JPH0583016A

JPH0583016A - リング共振器及びこのリング共振器を用いたろ波器

Info

Publication number: JPH0583016A
Application number: JP27331891A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hatanaka; 博畠中
Original assignee: NIPPON DENGIYOU KOSAKU KK; Nihon Dengyo Kosaku Co Ltd
Current assignee: NIPPON DENGIYOU KOSAKU KK; Nihon Dengyo Kosaku Co Ltd
Priority date: 1991-09-24
Filing date: 1991-09-24
Publication date: 1993-04-02
Anticipated expiration: 2011-07-24
Also published as: JP2516857B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】小形で、耐電圧特性、放熱効果、温度特性、耐
振性等に優れ、高周波ろ波器を構成する大電力用共振器
として好適なリング共振器を提供する。【構成】一端をシ−ルドケ−ス１の下壁に固定した帯状
の金属板をコの字形に折り曲げてインダクタンス形成部
分２を形成し、このインダクタンス形成部分２の端部を
更に折り曲げて形成した折り曲げ部分３とシ−ルドケ−
ス１の下壁との間に固体誘電体４を介在させ、折り曲げ
部分３、固体誘電体４及びシ−ルドケ−ス１の下壁によ
って容量形成部分を形成し、インダクタンス形成部分と
容量形成部分より成る共振素子をシ−ルドケ−ス１に内
装してリング共振器を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、短波ないし極超短波帯
における放送機又は通信機器を構成する高周波ろ波器或
は上記帯域における空中線共用装置を構成する高周波ろ
波器等の構成に好適な共振器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記のような高周波ろ波器として、従来
はλ/₄同軸共振器（λは共振波長）、ヘリカル共振器又
は図２８及び図２９に一例を示すようなリング共振器が
用いられている。図２８（ａ）は、従来のリング共振器
の要部の一例を示す平面図、図２８（ｂ）は正面図で、
両図において、40はプリント基板、41はプリント基板40
の表面に設けた金属薄膜より成るインダクタンス形成部
分、42は容量形成部分で、インダクタンス形成部分41の
円周方向の長さを電気長で共振波長λの¹/₂ 又はその整
数倍に形成してある。図２９（ａ）もまた従来のリング
共振器の要部の一例を示す平面図、図２９（ｂ）は正面
図で、インダクタンス形成部分43の形状を角形に形成し
た他は、図２８に示したリング共振器と同様の構成であ
る。なお、図２８及び図２９には、入力結合素子、出力
結合素子、入力端子及び出力端子等を図示するのを省略
してある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記λ/₄同軸共振器
は、一般に大形で、共振素子としてTEM 誘電体共振素子
を用いることによって小形化が可能であるが、比較的多
量の固体誘電体を用いる結果、重量が大となり、又、使
用周波数が低い場合には、十分には小形化することが不
可能である。上記ヘリカル共振器は、共振器のインピ−
ダンスが高いため共振器内の電圧が高くなるので耐圧特
性に劣り、共振素子の表面積が狭いため放熱効果に劣る
結果電力容量が小である。又、ヘリカル共振器は、共振
素子がコイル状に巻かれた線状体より成るため耐震性に
劣り、共振素子の形状が複雑なため、これをインバ−ル
又はス−パ−インバ−ル等の材料を加工して形成するこ
とが困難で、共振周波数の温度特性の良好な共振器を製
作することが極めて困難である。図２８及び図２９に示
したリング共振器は、インダクタンス形成部分41（図２
８）及び43（図２９）の周方向の長さを電気長で共振波
長λの¹/₂ 又はその整数倍に形成してあるため、何れも
共振周波数が比較的低い場合には寸法が大となる。又、
図２８及び図２９に示した何れのリング共振器において
もプリント基板40が薄く、このプリント基板40における
損失のために共振器のＱを或る程度以上に高めることが
できず、インダクタンス形成部分41及び43が何れも幅の
狭い金属薄膜より成るため総面積が狭く、厚さも薄いた
め大電力用共振器として不適である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、一端をシ−ル
ドケ−スの壁面に固定した金属板を折り曲げ、他端を前
記壁面と対向させて成るインダクタンス形成部分と、前
記インダクタンス形成部分の他端及びこの他端と対向す
る前記壁面との間における容量形成部分とより成る共振
素子を備えたリング共振器を実現することによって従来
の欠点を除こうとするものである。

【０００５】

【実施例】図１（ａ）は、本発明の一実施例の要部を示
す断面図｛図１（ｂ）のＣ−Ｃ断面図｝、図１（ｂ）
は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｃ）は、図１
（ａ）のＢ−Ｂ断面図で、各図において、１はシ−ルド
ケ−ス、２は共振素子のインダクタンス形成部分で、適
宜幅の金属板をほぼコの字形又はＵ字形に折り曲げ、シ
−ルドケ−ス１の壁面のうち、例えば下壁に固定し、他
端を前記下壁と平行となるように折り曲げて、折り曲げ
部分３を形成してある。この折り曲げ部分３の折り曲げ
方向は、図示のように、共振素子のインダクタンス形成
部分２とシ−ルドケス１の下壁の一部によって囲まれる
空間の外側に向くように折り曲げるか、これと逆方向に
折り曲げてもよい。共振素子のインダクタンス形成部分
２の他端の折り曲げ部分３は、固体誘電体４を介してシ
−ルドケ−ス１の下壁に固定してある。共振素子のイン
ダクタンス形成部分２の他端の折り曲げ部分３とシ−ル
ドケ−ス１の下壁との間に固体誘電体４を介在させる代
りに、折り曲げ部分３とシ−ルドケ−ス１の下壁との間
に、絶縁物より成る小形のスペ−サを適宜数介在させて
折り曲げ部分３をシ−ルドケ−ス１の下壁に固定しても
よい。又、共振素子のインダクタンス形成部分２の他端
に電極板をＴ字形に取付け、固体誘電体又は絶縁スペ−
サを介してシ−ルドケ−ス１の下壁に固定してもよい。
前記折り曲げ部分３又はＴ字形に取付けた電極板とこれ
に対向するシ−ルドケ−ス１の下壁とによって共振素子
の容量形成部分が構成されることとなるが、上記のよう
な構成の他、共振素子のインダクタンス形成部分２の他
端とシ−ルドケ−ス１の下壁との間に、例えば固定容量
のセラミックコンデンサ又はバタフライ形可変容量コン
デンサ等の容量素子を介装するようにしてもよい。な
お、図１（ａ）において矢印を付した実線は、インダク
タンス形成部分２、折り曲げ部分３、固体誘電体４及び
シ−ルドケ−ス１の下壁の一部より成る共振素子に流れ
る電流を示し、図１（ｃ）において矢印を付した破線
は、磁界を表わす。

【０００６】図２（ａ）は、本発明リング共振器の等価
回路図で、L₁ないしL₃は図１（ａ）に示した共振素子の
インダクタンス形成部分２におけるから、から
及びからの各部分におけるインダクタンス分、C_Aは
図１（ａ）に示した折り曲げ部分３、これに対向するシ
−ルドケ−ス１の下壁及び両者間に介装された固体誘電
体４とによって形成される容量形成部分における容量分
である。図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるインダクタ
ンス分L₁ないしL₃をまとめてＬとして表わした等価回路
図で、他の符号は図２（ａ）と同様である。図１及び図
２には、入力結合素子、出力結合素子、入力端子、出力
端子及び共振周波数の微調整素子等は、図示するのを省
略してある。

【０００７】このように構成した本発明リング共振器に
おいては、シ−ルドケ−ス１を大形に形成する程、すな
わち、図１に示すように、シ−ルドケ−ス１の横縦及び
高さの寸法Ｘ、ＹおよびＺを大にする程、蓄えられる電
磁エネルギの量を大にすることができる。換言すれば、
シ−ルドケ−ス１を大形にする程、無負荷時のＱ（Q_U）
を高くすることができる。本発明者が試作品について実
測した結果、インダクタンス形成部分２の幅をｙ、イン
ダクタンス形成部分２におけるからまでの部分と
からまでの部分との対向間隙の長さをｘとした場合、
Ｘ≒Ｙ≒Ｚ、Ｘ／ｘ≒２、及びＹ／ｙ≒２に選ぶと共
に、インダクタンス形成部分２の頂部とシ−ルドケ−ス
１の上壁との間隔をほぼｘ／２に選んだ場合、電磁エネ
ルギを最も効率良く蓄え得ることを確かめることができ
た。したがって、各部の寸法を上記のように選んだ場
合、無負荷Ｑ（Q_U）を最も高くすることができる。各部
の寸法を上記のように選んだ場合において、折り曲げ部
分３、これに対向するシ−ルドケ−ス１の下壁及び両者
間に介装された固体誘電体４より成る容量形成部分の無
負荷Ｑ（容量形成部分における誘電体損で定まる無負荷
Ｑ）が、シ−ルドケ−ス１及びインダクタンス形成部分
２を銅で形成した場合における金属部分の無負荷Ｑより
遥かに高い場合、すなわち、容量形成部分における誘電
体損が無視できる場合における本発明リング共振器の無
負荷Ｑ（Q_U）は、近似的に次式で求めることができる。

【数１】上式においてＸ及びＹの各単位はcm、周波数ｆの単位は
MHz である。

【０００８】本発明リング共振器においては、図１
（ａ）に矢印を付した実線で示した電流、すなわち、イ
ンダクタンス形成部分２、折り曲げ部分３、固体誘電体
４及びシ−ルドケ−ス１の下壁の一部より成る共振素子
に流れる電流の分布が一様となり、又、インダクタンス
形成部分２の幅が比較的広く、長手方向の長さが比較的
短いため、共振素子のインピ−ダンスは低い。共振素子
のインピ−ダンスが低いため共振素子に流れる電流が比
較的大となるが、インダクタンス形成部分２の幅が比較
的広いため電流密度は比較的小となり、この電流によっ
てインダクタンス形成部分２が発熱したとしてもインダ
クタンス形成部分２の表面積が大なるため、放熱効果が
良好で、温度上昇を低く抑えることができる。共振素子
における温度上昇が低い結果、損失電力が従来の共振器
と同一な場合には、本発明リング共振器の電力容量は従
来の共振器に比し大となる。前述のように共振素子のイ
ンピ−ダンスが低いから共振素子に生ずる電圧も低く、
したがって、耐圧特性が良好である。

【０００９】本発明リング共振器におけるシ−ルドケ−
ス１は箱状体より成るから、共振波長に応じて適当な厚
さの金属板で形成することにより、十分な機械的強度を
もたせることができ、インダクタンス形成部分２も共振
波長に応じて適当な厚さの金属板で形成することによ
り、インダクタンス形成部分２自体の機械的強度を大に
することが可能で、折り曲げ部分３、固体誘電体４及び
シ−ルドケ−ス１の下壁の一部より成る容量形成部分も
また十分な機械的強度を有するように形成することがで
きると共に、インダクタンス形成部分２の一端をシ−ル
ドケ−ス１の下壁に固定し、他端を容量形成部分を介し
てシ−ルドケ−ス１の下壁に固定してあるから、共振素
子全体、したがって又共振器全体を十分な機械的強度を
有するように構成することができる。本発明リング共振
器におけるインダクタンス形成部分２は金属板を単に折
り曲げて形成してあるから、インバ−ル又はス−パ−イ
ンバ−ル等の材料を用いる場合にも加工が容易である。
インダクタンス形成部分２は、共振波長に応じて適当な
厚さの金属板で形成することにより十分な機械的強度を
もたせることが可能なこと前述のとおりであるが、例え
ば共振波長が短波帯のように比較的長い場合には、イン
ダクタンス形成部分２を形成する金属板として共振波長
に応じた厚さの板を用いることができず、所要値よりも
薄い金属板を用いる場合の生ずることがあり得るが、こ
のような場合には、金属板の縁部を折り曲げることによ
って機械的強度を高めることができる。

【００１０】図３（ａ）は、本発明リング共振器におけ
る入力結合素子、出力結合素子、入力端子及び出力端子
（以下、これらをまとめて入出力素子と略記する）の構
成の一例を示す断面図｛図３（ｂ）のＡ−Ａ断面図｝、
図３（ｂ）は正面図で、両図において、５は入力（又は
出力）端子で、例えば同軸接栓より成る。６は入力（又
は出力）結合容量素子で、適宜幅及び長さの金属板より
成り、一端を入力（又は出力）同軸接栓５の内部導体に
接続すると共に、板面をインダクタンス形成部分２のう
ち、折り曲げ部分３の上部における垂直部分の一部と適
宜間隔を隔てて対向させてある。７は出力（又は入力）
端子、８は出力（又は入力）結合容量素子で、これらは
入力（又は出力）端子５及び入力（又は出力）結合容量
素子６と同様の構成である。図３（ｃ）は、図３（ａ）
及び図３（ｂ）に示した本発明共振器の等価回路図で、
T_Iは入力端子、C_Iは入力結合容量、Ｒはシ−ルドケ−ス
１及び共振素子により形成される共振回路、C_Oは出力結
合容量、T_Oは出力端子である。入力（又は出力）結合容
量素子６及び出力（又は入力）結合容量素子８を上記の
ように構成する代りに、入力（又は出力）端子５と折り
曲げ部分３との間及び出力（又は入力）端子７と折り曲
げ部分３との間に、それぞれバタフライ形可変容量コン
デンサ又は固定容量のセラミックコンデンサ等の容量素
子を介装してもよい。

【００１１】図４（ａ）は、入出力素子の他の構成例を
示す断面図｛図４（ｂ）のＡ−Ａ断面図｝、図４（ｂ）
は背面図で、両図において、10はタップ結合用導体で、
出力（又は入力）端子７と、インダクタンス形成部分２
のうちシ−ルドケ−ス１の下壁に固定接地した端部の上
部における垂直部分の適宜個所とを結合する。入力（又
は出力）端子５と、インダクタンス形成部分２のうちシ
−ルドケ−ス１の下壁に固定接地した端部の上部におけ
る垂直部分の適宜個所との間にもタップ結合用導体９を
設けるが図には現われていない。

【００１２】図５（ａ）は、入出力素子の他の構成例を
示す断面図｛図５（ｂ）のＡ−Ａ断面図｝、図５（ｂ）
は背面図で、両図において、11及び12はそれぞれ適宜幅
及び長さの金属板より成る結合素子で、結合素子11は、
インダクタンス形成部分２のうちシ−ルドケ−ス１の下
壁に固定接地した端部の上部における垂直部分の適宜個
所と、入力（又は出力）端子５との間に設け、結合素子
12は、インダクタンス形成部分２のうちシ−ルドケ−ス
１の下壁に固定接地した端部の上部における垂直部分の
適宜個所と、出力（又は入力）端子７との間に設けてあ
る。この構成例においては結合素子11及び12の各板面と
インダクタンス形成部分２との間が磁界結合によって結
合されるから、タップ結合と磁界結合との複合結合とな
る。図５（ｃ）は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示した
共振器の等価回路図で、M_I及びM_Oは磁界結合係数で、他
の符号は図３（ｃ）と同様である。

【００１３】図６（ａ）は、入出力素子の他の構成例を
示す断面図｛図６（ｂ）のＡ−Ａ断面図｝、図６（ｂ）
は背面図で、両図において、13及び14はそれぞれ帯状の
金属板で、互いに適宜間隔を隔てて平行に設けると共
に、インダクタンス形成部分２のうちシ−ルドケ−ス１
の下壁に固定接地した端部の上部における垂直部分とそ
れぞれ適宜間隔を隔てて設け、各両端部を端子５及び７
とシ−ルドケ−ス１の下壁に接続し、インダクタンス形
成部分２の上記垂直部分と帯状金属板13及び14によって
それぞれストリップラインを形成させてある。図７は、
図６（ａ）と同様の断面図で、符号も同様であるが、図
６（ａ）及び図６（ｂ）においては、帯状の金属板13及
び14の接地側と反対側の端部に端子５及び７を設けて、
入出力結合を正結合で行うように構成してあるに対し、
図７に示した構成例においては、帯状の金属板13及び14
（金属板13は、図には現われていない）の接地側の端部
に端子５及び７（端子５は、図には現われていない）を
設けて、入出力結合を逆結合で行うように構成したもの
である。

【００１４】図８（ａ）は、入出力素子の他の構成例を
示す断面図｛図８（ｂ）のＢ−Ｂ断面図｝、図８（ｂ）
は、図８（ａ）のＡ−Ａ断面図で、両図において、15及
び16はそれぞれ結合用ル−プで、適宜幅の帯状金属板を
インダクタンス形成部分２の形状と同様のほぼコの字形
又はＵ字形に折り曲げ、各一端をシ−ルドケ−ス１の下
壁に固定接地し、各他端をシ−ルドケ−ス１の下壁と適
宜間隔を隔てて対向させ、各他端を端子５及び７に接続
してある。図８（ｃ）は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に
示した共振器の等価回路図で、符号は図３（ｃ）と同様
である。図８には、結合用ル−プ15及び16の各折り曲げ
方向をインダクタンス形成部分２の折り曲げ方向と同一
向きにして、入出力結合を正結合で行うように構成した
場合を例示してあるが、結合用ル−プ15及び16の各折り
曲げ方向をインダクタンス形成部分２の折り曲げ方向と
逆向きにして、入出力結合を逆結合で行うように構成し
てもよい。

【００１５】図９は、本発明リング共振器における共振
周波数の微調整素子の構成の一例を示す断面図｛図１
（ａ）に相当する断面図｝で、17は固定電極板で、その
一端をインダクタンス形成部分２のうち、折り曲げ部分
３側の端部に固着してある。18は可動電極板、19は駆動
螺子、20はロックナットで、固定電極板17と可動電極板
18との間に形成される容量が、折り曲げ部分３とシ−ル
ドケ−ス１の下壁との間に形成される容量と並列に挿入
され、駆動螺子19を正方向又は逆方向に回転して可動電
極板18を前進又は後退させることにより、固定電極板17
との間に形成される容量を変化させて共振周波数を微細
に調整することができる。なお、折り曲げ部分３とシ−
ルドケ−ス１の下壁との間に形成される容量を比較的大
幅に変えることによって、共振周波数の中心周波数を比
較的大幅に変更設定することが可能である。固定電極板
17及び可動電極板18を設ける代りに、折り曲げ部分３と
シ−ルドケ−ス１の下壁との間に可変容量コンデンサを
並列に接続すると共に、可変容量コンデンサにおける可
動素子の駆動軸をシ−ルドケ−ス１の外に導出し、外部
からの操作によって可変容量コンデンサの容量を変えて
共振周波数を微細に調整するように構成してもよい。

【００１６】図１０もまた本発明リング共振器における
共振周波数の微調整素子の構成の一例を示す断面図｛図
１（ａ）に相当する断面図｝で、21は同調螺子で、シ−
ルドケ−ス１の下壁からインダクタンス形成部分２によ
って囲まれた空間内に挿入してある。22はロックナット
である。図１１（ａ）は、図１１（ｂ）のＢ−Ｂ断面
図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＡ−Ａ断面図で、
この構成例においては、同調螺子21をシ−ルドケ−ス１
の側壁からインダクタンス形成部分２によって囲まれた
空間内に挿入してある。22はロックナットである。図１
０及び図１１に示した何れの構成例においても、同調螺
子21を正方向又は逆方向に回転してシ−ルドケ−ス１内
への挿入長を変えることにより、自己インダクタンスを
変化させて共振周波数を微細に調整することができる。
図１０及び図１１に示した構成例においては、何れも同
調螺子21をインダクタンス形成部分２によって囲まれた
空間内に挿入した場合を例示してあるが、インダクタン
ス形成部分２とシ−ルドケ−ス１との間の空間内へ挿入
するようにしてもよい。なお、図３ないし図１１におけ
る他の符号は、図１と同様である。

【００１７】図１２（ａ）は、本発明リング共振器を複
数個縦続接続して構成した帯域通過ろ波器の要部を示す
断面図｛図１２（ｂ）のＢ−Ｂ断面図｝、図１２（ｂ）
は、図１２（ａ）のＡ−Ａ断面図で、両図において、31
は共通のシ−ルドケ−ス、2₁ないし2₄はインダクタンス
形成部分、3₁ないし3₄は折り曲げ部分、4₁ないし4₄は固
体誘電体で、インダクタンス形成部分2₁ないし2₄、折り
曲げ部分3₁ないし3₄、固体誘電体4₁ないし4₄は、図１に
示したインダクタンス形成部分２、折り曲げ部分３、固
体誘電体４と同様の構成で、それぞれ共通のシ−ルドケ
−ス31の下壁の一部と共に共振素子を形成する。図１２
には示していないが、図３ないし図８に示した入出力素
子のうち、任意の入出力素子を選択して入力（又は出
力）端子及び入力（又は出力）結合素子を初段の共振素
子に結合し、出力（又は入力）端子及び出力（又は入
力）結合素子を終段の共振素子に結合すると共に、図９
ないし図１１に示した共振周波数の微調整素子のうち、
任意の微調整素子を選択して各共振素子に結合する。図
１２には、共振素子を４個縦続接続した場合を例示して
あるが、適宜増減して帯域通過ろ波器を構成できること
勿論である。図１２（ｃ）は、図１２（ａ）及び図１２
（ｂ）に示した帯域通過ろ波器の段間結合を説明するた
めの断面図、すなわち、図１２（ａ）のＣ−Ｃ断面図の
うち、初段及び次段の共振素子部分を示す断面図で、矢
印を付した破線は磁界を示し、S_Cは共振素子の中心間隔
で、他の符号は図１２（ａ）及び図１２（ｂ）と同様で
ある。図１２（ｃ）においてインダクタンス形成部分2₁
及び2₂の各幅ｙと、インダクタンス形成部分2₁及び2₂の
各垂直部分の間隔ｘとの関係をｘ＝ｙに選び、共通のシ
−ルドケ−ス31の幅Ｘとインダクタンス形成部分2₁及び
2₂の各垂直部分の間隔ｘとの関係をＸ＝２ｘに選ぶと共
に、インダクタンス形成部分2₁及び2₂の各頂部と共通の
シ−ルドケ−ス31の上壁との間隔をほぼｘ／２に選び、
共振素子の中心間隔S_Cを変えた場合における段間の磁界
結合係数M_mの変化を実測した結果を図１３に示す。図１
３において、横軸は等間隔目盛で、

【数２】の値を表わし、縦軸は対数目盛で、磁界結合係数M_mであ
る。上記帯域通過ろ波器を設計するに当っては、従来と
同様手法の回路設計によって段間磁界結合係数M_mを求
め、図１３に示した磁界結合特性曲線から共振素子の中
心間隔S_Cを求める。

【００１８】図１４は、上記帯域通過ろ波器の製作方法
の一例を説明する図で、図１４（ａ）は縦続接続される
共振素子におけるインダクタンス形成部分を構成する部
品で、32は帯状の共通固定部分、2₁ないし2₄は帯状の共
通固定部分32の側縁から直角方向に突出させたインダク
タンス形成部分で、これらは金属板を打抜く等の手段に
よって一体に形成してある。図１４（ｂ）は共振素子に
おける容量形成部分の構成部品で、33は帯状の誘電体板
で、裏面の全域に金属薄膜を付着させ、表面の一部、す
なわち、インダクタンス形成部分2₁ないし2₄の各外端部
の折り曲げ部分（図１２における3₁ないし3₄に相当する
部分）に対応する個所33₁ ないし33₄ に金属薄膜を付着
させてある。図１４（ａ）に示したインダクタンス形成
部分2₁ないし2₄の各基部を帯状の共通固定部分32と直角
となるように折り曲げ、更に、インダクタンス形成部分
2₁ないし2₄を図１４（ｃ）に示すようにほぼコの字形又
はＵ字形に折り曲げ、帯状の共通固定部分32の下面を共
通のシ−ルドケ−ス31の下壁に半田付け等によって固着
し、図１４（ｂ）に示した帯状の誘電体板33を帯状の共
通固定部分32と所要間隔を保って平行に配設し、その下
面に設けた金属薄膜と共通のシ−ルドケ−ス31の下壁間
を半田付け等によって固着すると共に、インダクタンス
形成部分2₁ないし2₄の各外端部における折り曲げ部分3₁
ないし3₄｛図１４（ｃ）にはインダクタンス形成部分2₂
ないし2₄及び折り曲げ部分3₂ないし3₄は現われていな
い｝の各下面を、帯状の誘電体板33の表面に付着させた
金属薄膜部分33₁ ないし33₄ に各固着することによって
帯域通過ろ波器を容易に製作することができる。

【００１９】図１２には、インダクタンス形成部分2₁な
いし2₄の各垂直部分の板面が、共通のシ−ルドケ−ス31
の長手方向と平行となり、かつ、各共振素子の向きが同
一となるように配設した場合を例示したが、一部の共振
素子の向きが逆向きとなるように配設してもよく、又、
図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に要部の断面図｛図１５
（ａ）は図１５（ｂ）のＢ−Ｂ断面図、図１５（ｂ）は
図１５（ａ）のＡ−Ａ断面図｝を示すように、インダク
タンス形成部分2₁ないし2₄の各垂直部分の板面が、共通
のシ−ルドケ−ス31の長手方向と直角となるように配設
してもよく、この場合にも各共振素子の向きをすべて同
一又は一部を逆向きにして帯域通過ろ波器を構成するこ
とができる。図１５（ｃ）は、図１２（ｃ）に相当する
断面図で、矢印を付した破線は磁界を示す。図１５に示
した帯域通過ろ波器においても、図１２に示した帯域通
過ろ波器の場合と同様の手法によって共振素子の中心間
隔を求めることができる。図１５における他の符号は、
図１２と同様である。

【００２０】図１２及び図１５に示した帯域通過ろ波器
においては、所要の電気的特性を得るために段間結合度
を変えようとする場合には、共振素子の中心間隔を変え
る必要があるので、設計製作上不利である。図１６
（ａ）は、共振素子の中心間隔を変えることなく段間結
合度を変化させる手段の構成の一例を示す断面図｛図１
６（ｂ）のＢ−Ｂ断面図｝、図１６（ｂ）は、図１６
（ａ）のＡ−Ａ断面図で、両図において、23は段間結合
阻止用金属棒で、隣接する共振素子の間における共通の
シ−ルドケ−ス31の上壁と下壁の間に設けてある。段
間結合阻止用金属棒23を設けることによって、これを設
けていない場合に比し段間結合を疎にすることができ
る。段間結合阻止用金属棒23を設けるに当って、隣接す
る共振素子の中心を連ねる線の中央に設けた場合に、結
合を最も疎にすることができ、段間結合阻止用金属棒23
の直径を大にする程、段間結合阻止用金属棒23の本数を
増す程段間結合を疎にすることができる。図１６には、
インダクタンス形成部分2₁及び2₂より成る初段及び次段
の共振素子部分のみを示したが、次段以降の各共振素子
の間にも段間結合阻止用金属棒を設けること勿論で、以
下説明する各構成例においても同様である。

【００２１】図１７（ａ）は、図１７（ｂ）のＢ−Ｂ断
面図、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）のＡ−Ａ断面図
で、この構成例は前記構成例における段間結合阻止用金
属棒23を適宜幅の金属板24に置き換えたもので、隣接す
る共振素子の中心を連ねる線の中央において段間結合阻
止用金属板24の板面が共通のシ−ルドケ−ス31の長手方
向と直角となるように設けた場合に、結合を最も疎にす
ることができ、段間結合阻止用金属板24の幅を広くする
程、厚さを厚くする程、設置数を増す程段間結合を疎に
することができる。

【００２２】図１８（ａ）は、図１８（ｂ）のＢ−Ｂ断
面図、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）のＡ−Ａ断面図
で、両図において、25は段間結合阻止用金属板で、隣接
する共振素子の間における共通のシ−ルドケ−ス31の例
えば上壁に穿った孔隙から、共通のシ−ルドケ−ス31内
に挿入され、その挿入長を変え得ると共に、板面が共通
のシ−ルドケ−ス31の長手方向と直角又はほぼ直角とな
るように設けてある。26及び27は保持具で、共通のシ−
ルドケ−ス31の外部に導出されている段間結合阻止用金
属板25の表面及び裏面に圧着して、段間結合阻止用金属
板25の共通のシ−ルドケ−ス31内への挿入面積を所要値
に保持する。このため、例えば保持具26及び27の何れか
一方を共通のシ−ルドケ−ス31の外壁に固定すると共
に、各長さを段間結合阻止用金属板25の幅より適宜大に
し、保持具26及び27の両端部に螺子（図示していない）
を取付け、螺子を緩めることによって段間結合阻止用金
属板25の共通のシ−ルドケ−ス31内への挿入面積を変え
ることができ、螺子を締め付けることによって段間結合
阻止用金属板25を所要位置に保持できるように形成す
る。この構成例においては、段間結合阻止用金属板25の
共通のシ−ルドケ−ス31内への挿入面積を変えることに
よって段間結合度を変えることができる。

【００２３】図１９（ａ）は、図１９（ｂ）のＢ−Ｂ断
面図、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）のＡ−Ａ断面図
で、両図において、28は段間結合ル−プで、適宜幅の金
属板をコの字形又はＵ字形に折り曲げ、両端部を隣接す
る共振素子の間における共通のシ−ルドケ−ス31の例え
ば下壁に固定接地し、ル−プ面が共通のシ−ルドケ−ス
31の長手方向と平行となるように、すなわち、段間結合
ル−プ28の垂直部分の板面が共通のシ−ルドケ−ス31の
長手方向と直角となるように設けてある。この構成例に
おいては、前記各構成例とは逆に段間結合ル−プ28を設
けることによって、設けていない場合に比し、段間結合
を密にすることができ、段間結合ル−プ28のル−プ面積
を大にする程、段間結合ル−プ28を形成する金属板の幅
を大にする程、段間結合を密にすることができる。段間
結合ル−プ28のル−プ面が共通のシ−ルドケ−ス31の長
手方向と平行となるように設けた場合、段間結合を最も
密にすることができ、共通のシ−ルドケ−ス31の長手方
向に対するル−プ面の角度を変えることによって、ル−
プを過る磁力線の数を変化させて段間結合度を変化させ
ることができる。段間結合ル−プ28を回転可能に形成す
るには、例えば隣接する共振素子の間における共通のシ
−ルドケ−ス31の下壁の一部を、下壁面内において回転
可能な壁面に形成し、この回転壁面の内表面に段間結合
ル−プ28の両端部を固定することによって目的を達する
ことができる。以上は、共通のシ−ルドケ−ス31の壁面
のうち、共振素子を形成するインダクタンス形成部分2₁
及び2₂の各端部を接地固定した下壁に段間結合ル−プ28
の両端部を接地固定した場合について説明したが、イン
ダクタンス形成部分2₁及び2₂の各端部を接地固定した下
壁と対向する上壁に段間結合ル−プ28の両端部を接地固
定してもよい。

【００２４】以上は、磁界結合によって段間を結合する
手段の構成例を説明したが、以下、段間を容量によって
結合する手段について説明する。図２０（ａ）は、図２
０（ｂ）のＢ−Ｂ断面図、図２０（ｂ）は、図２０
（ａ）のＡ−Ａ断面図で、両図において、29及び30は固
定電極で、各外端を折り曲げ部分3₁及び3₂に各別に固定
し、各内端を適宜間隔を隔てて対向させてある。34は可
動電極で、輪郭形状を長方形に形成し、その中心に回転
駆動軸35の内端を固着してある。36はロックナットであ
る。このように形成するときは、固定電極29と可動電極
34間の容量及び可動電極34と固定電極30間の容量を介し
て段間結合が行われ、回転駆動軸35を操作して可動電極
34を回転すると、固定電極29と可動電極34の対向面積及
び可動電極34と固定電極30の対向面積が変化して段間結
合度が変化する。回転駆動軸35を送り螺子で形成する
と、送り螺子を正方向又は逆方向に回転させた場合、可
動電極34が回転すると共に前進又は後退して固定電極29
及び30との対向面積が変化すると共に、対向間隙もまた
変化して段間結合度を変えることとなる。可動電極34の
輪郭形状を円形に形成し、その中心に送り螺子の内端を
固着するように形成すると、送り螺子を正方向又は逆方
向に回転した場合、可動電極34が前進又は後退して段間
結合度を変化させることとなる。

【００２５】図２１（ａ）は、図２１（ｂ）のＢ−Ｂ断
面図、図２１（ｂ）は、図２１（ａ）のＡ−Ａ断面図
で、両図において、37及び38は容量形成電極で、各外端
を折り曲げ部分3₁及び3₂に各別に固定し、各内端を適宜
面積に亙って対向させ、この間に生ずる容量によって段
間結合が行われる。図２２（ａ）は、図２２（ｂ）のＢ
−Ｂ断面図、図２２（ｂ）は、図２２（ａ）のＡ−Ａ断
面図で、この構成例においては、容量形成電極37及び38
の対向間隙間にセラミック板等より成る固体誘電体板39
を介在させ、その外端部を共通のシ−ルドケ−ス31の側
壁に穿った孔隙から共通のシ−ルドケ−ス31の外側へ導
出し、固体誘電体板39の内端部の容量形成電極37及び38
の対向間隙間への挿入長を変えることによって段間結合
度を変化させることができる。段間容量結合手段として
は、上記の他、折り曲げ部分3₁及び3₂の間に、例えば固
定容量のセラミックコンデンサ又はバタフライ形可変容
量コンデンサ等の容量素子を介装するようにしてもよ
い。

【００２６】図２３は、本発明リング共振器を用いて構
成した磁界結合形帯域通過ろ波器の等価回路の一例を示
す図で、T_Iは入力端子、T_Oは出力端子、R₁ないしR₄は共
振回路、M_I1 は入力結合磁界係数、M_4O は出力結合磁界
係数、M₁₂ 、M₂₃ 及びM₃₄ は段間結合磁界係数である。
図２４は、本発明リング共振器を用いて構成した容量結
合形帯域通過ろ波器の等価回路の一例を示す図で、C_I1
は入力結合容量、C_4O は出力結合容量、C₁₂ 、C₂₃ 及び
C₃₄ は段間結合容量で、他の符号は図２３と同様であ
る。図２５は、本発明リング共振器を用いて構成した帯
域通過ろ波器の伝送特性の一例を示す図で、横軸は伝送
周波数ｆ(MHz) 、縦軸は減衰量ATT(dB) 、f_Oは中心周波
数である。

【００２７】以上は、本発明リング共振器を用いて帯域
通過ろ波器を構成した場合について説明したが、本発明
リング共振器を１個のみ用い、図３ないし図８に示した
入出力素子のうち、何れか１組を省き、残りの１組の端
子及び結合素子を、入力及び出力端子並びに入力及び出
力結合素子に兼用することによって帯域阻止ろ波器とし
て作動させることができる。図１２又は図１５に示した
ように、共通のシ−ルドケ−ス31内に複数個の共振素子
を配設すると共に、図２６に等価回路を示すように、入
力端子T_Iと出力端子T_Oの間に例えば集中定数回路素子よ
り成るインダクタンス素子のインダクタンスL_I1 、L
₁₂ 、L₂₃ 、L₃₄ 、及びL_4O を直列に挿入接続し、各イ
ンダクタンス素子の接続点と各共振素子間に、例えば集
中定数回路素子より成る容量素子の容量C_R ₁ 、C_R2 、C
_R3 及びC_R4 を挿入接続することによって低域通過ろ波
器を構成することができる。又、図２７に等価回路を示
すように、入力端子T_Iと出力端子T_Oの間に例えば集中定
数回路素子より成る容量素子の容量C_I1 、C₁₂ 、C₂₃ 、
C₃₄ 及びC_4O を直列に挿入接続し、各容量素子の接続点
と各共振素子間に、例えば集中定数回路素子より成るイ
ンダクタンス素子のインダクタンスL_R1 、L_R2 、L_R3 及
びL_R4 を直列に挿入接続することによって高域通過ろ波
器を構成することができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明リング共振器は、前記詳細な説明
から明らかなように、小形、軽量で、製作も容易であ
り、共振周波数の温度特性が良好で、信頼性が高く、電
力容量が大で、本発明リング共振器を用いて構成したろ
波器もまた上記の特性を備えると共に、量産が容易であ
るから短波ないし極超短波帯における放送機又は通信機
器を構成する高周波ろ波器或は上記帯域における空中線
共用装置を構成する高周波ろ波器等の構成に好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部を示す断面図である。

【図２】本発明リング共振器の等価回路図である。

【図３】本発明リング共振器の入力及び出力結合素子の
構成例を説明する図である。

【図４】本発明リング共振器の入力及び出力結合素子の
構成例を説明する図である。

【図５】本発明リング共振器の入力及び出力結合素子の
構成例を説明する図である。

【図６】本発明リング共振器の入力及び出力結合素子の
構成例を説明する図である。

【図７】本発明リング共振器の入力及び出力結合素子の
構成例を示す断面図である。

【図８】本発明リング共振器の入力及び出力結合素子の
構成例を説明する図である。

【図９】本発明リング共振器の共振周波数微調整素子の
構成例を示す断面図である。

【図１０】本発明リング共振器の共振周波数微調整素子
の構成例を示す断面図である。

【図１１】本発明リング共振器の共振周波数微調整素子
の構成例を説明する図である。

【図１２】本発明リング共振器を用いたろ波器の構成例
を説明する図である。

【図１３】本発明リング共振器を用いたろ波器における
共振素子の中心間隔と段間結合係数との関係を示す図で
ある。

【図１４】本発明リング共振器を用いたろ波器の製作方
法の一例を説明する図である。

【図１５】本発明リング共振器を用いたろ波器の構成例
を説明する図である。

【図１６】本発明リング共振器を用いたろ波器の段間結
合素子の構成例を示す断面図である。

【図１７】本発明リング共振器を用いたろ波器の段間結
合素子の構成例を示す断面図である。

【図１８】本発明リング共振器を用いたろ波器の段間結
合素子の構成例を示す断面図である。

【図１９】本発明リング共振器を用いたろ波器の段間結
合素子の構成例を示す断面図である。

【図２０】本発明リング共振器を用いたろ波器の段間結
合素子の構成例を示す断面図である。

【図２１】本発明リング共振器を用いたろ波器の段間結
合素子の構成例を示す断面図である。

【図２２】本発明リング共振器を用いたろ波器の段間結
合素子の構成例を示す断面図である。

【図２３】本発明リング共振器を用いたろ波器の等価回
路図である。

【図２４】本発明リング共振器を用いたろ波器の等価回
路図である。

【図２５】本発明リング共振器を用いたろ波器の伝送特
性の一例を示す図である。

【図２６】本発明リング共振器を用いたろ波器の等価回
路図である。

【図２７】本発明リング共振器を用いたろ波器の等価回
路図である。

【図２８】従来のリング共振器を示す図である。

【図２９】従来のリング共振器を示す図である。

【符号の説明】

１シ−ルドケ−ス２インダクタンス形成部分３折り曲げ部分４固体誘電体 L₁ インダクタンス L₂ インダクタンス L₃ インダクタンスＬインダクタンス C_A 容量５入力（又は出力）端子６入力（又は出力）結合素子７出力（又は入力）端子８出力（又は入力）結合素子 T_I 入力端子 T_O 出力端子 C_I 入力結合容量 C_O 出力結合容量Ｒ共振回路 10 タップ結合用導体 11 結合素子 12 結合素子 M_I 磁界結合係数 M_O 磁界結合係数 13 帯状の金属板 14 帯状の金属板 15 結合用ル−プ 16 結合用ル−プ 17 固定電極板 18 可動電極板 19 駆動螺子 20 ロックナット 21 同調螺子 22 ロックナット 31 共通のシ−ルドケ−ス 2₁ インダクタンス形成部分 2₂ インダクタンス形成部分 2₃ インダクタンス形成部分 2₄ インダクタンス形成部分 3₁ 折り曲げ部分 3₂ 折り曲げ部分 3₃ 折り曲げ部分 3₄ 折り曲げ部分 4₁ 固体誘電体 4₂ 固体誘電体 4₃ 固体誘電体 4₄ 固体誘電体 32 帯状の共通固定部分 33 帯状の誘電体板 33₁ 金属薄膜付着部分 33₂ 金属薄膜付着部分 33₃ 金属薄膜付着部分 33₄ 金属薄膜付着部分 23 段間結合阻止用金属棒 24 段間結合阻止用金属板 25 段間結合阻止用金属板 26 保持具 27 保持具 28 段間結合ル−プ 29 固定電極 30 固定電極 34 可動電極 35 回転駆動軸 36 ロックナット 37 容量形成電極 38 容量形成電極 39 固体誘電体板 R₁ 共振回路 R₂ 共振回路 R₃ 共振回路 R₄ 共振回路 M_I1 入力結合磁界係数 M_4O 出力結合磁界係数 M₁₂ 段間結合磁界係数 M₂₃ 段間結合磁界係数 M₃₄ 段間結合磁界係数 C_I1 入力結合容量 C_4O 出力結合容量 C₁₂ 段間結合容量 C₂₃ 段間結合容量 C₃₄ 段間結合容量 L_I1 結合インダクタンス L₁₂ 結合インダクタンス L₂₃ 結合インダクタンス L₃₄ 結合インダクタンス L_4O 結合インダクタンス C_R1 結合容量 C_R2 結合容量 C_R3 結合容量 C_R4 結合容量 C_I1 結合容量 C₁₂ 結合容量 C₂₃ 結合容量 C₃₄ 結合容量 C_4O 結合容量 L_R1 結合インダクタンス L_R2 結合インダクタンス L_R3 結合インダクタンス L_R4 結合インダクタンス 40 プリント基板 41 インダクタンス形成部分 42 容量形成部分 43 インダクタンス形成部分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端をシ−ルドケ−スの下壁に固定した金
属板を折り曲げ、他端を前記下壁と対向させて成るイン
ダクタンス形成部分と、前記インダクタンス形成部分の
他端及びこの他端と対向する前記下壁との間における容
量形成部分とより成る共振素子を備えたことを特徴とす
るリング共振器。
【請求項２】インダクタンス形成部分の幅を、このイン
ダクタンス形成部分における垂直部分の板面と対向する
シ−ルドケ−スの壁面の幅のほぼ¹/₂ に形成すると共
に、インダクタンス形成部分における垂直部分相互の対
向間隙の長さを、この対向間隙の長さ方向と平行なシ−
ルドケ−スの壁面の幅のほぼ¹/₂ に形成した請求項１に
記載のリング共振器。
【請求項３】インダクタンス形成部分が、一端をシ−ル
ドケ−スの下壁に固定した金属板をＵ字形に折り曲げ、
他端を前記下壁と対向させて成る請求項１に記載のリン
グ共振器。
【請求項４】インダクタンス形成部分が、一端をシ−ル
ドケ−スの下壁に固定した金属板をコの字形に折り曲
げ、他端を前記下壁と対向させて成る請求項１に記載の
リング共振器。
【請求項５】容量形成部分が、インダクタンス形成部分
の他端を折り曲げて成る電極及びこの電極と対向するシ
−ルドケ−スの下壁とによって形成された請求項１に記
載のリング共振器。
【請求項６】容量形成部分が、インダクタンス形成部分
の他端を折り曲げて成る電極、この電極と対向するシ−
ルドケ−スの下壁及び前記電極とシ−ルドケ−スの下壁
との間に介在させた固体誘電体とによって形成された請
求項１に記載のリング共振器。
【請求項７】容量形成部分が、インダクタンス形成部分
の他端にＴ字形に取付けて成る電極及びこの電極と対向
するシ−ルドケ−スの下壁とによって形成された請求項
１に記載のリング共振器。
【請求項８】容量形成部分が、インダクタンス形成部分
の他端にＴ字形に取付けて成る電極、この電極と対向す
るシ−ルドケ−スの下壁及び前記電極とシ−ルドケ−ス
の壁面との間に介在させた固体誘電体とによって形成さ
れた請求項１に記載のリング共振器。
【請求項９】容量形成部分が、インダクタンス形成部分
の他端とシ−ルドケ−スの下壁との間に挿入された容量
素子より成る請求項１に記載のリング共振器。
【請求項１０】一端を共通のシ−ルドケ−スの下壁に固
定した金属板を折り曲げ、他端を前記下壁と対向させて
成るインダクタンス形成部分と、前記インダクタンス形
成部分の他端及びこの他端と対向する前記下壁との間に
おける容量形成部分とより成る共振素子を適宜数縦続的
に配設して構成したことを特徴とするろ波器。
【請求項１１】各インダクタンス形成部分が、輪郭形状
を櫛の歯状に形成した金属板における帯状の共通固定部
分を共通のシ−ルドケ−スの下壁に固着し、前記帯状の
共通固定部分の側縁から突設した金属片部分を折り曲げ
て成る請求項１０に記載のろ波器。