JPH0641221U - 誘電体発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘電体素子とマイクロストリップラインによ
る共振回路と、負性抵抗回路とを金属容器内に封止して
なる誘電体発振器の小型化を阻害せずに、高いＱの高周
波特性を得るため、磁気的結合を疎にする。 【構成】 共振回路１の磁界が及ぶ範囲で、上部接地導
体１６を備えた磁気疎結合体２０を少なくとも一対、マ
イクロストリップライン６の幅方向に跨がって配設す
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、マイクロ波用の誘電体発振器に係り、特にマイクロストリップライ ンと誘電体素子との磁気的結合により形成した共振回路と、負性抵抗回路の組合 せからなる誘電体発振器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、３００ＭＨｚ乃至３，０００ＭＨｚのＵＨＦ帯と、３乃至３０ＧＨｚ のＳＨＦ帯の電波を含むマイクロ波帯域で使用される発振器は、共振回路（Гｒ ）と負性抵抗回路（Гｎ）とを組合せて構成されており、発振器としての発振条 件がГｒ×Гｎ＝１によって与えられる。 そして、発振器の性能を評価する基準の一つに周波数安定度があって、高い周 波数安定度を得るためには、電圧の変化に対して発振周波数の変動が極力小さく なくてはならないので、共振特性としては急峻つまり高Ｑの共振器を必要とし、 従ってマイクロ波帯域に適合する高周波発振器として誘電体発振器、特にマイク ロストリップラインと誘電体素子との磁気的結合により形成した共振回路と、負 性抵抗回路の組合せからなる誘電体発振器が採用されてきている。

【０００３】 そして前記誘電体共振器を用いた高周波発振器は、図３（Ａ）に示す回路構成 で、同図（Ｂ）の機械的構成により構成される。 先ず、図３（Ａ）について説明するに、６はマイクロストリップラインで、一 端が負性抵抗回路２（Γｎ）を形成するＦＥＴ（電界効果トランジスタ）４のゲ ートに接続され、他端を不要輻射を抑制する安定抵抗器５からなる無反射終端子 で終端された信号伝送路となり、該マイクロストリップライン６に対して、誘電 体素子３を磁気的結合して共振回路（Γｒ）１を構成している。 一方前記負性抵抗回路２は、電源２６から接地に至る経路に、前記ＦＥＴ４の ドレイン、ソースに跨がって夫々ｎ分の１波長（ｎは通常４）のスタブ２１、２ ２、２３及びコンデンサ７等とともに接続されて、端子２５から発振出力が取出 し可能に構成している。

【０００４】 次に前記図３（Ａ）の誘電体発振回路の機械的構成について図（Ｂ）により説 明するに、共振器となる円筒状の誘電体素子３は、接地電位にある導電性基台１ ２上に固設された誘電体基板８上に、高さｈのスペーサ９を介して取り着けられ 、一方該誘電体素子３の周端縁からｄの距離を隔てて誘電体基板８上に、マイク ロストリップラインが敷設されて、前記導電性基台１２の周縁に全体を覆被する 金属シールドケース１０を封着して金属容器を構成している。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、前記誘電体発振器は、前記誘電体素子３と前記マイクロストリップ ライン６との結合係数をβとした時、発振器の急峻度Ｑは、無負荷の急峻度Ｑｎ と負荷時の急峻度Ｑｒとから、Ｑｒ＝Ｑｎ／（１＋β）の関係式が与えられ、前 記誘電体素子３と前記マイクロストリップライン６との磁気的結合が疎であると 、負荷時のＱｒが高くなって、延いては発振器のＣ／Ｎ比、周波数安定性ともに 向上することになる。

【０００６】 前記誘電体発振器が、その発振を停止しない正常状態の状態で、前記磁気的結 合を疎にするためには、前記マイクロストリップライン６に対する前記誘電体素 子３の垂直距離ｈと水平距離ｄを夫々拡張することでも解決するが、この寸法を 拡張する事は、最適発振条件が前記誘電体素子３の材質、ＦＥＴ４の特性如何に もよるとはいえ、ｈ＝２〜３ｍｍ、ｄ＝０〜１ｍｍ程度で得られることから、誘 電体発振器を更に小型化することに制約を与え、共振器の設計までも難しくする ことになってしまう。

【０００７】 そして例えば前記誘電体共振器とマイクロストリップラインとの磁気的結合度 を、調整する従来技術として特開平３−１６２１０９号が開示されているが、か かる技術は金属容器内に収納された誘電体と、伝送線路であるマイクロストリッ プラインとの磁気的結合を金属容器に設けたスリットを介して行なわせると共に 、該スリットの間隔の大きさを、外部からネジの挿入長により可変される機械的 調整手段を用いている。 しかしながら、かかる従来技術においては、前記金属容器の内部空間の一部を 突出させてスリット空間を設け、該空間底部にマイクロストリップラインを形成 しなくてはならず、而もその開口面積をネジの挿入長を加減する機構のために、 機械的振動に弱く、而もネジの弛みによって発振周波数が不安定になるだけでな く、共振器自体を縮小して小型化を図る事が中々困難である。

【０００８】 本考案は、かかる従来技術の欠点に鑑み、誘電体共振器の小型化を阻害するこ となく簡単な構成で高いＱ特性を得る事の出来る、言い換えれば誘電体素子と、 マイクロストリップラインとを磁気的に疎結合させる事を可能にした誘電体発振 器を提供する事を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、かかる技術的課題を達成するために、マイクロストリップライン と誘電体素子とを磁気的結合させて共振回路を形成してなる誘電体発振器におい て、 前記マイクロストリップラインの一部を、該ストリップラインより幅広にして 接地された導電線路と置換し、前記マイクロストリップラインと誘電体素子との 磁気的結合を疎にした事を特徴とするものである。 尚、マイクロストリップラインと誘電体素子とを誘電体基板上に配設してなる 装置においては、前記導電線路の接地はスルーホールを介して誘電体基板を固設 する導電性基台と導通させるのがよい。 又前記導電線路は、誘電体素子の最近接位置を挟んで、その両側のマイクロス トリップライン上の誘電体素子と対面する側に一対配設するのがよい。

【００１０】

【作用】

かかる技術手段によれば、前記共振器の発振を停止しない範囲で前記マイクロ ストリップラインの一部を接地された導電線路と置換する事により、その部分に おいて前記誘電体素子間の磁気的結合がなくなるために、前記マイクロストリッ プラインの全体としての磁気的結合度が疎になり、高周波特性の急峻度が増す。 従って本考案によれば、前記マイクロストリップラインと前記誘電体素子間の 機械的距離は何等拡張させる事なく、前記磁気的結合度を疎にし得る為に、小型 化に何等制約を受けない。 又本考案によれば、前記マイクロストリップラインの一部を接地された導電線 路と置換するするのみで前記作用を円滑に達成し得るために、その構成が極めて 簡単である。 更に、前記導電線路は、誘電体素子の最近接位置を挟んで、その両側のマイク ロストリップライン上の誘電体素子と対面する側に一対配設する事により、言換 えれば最近接位置においては前記マイクロストリップラインが露出している為に 、前記共振器の発振を停止する恐れがなく、而も前記導電線路の面積と間隔を調 整する場合においても磁束が左右対称に疎にする事が可能であり、これにより局 部的な集中若しくは非対称的な低減が生じる事なく、最も好ましい磁気結合度が 安定的に得る事が出来る。

【００１１】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の好適な実施例について例示的に詳しく説明する 。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配 置等、特に特定的な記載がない限りは、この考案の範囲を、それのみに限定する 趣旨でなく、単なる説明例に過ぎないものである。

【００１２】 図１は、本考案の実施に係る誘電体発振器の平面断面図を表わし、図２は図１ におけるＡ−Ａ断面図を表わしている。 図１、図２において共振器となる円筒状の誘電体素子３は、接地電位にある導 電性基台１２上に固設された誘電体基板８上に、高さｈのスペーサ９を介して取 り着けられ、一方該誘電体素子３の周端縁からｄの距離を隔てて誘電体基板８上 に、マイクロストリップライン６が敷設されて、前記導電性基台１２の周縁に全 体を覆被する金属シールドケース１０を封着して金属容器を構成し、更に、前記 ＦＥＴ４のドレイン端子側に、λ／４長のスタブ２２、２３とコンデンサ７によ って交流的に接地された負性抵抗回路２が設けられて、前記従来技術と同様な誘 電体発振器を構成している。

【００１３】 前記誘電体素子３と前記マイクロストリップライン６とは、垂直方向の長さ、 つまり高さｈと水平方向の長さｄの相対的間隔を保って配設されており、伝送さ れる高周波電流に比例して、この空間に形成される一定強度の磁界を介して両者 が結合されている。

【００１４】 次に、前記磁気的結合を疎にするための本考案の要旨構成について説明するに 、１６、１６は、前記誘電体素子３の最近接位置を挟んで、その両側のマイクロ ストリップライン６上の誘電体素子３と対面する側に配設した一対の導電線路で 、前記マイクロストリップライン６を跨いで誘電体基板８上に該基板８と同質材 料、例えばテフロン、グラスファイバ、アルミナ等からなる絶縁性の誘電体支持 体１９を固設するとともに、その上面に方形状に薄層導体２０を形成すると共に 、該薄層導体２０と底側の導電性基台１２間をスルーホール１８で接続し接地電 位に維持させる。

【００１５】 この結果、前記誘電体素子３の最近接位置を挟んで、その両側の対称位置に位 置する薄層導体２０、２０がマイクロストリップライン６の一部を置換して伝送 路として機能するとともに、該導電線路１６、１６上では、磁力線は薄層導体２ ０、２０の上を迂回するために、その部分での磁気的結合は起こらず、結果とし てスリップライン６と誘電体素子３との間の磁気的に結合する範囲に制限を受け 、その磁気的結合度合が弱められることになる。 而も本実施例においては前記誘電体素子３の最近接位置におけるスリップライ ン６は露出している為に、共振回路１の発振が停止するほど磁気的結合が弱めら れる事はない。

【００１６】 従って本実施例によれば、発振器の小型化に逆行する誘電体素子３とマイクロ ストリップライン６との相対的寸法の拡張を図る事なく、スリップライン６の一 部を導電線路１６に置換するだけで、磁気的結合を疎にする事が出来る。 又、前記誘電体素子３の最近接位置を挟んで一対の導電線路１６、１６を配設 した為に、該導電線路１６、１６によって共振回路１の発振が停止する恐れがな く、而も該最近接位置を挟んで対称に配設されているために、金属容器内の狭隘 な空間でありながら、該一対の導電線路１６、１６間同士の間隔及び面積を変化 させる事により、その磁気的結合度を任意に調整する事が出来るのみならず、そ の磁気的結合の局部的偏在が生じる事なく安定した結合が可能である。 これにより高負荷Ｑの安定した高周波特性をもち、良好なＣ／Ｎ比の誘電体発 振器を得ることが出来る。

【００１７】

【考案の効果】

以上記載した如く本考案によれば、共振器を構成する誘電体素子とマイクロス トリップラインとの相対的寸法を拡張させる事なく、又スリップラインを導電線 路で置換するのみで出来的結合を疎にすることが出来るので、金属容器内の狭隘 な空間が利用でき、発振器自体の小型化も可能にし、これによりマイクロ波等の 高周波帯域においても高い周波数安定度が得られ、負荷Ｑ及びＣ／Ｎ比の向上が 可能になる等、種々の著効を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施に係る誘電体発振器の平面断面図
を表わす。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図を表わす。

【図３】（Ａ）は従来周知の誘電体発振器の回路配置図
を表わし、（Ｂ）は、その組立て構成を概説する縦断面
図を表わす。

【符号の説明】

１ 共振回路（Гｒ） ２ 負性抵抗回路（Гｎ） ３ 誘電体素子 ６ マイクロストリップライン ８ 誘電体基板 １６ 導電線路 １８ スルーホール １９ 誘電体支持体 ２０ 薄層導体

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】マイクロストリップラインと誘電体素子と
   を磁気的結合させて共振回路を形成してなる誘電体発振
   器において、 前記マイクロストリップラインの一部を、該ストリップ
   ラインより幅広にして接地された導電線路と置換し、前
   記マイクロストリップラインと誘電体素子との磁気的結
   合を疎にした事を特徴とする誘電体発振器
2. 【請求項２】前記誘電体素子の最近接位置を挟んで、そ
   の両側のマイクロストリップライン上の誘電体素子と対
   面する側に一対の導電線路を配設した事を特徴とする請
   求項１記載の誘電体発振器