JPH0436481B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は同調素子（tuning element）が空胴
へと突き出しているマイクロ波空胴共振器
（microwane cavity resonators）に関する。

本発明はかかる共振器の周波数安定性の問題に
特に適用可能である。通常温度変化は空胴のイン
ダクタンス及びキヤパシタンスの対応する変化を
生じる寸法変化を引起こす。これは対応する周波
数変化を生じる。従来、その問題は、その長さ変
化を制限するために同調素子においてINVARの
如き低い熱膨張係数の材料を使用することによつ
て処理される。結果として、空胴寸法が増加する
につれて、同調素子の端部と空胴の対向壁との間
の距離は増加する。従つてキヤパシタンスはイン
ダクタンスと反対に変化し、それ故周波数を安定
化する傾向がある。

この原理を使用する１つの同調機構は空胴へと
突き出している外側にねじ山をつけられた
（screwthreaded）管を有する。その外側端部は
閉じられておりそしてINV ARロツドは該管内
に滑動可能にハウジングされていてその端部の１
つが管の閉じた端部に当接し、そしてその他端は
管の端部を越えていくらかの距離突出しそしてシ
リンダ状ベローズ（cylindrical bellows）によつ
て管の端部から支持されたダイアフラムに突き出
るようになつている。この装置においては管の長
さはINVARの長さより多く変動しそしてその差
はベローズにより調節される。

かかる装置は或る用途、典型的にはアナログに
対して満足すべきものではあつたが、より厳しい
用途、たとえば僅かな位相変動が情報の完全な損
失を引起こし得る故に安定性が極めて重要である
デイジタルラジオ（digital radio）に対しては満
足すべきものではない。特に、ベローズはばたば
たはためき（floppy）、その故にそれとINVAR
管の端部との間の接触は温度変動又は振動により
変わり得るので問題が生じる。ベローズと管との
間にははんだつけ接合も必要であり、そして管と
空胴との間の金属−金属接触はそれらのそれぞれ
のねじ山によつている。これらは結果としての安
定に対する有害な作用を伴なう、R.F.エネルギー
のとる路の変動を引起すことがある。

本発明は、これらの問題を克服せんとするもの
であり、このためにその中に空胴を有するハウジ
ングを具備するマイクロ波装置を提供する。空胴
の１つの壁を通つて穴が延びておりそして低い熱
膨張係数を有する管状部材、たとえば、INVAR
（商標）が前記穴から空胴中へと延びている。該
穴における管状部材の端部は、それに対する軸線
方向運動に対して、好ましくは圧力接触によつて
積極的に位置づけられる。誘電材料の同調器素子
（tuner element）たとえば、水晶又はサフアイ
アのスラグ（slug）が管状要素の外側端部から突
き出している。同調器素子は前記装置の同調を達
成するように管状部材に対して軸線方向に調節可
能である。

好ましい態様においては、管状部材は前記穴内
に外側リツプを有する。穴はシヨルダを与える直
径の小さくなつた部分を有する。リツプシヨルダ
を圧して該管状部材を空胴に対して軸線方向に積
極的に位置づける。その場合にリツプはリツプと
該穴の外側端部にねじ込まれたブツシユ又はホル
ダの間に作用するばねワツシヤによりシヨルダに
押しつけられることができる。

好ましくは、同調器素子はその端部から間隔を
置いた位置で管状部材の内側に係合する。たとえ
ば同調器素子は、管状要素の内側と共同動作する
ように配列されている金属ボスに取付けられた、
管状部材の内側より小さい直径のスラグであるこ
とができる。便利には、金属ボスは外側にねじ山
をつけられており、そして管状部材は対応して内
側にねじ山をつけられている。誘電体材料のスラ
グの位置を調節するためのボスの回転は、その場
合には管状部材を通して挿入された工具、及び適
用可能ならば、外側ブツシユ又はホルダによるこ
とができる。ボスの運動は、好ましくは、それが
空胴におけるR.F.エネルギーから管状部材によつ
て常にしやへいされるように制限される。

本発明の態様を添付図面を参照して例としての
み説明する。図はマイクロ波空胴共振器の断面図
である。

図面に示されたマイクロ波空胴共振器は、図示
された如く見るとき、丸味をつけられたコーナを
有する平行六面体形（parallelpiped form）の空
胴１２を含むアルミニウムブロツク１０を具備す
る。ブロツク１０の外側から空胴１２の１つの壁
を通つて穴１４が延びている。穴１４の内側は外
側端部から沈み穴ぐりされて（counter bored）
空胴１２に隣接して直径が小さくなつた部分１６
を形成する。管状部材１８が空胴１２を横切つて
中程よりさらに多く穴１４から突き出している。
管状部材１８は、約0.6ppm／℃の係数を有する
INVAR（商標）の如き低い熱膨張係数を有する
材料からつくられる。

管状部材１８の外側は穴１４においてその端部
に隣接したリツプ２０を与えるように階段をつけ
られている。リツプ２０は直径の小さくなつた部
分１６と穴１４のより大きい直径の部分の間の半
径方向に延びているシヨルダ２２を圧する。円錐
形ばねワツシヤ２４が管状部材１８の端部と穴１
４の外方部分に位置づけられているブツシユ２６
の対向端部との間で作用する。ブツシユ２６は２
８における如く外側にねじ山をつけられて穴１４
の対応してねじ山をつけられた部分３０に係合す
る。ブツシユ２５が穴１４にねじ込まれるとき、
それはリツプ２０をシヨルダ２２としつかり当接
するように強制して、管状部材１８を空胴１２に
対して積極的に且つ正確に位置づける。部材１８
は少なくともリツプ２０と空胴における端部の間
のその外側及びその端部に隣接してその内側を銅
及び金で被覆されている。

管状部材１８のより小さい直径の部分は、穴１
４の小さくなつた直径の部分１６の直径より幾分
小さい直径を有していて、それらの間のクレアラ
ンスを生じて、管状部材１８とハウジングもしく
はブロツク１０との間の唯一の接触がリツプ２
０／シヨルダ２２界面であるようになつている。
これはR.F.エネルギーのための反復可能な且つ予
測可能な路を確実にする。

同調器素子３２は管状部材１８の前記突き出し
ている部分に位置づけられる。同調器素子３２
は、金属ボスの形態にあるねじ山つき金属支持部
材３６上に一端で取付けられた水晶、サフアイア
又は他の適当な誘電体材料の短いシリンダ形スラ
グ又はロツド３４を具備する。支持部材３６は中
間の半径方向にスロツドをつけられた部分４２よ
り相互接続された２つのねじ山つき部分３８，４
０を具備する。部分３８，４０は対応してねじ山
をつけられている管状部材１８の内側と共同動作
する。スロツトをつけられた部分４２は部分３８
及び４０上のねじのピツチをオフセツトするよう
に軸線方向に圧縮される。結果として、支持部材
３６は管１８内にあるとき自己ロツクしている
（self−locking）。穴１４の方に向けられた部材
３６の端部は、それがブツシユ２６を通して挿入
されるねじ回しによつて回転され得るようにスロ
ツトをつけられている。部材３６の構成はそれが
ばね負荷式自己ロツク性定トルク駆動機構
（spring−loaded，self−locking，constant
torque drive mechanism）として作用するよう
なものである。

管状部材１８のねじ山をつけられた部分はその
内側端部から或る距離ところで止まつていて僅か
に小さくなつた直径の短い区域４４を残し、同調
スラグ３４が接触することなくそれを通つて延び
ている。この装置は、支持部材は金属ボス３６、
従つて同調スラグ３４と管状部材１８の間の唯一
の接触が常に十分に管状部材１８内にあり、それ
故にR.F.フイールドからしやへいされている。そ
うしないと、金属ボス３６と管の間のねじによる
接続部を通つて電流が流れることがあり、そして
時間、温度、湿度又は振動と共に変化する信頼性
のない接触をもたらす。

操作においては、支持部材３６及びそれと共に
同調スラグ３４を管状部材１８に沿つてねじ込む
ことによつて同調調整がなされる。その場合に
は、空胴及び管状部材１８の温度係数間の差によ
つて温度変動にかかわりなく、同調が保持され
る。かくして、温度が増加するにつれて、空胴の
寸法は増加し、これはR.F.エネルギーのとる路の
インダクタンスを増加させる。しかしながら、管
状部材１８の長さは実質的に一定であり、その故
にその端部と空胴の対向壁との距離は増加する。
これはキヤパシタンスを減少させ、これはインダ
クタンスの増加の周波数に対する効果を無効にす
る傾向がある。

本発明の態様の利点は、管状部材がそのねじ山
が摩損した場合又は空胴をそれに同調させること
ができるところの周波数を変えることが所望され
る場合には容易に取替えることができるというこ
とである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従うマイクロ波装置の一つの
例の断面図である。図において１０……アルミニ
ウムブロツク、１２……空胴、１４……穴、１８
……管状部材、２０……リツプ、２２……シヨル
ダ、２４……円錐形ばねワツシヤ、２６……ブツ
シユ、３２……同調器素子、３４……スラグ又は
ロツド、３６……金属支持部材である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ その１つの壁を通る穴を有する空胴を含むハ
   ウジングと、前記穴内に積極的に位置づけられた
   １つの端部部分により支持され他の端部部分は前
   記空胴内に突き出している低い熱膨張係数を有す
   る材料の管状部材と、前記他の端部部分から該空
   胴内へ突き出すように該他の端部部分において位
   置づけられた誘電体同調器素子とを具備し、該同
   調器素子は突き出しの程度を変えるように該管状
   部材に対して可動であるようにしたマイクロ波装
   置。 ２ 該同調器素子は該管状部材から部分的に突き
   出している誘電体材料のスラグを具備し、該スラ
   グは該管状部材の内側と共同動作する金属支持部
   材によつて該管状部材において１端で支持されて
   おり、該支持部材が該管状部材によりR.F.しやへ
   いされるような、該管状部材の内方端部から所定
   の距離を越える該支持部材の運動を防止するため
   の手段が設けられている特許請求の範囲第１項記
   載の装置。 ３ 該穴は該空胴に隣接した直径の小さくなつた
   部分及び該直径の小さくなつた部分と直径の大き
   い外側の部分との間のシヨルダを形成するように
   内側に階段をつけられており、該管状部材の１つ
   の端部部分は該空胴に対して軸線方向に該管状分
   材を積極的に位置づけるために該シヨルダに当接
   する外側リツプを有し、そして該リツプを該シヨ
   ルダと接触するように強制するための手段が設け
   られている特許請求の範囲第１項記載の装置。 ４ 前記強制手段が該管状部材の外側端部と該穴
   にねじ込まれたブツシユの対向端部との間で作用
   するばねワツシヤより成る特許請求の範囲第３項
   記載の装置。 ５ 該穴の直径の小さくなつた部分はそこを通つ
   て延びている管状部材の外径より大きい直径を有
   していてそれらの間のクレアランスを与える特許
   請求の範囲第３項記載の装置。 ６ 該スラグと管状部材の取囲んでいる内表面と
   の間にクレアランスが設けられている特許請求の
   範囲第２項記載の装置。