JP2790179B2 - 誘電体同軸共振器 - Google Patents
誘電体同軸共振器Info
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- Ceramic Capacitors (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は誘電体共振器、特に、小型で高いＱ値を有す
る誘電体共振器に関する。 （従来の技術） 近年、マイクロ波などの高周波を扱う電子回路の共振
系を小型化するため、共振器の材料として誘電体を用い
た誘電体共振器が汎用されている。これらの誘電体共振
器は、誘電体中では電磁波の波長が自由空間に比べ （εｒは比誘電率）に短縮されることを利用したもの
で、TE,TM,TEMモードなど各種の共振モードで使用され
るが、通常、電磁エネルギーの散逸を防止するため、金
属ケースの中に収納されている。従って、共振系の小型
化を図るためには、誘電体磁器材料としては、できるだ
け比誘電率の高い材料を使用することが望ましい。 このような観点から、従来、比誘電率の高い誘電体共
振器材料の開発に重点がおかれ、例えば、特公昭60ー24
070号公報にてεｒ＝20のMgTiO3−（Ca,Me）TiO3系磁器
組成物が、特公昭60ー54899号公報にてεｒ＝30のBa（Z
r,Zn,Ta）O3系磁器組成物が、特公昭55ー34526号公報に
てεｒ＝38の（Zn,Sn）TiO4系磁器組成物が、特公昭60
ー18083号公報にてεｒ＝88のBaO−PbO−Nd2O3−TiO2系
磁器組成物が、それぞれ開発されている。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、この種の共振系では、その無負荷Ｑ
（Q0）が誘電体自体のＱ（Qd＝1/tanδ）のみならず、
金属表面の電流によって引き起こされる導体損によるＱ
（Qc）にも存在し、その値Q0は式： で与えられるため、誘電率の高い誘電体磁器を用いるだ
けでは、高い無負荷Ｑを得ることができないという問題
があった。 即ち、誘電体磁器材料としてεｒ＝38の材料を用い、
外径10mm、内径3mm、長さｌ＝12mmの寸法を有するTEMモ
ードの共振器（第１図参照）を形成した場合、1GHzの共
振周波数が得られ、Qdは20000程度の高い値となるが、
電極を誘電率６×107（1/Ωｍ）の銀電極にすると、Qc
が1100となるため、共振系のQ0は1040となり、せっかく
の誘電体材料自体の高いＱ値が効果的に生かされないと
いう問題があった。 （問題点を解決する手段） 本発明は、前記問題点を解決する手段として、誘電体
磁器の表面に超電導体からなる焼付け電極を直接形成し
てなることを特徴とする誘電体同軸共振器を提供するも
のである。 誘電体磁器の材料としては、従来公知の任意の高周波
用誘電体磁器組成物を採用できるが、比誘電率の大きな
材料が好適である。具体的には、 一般式： （１−ｘ）MgTiO3＋（Ca1-yMey）TiO3 （但し、0.03≦ｘ≦0.14、0.001≦ｙ≦0.05、MeはLa、C
e、Pr、Nd、Smのうち少なくとも一種である）で表され
る誘電体磁器組成物： 一般式： Ba（ZrxZnyTaz）Ｏ7/2−x/2−3y/2 （但し、0.02≦ｘ≦0.13、0.28≦ｙ≦0.33、0.59≦ｚ≦
0.65、ｘ＋ｙ＋ｚ＝1.00）で示される誘電体磁器組成
物； 一般式： xBaO−yTiO2−ｚ（Nd1-mMem）Ｏ3/2 （但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝1.00、Meは少なくとも一種のラン
タニド系元素、０≦ｍ≦1.0）で表され、前記ｘ、ｙ、
ｚが三元図において下記のモル比を有する点a,b,c,dで
囲まれた範囲内のモル比を有する誘電体磁器組成物； ｘ ｙ ｚ ａ 0.20 0.70 0.10 ｂ 0.20 0.40 0.40 ｃ 0.02 0.70 0.28 ｄ 0.02 0.40 0.58 もしくは前記誘電体磁器組成物を主成分とし、さらにPb
Oを17重量％含有する誘電体磁器組成物：および TiO2 22〜43重量％、ZrO2 38〜58重量％およびSnO2
９〜26重量％を主成分とし、これにZrOを７重量％以
下、NiOを10重量％以下添加含有させてなる誘電体磁器
組成物など が好適である。 電極を形成する超電導体としては、一般式： Re−Ｍ−Cu−Ｏ （但し、Reは少なくとも一種の稀土類元素、Ｍは少なく
とも一種のアルカリ土金属である。）で示される従来公
知の任意の超電導体を使用でき、例えばLa−Ba−Cu−Ｏ
系、La−Sr−Cu−Ｏ系、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系、La−（Sr＋
Ca）−Cu−Ｏ系超電導体などが挙げられる。 （作用） 本発明は、電極によるQcの値は、導電率の平方根に比
例して大きくなることに着目し、電極を銀に比べ誘電率
が著しく大きな超電導体で形成し、電極での導体損を少
なくし、Qcを著しく向上させるようにしたものである。 以下、添付の図面を参照して説明する。 第１図は、本発明をTEMモードの誘電体共振器に適用
した場合を示し、１は円筒状に形成された誘電体磁器、
２は超電導体電極で、誘電体磁器１の貫通孔３を形成す
る壁面４、誘電体磁器の底面および外周面に直接形成さ
れている。 前記構造の誘電体共振器は、例えば、次のようにして
製造できる。まず、誘電体磁器の原料、例えば、TiO2,Z
rO2、SnO2、ZnO,NiO,Co2O3を秤量し、常方に従って湿式
混合した後、脱水、乾燥し、空気中900〜1000℃で１時
間以上仮焼して、粉砕する。この仮焼粉末に少量の有機
バインダを加えて造粒した後、2000〜2500Kg/cm2の圧力
で円筒状に成形し、これを空気中1320℃で４時間焼成し
て外径100mm、内径3mm、長さｌ＝12mmの円筒状誘電体磁
器を得る。この円筒状誘電体磁器の一端面を除く表面に
スラリー状の超伝導材料を塗布し、900℃で焼成するこ
とによって超電導体電極を形成すれば良い。 ちなみに、TiO2 40重量部、ZrO2 40重量部、SnO2
16重量部の主成分原料混合物に対し、添加物としてZnO
1.0重量部,NiO 0.5重量部を加えた原料粉末を用い
て、前記方法で製造すると、εｒ＝38の（Zr,Sn）TiO4
系誘電体磁器が得られる。 この誘電体磁器にYBa2Cu3Oxからなる超電導体電極を
形成した場合、この超電導体は導電率が100゜K以下の低
温で1026［1/Ωｍ］にも達するため、そのQcは理論上、 となり、電極上の損失が全くなくなる。従って、Q0≒Qd
となり、共振系の無負荷Ｑは誘電体磁器のＱ値で決定さ
れることになる。 （発明の効果） 以下の説明から明らかなように、本発明によれば、誘
電体共振器の無負荷Ｑの誘電体磁器自体のQdにほぼ等し
くできるため、誘電体共振器の小型化と高Ｑ化を同時に
達成できるという優れた効果が得られる。
る誘電体共振器に関する。 （従来の技術） 近年、マイクロ波などの高周波を扱う電子回路の共振
系を小型化するため、共振器の材料として誘電体を用い
た誘電体共振器が汎用されている。これらの誘電体共振
器は、誘電体中では電磁波の波長が自由空間に比べ （εｒは比誘電率）に短縮されることを利用したもの
で、TE,TM,TEMモードなど各種の共振モードで使用され
るが、通常、電磁エネルギーの散逸を防止するため、金
属ケースの中に収納されている。従って、共振系の小型
化を図るためには、誘電体磁器材料としては、できるだ
け比誘電率の高い材料を使用することが望ましい。 このような観点から、従来、比誘電率の高い誘電体共
振器材料の開発に重点がおかれ、例えば、特公昭60ー24
070号公報にてεｒ＝20のMgTiO3−（Ca,Me）TiO3系磁器
組成物が、特公昭60ー54899号公報にてεｒ＝30のBa（Z
r,Zn,Ta）O3系磁器組成物が、特公昭55ー34526号公報に
てεｒ＝38の（Zn,Sn）TiO4系磁器組成物が、特公昭60
ー18083号公報にてεｒ＝88のBaO−PbO−Nd2O3−TiO2系
磁器組成物が、それぞれ開発されている。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、この種の共振系では、その無負荷Ｑ
（Q0）が誘電体自体のＱ（Qd＝1/tanδ）のみならず、
金属表面の電流によって引き起こされる導体損によるＱ
（Qc）にも存在し、その値Q0は式： で与えられるため、誘電率の高い誘電体磁器を用いるだ
けでは、高い無負荷Ｑを得ることができないという問題
があった。 即ち、誘電体磁器材料としてεｒ＝38の材料を用い、
外径10mm、内径3mm、長さｌ＝12mmの寸法を有するTEMモ
ードの共振器（第１図参照）を形成した場合、1GHzの共
振周波数が得られ、Qdは20000程度の高い値となるが、
電極を誘電率６×107（1/Ωｍ）の銀電極にすると、Qc
が1100となるため、共振系のQ0は1040となり、せっかく
の誘電体材料自体の高いＱ値が効果的に生かされないと
いう問題があった。 （問題点を解決する手段） 本発明は、前記問題点を解決する手段として、誘電体
磁器の表面に超電導体からなる焼付け電極を直接形成し
てなることを特徴とする誘電体同軸共振器を提供するも
のである。 誘電体磁器の材料としては、従来公知の任意の高周波
用誘電体磁器組成物を採用できるが、比誘電率の大きな
材料が好適である。具体的には、 一般式： （１−ｘ）MgTiO3＋（Ca1-yMey）TiO3 （但し、0.03≦ｘ≦0.14、0.001≦ｙ≦0.05、MeはLa、C
e、Pr、Nd、Smのうち少なくとも一種である）で表され
る誘電体磁器組成物： 一般式： Ba（ZrxZnyTaz）Ｏ7/2−x/2−3y/2 （但し、0.02≦ｘ≦0.13、0.28≦ｙ≦0.33、0.59≦ｚ≦
0.65、ｘ＋ｙ＋ｚ＝1.00）で示される誘電体磁器組成
物； 一般式： xBaO−yTiO2−ｚ（Nd1-mMem）Ｏ3/2 （但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝1.00、Meは少なくとも一種のラン
タニド系元素、０≦ｍ≦1.0）で表され、前記ｘ、ｙ、
ｚが三元図において下記のモル比を有する点a,b,c,dで
囲まれた範囲内のモル比を有する誘電体磁器組成物； ｘ ｙ ｚ ａ 0.20 0.70 0.10 ｂ 0.20 0.40 0.40 ｃ 0.02 0.70 0.28 ｄ 0.02 0.40 0.58 もしくは前記誘電体磁器組成物を主成分とし、さらにPb
Oを17重量％含有する誘電体磁器組成物：および TiO2 22〜43重量％、ZrO2 38〜58重量％およびSnO2
９〜26重量％を主成分とし、これにZrOを７重量％以
下、NiOを10重量％以下添加含有させてなる誘電体磁器
組成物など が好適である。 電極を形成する超電導体としては、一般式： Re−Ｍ−Cu−Ｏ （但し、Reは少なくとも一種の稀土類元素、Ｍは少なく
とも一種のアルカリ土金属である。）で示される従来公
知の任意の超電導体を使用でき、例えばLa−Ba−Cu−Ｏ
系、La−Sr−Cu−Ｏ系、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系、La−（Sr＋
Ca）−Cu−Ｏ系超電導体などが挙げられる。 （作用） 本発明は、電極によるQcの値は、導電率の平方根に比
例して大きくなることに着目し、電極を銀に比べ誘電率
が著しく大きな超電導体で形成し、電極での導体損を少
なくし、Qcを著しく向上させるようにしたものである。 以下、添付の図面を参照して説明する。 第１図は、本発明をTEMモードの誘電体共振器に適用
した場合を示し、１は円筒状に形成された誘電体磁器、
２は超電導体電極で、誘電体磁器１の貫通孔３を形成す
る壁面４、誘電体磁器の底面および外周面に直接形成さ
れている。 前記構造の誘電体共振器は、例えば、次のようにして
製造できる。まず、誘電体磁器の原料、例えば、TiO2,Z
rO2、SnO2、ZnO,NiO,Co2O3を秤量し、常方に従って湿式
混合した後、脱水、乾燥し、空気中900〜1000℃で１時
間以上仮焼して、粉砕する。この仮焼粉末に少量の有機
バインダを加えて造粒した後、2000〜2500Kg/cm2の圧力
で円筒状に成形し、これを空気中1320℃で４時間焼成し
て外径100mm、内径3mm、長さｌ＝12mmの円筒状誘電体磁
器を得る。この円筒状誘電体磁器の一端面を除く表面に
スラリー状の超伝導材料を塗布し、900℃で焼成するこ
とによって超電導体電極を形成すれば良い。 ちなみに、TiO2 40重量部、ZrO2 40重量部、SnO2
16重量部の主成分原料混合物に対し、添加物としてZnO
1.0重量部,NiO 0.5重量部を加えた原料粉末を用い
て、前記方法で製造すると、εｒ＝38の（Zr,Sn）TiO4
系誘電体磁器が得られる。 この誘電体磁器にYBa2Cu3Oxからなる超電導体電極を
形成した場合、この超電導体は導電率が100゜K以下の低
温で1026［1/Ωｍ］にも達するため、そのQcは理論上、 となり、電極上の損失が全くなくなる。従って、Q0≒Qd
となり、共振系の無負荷Ｑは誘電体磁器のＱ値で決定さ
れることになる。 （発明の効果） 以下の説明から明らかなように、本発明によれば、誘
電体共振器の無負荷Ｑの誘電体磁器自体のQdにほぼ等し
くできるため、誘電体共振器の小型化と高Ｑ化を同時に
達成できるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る誘電体共振器の一実施例を示す斜
視図、第２図はその縦断面図である。 １は誘電体磁器、２は超電導体電極。
視図、第２図はその縦断面図である。 １は誘電体磁器、２は超電導体電極。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．誘電体磁器の表面に超電導体からなる焼付け電極を
直接形成してなることを特徴とする誘電体同軸共振器。 ２．前記超電導体がRe−Ｍ−Cu−Ｏ系セラミックス（但
し、Reは少なくとも一種の希土類元素、Ｍは少なくとも
一種のアルカリ土金属である。）からなる超電導体であ
る特許請求の範囲第１項記載の誘電体同軸共振器。 ３．前記誘電体磁器がMgTiO3−（Ca,Me）TiO3系（但
し、MeはLa,Ce,Pr,Nd,Smのうち少なくとも一種であ
る。）、Ba（Zr,Zn,Ta）O3系、（Zr,Sn）TiO4系およびB
aO−PbO−Nd2O3−TiO2系の誘電体磁器組成物からなる群
から選ばれた一種である特許請求の範囲第１項または第
２項記載の誘電体同軸共振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62314684A JP2790179B2 (ja) | 1987-12-10 | 1987-12-10 | 誘電体同軸共振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62314684A JP2790179B2 (ja) | 1987-12-10 | 1987-12-10 | 誘電体同軸共振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01154603A JPH01154603A (ja) | 1989-06-16 |
| JP2790179B2 true JP2790179B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=18056304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62314684A Expired - Fee Related JP2790179B2 (ja) | 1987-12-10 | 1987-12-10 | 誘電体同軸共振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2790179B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4111140C2 (de) * | 1990-04-13 | 1995-04-20 | Alps Electric Co Ltd | Detektorvorrichtung zur Eingabe von Daten, Schaltsignalen u. dgl. |
| JPH0751626Y2 (ja) * | 1990-07-26 | 1995-11-22 | アルプス電気株式会社 | 多方向入力装置 |
| JP2601246B2 (ja) * | 1995-09-01 | 1997-04-16 | 株式会社村田製作所 | Ｔｍモード誘電体共振器のセラミック体の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2729213B2 (ja) * | 1987-11-05 | 1998-03-18 | 三菱電機株式会社 | 誘電体共振器の製造方法 |
| JPH01125101A (ja) * | 1987-11-10 | 1989-05-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超高周波用共振器 |
-
1987
- 1987-12-10 JP JP62314684A patent/JP2790179B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01154603A (ja) | 1989-06-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |