着固定して設けた誘電体共振器１６を備え、更に、この誘電体基板１４上にはＰｔ等を結合線路１５と同種の加工技術（蒸着やめっきなど）によって単層または複数層に着膜して形成した感温抵抗体１７とその接続端子１７ａ，１７ｂを備える。
【００１７】
前記感温抵抗体１７は、発振器ＩＣ１３の発振回路の温度依存性を補償する制御を行うために、環境の温度や発振器ＩＣ１３の温度をキャリア１１および誘電体基板１４を介して感知して相応する電気抵抗値の変化を呈する抵抗体であり、接続端子１７ａ，１７ｂを介して制御回路装置（後述する）に接続し、前記発振器ＩＣ１３の発振回路やその他の回路の温度特性を補償するために参照する温度検出抵抗体として使用する。ここで、発振器ＩＣ１３の発振回路の温度依存性（温度特性）とは、発振周波数の中心周波数と発振出力電力を意味する。
【００１８】
この実施の形態における感温抵抗体１７は、抵抗温度係数が約３８００ｐｐｍ／℃と高いＰｔを材料に使用して、比較的に大きな面積の誘電体基板１４上の比較的大きな余剰領域を利用して結合線路１５と同一の蒸着技術によって形成することができるので、比較的容易に且つ安価に高精度の温度検出特性を得ることができるように構成することが可能となる。
【００１９】
発振器ＩＣ１３における結合線路接続端子１３ｄと誘電体基板１４における結合線路１５は、ボンディングワイヤ１８によって接続する。
【００２０】
発振器ＩＣ１３の発振出力電力は、例えば駆動電圧の一つであるゲート電圧を変化させることにより制御することができる。また、他の構成の発振回路においても、発振状態を電圧制御できる発振器であれば、その制御電圧を変化させることによりその発振出力電力を変化させることができる。
【００２１】
従って、制御回路装置において前記感温抵抗体１７の検出抵抗値を参照して制御用電圧を生成（検出抵抗値を制御用電圧に変換）して発振器ＩＣ１３の駆動電圧あるいは制御電圧を変化させることにより、安定した発振出力を発生させることができる。
【００２２】
図３は、本発明の第２の実施の形態における誘電体共振器型発振器の平面図である。
【００２３】
この実施の形態における誘電体共振器型発振器２０は、例えば、ＧａＡｓ等の半導体基板上に発振回路を構成するＦＥＴ２３ａ，ドレン接続端子２３ｂ，ゲート接続端子２３ｃ，出力端子２３ｅと、結合線路２５と、感温ダイオード（バリスター）２７，接続端子２７ａ，２７ｂを半導体加工技術によって形成した発振器ＩＣ２３と、前記結合線路２５上に接着剤によって接着固定した誘電体共振器２６を備える。
【００２４】
この実施の形態においても、感温ダイオード２７の電気抵抗値は、温度変化に伴って変化することから、接続端子２７ａ，２７ｂを制御回路装置に接続して温度検出抵抗体として使用することにより、第１の実施の形態と同様に安定した発振出力特性の誘電体共振器型発振器を構成することができる。また、この実施の形態は、発振回路（ＦＥＴ２３ａや各端子２３ｂ〜２３ｅ）と結合線路２５と感温ダイオード２７と各端子２７ａ，２７ｂを半導体加工技術によって１枚の半導体基板上に構成することができるので、少ない部品で比較的容易に且つ安価な誘電体共振器型発振器２０として実現することができる。
【００２５】
図４は、本発明の第３の実施の形態における送受信装置の機能ブロック図である。この送受信装置は、前述した実施の形態における誘電体共振器型発振器１０，２０の何れかを使用して構成するが、ここでは誘電体共振器型発振器１０を使用した送受信装置を例示する。
【００２６】
この実施の形態における送受信装置３０は、マイクロ波またはミリ波を送信（発信）し、その反射波を受信して物体を検出する送受信装置であり、誘電体共振器型発振器１０と制御用電圧発生装置３１と高周波信号処理装置３２と送受信アンテナ３３と検出信号処理装置３４を備える。
【００２７】
誘電体共振器型発振器１０は、マイクロ波またはミリ波の高周波信号を発振して出力すると共に感温抵抗体１７から感温信号（検出抵抗値）を出力する。また、この誘電体共振器型発振器１０は、制御用電圧発生装置３１からこの誘電体共振器型発振器１０を所望の特性で発振させるための制御用電圧（駆動電圧または制御電圧）を入力し、この制御電圧に制御されて所望の特性で発振する。
【００２８】
制御用電圧発生装置３１は、前記感温信号を入力する。そして、この感温信号に応じて、前記誘電体共振器型発振器１０における発振回路を所望の特性で発振させるように制御し、また、前記高周波信号処理装置３２を所望の特性で動作させるように制御する制御用電圧（駆動電圧や制御電圧）を生成する。
【００２９】
高周波信号処理装置３２は、前記制御用電圧発生装置３１から制御用電圧（駆動電圧または制御電圧）を入力して所望の特性で動作し、前記誘電体共振器型発振器１０から出力される高周波信号を入力して送受信アンテナ３３から送信し、送受信アンテナ３３で受信した反射波の電気信号を処理して検出信号として出力する。
【００３０】
検出信号処理装置３４は、検出信号を入力し、この送受信装置の使用目的に応じて所望の出力信号に変換処理して出力する。
【００３１】
この実施の形態における送受信装置は、誘電体共振器型発振器１０および高周波信号処理装置３２は、誘電体共振器型発振器１０に設けた感温抵抗体１７の温度検出抵抗値を参照して制御用電圧発生装置３１から発生する制御用電圧に制御されて所望の特性で動作するので、環境温度が変化した場合においても安定した出力信号を発生することができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、環境に温度変化が生じても安定した発振出力を発生することができる誘電体共振器型発振器や安定した検出を実現することができる送受信装置を比較的容易に且つ安価に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における誘電体共振器型発振器の平面図（ａ）および縦断側面図（ｂ）である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における誘電体共振器型発振器の平面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態における送受信装置の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１０…誘電体共振器型発振器、１３…発振器ＩＣ、１４…誘電体基板、１５…結合線路、１６…誘電体共振器、１７…感温抵抗体、３０…送受信装置、３１…制御用電圧発生装置、高周波信号処理装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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