JPH10290106A - Ｎｒｄ線路、ｎｒｄ線路共振器、ｎｒｄ線路フィルタ、およびｎｒｄ線路共振器を用いて構成した電圧制御発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝搬モードや電流に悪影響を与えることなく
誘電体ストリップの固定強度を高めることができ、かつ
固定後の誘電体ストリップの固定位置の調整が容易なＮ
ＲＤ線路共振器を提供する 【解決手段】 誘電体ストリップを複数の導電体板で挟
持して構成されたＮＲＤ線路共振器において、前記導電
体板の誘電体ストリップと接する面に刻みを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主としてＮＲＤ線
路、ＮＲＤ線路共振器、ＮＲＤ線路フィルタ、およびＮ
ＲＤ線路共振器を用いて構成した電圧制御発振器等に関
し、より具体的には車載レーダ、無線ＬＡＮ等のマイク
ロ波帯やミリ波帯で用いられる各種モジュールに使用さ
れるＮＲＤ線路、およびＮＲＤ線路共振器等に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、移動体通信システムの需要の急速
な拡大に伴い、マイクロ波帯からミリ波帯へ使用周波数
帯域が拡大されようとしている。

【０００３】このようなマイクロ波帯やミリ波帯で用い
られる誘電体共振器として、従来より、図６に示すよう
な、ＮＲＤ線路を用いて構成された誘電体共振器が用い
られている。図６は、従来例のＮＲＤ線路共振器１０１
の構造を示す分解斜視図である。図６において、ＮＲＤ
線路共振器１０１は、略平行な２枚の導電体板１０２ａ
・１０２ｂの間に誘電体ストリップ１０３が配置されて
構成されている。

【０００４】上記ＮＲＤ線路共振器１０１において、導
電体板１０２ａ・１０２ｂには、誘電体ストリップ１０
３の伝搬する磁界成分の漏洩を防止するために、アルミ
合金等の金属が用いられている。誘電体ストリップ１０
３には、磁界成分を誘電体ストリップ１０３付近に集中
させるために、フッ素系樹脂等が用いられている。

【０００５】ところで、以上のように構成されたＮＲＤ
線路共振器１０１において、誘電体ストリップ１０３は
２枚の導電体板１０２ａ・１０２ｂによって挟持されて
固定されているが、誘電体ストリップ１０３と導電体板
１０２ａ・１０２ｂとの接合面が双方ともに平滑である
ために、誘電体ストリップ１０３を固定する力が弱く、
誘電体ストリップ１０３が導電体板１０２ａ・１０２ｂ
中で移動する事態が生じる。例えばＮＲＤ線路共振器に
おいて、該共振器を構成する誘電体ストリップがその固
定位置から移動すると、共振周波数や結合係数が変化す
るため、共振器としての特性が劣化するという問題を引
き起こす。

【０００６】この問題を解決するために、誘電体ストリ
ップ１０３の固定方法として以下のような方法が提案さ
れている。

【０００７】まず第１の固定方法としては、エポキシ系
樹脂等の接着剤を用いて、誘電体ストリップ１０３を導
電体板１０２ａ・１０２ｂに接着・固定する方法が提案
されている。

【０００８】また第２の固定方法として、誘電体ストリ
ップ１０３の導電体板１０２ａ・１０２ｂとの接合面に
複数個の小突起を離間させて形成するとともに、導電体
板１０２ａ・１０２ｂの所定の位置に前記小突起に嵌合
する凹部を形成し、前記小突起と前記凹部とを嵌合させ
ることによって、誘電体ストリップ１０３を固定する方
法が提案されている（詳細は特開平８−６５０１５を参
照）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のＮＲＤ線路共振器１０１は、以下のような問題点
を有していた。

【００１０】まず、エポキシ系樹脂等の接着剤を用いて
誘電体ストリップ１０３を固定する場合に於いては、一
旦誘電体ストリップ１０３を固定してしまうと、その後
に固定位置の調整を行うことが困難であった（例えば、
共振器の共振周波数を調整するためには、誘電体ストリ
ップ１０３を導電体板１０２ａ・１０２ｂから剥がす必
要があるため、周波数調整作業を効率的に行えなくな
る）。また、接着剤自体の有する誘電率の影響、および
硬化の際の接着剤の縮みによる誘電体ストリップ１０３
の位置のズレ等によって、共振器の特性の劣化を引き起
こしていた。

【００１１】さらに、誘電体ストリップ１０３に小突起
を形成して固定する場合、固定位置が一定の箇所に決定
されているため、誘電体ストリップ１０３の固定位置を
調整することが不可能であった。加えて、誘電体ストリ
ップ１０３に突起部分が存在することにより、ＮＲＤ線
路での信号伝搬モードであるＬＳＭモードの電界ベクト
ルに乱れが生じるため、誘電体ストリップの長さ方向と
直角な方向に流れる電流の損失が大きくなり、伝搬特性
の劣化を招いていた。

【００１２】従って、本発明の目的は、上述の技術的問
題点を解決するためになされたものであって、伝搬モー
ドや電流に悪影響を与えることなく誘電体ストリップの
固定強度を高めることができ、かつ固定後の誘電体スト
リップの固定位置の調整が容易なＮＲＤ線路共振器を提
供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載のＮＲＤ線路は、誘電体スト
リップを複数の導電体板で挟持して構成されたＮＲＤ線
路であって、前記導電体板の誘電体ストリップと接する
面に刻みを設けた。

【００１４】このように、導電体板に刻みを設けたこと
により、アンカー効果によって、誘電体ストリップの固
定強度を高めることができる。

【００１５】また、本発明の請求項２記載のＮＲＤ線路
は、前記刻みが、誘電体ストリップの長さ方向と直角な
方向に設けられている。

【００１６】このような方向に刻みを設けることによ
り、ＬＳＭモードでの信号の伝搬に際して、伝搬特性を
悪化させないですむ。さらに、本発明の請求項３におい
ては、請求項１または請求項２記載のＮＲＤ線路を用い
てＮＲＤ線路共振器を構成した。

【００１７】加えて、本発明の請求項４においては、請
求項３記載のＮＲＤ線路共振器を用いてＮＲＤ線路フィ
ルタを構成した。

【００１８】そして、本発明の請求項５においては、請
求項３記載のＮＲＤ線路共振器を用いて電圧制御発振器
を構成した。

【００１９】これによって、誘電体ストリップの固定位
置の調整が容易で、かつ高い伝搬特性を実現したＮＲＤ
線路共振器、ＮＲＤ線路フィルタ、および電圧制御発振
器を得られる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、添付図面を参照して説明する。

【００２１】［第１実施例、図１〜図２］図１は第１の
実施例に係るＮＲＤ線路共振器１を示す分解斜視図であ
る。図２は、図１のＸ−Ｘ線における断面図である。

【００２２】第１実施例のＮＲＤ線路共振器１は、図１
に示すように、略平行な２枚の導電体板２ａ・２ｂの間
に、誘電体ストリップ３が配置されて構成されている。

【００２３】上記ＮＲＤ線路共振器１において、導電体
板２ａ・２ｂには、誘電体ストリップ３の伝搬する磁界
成分の漏洩を防止するために、アルミ合金等の金属が用
いられている。誘電体ストリップ３には、磁界成分を誘
電体ストリップ３付近に集中させるために、いわゆる非
放射性誘電体、例えばフッ素系樹脂等が用いられてい
る。

【００２４】本実施例においては、図１、図２（ａ）に
示すように、導電体板２ａ・２ｂの誘電体ストリップ３
と接する面に刻みが設けられている。設けられる刻みの
形状は、図２（ａ）に示す形状に限定するものではな
い。例えば図２（ｂ）、（ｃ）に示すような刻み形状を
挙げうる。以上のような形状の刻みを導電体板２ａ・２
ｂに設けることにより、導電体板２ａ・２ｂで誘電体ス
トリップ３を挟持する際、刻みの先端部が誘電体ストリ
ップ３にくい込み、アンカー効果によって誘電体ストリ
ップ３の固定強度を高めることができる。誘電体ストリ
ップ３に、フッ素系樹脂等の柔らかい素材を用いた場合
には、特に固定強度を高めることができる。

【００２５】なお、この刻みは、誘電体ストリップ３の
長さ方向と直角な方向に設けられる。これは、刻みをこ
のような方向に設けることにより、誘電体ストリップ３
の伝搬する信号の、伝搬モードを乱す恐れがないからで
ある。この点について、以下で詳細に説明する。

【００２６】まず、本発明のように、導電体板２ａ・２
ｂに刻みを形成して誘電体ストリップ３を挟持する場
合、刻みの先端部が誘電体ストリップ３にくい込むた
め、導電体板側の刻みの形状に対応して誘電体ストリッ
プ３の表面にスジ状の変形が生じることになる。そこ
で、この変形が伝搬モードを乱し、ＮＲＤ線路共振器１
の特性を劣化させることが懸念される。

【００２７】ところで、一般にＮＲＤ線路においては、
高周波信号はＬＳＭモードで伝搬される。そして、ＬＳ
Ｍモードの電界成分は誘電体ストリップの長さ方向と直
角な方向を向いている。従って、本実施例のように誘電
体ストリップの長さ方向と直角な方向に刻みが設けられ
た場合、誘電体ストリップ３に生じるスジ状の変形の方
向と、ＬＳＭモードの電界成分の方向とは同一方向とな
る。このように、変形の方向とＬＳＭモードの電界成分
の方向とが平行的な位置関係にあるため、誘電体ストリ
ップ３の変形は電界成分に対して影響を与えない。そし
て結果的に、伝搬モードは乱される恐れがないのであ
る。

【００２８】次に、誘電体ストリップ３の変形によるＬ
ＳＭモードの電流経路の変化について検討する。一般に
ＬＳＭモードでは、電流は導電体板上の誘電体ストリッ
プと接する表面付近に集中して流れている。そして、そ
の電流の方向は誘電体ストリップの長さ方向と直角な方
向を向いている。従って、誘電体ストリップ３の表面に
生じるスジ状の変形の方向と、ＬＳＭモードの電流の方
向とは同一方向となる。このように、変形の方向とＬＳ
Ｍモードの電流経路とが平行的な位置関係にあるため、
誘電体ストリップ３の変形は電流経路ひいては表面抵抗
に影響を与えない。この点からも、伝搬モードが乱され
る恐れはないと言える。

【００２９】以上の説明から明らかなように、本実施例
の構成によれば、誘電体ストリップの固定位置を調整で
き、かつ高い伝搬特性を実現したＮＲＤ線路共振器を得
られる。

【００３０】［第２実施例、図３］図３は、第２の実施
例に係るＮＲＤ線路フィルタを示す分解斜視図である。

【００３１】第２実施例のＮＲＤ線路フィルタ１１は、
図３に示すように、２個のＮＲＤ線路共振器１３ａ・１
３ｂ、入出力線路１４・１５、および前記ＮＲＤ線路共
振器１３ａ・１３ｂ・入出力線路１４・１５を上下から
挟持する２枚の導電体板１２ａ・１２ｂとから構成され
ている。導電体板１２ａ・１２ｂには、第１実施例の場
合と同様の刻みが設けられている。ＮＲＤ線路フィルタ
１１を構成する各部分の素材等は、第１実施例と変わる
ところはないのでその説明を省略する。入出力線路１４
・１５は、ＮＲＤ線路共振器１３ａ・１３ｂと同様にフ
ッ素系樹脂等の非放射性誘電体からなる。

【００３２】以上のようにＮＲＤ線路フィルタ１１を構
成することにより、フィルタ１１の特性を劣化させるこ
となく、ＮＲＤ線路共振器１３ａ・１３ｂおよび入出力
線路１４・１５の固定強度を高めることができる。

【００３３】なお、ＮＲＤ線路フィルタ１１は以下のよ
うに作用する。

【００３４】まず、入力線路１４に送られてきた高周波
信号は、共振器１３ａと磁界結合する。そして、共振器
１３ａに入力された信号のうち、共振器１３ａの共振周
波数と合致する信号が共振し、該共振信号の一部が隣接
する共振器１３ｂと磁界結合する。共振器１３ｂにおい
ても同様に共振器１３ｂの共振周波数と合致する信号が
共振し、該共振信号の一部が伝送線路１５と磁界結合
し、出力される。以上のように、ＮＲＤ線路フィルタ１
１は機能する。

【００３５】［第３実施例、図４〜図５］図４〜図５
に、第３の実施例にかかる電圧制御発振器を示す。

【００３６】図４は、電圧制御発振器２１を構成する回
路基板２５上の各種パターンなどを示す平面図である。
図５は、回路基板２５を上下の導電体板２２ａ・２２ｂ
間に配置した状態における、図４のＸ−Ｘ線断面図であ
る。

【００３７】本実施例の電圧制御発振器２１は、図４・
図５に示すように、略平行な導電体板２２ａ・２２ｂの
間に誘電体基板よりなる回路基板２５が配置されて構成
されている。そして、回路基板２５の上下には、非放射
性誘電体よりなる誘電体ストリップ２３ａ・２３ｂ、２
４ａ・２４ｂが配置され、それぞれ発振器２１の主線路
２３と副線路２４とを構成している。主線路２３と副線
路２４との間には円柱状の誘電体共振器２６が配置され
ており、接着剤等により回路基板２５に固定されてい
る。誘電体共振器２６は、主線路２３と所望の結合量が
得られる位置に配置される。導電体板２２ａ、２２ｂの
各誘電体ストリップと接する面には、第１実施例の場合
と同様に、各誘電体ストリップの長さ方向と直角な方向
に刻みが設けられている。

【００３８】回路基板２５上には、パターン形成・部品
の実装などが施されて電圧制御発振器２１の回路が組ま
れているが、その機能によって大きく発振部・変調部の
２つの部分に区別される。

【００３９】まず、発振部は、ガンダイオード２７、主
線路２３、主線路２３近傍に配置された誘電体共振器２
６、およびガンダイオード２７に電圧を供給するための
導体３２等からなる。主線路２３の一端は基板２５上に
形成された印刷抵抗２９に接続されて終端しており、他
端は外部回路に出力されている。

【００４０】一方、変調部は、ＰＩＮダイオード３０、
副線路２４、副線路２４近傍に配置された誘電体共振器
２６、およびＰＩＮダイオード３０に電圧を供給するた
めの導体３１ａ、３１ｂからなる。

【００４１】以下、本実施例の電圧制御発振器２１の作
用について説明する。

【００４２】まず、ガンダイオード２７に電圧が加えら
れて信号が増幅されると、該信号が主線路２３へ送り出
される。主線路２３へ送り出された信号のうち、所定の
周波数の信号は誘電体共振器２６と共振し、ガンダイオ
ード２７との間で共振・増幅を繰り返す。そして、この
ようにして増幅の繰り返された共振信号の一部は、次第
に主線路２３の前記他端から定常的に外部回路へ出力さ
れるようになり、所定の周波数の信号を発振する発振器
として作用することとなる。この時、発振器２１の発振
周波数は誘電体共振器２６と副線路２４とが構成する変
調部の誘電率によって決定されており、ＰＩＮダイオー
ド３０に電圧を加えたり、誘電体共振器２６の固定位置
を調整したり、回路基板２５を挟んで対向する誘電体ス
トリップ２４ａ・２４ｂの固定位置を調整するなどし
て、変調部の実効誘電率を変化させることによって、発
振器２１の発振周波数を変化させる。

【００４３】電圧制御発振器２１を以上のように構成す
ることによって、発振する信号の伝搬特性を良好に保ち
つつ、発振周波数の調整を行いやすい電圧制御発振器を
提供することができる。

【００４４】［その他の実施例］なお、本発明は上述の
実施例のみに限定するものではない。

【００４５】例えば、上述の実施例においては、導電体
板の誘電体ストリップと接する面のうち、底面のみにし
か刻みを形成していない。この点に関して、刻みを導電
体板の側面に形成する事も可能である。なおこの場合に
於いても、刻みは誘電体ストリップの長さ方向と直角な
方向に設けることが望ましい。

【００４６】また、上述の実施例では、ＮＲＤ線路共振
器を主体として説明を加えたが、これに限らずＮＲＤ線
路一般についても本発明を適用しうる。すなわち、ＮＲ
Ｄ線路を構成する誘電体ストリップの固定強度を高め
る、という本発明の効果を享受しうる。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のＮＲＤ線路を用いることにより、伝搬モードや電流に
悪影響を与えることなく誘電体ストリップの固定強度を
高めることができる。また、固定後においても、誘電体
ストリップの固定位置の調整を容易に調整することがで
きる。

【００４８】また、本発明のＮＲＤ線路を用いてＮＲＤ
線路共振器を構成した場合、その固定強度が高いので、
誘電体ストリップが導電体板を移動するおそれが少な
く、安定した特性を実現できる。また、固定位置の調整
が容易なので、共振周波数の調整作業を効率的に行うこ
とができる。

【００４９】また、前記ＮＲＤ線路共振器を用いること
により、周波数特性の調整の容易で、かつ特性の安定し
たＮＲＤ線路フィルタや電圧制御発振器を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の誘電体共振器を示す分解
斜視図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線における拡大断面図である。

【図３】第２実施例のＮＲＤ線路フィルタを示す分解斜
視図である。

【図４】第３実施例の電圧制御発振器の回路基板を示す
平面図である。

【図５】図４のＸ−Ｘ線における断面図である。

【図６】従来例の誘電体共振器を示す分解斜視図であ
る。

【符号の説明】

１、１３ａ・１３ｂ ＮＲＤ線路共振器 ２ａ・２ｂ、１２ａ・１２ｂ 導電体板 ３ 誘電体ストリップ １１ ＮＲＤ線路フィルタ １４、１５ 入出力線路 ２１ 電圧制御発振器 ２２ａ・２２ｂ 導電体板 ２３ 主線路 ２３ａ・２３ｂ、２４ａ・２４ｂ 誘電体ストリップ ２４ 副線路 ２５ 回路基板 ２６ 誘電体共振器 ２７ ガンダイオード ２９ 終端抵抗（印刷抵抗） ３０ ＰＩＮダイオード ３１ａ・３１ｂ、３２ 導体 １０１ ＮＲＤ線路共振器 １０２ａ・１０２ｂ 導電体板 １０３ 誘電体ストリップ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体ストリップを複数の導電体板で挟
   持して構成されたＮＲＤ線路であって、前記導電体板の
   誘電体ストリップと接する面に刻みが設けられているこ
   とを特徴とするＮＲＤ線路。
2. 【請求項２】 前記刻みが、前記誘電体ストリップの長
   さ方向と直角な方向に設けられていることを特徴とする
   請求項１記載のＮＲＤ線路。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載のＮＲＤ線
   路を用いて構成したことを特徴とするＮＲＤ線路共振
   器。
4. 【請求項４】 請求項３記載のＮＲＤ線路共振器を用い
   て構成したことを特徴とするＮＲＤ線路フィルタ。
5. 【請求項５】 請求項３記載のＮＲＤ線路共振器を用い
   て構成したことを特徴とする電圧制御発振器。