JP2002505049A - 連続的に調整可能な共振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電気的高周波発振器用共振器（５）が開示されている。共振器は、統合化したキャパシタおよびインダクタを含む。共振器のキャパシタンス（９）およびインダクタンス（１０）は、連続的かつ同時に調整可能である(２６)。共振器は、同軸部分および導体部分を含む。同軸部分は、長手方向の開孔（１４）を備える内側誘電体（１３）と、外側導電性シースまたは外側導体（１２）とを有する。導体部分は、開孔（１４）の中で摺動可能なまっすぐなセクション（１８）と、Ｖ字形状曲り部または斜めセクション（１０）とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】 連続的に調整可能な共振器 技術的分野 この発明は、電気的発振器に関し、詳細には、衛星通信帯域（ＳＡＴＣＯＭ ）典型的にはしかしそれに限定されない４．０−６．５ＧＨｚで使用のため高周 波数の広範囲にわたり動作可能な電気的発振器用の調整可能な共振器に関する。 背景技術 高周波数発振器において、ストレイ・キャパシタンスおよびリード・インダタ タンスは、発振周波数、出力パワー、フィードバック部分および他のＡＣ量を決 定するのに非常に重要となる。これまで提供されてきた高周波数発振器は、タン ク回路内に可変キャパシタまたは可変インダクタを有する。これらの発振器は組 み立てられ、次いで可変キャパシタまたはインダクタは所望の性能のため調整さ れる。従来既知の調整可能なまたはトリミング可能なデバイスは、主タンク回路 の構成要素のキャパシタンスおよびインダクタンスより大きいストレイ・キャパ シタンスおよびインダクタンスを有することが多く、それにより発振器の最大有 効共振周波数を制限していた。 発明の開示 連続的かつ同時に調整可能なキャパシタおよびインダクタを有する電気的発振 器用共振器またはタンク回路が開示されている。キャパシタは、円筒状で中空の 外側導体、その外側導体の内側にある中空の同軸誘電体部分、およびその誘電体 部分を通って延在しかつその内側で摺動可能である内側導体を有する同軸タイプ である。外側導体は静止または固定されている。インダクタは、Ｖ字形状を形成 するため各々が一端で接続されている２つの脚部を有する。インダクタの脚部の 一方は、上記の接続部分と反対の端部でキャパシタの内側導体に接続され、一方 他方の脚部の上記の接続部分と反対の端部は、キャパシタの外側導体に対して固 定されている。内側導体の位置はキャパシタンスを決定し、インダクタの２つの 脚部の開き量がインダクタンスを決定する。内側導体の同時にまたはタンデムで の移動は、共振器のインダクタンスおよびキャパシタンスの双方が共に増大また は低減するように当該インダクタンスおよびキャパシタンスを変える。 図面の簡単な説明 この発明の詳細が、類似の参照番号を有する添付図面と関係して記載されてい る。 図１は、本発明の特徴を具現化する共振器の側面図である。 図２は、図１の共振器の端面図である。 図３は、図１の共振器の概略電気回路図である。 図４は、最大キャパシタンスおよびインダクタンスの位置近くに調整されてい る図１の共振器の側面図である。 図５は、最小キャパシタンスおよびインダクタンスの位置近く調整されている 図１の共振器の側面図である。 図６は、図１の共振器を組み込んだ電気的発振器の概略図である。 発明の詳細な説明 ここで図１および図２を参照すると、この発明の電気的発振器用の連続的に調 整可能な共振器またはタンク回路が示され、その共振器またはタンク回路は直列 Ｌ−Ｃ回路の中に可変キャパシタ９およびその可変キャパシタ９に接続されてい る可変インダクタ１０を備える。 図示の可変キャパシタ９は、鞘状または円筒状で中空の外側導体１２、円筒状 内側導体１８、および外側導体１２と内側導体１８との間にある円筒状で中空の 誘電体部分１３を有する同軸タイプである。外側導体１２および誘電体部分１３ が、Ａで示された基準軸に沿って同軸状に整列して装着され、それにより外側導 体１２が、誘電体部分１３を囲み、かつそれと同心または同軸状である。誘電体 部分１３の中空の内部は、細長い穴または開孔１４を形成している。 内側導体１８は、外側導体１２および誘電体部分１３と長さにおいてほぼ等し い導体のまっすぐなセクションであり、開孔１４を通って延在しかつその開孔１ ４に対して軸Ａに沿って同軸に整列した状態にある。内側導体１８および外側導 体１２は可変キャパシタ９のプレートを形成し、誘電体部分１３はキャパシタの 誘電体である。内側導体１８は、開孔１４の中で長手方向に摺動可能であり、キ ャパシタ調整手段を形成する。内側導体１８が開孔１４の長さ全体にわたり延在 するとき、内側導体１８と外側導体１２との間の重なり部分は最大であり、した がってキャパシタンスは最大である。内側導体１８を開孔１４から外へ摺動する ことによりその重なり部分が低減するにつれ、キャパシタンスは低減し、したが って内側導体１８の位置はキャパシタンスＣを決定する。 図示の可変インダクタ１０は、単純ループのタイプであり、図示されているよ うに逆Ｖ字形状に構成されている第１の脚部２０および第２の脚部２１を有する 斜めセクションの形である。可変インダクタ１０は、ヘアーピンにたとえてもよ い。第１の脚部２０は、第１の端部２２および第２の端部２３を有する導体のほ ぼまっすぐなセクションである。第２の脚部２１は、第１の端部２４および第２ の端部２５を有する導体のほぼまっすぐなセクションである。第１の脚部２０の 第１の端部２２は、第２の脚部２１の第１の端部２４に鋭角に結合または接続さ れており、それにより第１の脚部２０および第２の脚部２１は逆Ｖ字形状を形成 するよう開いている。可変インダクタ１０のインダクタンスは、第１の脚部２０ の第２の端部２３が第２の脚部２１の第２の端部２５から離れるように移動して 脚部２０および２１のＶを広げるとき増大し、一方第１の脚部２０の第２の端部 ２３が第２の脚部２１の第２の端部２５に向けて移動し、脚部２０および２１の Ｖを狭めるとき低減する。第１の脚部２０の第２の端部２３は、インダクタ調整 手段として働く。 内側導体１８は、接続部２６で第１の脚部２０の第２の端部２３に結合し、そ れにより第１の脚部２０および第２の脚部２１は、軸Ａに対して斜めに延在し、 軸Ａ上の第１の脚部２０の第２の端部２３および第２の脚部２１の第２の端部２ ５は可変キャパシタ９を可変インダクタ１０に結合する。内側導体１８、第１の 脚部２０および第２の脚部２１は、円形断面を有する導体またはワイヤの単一物 から形成されることが好ましい。第２の脚部２１の第２の端部２５に接続されて いる静止または固定の端部１７は、第２の脚部２１の第２の端部２５を発振器ボ ードへ装着するため設けられてよい。共振器は発振器ボードに取り付けられ、同 軸部分１１および第２の脚部２１の第２の端部２５は発振器ボードに固定して装 着され、したがって互いに関して相対的に静止または固定されている。 図４は、可変キャパシタ９の最大キャパシタンスおよび可変インダクタ１０の 最大インダクタンスの位置近くに調整されている共振器を示す。内側導体１８が 開孔１４から外へ移動するにつれ、第１の脚部２０と第２の脚部２１との間の逆 Ｖは同時に狭まり、それと同時に可変キャパシタ９のキャパシタンスを低減し、 かつ可変インダクタ１０のインダクタンスを低減する。接続部２６は、可変キャ パシタ９および可変インダクタ１０を同時にかつ対応的に調整する手段を与える 。図５は、可変キャパシタ９の最小キャパシタンスおよび可変インダクタ１０の 最小インダクタンス近くに調整されている共振器を示す。図３における矢印を結 合する点線は、タンデム動作を表すため示されている。 キャパシタンスおよびインダクタンスの双方は、力を接続部２６に印加しかつ 内側導体１８の位置を外側導体１２に対して相対的に変えることにより所望の範 囲内で連続的かつ同時に変えることができる。共振器の共振周波数は、キャパシ タンスおよびインダクタンスの積の平方根に反比例する。接続部２６が外側導体 １２から離れる第１の方向に移動されるとき、キャパシタンスおよびインダクタ ンスはタンデムで低下し、共振周波数は上昇する。接続部２６が外側導体１２に 向けての第２の方向に移動されるとき、キャパシタンスおよびインダクタンスは 対応して上昇し、共振周波数は低下する。 図６は、電圧制御発振器用の回路における共振器５を示す。外側導体１２は共 振器５のための第１の端子２８として働き、固定の端部１７は共振器５のための 第２の端子２９として働く。第１の端子２８は電圧制御発振器回路の中のバラク タ６に結合され、第２の端子２９は電圧制御発振器回路の中の増幅器７に結合さ れている。回路の中に組み入れ後に、共振器は調整され、まっすぐな部分１８は 、好ましくは少量のステーキング・エポキシ（ｓｔａｋｉｎｇ ｅｐｏｘｙ）に より同軸部分１１に対して固定される。 キャパシタンスおよびインダクタンスの同時調整は、共振器の調整周波数範囲 を非常に増大する。キャパシタ、インダクタおよび調整手段は、個別の構成要素 である代わりに単一のユニットの中に統合化されているので、回路全体のストレ イが低減され、共振器は大いに一層高い周波数で動作することができる。前述の 共振器は、約４．０から６．５ＧＨｚの周波数範囲で動作することが分かった。 本発明がある程度の特定を伴って記載されたが、本開示は例示によりなされ、 構造の細部においての変更が本発明の精神を離れることなくなされ得ることが理 解されるであろう。

【手続補正書】 【提出日】平成１１年１２月１３日（１９９９．１２．１３） 【補正内容】 特許請求の範囲 １． 長手方向開孔を備える内側誘電体部分、および前記誘電体部分を囲んでい る外側導体を有する静止した外側部材部分と、 可動の内側導体および斜めセクションを有する内側部材部分と、を備え、 前記内側導体は前記開孔の中へ延伸し、 前記内側導体、前記誘電体部分および前記外側導体はキャパシタを形成し、 前記斜めセクションはインダクタを形成し、 前記キャパシタおよびインダクタは、前記内側導体を前記開孔の中で前記外側 部材に対して相対的に移動させることにより同時に調整可能である、 電気的発振器用共振器。 ２． 前記斜めセクションは、前記内側導体に接続されかつそれを横切って延在 する第１の脚部と前記第１の脚部に接続されかつ静止端部を有する反対の第２の 脚部とを有するＶ字形状を有する請求項１記載の共振器。 ３． 前記静止端部は、前記外側部材から固定の距離にあり、 前記内側導体の前記静止端部へ向けての移動は、同時に前記内側導体と前記外 側導体との間の重なり部分を低減し、かつ前記斜めセクションの前記Ｖ字形状を 狭めることにより、前記キャパシタのキャパシタンスおよび前記インダクタのイ ンダクタンスを同時に調整する 請求項２記載の共振器。 ４． キャパシタ調整手段を有する可変キャパシタと、 第１の端と当該第１の端に対向する第２の端を備えた第１の脚と、そして第１ の端と当該第１の端に対向する第２の端を有する第２の脚を有する可変インダク タと、を備え、前記第１の脚の前記第１の端は前記第２の脚の前記第１の端に結 合されて前記第１の脚と前記第２の脚は分岐してＶ形状を形成し、前記第２の脚 の第２の端は固定されそして前記第１の脚の第２の端は前記第２の脚の第２の端 へ向かいそして離れて移動可能であって前記インダクタのインダクタンスを変化 し、前記インダクタは前記キャパシタに直列に電気的に接続され、 前記キャパシタのキャパシタンスおよび前記インダクタのインダクタンスを同 時に調整する手段を備える 電気的発振器用共振器。 ５． 前記キャパシタは、中空の円筒状外側導体、自身の中を通る開孔を有する 円筒状誘電体部分および内側導体を含み、 前記誘電体部分は、前記外側導体と同軸でありかつ当該外側導体の内側に固定 して装着され、 前記内側導体は、前記開孔の内側で摺動可能であり、 前記キャパシタは、前記内側導体を前記開孔の中で前記外側導体に対して相対 的に移動させることにより調整される、 請求項４記載の共振器。 ６． 同時に調整する前記手段は、前記第１の脚の前記第２の端と前記内側導体 の機械的接続を含み、前記機械的接続は、前記キャパシタのキャパシタンスと前 記インダクタのインダクタンスをタンデムに減少する第１の方向に移動し、前記 キャパシタのキャパシタンスと前記インダクタのインダクタンスをタンデムに増 加する第２の方向に移動する、 請求項４記載の共振器。 ７． 約４．０から６．５ＧＨｚの周波数範囲で動作する請求項１記載の共振器 。 ８． 中空の円筒状外側導体、自身の中を通る開孔を有する円筒状誘電体部分、 および内側導体を含む可変キャパシタを備え、 前記誘電体部分は、前記外側導体と同軸であり、かつ当該外側導体に固定して 装着され、 前記内側導体は、前記開孔の内側を摺動可能であり、 前記キャパシタは、前記内側導体を前記開孔の中で前記外側導体に対して相対 的に移動させることにより調整され、そのため前記内側導体は、キャパシタ調整 手段であり、 前記キャパシタに対して電気的に直列接続された可変インダクタを備え、 前記インダクタは、Ｖ字形状に構成された第１の脚部および第２の脚部を有す る斜めセクションを含み、 前記第２の脚部は固定され、 前記第１の脚部は、前記Ｖ字形状の幅を変えるため前記第２の脚部から離れる ようにまたそれに向けて移動可能であり、 前記インダクタは、前記Ｖ字形状の幅を変えることにより調整され、そのため 前記第１の脚部は、インダクタ調整手段であり、 前記キャパシタのキャパシタンスおよび前記インダクタのインダクタンスを同 時に調整する手段を備え、 同時に調整する前記手段は、前記内側導体と前記第１の脚部との機械的接続部 を含み、 前記機械的接続部は、前記キャパシタのキャパシタンスおよび前記インダクタ のインダクタンスをタンデムに低減する第１の方向に移動し、かつ 前記機械的接続部は、前記キャパシタのキャパシタンスおよび前記インダクタ のインダクタンスをタンデムに増大する第２の方向に移動する、 電気的発振器用共振器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 長手方向開孔を備える内側誘電体部分、および前記誘電体部分を囲んでい る外側導体を有する静止した外側部材部分と、 可動の内側導体および斜めセクションを有する内側部材部分と、を備え、 前記内側導体は前記開孔の中へ延仲し、 前記内側導体、前記誘電体部分および前記外側導体はキャパシタを形成し、 前記斜めセクションはインダクタを形成し、 前記キャパシタおよびインダクタは、前記内側導体を前記開孔の中で前記外側 部材に対して相対的に移動させることにより同時に調整可能である、 電気的発振器用共振器。 ２． 前記斜めセクションは、前記内側導体に接続されかつそれを横切って延在 する第１の脚部と前記第１の脚部に接続されかつ静止端部を有する反対の第２の 脚部とを有するＶ字形状を有する請求項１記載の共振器。 ３． 前記静止端部は、前記外側部材から固定の距離にあり、 前記内側導体の前記静止端部へ向けての移動は、同時に前記内側導体と前記外 側導体との間の重なり部分を低減し、かつ前記斜めセクションの前記Ｖ字形状を 狭めることにより、前記キャパシタのキャパシタンスおよび前記インダクタのイ ンダクタンスを同時に調整する 請求項２記載の共振器。 ４． キャパシタ調整手段を有する可変キャパシタと、 インダクタ調整手段を有する可変インダクタと、を備え、 前記インダクタは、前記キャパシタと直列に電気的に接続され、 前記キャパシタのキャパシタンスおよび前記インダクタのインダクタンスを同 時に調整する手段を備える 電気的発振器用共振器。 ５． 前記キャパシタは、中空の円筒状外側導体、自身の中を通る開孔を有する 円筒状誘電体部分および内側導体を含み、 前記誘電体部分は、前記外側導体と同軸でありかつ当該外側導体の内側に固定 して装着され、 前記内側導体は、前記開孔の内側で摺動可能であり、 前記キャパシタは、前記内側導体を前記開孔の中で前記外側導体に対して相対 的に移動させることにより調整される、 請求項４記載の共振器。 ６． 前記インダクタは、Ｖ字形状に構成された第１の脚部および第２の脚部を 有する斜めセクションを含み、 前記インダクタは、前記Ｖ字形状の幅を変えることにより調整される、 請求項４記載の共振器。 ７． 同時に調整する前記手段は、前記キャパシタ調整手段と前記インダクタ調 整手段との機械的接続部を含み、 前記機械的接続部は、前記キャパシタのキャパシタンスおよび前記インダクタ のインダクタンスをタンデムに低減する第１の方向に移動し、かつ 前記機械的接続部は、前記キャパシタのキャパシタンスおよび前記インダクタ のインダクタンスをタンデムに増大する第２の方向に移動する、 請求項４記載の共振器。 ８． 約４．０から６．５ＧＨｚの周波数範囲で動作する請求項１記載の共振器 。 ９． 中空の円筒状外側導体、自身の中を通る開孔を有する円筒状誘電体部分、 および内側導体を含む可変キャパシタを備え、 前記誘電体部分は、前記外側導体と同軸であり、かつ当該外側導体に固定して 装着され、 前記内側導体は、前記開孔の内側を摺動可能であり、 前記キャパシタは、前記内側導体を前記開孔の中で前記外側導体に対して相対 的に移動させることにより調整され、そのため前記内側導体は、キャパシタ調整 手段であり、 前記キャパシタに対して電気的に直列接続された可変インダクタを備え、 前記インダクタは、Ｖ字形状に構成された第１の脚部および第２の脚部を有す る斜めセクションを含み、 前記第２の脚部は固定され、 前記第１の脚部は、前記Ｖ字形状の幅を変えるため前記第２の脚部から離れる ようにまたそれに向けて移動可能であり、 前記インダクタは、前記Ｖ字形状の幅を変えることにより調整され、そのため 前記第１の脚部は、インダクタ調整手段であり、 前記キャパシタのキャパシタンスおよび前記インダクタのインダクタンスを同 時に調整する手段を備え、 同時に調整する前記手段は、前記内側導体と前記第１の脚部との機械的接続部 を含み、 前記機械的接続部は、前記キャパシタのキャパシタンスおよび前記インダクタ のインダクタンスをタンデムに低減する第１の方向に移動し、かつ 前記機械的接続部は、前記キャパシタのキャパシタンスおよび前記インダクタ のインダクタンスをタンデムに増大する第２の方向に移動する、 電気的発振器用共振器。