JPS60224310A - Microwave semiconductor oscillator - Google Patents
Microwave semiconductor oscillatorInfo
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- H03B9/00—Generation of oscillations using transit-time effects
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- H03B9/14—Generation of oscillations using transit-time effects using solid state devices, e.g. Gunn-effect devices and elements comprising distributed inductance and capacitance
- H03B9/147—Generation of oscillations using transit-time effects using solid state devices, e.g. Gunn-effect devices and elements comprising distributed inductance and capacitance the frequency being determined by a stripline resonator
Landscapes
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、マイクロ波帯で使用されるマイクロ波半導体
発振器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a microwave semiconductor oscillator used in the microwave band.
(従来技術)
従来、この種のマイクロ波半導体発振器で使用される半
導体直接発振素子としては、砒化ガリウム電界効果トラ
ンジスタ(以下、GaAsFETという)、マイクロ波
接合形トランジスタ、ガンダイオード、インバットダイ
オード等が主として用いられているが、これらの発振素
子は半導体素子であるために、特性のばらつきと温度依
存性が大きい。(Prior Art) Conventionally, semiconductor direct oscillation elements used in this type of microwave semiconductor oscillator include gallium arsenide field effect transistors (hereinafter referred to as GaAsFETs), microwave junction transistors, Gunn diodes, invat diodes, etc. Although these oscillation elements are mainly used, since they are semiconductor elements, they have large variations in characteristics and large temperature dependence.
また、上記の発振素子を用いた発振回路では、発振回路
を形成するマイクロストリップ線路の途中にバラクタダ
イオードを入れ、バラクタダイオードの接合容量を逆バ
イアス電圧により電気的に変化させことにより線路の共
振周波数を変えているが、このような発振周波数を可変
できる発振器にあっては、共振器の無負荷Qが低いため
、発振周波数の湿度依存性も大きくなっている。In addition, in an oscillation circuit using the above-mentioned oscillation element, a varactor diode is inserted in the middle of the microstrip line forming the oscillation circuit, and the junction capacitance of the varactor diode is electrically changed by a reverse bias voltage to adjust the resonant frequency of the line. However, in such an oscillator whose oscillation frequency can be varied, the no-load Q of the resonator is low, so the humidity dependence of the oscillation frequency is also large.
このような温度依存性のある発振器における発振周波数
の温度特性を制御する方法としては、バラクタダイオー
ドに逆バイアス電圧を印加するバイアス回路にサーミス
タを設け、サーミスタの温度特性に応じてバラクタダイ
オードに加える逆バイアス電圧を温度により変化させ、
その結果、発振周波数に所定の温度依存性をもたせるこ
とが考えられる。As a method of controlling the temperature characteristics of the oscillation frequency in such a temperature-dependent oscillator, a thermistor is installed in the bias circuit that applies a reverse bias voltage to the varactor diode, and the reverse voltage applied to the varactor diode is adjusted according to the temperature characteristics of the thermistor. By changing the bias voltage depending on the temperature,
As a result, it is possible to make the oscillation frequency have a predetermined temperature dependence.
しかしながら、サーミスタを使用して発振器における発
振周波数の温度特性を制御する方法は、サーミスタの温
度変化に対する抵抗変化の(負の傾き)の特性が使用温
度範囲、例えば−20℃〜60℃でほぼ等比級数的な関
係をもつために、湿度変化に対して発振周波数が等比級
数的に変化するときかあるいは、サーミスタと並列に固
定抵抗を接続し、湿度変化に対する合成抵抗値の変化の
特性がほぼ直線的な関係をもつために温度変化に対して
発振周波数がほぼ直線的に変化するときにのみ有効であ
った。ところが、このような特性をもつ発振器は少なく
、例えば半導体直接発振素子としてガンダイオードを用
いた場合、発振周波数の温度特性はガンダイオード自身
の温度特性により直線的でなく、高温になるに従って発
振周波数の減少する勾配は大きくなる。However, in the method of controlling the temperature characteristics of the oscillation frequency in an oscillator using a thermistor, the characteristics of the resistance change (negative slope) with respect to temperature change of the thermistor are almost equal over the operating temperature range, for example, -20°C to 60°C. Because of the relationship in a ratio series, when the oscillation frequency changes in a geometric progression with changes in humidity, or by connecting a fixed resistor in parallel with the thermistor, it is possible to Since the relationship is almost linear, it is effective only when the oscillation frequency changes almost linearly with respect to temperature changes. However, there are few oscillators with such characteristics. For example, when a Gunn diode is used as a semiconductor direct oscillation element, the temperature characteristics of the oscillation frequency are not linear due to the temperature characteristics of the Gunn diode itself, and the oscillation frequency decreases as the temperature increases. The decreasing slope becomes larger.
従って、半導体発振素子としてガンダイオードを用いた
発振器に、使用温度範囲で温度変化に対し抵抗がほぼ等
比級数的に変化する抵抗体、例えばサーミスタを用いて
所定の温度特性が得られるように制御しようとしても、
温度変化に対する発振周波数の関係がほぼ直線を呈する
発振器を構成することができなかった。Therefore, in an oscillator that uses a Gunn diode as a semiconductor oscillation element, a resistor, such as a thermistor, whose resistance changes almost geometrically with respect to temperature changes within the operating temperature range is used to control the oscillator to obtain a predetermined temperature characteristic. Even if you try,
It has not been possible to construct an oscillator in which the relationship between oscillation frequency and temperature change is approximately linear.
一方、高い周波数安定度を要求するときには、温度安定
度が良く且つ無負giQの高い誘電体共振器を用いる方
法が一般にとられるが、この方法は所望の出力を得るた
めの回路条件、安定度を支配する因子など最適動作条件
をめることが複雑であり、且つマイクロ波集積回路(以
下(MIC,1という)発振器のように波長短縮が行な
われる時には、誘電体共振器の取付位置のわずかな違い
により安定度が影響を受けるために広い温度範囲で周波
数変動を小さく押えることは非常にむずかしく、更に経
済的にも誘電体共振器を用いることは高価なものとなっ
ていた。On the other hand, when high frequency stability is required, a method is generally used that uses a dielectric resonator with good temperature stability and high non-negative giQ. It is complicated to determine the optimum operating conditions, such as factors governing the Since the stability is affected by the difference in temperature, it is extremely difficult to keep frequency fluctuations small over a wide temperature range, and furthermore, it has become economically expensive to use a dielectric resonator.
即ち、誘電体共振器を用いる方法は、高い周波数安定度
が要求されるとき、つまり温度変化に対し発振周波数が
温度依存性なくほぼ直線的に変化するときには有効な方
法であるが、逆に任意の温度特性を設定させたい時等に
は不向きであった。In other words, the method using a dielectric resonator is an effective method when high frequency stability is required, that is, when the oscillation frequency changes almost linearly with temperature change without temperature dependence, but on the other hand, it is an effective method when high frequency stability is required. It was not suitable for situations such as when it was desired to set the temperature characteristics of
(発明の目的)
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、非直線的な温度に対する周波数変化の温度特性を
もつ発振器であっても、バラクタダイオードに対する温
度に依存したバイアス電圧の印加で温度変化に対する発
振周波数の関係をほぼ直線的に設定できるようにしたマ
イクロ波半導体発振器を提供することを目的とする。(Object of the Invention) The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems.Even in an oscillator having a temperature characteristic of non-linear frequency change with respect to temperature, the temperature dependence of the varactor diode is It is an object of the present invention to provide a microwave semiconductor oscillator in which the relationship between oscillation frequency and temperature change can be set almost linearly by applying a bias voltage.
(発明の構成〉
この目的を達成するため本2発明は、マイクD波帯の半
導体直接発振素子により発振回路を形成するマイクロス
トリップ線路の途中に逆バイアス電圧に応じた容量によ
り発振周波数を与える線路の共振周波数を設定するバラ
クタダイオードを備えたマイクロ波半導体発振器におい
て、周囲温度の変化に対し正の温度係数を有する抵抗体
と、この抵抗体の温度係数に基づいて発振周波数に所定
の温度特性を設定するバラクタタイオード印加用逆バイ
アス電圧を発生づるバイアス回路とを設けるようにした
ものである。(Structure of the Invention) In order to achieve this object, the second invention provides a line that provides an oscillation frequency by a capacitance corresponding to a reverse bias voltage in the middle of a microstrip line that forms an oscillation circuit using a semiconductor direct oscillation element in the microphone D-wave band. In a microwave semiconductor oscillator equipped with a varactor diode that sets the resonant frequency of A bias circuit for generating a reverse bias voltage to be applied to the varactor diode to be set is provided.
(実施例)
第1図は半導体直接発振素子としてカンダイオードを用
いた本発明の一実施例を示した概略構成図である。(Embodiment) FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention using a can diode as a semiconductor direct oscillation element.
まず構成を説明すると、1はマイクロ波集積回路基板(
以下、rMIC基板Jという)であり、マイクロ波帯で
低誘電損失を有するアルミナセラミックス、石英、サフ
ァイア、テフロン等の誘電体基板上に、蒸着、スパッタ
リングまたはスクリーン印刷等により構成されたマイク
ロストリップ線路によりマイクロ波半導体発娠回路の回
路パターンが形成されており、半導体直接発振素子とし
てのガンダイオード3を装着すると共に、マイクロスト
リップ線路2の途中にバラクタダイオード4を入れ、バ
ラクタダイオード4の接合容量を逆バイアス電圧の調整
により電気的に変えることで線路の共振周波数を変え、
この共振周波数に応じて発振周波数を可変できるように
構成している。First, to explain the configuration, 1 is a microwave integrated circuit board (
It is a microstrip line constructed by vapor deposition, sputtering, screen printing, etc. on a dielectric substrate such as alumina ceramics, quartz, sapphire, or Teflon, which has low dielectric loss in the microwave band. A circuit pattern of a microwave semiconductor starting circuit is formed, and a Gunn diode 3 as a semiconductor direct oscillation element is installed, a varactor diode 4 is inserted in the middle of the microstrip line 2, and the junction capacitance of the varactor diode 4 is reversed. By electrically changing the bias voltage, the resonant frequency of the line can be changed.
The structure is such that the oscillation frequency can be varied according to this resonance frequency.
ここで、ガンダイオード3を用いた発振器における発振
周波数の温度特性はガンダイオード3自身の温度特性に
より直線的でなく、高温になるに従って発振周波数の減
少する勾配が大きくなる温度依存f1をもっている。Here, the temperature characteristic of the oscillation frequency in the oscillator using the Gunn diode 3 is not linear due to the temperature characteristic of the Gunn diode 3 itself, and has a temperature dependence f1 in which the slope of decrease in the oscillation frequency increases as the temperature increases.
このようなガンダイオード3を用いた発振器について、
周囲温度の変化に対し発振周波数が温度依存性なく、は
ぼ直線的に変化する特性、即ち常にほぼ一定の発振周波
数を保つための温度特性を与えるため、バイアス回路6
が設けられる。Regarding the oscillator using such Gunn diode 3,
Bias circuit 6
is provided.
バイアス回路6は抵抗RaとRcで直流電圧Vtの分圧
回路を形成し、更に抵抗Rcと並列に正の湿度係数を持
った温度依存性抵抗Rbを接続し、抵抗Raと抵抗RC
及び温度依存性抵抗Rbの並列抵抗との分圧電圧をバラ
クタタイオード4に対する逆バイアス電圧Vcとして発
生している。The bias circuit 6 forms a voltage divider circuit for the DC voltage Vt with resistors Ra and Rc, further connects a temperature-dependent resistor Rb with a positive humidity coefficient in parallel with the resistor Rc, and connects the resistor Ra and the resistor RC in parallel.
A divided voltage between the temperature-dependent resistor Rb and the parallel resistance of the temperature-dependent resistor Rb is generated as a reverse bias voltage Vc for the varactor diode 4.
ここで、温度依存性抵抗Rbとしては、例えばポジスタ
(商標)が使用され、ポジスタは勺−ミスタの如く抵抗
温度依存性が使用温度範囲、例えば−20°C〜+60
℃でほぼ等枕板数的なものだけでなく、高温になるにつ
れて変化率か増加する種々のタイプのものが存在する。Here, as the temperature-dependent resistor Rb, for example, Posistor (trademark) is used, and the resistance temperature dependence of Posistor is within the operating temperature range, for example, from -20°C to +60°C.
In addition to those that are approximately equal in density at °C, there are various types that have an increasing rate of change as the temperature increases.
次に、バイアス回路6に設けた温度依存性抵抗Rbによ
る発振周波数の温度特性の設定を詳細に説明する。Next, setting of the temperature characteristics of the oscillation frequency by the temperature dependent resistor Rb provided in the bias circuit 6 will be explained in detail.
第2図は温度制御を行なっていないときの発振周波数の
温度特性を示したグラフである。即ち、周囲温度TをT
=T1.王0またはT2(但し、T1<To<王2)と
なるように一定に保った状態でバラクタダイオード4に
対する逆バイアス電圧VCを変えると、各周囲温度T1
.To 、T2毎に異なった発振周波数特性が得られる
。FIG. 2 is a graph showing the temperature characteristics of the oscillation frequency when temperature control is not performed. That is, the ambient temperature T is
=T1. If you change the reverse bias voltage VC to the varactor diode 4 while keeping it constant so that T0 or T2 (T1<To<T2), each ambient temperature T1
.. Different oscillation frequency characteristics can be obtained for each To and T2.
そこで、周囲温度Tの変化に対し、常にほぼ一定の発振
周波数foを得るためには、周囲温度T=T1で逆バイ
アス電圧VC=V1.周囲濃度T=Toで逆バイアス電
圧VC=VO、更に周囲渇度王−T2で逆バイアス電圧
VC−V2と1−ればよく、このような逆バイアス電圧
VCの周囲渇1!31−に対する調整で周囲湿度の影響
を受けずに常にほぼ一定の発振周波数fOを得ることか
できる。Therefore, in order to always obtain a substantially constant oscillation frequency fo despite changes in the ambient temperature T, it is necessary to set the ambient temperature T=T1 and the reverse bias voltage VC=V1. If the ambient concentration T=To, the reverse bias voltage VC=VO, and the ambient temperature -T2, the reverse bias voltage VC-V2 should be 1-, and such adjustment of the reverse bias voltage VC for the ambient temperature 1!31- Therefore, it is possible to always obtain a substantially constant oscillation frequency fO without being affected by ambient humidity.
即ち、第2図のグラフで与えられる発振周波数f=fo
に保つための逆バイアス電圧VCと周囲温度Tの関係を
めると、第3図のグラフに示1ようになる。That is, the oscillation frequency f=fo given in the graph of FIG.
The relationship between the reverse bias voltage VC and the ambient temperature T to maintain the temperature is as shown in the graph of FIG. 3.
従って第1図のバイアス回路においては、周囲温度Tの
変化に対し、第3図のグラフで与えられる逆バイアス電
圧Vcを発生する湿度依存性抵抗Rbに基づいた抵抗値
が得られるように抵抗Ra。Therefore, in the bias circuit shown in FIG. 1, the resistance Ra is adjusted so that a resistance value based on the humidity-dependent resistance Rb that generates the reverse bias voltage Vc given in the graph of FIG. .
RCの値を定めればよい。What is necessary is to determine the value of RC.
勿論、第3図のグラフから明らかなように、周囲温度の
増り口に対し逆バイアス電圧VCの傾きが増加する関係
にあることから、バイアス回路6に使用可る温度依存性
抵抗Rbとしては正の温度係数を右し、且つ抵抗温度特
性として低温、常湿での変化比より高温での変化比がよ
り大きな特性をもつポジスタを使用する。Of course, as is clear from the graph in FIG. 3, the slope of the reverse bias voltage VC increases with the increase in ambient temperature. A POSISTOR is used that has a positive temperature coefficient and a resistance temperature characteristic in which the change ratio at high temperature is larger than the change ratio at low temperature and normal humidity.
貝イ本的に説明すると、温度制御回路6の出力電圧とな
る逆バイアス電圧Vcは、次式にて示される。Briefly, the reverse bias voltage Vc, which is the output voltage of the temperature control circuit 6, is expressed by the following equation.
Vc =Vt ・ (Rb Rc / (Rb +Rc
) )/ (Ra −+−Rb Rc / (Rb
+Rc ) )・・・(1)
ここで、温度依存性抵抗Rbは正の温度係数を有し、且
つ抵抗温度特性が低湿、常温での変化比より高温での変
化比がより大きな時性をもつポジスタを選定し、周囲温
度T1.To 、T2における温度依存性抵抗Rbの値
をそれぞれR1,Ro。Vc = Vt ・(Rb Rc / (Rb + Rc
) ) / (Ra −+−Rb Rc / (Rb
+Rc ) )...(1) Here, the temperature-dependent resistance Rb has a positive temperature coefficient, and the resistance temperature characteristics are low humidity and the change ratio at high temperature is larger than the change ratio at room temperature. Select a POSISTOR with an ambient temperature of T1. The values of the temperature-dependent resistance Rb at To and T2 are R1 and Ro, respectively.
R2とし、逆バイアス電圧Vc =V1 、 Vo 、
V2として与えたときの抵抗Ra及びRCを未知数と
する二元連立方程式を解くことにより抵抗値Ra及びR
cを決定することができる。R2, reverse bias voltage Vc = V1, Vo,
Resistance values Ra and R can be calculated by solving two-dimensional simultaneous equations with resistances Ra and RC as unknowns when given as V2.
c can be determined.
次に、第1図の実施例の動作を説明すると、バイアス回
路6はポジスタを用いた温度依存性抵抗Rbと、抵抗R
a及びRcにより、前記第(1)式で与えられる逆バイ
アス電圧VCを作り出してバラクタダイオード4に印加
しており、この逆バイアス電圧Vcは第3図のグラフに
示すように、周囲温度に応じて非直線的に逆バイアス電
圧VCを可変する特性をもち、この第3図の温度特性で
与えられる逆バイアス電圧Vcは第2図に示すように、
常にほぼ一定の発振周波数f=foを与えることとなり
、周囲温度に対するガンダイオード3を用いた発振器の
発振周波数の変動に対しバラクタダイオード4に対づる
温度依存性をもった逆バイアス電圧Vcの可変で、線路
の共振周波数を常に一定の発振周波数f=foに保つバ
ラクタダイオード4の接合容量の調整が行なわれ、周囲
温度の変動にかかわらず常にほぼ一定の発振周波数fo
を得る温度依存性の少ないマイクD波半導体発振器とす
ることができる。Next, to explain the operation of the embodiment shown in FIG.
a and Rc, a reverse bias voltage VC given by the above equation (1) is created and applied to the varactor diode 4, and this reverse bias voltage Vc changes depending on the ambient temperature as shown in the graph of FIG. The reverse bias voltage Vc given by the temperature characteristics shown in FIG. 3 is as shown in FIG. 2.
This means that a nearly constant oscillation frequency f = fo is always given, and the temperature-dependent reverse bias voltage Vc for the varactor diode 4 can be varied to compensate for fluctuations in the oscillation frequency of the oscillator using the Gunn diode 3 due to the ambient temperature. , the junction capacitance of the varactor diode 4 is adjusted to keep the resonant frequency of the line at a constant oscillation frequency f=fo, so that the oscillation frequency fo is always almost constant regardless of fluctuations in ambient temperature.
A microphone D-wave semiconductor oscillator with less temperature dependence can be obtained.
この第1図の実施例による実測例として周1lIl温t
iT1=−20’C,To =+20℃、T2=+60
℃において、発振周波数fo=9455MH7としたと
きの発振周波数の変動幅は約IMHzとなる結果が得ら
れた。As an actual measurement example using the embodiment shown in FIG.
iT1=-20'C, To=+20℃, T2=+60
℃, the fluctuation width of the oscillation frequency was about IMHz when the oscillation frequency fo=9455MH7.
尚、第1図の実施例では周囲温度の変化に対してほぼ一
定の発振周波数となるように温度制御を施したが、発振
周波数に所定の温度特性をもたせることも可能である。In the embodiment shown in FIG. 1, temperature control is performed so that the oscillation frequency remains approximately constant with respect to changes in ambient temperature, but it is also possible to give the oscillation frequency a predetermined temperature characteristic.
例えば、レーダの送信機として使用されるマグネトロン
の9GH7帯での発振周波数の温度に対する傾きは約−
0,2/MH2/’C程度の値である。そこで、マグネ
トロン発振器の発振周波数の温度に対する傾きとほぼ一
致した温度に対する傾きとなる温度特性をもつように、
第1図の発振器を構成して局部発振器として使用すれば
、送信の側となるマグネトロンにおける発振周波数の温
度変動に追従して受信側となる局部発振器の発振周波数
の変動を作り出すことができ、局部発振器からの発振周
波数との混合で得られる中間周波信号のマグネトロンの
湿度に依存した周波数変動を除去することができる。For example, the slope of the oscillation frequency with respect to temperature in the 9GH7 band of a magnetron used as a radar transmitter is approximately -
The value is approximately 0.2/MH2/'C. Therefore, in order to have a temperature characteristic that has a slope with respect to temperature that is almost the same as the slope of the oscillation frequency with respect to temperature of the magnetron oscillator,
If the oscillator shown in Fig. 1 is configured and used as a local oscillator, it is possible to create fluctuations in the oscillation frequency of the local oscillator on the receiving side by following temperature fluctuations in the oscillation frequency in the magnetron on the transmitting side. Frequency fluctuations depending on the humidity of the magnetron in the intermediate frequency signal obtained by mixing with the oscillation frequency from the oscillator can be removed.
第4図は半導体直接発振素子としてQaAs−FETを
用いた本発明の他の実施例を示した概略構成図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing another embodiment of the present invention using a QaAs-FET as the semiconductor direct oscillation device.
第4図において、MIG基板士には発振回路を構成する
マイクロストリップ線路2による回路パターンが形成さ
れ、半導体直接発振素子としてのGaAs−FET7及
び直流阻止用コンデンサ8を設けると共に、発振回路を
形成するマイクロストリップ線路2の途中にバラクタダ
イオード9を設け、このバラクタタイオード9の逆バイ
アス電圧を制御するため、温度依存性抵抗Rbを備えた
バイアス回路6を設けている。In FIG. 4, a circuit pattern of a microstrip line 2 constituting an oscillation circuit is formed on the MIG board, and a GaAs-FET 7 as a semiconductor direct oscillation element and a DC blocking capacitor 8 are provided, and the oscillation circuit is also formed. A varactor diode 9 is provided in the middle of the microstrip line 2, and in order to control the reverse bias voltage of the varactor diode 9, a bias circuit 6 including a temperature-dependent resistor Rb is provided.
この第4図に示すGa As FET7を用いた発振器
の9GHz帯での温度に対する傾きは約−1゜0MHz
/°C程度の値であり、温度に対しほぼ直線的に発振周
波数が変化する温度依存性を有する。The slope of the oscillator using the Ga As FET7 shown in Fig. 4 with respect to temperature in the 9 GHz band is approximately -1°0 MHz.
/°C, and has temperature dependence in which the oscillation frequency changes almost linearly with temperature.
従って、第1図に示したガンタイオードを用いた発振器
の場合と同様に、第4図の実施例においても適当な温度
特性を有するポジスタを温度依存性抵抗Rbとして選定
してやれば、ガンダイオードの場合と同様に周囲温度に
対し常にほぼ一定の発振周波数が得られる温度依存性の
少ない発振回路もしくはレーダ送信機等に使用されるマ
グネトロン発振器の発振周波数の温度特性にほぼ一致し
た温度特性をもつ発振器を得ることができる。Therefore, as in the case of the oscillator using the Gunn diode shown in FIG. 1, if a POSISTOR with appropriate temperature characteristics is selected as the temperature-dependent resistor Rb in the embodiment shown in FIG. Similarly, it is possible to obtain an oscillation circuit with little temperature dependence that can always obtain an oscillation frequency that is almost constant with respect to the ambient temperature, or an oscillator that has temperature characteristics that almost match the temperature characteristics of the oscillation frequency of a magnetron oscillator used in radar transmitters, etc. be able to.
更に、本発明は上記のガンダイオード及びGaAS F
ETを半導体直接発振素子としたマイクロ波半導体発振
器に限定されずマイクロ波接合型トランジスタ、インバ
ットダイオード等を半導体直接発振素子として用いた他
のマイクロ波半導体発振器についてもそのまま適用する
ことができる。Further, the present invention provides the above Gunn diode and GaAS F
The present invention is not limited to a microwave semiconductor oscillator using an ET as a semiconductor direct oscillation element, but can also be applied to other microwave semiconductor oscillators using a microwave junction transistor, an invat diode, etc. as a semiconductor direct oscillation element.
(発明の効果)
以上説明してきたように本発明によれば、マイクロ波帯
の半導体直接発振素子により、発振回路を形成するマイ
クロストリップ線路の途中に逆バイアス電圧に応じた容
量により発振周波数を与える線路の共振周波数を設定す
るバラクタダイオードを備えたマイクロ波半導体発振器
において、周囲温度の変化に対し正の温度係数を有する
抵抗体と、この抵抗体の湿度係数に基づいて発振周波数
に所定の湿度特性を設定するバラクタダイオードの逆バ
イアス電圧を発生するバイアス回路とを設けるようにし
たため、周囲温度に対し非直線的に発振周波数が変化す
る発振器についても温度依存性抵抗を用いたバラクタダ
イオードに対する逆バイアス電圧の設定で、発振回路に
おける発振周波数の温度依存性を少なくして周囲温度に
対し常にほぼ一定の発振周波数が19られるようにする
か、あるいは他の回路要素との整合のため、発振器自身
の発振周波数の温度特性とは異なる適宜の温度依存性を
もたせることができ、この温度依存性を与える手段は正
の温度係数を有する湿度依存抵抗を用いることにより簡
単に実現することができ、誘電体共振器を使用した場合
に比べ装置構成が極めて簡単で、且つコスト的にも安価
に実現することができる。(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, an oscillation frequency is provided by a semiconductor direct oscillation element in the microwave band through a capacitance corresponding to a reverse bias voltage in the middle of a microstrip line forming an oscillation circuit. In a microwave semiconductor oscillator equipped with a varactor diode that sets the resonant frequency of the line, a resistor has a positive temperature coefficient with respect to changes in ambient temperature, and a predetermined humidity characteristic is set at the oscillation frequency based on the humidity coefficient of this resistor. Since a bias circuit is provided that generates a reverse bias voltage for the varactor diode that sets setting to reduce the temperature dependence of the oscillation frequency in the oscillator circuit so that the oscillation frequency is always constant relative to the ambient temperature, or to reduce the oscillation frequency of the oscillator itself for matching with other circuit elements. It is possible to provide an appropriate temperature dependence different from the temperature characteristic of the frequency, and the means for providing this temperature dependence can be easily realized by using a humidity dependent resistor with a positive temperature coefficient, and dielectric resonance The device configuration is extremely simple compared to the case where a container is used, and it can be realized at a lower cost.
第1図はガンダイオードを用いた本発明の一実施例を示
した概略構成図、第2図は第1図の実施例における温度
制御を行なわないときの周囲温度をパラメータとした逆
バイアス電圧と発振周波数の関係を示したグラフ図、第
3図は第2図から得られた発振周波数をほぼ一定とした
ときの周囲温度と逆バイアス電圧との関係を示したグラ
フ図、第4図はGa As FETを用いた本発明の他
の実施例を示した概略構成図である。
1:マイクロ波集積回路基板(MIC基板)2:マイク
ロストリップ線路
3:ガンダイオード
4.9:バラクタダイオード
5.8:直流素子用コンデンサ
7 : Ga As FET
Ra、RC:抵抗
Rb:1ff1度依存性抵抗(ポジスタ)ROニドレイ
ン抵抗
特許出願人 株式会社東京計器
代理人 弁理士 竹 内 進
第2図
第3図
f+X4了ス、tffiVc
↑
11、TOT2B度■
手続ン市「[−舌 (自発)
昭和59年8月20日
昭和59年特許願第81562号
2、発明の名称
マイクロ波半導体発振器
3、補正をする者
2件との関係 特許出願人
イ1所 東京都人[1区南蒲田2丁目16番46号名称
(338)株式会社東京計器
4、代理人
イ1所 東京都港区西新橋三丁目15番8号西新橋中央
ヒル4階
明m用の「発明の詳細な説明1の欄
6、補正の内容
(1)明細書第3頁第11行目「抵抗変化の」を、[抵
抗変化1に補正する。
(2〉同第11頁第7行目「時性jを、「特性」に補正
する。
(3)同第14頁第12行目〜第13行目[発振器の9
GHz帯jを、[発振器での該バイアス回路6を設すな
いとき」に補正する。Fig. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention using a Gunn diode, and Fig. 2 shows the reverse bias voltage using the ambient temperature as a parameter when temperature control is not performed in the embodiment of Fig. 1. A graph showing the relationship between the oscillation frequency, Figure 3 is a graph showing the relationship between the ambient temperature and reverse bias voltage when the oscillation frequency obtained from Figure 2 is kept almost constant, and Figure 4 is a graph showing the relationship between the Ga FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the present invention using an As FET. 1: Microwave integrated circuit board (MIC board) 2: Microstrip line 3: Gunn diode 4.9: Varactor diode 5.8: DC element capacitor 7: Ga As FET Ra, RC: Resistor Rb: 1ff 1 degree dependence Resistor (Posistor) RO Nidrain Resistance Patent Applicant Tokyo Keiki Co., Ltd. Agent Patent Attorney Susumu Takeuchi Figure 2 Figure 3 f + August 20, 1982 Patent Application No. 81562 2 Name of the invention Microwave semiconductor oscillator 3 Relationship with the two amendments Patent applicant I 1 Tokyo person [16 Minami Kamata 2-16, Ward 1] No. 46 Name (338) Tokyo Keiki Co., Ltd. 4, Agent I 1 Column 6 of Detailed Description of the Invention 1, 4th Floor, Nishi-Shimbashi Chuo Hill, 3-15-8 Nishi-Shinbashi, Minato-ku, Tokyo , Details of correction (1) "Resistance change" on page 3, line 11 of the specification is corrected to "resistance change 1."(2> Line 7 of page 11, “Correct temporality j to “characteristic”. (3) Lines 12 to 13, page 14 of the same page [9 of the oscillator
The GHz band j is corrected [when the bias circuit 6 in the oscillator is not provided].
Claims (1)
成するマイクロストリップ線路の途中に逆バイアス電圧
に応じた容量により発振周波数を与える線路の共振周波
数を設定するバラクタダイオードを備えたマイクロ波半
導体発振器において、周囲温度の変化に対し正の温度係
数を有する抵抗体と、該抵抗体の濃度係数に基づいて発
振周波数に所定の11特性を設定する前記バラクタダイ
オードの逆バイアス電圧を発生するバイアス回路とを設
けたことを特徴とするマイクロ波半導体発振器。In a microwave semiconductor oscillator, a microwave semiconductor oscillator is equipped with a varactor diode in the middle of a microstrip line that forms an oscillation circuit using a semiconductor direct oscillation element in the microwave band, and sets a resonant frequency of the line that provides an oscillation frequency by a capacitance corresponding to a reverse bias voltage. A resistor having a positive temperature coefficient with respect to changes in ambient temperature is provided, and a bias circuit that generates a reverse bias voltage for the varactor diode that sets the oscillation frequency to a predetermined 11 characteristics based on the concentration coefficient of the resistor. A microwave semiconductor oscillator characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8156284A JPS60224310A (en) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | Microwave semiconductor oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8156284A JPS60224310A (en) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | Microwave semiconductor oscillator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60224310A true JPS60224310A (en) | 1985-11-08 |
Family
ID=13749728
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8156284A Pending JPS60224310A (en) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | Microwave semiconductor oscillator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60224310A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5157357A (en) * | 1991-02-07 | 1992-10-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Monolithic microwave ic oscillator |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5128742A (en) * | 1974-09-04 | 1976-03-11 | Tokyo Shibaura Electric Co | SHUHASUKAHENHATSUSHINKI |
JPS542645A (en) * | 1977-06-08 | 1979-01-10 | Nec Corp | Semiconductor oscillator |
JPS5443665A (en) * | 1977-09-13 | 1979-04-06 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor direct oscillator |
-
1984
- 1984-04-23 JP JP8156284A patent/JPS60224310A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5128742A (en) * | 1974-09-04 | 1976-03-11 | Tokyo Shibaura Electric Co | SHUHASUKAHENHATSUSHINKI |
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JPS5443665A (en) * | 1977-09-13 | 1979-04-06 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor direct oscillator |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5157357A (en) * | 1991-02-07 | 1992-10-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Monolithic microwave ic oscillator |
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