(57)【要約】【課題】微小な周波数調整が可能な電圧制御型発振器を提供する。【解決手段】増幅器１２と、前記増幅器１２に対して帰還回路を構成する弾性表面波素子１４と、前記帰還回路中に挿入され前記帰還回路内の位相を可変させる移相器１６と、前記帰還回路中に挿入され前記帰還回路内の電力を分配して前記帰還回路外に出力する等分配器１８と、を有する電圧制御型発振器であって、前記移相器１６を構成するハイブリッドカプラ１６ａとバリキャップＤ１、Ｄ２との間に、オープンスタブＳｈ５、Ｓｈ６がキャパシタとして接続されてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
増幅器と、前記増幅器に対して帰還回路を構成する弾性表面波素子と、前記帰還回路中に挿入され前記帰還回路内の位相を可変させる移相器と、前記帰還回路中に挿入され前記帰還回路内の電力を分配して前記帰還回路外に出力する分配器と、を有する電圧制御型発振器であって、
前記移相器を構成するハイブリッドカプラとバリキャップとの間に、オープンスタブが接続されていることを特徴とする電圧制御型発振器。
【請求項２】
前記オープンスタブは、互いに長さの異なる複数のマイクロストリップ線路のうちの一が前記ハイブリッドカプラと前記バリキャップとの間に接続されて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電圧制御型発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波素子を共振子として用いて帰還回路を構成するようにした電圧制御型発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の高周波発振器は、特許文献１に見られるように、増幅器、圧電素子等からなる周波数選択器、帰還回路内の電力を分配する分配器、外部からの電圧で周波数を変化させる移相器、帰還回路内に挿入され、フィルタ構成をとる周波数調整器とから構成される。周波数調整回路は、π型若しくはＴ型の構成をとり、回路定数を変化させることで、位相を変化させ、発振周波数を調整している。
【０００３】
そして特許文献２においては、発振回路内のいずれかのインダクタに、直列に梯子状のパターンインダクタを挿入し、パターンインダクタをカットすることで、インダクタンスを変化させ、周波数を調整している。
【特許文献１】特開２００４−３６３９２２号公報
【特許文献２】特開２００７−１２４５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に係る周波数調整回路では、使用するチップ部品の定数が離散的であるため、離散的な周波数調整しかできない。
また、特許文献２に係る周波数の調整においては、大きな面積の梯子状パターンを形成しなければならず、小型な発振器を形成できない。また発振ループ内の回路定数を変化させることで、発振回路内にインピーダンス・ミスマッチを起こす可能性がある。
【０００５】
そこで本発明は上記問題点に着目し、発振回路内にミスマッチを生じさせずに微小な周波数調整が可能な電圧制御型発振器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題を少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。
［適用例１］増幅器と、前記増幅器に対して帰還回路を構成する弾性表面波素子と、前記帰還回路中に挿入され前記帰還回路内の位相を可変させる移相器と、前記帰還回路中に挿入され前記帰還回路内の電力を分配して前記帰還回路外に出力する分配器と、を有する電圧制御型発振器であって、前記移相器を構成するハイブリッドカプラとバリキャップとの間に、オープンスタブが接続されていることを特徴とする電圧制御型発振器。
【０００７】
上記構成により、移相器に周波数調整機能が付加されるので、他に周波数を調整する回路を必要とせず、実装部品の削減を図ることができる。そして、離散的な定数しかないチップ部品とは異なり、オープンスタブはその長さを調節することによりキャパシタ容量を変化させることができるため、微小な周波数調整が可能となる。また、バリキャップと並列にオープンスタブを接続しているため、オープンスタブを切断する際のインピーダンス変化を無視できる。さらに、発振状態においてもオープンスタブを切断して周波数調整が可能であるため、短時間で高精度な周波数調整が可能となる。
【０００８】
［適用例２］前記オープンスタブは、互いに長さの異なる複数のマイクロストリップ線路のうちの一が前記ハイブリッドカプラと前記張バリキャップとの間に接続されて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電圧制御型発振器。
【０００９】
上記構成により、レーザ等でオープンスタブを切断する必要はないので、切断時に発生する塵の回路全体への影響を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００１１】
本実施形態に係る電圧制御型発振器を図１に示す。本実施形態に係る電圧制御型発振器１０は、増幅器１２と、前記増幅器１２に対して帰還回路を構成する弾性表面波素子１４と、外部から制御電圧を入力して発振ループ内の位相を可変させる付加制御部を有する移相器１６と、前記発振ループ内の電力を等配分して前記発振ループ外に出力する等分配器１８と、がループ状に接続された発振ループを有し、前記移相器１６を構成するハイブリッドカプラ１６ａとバリキャップとの間に、キャパシタとしてオープンスタブを接続した構成である。そしてこれらの素子は一定の特性インピーダンス、例えば５０Ωにマッチング接続されている。
【００１２】
増幅器１２は電源電圧入力端子ｔａに電源電圧Ｖｃｃが入力されるとともに、入力側がコンデンサＣ２を介して弾性表面波素子１４に接続され、出力側がコンデンサＣ３を介して等分配器１８の入力側に接続され、電源電圧入力端子ｔａと、増幅器１２の出力側及びコンデンサＣ３との間にコイルＬｃが接続されている。
【００１３】
等分配器１８は、帰還回路内のインピーダンスを乱すことなく電力を等分配して帰還回路外に出力するもので、コンデンサＣｄ１〜Ｃｄ３及びコイルＬｄ１〜Ｌｄ２及び抵抗Ｒｄが設けられている。そしてコンデンサＣｄ２、コイルＬｄ２、コイルＬｄ１及びコンデンサＣｄ１がこの順で直列接続され、コイルＬｄ１とコイルＬｄ２との間には、コンデンサＣｄ３が接続されるとともに、直流阻止用コンデンサＣ３を介して増幅器１２の出力側が接続され、コンデンサＣｄ１とコイルＬｄ１との間には、後述の移相器１６のハイブリッドカプラ１６ａ側に接続され、コンデンサＣｄ２とコイルＬｄ２との間には電圧制御型発振器１０の出力端子ｔｏが接続され、この出力端子ｔｏとハイブリッドカプラ１６ａの入力端子との間には、抵抗Ｒｄが接続している。
【００１４】
移相器１６は外部からの制御電圧Ｖｃを入力して帰還回路内の位相を可変させるもので、ハイブリッドカプラ１６ａおよび付加制御部１６ｂを備えている。ハイブリッドカプラ１６ａ（−３ｄＢ９０°）は、絶縁基板上に形成されたマイクロストリップラインであるスタブＳｈ１〜Ｓｈ４により構成され、Ｓｈ１〜Ｓｈ４はループ状に接続されている。スタブＳｈ１とスタブＳｈ２との間は、弾性表面波素子１４と接続され、スタブＳｈ１とスタブＳｈ４との間は等分配器１８と接続されている。
【００１５】
付加制御部１６ｂはリアクタンス可変回路で構成され、制御電圧Ｖｃからの直流を阻止するコンデンサＣｈ１及びＣｈ２と、抵抗Ｒｖ１及びＲｖ２と、制御電圧Ｖｃにより容量を可変させるバリキャップＤ１及びＤ２と、オープンスタブＳｈ５、Ｓｈ６が設けられている。そしてハイブリッドカプラ１６ａのスタブＳｈ２及びＳｈ３間と、スタブＳｈ３及びＳｈ４との間にコンデンサＣｈ１、抵抗Ｒｖ１、抵抗Ｒｖ２、コンデンサＣｈ６が順に接続され、コンデンサＣｈ１と抵抗Ｒｖ１との間にはバリキャップＤ１が接続され、コンデンサＣｈ２と抵抗Ｒｖ２との間にはバリキャップＤ２が設けられている。さらにオープンスタブＳｈ５が、コンデンサＣｈ１とバリキャップＤ１との間に接続され、オープンスタブＳｈ６が、コンデンサＣｈ２とバリキャップＤ２が接続されている。
【００１６】
オープンスタブＳｈ５、Ｓｈ６は、例えば絶縁基板上に形成されたマイクロストリップラインの一端を開放した分布定数回路であって、その入力インピーダンスＺｉｎは、
【数１】
2009246409.tif 000003
となる。ここでｌはオープンスタブの長さ、λは伝送線路上の波長を示す。よって、
【数２】
2009246409.tif 000004
の範囲ではキャパシタとして機能する。またｌの長さは［数２］の範囲であれば任意にその容量を変化させることができる。容量を変化させるためにはオープンスタブの開放端側をレーザ等で切断すればよい。また、オープンスタブＳｈ５（Ｓｈ６）を集中定数回路としてみると、一端がコンデンサＣｈ１（Ｃｈ２）とバリキャップＤ１（Ｄ２）との間に接続され、他端が接地されたコンデンサとみることができる。よってオープンスタブＳｈ５、Ｓｈ６は、それぞれバリキャップＤ１、Ｄ２と並列に接続されたものと見ることができる。したがってオープンスタブＳｈ５、Ｓｈ６は付加制御部１６ｂの周波数の可変域をシフトさせる役割を果たす。よってオープンスタブＳｈ５、Ｓｈ６は付加制御部１６ｂに周波数調整機能を付加したものと考えることができる。さらにオープンスタブＳｈ５、Ｓｈ６は微小な周波数調整を目的にしており、カットする長さは小さいため、これに伴う移相器のインピーダンスの変化は無視できるほど小さい。よって回路全体のマッチングに影響を与えることはない。
【００１７】
このように、移相器１６を、ハイブリッドカプラ１６と、それに付随したリアクタンス可変回路である付加制御部１６ｂにより構成することで、電圧制御型発振器１０の周波数可変幅を大きく取ることができ、制御電圧Ｖｃに対し、良好な周波数可変特性を得ることが可能となる。また、低挿入損失・低リターンロスであることから、回路損失も最小限に抑えることができ、出力変動が少なく、効率の良い電圧制御型発振器１０となる。
【００１８】
またオープンスタブは［数２］の条件を満たす互いに長さの異なる複数のマイクロストリップ線路（不図示）を、他の配線パターンと電気的に接続されていない状態で予め電圧制御型発振器内に配設し、そして、その複数のマイクロストリップ線路のうちの一を選択して、ワイアボンディング等によりマイクロストリップ線路の一端を、コンデンサＣｈ１（Ｃｈ２）とバリキャップＤ１（Ｄ２）との間に接続すればよい。これにより、上述のシフトの量をマイクロストリップ線路の選択により変更可能であるので、レーザによる切断処理を不要にするとともに、切断処理によって発生する塵等が回路全体に与える影響を排除することができる。
【００１９】
また本実施形態において、ハイブリッドカプラは図２に示すように集中定数回路を用いて構成してもよい。図２においてハイブリッドカプラ１６ｃ（−３ｄＢ９０°）は、コンデンサＣｈ３〜Ｃｈ６、及びコイルＬｈ１〜Ｌｈ４が設けられている。コイルＬｈ１〜コイルＬｈ４はループ状に接続され、コイルＬｈ１とコイルＬｈ２との間にはコンデンサＣｈ３が接続されるとともに、弾性表面波素子と接続されている。コイルＬｈ２とコイルＬｈ３との間には、コンデンサＣｈ４が接続されるとともに、付加制御部１６ｂのコンデンサＣｈ１と接続されている。コイルＬｈ３とコイルＬｈ４との間にはコンデンサＣｈ５と接続されるとともに、付加制御部１６ｂのコンデンサＣｈ２と接続されている。コイルＬｈ４とコイルＬｈ１との間は、コンデンサＣｈ６と接続されるとともに、等分配器１８側と接続されている。この構成によるハイブリッドカプラ１６ｃは、スタブにより構成されるハイブリッドカプラ１６ａと等価な回路となる。
【００２０】
従って本実施形態に係る電圧制御型発振器１０によれば、移相器１６に周波数調整機能が付加されるので、他に周波数を調整する回路を必要とせず、実装部品の削減を図ることができる。そして、離散的な定数しかないチップ部品とは異なり、オープンスタブＳｈ５、Ｓｈ６はその長さを調節することによりキャパシタ容量を変化させることができるため、微小な周波数調整が可能となる。また、バリキャップＤ１、Ｄ２と並列にオープンスタブＳｈ５、Ｓｈ６それぞれ接続しているため、オープンスタブＳｈ５、Ｓｈ６を切断する際のインピーダンス変化を無視できる。さらに、発振状態においてもオープンスタブＳｈ５、Ｓｈ６を切断して周波数調整が可能であるため、短時間で高精度な周波数調整が可能となる。さらに、オープンスタブは、長さの異なるものが複数用意され、そのうちの一を選択して接続可能とすることにより、レーザ等でオープンスタブを切断する必要はないので、切断時に発生する塵の回路全体への影響を排除できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第1実施形態の電圧制御型発振器の回路図である。
【図２】第１実施形態の電圧制御型発振器を構成するハイブリッドカプラの変形例の回路図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０………電圧制御型発振器、１２………増幅器、１４………弾性表面波素子、１６………移相器、１６ａ………ハイブリッドカプラ、１６ｂ………付加制御部、１６ｃ………ハイブリッドカプラ、１８………等分配器、Ｃ１〜Ｃ３、Ｃｄ１〜Ｃｄ３、Ｃｈ１〜Ｃｈ６………コンデンサ、Ｌｃ、Ｌｄ１、Ｌｄ２、Ｌｈ１〜Ｌｈ４………コイル、Ｒｄ、Ｒｖ１、Ｒｖ２………抵抗、Ｄ１、Ｄ２………バリキャップ、Ｓｈ１〜Ｓｈ４………スタブ、Ｓｈ５、Ｓｈ６………オープンスタブ。
【図１】
2009246409.tif 000005
【図２】
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