JP2009267702A

JP2009267702A - High-frequency component

Info

Publication number: JP2009267702A
Application number: JP2008113986A
Authority: JP
Inventors: Eiji Hagiwara; 栄治萩原; Toshio Maki; 敏夫槇; Tomoyuki Hirama; 智之平間; Noriyuki Kaita; 典之貝田
Original assignee: SPC Electronics Corp
Current assignee: SPC Electronics Corp
Priority date: 2008-04-24
Filing date: 2008-04-24
Publication date: 2009-11-12
Anticipated expiration: 2028-04-24
Also published as: JP4571202B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-frequency component which restrains the variations in the resonance frequency due to temperature. <P>SOLUTION: The high-frequency component has a cylindrical cavity 10, a belt-like member 20, and metal posts 21, 22. The belt-like member 20 is arranged along the periphery of the cylindrical cavity 10. The metal posts 21, 22 penetrate the belt-like member 20 and are inserted to the cylindrical cavity 10. The linear expansion coefficient for forming the belt-like member is smaller than the linear expansion coefficient of a material that forms the cylindrical cavity 10. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、マイクロ波帯ないしミリ波帯で動作する高周波無線通信装置等に用いられる高周波部品に関する。 The present invention relates to a high-frequency component used in a high-frequency wireless communication apparatus operating in a microwave band or a millimeter wave band.

マイクロ波帯以上の高周波帯で使用される従来の代表的な円形導波管型のＴＥ１１１モードの共振器の動作原理を、図１０を参照して説明する。
この種のＴＥ１１１モードの共振器は、その両端が端板で閉じられた金属製の円筒キャビティ１０と、それぞれ基本モードがＴＥ１０の方形導波管である入力導波管１１及び出力導波管１２とを備えている。円筒キャビティ１０の両端の端板には、入力用導波管１１のＴＥ１０モードを円形導波管のＴＥ１１モードに変換するための結合孔１３と、円形導波管のＴＥ１１モードを出力用導波管１１のＴＥ１０モードに変換するための結合孔１４とが形成されている。各結合孔１３、１４では、それぞれ結合度Ｋで、円形導波管ＴＥ１１モードの主電界１５と結合する。なお、図１０は、共振次数が「１」の場合の例であり、主電界１５は単一方向となる。 The operation principle of a conventional typical circular waveguide type TE111 mode resonator used in a high frequency band above the microwave band will be described with reference to FIG.
This type of TE111 mode resonator includes a metal cylindrical cavity 10 whose ends are closed by end plates, and an input waveguide 11 and an output waveguide 12 that are rectangular waveguides each having a fundamental mode of TE10. And. The end plates at both ends of the cylindrical cavity 10 have coupling holes 13 for converting the TE10 mode of the input waveguide 11 into the TE11 mode of the circular waveguide, and the TE11 mode of the circular waveguide is used as the output waveguide. A coupling hole 14 for converting the tube 11 to the TE10 mode is formed. The coupling holes 13 and 14 are coupled to the main electric field 15 of the circular waveguide TE11 mode at a coupling degree K. FIG. 10 shows an example in which the resonance order is “1”, and the main electric field 15 is in a single direction.

入力導波管１１に導かれたＴＥ１０モードの電磁波は、結合孔１３により、結合度ＫでＴＥ１１モードに変換され、円筒キャビティ１０に導かれる。また、円筒キャビティ１０におけるＴＥ１０モードの電磁波は、結合度Ｋで出力側の結合孔１４に導かれるが、結合孔１４の位置を、共振器の軸長が所望の共振周波数の半波長になる位置とすることで、全体として、ＴＥ１１１モードの共振器として動作するようになっている。
ＴＥ１１１モードで動作するときの共振器の等価回路図を図１１に示す。図中、Ｋは、それぞれ結合孔１３、１４の結合度を示している。図１１に示すように、円筒キャビティ１０は、ＬＣ共振回路となる。図１２は、円形導波管のＴＥ１１モードの電磁界分布である。実線は電界分布、破線は磁界分布を示している。 The TE10 mode electromagnetic wave guided to the input waveguide 11 is converted into the TE11 mode with the coupling degree K through the coupling hole 13 and guided to the cylindrical cavity 10. The TE10-mode electromagnetic wave in the cylindrical cavity 10 is guided to the output-side coupling hole 14 with a coupling degree K. The position of the coupling hole 14 is a position where the axial length of the resonator becomes a half wavelength of a desired resonance frequency. As a result, the resonator operates as a TE111 mode resonator as a whole.
An equivalent circuit diagram of the resonator when operating in the TE111 mode is shown in FIG. In the figure, K indicates the degree of coupling of the coupling holes 13 and 14, respectively. As shown in FIG. 11, the cylindrical cavity 10 becomes an LC resonance circuit. FIG. 12 shows the electromagnetic field distribution of the TE11 mode of the circular waveguide. The solid line indicates the electric field distribution, and the broken line indicates the magnetic field distribution.

円筒キャビティ１０には、共振周波数を可変する目的で、円筒キャビティ１０内にその先端が挿入される金属ポスト等を設ける場合がある。図１３は、図１０に示したＴＥ１１１モードの共振器の円筒キャビティ１０を、便宜上、部分的に示した図である。図示の例では、金属ポスト２１、２２が、円筒キャビティ１０のほぼ中央部であって、その先端が主電界１５の方向と同じ方向に移動可能に挿入される。図１４は、図１３のように金属ポスト２１、２２が配置された円筒キャビティ１０の断面図である。図示されるように、金属ポスト２１、２２がＴＥ１１１モードの主電界１５の方向と同じ方向に移動可能に挿入されることで、ＬＣ共振回路のうちＣの部分、つまり容量性リアクタンスが変化し、共振周波数が変動する。一般に、挿入量が多くなると容量性リアクタンスが大きくなり、共振周波数が低下する。これが、一般的なＴＥ１１１モードの共振器の動作原理である。 The cylindrical cavity 10 may be provided with a metal post or the like whose tip is inserted into the cylindrical cavity 10 for the purpose of varying the resonance frequency. FIG. 13 is a diagram partially showing the cylindrical cavity 10 of the TE111 mode resonator shown in FIG. 10 for convenience. In the example shown in the figure, the metal posts 21 and 22 are inserted in a substantially central portion of the cylindrical cavity 10 so that their tips can move in the same direction as the direction of the main electric field 15. FIG. 14 is a cross-sectional view of the cylindrical cavity 10 in which the metal posts 21 and 22 are arranged as shown in FIG. As shown in the figure, the metal posts 21 and 22 are movably inserted in the same direction as the direction of the main electric field 15 of the TE111 mode, so that the portion C of the LC resonance circuit, that is, the capacitive reactance changes, The resonance frequency varies. In general, as the amount of insertion increases, the capacitive reactance increases and the resonance frequency decreases. This is the operation principle of a general TE111 mode resonator.

なお、金属ポスト２１、２２を円筒キャビティ１０のほぼ中央部に配置するのは、容量性リアクタンスの変化を大きくするための一手法にすぎない。金属ポスト２１、２２の配置位置は、所望の変化量に応じて決めればよい。
図１０に示した共振器における共振次数を「２」にしたときの電界分布を図１５に示す。この図１５から判るように、共振次数が「２」になると、主磁界１６の方向は２方向となる。共振次数は、「３」以上になることもあるが、共振次数は、所望の要求性能にしたがって決めれば良いことなので、ここでは、「３」以上の場合については省略する。 It should be noted that arranging the metal posts 21 and 22 in the substantially central portion of the cylindrical cavity 10 is only one method for increasing the change in the capacitive reactance. The arrangement positions of the metal posts 21 and 22 may be determined according to a desired change amount.
FIG. 15 shows the electric field distribution when the resonance order in the resonator shown in FIG. 10 is “2”. As can be seen from FIG. 15, when the resonance order is “2”, the direction of the main magnetic field 16 becomes two directions. Although the resonance order may be “3” or more, the resonance order may be determined in accordance with the desired required performance, so the case of “3” or more is omitted here.

ＴＥ１１１モードの共振器には、種々の変形例がある。
図１６は、変形例の一つであり、円形導波管型の２重ＴＥ１１１モードの共振器を示す図である。便宜上、図１０に示した共振器と同じ構成要素については、同じ符号を付してある。図１０との相違点は、共振器内の２つの直交する電界を結合させて、いわゆる２重ＴＥ１１モードにした点にある。
「２重ＴＥ１１モード」とは、一つの共振器で、円形導波管における水平偏波ＴＥ１１モードと垂直偏波ＴＥ１１モードとを互いに直交させるモードを指し、単一のＴＥ１１モードを縦続に２個接続したことと等価となる。 There are various modifications of the TE111 mode resonator.
FIG. 16 is a diagram showing a circular waveguide type double TE111 mode resonator as one of modifications. For convenience, the same components as those of the resonator shown in FIG. The difference from FIG. 10 is that two orthogonal electric fields in the resonator are coupled to form a so-called double TE11 mode.
The “double TE11 mode” refers to a mode in which a horizontal polarization TE11 mode and a vertical polarization TE11 mode in a circular waveguide are orthogonal to each other, and two single TE11 modes are cascaded. Equivalent to connecting.

図１７は、図１６に示した共振器の円筒キャビティ１０のみを示す図である。この円筒キャビティ１０には、共振周波数を可変にするために、ほぼ中央部に金属ポスト２３、２４が配置されている。金属ポスト２３は、その先端が垂直偏波の主電界１５１の方向と同じ方向に移動可能に挿入される。金属ポスト２４は、その先端が水平偏波の主電界１５２の方向と同じ方向に移動可能に挿入される。図１８は、この円筒キャビティ１０の中央付近の断面図である。金属ポスト２３、２４が共振モードＴＥ１１１の垂直／水平の主電界１５１、１５２に対して同じ方向に挿入されるので、共振器の容量性リアクタンスが増加して、共振周波数が変動する。金属ポスト２３、２４を共振器の中央付近に配置するのは、容量性リアクタンスの変化を大きくするためであり、所望の変化量に応じて配置位置が決められる。 FIG. 17 shows only the cylindrical cavity 10 of the resonator shown in FIG. In the cylindrical cavity 10, metal posts 23 and 24 are disposed substantially at the center in order to make the resonance frequency variable. The metal post 23 is inserted such that its tip is movable in the same direction as the direction of the main electric field 151 of vertical polarization. The metal post 24 is inserted such that its tip is movable in the same direction as the direction of the main electric field 152 of horizontal polarization. FIG. 18 is a cross-sectional view of the vicinity of the center of the cylindrical cavity 10. Since the metal posts 23 and 24 are inserted in the same direction with respect to the vertical / horizontal main electric fields 151 and 152 of the resonance mode TE111, the capacitive reactance of the resonator increases and the resonance frequency varies. The reason why the metal posts 23 and 24 are arranged near the center of the resonator is to increase the change in the capacitive reactance, and the arrangement position is determined according to a desired change amount.

図１９は、従来の円形導波管型の２重ＴＥ１１１モードの共振器を縦続接続して構成した導波管帯域通過フィルタを示す図である。図２０は、この帯域通過フィルタの等価回路図である。Ｋ１は、結合孔１３、１４の結合度であり、Ｋ２は、２つの直交する電界１５１、１５２間の結合度であり、Ｋ３は、円筒キャビティ１０内の結合孔１６の結合度である。 FIG. 19 is a diagram showing a waveguide bandpass filter configured by cascading conventional circular waveguide type double TE111 mode resonators. FIG. 20 is an equivalent circuit diagram of this band-pass filter. K 1 is the degree of coupling between the coupling holes 13 and 14, K 2 is the degree of coupling between the two orthogonal electric fields 151 and 152, and K 3 is the degree of coupling of the coupling hole 16 in the cylindrical cavity 10.

以上のような従来技術において問題になるのが、温度変化に伴う共振周波数の変動である。通常、円形導波管型の共振器は、金属を加工して製作するが、湿度を一定に保ったときに共振周波数が温度変化により変動する理由は主に２つある。
第１の理由は、温度変化により、共振器材料の線膨張係数に依存する円形導波管の直径が変動することにある。
第２の理由は、温度変化により、共振器材料の線膨張係数に依存する円筒共振器の軸長が変動することである。 The problem in the conventional technology as described above is the fluctuation of the resonance frequency accompanying the temperature change. Normally, a circular waveguide resonator is manufactured by processing metal, but there are mainly two reasons why the resonance frequency fluctuates due to a temperature change when the humidity is kept constant.
The first reason is that the diameter of the circular waveguide, which depends on the linear expansion coefficient of the resonator material, varies due to temperature change.
The second reason is that the axial length of the cylindrical resonator depends on the linear expansion coefficient of the resonator material due to temperature change.

円形導波管型のＴＥ１１ｎモードの共振器の共振周波数ｆ0は、式（１）で表される。
ｆ0＝ｃ√（（Ｘ／π）^２＋（ｎＤ／２Ｌ）^２）／Ｄ …（１）
Ｄ：円形導波管の直径、Ｌ：共振軸長、ｎ：共振次数、ＴＥ１１１モードの場合「１」、Ｘ：ＴＥ１１モードの場合、１．８４１ The resonance frequency f0 of the circular waveguide TE11n mode resonator is expressed by the following equation (1).
f0 = c√ ((X / π) ² + (nD / 2L) ² ) / D (1)
D: Diameter of circular waveguide, L: Resonance axis length, n: Resonance order, “1” in TE111 mode, X: 1.841 in TE11 mode

円形導波管型の共振器の温度変化を考慮した物理寸法は、共振器を構成している部材の線膨張係数αによって、式（２）、（３）のように表される。
Ｄ＝Ｄ＋α・Δｔ・Ｄ …（２）
Ｌ＝Ｌ＋α・Δｔ・Ｌ …（３） The physical dimensions in consideration of the temperature change of the circular waveguide type resonator are expressed by equations (2) and (3) depending on the linear expansion coefficient α of the members constituting the resonator.
D = D + α · Δt · D (2)
L = L + α · Δt · L (3)

共振器の直径Ｄおよび高さＬは、温度が上昇するにつれて膨張して大きくなる。例えば、７[GHz］帯の共振器において、温度変化により共振周波数は、共振器部材の線膨張係数がα１またはα２（α１＞α２）のとき、図２１の実線および破線のように変動する。 The diameter D and height L of the resonator expand and increase as the temperature increases. For example, in a resonator of 7 [GHz] band, the resonance frequency fluctuates as indicated by a solid line and a broken line in FIG. 21 when the linear expansion coefficient of the resonator member is α1 or α2 (α1> α2) due to temperature change.

図２１より明らかなように、共振周波数の温度依存性は負の傾きを持ち、変動率は、共振器の線膨張係数に依存する。従来、円形導波管型のＴＥ１１ｎモードの共振器を単体で使う場合も、或いは帯域通過フィルタを構成して使う場合でも、共振周波数の温度変動は好ましくないので、温度変動を抑止するために、共振器の材料として線膨張係数が極めて小さいものを選んでいる。 As is clear from FIG. 21, the temperature dependence of the resonance frequency has a negative slope, and the fluctuation rate depends on the linear expansion coefficient of the resonator. Conventionally, even when a circular waveguide type TE11n mode resonator is used alone or when a bandpass filter is used, the temperature fluctuation of the resonance frequency is not preferable. In order to suppress the temperature fluctuation, A material having a very small linear expansion coefficient is selected as the material of the resonator.

例えば線膨張係数が１２×１０^−６／Ｋの鉄により形成された共振器の共振周波数は、この線膨張係数に応じた温度変動率であるが、鉄とニッケルの合金であるインパーを使った場合には温度変動率がその１０分の１に改善される。
しかし、共振周波数の温度変化による変動を抑止するために線膨張係数の極めて小さい金属材料を採用せざるを得ないことは、コスト高につながり、また、このような金属材料は入手が困難である。 For example, the resonance frequency of a resonator formed of iron with a linear expansion coefficient of 12 × 10 ⁻⁶ / K is a temperature fluctuation rate corresponding to this linear expansion coefficient, but an imper that is an alloy of iron and nickel is used. In this case, the temperature fluctuation rate is improved to 1/10.
However, the necessity of adopting a metal material having an extremely small linear expansion coefficient in order to suppress fluctuations due to temperature changes in the resonance frequency leads to high costs, and such a metal material is difficult to obtain. .

特許文献１には、ＴＥ１０共振器の膨張、収縮による共振周波数の変動を、共振器に駆動機構を設けて周波数調整ねじの挿入量を変化させることで相殺する技術が開示されている。
特開平９−２７５３０４号公報 Patent Document 1 discloses a technique for canceling the fluctuation of the resonance frequency due to expansion and contraction of the TE10 resonator by providing a drive mechanism in the resonator and changing the insertion amount of the frequency adjusting screw.
JP-A-9-275304

本発明は、高価で入手性の悪い金属材料を使うことなく、共振周波数の温度による変動を抑止する高周波部品を提供することを主たる課題とする。 The main object of the present invention is to provide a high-frequency component that suppresses fluctuation of the resonance frequency due to temperature without using an expensive and poorly available metal material.

上記の課題を解決する本発明の高周波部品は、筒状に成形された導波管を有しており、前記導波管の外周に沿って、前記導波管を形成する材料よりも線膨張係数が小さい材料により形成された帯状部材が装着されている。
このような構成の高周波部品は、帯状部材を備えることで導波管の径方向の温度変化に起因する寸法の変化が抑制される。そのために、式（１）で示したような導波管のサイズの温度変化に伴う共振周波数の変動が抑止される。 The high-frequency component of the present invention that solves the above problems has a waveguide formed in a cylindrical shape, and linearly expands along the outer periphery of the waveguide more than the material forming the waveguide. A belt-like member made of a material having a small coefficient is attached.
The high-frequency component having such a configuration is provided with a belt-like member, thereby suppressing a change in dimensions due to a temperature change in the radial direction of the waveguide. Therefore, the fluctuation of the resonance frequency accompanying the temperature change of the waveguide size as shown in the equation (1) is suppressed.

前記帯状部材は、例えば、前記導波管内に発生する電界が最も大きな部分に装着されると、共振周波数の温度変化に伴う変動を抑止する効果が高くなる。
なお、このような高周波部品には、前記帯状部材を貫通して前記導波管に少なくとも一部が挿入される金属製のポストを設けてもよい。この場合、前記ポストが前記導波管内に発生する電界の方向と同じ方向に移動可能になっており、前記導波管に挿入される量により共振周波数が決まるようになる。 For example, when the band-shaped member is attached to a portion where the electric field generated in the waveguide is the largest, the effect of suppressing the fluctuation due to the temperature change of the resonance frequency becomes high.
Note that such a high-frequency component may be provided with a metal post that penetrates through the band-shaped member and is at least partially inserted into the waveguide. In this case, the post can move in the same direction as the direction of the electric field generated in the waveguide, and the resonance frequency is determined by the amount inserted into the waveguide.

本発明の高周波部品は、筒状に成形された導波管と、前記導波管の外周から導波管内に少なくとも一部が挿入されており、前記導波管を形成する材料よりも線膨張係数が小さい材料により形成された調整用ポストと、を備えている。前記ポストが前記導波管内に発生する電界の方向と同じ方向に移動可能になっており、前記導波管に挿入される量により共振周波数が決まるようになっている。 The high-frequency component according to the present invention includes a waveguide formed in a cylindrical shape, and at least a part of the waveguide is inserted into the waveguide from the outer periphery of the waveguide, and linear expansion is greater than the material forming the waveguide. And an adjustment post formed of a material having a small coefficient. The post is movable in the same direction as the direction of the electric field generated in the waveguide, and the resonance frequency is determined by the amount inserted into the waveguide.

調整用ポストは、高周波部品を共振器として用いた場合に容量性リアクタンスを生成する。調整用ポストが移動可能、つまり導波管内への挿入量が可変なので、共振周波数が可変になる。この調整用ポストの温度変化に対する寸法の変動は、線膨張係数の関係で導波管よりも小さい。そのために、共振周波数の温度変化に伴う変動を抑止できる。調整用ポストの材料は金属に限定する必要がなく、低線膨張係数が容易に得られるセラミックなども用いることができる。
前記調整用ポストは、例えば、前記導波管内に発生する電界が最も大きな部分に装着されることで、共振周波数の温度変化に伴う変動を抑止する効果が高くなる。 The adjustment post generates a capacitive reactance when a high-frequency component is used as a resonator. Since the adjustment post is movable, that is, the amount of insertion into the waveguide is variable, the resonance frequency is variable. The variation of the dimension with respect to the temperature change of the adjusting post is smaller than that of the waveguide because of the linear expansion coefficient. For this reason, it is possible to suppress fluctuations associated with temperature changes in the resonance frequency. The material of the adjustment post need not be limited to metal, and ceramic or the like that can easily obtain a low linear expansion coefficient can also be used.
For example, the adjustment post is attached to a portion where the electric field generated in the waveguide is the largest, so that the effect of suppressing the fluctuation due to the temperature change of the resonance frequency becomes high.

上記のような本発明により、高価で入手性の悪い金属材料の使用量を減らして、共振周波数の温度による変動を抑止する安価な高周波部品を提供することが可能となる。 According to the present invention as described above, it is possible to provide an inexpensive high-frequency component that reduces the amount of use of an expensive and poorly available metal material and suppresses fluctuations in the resonance frequency due to temperature.

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る円形導波管型のＴＥ１１１モードの共振器を示す図である。
図１０に示す従来の共振器との相違点は、円筒キャビティ１０に用いる材料よりも線膨張係数が低い材料により、円筒キャビティ１０の外周に沿って帯状部材２０を設けた点である。帯状部材２０は、円筒キャビティ１０に、例えば蝋付けにより接合されている。なお、図１では、共振周波数を調整可能にするために、図１３に示すような金属ポスト１０、１１を、帯状部材２０を貫通して円筒キャビティ１０に挿入している。第１実施形態では、円筒キャビティ１０の材料が線膨張係数１２×１０^−６／Ｋの鉄であり、帯状部材２０の材料が線膨張係数１．２×１０^−６／Ｋのインバーである。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a circular waveguide TE111 mode resonator according to a first embodiment of the present invention.
The difference from the conventional resonator shown in FIG. 10 is that a belt-like member 20 is provided along the outer periphery of the cylindrical cavity 10 with a material having a lower linear expansion coefficient than the material used for the cylindrical cavity 10. The band-like member 20 is joined to the cylindrical cavity 10 by, for example, brazing. In FIG. 1, metal posts 10 and 11 as shown in FIG. 13 are inserted into the cylindrical cavity 10 through the belt-like member 20 in order to adjust the resonance frequency. In the first embodiment, the material of the cylindrical cavity 10 is iron having a linear expansion coefficient of 12 × 10 ⁻⁶ / K, and the material of the belt-shaped member 20 is Invar having a linear expansion coefficient of 1.2 × 10 ⁻⁶ / K.

円筒キャビティ１０と帯状部材２０とを同じ材料で作成した場合、線膨張係数が同じなので、温度変化に対する共振周波数の変動率は従来と変わらない。しかし、帯状部材２０の線膨張係数を円筒キャビティ１０の線膨張係数よりも低くすると、帯状部材２０の温度による形状の変化が円筒キャビティ１０の温度による形状の変化よりも小さいので、温度の変化により円筒キャビティ１０が直径方向に変形しようとしても、帯状部材２０がそれを妨げるようになる。そのために、円筒キャビティ１０の温度変化による共振周波数の変動が抑えられる。特に、図１では帯状部材２０を円筒キャビティ２０の中央に設けているために、円筒キャビティ２０の中央に電界が最も大きな部分があるＴＥ１１１モードの共振器の温度変化による共振周波数の変化を抑止する効果が大きい。 When the cylindrical cavity 10 and the belt-like member 20 are made of the same material, the linear expansion coefficient is the same, so the variation rate of the resonance frequency with respect to the temperature change is not different from the conventional one. However, if the linear expansion coefficient of the belt-like member 20 is made lower than the linear expansion coefficient of the cylindrical cavity 10, the change in shape due to the temperature of the belt-like member 20 is smaller than the change in shape due to the temperature of the cylindrical cavity 10, so Even if the cylindrical cavity 10 tries to deform in the diametrical direction, the belt-like member 20 prevents it. For this reason, the fluctuation of the resonance frequency due to the temperature change of the cylindrical cavity 10 is suppressed. In particular, in FIG. 1, since the band-shaped member 20 is provided at the center of the cylindrical cavity 20, the change in the resonance frequency due to the temperature change of the TE 111 mode resonator having the largest electric field at the center of the cylindrical cavity 20 is suppressed. Great effect.

なお、この実施形態では帯状部材２０が円筒キャビティ１０を完全に囲うリング状になっているが、リング状でなく一部が欠けた形状であっても、同様の効果が得られることはいうまでもない。また、帯状部材２０にインバーを用いるが、全体をインバーで構成するよりもはるかに低コストに抑えることができる。 In this embodiment, the belt-like member 20 has a ring shape that completely surrounds the cylindrical cavity 10. However, it goes without saying that the same effect can be obtained even if the shape is not a ring shape but a part of the ring shape. Nor. Moreover, although invar is used for the strip-shaped member 20, the cost can be suppressed to a much lower cost than when the whole is configured with invar.

［第２実施形態］
図２は、第２実施形態に係る円形導波管型のＴＥ１１２モードの共振器を示す図である。第１実施形態の共振器との相違点は、共振次数が「２」のため、共振器の内部で電界が最も大きくなる部分が２箇所発生するので、この場所に合わせて２つの帯状部材２０１、２０２を配置した点である。帯状部材２０１、２０２にも、共振周波数を調整するための金属ポスト２１Ａ、Ｂ、２２Ａ、Ｂが設けられている。
第２実施形態の共振器は、上記のような第１実施形態の共振器との相違点を有するが、帯状部材２０１、２０２による温度変化に対する共振周波数の変動の抑止については、第１実施形態と同じである。 [Second Embodiment]
FIG. 2 is a diagram showing a circular waveguide type TE112 mode resonator according to the second embodiment. The difference from the resonator according to the first embodiment is that since the resonance order is “2”, two portions where the electric field is the largest are generated inside the resonator. , 202 are arranged. The strip members 201 and 202 are also provided with metal posts 21A, B, 22A and B for adjusting the resonance frequency.
The resonator according to the second embodiment is different from the resonator according to the first embodiment as described above. However, the suppression of the variation of the resonance frequency with respect to the temperature change by the strip members 201 and 202 is described in the first embodiment. Is the same.

［第３実施形態］
図３は、第３実施形態に係る円形導波管型の２重ＴＥ１１１モードの共振器を示す図である。第１実施形態との相違点は、２重ＴＥ１１モードの共振周波数を調整するための金属ポスト２３、２４が垂直偏波と水平偏波の主電界１５１、１５２に対応して、設置されている点である。金属ポスト２３は垂直偏波の主電界１５１の方向と同じ方向に移動可能に挿入される。金属ポスト２４は水平偏波の主電界１５２の方向と同じ方向に移動可能に挿入される。
第３実施形態の共振器は、上記のような第１実施形態の共振器との相違点を有するが、帯状部材２０による温度変化に対する共振周波数の抑止については、第１実施形態と同じである。 [Third Embodiment]
FIG. 3 is a diagram showing a circular waveguide type double TE111 mode resonator according to a third embodiment. The difference from the first embodiment is that the metal posts 23 and 24 for adjusting the resonance frequency of the double TE11 mode are installed corresponding to the main electric fields 151 and 152 of vertical polarization and horizontal polarization. Is a point. The metal post 23 is inserted so as to be movable in the same direction as the direction of the main electric field 151 of vertical polarization. The metal post 24 is inserted so as to be movable in the same direction as the direction of the horizontally polarized main electric field 152.
The resonator according to the third embodiment is different from the resonator according to the first embodiment as described above. However, the suppression of the resonance frequency with respect to the temperature change by the strip member 20 is the same as that in the first embodiment. .

［第４実施形態］
図４は、第４実施形態に係る円形導波管型の２重ＴＥ１１２モードの共振器を示す図である。第２実施形態との相違点は、２重ＴＥ１１モードの共振周波数を調整するための金属ポスト２３Ａ、Ｂ、２４Ａ、Ｂが垂直偏波と水平偏波の主電界１５１、１５２に対応して、設置されている点である。金属ポスト２３Ａ、Ｂは垂直偏波の主電界１５１に対応しており、金属ポスト２４Ａ、Ｂは水平偏波の主電界１５２に対応している。
第４実施形態の共振器の帯状部材２０１、２０２による温度変化に対する共振周波数の抑止については、第１実施形態と同じである。 [Fourth Embodiment]
FIG. 4 is a diagram showing a circular waveguide type double TE112 mode resonator according to a fourth embodiment. The difference from the second embodiment is that the metal posts 23A, B, 24A, B for adjusting the resonance frequency of the double TE11 mode correspond to the main electric fields 151, 152 of vertical polarization and horizontal polarization, It is a point that is installed. The metal posts 23A and B correspond to the vertically polarized main electric field 151, and the metal posts 24A and B correspond to the horizontally polarized main electric field 152.
The suppression of the resonance frequency with respect to the temperature change by the band members 201 and 202 of the resonator of the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment.

以上の各実施形態では、線膨張係数の小さい帯状部材をＴＥ１１共振器の電界が集中する部分に巻き付けることで、共振器本体の膨張を抑制し、共振周波数の変動を抑えている。また、ＴＥ１１共振器の２重モードでは、第１のモードの共振周波数変動と第２のモードの共振周波数変動の両方に効果がある。
金属ポストの膨張は従来通りであり、特許文献１のように、共振器膨張時に金属ポスト（ねじ）が抜ける方向に動く場合に対しては、共振器周波数の変動が大きい可能性がある。しかし、帯状部材を共振器に巻くことで、特許文献１の駆動機構を設ける場合よりも簡単な構造で効果が得られる。 In each of the above embodiments, a belt-like member having a small linear expansion coefficient is wound around a portion where the electric field of the TE11 resonator is concentrated, thereby suppressing the expansion of the resonator body and suppressing the fluctuation of the resonance frequency. Further, the dual mode of the TE11 resonator is effective for both the first mode resonance frequency fluctuation and the second mode resonance frequency fluctuation.
The expansion of the metal post is the same as in the past, and as in Patent Document 1, when the metal post (screw) moves in the direction in which the resonator is removed at the time of resonator expansion, there is a possibility that the variation in the resonator frequency is large. However, by winding the belt-shaped member around the resonator, an effect can be obtained with a simpler structure than the case where the drive mechanism of Patent Document 1 is provided.

［第５実施形態］
図５は、第５実施形態に係る円形導波管型のＴＥ１１１モードの共振器を示す図である。図１３に示す従来の共振器との相違点は、共振周波数を調整するための調整用ポスト２７、２８の材料に、円筒キャビティ１０に用いる材料よりも線膨張係数の小さい素材を用いる点である。この実施形態では、調整用ポスト２７、２８の材料に、線膨張係数が約２．０×１０^−６／Ｋのセラミックスを用いており、円筒キャビティ１０の材料は、線膨張係数が１２×１０^−６／Ｋの鉄を用いている。 [Fifth Embodiment]
FIG. 5 is a diagram showing a circular waveguide TE111 mode resonator according to a fifth embodiment. The difference from the conventional resonator shown in FIG. 13 is that a material having a smaller linear expansion coefficient than the material used for the cylindrical cavity 10 is used as the material for the adjustment posts 27 and 28 for adjusting the resonance frequency. . In this embodiment, ceramics having a linear expansion coefficient of about 2.0 × 10 ⁻⁶ / K are used as the material of the adjustment posts 27 and 28, and the linear expansion coefficient of the material of the cylindrical cavity 10 is 12 × 10 6. ^-6 / K iron is used.

円筒キャビティ１０内部の電界が調整用ポスト２７、２８に作用する原理を図６を参照して説明する。
調整用ポスト２７、２８は、少なくとも共振器の内部に挿入される部分がセラミックスである。共振器内の電界は、調整用ポスト２７、２８に集中しており、等価回路としては、容量性リアクタンスが増加したことになる。共振器として動作するときは、この容量性リアクタンスも含んで共振周波数が決まる。 The principle that the electric field inside the cylindrical cavity 10 acts on the adjustment posts 27 and 28 will be described with reference to FIG.
In the adjustment posts 27 and 28, at least a portion inserted into the resonator is ceramic. The electric field in the resonator is concentrated on the adjustment posts 27 and 28, and the capacitive reactance is increased as an equivalent circuit. When operating as a resonator, the resonance frequency is determined including this capacitive reactance.

従来のように調整用ポスト２７、２８の材料として共振器と同じ鉄を用いると、温度が上昇した場合、調整用ポスト２７、２８が、１２×１０^−６／Ｋの線膨張係数で、挿入長と直径を増大させ、共振周波数を低域側に変化させる。一方、円筒キャビティ１０は、同様に１２×１０^−６／Ｋの線膨張係数で円筒キャビティ１０の直径と円筒軸長を増大させ、共振周波数を低域側に変化させる。このように、円筒キャビティ１０及び調整用ポスト２７、２８の共振周波数に対する作用は、いずれも低域側に変化させることになる。そのために、もし調整用ポスト２１、２２の材料に線膨張係数の大きな黄銅（１８×１０^−６／Ｋ）などを使った場合、共振周波数の温度変動はさらに大きくなる。 If the same iron as the resonator is used as the material of the adjustment posts 27 and 28 as in the conventional case, when the temperature rises, the adjustment posts 27 and 28 are inserted with a linear expansion coefficient of 12 × 10 ⁻⁶ / K. Increase the length and diameter, and change the resonance frequency to the low frequency side. On the other hand, the cylindrical cavity 10 similarly increases the diameter and cylindrical axial length of the cylindrical cavity 10 with a linear expansion coefficient of 12 × 10 ⁻⁶ / K, and changes the resonance frequency to the low frequency side. As described above, the actions of the cylindrical cavity 10 and the adjustment posts 27 and 28 on the resonance frequency are all changed to the low frequency side. For this reason, if brass (18 × 10 ⁻⁶ / K) having a large linear expansion coefficient is used as the material of the adjustment posts 21 and 22, the temperature fluctuation of the resonance frequency is further increased.

調整用ポスト２７、２８に線膨張係数が円筒キャビティ１０よりも小さい場合には、温度が変化した場合に、調整用ポスト２７、２８がその線膨張係数に従って挿入長とポスト径が変化する。しかし、この変化量は小さいので共振周波数は円筒キャビティ１０による温度変動に支配される。この実施形態では、調整用ポスト２７、２８の材料として線膨張係数が約２．０×１０^−６／Ｋのセラミックスを用いたが、入手製性に問題が無ければ、インバーのような線膨張係数が小さい金属（１．２×１０^−６／Ｋ）でも良い。 When the linear expansion coefficient of the adjustment posts 27 and 28 is smaller than that of the cylindrical cavity 10, the insertion length and the post diameter of the adjustment posts 27 and 28 change according to the linear expansion coefficient when the temperature changes. However, since the amount of change is small, the resonance frequency is governed by temperature fluctuations caused by the cylindrical cavity 10. In this embodiment, ceramics having a linear expansion coefficient of about 2.0 × 10 ⁻⁶ / K was used as a material for the adjustment posts 27 and 28. However, if there is no problem in availability, linear expansion like Invar is used. A metal having a small coefficient (1.2 × 10 ⁻⁶ / K) may be used.

この実施形態では、共振器の共振次数が「１」であるために、調整用ポスト２７、２８が円筒キャビティ１０のほぼ中央に設けられる。共振次数が「２」の場合には、第２実施形態の帯状部材２０１、２０２と同様に、共振器の内部で電界が最も大きくなる部分が２箇所発生するので、この場所に合わせて調整用ポストが配置される。 In this embodiment, since the resonance order of the resonator is “1”, the adjustment posts 27 and 28 are provided substantially at the center of the cylindrical cavity 10. When the resonance order is “2”, as in the band-shaped members 201 and 202 of the second embodiment, two portions where the electric field is greatest are generated inside the resonator. A post is placed.

［第６実施形態］
図７は、第６実施形態に係る円形導波管型の２重ＴＥ１１１モードの共振器を示す図である。温度変化に対する共振周波数の抑止については、第５実施形態と同じであるの説明を省略する。
共振器内部の調整用ポスト２７〜３０と２重ＴＥ１１モードの主電界１５１、１５２の関係を図８、図９に示す。調整用ポスト２７〜３０が、垂直偏波と水平偏波の主電界１５１、１５２に対応して設置されている。調整用ポスト２７、２９は、垂直偏波の主電界１５１の方向と同じ方向に移動可能に挿入される。調整用ポスト２８、３０は、水平偏波の主電界１５２の方向と同じ方向に移動可能に挿入される。そのために、共振器の容量性リアクタンスが増加して共振周波数が変動する。 [Sixth Embodiment]
FIG. 7 is a diagram showing a circular waveguide type double TE111 mode resonator according to a sixth embodiment. About suppression of the resonance frequency with respect to a temperature change, since it is the same as 5th Embodiment, description is abbreviate | omitted.
FIG. 8 and FIG. 9 show the relationship between the adjustment posts 27 to 30 inside the resonator and the main electric fields 151 and 152 in the double TE11 mode. Adjustment posts 27 to 30 are installed corresponding to main electric fields 151 and 152 of vertical polarization and horizontal polarization. The adjustment posts 27 and 29 are inserted so as to be movable in the same direction as the direction of the main field 151 of vertical polarization. The adjustment posts 28 and 30 are inserted so as to be movable in the same direction as the direction of the main electric field 152 of horizontal polarization. For this reason, the capacitive reactance of the resonator increases and the resonance frequency varies.

本発明の第１実施形態に係る円形導波管型の共振器を示す図である。It is a figure which shows the circular waveguide type resonator which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係る円形導波管型の共振器を示す図である。It is a figure which shows the circular waveguide type resonator which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る円形導波管型の共振器を示す図である。It is a figure which shows the circular waveguide type resonator which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態に係る円形導波管型の共振器を示す図である。It is a figure which shows the circular waveguide type resonator which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態に係る円形導波管型の共振器を示す図である。It is a figure which shows the circular waveguide type resonator which concerns on 5th Embodiment of this invention. 円筒キャビティ内部の電界が調整用ポスに作用する原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle in which the electric field inside a cylindrical cavity acts on the adjustment post. 本発明の第６実施形態に係る円形導波管型の共振器を示す図である。It is a figure which shows the circular waveguide type resonator which concerns on 6th Embodiment of this invention. 共振器内部の調整用ポストと主電界の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the adjustment post inside a resonator, and a main electric field. 共振器内部の調整用ポストと主電界の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the adjustment post inside a resonator, and a main electric field. 従来の円形導波管型の共振器を示す図である。It is a figure which shows the conventional circular waveguide type resonator. 図１０の共振器の等価回路図である。It is an equivalent circuit schematic of the resonator of FIG. 円形導波管のＴＥ１１モードの電磁界分布を示す図である。It is a figure which shows the electromagnetic field distribution of TE11 mode of a circular waveguide. 図１０に示した共振器の円筒キャビティのみを示した図である。It is the figure which showed only the cylindrical cavity of the resonator shown in FIG. 金属ポストが配置された円筒キャビティの断面図である。It is sectional drawing of the cylindrical cavity by which the metal post is arrange | positioned. 共振次数が「２」の共振器の電界分布を示す図である。It is a figure which shows the electric field distribution of the resonator whose resonance order is "2". 従来の円形導波管型の２重ＴＥ１１１モードの共振器を示す図である。It is a figure which shows the resonator of the conventional circular waveguide type double TE111 mode. 図１６に示した共振器の円筒キャビティのみを示す図である。It is a figure which shows only the cylindrical cavity of the resonator shown in FIG. 金属ポストが配置された円筒キャビティの断面図である。It is sectional drawing of the cylindrical cavity by which the metal post is arrange | positioned. 従来の円形導波管型の２重ＴＥ１１１モードの共振器を縦続接続して構成した導波管帯域通過フィルタを示す図である。It is a figure which shows the waveguide bandpass filter comprised by connecting the conventional circular waveguide type double TE111 mode resonator in cascade. 図１９の帯域通過フィルタの等価回路図である。FIG. 20 is an equivalent circuit diagram of the bandpass filter of FIG. 19. 温度変化による共振周波数の変動を示す図である。It is a figure which shows the fluctuation | variation of the resonant frequency by a temperature change.

Explanation of symbols

１０円筒キャビティ
１１入力導波管
１２出力導波管
１３、１４、１６結合孔
１５、１５１、１５２主電界
２０、２０１、２０２帯状部材
２１〜２６、２１Ａ、Ｂ、２２Ａ、Ｂ、２３Ａ、Ｂ、２４Ａ、Ｂ金属ポスト
２７〜３０調整用ポスト DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Cylindrical cavity 11 Input waveguide 12 Output waveguide 13, 14, 16 Coupling hole 15, 151, 152 Main electric field 20, 201, 202 Band-shaped member 21-26, 21A, B, 22A, B, 23A, B, 24A, B Metal post 27-30 Post for adjustment

Claims

Having a cylindrically shaped waveguide,
A strip-shaped member formed of a material having a smaller linear expansion coefficient than the material forming the waveguide is attached along the outer periphery of the waveguide.
High frequency components.

The strip member is attached to a portion where the electric field generated in the waveguide is the largest.
The high frequency component according to claim 1.

A metal post penetrating at least a part of the waveguide through the strip member is provided;
The post is movable in the same direction as the direction of the electric field generated in the waveguide, and the resonance frequency is determined by the amount inserted into the waveguide.
The high frequency component according to claim 1.

A waveguide formed into a cylindrical shape;
An adjustment post formed of a material having at least a part inserted into the waveguide from the outer periphery of the waveguide and having a smaller linear expansion coefficient than the material forming the waveguide;
The post is movable in the same direction as the direction of the electric field generated in the waveguide, and the resonance frequency is determined by the amount inserted into the waveguide.
High frequency components.

The adjustment post is attached to a portion where the electric field generated in the waveguide is the largest.
The high frequency component according to claim 4.