[发明专利]频率可调振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及频率可调振荡器、感测设备等，更具体地，涉及一种在从毫米波到太赫兹波(30GHz-30THz)的频率范围内的频率可调振荡器。

背景技术

至今，作为微波波段中的频率可调振荡器，已知一种频率可调振荡器，其中，在振荡器的一部分上设置可变电容元件，并且可以通过经由外部电场控制电容使振荡频率变化(日本专利申请公开No.2003-204223)。

参照图11A和11B，下面将说明在上述日本专利申请公开No.2003-204223中所公开的频率可调振荡器的一个实例。图11A为平面图，图11B为截面图。在频率可调振荡器中，负阻抗元件52和CPW(共面波导)共振器51经由接地导体54形成反馈电路，与其并联地安装有可变电容二极管53。负阻抗元件52向反馈电路提供电源，并且为了振荡而维持共振。振荡频率取决于由CPW共振器51和可变电容二极管53的电容决定的共振频率。因此，当施加到可变电容二极管53的控制电场变化时，可变电容二极管53的电容变化，从而能够使得振荡频率变化。附带地，在图11A和11B中，附图标记531表示电容器，附图标记57表示输出线路，附图标记58表示电介质。

然而，在传统的频率可调振荡器(其振荡频率是从毫米波到太赫兹波的频率波段中选择的)中，安装可变电容元件时所产生的寄生电抗分量可能使振荡特性恶化。例如，由于在上述频率波段中使用的可变电容元件的电容小，当产生相对较大的寄生电容时，大部分的高频将旁路通过寄生电容，从而不能获得足够的电容变化比。因此，振荡频率可变化的范围变窄。此外，存在这样的情况，即可能形成包括在所安装的结构上产生的寄生电感的寄生共振结构，并且在典型的情况下，将降低振荡输出。

发明内容

因此，本发明提供了一种频率可调振荡器，其包括共同形成反馈电路的负阻抗元件和共振器，在该反馈电路的至少一部分上，还包括：分布常数材料，其被配置为具有分布常数以使得共振器中的电气长度被调制；和修正单元，用于外部地修正所述分布常数材料，其中，可以通过修正单元的外部修正改变振荡频率。

本发明的频率可调振荡器的配置基于以下构思。也就是说，尤其是在毫米波到太赫兹波波段的可变频率振荡器中，找到一种不依赖于作为集总常数元件(与所涉及的电磁波波长相比具有较小尺寸的元件)的可变电容元件的方法是很重要的，其中，该集总常数元件当其被安装时产生上述寄生电抗分量。考虑到这个问题，在本发明中，利用了上述分布常数材料，该分布常数材料可以调制振荡器中共振器的电气长度((共振器的物理长度)/εeff；εeff为共振器中的有效介电常数)。

此外，考虑到上述问题，本发明还提供包括上述频率可调振荡器的感测设备，其中，从频率可调振荡器输出的电磁波被导入到分析物(analyte)，并且由探测单元探测携带该分析物的信息的、来自该分析物的电磁波。

根据本发明，因为没有必要安装诸如可变电容元件之类的集总常数元件，所以获得了这样的效果，即，不会出现由寄生电抗分量所引起的上述振荡特性恶化的问题。另外，当利用可以获得较大的电气长度调制的分布常数材料时，也可获得振荡频率可在较宽的频率范围变化的效果。

附图说明

图1是本发明的频率可调振荡器的一个实施例的透视图。

图2是本发明的频率可调振荡器如何允许振荡频率可变的机制的截面图。

图3是本发明的频率可调振荡器的另一个实施例的截面图。

图4是本发明的频率可调振荡器的又一个实施例的截面图。

图5是本发明的实例1的透视图。

图6是本发明的实例2的透视图。

图7是图6的截面图。

图8是本发明的实例3的透视图。

图9是图8的截面图。

图10A和10B是关于本发明的感测设备的实例4的透视图。

图11A和11B是现有技术的频率可调振荡器的视图。

具体实施方式

下面参照图1，说明本发明的优选实施例。