(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振回路部と、
前記発振回路部の入出力端子間に接続された周波数を変更可能な同調回路部と、
前記発振回路部と前記同調回路部とから、発振の帰還ループを形成する電圧制御発振回路であって、
前記発振回路部は、エミッタ又はソースを接地端子とする第１のトランジスタのコレクタ又はドレインと、ベース又はゲート端子が交流的に接地された第２のトランジスタのエミッタ又はソースがカスコード接続された、カスコード型トランジスタを備え、
前記発振回路部の入力端子は、前記第１のトランジスタのベース又はゲート端子に接続され、
前記発振回路部の出力端子は、前記第２のトランジスタのコレクタ又はドレイン端子に接続され、
前記第１のトランジスタ又は前記第２のトランジスタの接地端子部に、先端開放の伝送線路を設けた
ことを特徴とする電圧制御発振器。
【請求項２】
発振回路部と、
周波数を変更可能な同調回路部とを備え、
前記発振回路部の入力端子及び、出力端子に前記同調回路部が縦続接続された電圧制御発振器であって、
前記発振回路部は、エミッタ又はソースを接地端子とする第１のトランジスタのコレクタ又はドレインと、ベース又はゲート端子が交流的に接地された第２のトランジスタのエミッタ又はソースがカスコード接続された、カスコード型トランジスタを備え、
前記発振回路部の入力端子は、前記第１のトランジスタのベース端子又はゲート端子に接続され、
前記発振回路部の出力端子は、前記第２のトランジスタのコレクタ端子又はドレイン端子に接続され、
前記第１のトランジスタ又は前記第２のトランジスタの接地端子部に、先端開放の伝送線路を設けたことを特徴とする、電圧制御発振器。
【請求項３】
発振回路部と、
前記発振回路の入出力端子間に接続される共振回路部と、
前記発振回路駆動用の電圧供給回路と、
を備え、前記発振回路部と前記共振回路部とから、発振の帰還ループを形成する電圧制御発振器であって、
前記発振回路部は、エミッタ又はソースを接地端子とする第１のトランジスタのコレクタ又はドレインと、ベース又はゲート端子が交流的に接地された第２のトランジスタのエミッタ又はソースがカスコード接続された、カスコード型トランジスタを備え、
前記発振回路部の入力端子は、前記第１のトランジスタのベース端子又はゲート端子に接続され、
前記発振回路部の出力端子は、前記第２のトランジスタのコレクタ端子又はドレイン端子に接続され、
前記電圧供給回路は、前記発振回路部の第２のトランジスタのベース又はゲート端子の直流電位を個別に変更できるように構成され、前記直流電位により発振周波数を制御することを特徴とする電圧制御発振器。
【請求項４】
発振回路部と、
共振回路部と、
電圧供給回路とを備え、
前記発振回路部の入力側又は、出力側に前記共振回路部を縦続接続した電圧制御発振器であって、
前記発振回路部は、エミッタ又はソースを接地端子とする第１のトランジスタのコレクタ又はドレインと、ベース又はゲート端子が交流的に接地された第２のトランジスタのエミッタ又はソースがカスコード接続された、カスコード型トランジスタを備え、
前記発振回路部の入力端子は、前記第１のトランジスタのベース端子又はゲート端子に接続され、
前記発振回路部の出力端子は、前記第２のトランジスタのコレクタ端子又はドレイン端子に接続され、
前記電圧供給回路は、前記発振回路部の第２のトランジスタのベース又はゲート端子の直流電位を個別に変更できるように構成され、前記直流電位により発振周波数を制御することを特徴とする電圧制御発振器。
【請求項５】
前記第１のトランジスタ又は前記第２のトランジスタの接地端子部に、先端開放の伝送線路を設けたことを特徴とする、請求項３又は４に記載の電圧制御発振器。
【請求項６】
同調回路部又は発振回路部に接続された、ｎ次高調波（ｎは整数）発生回路又はバッファ増幅回路の少なくとも１つからなる出力回路部をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜５いずれか１つに記載の電圧制御発振器。
【請求項７】
前記第１又は第２のトランジスタの少なくとも一方は、へテロ接合バイポーラトランジスタであることを特徴とする請求項１〜６いずれか１つに記載の電圧制御発振器。
【請求項８】
前記電圧制御発振器は、構成回路を少なくとも部分的に化合物半導体基板上に集積したことを特徴とする請求項１〜７いずれか１つに記載の電圧制御発振器。
【請求項９】
請求項１〜８いずれか１つに記載の電圧制御発振器を有する高周波通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話端末などのマイクロ波、ミリ波帯無線の高周波通信装置などで好適に使用される電圧制御発振器に関し、特に２つのトランジスタを直流的に接続したカスコード型トランジスタを用いた電圧制御発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電圧制御発振器は、高周波無線通信機の局部発振信号を発生させる周波数シンセサイザの発振信号源として一般に用いられ、電圧によって発振周波数を変化させる機能を有している。また、通常、これらの電圧制御発振器においては、発振電力や発振周波数の変動を抑えることが必要である。
【０００３】
一般に電圧制御発振器は、発振回路部、同調回路部、バッファ増幅回路部により構成される。発振回路部の構成としては、並列帰還型や直列帰還型のものがある。また、トランジスタの接地方式についても、エミッタ（ソース）接地、ベース（ゲート）接地、コレクタ（ドレイン）接地型のものが知られている。
【０００４】
同調回路部の構成としては、共振回路部と可変容量素子を用いて構成されることが多く、可変容量素子の容量値を制御することにより発振周波数を変更可能としている。
【０００５】
さらに、通常出力部には、負荷変動を軽減するためのバッファ増幅回路が設けられる。
【０００６】
一方、直流電流を消費するトランジスタを有する発振回路部とバッファ増幅回路部の消費電流を低減するために、それらの回路の必要な直流電流が、発振回路部とバッファ増幅回路部に直列に流れるように縦続接続したカスコード接続型の電圧制御発振器が存在する。
【０００７】
図９は、特開平７−２２１５４５号に記載されている従来のカスコード接続型の電圧制御発振器を示したものである。この電圧制御発振器１０ｘは、主に発振回路部１０１、共振回路部１００、バッファ増幅回路部１０２により構成され、発振回路部１０１を構成するトランジスタ１０３に流れた直流電流がバッファ増幅回路部１０２を構成するトランジスタ１０４に流れるようにカスコード接続されている。発振回路部１０１では、容量素子１０５，１０６，１０７により帰還ループが形成されており、発振信号は、容量素子１０８によりバッファ増幅回路部１０２に入力され、バッファ増幅回路部１０２の出力端子１０９より取り出される。また、発振器が発振するためには、容量素子１０５，１０６，１０７を適切に定めることにより所望の周波数において、Ｆ点より発振回路部を見た反射係数「ｔが、負性抵抗特性（｜「ｔ｜＞１（｜「ｔ｜は「ｔの大きさを示す。））になるようにする必要がある。これは、発振器が発振するための条件が、
｜「ｒ｜×｜「ｔ｜＞１            （１）
∠「ｒ＋∠「ｔ＝２×ｎ×π        （２）
と表されるためである。ここで、「ｒは、Ｆ点より共振回路側を見込んだ反射係数、｜「ｒ｜は「ｒの大きさ、∠「ｒは「ｒの位相、∠「ｔは「ｔの位相、ｎは整数をそれぞれ表している。
【０００８】
また、共振回路部１００の共振周波数は、所望の発振周波数に設定されており、この共振回路部に可変容量素子を設けることにより、発振周波数を変更可能としている。
【０００９】
このように、従来のカスコード接続型の電圧制御発振器１０ｘでは、カスコード接続された２つのトランジスタ１０３、１０４のうち、トランジスタ１０３は発振回路部１０１を、また、トランジスタ１０４はバッファ増幅回路部１０２をそれぞれ個別に構成している。
【００１０】
しかし、高い周波数、例えば、ミリ波帯（２０〜３００ＧＨｚ）の発振器を構成しようとした場合、発振回路部をトランジスタ１０３のみで構成したのでは、そのような周波数帯においてトランジスタ１０３の有する利得が小さいために、安定、かつ低位相雑音特性の発振回路部を構成することが困難になる。
【００１１】
また、高い周波数になるにしたがい、トランジスタ１０３の有する入出力帰還成分のために、トランジスタ１０３自身のアイソレーション特性が劣化する。その結果、帰還ループを逆流する成分が増し、発振回路部周辺の回路特性が、位相雑音特性を劣化させたり、所望の発振周波数や発振出力を得ることが困難になる。例えば、電源やバッファ増幅器１０２の特性変動により、トランジスタ１０３自身の帰還成分を介して、反射係数「ｔが変動してしまい、その結果発振周波数および発振出力の変動による不安定動作を招くとともに、所望の発振周波数での発振条件となる帰還回路を高精度に設計することが難しくなり、低位相雑音特性を実現することが困難であった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、ミリ波帯において安定かつ低位相雑音の電圧制御発振器を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の電圧制御発振器を提供する。
【００１４】
電圧制御発振器は、発振回路部と、前記発振回路部の入出力端子間に接続された周波数を変更可能な同調回路部と、前記発振回路部と前記同調回路部とから、発振の帰還ループを形成する。そして、前記発振回路部は、エミッタ又はソースを接地端子とする第１のトランジスタのコレクタ又はドレインと、ベース又はゲート端子が交流的に接地された第２のトランジスタのエミッタ又はソースがカスコード接続された、カスコード型トランジスタを備え、前記発振回路部の入力端子は、前記第１のトランジスタのベース又はゲート端子に接続され、前記発振回路部の出力端子は、前記第２のトランジスタのコレクタ又はドレイン端子に接続され、前記第１のトランジスタ又は前記第２のトランジスタの接地端子部に、先端開放の伝送線路が設けられている。
また、電圧制御発振器は、発振回路部と、周波数を変更可能な同調回路部とを備え、前記発振回路部の入力端又は、出力端に前記同調回路部が縦続接続される。そして、前記発振回路部は、エミッタ又はソースを接地端子とする第１のトランジスタのコレクタ又はドレインと、ベース又はゲート端子が交流的に接地された第２のトランジスタのエミッタ又はソースがカスコード接続された、カスコード型トランジスタを備え、前記発振回路部の入力端子は、前記第１のトランジスタのベース端子又はゲート端子に接続され、前記発振回路部の出力端子は、前記第２のトランジスタのコレクタ端子又はドレイン端子に接続され、前記第１のトランジスタ又は前記第２のトランジスタの接地端子部に、先端開放の伝送線路が設けられている。
【００１５】
上記構成において、発振回路部を構成するカスコード型トランジスタは、ミリ波帯において高利得であるため、安定な発振回路部を構成することができる。また、２つの第１及び第２のトランジスタを一体として使用するため、回路の小型化が容易である。
【００１６】
さらに、発振回路部を構成するカスコード型トランジスタは、トランジスタ自身の入出力帰還成分が小さく、帰還成分を制御することが容易となる。例えば、所望の発振周波数で発振条件となる帰還回路を高精度で設計することが可能であり、高い負荷Ｑ値と低位相雑音特性を実現することができる。
【００１７】
また、本発明は、以下の構成の電圧制御発振器を提供する。
【００１８】
電圧制御発振器は、前記発振回路の入出力端子間に接続される発振回路部と、共振回路部と、電圧供給回路とを備え、前記発振回路部と前記共振回路部とから、発振の帰還ループを形成するものである。そして、前記発振回路部は、エミッタ又はソースを接地端子とする第１のトランジスタのコレクタ又はドレインと、ベース又はゲート端子が交流的に接地された第２のトランジスタのエミッタ又はソースがカスコード接続された、カスコード型トランジスタを備え、前記発振回路部の入力端子は、前記第１のトランジスタのベース端子又はゲート端子に接続され、前記発振回路部の出力端子は、前記第２のトランジスタのコレクタ端子又はドレイン端子に接続され、前記電圧供給回路は、前記発振回路部の第２のトランジスタのベース又はゲート端子の直流電位を個別に変更できるように構成され、前記直流電位により発振周波数を制御する。
また、電圧制御発振器は、発振回路部と、共振回路部と、電圧供給回路とを備え、発振回路部の入力端又は、出力端に共振回路部を縦続接続する。そして、前記発振回路部は、エミッタ又はソースを接地端子とする第１のトランジスタのコレクタ又はドレインと、ベース又はゲート端子が交流的に接地された第２のトランジスタのエミッタ又はソースがカスコード接続された、カスコード型トランジスタを備え、前記発振回路部の入力端子は、前記第１のトランジスタのベース端子又はゲート端子に接続され、前記発振回路部の出力端子は、前記第２のトランジスタのコレクタ端子又はドレイン端子に接続され、電圧供給回路は、前記発振回路部の第２のトランジスタのベース又はゲート端子の直流電位を個別に変更できるように構成され、前記直流電位により発振周波数を制御する。
【００１９】
上記構成において、第２のトランジスタのベース電位を変更可能とし、第１のトランジスタ及び第２のトランジスタにおけるベース−コレクタ接合容量を制御することにより発振周波数を変更することが可能となる。そのため、可変容量素子を別途設ける必要がなくなり、回路の簡素化が可能である。また、カスコード型トランジスタに流れる電流は、第１のトランジスタのエミッタ−ベース間電圧によりほぼ決定されるため、第２のトランジスタのベース電位を変更した場合の電流値の変化は小さく、安定した発振出力を得ることができる。
【００２０】
本発明の電圧制御発振器は、具体的には以下のように種々の態様で構成することができる。
【００２１】
上記各構成において、好ましくは、電圧制御発振器は、前記第１のトランジスタのエミッタ又はソース端子部分に、前記エミッタ又はソース端子を交流的に設置するための回路をさらに備える。
【００２２】
上記構成によれば、第１のトランジスタの接地すべき端子に、所望の周波数において接地となる回路を付加することにより、接地インダクタンスなどの寄生成分の影響を低減し、カスコード型トランジスタの利得の高周波特性を改善することができる。したがって、高い周波数において用いられる電圧制御発振器を容易に実現することが可能となる。
【００２３】
好ましくは、電圧制御発振器は、同調回路部又は発振回路部に接続された、ｎ次高調波（ｎは整数）発生回路又はバッファ増幅回路の少なくとも１つからなる出力回路部をさらに備える。
【００２４】
上記構成によれば、ｎ次高調波（ｎは整数）を出力部に設けることにより、低位相雑音発振波のｎ次高調波を出力することが可能となる。また、バッファ増幅回路を出力部に設けることにより、発振回路部の負荷変動の影響を低減し、低位相雑音かつ高安定、高出力とすることが可能である。
【００２５】
好ましくは、電圧制御発振器は、前記第１のトランジスタ又は前記第２のトランジスタの接地端子部に、先端開放（又は短絡）の伝送線路を備える。
【００２６】
上記構成によれば、第１のトランジスタ又は第２のトランジスタの接地端子部分に先端開放（又は短絡）の伝送線路を設けることにより、所望の周波数において交流的に接地することが可能であり、接地インダクタンスなどの寄生成分による利得の低下を防止することが可能である。また、前記伝送線路の長さを調節することにより、所望の周波数にて、前記伝送線路の特性を誘導性や容量性とすることができ、より大きな負性抵抗が得られるように調整することができる。
【００２７】
好ましくは、前記第１又は第２のトランジスタの少なくとも一方は、へテロ接合バイポーラトランジスタである。
【００２８】
ヘテロ接合バイポーラトランジスタは、高周波特性が優れかつ１／ｆ雑音が小さいため、電圧制御発振器の位相雑音をより低減することができる。さらにへテロ接合バイポーラトランジスタは電力密度が大きく、これを用いてカスコード型トランジスタを構成した場合には、所望の出力を得るための素子サイズが小さくてすむ。したがって、寄生成分が小さく、より入出力帰還成分を低減することが可能である。
【００２９】
好ましくは、本発明の電圧制御発振器は構成回路を少なくとも部分的に化合物半導体基板上に集積する。
【００３０】
上記構成によれば、化合物半導体基板上では、高いＱ値と低位相雑音特性を得ることが困難であるが、発振回路部をカスコード型トランジスタにより構成することにより、トランジスタ自身の入出力帰還成分を低減することができるため、化合物半導体基板上でも低位相雑音特性を実現することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態に係る電圧制御発振器について、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
図１は、本発明の第１実施形態にかかる電圧制御発振器の回路構造を示す図である。また、図２は図１の電圧制御発振器の構成を示すブロック図である。図１に示すように電圧制御発振器１０ａは、同調回路部１と発振回路部３が直列に接続され、さらに同調回路部１と出力回路部２とが接続されており、前記出力回路部２の出力端子２７より発振出力を取り出す構成である。ここで、発振回路部３は、後述するように２つのトランジスタが接続された構成を有する。すなわち、図２に示すように、同調回路部１とカスコード型トランジスタを用いた発振回路部３とを直列に接続し、さらに、同調回路部１と出力回路部２とを接続し、前記出力回路部２の出力端子２７より発振出力を取り出す構成である。
【００３３】
ここで、同調回路部１は、主に長さが概ねｎ×λｇ／４（ｎは整数、λｇは発振信号の波長）である結合線路よりなる共振回路４と可変容量素子５により構成されている。また、可変容量素子５の一端より引き出された端子２５に所望の電圧を印加することにより、可変容量素子５の容量を制御し、発振周波数を変更可能としている。
【００３４】
また、発振回路部３は、主に、エミッタ端子が接地されたトランジスタ２９のコレクタ端子と、ベース端子が容量素子１６により交流的に接地されたトランジスタ３０のエミッタ端子とを伝送線路１１を介して直流的に接続したカスコード型トランジスタにより構成している。
【００３５】
さらに、前記共振回路の端子４ｃに、伝送線路７ａ及び伝送線路７ｂを介して、バッファ増幅回路、又はｎ次高調波発生回路（ｎは整数）の少なくとも１つよりなる出力回路部２が接続され、出力回路部２の出力端子２７より発振出力を取り出す構成としている。
【００３６】
また、前記カスコード型トランジスタは、共振回路の端子４ａに接続している伝送線路６の一端に接続された端子２４に印加した電圧を、第１のトランジスタ２９のベース端子に供給し、また、端子２６に印加した電圧を第２のトランジスタ３０のコレクタ端子に供給し、また、端子２８に印加した電圧を第２のトランジスタ３０のベース端子に供給することにより動作する。
【００３７】
ここで、第１のトランジスタ２９と第２のトランジスタ３０よりなるカスコード型トランジスタ、伝送線路９、伝送線路１２及び同調回路部１によって帰還ループが構成されており、伝送線路９、伝送線路１２及び伝送線路１１の長さを調節することにより、所望の周波数で発振するように位相の調整を行うことができる。前記帰還ループを構成するカスコード型トランジスタは、第１のトランジスタと第２のトランジスタを用いて構成しているため、２つのトランジスタでの位相変化を利用することにより前記位相調整のための伝送線路９,１２の長さを短くすることが可能であり、回路の小型化が可能となる。
【００３８】
また、帰還ループ内に同調回路部１を備えており、所望の周波数で発振させることが可能であるとともに、位相雑音を低減することができる。
【００３９】
さらに、カスコード型トランジスタを用いることにより、トランジスタ自身が有する入出力帰還成分を非常に小さくすることが可能であり、前記帰還ループにおいて、信号の流れを一方向化させることができ、容易に帰還量を制御することができる。そのため、不要な雑音の発生を抑制することが可能となり、高いＱ値と低位相雑音特性を実現することができる。
【００４０】
次に図３を参照して本発明の第２実施形態にかかる電圧制御装置について説明する。図３は、本発明の第２実施形態にかかる電圧制御装置の回路構造を示す図である。電圧制御装置１０ｂは、図３に示すように、共振回路部４とカスコード型トランジスタを用いた発振回路部３とは直列に接続され、さらに共振回路部４と出力回路部２とを接続し、前記出力回路部２の出力端子２７より発振出力を取り出す構成としている。
【００４１】
共振回路部４は、長さが概ねｎ×λｇ／４（ｎは整数、λｇは発振信号の波長）である非対称結合線路により構成され、また、発振回路部３はカスコード型トランジスタにより構成されている。さらに、前記共振回路部４の端子４ｃより取り出された発振出力を、バッファ増幅回路、又は、ｎ次高調波発生回路（ｎは整数）の少なくとも１つよりなる出力回路部２の出力端子２７より取り出す構成としている。
【００４２】
ここで、発振周波数の変更は、端子２８に加える電圧により第２のトランジスタのベース端子に供給される電圧を制御し、第１のトランジスタ２９及び第２のトランジスタ３０における素子内部のベース−コレクタ接合容量を変更することにより行われる。このように構成することにより、可変容量素子を別途設ける必要がなく、回路を簡素化することができる。
【００４３】
また、カスコード型トランジスタを構成する第２のトランジスタ３０のベース端子には、所望の発振周波数において概ねλｇ／４の長さよりなる先端開放の伝送線路１３が設けられている。この先端開放の伝送線路１３を設けることにより、ベース端子は発振周波数近傍において接地となるため、接地インダクタンスなどの寄生成分の影響を小さくすることができる。その結果、カスコード型トランジスタの利得が向上し、より安定した発振動作を実現することができ、位相雑音を低減することができる。また、伝送線路１３の長さを調整することにより、発振周波数の微調整を行うことができる。
【００４４】
カスコード型トランジスタを構成する第１のトランジスタ２９のエミッタ端子は接地されているが、周波数が高くなるにしたがって接地インダクタンスなどの寄生成分の影響が大きくなる。よって、所望の発振周波数において概ねλｇ／４の長さよりなる先端開放の伝送線路を設け、交流的にも接地をすることがより好ましい。
【００４５】
次に図４及び図５を用いて、本発明の第３実施形態にかかる電圧制御発振器１０ｃについて説明する。図４は、本発明の第３実施形態にかかる電圧制御発振器の回路構造を示す図である。また、図５は図４の電圧制御発振器の構成を示すブロック図である。
【００４６】
電圧制御発振器１０ｃは、図４及び図５に示すように、同調回路部１とカスコード接続したトランジスタにより構成された発振回路部３を縦続接続し、さらに発振回路部３と出力回路部２とを縦続接続し、前記出力回路部２の出力端子２７より発振出力を取り出す構成である。
【００４７】
同調回路部１は、主に長さが概ねｎ×λｇ／２（ｎは整数、λｇは発振信号の波長）である伝送線路４４よりなる共振回路とその端子４４ａに容量素子４７を介して接続した可変容量素子４５ａ，４５ｂを備えている。また、端子２５に所望の電圧を印加することにより、可変容量素子４５ａ，４５ｂの容量を制御し、発振周波数を変更可能としている。
【００４８】
発振回路部３は、上記第１実施形態の発振回路部と同様の構成である。ここで、伝送線路１１及び容量素子１６の容量値を調整することにより、端子４４ｃより発振回路部側をみた反射係数「ｔの大きさを所望の周波数において１より大きくすることができ、負性抵抗特性を実現することができる。なお、帰還回路を別途設けることによって、負性抵抗特性を実現してもよい。
【００４９】
発振回路部３の端子４４ｄに、伝送線路７を介して、バッファ増幅回路又はｎ次高調波発生回路（ｎは整数）の少なくとも１つより構成される出力回路部２が接続され、出力端子２７より所望の発振出力を取り出すことができるように構成されている。
【００５０】
発振回路部３を構成するカスコード型トランジスタは、端子２４に印加した電圧を伝送線路４４の端子４４ｂに接続している伝送線路６を介して第１のトランジスタ２９のベース端子に供給し、また、端子２６に印加した電圧を伝送線路８及び伝送線路７を介して、第２のトランジスタ３０のコレクタ端子に供給し、また端子２８に印加した電圧を第２のトランジスタ３０のベース端子に供給することにより動作する。伝送線路４４の端子４４ｂは、伝送線路４４のほぼ中心に位置しており、伝送線路６、容量素子１４、抵抗１８、抵抗１９よりなる給電回路による共振回路４４への影響が小さくなるように構成されている。
【００５１】
ここで、発振回路部３をカスコード型トランジスタによって構成することにより、トランジスタ自身の有する入出力帰還成分を非常に小さくすることが可能であり、トランジスタ自身のアイソレーション特性を改善するとともに、発振回路部３の後段に設けた回路（バッファ増幅器、又はｎ次高調波発生回路）などの影響による、端子４４ｃにより発振回路部を見た反射係数「ｔの変動を防止することができる。よって、安定した発振と高い負荷Ｑ値と低位相雑音特性を実現することができる。
【００５２】
また、本実施の形態にかかる電圧制御発振器１０ｃにおいては、同調回路部１には、長さλｇ／２の伝送線路４４を用いたが、伝送線路と誘電体共振器との組み合わせや、ｎ×λｇ／４同軸線路共振器（ｎは整数）などの共振器を用いて構成してもよい。
【００５３】
次に図６及び図７を用いて、本発明の第４実施形態にかかる電圧制御発振器について説明する。図６は、本発明の第４実施形態にかかる電圧制御発振器の回路構造を示す図である。また、図７は、図６の電圧制御発振器の構成を示すブロック図である。
【００５４】
電圧制御発振器１０ｄの各回路部は、上記第３実施形態にかかる電圧制御発振器１０ｃの各回路部と同様の構成を有する。すなわち、発振回路部３、同調回路部１、バッファ増幅器又はｎ次高調波発生回路（ｎは整数）の少なくとも１つより構成される出力回路２の接続方法を変更したものである。具体的には、発振回路部３に同調回路部を縦続接続し、さらに同調回路部１に出力回路部２を縦続接続し、発振出力を取り出す構成である。
【００５５】
上記構成の電圧制御発振器においても、第３実施形態にかかる電圧制御発振器と同様に位相雑音を低減することができる。
【００５６】
（実施例）
上記電圧制御発振器を用いた高周波通信装置について説明する。図８は、本発明の電圧制御発振器を用いた高周波通信装置の一例を示すブロック図である。
【００５７】
送信機７０ａは、変調信号源５０、ミキサ５１、上記電圧制御発振器より構成される局部発振器５２、帯域通過フィルタ５３、パワーアンプ５４、アンテナ５５で構成される。また、受信機７０ｂは、アンテナ５６、ローノイズアンプ５７、帯域通過フィルタ５８、ミキサ５９、上記電圧制御発振器より構成される局部発振器６０、チューナ６１により構成される。
【００５８】
送信機７０ａの変調信号源５０で生成される中間周波信号は、ミキサ５１の中間周波信号入力端子に入力される。また、局部発振器５２より出力される局部発振信号は、ミキサ５１の局部発振信号用端子に入力され、ミキサ５１により中間周波信号が局部発振信号により上昇変換（アップコンバート）される。次いで、ミキサ５１より発生する信号のうち、所望の高周波信号のみが帯域通過フィルタ５３を通かし、パワーアンプ５４により増幅され、高周波電波６２としてアンテナ５５より放射される。
【００５９】
送信機７０ａから放射された高周波電波６２は、受信機７０ｂのアンテナ５６により受信され、ローノイズアンプ５７で増幅される。さらに、所望の高周波信号のみが帯域通過フィルタ５８を通過し、ミキサ５９の高周波信号用端子に入力される。一方、局部発振器６０より出力される局部発振信号は、ミキサ５９の局部発振信号用端子に入力される。高周波信号は、ミキサ５９の内部で局部発振信号と混合され、再び中間周波信号に下降変換（ダウンコンバート）される。中間周波信号はチューナ６１に入力され、所望の情報に変換される。
【００６０】
本発明の電圧制御発振器を局部発振器として用いることにより、低位相雑音の局部発振信号を得ることが可能であり、ビットエラーレートの小さいデジタル通信システムを容易に構成することが可能である。
【００６１】
以上説明したように、本発明の電圧制御発振器の発振回路部は、エミッタ端子を設置した第１のトランジスタのコレクタ端子と交流的にベース端子を設置した第２のトランジスタのエミッタ端子とを接続したカスコード型トランジスタにより構成することにより、ミリ波帯において安定な発振回路部を構成することができるとともに回路を容易に小型化することができる。
【００６２】
さらに、カスコード型トランジスタは、トランジスタ自身の入出力帰還成分が小さく、所望の発振周波数で発振条件となる帰還成分を制御することが容易となり、高い負荷Ｑ値と低位相雑音特性を実現することが可能である。
【００６３】
また、第２のトランジスタのベース電位を変更可能とし、第１のトランジスタ及び第２のトランジスタにおけるベース−コレクタ接合容量を制御することにより発振周波数を変更することも可能である。このように構成することによって、可変容量素子を別途設ける必要がなくなり、回路をより簡素化することができる。
【００６４】
また、カスコード型トランジスタに流れる電流は、第１のトランジスタのエミッタ−ベース間電圧によりほぼ決まるため、第２のトランジスタのベース電位を変更した場合の電流値の変化は小さく、安定した発振出力を得ることができる。
【００６５】
また、第２のトランジスタのベース端子部に先端開放（又は短絡）の伝送線路を設けることにより、より安定した発振出力を得ることが可能である。
【００６６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。
【００６７】
例えば、電圧制御発振器に対して位相同期ループを構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態にかかる電圧制御発振器の回路構造を示す図である。
【図２】  図１の電圧制御発振器の構成を示すブロック図である。
【図３】  本発明の第２実施形態にかかる電圧制御装置の回路構造を示す図である。
【図４】  本発明の第３実施形態にかかる電圧制御発振器の回路構造を示す図である。
【図５】  図４の電圧制御発振器の構成を示すブロック図である。
【図６】  本発明の第４実施形態にかかる電圧制御発振器の回路構造を示す図である。
【図７】  図６の電圧制御発振器の構成を示すブロック図である。
【図８】  本発明の電圧制御発振器を用いた高周波通信装置の一例を示すブロック図である。
【図９】  従来技術によるカスコード接続型トランジスタを用いた電圧制御発振器の回路構造を示す図である。
【符号の説明】
１  同調回路部
２  出力回路部
３  発振回路部
４  共振回路部
５  可変容量素子
１０ａ〜１０ｄ  電圧制御発振器
６，７，７ａ，７ｂ，９，１１，１２  伝送線路
１３  先端開放の伝送線路
１６  容量素子
１８，１９  抵抗
２４  第１のトランジスタのベース端子へのバイアス供給端子
２５  可変容量素子の制御用バイアス供給端子
２６  第２のトランジスタのコレクタ端子へのバイアス供給端子
２７  出力回路部の出力端子
２８  第２のトランジスタのベース端子へのバイアス供給端子
２９  第１のトランジスタ
３０  第２のトランジスタ
４５ａ，４５ｂ  可変容量素子
５０  変調信号源
５１，５９  ミキサ
５２，６０  局部発振器
５３，５８  帯域通過フィルタ
５４  パワーアンプ
５５，５６  アンテナ
５７  ローノイズアンプ
６２  高周波電波
７０ａ  送信機
７０ｂ  受信機
【図１】
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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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