JPH0414301A - 誘電体共振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、誘電体共振形静電センサ等に使用される誘電
体共振装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、情報媒体に記録された情報を静電容量の変化とし
て検出するＶＨＤ方式等のビデオディスク装置が普及し
ている。この装置に使用される信号ピックアップ装置に
はストリップラインを用いた同軸共振器に替え、共振器
としてのＱの大きい誘電体共振器が用いられている。誘
電体共振器の利用はピックアップ装置を簡略にかつ小型
に構成できる利点を持っている 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、小型のビデオディスク装置に使用する場
合や類似装置において非常に狭い空間内を移動するよう
な使用形態が考えられ、このような使用形態の要求゛に
応えるためには、さらに静電センサの小型化が必要とな
り、このためにはケースと回路基板と誘電体共振器とか
らなる誘電体共振装置をさらに小型化することが必要と
なる。

この誘電体共振装置を超小型化するためには、まず、誘
電体共振器の長さを短くすればよいが、そうすると、共
振周波数が非常に高くなり、誘電体共振器に接続される
トランジスタ等の周辺回路とのインピーダンスや浮遊分
布容量等の影響が大きくなり、これにも限界が生じる。

また、誘電体共振器の断面積を小さくするとＱが低下し
、周波数特性が悪化するという問題が生じる。さらに、
誘電体共振器の誘電率を大きくすれば、誘電体共振器の
長さを短くでき、装置の小型化を図れるが、これも、材
料面から限界が生じる。このような種々の限界から、誘
電体共振器の最小寸法は４ｍｏ角が限度と考えられてい
た。

本発明者は、試作と実験をくりかえし、誘電体共振器の
超小型化を進める中で、回路基板のグランド面上に誘電
体共振器を配設し、このグランド面に対向する誘電体共
振器の平面をグランド電位に接続することにより、Ｑの
低下を防止できることができた。本発明は、この点に着
目してなされたものであり、本発明の目的は、誘電体共
振器の超小型化が可能な誘電体共振装置を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、次のように構成さ
れている。すなわち、本発明は、回路基板の表面に形成
された導体のグランド実装面上に誘電体共振器がその底
面側をハンダ付けすることによって実装されている誘電
体共振装置において、誘電体共振器の平面の少なくとも
１点が通電手段でグランド電位点に導通接続されている
ことを特徴として構成されている。

〔作用〕

本発明では、回路基板の表面に形成されるグランド実装
面の上側に誘電体共振器をハンダ付けによって接続固定
し、その誘電体共振器の平面にリード線や導体板を接続
して前記平面をグランドに接続することにより、Ｑの改
善が図られ、誘電体共振器を超小型にした場合において
も、誘電体共振器の特性の劣化が防止される。

〔本発明の原理〕

本発明に係る誘電体共振装置の原理を第３図を用いて説
明する。絶縁基板１５の上には銅等の導体によってグラ
ンド実装パターン７と出力導体パターン８が形成されて
いる。グランド実装パターン７の上には長方体状の誘電
体共振器９が、その底面１６をハンダペーストでハンダ
付けして固定している。誘電体共振器９は、公知のよう
に、長方体の誘電体焼結体の平面と底面と側面が良導電
金属１７、例えば金、銀、銅等で被覆され、また正面か
ら背面に貫通孔１８が設けられ、貫通孔１８には正面か
ら電極１０が挿入固定されている。この共振器９は、波
長λのλ／４モードで共振する場合は、背面にも上述の
良導電金属層が設けられ、λ／２モードで共振する場合
は良導電金属層が設けられない。

本発明の共振装置では、上述の構成において誘電体共振
器９の平面１４に補助電極１９の一端をハンダ付は接続
し、補助電極１９の他端をグランド実装パターン７にハ
ンダ付けしている。また、出力電極１０は出力導体パタ
ーン８にハンダ付けされている。

上述の構成において、１〜３ＧＨｚ程度の周波数の共振
器として考えると、基準電位であるグランド実装パター
ン７に対し、誘電体共振器９の平面１４は同じ電位にな
らない。

これは、誘電体単体の誘電率が７０〜９０と空気の誘電
率に対して極めて高く、しかも誘電体単体の焼結表面に
凹凸があることから高周波電流に対するインピーダンス
回路が形成されているためと考えられる。

本発明においては、補助電極１９を設けることによって
グランド電位面であるパターン７に対し短絡路を形成し
、共振器９の平面１４の電位をグランド電位に近づける
ことによって結果的にインピーダンスを小さくし共振器
のＱを改善している。

この考えを発展すると、共振器９の底面１６が共振器の
正面から背面方向に一定の長さをもってグランド電位に
接しているから平面１４における補助電極１９は点接続
ではなく上述の正面から背面までの長さ以上の幅を持た
せた仮を共振器９の平面１４に当接接続してこれを補助
電極とすることによって共振器９のＱは一層高くなると
考えることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図および第２図には本発明に係る誘電体共振器の第１の
実施例が示されている。これらの図において、回路基板
として機能するプリント基板６の上面側には銅箔等の導
体によってグランド実装面７と出力導体パターン８とが
互いに分離絶縁状態で形成されている。前記グランド実
装面７には同面７をグランドに接続するための適当数の
グランドリードパターン１２が分岐形成されている。

このグランド実装面７の上には誘電体共振器としてのセ
ラミック共振器９が載せられ、ハンダ接続により固定さ
れている。このハンダ付けに際しては、例えばセラミッ
ク共振器９の底面側に予めハンダペーストを設けておき
、セラミック共振器９の底面をグランド実装面７の上に
載せてハンダ鏝で加熱するかあるいは熱風を吹きつける
ことによりそのハンダ接続が達成される。このセラミッ
ク共振器９の実装状態で、セラミック共振器９の出力端
子の電極１０は前記出力導体パターン８にハンダ等を用
いて接続される。

セラミック共振器９が実装されたプリント基板６は銅等
の金属板からなる導体ケース１１に固定されており、こ
の固定状態で、前記グランド実装面７はグランドリード
パターン１２を利用して導体ケース１１と−か所以上の
点でハンダ付けにより接続されている。このグランド実
装面７と導体ケース１１との接続箇所（グランドリード
パターンの数）は、セラミック共振器９の共振周波数に
よって適宜決定されるもので、共振周波数が大きい場合
には、接続箇所を多くすることが好ましく、本実施例で
は、共振周波数をＩＧ七〜３ＧＨｚに設定しており、こ
の場合には、少なくとも３点以上の箇所で接続するよう
に構成することが望ましい。

導体ケース１１はシャーシアースに接続されて基準電位
としてのグランドとなっており、この導体ケース１１の
側面には導体金属の板によって形成された補助電極１３
の基端側かハンダ接続により固定されており、この補助
電極工３の先端側はセラミック共振器９の平面１４に伸
び、ハンダ付けによりその平面１４に接続されている。

つまり、セラミック共振器９の平面１４は補助電極１３
を介してグランドに接続されている。

上記のように構成されている本実施例によれば、セラミ
ック共振器９はその底面側がグランド実装面７の上に接
続固定され、平面１４側は補助電極１３によりグランド
に導通接続されているから、セラミック共振器９のＱの
大幅な改善を図ることができる。本実施例では、セラミ
ック共振器９を３ｍｍ角という従来では限界とされた大
きさをはるかに越えて小型化したにもかかわらず、従来
の実装方法、すなわち、セラミック共振器９の平面をグ
ランドに導通接続しない実装方式に比べ、Ｑが３０％以
上向上し、総合特性が５０％以上向上した。この結果、
従来の実装方法で５ｍｍ角のセラミック共振器を実装し
た場合と同等の特性を得ることができ、特性劣化の支障
を生じることなくセラミック共振装置の超小型化を達成
することができた。

第３図には本発明に係る誘電体共振装置の第２の実施例
の要部構成が示されている。この第２の実施例が前記第
１の実施例と異なることは、セラミック共振器９の平面
１４をグランドとリード＆’ｉ１９によって接続したこ
とであり、それ以外の構成は前記第１の実施例と同様で
ある。この第２の実施例においても、平面１４をグラン
ドに接続することで、Ｑの大幅な改善が達成され、前記
第１の実施例と同様に、特性の劣化を生じることなく、
超小型のセラミック共振装置を作り出すことができた。

なお、本発明は上記各実施例に限定されることはなく、
様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記各実施例で
は、回路基板としてプリント基板を用いているが、この
プリント基板の代わりに多層基板を用いてもよい。

また、第２の実施例では、リード線を用いてセラミック
共振器９の平面１４をグランド実装面７に接続している
が、この平面１４はグランドのいずれに接続してもよ（
、例えば、導体ケースｌｌ側に接続してもよい。

〔発明の効果〕

本発明は、グランド実装面に誘電体共振器を実装し、そ
の誘電体共振器の平面をグランドに導通接続したもので
あるから、誘電体共振器のＱの大幅な改善が図られ、誘
電体共振器を従来では到底考えられなかった超小型にし
ても特性の大幅な劣化を生じることがない。このことか
ら、感度の高い超小型の誘電体共振装置を提供すること
が可能となり、これに伴い、本発明の誘電体共振装置を
用いた各種装置の超小型化が可能となる。

また、装置の超小型化により装置の軽量化を図ることが
でき、装置の取扱いも非常に容易となる。

さらに、誘電体共振器の平面をグランドに接続する簡易
な構成でＱの改善が図れるから、優れた性能を持つ本発
明の誘電体共振装置を容易に製造することができるとと
もに、これを安価に提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る誘電体共振器の第１の実施例を示
す縦断面図、第２図は同実施例の要部を示す斜視図、第
３図は本発明に係る誘電体共振装置の第２の実施例を示
す要部斜視図である。 ６・・・プリント基板、７・・・グランド実装面（グラ
ンド実装パターン）、８・・・出力導体パターン、９・
・・誘電体共振器、１０・・・電極、１１・・・導一体
ケース、１２・・・グランドリードパターン、１３・・
・補助電極、１４・・・平面、１５・・・絶縁基板、１
Ｇ・・・底面、１７・・・良導電金属、１８・・・貫通
孔、１９・・・補助電極（リード線）。 第 弗

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　回路基板の表面に形成された導体のグランド実装面上
   に誘電体共振器がその底面側をハンダ付けすることによ
   って実装されている誘電体共振装置において、誘電体共
   振器の平面の少なくとも１点が通電手段でグランド電位
   点に導通接続されていることを特徴とする誘電体共振装
   置。