(57)【要約】【課題】電圧制御発振器やその同調回路を構成する可変ＬＣ直列共振器において、使用周波数が上昇した場合であっても所望の同調感度を有すること。【解決手段】可変容量ダイオード１１と、同調周波数近傍で容量性の特性を示す先端開放スタブ（容量性スタブ）１５と、共振周波数近傍で開放となり、かつ、前記可変容量素子の障壁電位を与えるための基準電圧印加回路とを備える。また、容量性スタブ１５の一端が前記可変容量素子のインダクタンスが接続される端子と反対側の端子に接続される。【選択図】        図１−１
2005286384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変容量素子とインダクタにより構成される可変ＬＣ直列共振器において、
共振周波数近傍で容量性となる容量性スタブと、
共振周波数近傍で開放となり、かつ、前記可変容量素子の障壁電位を与えるための基準電圧印加回路と、
を備え、
前記容量性スタブの一端が前記可変容量素子のインダクタが接続される端子と反対側の端子に接続されたことを特徴とする可変ＬＣ直列共振器。
【請求項２】
前記基準電圧印加回路は、前記可変ＬＣ直列共振器に接続されるλ／４高インピーダンス線路と、
λ／４先端開放スタブと、
抵抗素子と、
を備え、
前記λ／４高インピーダンス線路の他端は、前記λ／４先端開放スタブが並列接続され、かつ前記可変容量素子の容量値を可変制御するための制御用電源に前記抵抗素子を介してそれぞれ接続されることを特徴とする請求項１に記載の可変ＬＣ直列共振器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の可変ＬＣ直列共振器を備え、
前記可変ＬＣ直列共振器の共振周波数に基づいて同調周波数が決定される周波数可変機能を有する同調回路を構成し、所定の出力信号周波数を所定の範囲で変化させることを特徴とする電圧制御発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧制御発振器およびその可変ＬＣ直接共振器に関するものであり、特に、発振周波数の高周波数化に対応可能な電圧制御発振器およびその可変ＬＣ直列共振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術にかかる電圧制御発振器は、同調回路部および発振器回路部などから構成されるのが一般的であり、発振器回路部内のアクティブ素子に同調回路部内の共振器が接続される構成により、ループ利得を作り出すとともに、ループの位相を同相で重ね合わせることにより発振動作を行わせ、また、同調回路部内の可変ＬＣ直列共振器の共振周波数を変化させることで所定の発振周波数の出力を得るようにしていた（例えば、非特許文献１）。
【０００３】
また、可変ＬＣ直列共振器を構成するための容量性素子としては、アノード側がスルーホールなどを介して極力間近な距離で接地された可変容量ダイオードなどが一般的であった。
【０００４】
一方、発振器の出力信号周波数を変化させるためには、可変ＬＣ直列共振器の共振周波数を変化させる必要があるが、非特許文献１では、カソード−アノード間の電位差をカソード側から与える印加電圧によって可変容量ダイオードの障壁容量を変化させ、その結果として可変ＬＣ直列共振器の共振周波数を変化させるようにしていた。
【０００５】
また、非特許文献１の他にも電圧制御発振器の同調回路に関連する従来技術として、以下に示す特許文献１、２なども存在する。
【０００６】
【特許文献１】特開平４−４００７９号公報（図４など）
【特許文献２】特開平８−１６６０号公報（図１など）
【非特許文献１】Ｈ．Ｉｋｅｍａｔｓｕ，  Ｍ．Ｉｎｏｕｅ，  Ｋ．Ｋａｗａｋａｍｉ，  Ｔ．Ｋａｔｏｈ，  Ｋ．Ｉｔｏｈ，  Ｙ．Ｉｓｏｔａ，  Ｏ．Ｉｓｈｉｄａ，“Ａ  Ｖ−Ｂａｎｄ  ＭＭＩＣ  ＶＣＯ  ｗｉｔｈ  ａ  Ｓｕｂ−Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  ｂｙ  ａ  ９０−Ｄｅｇｒｅｅ  Ｉｎｖｅｒｔｅｒ”，Ｔｈｅ  １０ｔｈ  Ａｓｉａ  Ｐａｃｉｆｉｃ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（Ｄｅｃ，１９９８  ｉｎ  Ｙｏｋｏｈａｍａ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記に示した従来技術では、使用周波数が高くなるとスルーホールまでの距離、ダイオードチップのリード長、チップ実装時のワイヤ長などに起因する寄生インダクンス成分や付加インダクタンス成分の影響が増大して同調変化の最大感度が得られる共振点が短絡側から開放側へと移動してしまい、可変容量ダイオードの持つ容量変化比から期待できる所望の同調感度が得られないという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、発振周波数の上昇に伴って寄生インダクタンス成分や付加インダクタンス成分の影響が増大する場合であっても、その影響を低減し、所望の同調感度を有する電圧制御発振器およびその可変ＬＣ直列共振器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明における可変ＬＣ直列共振器は、可変容量素子とインダクタにより構成される可変ＬＣ直列共振器において、共振周波数近傍で容量性となる容量性スタブと、共振周波数近傍で開放となり、かつ、前記可変容量素子の障壁電位を与えるための基準電圧印加回路とを備え、前記容量性スタブの一端が前記可変容量素子のインダクタが接続される端子と反対側の端子に接続されたことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、例えば、可変容量素子のアノードに接続された容量性スタブのキャンセル容量が、伝送線路、ワイヤあるいはリードなどのインダクタンス成分をキャンセルするように作用するので、可変ＬＣ直列共振器の共振周波数変化、すなわち、可変ＬＣ直列共振器の同調感度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる電圧制御発振器およびその可変ＬＣ直列共振器は、可変容量素子のアノードに接続された容量性スタブのキャンセル容量が、伝送線路、ワイヤあるいはリードなどのインダクタンス成分をキャンセルするように作用させているので、寄生/負荷インダクタンスの影響が顕著となる高周波領域においても感度の高い可変ＬＣ直接共振器が構成でき、その結果、発振周波数の高周波数化に対応することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる電圧制御発振器およびその可変ＬＣ直列共振器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
図１−１は、本発明の電圧制御発振器に備えられた可変ＬＣ直列共振器の構成を示す上面図であり、図１−２は、図１−１に示す可変ＬＣ直列共振器のＸ−Ｘ断面図である。以下、図１−１および図１−２を用いて、この実施の形態にかかる可変ＬＣ直列共振器の構成について説明する。
【００１４】
図１−１および図１−２において、可変容量ダイオード１１が、アルミナ基板などのＭＩＣ基板上に実装されている。また、可変容量ダイオード１１のカソード端子であるカソード１３には、直列共振を得るためのインダクタ１９が接続されている。インダクタ１９の途中には、λ／４高インピーダンス線路１６ｂの一端が接続され、他端には、λ／４先端開放スタブ１７ｂが接続されている。これらのλ／４高インピーダンス線路１６ｂおよびλ／４先端開放スタブ１７ｂは、カソード１３に対する基準電位（カソード基準電位）を与えるためのＲＦチョーク回路として構成されるものである。さらに、λ／４高インピーダンス線路１６ｂおよびλ／４先端開放スタブ１７ｂの接続点と、カソード基準電位を与える電源（図示省略）との間には広帯域に損失を与えるための抵抗１８ｂが挿入されている。このように、λ／４高インピーダンス線路１６ｂと、λ／４先端開放スタブ１７ｂと、抵抗１８ｂとにより、カソード１３に基準電圧を付与する基準電圧印加回路２５ａが構成される。なお、上記に示したλは所望周波数の基板内実効波長を示すものであり、λ／４高インピーダンス線路１６ａおよびλ／４先端開放スタブ１７ａは、文字どおり、この実効波長の略１／４の長さに設定される。
【００１５】
一方、可変容量ダイオード１１のカソード１３の反対側の端子であるアノード１２側では、ワイヤボンド１４にて先端開放スタブ（容量性スタブ）１５のＭＩＣ基板上のパターンにボンディングされている。ここで、アノード１２側においても、カソード１３側と同様に、アノード１２に対する基準電位（アノード基準電位）を与えるためのλ／４高インピーダンス線路１６ａおよびλ／４先端開放スタブ１７ａからなるＲＦチョーク回路が構成されている。先端開放スタブ１５のＭＩＣ基板上のパターンには、λ／４高インピーダンス線路１６ａの一端が接続されている。また、λ／４高インピーダンス線路１６ａとλ／４先端開放スタブ１７ａとの接続点と、アノード基準電位を与える電源（図示省略）との間には、広帯域に損失を与えるための抵抗１８ａが挿入されている。このように、カソード１３側においても、λ／４高インピーダンス線路１６ａと、λ／４先端開放スタブ１７ａと、抵抗１８ａとにより、カソード１３に基準電圧を付与する基準電圧印加回路２５ａが構成される。
【００１６】
図２は、図１−１に示す可変ＬＣ直列共振器の等価回路を示す図である。同図に示すように、図１−１に示す可変ＬＣ直列共振器は、可変容量ダイオード１１のキャパシタンス成分Ｃと、ワイヤボンド１４や、リード線などのリード長によるインダクタンス成分Ｌとが直列に接続された構成として表すことができる。
【００１７】
つぎに、図２の可変ＬＣ直列共振器の動作について説明する。図３は、図２に示す可変ＬＣ直列共振器のインピーダンス変化を示す図である。可変ＬＣ直列共振器の可変容量ダイオードのアノードおよびカソードには、図示しない電源から、それぞれアノード電圧、カソード電圧が印加される。このとき、アノード-カソード間の電位差を変化させることにより、可変容量ダイオードの障壁容量が変化するので、可変ＬＣ直列共振器の共振周波数を可変することができる。図３において、図２のＡ点からアノード側を見たダイオードのインピーダンスは図３のスミスチャート上のＡ点で示すように容量性の性質を示す。この状態において、インダクタンス成分が直列接続された状態のインピーダンスは、図２のＢ点からアノード側を見たインピーダンスとなる。実際に、図２のＢ点から見たインピーダンスは、図３のＢ点で示すように純抵抗成分を持つ性質を示す。また、このＢ点は短絡点に近い領域（スミスチャート上の左側の領域）に存在するので、可変ＬＣ直列共振器としての共振周波数変化（Ｂ点の位相変化）は最大となり、高い同調感度を得ることができる。
【００１８】
図４は、図１−１に示す可変ＬＣ直列共振器が搭載される電圧制御発振器の構成例を示すブロック図である。電圧制御発振器は、同調回路部２０と、発振器回路部２１とから構成されており、可変ＬＣ直列共振器２４は発振周波数の制御回路として用いられている。同調回路部２０は、副共振器２２と、主共振器２３とを、並列接続した構成となっており、動作周波数で開放端となるように設計される。副共振器２２は、可変ＬＣ直列共振器２４で構成した短絡点を、９０°インバータ３３を介して位相を反転し、開放端としている。また、同調回路部２０は、可変ＬＣ直列共振器２４の共振周波数変化に基づいて同調回路部自身が開放端となる同調周波数が変化し、発振器の発振周波数が制御される。一方、発振器回路部２１は、動作周波数での適当な反射が反射スタブ６１と、ＦＥＴやＨＢＴなどの半導体素子６５の周辺回路（反射位相回路４２、ゲート位相回路６３、ソースインダクタ６４など）により構成され、動作周波数において帰還増幅を行う。なお、９０°インバータ３３は適当な結合度で信号帯域の通過特性を有する帯域通過型フィルタとして機能し、かつ半導体素子６１に印加するバイアス電圧と、可変容量ダイオード１１に印加するカソード電圧をＤＣ的に切り分けるギャップキャパシタとして機能している。上記とは別の構成として、例えば、信号帯域内で通過する直列のマイクロチップコンデンサと通常の伝送線路の組合せにより、同様の機能を持たせても良い。
【００１９】
これらの同調回路部２０からの出力信号と、発振器回路部２１の反射信号との位相が一致するように各回路を設計することで、所望の発振周波数での発振出力を得ることができる。なお、このときの発振周波数は、可変ＬＣ直列共振器２４の共振周波数の変化により達成されるので、電圧制御発振器の周波数可変範囲（変調感度）は可変ＬＣ直列共振器の共振周波数変化量、すなわち、同調感度に依存する。したがって、発振周波数の高周波化には、可変ＬＣ直列共振器の高周波動作が重要な要素となり、たとえ、可変容量ダイオードの容量変化比が大であっても、チップ形態や実装制約により可変ＬＣ直列共振器として構成した場合の高周波特性によって発振周波数の上限が決定されてしまうことになる。
【００２０】
ところで、本発明のポイントは、アノード１２側に所定の容量値を有する先端開放スタブ１５と、先端開放スタブ１５と並列に所望周波数付近では開放端となるように動作する基準電圧印加回路２５と、を設けたところに特徴がある。これらの部分は、先端開放スタブ１５および基準電圧印加回路２５として図４に示している。基準電圧印加回路２５は、所望周波数付近では開放端となるように動作する一方で、直流的には開放端となることはないので所定の電位を可変容量ダイオード１１のアノードおよびカソードに印加することができる。
【００２１】
つぎに、可変ＬＣ直列共振器に挿入された先端開放スタブ１５の効果について説明するが、その説明の前に、従来の可変ＬＣ直列共振器の構成および動作について説明する。図５は、従来の可変ＬＣ直列共振器の構成を示す断面図であり、本発明の図１−２に対応するものである。また、図６は、図５に示す従来の可変ＬＣ直列共振器の等価回路を示す図である。
【００２２】
図５において、従来の可変ＬＣ直列共振器においては、可変容量ダイオード１００が、アルミナ基板などのＭＩＣ基板上に実装され、可変容量ダイオード１００のカソード端子１０２には、直列共振を得るためのインダクタ１０５が接続され、必要なインダクタンスが得られる。反対側のアノード端子であるアノード１０１は、ＭＩＣ基板上のスルーホール１０４が接続されているパターンへワイヤボンドに接続されることで直流的には接地されている。
【００２３】
図６に示す等価回路は、図２に示す理想的な等価回路と比べると、アノード１０１側のワイヤボンドの長さや、ＭＩＣ基板上のスルーホール１０４の高さ（パターン寸法も含む）によりインダクタンス成分が付加される。この付加インダクタンス成分の影響により、実際のＬＣ共振器のインピーダンスが理想的なＬＣ共振点からずれてしまう。図７は、図５に示す従来の可変ＬＣ直列共振器のインピーダンス変化を示す図であり、理想的なＬＣ共振点からのずれを示すものである。
【００２４】
図７に示すＢ点は、図２のＢ点（すなわち、インダクタ１０５のインダクタンス成分を含む。）から見たインピーダンスであり、高い同調感度が得られる理想的な点である。ところが、前述の付加インダクタンス成分の影響により、図６のＤ点から見たインピーダンスは、図７のＤ点に示すように誘導性側の領域へ動いてしまう。所望周波数での共振点が開放側（スミスチャート上の右側の領域）に移るほど、可変容量幅（スミスチャート上の位相変化）が小さくなってしまい、可変ＬＣ直列共振器としての同調感度が低下してしまう。特に、このワイヤボンドやスルーホールなどによる付加インダクタンス成分の影響は設計周波数が高くなるほど無視できなくなり、その同調感度劣化は顕著となる。
【００２５】
図８は、フリップチップタイプの可変容量ダイオードの外形パターン（裏面パターン）を示す図である。同図に示す可変容量ダイオードは、上述のような実装による制約を改善するためのものであり、フリップチップタイプと呼ばれるワイヤボンディングを必要としない面実装タイプの可変容量ダイオードである。図９は、このフリップチップタイプの可変容量ダイオードの等価回路を示す図であり、図１０は、図９に示される可変容量ダイオードのインピーダンス変化を示す図である。図９において、裏面パターンのリードや、半導体素子部をモールドしているチップ内部の寄生インダクタンス成分により、素子本来が持つ障壁容量（可変容量部）以外の付加インダクタンスが発生する。上記のように高周波では、図１０に示されるように、リード分を含めた可変容量ダイオードのインピーダンスは誘導性を呈するようになる。したがって、可変ＬＣ直列共振器のインピーダンスは、さらにアノード電極やカソード電極を接続するためのワイヤボンドやリードなどのインダクタンス成分が付加されるので、図７に示したように、同調感度が劣化したスミスチャートの右側の領域に移動してしまうことになる。なお、この付加インダクタンス成分は、高周波帯では無視することができず、また、製造上において不可避的に発生するものなので、直列ＬＣ共振回路を構成するにあたって高周波化の限界（例えば、１５ＧＨｚ程度）と考えられていた。
【００２６】
一方、図１１は、先端開放スタブが挿入された可変ＬＣ直列共振器の等価回路を示す図である。同図に示す可変ＬＣ直列共振器では、可変容量ダイオード５０のアノード側にはワイヤボンド５２で接続された先端開放スタブ５３が付加されている。また、可変容量ダイオード５０のカソード側には、例えば、伝送線路などによる位相ライン５１が付加されている。なお、この位相ライン５１は、図１−１に示した図ではインダクタ相当の線路パターンに相当するものであり、また、図４に示した図では可変ＬＣ直列共振器２４を構成するためのインダクタンス、すなわち、線路４１に相当するものである。
【００２７】
図１２は、図１１に示す可変ＬＣ直列共振器のインピーダンス変化を示すスミスチャートである。図１２において、Ｄ点は図７のスミスチャート上のＤ点に相当し、所望周波数での同調感度が低下した領域にある。一方、先端開放スタブ５３が挿入された可変ＬＣ直列共振器では、先端開放スタブ５３がワイヤボンド５２などの付加インダクタンス成分をキャンセルするためのキャパシタンス成分（キャンセル容量）を有しているので、図１１のＥ点から見たインピーダンスＺ１は、図１２のＥ点で示されるように容量性側の領域まで移動する。一方、位相ライン５１はインダクタンス成分を有しており、図１１のＦ点から見たインピーダンスＺ２は、図１２のＦ点で示される短絡点に近い領域に移動させることができるので、可変ＬＣ直列共振器として同調感度を増大させることができる。
【００２８】
すなわち、先端開放スタブ５３は、付加インダクタンスに直列に接続されるキャパシタとして付加インダクタンス成分をキャンセルする目的で挿入される。なお、先端開放スタブ５３のキャンセル容量を決定するための詳細手順については、後述する。
【００２９】
図１３は、図８に示す可変容量ダイオードで構成された可変ＬＣ直列共振器の等価回路を示す図であり、図１４は、同一の可変ＬＣ直列共振器における設計周波数での等価回路を示す図である。図１３に示すように、可変容量ダイオードの等価回路は、可変容量ダイオード真性部の等価回路と、リード分のインダクタンスＬtとの直列回路として表すことができる。また、可変容量ダイオード真性部の等価回路は、寄生インダクタンスＬP、直列抵抗ＲS、障壁容量Ｃjの直列接続回路に寄生容量ＣPが並列に接続された直並列共振回路として表すことができる。可変ＬＣ直列共振器の等価回路は、この可変容量ダイオードの等価回路に位相ラインのインダクタンスＬdと、ワイヤの付加インダクタンスＬWと、先端開放スタブのキャンセル容量ＣSがそれぞれ直列に接続された回路として表すことができる。
【００３０】
つぎに、ワイヤの付加インダクタンスＬWおよびリード分のインダクタンスＬtをキャンセルするための先端開放スタブのキャンセル容量ＣSについて算出する。
【００３１】
まず、可変ＬＣ直列共振器のインダクタンス側から可変容量ダイオード側を見たインピーダンスをＺKとし、可変容量ダイオード真性部のインピーダンスをＺa、可変容量ダイオード真性部以外のインピーダンスをＺbとすれば、可変ＬＣ直列共振器のインダクタンス側から可変容量ダイオードを見たインピーダンスＺKは、次式で表せる。
【００３２】
ＺK＝Ｚa＋Ｚb                                          ・・・・・（１）
【００３３】
また、可変容量ダイオード真性部に付加されるインダクタンスをＬaddとおけば、Ｌaddは次式で表せる。
【００３４】
Ｌadd＝ＬW＋Ｌt                                        ・・・・・（２）
【００３５】
式（２）に示される付加インダクタンスをキャンセルするためには、式（２）のＬaddと先端開放スタブのキャンセル容量ＣSとから構成されるＬＣ直列共振回路のインピーダンスの虚部が０となるような容量値を選べばよい。
【００３６】
一方、式（１）に示された可変容量ダイオード真性部以外のインピーダンスＺbは、次式で表せる。
【００３７】
Ｚb＝ｊ（ωＬadd−１／ωＣ）                            ・・・・・（３）
ただし、ω＝２πｆ0であり、ｆ0は設計周波数である。
【００３８】
したがって、先端開放スタブのキャンセル容量ＣSは、式（３）においてＺb＝０となる条件から、次式のように表せる。
ＣS＝１／（ω2Ｌadd）                                    ・・・・（４）
【００３９】
式（４）が満たされる条件下では、設計周波数において可変容量ダイオード真性部を除いたインピーダンスＺbが０となるため、付加インダクタンスＬaddは等価的にキャンセルされ、可変容量ダイオード真性部のみで示される図１４に示す等価回路となる。したがって、同図の等価回路に示されるように、素子本来が有する障壁容量Ｃjに近い可変容量ダイオード真性部と位相ラインのインダクタンスＬdによる可変ＬＣ直列共振器が構成され、設計周波数において共振周波数変化が最大となる可変ＬＣ直列共振器を得ることができる。
【００４０】
つぎに、式（４）に示された容量値ＣSを実現するための先端開放スタブについて説明する。図１５は、先端開放スタブの分布定数線路による等価回路を示す図である。先端開放スタブによるインピーダンスＺは、同図の等価回路によって示される特性インピンダンスＺ0の先端開放線路の開放端からの電気長βＬ（β＝２π／λ、β：位相定数、Ｌ：線路の物理長）により規定されるリアクタンス値によって、その値が決定され、次式のように表すことができる。
【００４１】
Ｚ＝−ｊＺ0／ｔａｎ（βＬ）                              ・・・・・（５）
【００４２】
ここで、式（５）に示されるインピーダンスＺの特性を示した図が、図１６−１および図１６−２である。より詳細には、図１６−１は、先端開放スタブの電気長の変化に対するインピーダンスの変化を示す図であり、図１６−２は、先端開放スタブの電気長の変化に対する容量値の変化（ｆ0＝２０ＧＨｚ）を示す図である。
【００４３】
図１６−１に示すように、先端開放スタブのインピーダンスＺは、電気長βＬが０°〜１８０°（線路長で見れば、０〜λ／２に相当）の周期で、−∞〜＋∞の値をとり、また、先端開放スタブの容量値は、図１６−１のインピーダンスに対応して、図１６−２に示すような値をとる。
【００４４】
したがって、付加インダクタンスＬaddをキャンセルするための先端開放スタブの長さＬは、式（４）に示すキャンセル容量をＣSを用いて、式（５）の左辺のＺを、Ｚ＝−ｊ／（ωＣS）とおくことにより、次式のように表すことができる。
【００４５】
Ｌ＝ｔａｎ-1(ωＣSＺ0)／β＝(λ／２π)・ｔａｎ-1(ωＣSＺ0)    ・・・（６）
【００４６】
式（４）により先端開放スタブのキャンセル容量が求められると、先端開放スタブの幅Ｗは、ＭＩＣ基板の誘電率、厚さおよび、特性インピーダンスＺ0により決定される。また、先端開放スタブの長さＬは、式（６）に基づいて、ＭＩＣ基板の誘電率、厚さ、特性インピーダンスＺ0と設計周波数ｆ0により決定される。
【００４７】
なお、基準電圧印加回路の構成としては、図１−１に示した以外の構成も考えられる。例えば、図１７−１は、図１−１に示した実施の形態とは異なる他の実施の形態にかかる可変ＬＣ直列共振器の構成を示す図であり、図１７−２は、図１７−１に示される可変ＬＣ直列共振器の等価回路を示す図である。図１−１に示す構成では、λ／４先端開放スタブと、λ／４高インピーダンス線路を用いてＲＦチョ−ク回路を構成しているが、これらのλ／４線路では回路的な占有面積が広くなるため、これらのλ／４線路の専有面積を削減したい場合も考えられる。このような場合には、図１７−１に示すように、λ／４高インピーダンス線路の一端（電源に接続される側で、先端開放スタブが接続される反対側）にＭＭＩＣではＭＩＭキャパシタを、ＭＩＣではマイクロチップコンデンサなどを接続してもよい。このような構成により、図１７−２の等価回路に示されるように、先端開放スタブによるキャパシタ成分とＭＩＭキャパシタによるキャパシタ成分とが並列に構成されるのでキャンセル容量が両者の和とし作用して、先端開放スタブの長さ（占有面積）を減少させることができる。また、λ／４高インピーダンス線路ではスパイラルインダクタなどを用いることで占有面積を減少させることができる。
【００４８】
以上説明したように、この実施の形態の可変ＬＣ直列共振器によれば、可変容量ダイオードのアノードに接続された容量性スタブのキャンセル容量が、伝送線路、ワイヤあるいはリードなどのインダクタンス成分をキャンセルするように作用するので、同調周波数の上昇に伴って寄生インダクタンス成分や付加インダクタンス成分の影響が増大する場合であっても、所望の同調感度を得ることができ、使用周波数の高周波数化に対応することができる。
【００４９】
また、この実施の形態の電圧制御発振器によれば、上述のように、使用周波数の高周波数化に対応可能な可変ＬＣ直列共振器を備えるようにしているので、高周波数変調を必要とするレーダ装置などに適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上のように、本発明にかかる電圧制御発振器および可変ＬＣ直列共振器は、高周波数変調を必要とするレーダ装置などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１−１】本発明の電圧制御発振器に備えられた可変ＬＣ直列共振器の構成を示す上面図である。
【図１−２】図１−１に示す可変ＬＣ直列共振器のＸ−Ｘ断面図である。
【図２】図１−１に示す可変ＬＣ直列共振器の等価回路を示す図である。
【図３】図２に示す可変ＬＣ直列共振器のインピーダンス変化を示す図である。
【図４】図１−１に示す可変ＬＣ直列共振器が搭載される電圧制御発振器の構成例を示すブロック図である。
【図５】従来の可変ＬＣ直列共振器の構造を示す断面図である。
【図６】図５に示す従来の可変ＬＣ直列共振器の等価回路を示す図である。
【図７】図５に示す従来の可変ＬＣ直列共振器のインピーダンス変化を示す図である。
【図８】フリップチップタイプの可変容量ダイオードの外形パターン図である。
【図９】図８に示す可変容量ダイオードの等価回路を示す図である。
【図１０】図９に示す可変容量ダイオードのインピーダンス変化を示す図である。
【図１１】先端開放スタブが挿入された可変ＬＣ直列共振器の等価回路を示す図である。
【図１２】図１１に示す先端開放スタブが挿入された可変ＬＣ直列共振器のインピーダンス変化を示す図である。
【図１３】図８に示す可変容量ダイオードで構成された可変ＬＣ直列共振器におけるアノード側の等価回路を示す図である。
【図１４】図８に示す可変容量ダイオードで構成された可変ＬＣ直列共振器における設計周波数でのアノード側の等価回路を示す図である。
【図１５】先端開放スタブの分布定数線路による等価回路を示す図である。
【図１６−１】先端開放スタブの電気長の変化に対するインピーダンスの変化を示す図である。
【図１６−２】先端開放スタブの電気長の変化に対する容量値の変化（ｆ0＝２０ＧＨｚ）を示す図である。
【図１７−１】図１−１に示す実施の形態１とは異なる他の実施の形態にかかる可変ＬＣ直列共振器の構造を示す図である。
【図１７−２】図１７−１に示す可変ＬＣ直列共振器の等価回路を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１１，５０，１００  可変容量ダイオード
１２，１０１  アノード
１３，１０２  カソード
１４，５２  ワイヤボンド
１５，５３  先端開放スタブ
１５  容量性スタブ
１６ａ，１６ｂ  λ／４高インピーダンス線路
１７ａ，１７ｂ  λ／４先端開放スタブ
１８ａ，１８ｂ  抵抗
１９，１０５  インダクタ
２０  同調回路部
２１  発振器回路部
２２  副共振器
２３  主共振器
２４  可変ＬＣ直列共振器
２５，２５ａ，２５ｂ  基準電圧印加回路
３３  ９０°インバータ
４１  線路
５１  位相ライン
６１  反射スタブ
６２  反射位相回路
６３  ゲート位相回路
６４  ソースインダクタ
６５  半導体素子
１０４  スルーホール
【図１−１】
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【図１−２】
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【図２】
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【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６−１】
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【図１６−２】
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【図１７−１】
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【図１７−２】
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