JPH061874B2 - 可変同調トランス装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はラジオ、テレビの送信機や受信機、およびその
他通信機全般に用いることができる可変同調トランス装
置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 近年、ラジオやテレビの放送電波や通信機の通信電波の
数が増加しており、受信の希望する電波の周波数選択を
する可変同調トランス装置の性能においては、高い安定
性と信頼性が必要とされている。一方、可変同調トラン
ス装置が設置される受信機、送信機や通信機の製造コス
トの低減も大きな課題であり、特に合理化が困難な高周
波部の同調回路部品について抜本的な新技術の開発が特
に必要とされている。

以下図面を参照しながら従来の可変同調トランス装置に
ついて説明する。第１図は従来の可変同調トランス回路
であり、(1)は１次インダクタ、(2)は２次インダクタ、
(3)は１次インダクタとともに並列共振回路を形成して
同調周波数を制御する可変キャパシタ、(4)は同じくト
リマキャパシタであり、それぞれによって可変同調トラ
ンス(5)を形成している。そして通常は可変同調トラン
ス(5)の入力端子(6)に信号源(7)が接続され、一方、出
力端子(8)には負荷(9)が接続されている。ここで同調ト
ランス(5)は、従来においては第２図に示すような部品
による構成で実現されていた。すなわち第２図に示すよ
うに、１次インダクタと２次インダクタを共通のコア(1
0)を軸として巻いたインダクタ部品(11)と可変キャパシ
タンス素子(12)およびトリマキャパシタ(13)のそれぞれ
別個の部品が回路導体(14)および(60)によって接続され
て並列共振回路を形成し、２次出力端子(61)を取出すこ
とによって可変同調トランス装置を構成し、更に可変キ
ャパシタンス素子(12)の製御端子(62)に制御信号を供給
することにより同調周波数を変化させていた。

しかしながら上記のような構成においては (1)並列共振回路を形成するためには１次インダクタ部
品と並列に必らずトリマキャパシタ部品を設置する必要
があり、そのトリマキャパシタ部品によって可変同調周
波数範囲を調整していた。そのトリマキャパシタ部品は
機械的同調部品であり耐振動性能が悪く、かつ部品形態
が大型であり、それによって同調周波数の安定性が劣化
し、可変同調トランス装置の小型化を阻害していた。更
に従来技術ではトリマキャパシタ部品を削減することは
不可能であるという不都合が存在していた。

(2)インダクタ部品(11)は１次インダクタ(1)および２次
インダクタ(2)を含むものであり、その構成は２本のリ
ード線を互いに絶縁を施してスペース巻きにする必要が
あった。それによって１次インダクタと２次インダクタ
それぞれ相互の位置関係を確定するのが困難であり、そ
の結合関係においては相当のバラツキが存在していた。
またその結合係数は１次インダクタ(1)および２次イン
ダクタ(2)のそれぞれに対するコア(10)の位置関係にも
依存するので、コア(10)を調整して同調周波数を調整す
る場合においてその結合係数が大幅に変化するという不
都合が存在していた。

(3)第２図に示すものはインダクタ部品(11)が他の部品
と比較してサイズが大きく、特に高さ寸法が非常に大き
いことが原因して機器の小型化と薄型化の実現を阻害し
ていた。さらにインダクタ部品のコイルに挿入されてい
るフェライト材のコアは機械的振動によってその設定位
置の変動が発生し、それによって同調周波数が非常に大
きく変動していた。また、そのフェライト材のコアにお
ける透磁率μの温度依存性の大きいことが原因してイン
ダクタンスが不安定であり、それによっても同調周波数
が大きく変動していた。それと同時に同調Ｑも影響を受
けて大きく変動していた。さらに同調周波数を設定目標
値に安定確保するために、それぞれの部品を定められた
設定位置に高い精度で設置する必要があり、特に高周波
可変同調トランス装置として量産する場合にはその設置
精度の確保が困難であり、それによって同調周波数が設
定目標値から大きく離れるとともに一定値に収斂させる
ことが不可能であり、その量産性に問題があった。

(4)第２図に示すものにおける問題点として、インダク
タおよびキャパシタはそれぞれ別個の部品として形成さ
れたものであり、それぞれ設置された部品に対して長い
経路の回路導体を介して接続されるように構成されてい
た。それによって不要なリードインダクタンスやストレ
ーキャパシタが多く発生し、それによって可変同調トラ
ンス装置の動作が不安定であるとともに初期の設計目標
を実現することが困難であった。従って修正を含む設計
作業に多くの時間を費していた。またそれぞれの可変同
調トランス装置は独立した最小機能単位の別個部の集合
回路であるため、既存の技術概念では部品点数の削減お
よび製造の合理化について対処することが不可能であ
り、それによって可変同調トランス装置のコスト低減に
は限界がある。

などの問題点を有していた。

発明の目的 本発明は、インダクタ部品とトリマキャパシタ部品を一
体化したことを等価な構成にするとともに、１次インダ
クタと２次インダクタの間においてトリマキャパシタを
形成させることにより、可変リアクタンス素子によって
変化させる可変同調周波数の可変範囲を任意に調整する
ことに寄与させ、それによってトリマキャパシタ部品を
削減することを可能にし、形態を超薄型化および小型化
し、機械的振動や周囲温度の変化に対しても同調周波数
が安定で、更に接続リードの悪影響をなくして高周波領
域でも安定に動作する可変同調トランス装置を提供する
ことを目的とするものである。

発明の構成 上記目的を達成するために本発明は、誘導体を介して対
向設置したそれぞれの電極におけるアース端子また共通
端子の位置が互いに対向しない相異対向位置関係いわゆ
る上記アース端子または共通端子の位置が上記それぞれ
の電極間の中心面に対して面対称でない位置関係となる
ように設定され、上記それぞれの電極のうちの片方の電
極における所要部に入力信号源が接続されるとともに他
方の電極における所要部に出力負荷が接続され、上記そ
れぞれの電極のうちいずれかの電極の所要部と上記アー
ス端子または共通端子との間に可変リアクタンス素子を
接続設置した構成であり、これにより片方の電極が１次
インダクタとして、また他方の電極が２次インダクタと
して作用するとともにそれぞれの電極によってトランス
を形成し、更にそれぞれの電極が対向して先端オープン
の伝送路による分布定数回路を形成し、この分定布数回
路によって発生する負リアクタンスによるキャパシタを
実現し、前記片方の電極による１次インダクタと並列に
作用させることができるものである。

実施例の説明 以下本発明の実施例における可変同調トランスについて
図面を参照しながら説明する。

第３図(a)は本発明の一実施例における可変同調トラン
ス装置の構成回路を示す。第３図(a)において(90)は片
方の電極よりなる１次インダクタ、(91)は他方の電極よ
りなる２次インダクタである。１次インダクタ(90)は誘
導体（図示せず）を介して２次インダクタ(91)と対向
し、更にそれぞれのアース端子は互いに逆方向側、すな
わちアース取出しはそれぞれ互いに反対側からとなるよ
うに設定され、また可変キャパシタンス素子(92)を１次
インダクタ(90)に接続設置することによって可変同調ト
ランス装置(93)を形成している。そして通常は可変同調
トランス装置(93)の１次インダクタ(90)における入力端
子(94)には入力信号源(95)が接続され、また一方、２次
インダクタ(91)における中間タップの出力端子(96)には
出力負荷(97)が接続される。ここで２次インダクタ(91)
におけるオープン端子(98)と出力端子(96)の間に存在す
る電極部分を任意にカットすることによってトリマキャ
パシタの機能を発揮させ、それによって可変同調周波数
範囲を任意に設定することができる。更にここで１次イ
ンダクタ(90)に対する可変キャパシタンス素子(92)の接
続設置および入力端子(94)の設置個所については任意で
あり、かつ１次インダクタ(90)の先端をオープン端子
（図示せず）に設定して任意にカットすることによって
同調インダクタンスおよび同調キャパシタンスを同時に
調整することもできる。

第３図(b)は本発明の他の実施例における可変同調トラ
ンス装置の構成回路を示す。第３図(b)において、(101)
は片方の電極よりなる１次インダクタ、(102)は他方の
電極よりなる２次インダクタである。１次インダクタ(1
01)は誘電体（図示せず）を介して２次インダクタ(102)
と対向し、更にそれぞれのアース端子は互いに逆方向側
すなわちアース取出しはそれぞれ互いに反対側からとな
るように設定され、また可変キャパシタンス素子(103)
を２次インダクタ(102)に接続設置することによって可
変同調トランス装置(104)を形成している。そして通常
は可変同調トランス装置(104)の入力端子(105)には入力
信号源(106)が接続され、また一方、出力端子(107)には
出力負荷(108)が接続される。ここで１次インダクタ(10
1)におけるオープン端子(109)と入力端子(105)の間に存
在する電極部分を任意にカットすることによってトリマ
キャパシタの機能を発揮させ、それによって可変同調周
波数範囲を任意に設定することができる。更にここで２
次インダクタ(102)に対する可変キャパシタンス素子(10
3)の接続設置および出力端子(107)の設置個所について
は任意であり、かつ２次インダクタ(102)の先端をオー
プン端子（図示せず）に設定して任意にカットすること
によって同調インダクタンスおよび同調キャパシタンス
を同時に調整することもできる。

第３図(c)は本発明の更に他の実施例における可変同調
トランス装置の構成回路を示す。第３図(c)において、
(110)は片方の電極よりなる１次インダクタ、(111) は
他方の電極よりなる２次インダクタである。１次インダ
クタ(110)は誘電体（図示せず）を介して２次インダク
タ(111)と対向し、更にそれぞれのアース端子は互いに
逆方向側すなわちアース取出しはそれぞれ互いに反対側
からとなるように設定され、また電圧可変キャパシタン
ス素子(112)を１次インダクタ(110)に接続設置すること
によって可変同調トランス装置(113)を形成している。
そして通常は可変同調トランス装置(113)の入力端子(11
4)には入力信号源(115)が接続され、また一方、出力端
子(116)には出力負荷(117)が接続される。ここで２次イ
ンダクタ(111)におけるオープン端子(118)と出力端子(1
16)の間に存在する電極部分を任意にカットすることに
よってトリマキャパシタの機能を発揮させ、それによっ
て可変同調周波数範囲を任意に設定することができる。
更にここで１次インダクタ(110)に対する電圧可変キャ
パシタンス素子(112)の接続設置および入力端子(114)の
設置個所については任意であり、かつ１次インダクタ(1
10)の先端をオープン端子（図示せず）に設定して任意
にカットすることによって同調インダクタンスおよび同
調キャパシタンスを同時に調整することもできる。(11
9)は電圧可変キャパシタンス素子(112)の制御電圧供給
端子である。

第３図(d)は本発明の更に他の実施例における可変同調
トランス装置の構成回路を示す。第３図(d)において(12
0)は片方の電極よりなる１次インダクタ、(121)は他方
の電極よりなる２次インダクタである。１次インダクタ
(120)は誘電体（図示せず）を介して２次インダクタ(12
1)と対向し、更にそれぞれのアース端子は互いに逆方向
側すなわちアース取出しはそれぞれ互いに反対側からと
なるように設定され、また電圧可変キャパシタンス素子
(112)を２次インダクタ(121)に接続設置することによっ
て可変同調トランス装置(123)を形成している。そして
通常は可変同調トランス装置(123)の入力端子(124)には
入力信号源(125)が接続され、また一方、出力端子(126)
には出力負荷(127)が接続される。ここで１次インダク
タ(120)におけるオープン端子(128)と入力端子(124)の
間に存在する電極部分を任意にカットすることによって
トリマキャパシタの機能を発揮させ、それによって可変
同調周波数範囲を任意に設定することができる。更にこ
こで２次インダクタ(121)に対する電圧可変キャパシタ
ンス素子(122)の接続設置および入力端子(126)の設置個
所については任意であり、かつ２次インダクタ(121)の
先端をオープン端子（図示せず）に設定して任意にカッ
トすることによって同調インダクタンスおよび同調キャ
パシタンスを同時に調整することもできる。(129)は電
圧キャパシタンス素子(112)の制御電圧供給端子であ
る。

第４図は本発明の第１の実施例における可変同調トラン
ス装置の構成を示す。第４図(a)は可変同調トランス装
置の正面図、(b)はその側面図、(c)はその裏面図を示
す。第４図(a)〜(c)において、(15)はセラミック等から
なる板状の誘電体、(16)は誘電体(15)の表面に１次イン
ダクタを形成する電極である。(17)は誘電体(15)の裏面
に電極(16)と対向して設置された２次インダクタを形成
する電極であり、該電極(17)は電極(16)と相俟って分布
定数回路を形成しキャパシタを形成する。(18)は電極(1
6)のアース端子であり、(19)は電極(16)におけるオープ
ン端子である。一方、電極(17)においては、電極(16)の
端子(18)とは逆方向側の(20)がアース端子であり、(21)
がオープン端子である。

第５図(a)〜(c)は本発明の第２の実施例における可変同
調トランス装置の構成を示す。図において板状の誘電体
(22)に対する電極(23)と電極(24)の設置構成は第４図
(a)〜(c)で説明した実施例と同様であるが、共通端子の
位置が逆になっており、(25)は電極(23)におけるオープ
ン端子であり、(26)は電極(23)のアース端子である。一
方、(27)は電極(24)のアース端子であり、(28)は電極(2
4)におけるオープン端子である。

第６図(a)〜(c)は本発明の第３の実施例における可変同
調トランス装置の構成を示す。図に示すように板状の誘
電体(29)の同一面に１次インダクタを形成する電極(30)
と２次インダクタを形成する電極(31)とを並設し、それ
ぞれの電極(30)(31)が側面対向するように構成したもの
である。(32)は電極(30)のアーム端子であり、(33)はオ
ープン端子である。一方、電極(31)においては(34)がオ
ープン端子であり、(35)が電極(31)のアース端子であ
る。ここでそれぞれの電極(30)(31)に対する端子モード
は第４図(a)〜(c)と第５図(a)〜(c)で説明したようにア
ース端子とオープン端子がそれぞれ逆方向側になるよう
にすれば任意に設定できる。

第７図(a)〜(c)は本発明の第４の実施例における可変同
調トランス装置の構成を示す。板状の誘電体(36)に対す
る１次インダクタを形成する電極(37)と２次インダクタ
を形成する電極(38)の設置構成および端子モードは第４
図(a)〜(c)で説明した実施例と同様であるが、電極(37)
と電極(38)との面積は同一でなく、またそれぞれの電極
(37)(38)が部分的に対向するように設置した構成であ
る。

第６図(a)〜(c)ないし第10図(a)〜(c)は本発明の第５な
いし第７の実施例における可変同調トランス装置の構成
を示す。第８図における板状の誘電体(39)に対する１次
インダクタを形成する電極(40)と２次インダクタを形成
する電極(41)の設置構成および端子モード、第９図にお
ける板状の誘電体(42)に対する電極(43)と電極(44)の設
置構成および端子モード、および第10図における誘電体
(45)に対する電極(46)と電極(47)の設置構成および端子
モードは第４図(a)〜(c)で説明した実施例と同様である
が、それぞれの電極は少なくとも一ケ所の任意の屈曲角
と屈曲方向を示す屈曲部を有するものを用いる。

第１１図(a)〜(c)は本発明の第９の実施例における可変
同調トランス装置の構成を示す。板状の誘電体(48)に対
する１次インダクタを形成する電極(49)と２次インダク
タを形成する電極(50)の設置構成および端子モードは第
４図で説明した実施例と同様であるが、それぞれの電極
はスパイラル形状を有するものを用いる。

第１２図(a)〜(c)は本発明の第９の実施例における可変
同調トランス装置の構成を示す。板状の誘電体(51)に対
する１次インダクタを形成する電極(52)と２次インダク
タを形成する電極(53)の設置構成および端子モードは第
４図で説明した実施例と同様であるが、電極(53)は電極
(52)の面積内に含まれた範囲内で部分的に対向設置する
ように設置した構成である。

第１３図(a)〜(c)は本発明の第10の実施例における可変
同調トランス装置の構成を示す。板状の誘電体(54)に対
する１次インダクタを形成する電極(55)と２次インダク
タを形成する電極(56)の設置構成および端子モードは第
４図で説明した実施例と同様であるが、それぞれの電極
(55)(56)は誘電体(54)の内部に設けられている。

第１４図(a)，(c)は本発明の第11の実施例における可変
同調トランス装置の構成を示す。円筒状の誘電体(57)に
おける内周部に１次インダクタを形成する電極(58)が設
置され、外周部に２次インダクタを形成する電極(59)が
電極(58)と対向して設置されたものである。そして、そ
れぞれの電極(58)および(59)のアース端子は互いに逆方
向側となるように設定されている。ここで誘電体(57)と
して円筒状のもの以外に角筒形状のものも使用すること
ができ、１次インダクタと２次インダクタの設置位置も
ここで、第４図における中間タップ(130)，第５図にお
ける中間タップ(131)，第６図における中間タップ(13
2)，第７図における中間タップ(133)，第８図における
中間タップ(134)，第９図における中間タップ(135)，第
10図における中間タップ(136)，第11図における中間タ
ップ(137)，第12図における中間タップ(138)，第13図に
おける中間タップ(139)，第14図における中間タップ(14
0)はそれぞれ出力端子または入力端子に設定される中間
タップである。

更に、第３図(a)における可変キャパシタンス素子(9
2)，第３図(b)における可変キャパシタンス素子(103)，
第３図(c)における電圧可変キャパシタンス素子(112)，
および第３図（ｄ）における電圧可変キャパシタンス素
子(122)は第４図における電極(17)もしくはは第５図に
おける電極(24)もしくは第６図における電極(31)もしく
は第７図における電極(38)もしくは第８図における電極
(41)もしくは第９図における電極(44)もしくは第10図に
おける電極(47)もしくは第11図における電極(50)もしく
は第12図における電極(53)もしくは第13図における電極
(56)もしくは第14図における電極(58)におけるアース端
子と所要のオープン端子の間に接続設置されるものであ
る。第６図、第７図、第12図から第14図で説明した実施
例におけるそれぞれの電極は第８図〜第11図で説明した
実施例の電極形状を有するものを用いてもよい。

また第８図〜第11図に示す実施例においては屈曲部とし
て任意の屈曲角を有する角弧状のパターンで形成したも
のを示したが、これとは別に屈曲部として任意の曲率を
有する円弧状のパターンで形成した電極で構成してもよ
いというまでもない。

さらに、第13図に示す実施例において、両方の電極(55)
(56)を誘電体(54)の内部に設置せずに任意の片方の電極
(55)を誘電体(54)の内部に設置し、他方の電極(58)を誘
電体(54)の表面に設置してもよい。

以上それぞれの実施例において、それぞれの電極におけ
るアース端子は特別にアース端子として設定せずとも、
一般的に共通端子として設定して他の回路部（図示せ
ず）に接続しても所要の目的は達成することができる。

上記の実施例それぞれにおいて、第４図および第５図に
示すものは簡単な電極パターンで構成することができる
と共に高精度の電極パターンを容易に形成することが可
能である。それによって設計目標の同調周波数に対して
極めて精度よく合致した可変同調トランス装置を実現す
ることができる。第６図に示すものは誘電体(29)の片面
のみで両電極(30)(31)を形成することができるので、製
造プロセスを簡略化することができ、さらに両電極(30)
(31)は同一の電極形成プロセスにおいて形成処理でき
る。それによって電極相互間の設定位置精度が極めて高
精度に実現でき、設計目標の同調周波数に対して極めて
精度よく合致した可変同調トランス装置を構成すること
ができる。第７図および第12図に示すものは両電極のパ
ターンが完全に一致せずとも所要の目的の可変同調トラ
ンス装置を実現できるものである。それによって両電極
が対向する部分の長さおよび幅に依存して同調周波数を
任意に設定することができる可変同調トランス装置を実
現することが可能である。第８図〜第１１図に示すもの
は、可変同調トランス装置の占有面積が小さくても比較
的大きな分布インダクタと分布キャパシタを形成するこ
とが可能である。従って比較的低い同調周波数を有する
小型の可変同調トランス装置が実現でき、可変同調トラ
ンス装置のスペースファクタを向上させることができ
る。第１３図に示すものは多層回路基板の製造プロセス
に導入することができるものである。これによって電極
(55)(56)が誘電体(54)の内部に配設されて外部に露出す
ることがないので、外部条件の変動による影響を直接に
受けることがない。従って可変同調トランス装置の同調
周波数に影響を及ぼさないので、極めて安定な性能を有
する可変同調トランス装置を実現することができる。第
１４図に示すものは第４図ないし第１３図に示すものよ
りさらに可変同調トランス装置を小型化しても、より充
分大きなインダクタとキャパシタを形成することが可能
である。従って充分に低い同調周波数を有する超小型の
可変同調トランス装置を実現することができる。また、
第１４図に示すものはこれを製造する場合において、連
続した円筒形状の誘電体(57)に電極(58)(59)をそれぞれ
連続して形成し、所要の寸法長さで切断することによっ
て大量にかつ容易に製造することが可能である。

なお、上記それぞれの実施例における伝送路電極として
は金属導体，プリント金属箔導体，厚膜印刷導体，薄膜
導体などを使用することができ、また上記それぞれの導
体を異種組み合わせて伝送路電極を形成してもよい。一
方、誘電体としてはアルミナセラミック，チタン酸バリ
ウム，プラスチック，フッ化樹脂，ガラス，マイカ，樹
脂系プリント回路基板などを用いることができる。

以上のように構成された本実施例の可変同調トランス
装置について以下その動作を説明する。

第１５図(a)〜(e)(e)は本発明の可変同調トランス装置
における動作を説明するための等価回路である。第１５
図(a)において、電気長ｌを有し、互いにアース端子を
逆方向側に設定したそれぞれの伝送路電極(70),(71)に
よって形成される伝送路に対して、電圧ｅを発生する信
号源(72)が伝送路電極(70)に接続されて信号を供給する
ものとする。そして、それによって伝送路電極(70)の先
端におけるオープン端子には進行波電圧e_Aが励起される
ものとする。一方、伝送路電極(71)は上記の伝送路電極
(70)に近接して対向設置もしくは並設されているので、
相互誘導作用によって電圧が誘起される。その伝送路電
極(71)の先端におけるオープン端子に誘起される進行波
電圧をe_Bとする。

ここで伝送路電極(70)および(71)においてはそれぞれの
アース端子が逆方向側に設定されているので、誘起され
る進行波電圧e_Bは励起する進行波電圧e_Aに対して逆位相
となる。そして、それぞれの進行波電圧e_Aおよびe_Bは伝
送路の先端がオープン状態であるので、伝送路電極(70)
および(71)より成る伝送路において電圧定在波を形成す
ることになる。ここで伝送路電極(70)における電圧定在
波の分布様態を示す電圧分布係数をＫで表わすものとす
ると、伝送路電極(71)における電圧分布係数は（１−
Ｋ）で表わすことができる。

そこで次に、伝送路電極(70)および(71)において任意の
対向する部分において発生する電位差Ｖを求めると Ｖ＝Ｋｅ_Ａ−（１−Ｋ）ｅ_Ｂ……(1) で表わすことができる。ここで、それぞれの伝送路電極
(70)および(71)が同じ電気長ｌであるとすると e_B＝−e_A……(2) となり、それによって第１式における電位差Ｖは Ｖ＝Ｋe_A＋（１−Ｋ）e_A=e_A……(3) となる。すなわち伝送路電極(70)と(71)がそれぞれ対向
する全ての部分において電位差Ｖを発生させることがで
きる。

ここで伝送路電極(70)および(71)はその電極巾Ｗを有す
るものとし（電極の厚みは薄いものとする）、さらに誘
電率ε_Sを有する誘電体を介して間隔ｄで対向されてい
るものとする。この場合における伝送路の単位長当りに
形成するキャパシタンスC₀は であり、故に となる。

従って、第１５図(a)に示す伝送路は、第１５図(b)に示
すようない単位長当りにおいて第６式で求まるC₀の分布
キャパシタ(73)を含んだ伝送路となる。

さらに、この伝送路は第１５図(c)に示すように、伝送
路の分布インダクタ成分および伝送路の屈曲形成により
発生する集中インダクタ成分それぞれによる総合的な分
布インダクタ(77)および(78)と分布キャパシタ(73)より
なる分布定数回路と等価に表わすことができる。

次に、この分布キャパシタ(73)の形成における伝送路の
電気長ｌとの関係について説明する。第16図(a)に示す
ような伝送路における単位長当りの特性インピーダンス
Z₀は、第１６図(b)に示す等価回路で表わすことができ
る。その特性インピーダンスZ₀は一般的に となる。ここで伝送路が無損失の場合は となる。本発明の可変同調トランス装置における実施例
の多くはこの仮定を適用することができ、かつ説明の簡
略化のため以下第８式に示す特性インピーダンスZ₀を用
いる。第８式におけるキャパシタンスC₀は第６式におい
て求めた伝送路における単位当りのキャパシタンスC₀と
同じものである。すなわち伝送路における単位長当りの
特性インピーダンスZ₀はキャパシタンスC₀の関数であり
それはまたキャパシタC₀に関与する誘電体の誘電率ε_Ｓ
伝送路電極の巾Ｗおよびそれぞれの伝送路電極の設置間
隔ｄの関数でもある。

以上のように、伝送路における単位長当りの特性インピ
ーダンスがZ₀で、その電気長がｌであり、かつ先端がオ
ープン状態である伝送路の端子に発生する等価リアクタ
ンスＸは Ｘ＝−Z₀ cotθ……(9) で表わすことができる。ここで であり、特に の場合において等価リアクタンスＸは Ｘ＝≦０……(12) となる。すなわち伝送路の端子における等価リアクタン
スはキャパシティブリアクタンスとなり得る。したがっ
て伝送路の電気長ｌによってθが第１１式に該当する場
合、すなわち例えば電気長ｌをλ/4以下に設定すること
によりキャパシタを形成することができる。そして、そ
の形成できるキャパシタのキャパシタンスＣは で表わされるように、θの変化によって、すなわち伝送
路の電気長ｌの設定によって任意のキャパシタンスＣを
実現することができる。

以上第９式〜第１３式において説明した伝送路の動作態
様について図に表わしたものが第１７図である。第１７
図では、先端がオープン状態の伝送路において、その電
気長ｌの変化に従って端子に発生する等価リアクタンス
Ｘが変化する様子を表わしている。第１７図から明らか
なように、伝送路の電気長ｌがλ/4以下もしくはλ/2〜
3λ/4などにおけるような場合には負の端子リアクタン
スを形成することが可能であり、すなわち等価的にキャ
パシタを形成することができる。さらに、負の端子リア
クタンスを発生させる条件において、伝送路の電気長ｌ
を任意に設定することによって、キャパシタンスＣを任
意の値に実現することが可能である。

このようにして形成されるキャパシタＣは、第１５図
(d)において示す集中定数キャパシタ(79)として等価的
に置換することができる。そして、伝送路に存在する分
布インダクタ成分および伝送路の屈曲形成によって発生
する集中インダクタ成分それぞれの総合によって形成さ
れるインダクタは、集中定数インダクタ(80)として等価
的に置換することができる。この第１５図(d)において
アース端子を共通化して表わすと、明らかに最終的には
第１５図(e)において表すように、集中定数キャパシタ
(79)および集中定数インダクタ(80)より成る並列共振回
路と等価になり、可変同調トランス装置を実現すること
ができる。

以上の動作原理の説明から明らかなように、第１３式に
おいて示す、形成されるキャパシタのキャパシタンスＣ
はcotθの関数であり、これはすなわち第１０式におい
て示されるように伝送路の長さｌに依存するものであ
る。このように形成されるキャパシタのキャパシタンス
Ｃは伝送路の長さｌの設定によって任意に定めることが
できる。従って本発明の可変同調トランス装置の実施例
において、第３図(a)ないし(d)に示すオープン端子電極
(101)(109)(118)(128)のそれぞれの設計時における長さ
の設定によって、もしくは構成後におけるそれぞれの電
極をカットすることによって可変同調トランス装置の同
調周波数における可変範囲を任意に設定することが可能
である。

発明の効果 以上のように本発明は、誘電体を介して対向設置したそ
れぞれの電極におけるアース端子または共通端子位置が
それぞれの電極で反対側となるように設定され、上記そ
れぞれの電極のうちの片方の電極における所要部に入力
信号源が接続されるとともに他方の電極における所要部
に出力負荷が接続され、上記それぞれの電極のうちいず
れかの電極の所要部と上記アース端子または共通端子と
の間に可変リアクタンス素子を接続設置したので、それ
ぞれの電極間において有効に電位差を発生させ、それに
よって分布キャパシタを形成させるとともに、片方の電
極による集中定数インダクタおよび分布定数インダクタ
よりなる総合的なインダクタと並列に作用させて、等価
的に並列共振同調回路を構成でき、更に片方の電極によ
って１次インダクタを、また他方の電極によって２次イ
ンダクタをそれぞれ形成することによってトランスを構
成でき、可変リアクタンス素子のリアクタンス変化を制
御することによって可変同調トランス装置を実現できる
ようにしている。従って次のような優れた効果が得られ
るものである。

(1)可変同調トランス装置として、同調周波数の可変範
囲を任意に設定するために不可欠なトリマキャパシタ機
能を１次インダクタと２次インダクタの間において有効
に実現させることができ、従来において個別部品として
設置されていたトリマキャパシタ部品が不要となる。す
なわち対向するそれぞれの電極によって、トランス機能
とトリマキャパシタ機能を同時にかつ有効に作用させる
ことができる。しかもその実現されるトリマキャパシタ
は機械的可動部分が皆無であり、機械的振動に対して極
めて安定なトリミングキャパシタンスを維持することが
でき、それによって可変同調周波数を長期間に渡って安
定に確保することができるという優れた効果が得られ
る。

(2)可変リアクタンス素子および伝送路として機能する
２個の電極と１個の誘電体による極めて簡単な構成と簡
単な製造工法によって、トランスインダクタとトリマキ
ャパシタを一体化構成できる。それによって、シンプル
な形態の部品として扱うことが可能な可変同調トランス
装置を実現することができる。

(3)その他、トランスインダクタとトリマキャパシタを
一体化構成できて一個の部品として扱うことが可能な可
変同調トランス装置が実現でき、その形態を薄型化およ
び小型化することができ、また機械的可動部分が全く無
いジユール化した構成で可変同調トランス装置が実現で
きるという優れた効果が得られる。その効果により機械
的振動に対して極めて安定な可変同調トランス装置が実
現でき、不要な接続リード線によるリードインダクタン
スやストレーキャパシタの発生などの不安定要素の介在
を皆無にして超高周波領域まで極めて安定な可変同調ト
ランス装置が実現でき、更に可変同調トランス装置とし
ての部品点数の削減およびスペースファクタの向上が実
現できるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の可変同調トランス装置の回路図、第２図
は従来の可変同調トランス装置における部品構成を示す
斜視図、第３図(a)〜(d)は本発明の可変同調トランス装
置の回路図、第４図(a)〜(c)ないし第１３図(a)〜(c)は
本発明のそれぞれの実施例における可変同調トランス装
置における同調トランス部の表面図、側面図および裏面
図、第１４図(a)(b)は本発明の他の実施例における可変
同調トランス装置における同調トランス部の側面図と上
面図、第１５図(a)〜(e)、第１６図(a)(b)、第１７図は
本発明における可変同調トランス装置における同調トラ
ンス部の動作原理を示す説明図である。 (15)(22)(29)(36)(39)(42)(45)(48)(51)(54)(57)……誘
電体、(16)(17)(23)(24)(30)(31)(37)(38)(40)(41)(43)
(44)(46)(47)(49)(50)(52)(53)(55)(56)(58)(59)(70)(7
1)……伝送路電極、(90)(101)(110)(120)……１次イン
ダクタ、(91)(102)(111)(121)……２次インダクタ、(9
2)(103)……可変キャパシタンス素子、(112)(122)……
電圧可変キャパシタンス素子、(95)(106)(115)(125)…
…入力信号源、(97)(108)(117)(127)……出力負荷、(9
8)(109)(118)(128)……オープン端子、(119)(129)……
制御電圧供給端子、(130)(131)(132)(134)(135)(136)(1
37)(138)(139)(140)……入力端子または出力端子に設定
される中間タップ。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｊ 1/00 Ｚ 8523−5Ｋ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】誘電体を介して対向設置したそれぞれの電
   極におけるアース端子または共通端子の位置が互いに対
   向しない相異対向位置関係いわゆる上記アース端子また
   は共通端子の位置が上記それぞれの電極間の中心面に対
   して面対称でない位置関係となるように設定され、上記
   それぞれの電極のうちの片方の電極における所要部に入
   力信号源が接続されるとともに他方の電極における所要
   部に出力負荷が接続され、上記それぞれの電極のうちい
   ずれかの電極の所要部と上記アース端子または共通端子
   との間に可変リアクタンス素子を接続設置した可変同調
   トランス装置。
2. 【請求項２】それぞれの電極におけるオープン端子とな
   る電極部分の任意の所要部をカットすることによって可
   変同調周波数範囲が任意に設定されることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の可変同調トランス装置。
3. 【請求項３】それぞれの電極は、誘電体の表裏に設置さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の可変
   同調トランス装置。
4. 【請求項４】それぞれの電極は、誘電体の同一面に設置
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の可
   変同調トランス装置。
5. 【請求項５】それぞれの電極は少なくとも一ヶ所の屈曲
   部を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の可変同調トランス装置。
6. 【請求項６】それぞれの電極は、スパイラル形状である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の可変同調
   トランス装置。
7. 【請求項７】誘電体が筒状であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の可変同調トランス装置。
8. 【請求項８】それぞれの電極は、その少なくとも一方の
   電極の一部または全部が誘電体の内部に位置するように
   設置されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の可変同調トランス装置。
9. 【請求項９】可変リアクタンス素子として電圧可変キャ
   パシタンスダイオードを用いたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の可変同調トランス装置。