JP2753096B2 - 同軸型誘電体共振器 - Google Patents
同軸型誘電体共振器Info
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- JP2753096B2 JP2753096B2 JP2036442A JP3644290A JP2753096B2 JP 2753096 B2 JP2753096 B2 JP 2753096B2 JP 2036442 A JP2036442 A JP 2036442A JP 3644290 A JP3644290 A JP 3644290A JP 2753096 B2 JP2753096 B2 JP 2753096B2
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- dielectric
- conductor
- resonator
- hollow portion
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高周波で用いられる同軸型誘電体共振器の
改良に関するものである。
改良に関するものである。
従来の技術 従来用いられている誘電体を用いた同軸型誘電体共振
器の例を第４図に示す。第４図においてａは軸方向の断
面図、ｂはａのＡ−Ａ′における断面図であり、図に於
て41は誘電体、42は内部導体、43は外部導体、44は短絡
部である。この共振器は従来から用いられ構造も簡単で
無負荷Ｑも良好な値がとれる。
器の例を第４図に示す。第４図においてａは軸方向の断
面図、ｂはａのＡ−Ａ′における断面図であり、図に於
て41は誘電体、42は内部導体、43は外部導体、44は短絡
部である。この共振器は従来から用いられ構造も簡単で
無負荷Ｑも良好な値がとれる。
発明が解決しようとする課題 第４図に示した構造の同軸型誘電体共振器は、構造が
簡単で無負荷Ｑも良好な値がとれるが、基本共振周波数
をf0として、3f0,5f0等にも共振点を持つため、このよ
うな共振器、あるいは、増幅器の出力フィルタとして用
いると、３倍、あるいは５倍の高調波成分を抑圧するこ
とができない。このため高調波成分を除去する帯域阻止
フィルタ、又は低域通過フィルタの併用が不可欠の場合
がしばしば発生する。
簡単で無負荷Ｑも良好な値がとれるが、基本共振周波数
をf0として、3f0,5f0等にも共振点を持つため、このよ
うな共振器、あるいは、増幅器の出力フィルタとして用
いると、３倍、あるいは５倍の高調波成分を抑圧するこ
とができない。このため高調波成分を除去する帯域阻止
フィルタ、又は低域通過フィルタの併用が不可欠の場合
がしばしば発生する。
課題を解決するための手段 本発明は、誘電体を中空状として、しかもその中空部
分に段差を設ける事によって、断面形状を方形状とし径
の大きな第１の中空部分と断面形状を円形状とし径の小
さな第２の中空部分を設け、その誘電体に外部導体及び
内部導体を形成し、しかも誘電体の第１の中空部分が開
口している側の端面に外部導体と内部導体を短絡する短
絡導体を設けた。
分に段差を設ける事によって、断面形状を方形状とし径
の大きな第１の中空部分と断面形状を円形状とし径の小
さな第２の中空部分を設け、その誘電体に外部導体及び
内部導体を形成し、しかも誘電体の第１の中空部分が開
口している側の端面に外部導体と内部導体を短絡する短
絡導体を設けた。
作用 同軸状誘電体の内周部に少なくとも一ケ所段差を設け
誘電体の上部と下部のインピーダンスをステップ状に変
えることで、一様なインピーダンスを持った共振器と異
なり、そのスプリアス周波数を基本周波数の整数倍から
外すことが可能となる。また、外形を角柱にすることに
より、ケースへの実装密度も従来の円筒状共振器に比べ
て高くなる。さらに、外形が円柱状のものに比べて、同
一径でも体積が多くなるので無負荷Ｑも改善される。
誘電体の上部と下部のインピーダンスをステップ状に変
えることで、一様なインピーダンスを持った共振器と異
なり、そのスプリアス周波数を基本周波数の整数倍から
外すことが可能となる。また、外形を角柱にすることに
より、ケースへの実装密度も従来の円筒状共振器に比べ
て高くなる。さらに、外形が円柱状のものに比べて、同
一径でも体積が多くなるので無負荷Ｑも改善される。
実施例 第１図及び第２図は本発明の一実施例である。いずれ
も、同軸状誘電体の内周部に一ケ所の段差を設けた構造
となっている。
も、同軸状誘電体の内周部に一ケ所の段差を設けた構造
となっている。
第１図に於て11は、中空状に形成され且つその外形形
状が四角柱をなす誘電体であり、前記中空部分には段差
部15が設けられ、この段差部15を境に、矢印Ｂ側はその
断面内周形状が円形をなすように、また矢印Ｃ側はその
断面内周形状が四角形をなすように前記中空部分は形成
されている。12は前記誘電体11の内周面を覆って形成さ
れた内部導体、13は誘電体11の外周面を覆って形成され
た外部導体、14は誘電体11の一端面を覆って形成された
短絡導体であり、この短絡導体は前記内部導体12と外部
導体13との導通を図る。尚、16は誘電体が表出している
端面であって開放面と称す。
状が四角柱をなす誘電体であり、前記中空部分には段差
部15が設けられ、この段差部15を境に、矢印Ｂ側はその
断面内周形状が円形をなすように、また矢印Ｃ側はその
断面内周形状が四角形をなすように前記中空部分は形成
されている。12は前記誘電体11の内周面を覆って形成さ
れた内部導体、13は誘電体11の外周面を覆って形成され
た外部導体、14は誘電体11の一端面を覆って形成された
短絡導体であり、この短絡導体は前記内部導体12と外部
導体13との導通を図る。尚、16は誘電体が表出している
端面であって開放面と称す。
以上のように構成された本実施例の同軸型誘電体共振
器は、第１図に示すように内部導体12の形状が一様でな
いため、スプリアス周波数を制御することが可能であ
る。いま同軸の内周が円形の部分の内部導体径をrb、内
周が四角形の部分の内部導体の２辺をre,rf、外部導体
の２辺をrc,rdとすると、線路のインピーダンスZ0は、
誘電体の比誘電率をεｒとして、 同軸の内周部が円形の部分では Z01＝（60/εｒ 1/2）＊In（1.178（（rc＋rd）/2＊
rb）） 同軸の内周部が角形の部分では Z02＝（60/εｒ 1/2）＊In（rc＋rd）／（re＋rf）） で表すことができる。
器は、第１図に示すように内部導体12の形状が一様でな
いため、スプリアス周波数を制御することが可能であ
る。いま同軸の内周が円形の部分の内部導体径をrb、内
周が四角形の部分の内部導体の２辺をre,rf、外部導体
の２辺をrc,rdとすると、線路のインピーダンスZ0は、
誘電体の比誘電率をεｒとして、 同軸の内周部が円形の部分では Z01＝（60/εｒ 1/2）＊In（1.178（（rc＋rd）/2＊
rb）） 同軸の内周部が角形の部分では Z02＝（60/εｒ 1/2）＊In（rc＋rd）／（re＋rf）） で表すことができる。
したがって同軸状誘電体のrb,rc,re,rd,rfを変えるこ
とにより線路インピーダンスを変えることができる。
とにより線路インピーダンスを変えることができる。
第１図に於て短絡導体14に近い線路（長さl1）のイン
ピーダンスをZ01、開放面に近い線路（長さl2）のイン
ピーダンスをZ02とすると、共振器の共振条件は、 tanβl1tanβl2＝tanθ１tanθ２＝Z01／Z02 β：位相定数 θ１＝βl1，θ２＝βl2 であらわすことが出来る。
ピーダンスをZ01、開放面に近い線路（長さl2）のイン
ピーダンスをZ02とすると、共振器の共振条件は、 tanβl1tanβl2＝tanθ１tanθ２＝Z01／Z02 β：位相定数 θ１＝βl1，θ２＝βl2 であらわすことが出来る。
いま簡単のためl1＝l2即ちθ１＝θ２＝θの場合を考
える。この場合の共振条件は、 （tanθ）２＝Z01／Z02＝Ｋ （K:インピーダンス比） であらわすことができる。共振周波数と電気長θは比
例するから、共振周波数をf0，スプリアス共振周波数を
低い方からfs1,fs2であらわし、対応するθをθ０，θ
s1，θs2であらわすものとすると、 θ０＝tan-1K1/2 fs1＝θs1／θ０）＊f0＝（（π−θ０）／θ０）＊f0 ＝（π／tan-1K1/2−１）＊f0 fs2＝（θs2／θ０）＊f0＝（（π＋θ０）／θ０）＊f
0 ＝（π／tan-1K1/2＋２）＊f0 という関係がえられる。
える。この場合の共振条件は、 （tanθ）２＝Z01／Z02＝Ｋ （K:インピーダンス比） であらわすことができる。共振周波数と電気長θは比
例するから、共振周波数をf0，スプリアス共振周波数を
低い方からfs1,fs2であらわし、対応するθをθ０，θ
s1，θs2であらわすものとすると、 θ０＝tan-1K1/2 fs1＝θs1／θ０）＊f0＝（（π−θ０）／θ０）＊f0 ＝（π／tan-1K1/2−１）＊f0 fs2＝（θs2／θ０）＊f0＝（（π＋θ０）／θ０）＊f
0 ＝（π／tan-1K1/2＋２）＊f0 という関係がえられる。
即ちスプリアス共振周波数はインピーダンス比Ｋの関
数であることがわかる。このように同軸型誘電体共振器
の線路インピーダンスに変化を持たせることにより、そ
のスプリアス共振周波数を基本周波数の整数倍よりはず
すことができ、発振器，増幅器の出力フィルタに適用し
た場合、高調波成分を抑圧できるフィルタが実現可能と
なる。なお、本実施例については、角形である内周部
が、外周の各辺と平行の場合について説明したが、外周
の各辺と、内周部が平行でなくても同様の効果が得られ
る。
数であることがわかる。このように同軸型誘電体共振器
の線路インピーダンスに変化を持たせることにより、そ
のスプリアス共振周波数を基本周波数の整数倍よりはず
すことができ、発振器，増幅器の出力フィルタに適用し
た場合、高調波成分を抑圧できるフィルタが実現可能と
なる。なお、本実施例については、角形である内周部
が、外周の各辺と平行の場合について説明したが、外周
の各辺と、内周部が平行でなくても同様の効果が得られ
る。
第２図に示す実施例についても第１図の場合と同様に
説明できる。
説明できる。
第２図の実施例は開放面26側の誘電体21を厚くし、内
周部に段差をもたせた場合で、内部導体22は段差部分25
を有し、短絡導体24を介して外部導体23と接続されてい
る。
周部に段差をもたせた場合で、内部導体22は段差部分25
を有し、短絡導体24を介して外部導体23と接続されてい
る。
第２図の実施例の場合はインピーダンス比Ｋ＞１とな
る例で、第２図に於て短絡部に近い線路長l1，開放端に
近い線路長l2、また第３図の共振器長をl0とすれば、共
振器長（l1＋l2）＞l0となり、大きくなるが、無負荷Ｑ
はほとんど変化せず、また寸法精度がゆるやかとなるた
めに周波数調整が容易となる特徴をもつ。
る例で、第２図に於て短絡部に近い線路長l1，開放端に
近い線路長l2、また第３図の共振器長をl0とすれば、共
振器長（l1＋l2）＞l0となり、大きくなるが、無負荷Ｑ
はほとんど変化せず、また寸法精度がゆるやかとなるた
めに周波数調整が容易となる特徴をもつ。
第３図a,bは他の実施例を示す縦断面図及び横断面図
である。第３図a,bにおいて、31は誘電体、32は内部導
電体、33は外部導電体、34は短絡導体、35,36は段差
部、37は開放面である。この様に構成された同軸型誘電
体共振器では段差部を２つ設けた構造になっているが、
第１図及び第２図に示す実施例と同様に実装効率が高く
小型化可能で、しかも無負荷Ｑが高いという効果を有す
る。また、本実施例では、中空部分を１つしか設けない
ので、外部導体の形成面積が比較的狭く、それにともな
って外部導体と誘電体の熱膨張係数の違いなどに起因す
る外部導体のひびやはげ等を抑制できるので、特性の劣
化を防止できる。
である。第３図a,bにおいて、31は誘電体、32は内部導
電体、33は外部導電体、34は短絡導体、35,36は段差
部、37は開放面である。この様に構成された同軸型誘電
体共振器では段差部を２つ設けた構造になっているが、
第１図及び第２図に示す実施例と同様に実装効率が高く
小型化可能で、しかも無負荷Ｑが高いという効果を有す
る。また、本実施例では、中空部分を１つしか設けない
ので、外部導体の形成面積が比較的狭く、それにともな
って外部導体と誘電体の熱膨張係数の違いなどに起因す
る外部導体のひびやはげ等を抑制できるので、特性の劣
化を防止できる。
なお本実施例において段差部と１つ設けた場合と、２
つ設けた場合を説明したが段差部を３つ以上設けた場合
も、同様な効果を得る事ができる。
つ設けた場合を説明したが段差部を３つ以上設けた場合
も、同様な効果を得る事ができる。
発明の効果 以上述べたごとく本発明は、誘電体を中空状として、
しかもその中空部分に段差を設ける事によって、断面形
状を方形状とし径の大きな第１の中空部分と断面形状を
円形状とし径の小さな第２の中空部分を設け、その誘電
体に外部導体及び内部導体を形成し、しかも誘電体の第
１の中空部分が開口している側の端面に外部導体と内部
導体を短絡する短絡導体を設けた事によって、スプリア
ス共振周波数を自由に設定できるほか、下記の効果があ
る。
しかもその中空部分に段差を設ける事によって、断面形
状を方形状とし径の大きな第１の中空部分と断面形状を
円形状とし径の小さな第２の中空部分を設け、その誘電
体に外部導体及び内部導体を形成し、しかも誘電体の第
１の中空部分が開口している側の端面に外部導体と内部
導体を短絡する短絡導体を設けた事によって、スプリア
ス共振周波数を自由に設定できるほか、下記の効果があ
る。
（１）実装効率が高く、小型化が可能である。
（体積比で従来の1/2以下） ・角型なので無駄スペースが少ない。
・角型外部導体の二辺の一辺の寸法のみを変えること
で、一定寸法幅で各種特性の共振器が製作可能なため設
計の自由度が大きい。
で、一定寸法幅で各種特性の共振器が製作可能なため設
計の自由度が大きい。
（２）実装体積の等しい円筒型共振器に比べ無負荷Ｑが
高い。
高い。
これらの効果により、用途にあわせてその特性を生か
した設計が可能となり、従来の同軸型共振器に比べて設
計の自由度が著しく向上する。また量産性に富む構造の
共振器であるためその工業的価値は極めて大きい。
した設計が可能となり、従来の同軸型共振器に比べて設
計の自由度が著しく向上する。また量産性に富む構造の
共振器であるためその工業的価値は極めて大きい。
第１図ａ及び第２図ａは本発明の一実施例における同軸
型誘電体共振器の縦断面図、第１図ｂ及び第２図ｂは夫
々第１図ａ及び第２図ａの横断面図、第３図ａは他の実
施例を示す縦断面図、第３図ｂは同横断面図、第４図ａ
は従来の同軸型誘電体共振器を示す縦断面図、第４図ｂ
は同横断面図である。 11,21,31,41……誘電体、12,22,32,42……内部導体、1
3,23,33,43……外部導体、14,24,34,44……短絡導体、1
5,25,35,36……段差部、16,26,37,46……開放面。
型誘電体共振器の縦断面図、第１図ｂ及び第２図ｂは夫
々第１図ａ及び第２図ａの横断面図、第３図ａは他の実
施例を示す縦断面図、第３図ｂは同横断面図、第４図ａ
は従来の同軸型誘電体共振器を示す縦断面図、第４図ｂ
は同横断面図である。 11,21,31,41……誘電体、12,22,32,42……内部導体、1
3,23,33,43……外部導体、14,24,34,44……短絡導体、1
5,25,35,36……段差部、16,26,37,46……開放面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江口 和弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 高山 義彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 落合 英一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 多木 宏光 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−161806（ＪＰ，Ａ) 特許2682646（ＪＰ，Ｂ２) 「振動子・共振器・フィルタ最新技 術」（1985−10−30）総合技術出版ｐ. 191〜192
Claims (1)
- 【請求項１】外形形状を角柱状とするとともに中空部分
を有し、前記中空部分に段差部を設けることによって、
断面形状を方形状とし径の大きな第１の中空部分と断面
形状を円形状とし径の小さな第２の中空部分を設けた誘
電体と、前記誘電体の外周面に設けられた角筒状の外部
導体と、前記誘電体の内周面に設けられた筒状の内部導
体と、前記誘電体において前記第１の中空部分が開口し
ている側の端面に設けられ、前記外部導体と前記内部導
体を短絡する短絡導体とを備えた事を特徴とする同軸型
誘電体共振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2036442A JP2753096B2 (ja) | 1989-02-16 | 1990-02-16 | 同軸型誘電体共振器 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-36806 | 1989-02-16 | ||
| JP3680689 | 1989-02-16 | ||
| JP2036442A JP2753096B2 (ja) | 1989-02-16 | 1990-02-16 | 同軸型誘電体共振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02290302A JPH02290302A (ja) | 1990-11-30 |
| JP2753096B2 true JP2753096B2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=26375503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2036442A Expired - Lifetime JP2753096B2 (ja) | 1989-02-16 | 1990-02-16 | 同軸型誘電体共振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2753096B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2842230B2 (ja) * | 1994-07-22 | 1998-12-24 | 松下電器産業株式会社 | 誘電体同軸共振器 |
| JP2907010B2 (ja) * | 1994-08-03 | 1999-06-21 | 松下電器産業株式会社 | 誘電体フィルタ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2682646B2 (ja) | 1988-07-07 | 1997-11-26 | 松下電器産業株式会社 | 同軸型誘電体共振器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61161806A (ja) * | 1985-01-11 | 1986-07-22 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波ろ波器 |
-
1990
- 1990-02-16 JP JP2036442A patent/JP2753096B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2682646B2 (ja) | 1988-07-07 | 1997-11-26 | 松下電器産業株式会社 | 同軸型誘電体共振器 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 「振動子・共振器・フィルタ最新技術」（１９８５−１０−３０）総合技術出版ｐ．１９１〜１９２ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02290302A (ja) | 1990-11-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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