JPS62299103A - 誘電体共振器 - Google Patents
誘電体共振器Info
- Publication number
- JPS62299103A JPS62299103A JP14204086A JP14204086A JPS62299103A JP S62299103 A JPS62299103 A JP S62299103A JP 14204086 A JP14204086 A JP 14204086A JP 14204086 A JP14204086 A JP 14204086A JP S62299103 A JPS62299103 A JP S62299103A
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- JP
- Japan
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- dielectric
- dielectric resonator
- resonator
- recesses
- resonant frequency
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
３、発明の詳細な説明
く技術分野〉
本発明は主としてマイクロ波帯で使用する誘電体共振器
に関するものであり、特に共振周波数の調整を行なえる
ようにした構造をもつものである。
に関するものであり、特に共振周波数の調整を行なえる
ようにした構造をもつものである。
〈従来技術〉
近年、マイクロ波帯において低損失であり且つ高誘電率
をもつ誘電体材料の開発により、この材料を用いた誘電
体共振器がマイクロ波共振回路に多用されている。その
応用例として、誘電体共振器を発振用共１辰回路に使用
し、周波数の安定化をはかったマイクロ波発振器などが
ある。
をもつ誘電体材料の開発により、この材料を用いた誘電
体共振器がマイクロ波共振回路に多用されている。その
応用例として、誘電体共振器を発振用共１辰回路に使用
し、周波数の安定化をはかったマイクロ波発振器などが
ある。
さて、この種の誘電体共振器を用いる場合、誘電体共振
器と絶縁体基板及びその上面に形成されたストリップ線
路とトランジスタ素子よりなるマイクロ波築積回路（Ｍ
ＩＣ）とを結合して構成するのが一般的である。なお、
ここで使用される誘電体共振器の形状は、円柱形または
直方形などが加工性や高Ｑが得られる点から一般に多く
用いられている。
器と絶縁体基板及びその上面に形成されたストリップ線
路とトランジスタ素子よりなるマイクロ波築積回路（Ｍ
ＩＣ）とを結合して構成するのが一般的である。なお、
ここで使用される誘電体共振器の形状は、円柱形または
直方形などが加工性や高Ｑが得られる点から一般に多く
用いられている。
上述のように一定の形に成形された誘電体共振器とＭＩ
Ｃを結合した共振回路の共振周波数は、誘電体材料の特
性バラツキ、加工寸法誤差（成形誤差）、ストリップ線
路との結合状態（位置関係）などにより設計値どおりの
値を得ることは困難であり、したがって、何らかの共振
周波数の調整を行なう必要がある。一般的には、第３図
に示すように、絶縁体基板１１上に置かれた誘電体共振
器１２の上面に対向して共振周波数調整用の金屈裂調整
用ネジ１３を備え、この調整用ネジ１３の回転により対
向距離ｇを、さらにはこの凋整用ネジ１３と誘電体共振
器１２との対向面積比つまり調整用ネジ１３の先端部面
積を変化するなどにより、共振周波数の調整を実施して
いる。
Ｃを結合した共振回路の共振周波数は、誘電体材料の特
性バラツキ、加工寸法誤差（成形誤差）、ストリップ線
路との結合状態（位置関係）などにより設計値どおりの
値を得ることは困難であり、したがって、何らかの共振
周波数の調整を行なう必要がある。一般的には、第３図
に示すように、絶縁体基板１１上に置かれた誘電体共振
器１２の上面に対向して共振周波数調整用の金屈裂調整
用ネジ１３を備え、この調整用ネジ１３の回転により対
向距離ｇを、さらにはこの凋整用ネジ１３と誘電体共振
器１２との対向面積比つまり調整用ネジ１３の先端部面
積を変化するなどにより、共振周波数の調整を実施して
いる。
第３図中、誘電体共振器１２の本来の共振周波数は誘電
体共振器１２の直径りと高さｈに依存し、このり、ｈの
増加により共振周波数は低下し、またその逆は高くなる
。絶縁体基Ｆｊ、ｌｌ上に形成されたストリップ線路１
４は、誘電体共振器１２と磁界結合する。シールド筺体
１５は、誘電体共振器１２を囲み、共振回路の放射損を
減らし、Ｑの低下を防止する。
体共振器１２の直径りと高さｈに依存し、このり、ｈの
増加により共振周波数は低下し、またその逆は高くなる
。絶縁体基Ｆｊ、ｌｌ上に形成されたストリップ線路１
４は、誘電体共振器１２と磁界結合する。シールド筺体
１５は、誘電体共振器１２を囲み、共振回路の放射損を
減らし、Ｑの低下を防止する。
第４図は誘電体共振器１２と調整用ネジ１３の対向面積
比を一定とした場合の対向距離ｇと共振周波数との関係
を示す。この共振特性は、誘電体共振器１２がストリッ
プ線路１４にＴＥｏｔδモードで結合している場合であ
る。図において、対向距離ｇがせまくなると、共振周波
数は高い方に変化している。
比を一定とした場合の対向距離ｇと共振周波数との関係
を示す。この共振特性は、誘電体共振器１２がストリッ
プ線路１４にＴＥｏｔδモードで結合している場合であ
る。図において、対向距離ｇがせまくなると、共振周波
数は高い方に変化している。
〈発明が解決しようとする問題点〉
上述のような共振周波数調整機構において、シールド筺
体１５及び調整用ネジ１３の環境温度の上昇による熱膨
張により誘電体共振器１２と調整用ネジ１３との対向距
離ｇが変化するため、これが共振周波数の変動の大きな
要因となる。さらには、対向距離ｇに対する共振周波数
の変化比が大きいので、調整用ネジ１３の１回転当りの
共振周波数の変化範囲も大きくなることから、最終的な
周波数の設定時において、調整用ネジ１３のロックナン
ドの締付けの際に設定がずれ、正確な調整が困難であり
、調整作業に多くの工数を要する。
体１５及び調整用ネジ１３の環境温度の上昇による熱膨
張により誘電体共振器１２と調整用ネジ１３との対向距
離ｇが変化するため、これが共振周波数の変動の大きな
要因となる。さらには、対向距離ｇに対する共振周波数
の変化比が大きいので、調整用ネジ１３の１回転当りの
共振周波数の変化範囲も大きくなることから、最終的な
周波数の設定時において、調整用ネジ１３のロックナン
ドの締付けの際に設定がずれ、正確な調整が困難であり
、調整作業に多くの工数を要する。
さらに、設定誤差が数十ｋＨｚないし数百ｋ ［１ｚ程
度に要求される場合には、その困難さは増大し、この範
囲内に設定不可能な状態にもなり得る。
度に要求される場合には、その困難さは増大し、この範
囲内に設定不可能な状態にもなり得る。
上述の問題点を解決する手段として、調整用ネジ１３の
先端面積を小さくし、これにより等価的に対向距離ｇに
対する共振周波数の変化比を小さくすれば良い。第４図
中の曲線Ａ、Ｂはその特性比較を示している。曲線Ａは
調整用ネジ１３の先端面積が大、曲線Ｂは先端面積が小
であり、これを比較すれば、先端面積を小さくすると明
らかに変化比は小さくなり、周波数の設定が容易になる
ことが分る。また、対向面積を小さくすることによる周
波数変化比の改善により、前記の熱膨張による周波数変
動をかなりの程度押えられる。さらに、調整用ネジ１３
によるＱの低下も最小躍に押えられる利点もある。
先端面積を小さくし、これにより等価的に対向距離ｇに
対する共振周波数の変化比を小さくすれば良い。第４図
中の曲線Ａ、Ｂはその特性比較を示している。曲線Ａは
調整用ネジ１３の先端面積が大、曲線Ｂは先端面積が小
であり、これを比較すれば、先端面積を小さくすると明
らかに変化比は小さくなり、周波数の設定が容易になる
ことが分る。また、対向面積を小さくすることによる周
波数変化比の改善により、前記の熱膨張による周波数変
動をかなりの程度押えられる。さらに、調整用ネジ１３
によるＱの低下も最小躍に押えられる利点もある。
しかしながら、調整用ネジ１３の先端面積が大であると
きの共振周波数の可変帯域Δｆ＾と先端面積が小である
ときの可変帯域Δ【Ｂとを比較すると、Δｒ Ｂ ＜＜
Δｒ＾であり、調整用ネジ１３による可変帯域がかなり
せまくなる。また、対向距離ｇがゼロ近傍に近くなると
急激に共１辰回路のＱが低下するため、実際にはある距
離以上には接近させることはできず、したがって実用的
にはよりいっそう可変帯域ΔｆＢは小さくなる。
きの共振周波数の可変帯域Δｆ＾と先端面積が小である
ときの可変帯域Δ【Ｂとを比較すると、Δｒ Ｂ ＜＜
Δｒ＾であり、調整用ネジ１３による可変帯域がかなり
せまくなる。また、対向距離ｇがゼロ近傍に近くなると
急激に共１辰回路のＱが低下するため、実際にはある距
離以上には接近させることはできず、したがって実用的
にはよりいっそう可変帯域ΔｆＢは小さくなる。
上述のような状態において、誘電体共振器１２の特性バ
ラツキ（誘電率のバラツキ）、加工誤差（成形誤差）、
ストリップ線路１４との結合状態（位置関係）などによ
り、共振周波数が大幅に変化して調整用ネジ１３による
可変帯域Δｆｏから外れると、固定された寸法の誘電体
共振器では目的の共振周波数に設定できないということ
になる。
ラツキ（誘電率のバラツキ）、加工誤差（成形誤差）、
ストリップ線路１４との結合状態（位置関係）などによ
り、共振周波数が大幅に変化して調整用ネジ１３による
可変帯域Δｆｏから外れると、固定された寸法の誘電体
共振器では目的の共振周波数に設定できないということ
になる。
このような場合、考えられる手段としては、誘電体共振
器の寸法を変更することである。この場合、可変帯域Δ
ｆＢより共振周波数が低いときには、誘電体共振器の高
さｈを低くすればよい。しかし、誘電体共振器の材質は
非常に硬く （一般にその硬度はアルミナ磁性体と同程
度である）、特別な加工法を用いないかぎり、容易に加
工することは困難である。したがって、量産時にはこの
方法は不適当である。また、共振周波数が可変帯域Δ「
Ｂより高いときには、誘電体共振器を本来の寸法より大
き（する必要があるが、この場合、誘電体共振器自体を
新しく作り直さなければならない。
器の寸法を変更することである。この場合、可変帯域Δ
ｆＢより共振周波数が低いときには、誘電体共振器の高
さｈを低くすればよい。しかし、誘電体共振器の材質は
非常に硬く （一般にその硬度はアルミナ磁性体と同程
度である）、特別な加工法を用いないかぎり、容易に加
工することは困難である。したがって、量産時にはこの
方法は不適当である。また、共振周波数が可変帯域Δ「
Ｂより高いときには、誘電体共振器を本来の寸法より大
き（する必要があるが、この場合、誘電体共振器自体を
新しく作り直さなければならない。
また、逆に共振周波数が可変帯域Δｆ、に入るよう前記
の変動原因をとり除くことが考えられるが、実際には材
料、加工、調整などの面で技術的に解決すべき問題があ
るとともに、調整作業に多くの工数を必要とし、製造コ
ストの上昇をまねくことになる。
の変動原因をとり除くことが考えられるが、実際には材
料、加工、調整などの面で技術的に解決すべき問題があ
るとともに、調整作業に多くの工数を必要とし、製造コ
ストの上昇をまねくことになる。
以上のように、従来の誘電体共振器においては、特に大
量に生産する民生用機器に通用する場合、解決すべき問
題点が多い。
量に生産する民生用機器に通用する場合、解決すべき問
題点が多い。
〈発明の目的〉
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、マイク
ロ波共振回路の共振周波数の変動を簡単な構成にて補正
でき且つ量産性にすぐれた誘電体共振器の提供を目的と
する。
ロ波共振回路の共振周波数の変動を簡単な構成にて補正
でき且つ量産性にすぐれた誘電体共振器の提供を目的と
する。
〈発明の構成〉
本発明は、高誘電率をもつ誘電体で構成された誘電体共
振器において、上記誘電体の上面に任意の数の凹部を有
し、上記凹部の一部または全部に上記誘電体と同一材料
の誘電体が挿入され且つ固定される。このような構成に
より、誘電体共振器の共振周波数の調整を可能とするこ
とで、誘電体共振器とＭＩＣを結合したマイクロ波共振
回路の共振周波数の変動を補正可能とする。
振器において、上記誘電体の上面に任意の数の凹部を有
し、上記凹部の一部または全部に上記誘電体と同一材料
の誘電体が挿入され且つ固定される。このような構成に
より、誘電体共振器の共振周波数の調整を可能とするこ
とで、誘電体共振器とＭＩＣを結合したマイクロ波共振
回路の共振周波数の変動を補正可能とする。
〈発明の原理〉
前述のように、誘電体共振器の共振周波数はその直径り
と高さｈに依存する。ここで、−例として形状が単純な
円柱形であり５ＧＨｚ帯の共振周波数をもつ誘電体共振
器の高さｈに対する共振周波数の変化の実験値について
説明する。
と高さｈに依存する。ここで、−例として形状が単純な
円柱形であり５ＧＨｚ帯の共振周波数をもつ誘電体共振
器の高さｈに対する共振周波数の変化の実験値について
説明する。
誘電率＝４３．直径Ｄ＝１１．５ｍ■の誘電体共振器を
第３図に示すマイクロ波共振回路に実装し、調整用ネジ
１３を誘電体共振器から十分離しく対向距離ｇを大）、
調整用ネジ１３の影響を無（した状態で、ＴＥｏ７δモ
ードの共振周波数の高さｈに対する変化幅は、ｈ ＝
４ ｍ璽からｈ ＝ ５ 鶴の変化で約４００ＭＨｚ低
い方へ移動する。
第３図に示すマイクロ波共振回路に実装し、調整用ネジ
１３を誘電体共振器から十分離しく対向距離ｇを大）、
調整用ネジ１３の影響を無（した状態で、ＴＥｏ７δモ
ードの共振周波数の高さｈに対する変化幅は、ｈ ＝
４ ｍ璽からｈ ＝ ５ 鶴の変化で約４００ＭＨｚ低
い方へ移動する。
このように、誘電体共振器の高さｈのわずかな変化によ
り共振周波数が大幅に変化する。しかるに、誘電体共振
器の高さｈを変えるのに、高さｈを均一に低くしないで
、一部分のみを変形しても高さｈの変化と等価になり、
同一の効果が得られる。
り共振周波数が大幅に変化する。しかるに、誘電体共振
器の高さｈを変えるのに、高さｈを均一に低くしないで
、一部分のみを変形しても高さｈの変化と等価になり、
同一の効果が得られる。
そこで、本発明では、誘電体共振器を構成する誘電体に
任意の数の凹部を予め形成し、この凹部に同一材料の誘
電体を任意の数だけ挿入することにより、誘電体共振器
の高さを等価的に変化させる。これにより、共振周波数
の調整を可能とする。
任意の数の凹部を予め形成し、この凹部に同一材料の誘
電体を任意の数だけ挿入することにより、誘電体共振器
の高さを等価的に変化させる。これにより、共振周波数
の調整を可能とする。
〈実施例〉
第１図は本実施例の誘電体共振器の断面構造を示し、第
２図は平面構造を示す。
２図は平面構造を示す。
誘電体共振器１は、高誘電率をもつ誘電体材料で構成さ
れる。誘電体共振器ｌを構成する円柱形誘電体２は、そ
の上面に５個の凹部３を有する。
れる。誘電体共振器ｌを構成する円柱形誘電体２は、そ
の上面に５個の凹部３を有する。
この凹部３は円筒状であり、５個の凹部３の内の２個の
凹部３に円柱形誘電体２と同一の誘電体材料からなる円
柱状の誘電体４が挿入され且つ高周波損失の少ない接着
剤にて固定される。
凹部３に円柱形誘電体２と同一の誘電体材料からなる円
柱状の誘電体４が挿入され且つ高周波損失の少ない接着
剤にて固定される。
なお、凹部３の位置や数さらに誘電体４の挿入位置や数
は任意に定めることができる。また、誘電体共振器の形
状は、円柱形以外に直方形など他の形状でもよい。さら
に、凹部についても、円筒形以外の他の形状でもよい。
は任意に定めることができる。また、誘電体共振器の形
状は、円柱形以外に直方形など他の形状でもよい。さら
に、凹部についても、円筒形以外の他の形状でもよい。
以下、共振周波数の調整方法について説明する。
誘電体共振器１を構成する円柱形誘電体２の上面に複数
個の凹部３を形成することにより、誘電体共振器１の高
さｈを凹部が無い場合より等価的に低くし、一旦、共振
周波数を高い方へ上げる。
個の凹部３を形成することにより、誘電体共振器１の高
さｈを凹部が無い場合より等価的に低くし、一旦、共振
周波数を高い方へ上げる。
そして、複数個の凹部３の内の所要数の凹部３に誘電体
４を挿入して固定することにより、誘電体共振器１の高
さｈを等価的に高め、共振周波数を所要値にまで下げる
。つまり、誘電体４の挿入数に応じて共振周波数が可変
になり、共振周波数が調整できる。
４を挿入して固定することにより、誘電体共振器１の高
さｈを等価的に高め、共振周波数を所要値にまで下げる
。つまり、誘電体４の挿入数に応じて共振周波数が可変
になり、共振周波数が調整できる。
この場合、挿入される誘電体４が円柱形誘電体２と同一
材料からなるため、誘電体４を挿入することによる誘電
体共振器１の温度特性及びＱなどへの影響は実用上は問
題とはならない。
材料からなるため、誘電体４を挿入することによる誘電
体共振器１の温度特性及びＱなどへの影響は実用上は問
題とはならない。
従って、この誘電体共振器では、従来問題となっていた
誘電体共振器とＭ Ｉ Ｃとを結合した共振回路におけ
る誘電体材料特性のバラ”ツキ、加工寸法誤差（成形誤
差）、ストリップ線路との結合状態（位置関係）などに
よる共振周波数の変動を簡単に補正できることになる。
誘電体共振器とＭ Ｉ Ｃとを結合した共振回路におけ
る誘電体材料特性のバラ”ツキ、加工寸法誤差（成形誤
差）、ストリップ線路との結合状態（位置関係）などに
よる共振周波数の変動を簡単に補正できることになる。
この結果、上記原因に伴う共振周波数の変動のために可
変範囲Δｆ８から共振周波数が離脱し、調整用ネジ１３
によって目的とする共振周波数の設定が不可能になると
いう事態を防止できることにもなる。これにより、調整
用ネジ１３による共振周波数の設定が正確かつ容易にな
る。
変範囲Δｆ８から共振周波数が離脱し、調整用ネジ１３
によって目的とする共振周波数の設定が不可能になると
いう事態を防止できることにもなる。これにより、調整
用ネジ１３による共振周波数の設定が正確かつ容易にな
る。
また、何種類もの異なった共振周波数をもつ誘電体共振
器が必要とされる場合などには、１つの寸法の円柱形誘
電体ｌを複数個準備し、各共振周波数に応じて誘電体４
を挿入し、共振周波数の調整を行うことで目的を達成で
きる。
器が必要とされる場合などには、１つの寸法の円柱形誘
電体ｌを複数個準備し、各共振周波数に応じて誘電体４
を挿入し、共振周波数の調整を行うことで目的を達成で
きる。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明においては、誘電体の凹部
に同一材料の誘電体を挿入するという簡単な構成により
、マイクロ波共振回路の量産時における種々の原因によ
る共振周波数の変動を補正する機能を有するとともに量
産性にすぐれた誘電体共振器が実現できる。また、複数
種類の異なった共振周波数を必要とする場合にも、１つ
の形状寸法をもつ誘電体共振器を準備するだけで対応が
可能となり、汎用性を備えた誘電体共振器が実現できる
。
に同一材料の誘電体を挿入するという簡単な構成により
、マイクロ波共振回路の量産時における種々の原因によ
る共振周波数の変動を補正する機能を有するとともに量
産性にすぐれた誘電体共振器が実現できる。また、複数
種類の異なった共振周波数を必要とする場合にも、１つ
の形状寸法をもつ誘電体共振器を準備するだけで対応が
可能となり、汎用性を備えた誘電体共振器が実現できる
。
第１図は本発明実施例の断面構成を示す図、第２図は本
発明実施例の平面構成を示す図、第３図は従来例のマイ
クロ波共振回路の断面構成を示す図、 第４図は共振回路の対向距離と共振周波数との関係を示
す図である。 ■・・・誘電体共振器 ２・・・円柱形誘電体 ３・・・凹部 ４・・・誘電体 特許出願人 シャープ株式会社 代 理 人 弁理士 西１）新 ４ 第１図 第２図 ０ ／ｌ＼４−９ →Ｋ ω （神坑鰍詠）
発明実施例の平面構成を示す図、第３図は従来例のマイ
クロ波共振回路の断面構成を示す図、 第４図は共振回路の対向距離と共振周波数との関係を示
す図である。 ■・・・誘電体共振器 ２・・・円柱形誘電体 ３・・・凹部 ４・・・誘電体 特許出願人 シャープ株式会社 代 理 人 弁理士 西１）新 ４ 第１図 第２図 ０ ／ｌ＼４−９ →Ｋ ω （神坑鰍詠）
Claims (1)
- 高誘電率をもつ誘電体で構成された誘電体共振器にお
いて、上記誘電体の上面に任意の数の凹部を有し、上記
凹部の一部または全部に上記誘電体と同一材料の誘電体
が挿入され且つ固定されてなる誘電体共振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14204086A JPS62299103A (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 誘電体共振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14204086A JPS62299103A (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 誘電体共振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62299103A true JPS62299103A (ja) | 1987-12-26 |
Family
ID=15305983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14204086A Pending JPS62299103A (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 誘電体共振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62299103A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05327324A (ja) * | 1992-05-15 | 1993-12-10 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 誘電体共振器の周波数調整方法 |
| US5714920A (en) * | 1992-06-01 | 1998-02-03 | Poseidon Scientific Instruments Pty Ltd. | Dielectrically loaded cavity resonator |
-
1986
- 1986-06-18 JP JP14204086A patent/JPS62299103A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05327324A (ja) * | 1992-05-15 | 1993-12-10 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 誘電体共振器の周波数調整方法 |
| US5714920A (en) * | 1992-06-01 | 1998-02-03 | Poseidon Scientific Instruments Pty Ltd. | Dielectrically loaded cavity resonator |
| US5990767A (en) * | 1992-06-01 | 1999-11-23 | Poseidon Scientific Instruments Pty Ltd | Dielectrically loaded cavity resonator |
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