JPH0311863Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は例えばYIG発振器に用いる電磁石に
関するものである。

「従来技術」 YIG発振器は単結晶フェライトから成る磁性球
の共振現象を利用した発振器である。この発振器
は電磁石を具備し、電磁石によつて磁性球に与え
る磁界を変化させることによつて発振周波数を変
化させることができる。従つて励磁磁界を鋸歯状
波状に変化させることによつて周波数掃引信号を
得ることができる。このような特性から一般にス
ペクトラムアナライザの局部発振器として利用さ
れている。

第４図に従来のYIG発振器に用いられている電
磁石の構造を示す。図中３０１は例えばパーマロ
イのような高磁性体によつて形成されたカップ状
磁気ケースを示す。このカップ状磁気ケース３０
１の軸芯に棒状の磁芯３０２が設けられる。磁芯
３０２とカップ状磁気ケース３０１は一般に同一
の磁性材料によつて形成される。

カップ状磁気ケース３０１の開口面は同様の磁
性材料で作られた蓋３０３が被せられ、ビス３０
４によつて封止される。棒状磁芯３０２には励磁
コイル３０５が巻装され、棒状磁芯３０２と蓋３
０３との間に磁気空隙３０６が形成される。

磁気空隙３０６には磁性球３０７が支持され、
この磁性球３０７に与える磁界が励磁コイル３０
５に与える励磁電流によつて変化するように制御
される。

「考案が解決しようとする問題点」 第３図に示した構造において励磁コイル３０５
に励磁電流を流すことにより励磁コイル３０５に
熱が発生する。励磁コイル３０５の温度は室温よ
り＋20℃程度高い温度となる。

励磁コイル３０５の温度が上昇することによつ
て棒状磁芯３０２が熱膨張し磁気空隙３０６の空
隙長が変化する。磁気空隙３０６の空隙長が変化
することにより磁性球３０７に与えられる磁界が
変化し、YIG発振器の発振周波数が温度の変化に
よつて変動する欠点が生じる。例えば空隙長が
0.01ミクロン程度変化してもYIG発振器の発振周
波数は8GHzの発振周波数に対して数100Hz程度変
化する。発振周波数の変化は電源投入直後に大き
く変動し、一定時間例えば３〜４時間経過すると
発振周波数は安定する。

従来よりこのような欠点が存在することは知ら
れている。この対策として一般にYIG発振器に自
動周波数制御回路を付設し、発振周波数が変化す
ることを防止する方法を採っている。

然し乍ら自動周波数制御回路を付設した場合コ
ストが高くなる別の面の不都合が生じる。

「考案の目的」 この考案は自動周波数制御回路を設けなくとも
発振周波数の変動を少なくすることができる高安
定電磁石を提供するものである。

「問題点を解決するための手段」 この考案では棒状磁芯３０２の温度変化を検出
するように負性抵抗素子を設け、この負性抵抗素
子を励磁コイルに並列接続することによつて棒状
磁芯３０２の温度上昇に追従して励磁コイルを流
れる電流を減少させるように構成したものであ
る。

（作用） この構成によれば棒状磁芯３０２が熱膨張によ
つて伸張し、磁気空隙３０６の空隙長が狭くな
り、磁気空隙３０６内の磁界が強くなるように変
化した場合、負性抵抗素子の抵抗値が減少し、負
性抵抗素子を流れる電流が増加する。この結果励
磁コイルを流れる励磁電流値が減少する方向に修
正され磁界の上昇を抑制するように動作する。

よつて磁芯が熱膨張によつて伸張しても磁気空
隙３０６内の磁界をほぼ一定値に保つことができ
る。

「実施例」 第１図にこの考案の一実施例を示す。図中第４
図と対応する部分には同一符号を付して示す。こ
の考案の特徴とする構造は棒状磁芯３０２に熱的
に結合した負性抵抗素子１００を設け、この負性
抵抗素子１００を第２図に示すように励磁コイル
３０５と並列に接続した点である。

第１図及び第２図に示す例ではサーミスタのよ
うな負性抵抗素子１００を棒状磁芯３０２に取付
け、棒状磁芯３０２の温度を負性抵抗素子１００
に直接与える構造とした場合を示す。負性抵抗素
子１００は電流調整用可変抵抗器２０１と直列接
続し、その直列回路を第２図に示すように励磁コ
イル３０５と並列接続する。尚第２図に示すＲは
励磁コイル３０５の直流抵抗を示す。

２００は励磁電流源を示す。ここでは鋸歯状波
状に変化する電流を発生する電流源を接続した場
合を示す。この励磁電流源２００は鋸歯状に変化
する定電流I₀を励磁コイル３０５に与えているも
のとする。

（実施例の動作説明） この実施構造によれば励磁電流源２００から与え
られる電流I₀は励磁コイル３０５と負性抵抗素子
１００に分流しI₀＝I_L＋I_sの関係を保つて動作す
る。

第３図に示すように励磁コイル３０５の温度Ｔ
℃が時間の経過に伴つて上昇し棒状磁芯３０２が
熱膨張するとき負性抵抗素子１００は棒状磁芯３
０２の温度上昇を感知し、その抵抗値が小さくな
る。よつて電流I_S増加し、この電流I_S増加した量
だけ励磁電流I_Lが減少し励磁磁界の上昇を抑制す
る。負性抵抗素子１００に分流する電流I_Sは可変
抵抗器１０１の抵抗値を変えることによつて調整
することができる。よつて起動直後に磁気空隙３
０６内の磁界が大きく変化しないように調整する
ことを容易に行うことができる。尚負性抵抗素子
１００の抵抗値と励磁コイル３０５の直流抵抗Ｒ
の値が適当な場合は可変抵抗器２０１を省略する
ことができる。また可変抵抗器によつて調整を行
なつた後、その抵抗値に合致した固定抵抗器を可
変抵抗器２０１の代りに接続することも考えられ
る。

また上述では負性抵抗素子１００を棒状磁芯３
０２に直接取付けた場合を説明したが、負性抵抗
素子１００を励磁コイル３０５に取付け、励磁コ
イルの温度から棒状磁芯３０２の温度を知るよう
に構成することもできる。

「考案の効果」 上述したようにこの考案の電磁石は棒状磁芯３
０２の温度Ｔ℃が上昇し、熱膨張によつて磁気空
隙３０６の空隙長が狭くなり磁界が強くなろうと
しても、棒状磁芯３０２の温度上昇により負性抵
抗素子１００の抵抗値が減少し、この抵抗値の減
少により負性抵抗素子１００に流れる電流I_Sが増
えて励磁コイル３０５に流れる電流が減少する。
励磁電流が減少することにより励磁磁界が弱くな
り、磁気空隙３０６内の磁界は一定値に保持され
る。

従つてこの考案によれば温度変化に対して磁気
空隙内の磁界を一定に保持することができる安定
性の高い電磁石を得ることができる。そして電磁
石を用いることよつて例えば発振周波数の変動が
少ないYIG発振器を構成することができる。

【考案の詳細な説明】 第１図はこの考案の一実施例を説明するための
断面図、第２図はこの考案の電気的な接続構造を
説明するための接続図、第３図はこの考案の動作
を説明するためのグラフ、第４図は従来の電磁石
を説明するための断面図である。

１００：負性抵抗素子、２００：励磁電流源、
３０１：磁気ケース、３０２：棒状磁芯、３０
３：蓋、３０６：磁気空隙。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 励磁コイルと磁気空隙を有する電磁石におい
   て、励磁コイルを巻装した磁芯の温度を検出する
   よう感温素子を設け、この感温素子を上記励磁コ
   イルに並列接続し、上記磁芯の温度上昇に追従し
   て上記励磁コイルを流れる励磁電流の値を減少さ
   せるように構成した高安定電磁石。