JP2003273615A - 誘電体共振器及びその共振周波数の調整方法 - Google Patents

誘電体共振器及びその共振周波数の調整方法

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JP2003273615A
JP2003273615A JP2002073522A JP2002073522A JP2003273615A JP 2003273615 A JP2003273615 A JP 2003273615A JP 2002073522 A JP2002073522 A JP 2002073522A JP 2002073522 A JP2002073522 A JP 2002073522A JP 2003273615 A JP2003273615 A JP 2003273615A
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Takeshi Sugiyama
武志 杉山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】製造コストを低減できしかも共振周波数調整の
容易な誘電体共振器及びその共振周波数の調整方法を提
供する。 【解決手段】上記の目的を達成するために、誘電体共振
器本体と支持台とを備え、誘電体共振器本体は、円環状
の外側誘電体部材と円環状の外側誘電体部材の中央孔内
に形成され円環状の外側誘電体部材と同一又は異なる誘
電率をもつ内側誘電体部材とで構成され、誘電体共振器
本体の下方端面に支持台が固着されることを特徴として
いる。また、本発明による誘電体共振器は、誘電体共振
器本体の円環状の外側誘電体部材と内側誘電体部材のそ
れぞれの誘電率を選択して予定の共振周波数に調整され
る。代りに、本発明の誘電体共振器は、誘電体共振器本
体の円環状の外側誘電体部材の外径又は内径及び内側誘
電体部材の外径及び(又は)誘電体共振器本体の円環状
の外側誘電体部材及び内側誘電体部材の厚さを選択して
予定の共振周波数に調整される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、移動体通信用誘電
体フィルタ、アンテナ、マイクロ波発振器などに応用さ
れる誘電体共振器及びその共振周波数の調整方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】この種の誘電体共振器は、無負荷Q値が
高く、しかも温度に対する安定性が高いので、高い温度
安定性の要求されるマイクロ波共振回路に特に適してい
る。そしてこの種の誘電体共振器としては、円筒状誘電
体共振器本体と円柱状支持台とをねじで組付けた組付型
の誘電体共振器、円筒状誘電体共振器本体と円柱状支持
台とを接着剤で固定した接着型の誘電体共振器、及び円
筒状誘電体共振器本体と円柱状支持台とを一体成形した
一体成形型の誘電体共振器が知られている。
【0003】従来、この種の誘電体共振器において、共
振周波数を調整できるようにするため、誘電体セラミッ
クスから成る第1の誘電体層上に、高精度で寸法加工の
できる誘電体から成る第2の誘電体層を積層した構造の
ものが提案されている(特開平9−186513号公報
参照)。
【0004】また、共振周波数の温度係数を異にする2
種類以上の複数の誘電体を相互に積相して組合わせ、誘
電体の組合わせ順序を変更したり、各誘電体の軸方向の
長さを変更することにより誘電体共振器の共振周波数の
温度係数を調整する方法が提案されている(特開平5−
129811号公報参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の誘電
体を積層した複合型の誘電体共振器では、研磨加工又は
切削加工により誘電体共振素子の表面層の厚さを薄くし
て共振周波数を調整していたが、この方法では、一種の
誘電体材料からなる誘電共振器の場合と同様に、共振周
波数を高くする方向の調整はできるが、低くする方向の
調整ができないため、調整前の共振周波数が必ず所望の
共振周波数範囲以下となるように素子を形成する必要が
あり、研磨加工又は切削加工に手間や時間がかかるだけ
でなく、研磨又は切削された材料が無駄になる等の問題
があった。
【0006】また、共振周波数の温度係数を異にする2
種類以上の複数の誘電体を相互に積相して組合わせ、誘
電体の組合わせ順序を変更したり、各誘電体の軸方向の
長さを変更することにより誘電体共振器の共振周波数の
温度係数を調整する方法では、少なくとも3枚以上の誘
電体を用意する必要があり、しかも各誘電体の厚さを相
互に調整したり積層順序を変更する必要があり、制御す
べきファクタが多く、製造コストの面からも高くつくと
いう問題があった。
【0007】そこで、本発明は、従来の複合型の誘電体
共振器に伴う問題点を解決して、製造コストを低減でき
しかも共振周波数調整の容易な誘電体共振器及びその共
振周波数の調整方法を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、誘電体共振器本体と支持台とを備えた本発明の第
1の発明による誘電体共振器においては、誘電体共振器
本体は、円環状の外側誘電体部材と円環状の外側誘電体
部材の中央孔内に形成され円環状の外側誘電体部材と同
一又は異なる誘電率をもつ内側誘電体部材とで構成さ
れ、誘電体共振器本体の下方端面に支持台が固着される
ことを特徴としている。
【0009】本発明の誘電体共振器においては、内側誘
電体部材と支持台は同一又は異なる誘電率をもつ誘電体
材料で一体に形成され得る。
【0010】円環状の外側誘電体部材と内側誘電体部材
の下方端面に支持台が固着され得る。
【0011】円環状の外側誘電体部材の中央孔内に形成
された内側誘電体部材は円盤状又は円筒状に構成され
得、また支持台は円柱状又は円筒状に構成され得る。
【0012】このように構成することにより、本発明に
よれば、共振周波数を低くすることができ、そして低い
製造コストでしかも共振周波数調整の容易な誘電体共振
器が提供できるようになる。
【0013】本発明の第2の発明によれば、本発明の誘
電体共振器において、誘電体共振器本体の円環状の外側
誘電体部材と内側誘電体部材のそれぞれの誘電率を選択
して予定の共振周波数に調整することを特徴としてい
る。
【0014】本発明の第3の発明によれば、本発明の誘
電体共振器において、誘電体共振器本体の円環状の外側
誘電体部材の内径及び内側誘電体部材の外径及び(又
は)誘電体共振器本体の円環状の外側誘電体部材及び内
側誘電体部材の厚さを選択して予定の共振周波数に調整
することを特徴としている。
【0015】このように構成することにより、本発明の
方法によれば、誘電体共振器の共振周波数を容易にかつ
正確に調整することができるようになる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明の
実施の形態について説明する。図1及び図2には本発明
の一実施の形態による誘電体共振器を示す。図示誘電体
共振器は複合誘電体共振器本体1を有している。この誘
電体共振器本体1は誘電体セラミック材料から成る円環
状誘電体部材2とこの円環状の外側誘電体部材1の中央
孔内に形成された円盤状の内側誘電体部材3とで構成さ
れている。円環状誘電体部材(リング)2及び円盤状誘
電体部材(コア)3は同一又は異なる誘電率をもつ誘電
体セラミック材料から成っている。また、図示誘電体共
振器は円柱状支持台4を有している。この円柱状支持台
4は、円環状誘電体部材(リング)2及び円盤状誘電体
部材(コア)3とは別の又は同じ誘電体セラミック材料
から成り、図示実施の形態では円盤状誘電体部材3の外
径より小さな外径をもっている。
【0017】次に複合誘電体共振器本体1の製作につい
て説明する。円環状誘電体部材2及び円盤状誘電体部材
3を構成する異なる誘電体材料が同一のプロファイルで
焼成でき、しかも収縮率がほぼ等しい場合には、複合誘
電体共振器本体1は同時焼成により製作される。代り
に、複合誘電体共振器本体1は焼成済みの一方の誘電体
部材2又は3に他方の誘電体部材3又は2を燒結させる
ことにより製作しても良い。この場合、焼成済みの一方
の誘電体部材の特性が劣化しない条件のもとで他方の誘
電体部材を燒結させる必要がある。また、複合誘電体共
振器本体1は、円環状誘電体部材2及び円盤状誘電体部
材3を共通の支持台(図示していない)に接着剤により
固定することにより製作され得る。この方法は上記二つ
の方法に比べて最も容易である。例えば、円盤状誘電体
部材3の外径より大きな外形の円柱状支持台4を設け、
円柱状支持台4上に円環状誘電体部材2及び円盤状誘電
体部材3を接着剤により固定することで実現できる。
【0018】図3及び図4には本発明の別の実施の形態
による誘電体共振器を示している。図3及び図4におい
て図1及び図2と対応した部分は同じ符号で示す。図3
及び図4に示す誘電体共振器においては、円盤状誘電体
部材3及び円柱状支持台4は同一誘電体セラミック材料
から成り、円柱状支持台4の外径は円盤状誘電体部材3
の外径より大きく構成されている。その他の構成は図1
及び図2の場合と実質的に同じである。
【0019】次に、上記二つの実施の形態による誘電体
共振器の各部の寸法について例示する。図1及び図2の
誘電体共振器に関して: 円環状誘電体部材2の外径:4mm 円盤状誘電体部材3の外径:3mm 円環状誘電体部材2の厚さ:2mm 円盤状誘電体部材3の厚さ:2mm 図3及び図4の誘電体共振器に関して: 円環状誘電体部材2の外径:4mm 円盤状誘電体部材3の外径:3mm 円環状誘電体部材2の厚さ:2mm 円盤状誘電体部材3の厚さ:2mm
【0020】次に、本発明による誘電体共振器の実施例
について説明する。円環状誘電体部材2の誘電率ε
び円盤状誘電体部材3の誘電率εを種々組み合わせた
時の誘電体共振器の中心共振周波数fを示す。
【0021】
【実施例1】 εε(GHz) 34 13 13.422 34 21 13.324 34 34 13.278 34 45 12.933 34 80 10.149
【0022】
【実施例2】 εε(GHz) 13 34 13.426 21 34 13.378 34 34 13.278 45 34 12.930 80 34 10.541
【0023】ところで図示実施の形態では、複合誘電体
共振器本体1及び支持台4は断面円形であるが、当然他
の形状例えば断面矩形に形成することもできる。
【0024】また、図1及び図2に示す装置において
は、図5に示すように、誘電体共振器本体のコア部分を
互い誘電率の異なる円環状誘電体部材3aと円盤状誘電
体部材3aで構成することもできる。
【0025】図6及び図7には本発明の別の実施の形態
を示し、この場合、誘電体共振器本体1は誘電体セラミ
ック材料から成る円環状誘電体部材2とこの円環状誘電
体部材1の中央孔内に形成された円筒状誘電体部材3’
とで構成されている。円環状誘電体部材(リング)2及
び円筒状誘電体部材(コア)3’は図1及び図2に示す
実施の形態の場合と同様に同一又は異なる誘電率をもつ
誘電体セラミック材料から成っている。また、図示誘電
体共振器では円筒状支持台4’が用いられている。この
円筒状支持台4’は、図1及び図2に示す実施の形態の
場合と同様に、円環状誘電体部材(リング)2及び円筒
状誘電体部材(コア)3’とは別の又は同じ誘電体セラ
ミック材料から成り、図示実施の形態では円筒状誘電体
部材3’の外径より小さな外径をもっている。
【0026】図8及び図9には本発明のさらに別の実施
の形態を示し、この場合も図6及び図7に示す構造と同
様に誘電体部材(コア)3’及び支持台4’は円筒状に
形成されているが、円筒状誘電体部材3’及び円筒状支
持台4’は同一誘電体セラミック材料で一体に構成され
ており、円筒状支持台4’の外径は円筒状誘電体部材
3’の外径より大きく構成されている。その他の構成は
図3及び図4の場合と実質的に同じである。
【0027】
【発明の効果】以上説明してきたように、誘電体共振器
本体と支持台とを備えた本発明による誘電体共振器にお
いては、誘電体共振器本体を、円環状の外側誘電体部材
と円環状の外側誘電体部材の中央孔内に形成され円環状
の外側誘電体部材と同一又は異なる誘電率をもつ内側誘
電体部材とで構成し、誘電体共振器本体の下方端面に支
持台を固着しているので、共振周波数調整の容易な誘電
体共振器を低コストで提供することができるようにな
る。
【0028】また、円環状の外側誘電体部材と内側誘電
体部材の下方端面に支持台を固着した場合には、製作が
更に簡素化でき、誘電体共振器の製造コストをさらに低
減することができる。
【0029】また、本発明の第1の方法によれば、誘電
体共振器本体の円環状の外側誘電体部材と内側誘電体部
材のそれぞれの誘電率を選択して予定の共振周波数に調
整することにより、研磨加工又は切削加工の手間が省
け、しかも研磨又は切削を必要としないので材料の無駄
がなくなるなどの優れた効果が得られる。
【0030】また、本発明の第2の方法によれば、誘電
体共振器本体の円環状の外側誘電体部材の外径又は内径
及び内側誘電体部材の外径及び(又は)誘電体共振器本
体の円環状の外側誘電体部材及び内側誘電体部材の厚さ
を選択して予定の共振周波数に調整することにより、第
1の発明と同様に研磨加工又は切削加工の手間が省け、
しかも研磨又は切削を必要としないので材料の無駄がな
くなるなどの優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の誘電体共振器の一実施の形態を示す
要部の概略斜視図。
【図2】 図1の誘電体共振器の概略断面図。
【図3】 本発明の誘電体共振器の別の実施の形態を示
す要部の概略斜視図。
【図4】 図3の誘電体共振器の概略断面図。
【図5】 本発明の誘電体共振器における複合誘電体共
振器本体の変形例を示す概略斜視図。
【図6】 本発明の誘電体共振器の別の実施の形態を示
す要部の概略斜視図。
【図7】 図6の誘電体共振器の概略断面図。
【図8】 本発明の誘電体共振器の更に別の実施の形態
を示す要部の概略斜視図。
【図9】 図8の誘電体共振器の概略断面図。
【符号の説明】
1:複合誘電体共振器本体 2:円環状誘電体部材 3:円盤状誘電体部材 3’:円筒状誘電体部材 4:円柱状支持台 4’:円筒状支持台

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】誘電体共振器本体と支持台とを備えた誘電
    体共振器において、誘電体共振器本体が、円環状の外側
    誘電体部材と円環状の外側誘電体部材の中央孔内に形成
    され円環状の外側誘電体部材と同一又は異なる誘電率を
    もつ内側誘電体部材とで構成され、誘電体共振器本体の
    下方端面に支持台を固着したことを特徴とする誘電体共
    振器。
  2. 【請求項2】円環状の外側誘電体部材の中央孔内に形成
    された内側誘電体部材と支持台が同一又は異なる誘電率
    をもつ誘電体材料で一体に形成されていることを特徴と
    する請求項1に記載の誘電体共振器。
  3. 【請求項3】円環状の外側誘電体部材の中央孔内に形成
    された内側誘電体部材と円環状誘電体部材の下方端面に
    支持台を固着したことを特徴とする請求項1に記載の誘
    電体共振器。
  4. 【請求項4】円環状の外側誘電体部材の中央孔内に形成
    された内側誘電体部材が円盤状であり、また支持台が円
    柱状であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一
    項に記載の誘電体共振器。
  5. 【請求項5】円環状誘電体部材の中央孔内に形成された
    内側誘電体部材が円筒状であり、また支持台が円筒状で
    あることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記
    載の誘電体共振器。
  6. 【請求項6】誘電体共振器本体と支持台とを備え、誘電
    体共振器本体を、円環状の外側誘電体部材と円環状の外
    側誘電体部材の中央孔内に形成され円環状の外側誘電体
    部材と同一又は異なる誘電率をもつ内側誘電体部材とで
    構成した誘電体共振器の共振周波数の調整方法におい
    て、誘電体共振器本体の円環状の外側誘電体部材と内側
    誘電体部材のそれぞれの誘電率を選択して予定の共振周
    波数に調整することを特徴とする誘電体共振器の共振周
    波数の調整方法。
  7. 【請求項7】誘電体共振器本体と支持台とを備え、誘電
    体共振器本体を、円環状の外側誘電体部材と円環状の外
    側誘電体部材の中央孔内に形成され円環状の外側誘電体
    部材と同一又は異なる誘電率をもつ内側誘電体部材とで
    構成した誘電体共振器の共振周波数の調整方法におい
    て、誘電体共振器本体の円環状の外側誘電体部材の内径
    及び内側誘電体部材の外径及び(又は)誘電体共振器本
    体の円環状の外側誘電体部材及び内側誘電体部材の厚さ
    を選択して予定の共振周波数に調整することを特徴とす
    る誘電体共振器の共振周波数の調整方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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