温度依存性の少ないバラクタ機器
【課題】
【解決手段】本発明は、温度安定性が改善されたバラクタ機器（１００）であって、デカップリング回路網（１５０）に接続された第１バラクタ（１６０）を備える。機器は、更に電圧安定器（１１０）を備え、電圧安定器は、コンデンサ（１４０）及び温度依存性コンデンサ（１３０）を備え、電圧安定器は、ＤＣ供給源（１２０）に接続する手段を備える。好ましくは、デカップリング回路網（１５０）は、第１バラクタ（１６０）に並列に接続され、電圧安定器（１１０）のコンデンサ（１４０）は、デカップリング回路網（１５０）に並列に接続されており、電圧安定器（１１０）の温度依存性コンデンサ（１３０）は、電圧安定器（１１０）のダイオードに直列に接続される。
【解決手段】本発明は、温度安定性が改善されたバラクタ機器（１００）であって、デカップリング回路網（１５０）に接続された第１バラクタ（１６０）を備える。機器は、更に電圧安定器（１１０）を備え、電圧安定器は、コンデンサ（１４０）及び温度依存性コンデンサ（１３０）を備え、電圧安定器は、ＤＣ供給源（１２０）に接続する手段を備える。好ましくは、デカップリング回路網（１５０）は、第１バラクタ（１６０）に並列に接続され、電圧安定器（１１０）のコンデンサ（１４０）は、デカップリング回路網（１５０）に並列に接続されており、電圧安定器（１１０）の温度依存性コンデンサ（１３０）は、電圧安定器（１１０）のダイオードに直列に接続される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デカップリング回路網に接続された第１バラクタを備える温度安定性が改善されたバラクタ機器を開示する。
【背景技術】
【０００２】
集中素子又は分布素子等の強誘電体バラクタに基づくバラクタ、位相シフタ、ディレイライン等の同調可能なマイクロ波部品は、大抵の場合、強誘電材料の固有の温度依存性により、それらのパラメータの大きな温度依存性に悩まされる。
【０００３】
通常、各種の設計において、そのような部品を使用するに際し、この温度依存性はとりわけ問題を引き起こすので好ましくない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、従来のものより温度依存性の少ないバラクタ又はバラクタ機器の要求がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この要求は、本発明により取り上げられ、本発明は、改良された温度安定性用のバラクタ機器であって、デカップリング回路に接続された第１バラクタを開示する。機器は、さらに電圧安定器を備え、この電圧安定器は、コンデンサと温度依存性コンデンサを備える。更に、安定器はＤＣ供給源への接続用の手段を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
最初に、本発明の機器が解決しようとする課題を図示するために、周囲温度の関数としての典型的なバラクタの容量を示す図１を参照する。異なる曲線が示されているが、各々は、バラクタで使用される異なるバイアス電圧を表す。図の最上部の曲線は、０ボルトのバイアス電圧におけるバラクタの容量を示す。
【０００７】
図１から明らかなように、バラクタの容量の温度依存性は非常に高い。本発明の目的は、周囲温度に対してバラクタの温度を安定化することにある。
【０００８】
図２は、本発明の背景の原理を図示する機器１００のブロック図を示す。図２に示すように、本発明による機器は、機器１００を使用して安定な温度特性を与えるようにされている第１バラクタ１６０を備える。
【０００９】
第１バラクタ１６０及びその出力ポートとは別に、機器１００は、付加的にデカップリング回路網１５０を備える。デカップリング回路網１５０の理由の１つは、機器１００の他の部分を、第１バラクタ１６０に印加される信号から遮蔽することであり、特に、第１バラクタ１６０は、通常はマイクロ波周波数である、主に高い周波数で使用されることになるからである。
【００１０】
好ましくは、デカップリング回路網１５０は、第１バラクタ１６０に並列に結合される。図３は、図２の機器１００を示し、また、この場合コイル１５５の形でのデカップリング回路網の１例を示す。
【００１１】
デカップリング回路網１５０は、特に広帯域動作用には、単に抵抗であってもよい。コンデンサには電流が流れないので、そのような抵抗では電圧降下は生じない。狭帯域用には、デカップリング回路網１５０は、第１バラクタ１６０の動作周波数に対応する共振周波数を有する並列ＬＣ回路であってもよい。
【００１２】
機器１００は、また電圧安定器１１０を備え、その機能は、以下の説明で明らかとなる。電圧安定器１１０は、ＤＣ電圧用の入力手段１２０、温度依存性コンデンサ１３０、及びコンデンサ１４０を備える。
【００１３】
図２に示すように、電圧安定器１１０のコンデンサ１４０は、デカップリング回路網１５０に並列に接続され、電圧安定器１１０の温度依存性コンデンサ１３０は、コンデンサ１４０に直列に接続される。
【００１４】
機器１００の安定化特性を利用するため、ＤＣ電圧ＶＤＣが安定器のＤＣ入力手段に印加される。この電圧ＶＤＣは、コンデンサ１４０に掛かる電圧ＶＣと温度依存性コンデンサ１３０に掛かる電圧ＶＴとに分圧されるであろう。コンデンサ１４０の容量がＣで、温度依存性コンデンサ１３０の容量がＣＴであれば、入力ＤＣ電圧ＶＤＣは、以下のように分圧されるであろう。
【００１５】
【数１】
【００１６】
【数２】
【００１７】
電圧分圧器１１０に含まれる温度依存性コンデンサ１３０は、第１バラクタ１６０と同様な、好ましくは同じ強誘電材料から作られ、したがって、たとえば第１バラクタ１６０と同様に、図１に示す温度依存性容量を有する。
【００１８】
次に、周囲温度が原因で、第１バラクタ１６０及び温度依存性コンデンサ１３０の両方において容量が増加した場合にどうなるかを検討する。
【００１９】
そのような容量の変化により、電圧分圧器１１０で電圧の再配分が起こり、温度依存性コンデンサ１３０に掛かる電圧は、容量が増加すると減少する。
【００２０】
上記の式（１）及び（２）から、コンデンサ１４０に掛かる電圧ＶＣは、
ＶＣ＝ＶＤＣ−ＶＴとなる。図２に示されるような損失のないデカップリング回路網用には、第１バラクタ１６０に掛かる電圧ＶＶは、コンデンサ１４０に掛かる電圧ＶＣと同じで、ＶＶ＝ＶＣであり、したがって、ＶＶ＝ＶＤＣ−ＶＴとなる。
【００２１】
第１バラクタ１６０の温度依存性による容量の減少は、電圧依存性コンデンサ１３０における同様な容量の減少の原因となるだろう。この温度依存性コンデンサの容量の減少は、安定化電圧ＶＤＣの再配分の原因となり、より小さな電圧が電圧依存性コンデンサ１３０に掛かることになるであろう。電圧依存性コンデンサ１３０は、デカップリング回路網１５０にも、第１バラクタ１６０にも並列に接続されているので、このことは、安定器１２０から第１バラクタ１６０に印加される電圧が降下することを意味する。
【００２２】
安定器（１２０）から第１バラクタ（１６０）への電圧ＶＣの降下の結果、温度による第１バラクタの容量の減少は、減少した電圧ＶＣによって補償され、したがって、ＶＶの減少が第１バラクタの容量の増加になる。
【００２３】
同様な方法で、第１バラクタ１６０のいかなる温度による容量の増加も、第１バラクタに掛かる電圧ＶＶの対応する変化となる、増加する電圧ＶＣによって補償されるだろう。
【００２４】
望ましい効果、すなわち、第１バラクタ１６０とダイオード１３０の容量の対応する変化を達成するため、温度依存性コンデンサ１３０は、好ましくは第バラクタ１６０と同じ、または同様な強誘電材料から作られ、図３に示すような特性に類似した温度依存特性を備える。
【００２５】
図４は、その容量が増加するとき、例えば周囲の温度の変化によって、いかにダイオード１３０に掛かる電圧が減少するかを示す。
【００２６】
図５は、それが本発明の機器１００に使用されたときの第１バラクタ１６０の温度依存性を示す。ここで見られるように、温度依存性は、本発明によって飛躍的に減少する。
【００２７】
本発明は、上記で示した実施例の例に限定されるものではなく、請求項の範囲内において自由に変形され得る。たとえば、もし、温度依存性コンデンサ１３０が’正’の温度依存、すなわち、バラクタ１６０の容量が上昇すると、温度依存性コンデンサ１３０の容量が下降するようであれば、温度依存性コンデンサ１３０及びコンデンサ１４０は、図２及び図３に示された関係と入れ替えてもよい。
【００２８】
通常は、ここに示した実施例においては、コンデンサ１４０は温度に依存しないのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
本発明は、添付された図面を参照して、詳細な説明においてより詳しく説明される。
【図１】強誘電体バラクタの温度依存性を表す図である。
【図２】本発明による機器のブロック図である。
【図３】本発明の、１つの実施例の具体的な１例のブロック図である。
【図４】コンデンサＣＴにおける温度依存の電圧降下を表す図である。
【図５】本発明のバラクタ機器の温度依存性を表す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デカップリング回路網に接続された第１バラクタを備える温度安定性が改善されたバラクタ機器を開示する。
【背景技術】
【０００２】
集中素子又は分布素子等の強誘電体バラクタに基づくバラクタ、位相シフタ、ディレイライン等の同調可能なマイクロ波部品は、大抵の場合、強誘電材料の固有の温度依存性により、それらのパラメータの大きな温度依存性に悩まされる。
【０００３】
通常、各種の設計において、そのような部品を使用するに際し、この温度依存性はとりわけ問題を引き起こすので好ましくない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、従来のものより温度依存性の少ないバラクタ又はバラクタ機器の要求がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この要求は、本発明により取り上げられ、本発明は、改良された温度安定性用のバラクタ機器であって、デカップリング回路に接続された第１バラクタを開示する。機器は、さらに電圧安定器を備え、この電圧安定器は、コンデンサと温度依存性コンデンサを備える。更に、安定器はＤＣ供給源への接続用の手段を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
最初に、本発明の機器が解決しようとする課題を図示するために、周囲温度の関数としての典型的なバラクタの容量を示す図１を参照する。異なる曲線が示されているが、各々は、バラクタで使用される異なるバイアス電圧を表す。図の最上部の曲線は、０ボルトのバイアス電圧におけるバラクタの容量を示す。
【０００７】
図１から明らかなように、バラクタの容量の温度依存性は非常に高い。本発明の目的は、周囲温度に対してバラクタの温度を安定化することにある。
【０００８】
図２は、本発明の背景の原理を図示する機器１００のブロック図を示す。図２に示すように、本発明による機器は、機器１００を使用して安定な温度特性を与えるようにされている第１バラクタ１６０を備える。
【０００９】
第１バラクタ１６０及びその出力ポートとは別に、機器１００は、付加的にデカップリング回路網１５０を備える。デカップリング回路網１５０の理由の１つは、機器１００の他の部分を、第１バラクタ１６０に印加される信号から遮蔽することであり、特に、第１バラクタ１６０は、通常はマイクロ波周波数である、主に高い周波数で使用されることになるからである。
【００１０】
好ましくは、デカップリング回路網１５０は、第１バラクタ１６０に並列に結合される。図３は、図２の機器１００を示し、また、この場合コイル１５５の形でのデカップリング回路網の１例を示す。
【００１１】
デカップリング回路網１５０は、特に広帯域動作用には、単に抵抗であってもよい。コンデンサには電流が流れないので、そのような抵抗では電圧降下は生じない。狭帯域用には、デカップリング回路網１５０は、第１バラクタ１６０の動作周波数に対応する共振周波数を有する並列ＬＣ回路であってもよい。
【００１２】
機器１００は、また電圧安定器１１０を備え、その機能は、以下の説明で明らかとなる。電圧安定器１１０は、ＤＣ電圧用の入力手段１２０、温度依存性コンデンサ１３０、及びコンデンサ１４０を備える。
【００１３】
図２に示すように、電圧安定器１１０のコンデンサ１４０は、デカップリング回路網１５０に並列に接続され、電圧安定器１１０の温度依存性コンデンサ１３０は、コンデンサ１４０に直列に接続される。
【００１４】
機器１００の安定化特性を利用するため、ＤＣ電圧ＶＤＣが安定器のＤＣ入力手段に印加される。この電圧ＶＤＣは、コンデンサ１４０に掛かる電圧ＶＣと温度依存性コンデンサ１３０に掛かる電圧ＶＴとに分圧されるであろう。コンデンサ１４０の容量がＣで、温度依存性コンデンサ１３０の容量がＣＴであれば、入力ＤＣ電圧ＶＤＣは、以下のように分圧されるであろう。
【００１５】
【数１】
【００１６】
【数２】
【００１７】
電圧分圧器１１０に含まれる温度依存性コンデンサ１３０は、第１バラクタ１６０と同様な、好ましくは同じ強誘電材料から作られ、したがって、たとえば第１バラクタ１６０と同様に、図１に示す温度依存性容量を有する。
【００１８】
次に、周囲温度が原因で、第１バラクタ１６０及び温度依存性コンデンサ１３０の両方において容量が増加した場合にどうなるかを検討する。
【００１９】
そのような容量の変化により、電圧分圧器１１０で電圧の再配分が起こり、温度依存性コンデンサ１３０に掛かる電圧は、容量が増加すると減少する。
【００２０】
上記の式（１）及び（２）から、コンデンサ１４０に掛かる電圧ＶＣは、
ＶＣ＝ＶＤＣ−ＶＴとなる。図２に示されるような損失のないデカップリング回路網用には、第１バラクタ１６０に掛かる電圧ＶＶは、コンデンサ１４０に掛かる電圧ＶＣと同じで、ＶＶ＝ＶＣであり、したがって、ＶＶ＝ＶＤＣ−ＶＴとなる。
【００２１】
第１バラクタ１６０の温度依存性による容量の減少は、電圧依存性コンデンサ１３０における同様な容量の減少の原因となるだろう。この温度依存性コンデンサの容量の減少は、安定化電圧ＶＤＣの再配分の原因となり、より小さな電圧が電圧依存性コンデンサ１３０に掛かることになるであろう。電圧依存性コンデンサ１３０は、デカップリング回路網１５０にも、第１バラクタ１６０にも並列に接続されているので、このことは、安定器１２０から第１バラクタ１６０に印加される電圧が降下することを意味する。
【００２２】
安定器（１２０）から第１バラクタ（１６０）への電圧ＶＣの降下の結果、温度による第１バラクタの容量の減少は、減少した電圧ＶＣによって補償され、したがって、ＶＶの減少が第１バラクタの容量の増加になる。
【００２３】
同様な方法で、第１バラクタ１６０のいかなる温度による容量の増加も、第１バラクタに掛かる電圧ＶＶの対応する変化となる、増加する電圧ＶＣによって補償されるだろう。
【００２４】
望ましい効果、すなわち、第１バラクタ１６０とダイオード１３０の容量の対応する変化を達成するため、温度依存性コンデンサ１３０は、好ましくは第バラクタ１６０と同じ、または同様な強誘電材料から作られ、図３に示すような特性に類似した温度依存特性を備える。
【００２５】
図４は、その容量が増加するとき、例えば周囲の温度の変化によって、いかにダイオード１３０に掛かる電圧が減少するかを示す。
【００２６】
図５は、それが本発明の機器１００に使用されたときの第１バラクタ１６０の温度依存性を示す。ここで見られるように、温度依存性は、本発明によって飛躍的に減少する。
【００２７】
本発明は、上記で示した実施例の例に限定されるものではなく、請求項の範囲内において自由に変形され得る。たとえば、もし、温度依存性コンデンサ１３０が’正’の温度依存、すなわち、バラクタ１６０の容量が上昇すると、温度依存性コンデンサ１３０の容量が下降するようであれば、温度依存性コンデンサ１３０及びコンデンサ１４０は、図２及び図３に示された関係と入れ替えてもよい。
【００２８】
通常は、ここに示した実施例においては、コンデンサ１４０は温度に依存しないのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
本発明は、添付された図面を参照して、詳細な説明においてより詳しく説明される。
【図１】強誘電体バラクタの温度依存性を表す図である。
【図２】本発明による機器のブロック図である。
【図３】本発明の、１つの実施例の具体的な１例のブロック図である。
【図４】コンデンサＣＴにおける温度依存の電圧降下を表す図である。
【図５】本発明のバラクタ機器の温度依存性を表す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度安定性が改善されたバラクタ機器（１００）であって、
デカップリング回路網（１５０）に接続された第１バラクタ（１６０）を備え、
前記バラクタ機器は、更に電圧安定器（１１０）を備え、
前記電圧安定器は、コンデンサ（１４０）及び温度依存性コンデンサ（１３０）を備え、
前記電圧安定器は、ＤＣ供給源（１２０）に接続する手段を備える、ことを特徴とするバラクタ機器（１００）。
【請求項２】
前記デカップリング回路網（１５０）は、前記第１バラクタ（１６０）に並列に接続され、
前記電圧安定器（１１０）のコンデンサ（１４０）は、前記デカップリング回路網（１５０）に並列に接続されており、
前記電圧安定器（１１０）の温度依存性コンデンサ（１３０）は、電圧安定器（１１０）のダイオードに直列に接続される請求項１に記載のバラクタ機器（１００）。
【請求項３】
前記第１バラクタ（１６０）及び温度依存性コンデンサ（１３０）は、それらの１つ以上の電気的パラメータに関して基本的に同じ温度依存性を有する請求項１又は２に記載のバラクタ機器（１００）。
【請求項４】
前記デカップリング回路網（１５０）は、コイル（１５５）を備える請求項１乃至３のいずれか１項に記載のバラクタ機器（１００）。
【請求項１】
温度安定性が改善されたバラクタ機器（１００）であって、
デカップリング回路網（１５０）に接続された第１バラクタ（１６０）を備え、
前記バラクタ機器は、更に電圧安定器（１１０）を備え、
前記電圧安定器は、コンデンサ（１４０）及び温度依存性コンデンサ（１３０）を備え、
前記電圧安定器は、ＤＣ供給源（１２０）に接続する手段を備える、ことを特徴とするバラクタ機器（１００）。
【請求項２】
前記デカップリング回路網（１５０）は、前記第１バラクタ（１６０）に並列に接続され、
前記電圧安定器（１１０）のコンデンサ（１４０）は、前記デカップリング回路網（１５０）に並列に接続されており、
前記電圧安定器（１１０）の温度依存性コンデンサ（１３０）は、電圧安定器（１１０）のダイオードに直列に接続される請求項１に記載のバラクタ機器（１００）。
【請求項３】
前記第１バラクタ（１６０）及び温度依存性コンデンサ（１３０）は、それらの１つ以上の電気的パラメータに関して基本的に同じ温度依存性を有する請求項１又は２に記載のバラクタ機器（１００）。
【請求項４】
前記デカップリング回路網（１５０）は、コイル（１５５）を備える請求項１乃至３のいずれか１項に記載のバラクタ機器（１００）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２００８−５１６４４４（Ｐ２００８−５１６４４４Ａ）
【公表日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５３５６２７（Ｐ２００７−５３５６２７）
【出願日】平成１６年１０月１１日（２００４．１０．１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＳＥ２００４／００１４４３
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０４１３３６
【国際公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【出願人】（５９８０３６３００）テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） (2,266)
【公表日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月１１日（２００４．１０．１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＳＥ２００４／００１４４３
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０４１３３６
【国際公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【出願人】（５９８０３６３００）テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） (2,266)
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