JPH0519972U - 誘電体共振器共振周波数の温度係数測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 誘電体共振器共振周波数の温度係数測定装置
におけるＴＥ_01l+δモードの境界条件を単純化する。 【構成】 導電性中空円筒形密閉容器２を具備し、導電
性中空円筒形密閉容器２底壁に載置され測定されるべき
誘電体共振器１を設置する誘電体円板４を具備し、ここ
で導電性中空円筒形密閉容器２の内径および誘電体円板
４の直径は測定されるべき誘電体共振器１の直径と比較
して充分に大であり、誘電体円板４の周縁部と導電性中
空円筒形密閉容器２の内周面との間には間隙が存在する
ように構成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、誘電体共振器共振周波数の温度係数測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

誘電体共振器の共振周波数の温度係数を測定する測定装置およびこれによる測 定の従来例を図４を参照して説明する。図４において、２は誘電体共振器の共振 周波数の温度係数測定装置の金属製中空円筒形密閉容器であり、測定されるべき 誘電体共振器１はこの容器２内に収容される。１１は誘電体共振器１の支持台で あり、誘電体の細いパイプにより構成されている。次いで、ＴＥ_01l+δモードの 境界条件を示す図２を参照するに、５は密閉容器２の上下の導体壁を示し、１は 測定されるべき誘電体共振器であり、ε_r1は支持台１１を含む共振器１下方領域 の比誘電率、ε_r2は共振器１上方領域の比誘電率、ε_r4は共振器１側方領域の比 誘電率、ε_r3は共振器１側方領域の下方の領域の比誘電率、ε_r5は共振器１側方 領域の上方の領域の比誘電率、ε_r は測定されるべき誘電体共振器１自体の比誘 電率である。測定はε_r1＝ε_r2＝ε_r3＝ε_r4＝ε_r5＝１であるものと仮定して行 なわれる。また、誘電体共振器の共振周波数の温度係数τ_f は、その誘電率の温 度係数をτε、その熱膨張係数をαとして、下記の式（１）により求める。

【０００３】

【数１】

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、図４に示される装置内において測定される共振周波数の温度係数は、 厳密には下記の式（２）で表現される。

【０００５】

【数２】 但し、ε_r ：誘電体共振器の比誘電率 Ｄ ：誘電体共振器の直径 Ｌ ：誘電体共振器の高さ ε' _r ：支持台の比誘電率 ｄ₁ ：支持台の直径 ｄ₂ ：密閉容器の内経 ｌ₁ ：支持台の高さ ｌ₂ ：密閉容器の内側高さ ｔ ：温度 Ｆ ：ε_r 、Ｄ、Ｌ、ε' _r ｄ₁ 、ｄ₂ 、ｌ₁ 、ｌ₂ をパラメータ として共振周波数を記述する関数。

【０００６】 即ち、図４に示される装置内において測定される共振周波数の温度係数は、温 度変化による誘電体共振器１の比誘電率ε_r の変動に起因する変動項、温度変化 による誘電体共振器１の直径Ｄの変動に起因する変動項、温度変化による誘電体 共振器１の高さＬの変動に起因する変動項、温度変化による支持台１１の比誘電 率ε' _r 変動に起因する変動項、温度変化による支持台１１の直径ｄ₁ の変動に 起因する変動項、温度変化による金属製中空円筒形密閉容器２の内径ｄ₂ の変動 に起因する変動項、温度変化による支持台１１の高さｌ₁ の変動に起因する変動 項、温度変化による金属製中空円筒形密閉容器２の内側高さｌ₂ の変動に起因す る変動項、より成る。

【０００７】 ここで、密閉容器２と支持台１１に関する最後の５個の変動項をτ_c としてま とめると、

【０００８】

【数３】 となる。τ_c が無視しても差し支えない程小であれば、式（２）は式（１）と等 価である。しかし、図４に示される温度係数測定装置はτ_c を無視することがで きる構成のものではない。τ_c を無視できる様にするためには誘電体共振器１と 温度係数測定装置の寸法比が一定になる様にすればよく、このことは既に実施さ れている。即ち、温度係数測定装置の熱膨張係数を誘電体共振器１の熱膨張係数 αに近似するために、温度係数測定装置を誘電体共振器１の熱膨張係数αに合わ せてカスタム・メイドしている。これは効率的な、容易なやり方とは言えない。 そして、支持台１１として細い支持棒を使用しており、細いとはいえこの支持棒 が存在するために誘電体共振器１下方領域の比誘電率ε_r1を１と近似することが できない。また、支持台１１は細い支持棒であるところから測定されるべき誘電 体共振器１は支持台１１に接着固定しなければ不安定である。

【０００９】 この考案は、上述の通りの欠点、問題を解消した誘電体共振器共振周波数の温 度係数測定装置を提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】 誘電体共振器共振周波数の温度係数測定装置いおいて、導電性中空円筒形密閉 容器を具備し、導電性中空円筒形密閉容器に対してその直径方向に挿入位置決め される２本のアンテナ・プローブを具備し、導電性中空円筒形密閉容器底壁に載 置され測定されるべき誘電体共振器を設置する誘電体円板を具備し、ここで導電 性中空円筒形密閉容器の内径および誘電体円板の直径は測定されるべき誘電体共 振器の直径と比較して充分に大であり、誘電体円板の周縁部と導電性中空円筒形 密閉容器の内周面との間には間隙が存在するように構成した。

【００１１】

【実施例】

この考案の実施例を図１を参照して説明する。図１における２は誘電体共振器 の共振周波数の温度特性測定装置の金属製中空円筒形密閉容器である。４は誘電 率の温度変化の少ない誘電体円板である。これら密閉容器２および誘電体円板４ の直径は測定されるべき誘電体共振器１の直径と比較して充分に大きく例えば３ 倍以上に構成されている。図３を参照すると、円筒形密閉容器２には、その直径 方向に、円筒形密閉容器２への突入長さを調整可能に、挿入位置決めされる２本 のアンテナ・プローブが具備されている。３はアンテナを導くセミリジット・ケ ーブル、１０はセミリジット・ケーブル３を円筒形密閉容器２内に導入するパイ プである。９はセミリジット・ケーブル３とパイプ１０との間を封止するシール 剤である。７は円筒形密閉容器２とパイプ１０との間を気密にするＯリングであ る。８はバックアップ・リング、１２は押圧部材、６は取付ネジである。取付ネ ジ６をゆるめれば、パイプ１０を動かすことができ、これによりアンテナと誘電 体共振器１との間の結合の調整ができる。１３は円筒形密閉容器２内の空気を吸 引するための排気口である。

【００１２】 ここで、誘電体共振器共振周波数の温度係数τ_f を求める手順を簡単に説明し ておく。先ず、ＴＥ_01l+δモードの共振周波数ｆ₀ は、図２の境界条件のもとに おけるＴＥ_01l+δモードの特性方程式および共振条件式を連立させ、固有値を計 算することにより求めることができる。そして、共振周波数ｆ₀ を測定すること ができたことで、逆に誘電体共振器の比誘電率ε_r を計算により求めることがで きる。比誘電率ε_r は温度ｔの関数ε_r (t) であり、これから下記の定義式によ りτεを求めることができる。

【００１３】

【数４】 誘電体共振器の熱膨張係数αは別に実測しておく。これらτεとαと式（１）と により誘電体共振器共振周波数の温度係数τ_f を求めることができる。

【００１４】

【考案の効果】

以上の通りであって、この考案による誘電体共振器共振周波数の温度係数測定 装置は、測定されるべき誘電体共振器１を支持する支持台として、測定されるべ き誘電体共振器１の直径と比較して充分に大なる直径の誘電体円板４を採用した ことにより、図２の境界条件においてε_r1＝ε_r3＝ε' _r 成立し、そして密閉容 器２内を排気して減圧すればε_r2＝ε_r4＝ε_r5≒１も成立するし、測定中の誘電 体共振器の結露を防止することができる結局、図２の境界条件は極く単純化され る。このことによりＴＥ_01l+δモードの共振周波数ｆ₀ の測定精度を高くするこ とができ、従って誘電体共振器の比誘電率ε_r を正確に求めることができる。誘 電体共振器の設置についても、接着固定の必要はなく極く容易になった。温度係 数測定装置を誘電体共振器１の熱膨張係数αに合わせてカスタム・メイドするよ うな必要はなくなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の温度係数測定装置を示す図。

【図２】ＴＥ_01l+δモードの境界条件を示す図。

【図３】アンテナ・プローブの導電性中空円筒形密閉容
器への突入長さを調整可能に挿入位置決めする構成を示
す図。

【図４】温度係数測定装置の従来例を示す図。

【符号の説明】

２ 金属製中空円筒形密閉容器 ３ アンテナ・プローブ を円筒形密閉容器ないに導
入するセミリジット・ケーブル ４ 誘電体円板

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性中空円筒形密閉容器を具備し、導
   電性中空円筒形密閉容器に対してその直径方向に挿入位
   置決めされる２本のアンテナ・プローブを具備し、導電
   性中空円筒形密閉容器底壁に載置され測定されるべき誘
   電体共振器を設置する誘電体円板を具備し、ここで導電
   性中空円筒形密閉容器の内径および誘電体円板の直径は
   測定されるべき誘電体共振器の直径と比較して充分に大
   であり、誘電体円板の周縁部と導電性中空円筒形密閉容
   器の内周面との間には間隙が存在するように構成される
   ことを特徴とする誘電体共振器共振周波数の温度係数測
   定装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載される誘電体共振器共振
   周波数の温度係数測定装置において、導電性中空円筒形
   密閉容器に排気口を具備せしめたことを特徴とする誘電
   体共振器共振周波数の温度係数測定装置。
3. 【請求項３】 請求項１、２に記載される誘電体共振器
   共振周波数の温度係数測定装置において、アンテナ・プ
   ローブの導電性中空円筒形密閉容器への突入長さは調整
   可能とされたものであることを特徴とする誘電体共振器
   共振周波数の温度係数測定装置。