JPH04292001A - 誘電体同軸共振器 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フィルタ，発振器等に
採用される誘電体同軸共振器に関し、具体的には同軸共
振器のＱ０　を向上でき、かつ高いＱ０　を確保しなが
ら特に内径を標準化できるようにした構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、λ／４の誘電体同軸共振器とし
て、従来、図７に示す構造のものがある。この誘電体同
軸共振器４０は、円柱状の誘電体ブロック４１の軸芯に
円形の貫通孔４２を形成し、該貫通孔４２の内周面に内
導電膜４３を形成するとともに、上記誘電体ブロック４
１の開放側端面４１ａを除く外表面に外導電膜４４を形
成した構造となっている。このような誘電体同軸共振器
４０のＱ０　を決定する場合、従来、上記両導電膜４３
，４４の抵抗値（例えば電極の厚さ，電極材料，周波数
等）、誘電体ブロック４１の直径方向の断面積の大きさ
と共振器長さＬとの比、誘電体ブロック４１の直径方向
の断面形状，及び誘電体ブロック４１の材質（ｔａｎδ
）、等を選定して行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記誘電体
同軸共振器４０においては、その用途からしてＱ０　の
向上が要請されている。しかしながら上記従来の誘電体
同軸共振器４０では、上述の各選定方法によるＱ０　の
向上には限界があることから、現状では上記要請に応え
られないという問題がある。また、上記従来の同軸共振
器４０では、高いＱ０　を得るために誘電体ブロック４
１の外径ｂと貫通孔４２の内径ａとの比を狭い範囲に規
定していることから、外径ｂが少し変わっただけで内径
ａも変えなければならず、その結果内径の標準化、つま
り内導体内に挿入される部品の標準化を困難にしている
という問題がある。

【０００４】本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされ
たもので、Ｑ０　を向上して上記要請に応えられるとと
もに、部品の標準化ができる誘電体同軸共振器を提供す
ることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、誘電体
ブロックの軸芯に貫通孔を形成し、該貫通孔の内周面と
、上記誘電体ブロックの開放側端面を除く外表面部分と
に、それぞれ内導電膜，外導電膜を形成してなる誘電体
同軸共振器において、上記誘電体ブロックを横断面略正
方形の柱体とし、該誘電体ブロックの辺長さｂと上記貫
通孔の内径ａとのａ／ｂ比を０．２　〜０．４３とした
ことを特徴としている。

【０００６】ここで、本発明において上記構成を採用し
た理由について説明する。上記誘電体ブロックを略正方
形柱状体としたのは、図７及び図８に示すように、円柱
型，四角柱型において、共振器長Ｌ，外径ｂ，内径ａの
各寸法を同一とした場合、Ｑ０　は従来の円柱型に比べ
て四角柱型の方が高いことが判明したからである。本件
発明者らはＱ０　は誘電体ブロックの断面形状に関係し
ていることに着目し、また例えばλ／４の誘電体同軸共
振器におけるＱ０　は、 Ｑ０　＝Ｌ／δ・（１／１＋Ｌ／２ｂ・Ｆ）という式で
表せる（δは内導電膜，外導電膜の厚さ）ことに着目し
た。ここでＦは誘電体ブロックの断面形状にのみ依存す
るパラメータであり、式１で表される。

【０００７】

【数１】

【０００８】ここでＨは短絡面の磁界，Ｓは断面積，ｍ
は外周長さである。例えばａ＝２．６ｍｍ，ｂ＝４．０
ｍｍ　，Ｌ＝８．０ｍｍ　とすると、円柱型はＦ＝５．
８，四角柱型はＦ＝５．０　となり、これをＱ０　で比
較すると角柱型の方が約１３％高いこととなる。また、
ａ／ｂ比を０．２　〜０．４３としたのは、この範囲で
あればＱ０　のｍａｘに対して５％ダウン程度で済むか
らである。これは実験によって得られたもので、図４に
示すように、ａ／ｂ比とＱ０　との関係は、この比を大
きくするほどＱ０　が高くなって３．０　程度で最大と
なり、さらに比を大きくするとＱ０　が再び下がるとい
う放物線状の特性を有している。ここでＱ０　がｍａｘ
（上記比が３．０　のとき）　時より５％ダウン程度で
あれば実用上十分使用可能であり、この観点から上記ａ
／ｂ比は０．２　〜０．４３の範囲内に設定すればよい
こととなる。従って例えば、上記内径ａを２ｍｍとした
場合は、０．２　≦２．０／ｂ≦０．４３であるから、
外径ｂは４．６５〜１０．０ｍｍでよいこととなり、つ
まり外径ｂが２倍程度に異なる場合にも内径ａは同一で
良い。

【０００９】

【作用】本発明に係る誘電体同軸共振器によれば、誘電
体ブロックを正方形柱状体としたので、上述のように従
来の円柱型共振器と同一寸法にした場合と比べてＱ０　
を向上でき、上記要請に応えられる。また、本発明では
、誘電体ブロックの外径ｂと貫通孔の内径ａとのａ／ｂ
比を０．２　〜０．４３としたので、高いＱ０　を維持
しながら、外径が２倍程度異なっても内径は同一で良く
、従って内径の標準化、つまり内導体内に挿入する部品
の標準化を図ることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図について説明する
。図１ないし図３は本発明の一実施例による誘電体同軸
共振器を説明するための図である。本実施例では、アン
テナ共用器の送信，受信フィルタを構成する誘電体同軸
共振器に適用した場合を例にとって説明する。図におい
て、１はアンテナ共用器であり、これはＲＸ側（受信側
）フィルタ１ａと、ＴＸ側（送信側）フィルタ１ｂとを
ケース本体２内に並列配置し、該ケース本体２にケース
カバー３を装着して構成されている。上記各ＲＸ側フィ
ルタ１ａ，ＴＸ側フィルタ１ｂには結合基板４が配設さ
れており、該結合基板４の表面にはＴＸ側伝送線路５，
及びＲＸ側伝送線路６がパターン形成されている。 この両伝送線路５，６の接続部にはＡＮＴ端子８が接続
されており、上記ＴＸ側伝送線路５の外端部，及びＲＸ
側伝送線路６の外端部にはそれぞれＴＸ端子７，及びＲ
Ｘ端子９が接続されている。なお、１９は結合基板４の
取付け孔であり、該取付け孔１９に上記ケース本体２の
突起部２ａを挿入して固定するようになっている。また
２２はアース電極であり、該アース電極２２はケース本
体２の接続片２ｂに接続されるようになっている。

【００１１】また、上記ＴＸ側伝送線路５にはコンデン
サ取付け部１０，及びコイル取付け用孔２０がそれぞれ
形成されており、該コンデンサ取付け部１０にはそれぞ
れチップコンデンサＣ８〜Ｃ１１の一方の電極が接続さ
れている。この各コンデンサＣ８〜Ｃ１１の他方の電極
には上記ＴＸ側フィルタ１ｂの各結合端子１６〜１８が
接続されている。さらに上記コンデンサＣ８の他方の電
極にはコイルＬ１，Ｌ２の一端が接続されており、両コ
イルＬ１，Ｌ２の他端はコイル取付け用孔２０に挿入接
続されている。また、上記各コンデンサＣ９〜Ｃ１１の
間のコイル取付け用孔２０にはコイルＬ３，Ｌ４が挿入
接続されており、これにより帯域阻止フィルタが構成さ
れている。

【００１２】上記結合基板４のＲＸ側伝送線路６には、
該伝送線路６を複数に分断するスリットＳ１〜Ｓ６が形
成されている。この各スリットＳ１〜Ｓ６にはチップコ
ンデンサＣ１〜Ｃ６が半埋め状態で挿入されており、該
各コンデンサＣ１〜Ｃ６の両電極は上記伝送線路６に接
続されている。また、上記各コンデンサＣ１，Ｃ３，Ｃ
４，Ｃ６にはそれぞれ上記ＲＸ側フィルタ１ａの各結合
端子１１，１２，１４，１５が接続されている。さらに
上記ＲＸ側伝送線路６の略中央部に形成されたコンデン
サ取付け部２１にはチップコンデンサＣ７の一方の電極
が接続されており、他方の電極にはＲＸ側フィルタ１ａ
の結合端子１３が接続されている。これにより帯域通過
フィルタが構成されている。

【００１３】また、上記ＲＸ側フィルタ１ａは５つの誘
電体同軸共振器Ｒ１〜Ｒ５により構成されており、上記
ＴＸ側フィルタ１ｂは３つの誘電体同軸共振器Ｒ６〜Ｒ
８により構成されている。この各同軸共振器Ｒ１〜Ｒ８
は図１，図２に示すように、誘電体ブロック２５の軸心
に円形の貫通孔２６を形成し、該貫通孔２６の内周面に
内導電膜２７を形成するとともに、上記誘電体ブロック
２５の開放側端面２５ａを除く外表面に外導電膜２８を
形成して構成されている。上記ＲＸ側の各同軸共振器Ｒ
１〜Ｒ５，及びＴＸ側の各同軸共振器Ｒ６〜Ｒ８の各側
面同士は当接しており、かつ下面は上記ケース本体２の
底面上に半田付け接続されている。また上記各同軸共振
器Ｒ１〜Ｒ８の上面には上記ケースカバー３が当接して
おり、該ケースカバー３に形成された半田孔３ａに充填
された半田により接続固定されている。なお、３ｂはコ
イルのインダクタンスや共振周波数を調整するための調
整用開口である。

【００１４】そして、上記各誘電体同軸共振器Ｒ１〜Ｒ
８の誘電体ブロック２５は横断面正方形の柱状体であり
、該誘電体ブロック２５の辺長さｂと貫通孔２６の内径
ａとのａ／ｂ比は０．２　〜０．４３の範囲内に設定さ
れている。

【００１５】次に本実施例の作用効果について説明する
。本実施例によれば、アンテナ共用器１のＲＸ側フィル
タ１ａ，ＴＸ側フィルタ１ｂを構成する誘電体同軸共振
器Ｒ１〜Ｒ８を正方形柱状体としたので、従来の円柱型
同軸共振器に比べて同一寸法でありながらＱ０　を向上
でき、ひいては挿入損失を低減できる。また、本実施例
では、誘電体ブロック２５の外径ｂと貫通孔２６の内径
ａとのａ／ｂ比を０．２　〜０．４３としたので、高い
Ｑ０　を維持できる範囲内で内径ａの標準化を図ること
ができ、ひいては上記貫通孔２６内に圧入する結合端子
１１〜１８の標準化を可能にできる。しかも、まわりの
影響を受け難い低い入力インピーダンスを有する同軸共
振器Ｒ１〜Ｒ８を提供できる。これは一般的に、上記ａ
／ｂ比を小さくすることにより、入力インピーダンスも
小さくできるので、高いＱ０が維持できる範囲でインピ
ーダンスも小さくできる。また、本実施例では、上記各
同軸共振器Ｒ１〜Ｒ８同士を直接当接させるとともに、
各共振器Ｒ１〜Ｒ８をケース本体２，ケースカバー３に
直接半田付け接続したので、部品点数を削減してコスト
を低減できるとともに、アンテナ共用器１全体を小型化
できる。これは従来の円柱型同軸共振器をケース内に配
設する場合は、該共振器同士，及び共振器とケースとの
間にアーススプリングを介在させて接続するようにして
おり、それだけ部品点数が増大するとともに、大型化す
るという問題があった。

【００１６】なお、上記実施例では、誘電体ブロック２
５の貫通孔２６を同一径で構成した場合を例にとって説
明したが、本発明は誘電体同軸共振器の構造はこれに限
られるものではない。図５及び図６は上記実施例の変形
例を示す。この誘電体同軸共振器３０は、正方形柱状体
からなる誘電体ブロック３１に内径の異なる貫通孔３２
ａ，３２ｂを段状に形成し、該両貫通孔３２ａ，３２ｂ
の内周面に内導電膜３３を形成するとともに、上記誘電
体ブロック３１の開放側端面３１ａを除く各側面に外導
電膜３４を形成して構成されている。この同軸共振器３
０においても、誘電体ブロック３１を正方形柱状に形成
するとともに、該ブロック３１の辺長さｂと上記貫通孔
３２ａの内径ａとのａ／ｂ比を０．２　〜０．４３とす
ることにより、上記実施例と略同様の効果が得られる。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明に係る誘電体同軸共
振器によれば、誘電体ブロックを正方形柱状に形成する
とともに、該誘電体ブロックの辺長さｂと貫通孔の内径
ａとのａ／ｂ比を０．２　〜０．４３としたので、Ｑ０
　を向上できる効果があるとともに、高いＱ０　を維持
しながら部品を標準化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による誘電体同軸共振器を説
明するための斜視図である。

【図２】上記実施例の誘電体同軸共振器の断面図である
。

【図３】上記実施例の誘電体同軸共振器が採用されたア
ンテナ共用器を示す分解斜視図である。

【図４】本発明の構成を説明するためのａ／ｂ比とＱ０
　との関係を示す特性図である。

【図５】上記実施例の変形例による誘電体同軸共振器を
示す斜視図である。

【図６】上記誘電体同軸共振器の断面図である。

【図７】従来の誘電体同軸共振器を示す斜視図である。

【図８】本発明の成立過程を説明するための誘電体同軸
共振器の斜視図である。

【符号の説明】

２５，３１　　誘電体ブロック ２５ａ，３１ａ　　開放側端面 ２６，３２ａ　　貫通孔 ２７，３３　　内導電膜 ２８，３４５　　外導電膜 Ｒ１〜Ｒ８，３０　　誘電体同軸共振器ａ　　貫通孔の
内径 ｂ　　誘電体ブロックの辺長さ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　誘電体ブロックの軸芯に貫通孔を形成
   し、該貫通孔の内周面に内導電膜を形成するとともに、
   上記誘電体ブロックの開放側端面を除く外表面部分に外
   導電膜を形成してなる誘電体同軸共振器において、上記
   誘電体ブロックを横断面略正方形の柱状体とし、該誘電
   体ブロックの辺長さｂと上記貫通孔の内径ａとのａ／ｂ
   比を０．２　〜０．４３としたことを特徴とする誘電体
   同軸共振器。