JP2646151B2 - 誘電体共振器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車電話の基地局における空中線共用装
置の構成素子等に好適なTE_01δモード誘電体共振器に関
するものである。

従来の技術 第６図は、従来におけるTE_01δモード誘電体共振器の
要部を示す断面図（第７図のＢ−Ｂ断面図）、第７図
は、第６図のＡ−Ａ端面図で、両図において、11₁はシ
ールドケースの側壁、11₂および11₃はシールドケースの
端壁で、これらは鉄等より成る母材の表面に銅または銀
メッキを施して形成してある。12はTE_01δモード誘電体
共振素子、13は共振素子12の支持体、４は共振周波数調
整素子、５は調整素子４の駆動用送り螺子である。

そして上記従来の誘電体共振器においては、支持体13
の軸長、共振素子12の軸長および共振素子12の端面のう
ち、支持体13と接する端面と反対側の端面と、この端面
と対向するシールドケースの端壁11₂との間隔を、互い
にほぼ等しく形成するとともに、シールドケースの側壁
11₁の内径を共振素子12の外径のほぼ1.5倍に形成してい
る。

発明が解決しようとする課題 上記従来の誘電体共振器は、以下、説明するようなTE
_01δモード誘電体共振器の有する一般的特性を有する。

すなわち、第８図に一例を示すように、共振素子12の
外径D_dとシールドケースの側壁11₁の内径D_sの比D_d/D_sが
大となるにしたがって共振周波数が高い方へ変化し、ま
た第９図に一例を示すように、支持体13の軸長Ｍが長く
なるにしたがって共振周波数が低い方へ変化する。

第８図における横軸は共振素子12の外径D_dとシールド
ケースの側壁11₁の内径D_sの比D_d/D_s、縦軸は共振周波数
f_O（MHz）と変化分Δｆ（kHz）で、第９図における横軸
は支持体13の軸長Ｍ、縦軸は第８図と同様である。

第10図は、第８図および第９図をまとめた図で、横軸
はD_d/D_sまたはＭ、縦軸はΔｆ（kHz）、曲線Δf_DはD_d/D
_sの変化に対応する共振周波数f_Oの変化分Δｆの変化を
示し、曲線Δf_MはＭの変化に対応する共振周波数f_Oの変
化分Δｆの変化を示す。

誘電体共振器の周囲温度、すなわち、室温が上昇（ま
たは降下）すると、共振素子12の外径D_dとシールドケー
スの側壁11₁の内径D_sの比D_d/D_sおよび支持体13の軸長Ｍ
がともに大（または小）となるから、周囲温度（室温）
の変化に応じて共振周波数は第11図に示す曲線のように
変化する。

第11図において、横軸は周囲温度Ｔ（℃）、縦軸、曲
線Δf_Dおよび曲線Δf_Mは第10図と同様である。

誘電体共振器に加えられる電力が比較的小なる場合に
は、電力印加による各部品の発熱が比較的小であるか
ら、共振周波数はほとんど周囲温度（室温）の変化にの
み左右されて第11図に示す曲線と同様に変化することと
なり、共振素子12の外径D_dとシールドケースの側壁11₁
の内径D_sの比D_d/D_sの大きさの変化および支持体13の軸
長Ｍの長さの変化による共振周波数の総合的変化は、第
11図における曲線Δf_Dと曲線Δf_Mの合成曲線で示され
る。

第12図は、第11図における曲線Δf_Dと曲線Δf_Mの合成
曲線を示す図で、横軸は周囲温度（室温）Ｔ（℃）、縦
軸は共振周波数f_O（MHz）の変化分Δｆ（kHz）である。

誘電体共振器に加えられる電力が大なる場合には、周
囲温度（室温）の変化による共振素子12および支持体13
の変形に加えて、印加電力の損失分によって共振素子12
および支持体13に生ずる熱のために、共振器の構成部品
の形状寸法が変化し、その結果、第13図［横軸は周囲温
度（室温）と共振素子12および支持体13において生ずる
熱による温度との合成温度T_T（℃）、縦軸は共振周波数
f_O（MHz）の変化分Δｆ（kHz）］に示すように、合成温
度T_Tの変化に対する共振周波数の変化が大となって、安
定な動作を期待することができない。

したがって、上記従来の誘電体共振器は、これを空中
線共用装置の構成素子として用いる場合、空中線共用装
置が通常の共用装置で、その構成素子として用いられる
上記従来の誘電体共振器に加えられる電力が小なる場合
には、特に問題を生ずることはないが、共用装置におけ
る伝送周波数間隔が狭く、送信電力が大なる場合には、
共用装置を構成する上記従来の誘電体共振器に大電力が
引加され、主として固体誘電体より成る共振素子12およ
び支持体13において生ずる熱のために、共振器の構成部
品の形状寸法が変化し、その結果、安定な動作を期待す
ることができないこと第13図について説明したとおりで
ある。

課題を解決するための手段 本発明は、有底筒状をなし、線膨張係数の小なる導体
より成るシールドケースと、 シールドケース内に同軸状に設けられ、シールドケー
スの線膨張係数に比し、大なる線膨張係数を有する筒状
の固体誘電体より成るTE_01δモード誘電体共振素子と、 シールドケース内に同軸状に設けられてTE_01δモード
誘電体共振素子を支持し、TE_01δモード誘電体共振素子
と同様材質の筒状固体誘電体より成る支持体とを備える
とともに、 シールドケースをほぼ１×10^-6/℃ないしほぼ２×10
^-6/℃の線膨張係数を有する導体で形成し、 TE_01δモード誘電体共振素子および支持体をほぼ９×
10^-6/℃の線膨張係数を有する固体誘電体で形成し、 支持体の軸長を、TE_01δモード誘電体共振素子の軸長
のほぼ0.6倍に、 TE_01δモード誘電体共振素子の外径を、その軸長のほ
ぼ２倍に、 TE_01δモード誘電体共振素子の端面のうち、支持体と
接する端面と反対側の端面と、この端面と対向するシー
ルドケースの端壁との間隔を、TE_01δモード誘電体共振
素子の軸長のほぼ1.2倍に、 シールドケースの内径を、TE_01δモード誘電体共振素
子の外径のほぼ1.7倍に、それぞれ形成したTE_01δモー
ド誘電体共振器を実現することによって、従来の誘電体
共振器の欠点を除こうとするものである。

作用 本発明誘電体共振器においては、 シールドケースを、ほぼ１×10^-6/℃ないしほぼ２×1
0^-6/℃の線膨張係数を有する導体で形成し、 TE_01δモード誘電体共振素子および支持体を、ほぼ９
×10^-6/℃の線膨張係数を有する固体誘電体でそれぞれ
形成するとともに、 支持体の軸長を、TE_01δモード誘電体共振素子の軸長
のほぼ0.6倍に、 TE_01δモード誘電体共振素子の外径を、その軸長のほ
ぼ２倍に、 TE_01δモード誘電体共振素子の端面のうち、支持体と
接する端面と反対側の端面と、この端面と対向するシー
ルドケースの端壁との間隔を、TE_01δモード誘電体共振
素子の軸長のほぼ1.2倍に、 シールドケースの内径を、TE_01δモード誘電体共振素
子の外径のほぼ1.7倍に、それぞれ形成することによっ
て、共振器に印加される電力の大小に関係なく、共振素
子の支持体の軸長の変化に対する共振周波数特性（共振
周波数の変化）および共振素子の外径とシールドケース
の内径との比の変化に対する共振周波数特性（共振周波
数の変化）が互いに補償し合って、周囲温度（室温）と
共振素子および支持体に生ずる熱による温度との合成温
度の変化に対する共振周波数の変動が極めて小なるもの
となる。

実施例 第１図は、本発明の一実施例の要部を示す断面図（第
２図のＢ−Ｂ断面図）、第２図は、第１図のＡ−Ａ端面
図で、両図において、1₁はシールドケースの側壁、1₂お
よびl₃はシールドケースの端壁で、これらは例えばニッ
ケル鋼の一種で、線膨張係数がほぼ１×10^-6/℃のスー
パーアンバー（登録商標）または線膨張係数がほぼ２×
10^-6/℃のアンバー（登録商標）を母材とし、その表面
に銅または銀メッキを施して形成する。

２は筒状のTE_01δモード誘電体共振素子で、シールド
ケースの側壁1₁と同軸状に設けられ、例えば比誘電率が
ほぼ35、使用周波数900MHzにおける無負荷Ｑがほぼ2500
0、線膨張係数がほぼ９×10^-6の固体誘電体より成り、
その軸長Ｈおよび外径D_dを所要の共振周波数に応じて選
んである。

３は共振素子２の支持体で、シールドケースの側壁1₁
と同軸状に設けられ、共振素子２と同様の材質で、共振
素子２と一体に形成した筒状の固体誘電体より成り、そ
の端部をシールドケースの端壁1₃に固定してある。

４は共振周波数調整素子で、筒状または柱状の固体誘
電体より成り、共振素子２と同軸状に取り付けられると
ともに、共振素子２の中空内部への挿入長を変え得るよ
うに設けてある。５は調整素子４の駆動用送り螺子であ
る。

なお、第１図および第２図には、入力および出力端
子、入力および出力結合素子等は、これらを図示するの
を省略してある。

本発明誘電体共振器においても、TE_01δモード誘電体
共振器の有する一般的特性、すなわち、第８図ないし第
12図について説明した特性と同様の特性を有する。

そこで本発明者は、シールドケース、共振素子２およ
び支持体３を前記のような線膨張係数を有する材料で形
成し、TE_01δモード誘電体共振器の有する一般的特性を
考慮しながら、各構成素子の寸法比を適当に異ならせて
構成した各種試作器ごとに60Wの比較的大電力を印加す
るとともに、この試作器を恒温槽内に収納して、恒温槽
内の温度の変化と支持体３の温度変化の状態を実測した
ところ、 支持体３の軸長Ｍを、共振素子２の軸長Ｈのほぼ0.6
倍に、 共振素子２の外径を、その軸長Ｈのほぼ２倍に、 共振素子２の端面のうち、支持体３と接する端面と反
対側の端面と、この端面と対向するシールドケースの端
壁1₂との間隔Ｓを、共振素子２の軸長Ｈのほぼ1.2倍
に、 シールドケースの側壁1₁の内径を、共振素子２の外径
のほぼ1.7倍に、それぞれ形成した試作器において、第
３図に示すような結果を得ることができる。

第３図において、横軸は経過時間ｔ（単位は時間）、
縦軸は恒温槽内の温度T_C（℃）または支持体３の温度T_M
（℃）、黒丸印を連ねる細い実線は恒温槽内の温度変化
を示す曲線、白丸印を連ねる太い実線は支持体３の温度
変化を示す曲線で、細い実線で示すように、最初恒温槽
内の温度をほぼ５℃に設定し、ほぼ２時間30分後に恒温
槽内の温度をほぼ22℃に高め、更に、ほぼ２時間30分後
にほぼ42℃に高めた場合における支持体３の温度変化を
実測した結果を示してある。

第４図は、上記のように60Wの比較的大電力を引加す
るとともに、恒温槽内に収納して恒温槽内の温度を第３
図に示したように変化させた場合における本発明誘電体
共振器の試作器の共振周波数f_Oの変化を実測値によって
示す図で、横軸は第３図と同様で、縦軸は共振周波数f_O
（MHz）の変化分Δｆ（kHz）である。

第４図から明らかなように、この試作器においては、
60Wの比較的大電力を印加した場合、ほぼ５℃ないし42
℃の周囲温度変化に対して共振周波数f_Oの変動幅は、周
波数が高くなる方へ最大でほぼ3kHzである。

そこで、電力の無引加時におけるこの試作器の共振周
波数が、所要の共振周波数f_Oに対してほぼ3kHzだけ低く
なるように、共振周波数調整素子４を調整しておけば、
引加電力が60W付近において、所要の共振周波数f_Oがほ
ぼ保持されることとなる。

これを一般的に説明すると、所要の共振周波数f_Oの許
容変動幅をΔf_Oとすると、第５図に示すように、周囲温
度が比較的低く、電力の無引加時における共振周波数を
（f_O−Δf_O）に設定しておけば、周囲温度がほぼ常温
で、引加電力60Wにおいて共振周波数をほぼ所要値f_Oに
保持させることができる。

予想される周囲温度の変化および引加電力に応じて設
定値（f_O−Δf_O）を選定することによって、共振周波数
をほぼ所要値に保持させることができる。

なお、第５図において、横軸は周囲温度（室温）と共
振素子２および支持体３において生ずる熱による温度と
の合成温度T_T（℃）、縦軸は共振周波数f_O（MHz）の変
化分Δｆ（kHz）である。

本発明誘電体共振器の各構成素子の寸法比を上記のよ
うに選ぶとともに、シールドケース、共振素子２及び支
持体３を上記のような線膨張係数を有する材質で形成す
ることによって、第３図および第４図について説明した
ような共振周波数の温度特性が得られることは、共振器
各部の温度上昇による寸法の変化と共振器内に分布する
磁界の相対的変化が適当に作用して共振周波数の変動を
極めて低く抑えるものと思われる。

本発明誘電体共振器における電磁界分布は、第１図に
破線で磁界分布を示し、第２図に矢印を付した実線で電
界分布を示すように、磁界は、固体誘電体より成る共振
素子２の内部、共振素子２の端面とシールドケースの端
壁1₂との間の空間部分、共振素子２の側面とシールドケ
ースの側壁1₁との間の空間部分、シールドケースの側壁
1₁、端壁1₃、固体誘電体より成る支持体３の側面および
共振素子２の端面によって囲まれた空間部分に亙って連
続して分布し、温度変化によって各部の寸法が変化する
と、前記のように分布する磁束密度が相対的に変化し、
この変化に応じて共振周波数が上下する。

すなわち、温度上昇（または降下）により支持体３の
軸長Ｍが大（または小）となって、シールドケースの端
壁1₃と共振素子２の端面との対向間隔が大（または小）
となると、この部分における磁束密度が相対的に疎（ま
たは密）となって共振周波数が低下（または上昇）す
る。

温度上昇（または降下）により共振素子２の軸長Ｈが
大（または小）となると、共振素子２内における磁束密
度が相対的に疎（または密）となって共振周波が低下
（または上昇）する。

温度上昇（または降下）により支持体３および共振素
子２の各軸長ＭおよびＨが大（または小）となった結
果、共振素子２の端面とシールドケースの端壁1₂との対
向間隔が小（または大）となると、この部分における磁
束密度が相対的に密（または疎）となって共振周波数が
上昇（または低下）する。

温度上昇（または降下）により共振素子２の外径が大
（または小）となると、共振素子２内における磁束密度
が相対的に疎（または密）となって共振周波数が低下
（または上昇）する。

温度上昇（または降下）により共振素子２の外径が大
（または小）となって、共振素子２の側面とシールドケ
ースの側壁1₁との対向間隔が小（または大）となると、
この部分における磁束密度が相対的に密（または疎）と
なって共振周波数が上昇（または低下）する。

そして、共振素子２内における磁束密度は、温度変化
による共振素子２の軸長の変化後の長さまたは外径の変
化後の長さに比例して変化し、固体誘電体とシールドケ
ースとの対向空間内における磁束密度、すなわち、共振
素子２の端面とシールドケースの端壁1₂との対向空間内
における磁束密度、共振素子２の側面とシールドケース
の側壁1₁との対向空間内における磁束密度、シールドケ
ースの端壁1₃と共振素子２の端面との対向空間内におけ
る磁束密度は、温度変化による各構成素子の寸法変化後
における対向空間の長さの二乗の逆数に比例して変化す
る。

本発明においては、シールドケースの端壁1₃と共振素
子２の端面との対向空間の長さ、すなわち、支持体３の
軸長Ｍと、共振素子２の端面とシールドケースの端壁1₂
との対向空間の長さＳとの比が0.6対1.2であるから、支
持体３の軸長Ｍの伸縮に対応して伸縮するシールドケー
スの端壁1₃と共振素子２の端面との対向空間の磁界への
影響に対して、共振素子２の端面とシールドケースの端
壁1₂との対向空間の長さＳの伸縮による磁界への影響は
ほぼ1/4となる。

なお、電界は、第２図に示すように、共振素子２の円
周方向に存在し、かつ、電界の大部分は共振素子２の内
部に存在するので、温度変化による各部の寸法変化の影
響、特にシールドケースの寸法変化の影響が少なく、共
振周波数の変動には、ほとんど寄与することがない。

次に、計算値に基づいて、上記温度変化と各部の寸法
変化の関係および各部の寸法変化と共振周波数の変化の
関係を説明する。

温度変化前の温度における物体の長さをL_O、物体の線
膨張係数をα、変化した温度をｔ（℃）、温度の変化後
における物体の長さをL_tとすると、これらの間に次式が
成立すること周知のとおりである。

L_t＝L_O（１＋αｔ） 本発明誘電体共振器に加えられる電力が比較的小さ
く、引加電力による各部の温度上昇を無視することがで
き、周囲温度の上昇によって各部の温度が40℃だけ上昇
したものとすると、温度上昇前における各部の寸法は、
次のように表わされる。

支持体３の軸長Ｍは、M_O＝0.6 共振素子２の軸長Ｈは、H_O＝１ 共振素子２の端面とシールドケースの端壁1₂との対向
空間長Ｓは、S_O＝1.2 シールドケースの軸長（SCで表わす）は、SC_O＝M_O＋H
_O＋S_O＝2.8 共振素子２の外径（D_dで表わす）は、D_dO＝２ シールドケースの内径（D_sで表わす）は、D_sO＝3.4 共振素子２の側面とシールドケースの側壁1₁との対向
空間長（Ｇで表わす）は、G_O＝（D_sO−D_dO）/2＝（3.4
−２）/2＝0.7 温度上昇後における各部の寸法は、次のように表わさ
れる。

支持体３の軸長は、M_t 共振素子２の軸長は、H_t 共振素子２の端面とシールドケースの端壁1₂との対向
空間長は、S_t シールドケースの軸長は、SC_t＝M_t＋H_t＋S_t 共振素子２の外径は、D_dt シールドケースの内径は、D_st 共振素子２の側面とシールドケースの側壁1₁との対向
空間長は、G_t＝（D_st−D_dt）/2 支持体３および共振素子２を形成する各材質の線膨張
係数α_ｄは、前記のように、α_ｄ＝９×10^-6/℃、シー
ルドケースの線膨張係数α_ｓは、前記のように、α_ｓ＝
１×10^-6/℃であるから、次の各式が成立する。

第１表 Mt＝0.6（１＋９×10^-6×40）＝0.600216 H_t＝１（１＋９×10^-6×40）＝1.00036 SC_t＝2.8（１＋１×10^-6×40）＝2.800112 S_t＝SC_t−M_t−H_t＝2.800112−0.600216−1.00036 ＝1.199536 D_dt＝２（１＋９×10^-6×40）＝2.00072 D_st＝3.4（１＋１×10^-6×40）＝3.400136 G_t＝（D_st−D_dt）/2＝（3.400136−2.00072）/2 ＝0.699708 温度上昇による各部の寸法の変化分を、 支持体３の軸長の場合、ΔＭ 共振素子２の軸長の場合、ΔＨ 共振素子２の端面とシールドケースの端壁1₂との対向
空間長の場合、ΔＳ、 シールドケースの軸長の場合、ΔSC 共振素子２の外径の場合、ΔD_d シールドケースの内径の場合、ΔD_s 共振素子２の側面とシールドケースの側壁1₁との対向
空間長の場合、ΔＧとすると、 第２表 ΔＭ＝M_t−M_O＝0.600216−0.6＝＋0.000216 （−Δf_M） ΔＨ＝H_t−H_O＝1.00036−１＝＋0.00036 （−Δf_H） ΔSC＝SC_t−SC_O＝2.800112−2.8＝＋0.000112 （−Δ
f_SC） ΔＳ＝S_t−S_O＝1.199536−1.2＝−0.000464 （＋Δf_S） ΔD_d＝D_dt−D_dO＝2.00072−２＝＋0.00072 （−Δf_Dd） ΔD_s＝D_st−D_sO＝3.400136−3.4＝＋0.000136 （−Δ
f_Ds） ΔＧ＝G_t−G_O＝0.699708−0.7＝−0.000292 （＋Δf_G） 上記各式の右側における括弧内は、温度変化による各
部の寸法変化が共振周波数に及ぼす影響を示すもので、
例えば（−Δf_M）は、支持体３の軸長Ｍが大となって、
シールドケースの端壁1₃と共振素子２の端面との対向空
間長が大となった結果、共振周波数を低下させるように
作用することを表わし、また、（＋Δf_G）は、共振素子
２の側面とシールドケースの側壁1₁との対向空間長Ｇが
小となって共振周波数が上昇させるように作用すること
を表わす。

本発明誘電体共振器に加えられる電力が比較的大で、
共振素子２および支持体３の温度が40℃だけ上昇し、共
振素子２および支持体３の温度上昇に伴ってシールドケ
ースの温度が上昇するが、周囲温度が一定に保たれてい
るため、シールドケース自体の熱放射によってシールド
ケースの温度が低下し、シールドケースの温度が初期状
態の温度に一定に保たれるものと仮定した場合における
各部の寸法変化は次のとおりである。

第３表 M_t＝0.6（１＋９×10^-6×40）＝0.600216 H_t＝１（１＋９×10^-6×40）＝1.00036 SC_t＝2.8 S_t＝SC_t−M_t−H_t＝2.8−0.600216−1.00036＝1.199424 D_dt＝２（１＋９×10^-6×40）＝2.00072 D_st＝3.4 G_t＝（D_st−D_dt）/2＝（3.4−2.00072）/2＝0.69964 温度上昇による各部の寸法の変化分は、 第４表 ΔＭ＝M_t−M_O＝0.600216−0.6＝＋0.000216 （−Δf_M） ΔＨ＝H_t−H_O＝1.00036−１＝＋0.00036 （−Δf_H） ΔSC＝SC_t−SC_O＝2.8−2.8＝０ （０） ΔＳ＝S_t−S_O＝1.199424−1.2＝−0.000576 （＋Δf_S） ΔD_d＝D_dt−D_dO＝2.00072−２＝＋0.00072 （−Δf_Dd） ΔD_s＝D_st−D_sO＝０ （０） ΔＧ＝G_t−G_O＝0.69964−0.7＝−0.00036 （＋Δf_G） 本発明共振器のシールドケースを、線膨張係数が２×
10^-6/℃である導体で形成した他は、共振器の構成条件
が前記の場合と同様で、本発明共振器に加えられる電力
が比較的小さく、引加電力による各部の温度上昇を無視
することができ、周囲温度の上昇によって各部の温度が
40℃だけ上昇したものとすると、各部の寸法変化は、次
のように表わされる。

第５表 M_t＝0.6（１＋９×10^-6×40）＝0.600216 H_t＝１（１＋９×10^-6×40）＝1.00036 SC_t＝2.8（１＋２×10^-6×40）＝2.800224 S_t＝SC_t−M_t−H_t＝2.800224−0.600216−1.00036 ＝1.199648 D_dt＝２（１＋９×10^-6×40）＝2.00072 D_st＝3.4（１＋２×10^-6×40）＝3.400272 G_t＝（D_st−D_dt）/2＝（3.400272−2.00072）/2 ＝0.699776 温度上昇による各部の寸法の変化分は、 第６表 ΔＭ＝M_t−M_O＝0.600216−0.6＝＋0.000216 （−Δf_M） ΔＨ＝H_t−H_O＝1.00036−１＝＋0.00036 （−Δf_H） ΔSC＝SC_t−SC_O＝2.800224−2.8＝＋0.00024 （−Δ
f_SC） ΔＳ＝S_t−S_O＝1.199648−1.2＝−0.000352 （＋Δf_S） ΔD_d＝D_dt−D_dO＝2.00072−２＝＋0.00072 （−Δf_Dd） ΔD_s＝D_st−S_sO＝3.400272−3.4＝＋0.000272 （−Δ
f_DS） ΔＧ＝G_t−G_O＝0.699776−0.7＝−0.000224 （＋Δf_G） 前記本発明共振器（シールドケースの線膨張係数が２
×10^-6/℃である共振器）に加えられる電力が比較的大
で、共振素子２および支持体３の温度が40℃だけ上昇
し、共振素子２および支持体３の温度上昇に伴ってシー
ルドケースの温度が上昇するが、周囲温度が一定に保た
れているため、シールドケース自体の熱放射によってシ
ールドケースの温度が低下し、シールドケースの温度が
初期状態の温度に一定に保たれるものと仮定した場合に
おける各部の寸法変化は次のとおりである。

第７表 M_t＝0.6（１＋９×10^-6×40）＝0.600216 H_t＝１（１＋９×10^-6×40）＝1.00036 SC_t＝2.8 S_t＝SC_t−M_t−H_t＝2.8−0.600216−1.00036＝1.199424 D_dt＝２（１＋９×10^-6×40）＝2.00072 D_st＝3.4 G_t＝（D_st−D_dt）/2＝（3.4−2.00072）/2＝0.69964 温度上昇による各部の寸法の変化分は、 第８表 ΔＭ＝M_t−M_O＝0.600216−0.6＝＋0.000216 （−Δf_M） ΔＨ＝H_t−H_O＝1.00036−１＝＋0.00036 （−Δf_H） ΔSC＝SC_t−SC_O＝2.8−2.8＝０ （０） ΔＳ＝S_t−S_O＝1.199424−1.2＝−0.000576 （＋Δf_S） ΔD_d＝D_dt−D_dO＝2.00072−２＝＋0.00072 （−Δf_Dd） ΔD_s＝D_st−D_sO＝０ （０） ΔＧ＝G_t−G_O＝0.69964−0.7＝−0.00036 （＋Δf_G） 第１表および第２表をまとめると、 第９表 本発明共振器（シールドケースの線膨張係数 １×10^-6/℃、引加電力小） M_t 0.600216 ΔＭ ＋0.000216 （−Δf_M） H_t 1.00036 ΔＨ ＋00036 （−Δf_H） SC_t 2.800112 ΔSC ＋0.000112 （−Δf_SC） S_t 1.199536 ΔＳ −0.000464 （＋Δf_S） D_dt 2.00072 ΔD_d ＋0.00072 （−Δf_Dd） D_st 3.400136 ΔD_s ＋0.000136 （−Δf_Ds） G_t 0.699708 ΔＧ −0.000292 （＋Δf_G） 第３表および第４表をまとめると、 第10表 本発明共振器（シールドケースの線膨張係数 １×10^-6/℃、引加電力大） M_t 0.600216 ΔＭ ＋0.000216 （−Δf_M） H_t 1.00036 ΔＨ ＋0.00036 （−Δf_H） SC_t 2.8 ΔSC ０ （０） S_t 1.199424 ΔＳ −0.000576 （＋Δf_S） D_dt 2.0072 ΔD_d ＋0.00072 （−Δf_Dd） D_st 3.4 ΔD_s ０ （０） G_t 0.69964 ΔＧ −0.00036 （＋Δf_G） 第５表および第６表をまとめると、 第11表 本発明共振器（シールドケースの線膨張係数 ２×10^-6/℃、引加電力小） M_t 0.600216 ΔＭ ＋0.000216 （−Δf_M） H_t 1.00036 ΔＨ ＋0.00036 （−Δf_H） SC_t 2.800224 ΔSC ＋0.00024 （−Δf_SC） S_t 1.199648 ΔＳ −0.000352 （＋Δf_S） D_dt 2.00072 ΔD_d＋0.00072 （−Δf_Dd） D_st 3.400272 ΔD_s ＋0.000272 （−Δf_DS） G_t 0.699776 ΔＧ −0.000224 （＋Δf_G） 第７表および第８表をまとめると、 第12表 本発明共振器（シールドケースの線膨張係数 ２×10^-6/℃、引加電力大） M_t 0.600216 ΔＭ ＋0.000216 （−Δf_M） H_t 1.00036 ΔＨ ＋0.00036 （−Δf_H） SC_t 2.8 ΔSC ０ （０） S_t 1.199424 ΔＳ −0.000576 （＋Δf_S） D_dt 2.00072 ΔD_d ＋0.00072 （−Δf_Dd） D_st 3.4 ΔD_s ０ （０） G_t 0.69964 ΔＧ −0.00036 （＋Δf_G） 発明の効果 本発明は、共振周波数の変動を補償するための部品を
新たに加える等の手段を講ずることなく、シールドケー
スをほぼ１×10^-6/℃ないしほぼ２×10^-6/℃の線膨張係
数を有する導体で形成し、TE_01δモード誘電体共振素子
および支持体をほぼ９×10^-6/℃の線膨張係数を有する
固体誘電体で形成するとともに、TE_01δモード誘電体共
振器の有する一般的特性に着目して、支持体の軸長を、
TE_01δ誘電体共振素子の軸長のほぼ0.6倍に、共振素子
の外径を、その軸長のほぼ２倍に、共振素子の端面のう
ち、支持体と接する端面と反対側の端面と、この端面と
対向するシールドケースの端壁との間隔を、共振素子の
軸長のほぼ1.2倍に、シールドケースの内径を、共振素
子の外径のほぼ1.7倍に、それぞれ形成することによっ
て、第３図ないし第５図を用いて説明し、第９表ないし
第12表の各右側における括弧内に±の符号付きで、温度
変化による各部の寸法変化が共振周波数に及ぼす影響
が、各表ごとに同じ傾向であることを示したが、これら
から明らかなように、本発明誘電体共振器は、引加電力
が大なる場合にも小なる場合にも共振周波数をほぼ安定
に保つことが可能なもので、自動車電話の基地局におけ
る空中線共用装置の構成素子等に好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の要部を示す断面図、第２
図は端面図、第３図ないし第５図は、それぞれ本発明共
振器の設計手法を説明するための図、第６図は、従来の
共振器の要部を示す断面図、第７図は端面図、第８図な
いし第12図は、TE_01δモード誘電体共振器の有する一般
的特性を説明するための曲線図、第13図は、従来の共振
器における共振周波数の温度特性を示す曲線図で、1₁:
シールドケースの側壁、1₂および1₃:シールドケースの
端壁、２……共振素子、3:支持体、4:共振周波数調整素
子、5:送り螺子、11₁:シールドケースの側壁、11₂およ
び11₃:シールドケースの端壁、12:共振素子、13:支持体
である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有底筒状をなし、線膨張係数の小なる導体
   より成るシールドケースと、 前記シールドケース内に同軸状に設けられ、前記シール
   ドケースの線膨張係数に比し、大なる線膨張係数を有す
   る筒状の固体誘電体より成るTE_01δモード誘電体共振素
   子と、 前記シールドケース内に同軸状に設けられて前記TE_01δ
   モード誘電体共振素子を支持し、前記TE_01δモード誘電
   体共振素子と同様材質の筒状固体誘電体より成る支持体
   とを備えるとともに、 前記シールドケースをほぼ１×10^-6/℃ないしほぼ２×1
   0^-6/℃の線膨張係数を有する導体で形成し、 前記TE_01δモード誘電体共振素子および前記支持体をほ
   ぼ９×10^-6/℃の線膨張係数を有する固体誘電体で形成
   し、 前記支持体の軸長を、前記TE_01δモード誘電体共振素子
   の軸長のほぼ0.6倍に、 前記TE_01δモード誘電体共振素子の外径を、その軸長の
   ほぼ２倍に、 前記TE_01δモード誘電体共振素子の端面のうち、前記支
   持体と接する端面と反対側の端面と、この端面と対向す
   る前記シールドケースの端壁との間隔を、前記TE_01δモ
   ード誘電体共振素子の軸長のほぼ1.2倍に、 前記シールドケースの内径を、前記TE_01δモード誘電体
   共振素子の外径のほぼ1.7倍に、それぞれ形成したこと
   を特徴とする誘電体共振器。