JP3174797B2 - 誘電体共振器 - Google Patents

誘電体共振器

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波帯域で濾波器、
発振器等に使用される誘電体共振器に関するものであ
る。
【0002】
【従来技術】従来、この種の誘電体共振器としては、通
常誘電体材料から成る共振器部をこの共振器部と異なる
材料から成る支持台上に接着剤等を用いて接着した支持
台分離型のもの、及び共振器部と支持台とを同じ誘電体
材料で構成した一体型のものが知られており、そしてい
ずれの場合も共振器部は支持台を介して密閉ケーシング
すなわちキャビティ底壁上に固着される。前者の支持体
分離型の従来例は特開昭59−21101 号公報、特開昭59−
97201 号公報、特開昭62−97405 号公報及び特開昭61−
258505号公報に開示されており、また後者の支持台一体
型の誘電体共振器の従来例としては実願平1−59573 号
の明細書に開示されたものを挙げることができる。そし
て、TE01δモードを使用する支持台分離型の誘電体共
振器においては、TE01δモードから不要な隣接モード
を遠ざけるために共振器部を構成している誘電体材料の
誘電率εがε>10である場合には、共振器部の高さ
(L)と共振器部の外径(D)との比率D/Lは約2.5
となるように設計されている。また、支持台一体型の誘
電体共振器においてもキャビティの寸法によっては同様
に設計することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、支持台一体
型の誘電体共振器の場合、支持台部も比較的大きな誘電
率となるため、共振器部の高さ(L)と外径(D)との
比率D/Lを上記のように約2.5 に設計しても、不要な
隣接モードがTE01δモードに隣接してしまい、共振器
のフィルタ、発振機能に不具合が生ずる場合が起り得
る。またそのような不要な隣接モードがTE01δモード
からある程度離れていても、共振器の周波数を調整する
場合に金属製の周波数調整板で周波数調整を行うと、不
要な隣接モードがTE01δモードに接近してきて共振器
のフィルタ、発振機能に不具合が生することになり得
る。
【0004】そこで、本発明は、従来のTE01δモード
で作動する支持台一体型の誘電体共振器に伴う問題点を
解決して、不要な隣接モードをTE01δモードから遠ざ
けることのできる誘電体共振器を提供することを目的と
している。
【0005】
【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、本発明によるTE01δモードを使用する誘電体共
振器は、共振器部と支持台部とを一体に構成し、共振器
部の高さ(L)と外径(D)との比率D/Lを0.9 〜2.
3 としたことを特徴としている。共振器部の寸法は好ま
しくは、共振器を収容するキャビティの大きさに合わせ
て、共振器部の高さ(L)と外径(D)との比率D/L
を0.9 〜2.3 の範囲内で決められ得る。
【0006】
【作用】本発明による誘電体共振器においては、共振器
部の高さ(L)と外径(D)との比率D/Lを0.9 〜2.
3 に設定することにより、TE01δモードに隣接した不
要なモードを遠ざけることができるようになる。共振器
部の高さ(L)と外径(D)との比率D/Lが0.9 以下
の場合には、高次側の不要モードがTE01δモードに近
づいてくることになり、また共振器部の上端とキャビテ
ィの上壁との距離が小さくなるため共振器の無負荷Qが
低下することになる。一方、共振器部の高さ(L)と外
径(D)との比率D/Lが2.3 以上になると、TE01δ
モードに対して低次側の不要モードがTE01δモードに
近づいてくることになり、また共振器部の外径とキャビ
ティの側壁との距離が小さくなるためこの場合も共振器
の無負荷Qが低下することになる。従って共振器部の高
さ(L)と外径(D)との比率D/Lが0.9 〜2.3 とな
るように共振器を構成することによって、Q値の低下を
伴わずに不要な共振モードがTE01δモードに影響を及
ぼさないようにすることができる。
【0007】
【実施例】以下添付図面を参照して本発明の実施例につ
いて説明する。図1には本発明の一実施例を示し、図示
誘電体共振器は、比誘電率34をもつ誘電体セラミック材
料から成るリング型の共振器部1と、共振器部1の材料
と同一の材料より成る支持台部2とを有し、共振器部1
及び支持台部2は一体に形成されている。共振器部1は
外径(D)58mm、高さ(L)50mmの寸法をもち、また支
持台部2は外径36mm、高さ24mmの寸法に構成されてい
る。共振器部1及び支持台部2には図示したように軸線
に沿って内径22.5mmの内孔3が形成されている。従って
この例では共振器部1の外径(D)と高さ(L)との比
は58÷50=1.16となっている。このように構成された誘
電体共振器は、外径150mm 、高さ95mmの四方を密閉した
金属製のケーシングすなわちキャビティ4内の底壁上に
適当な固着手段により固着して収容され、誘電体共振器
の共振器部1がキャビティ4内の中央に位置するように
されている。キャビティ4の側壁からは入力結合用導体
ループ5及び出力結合用導体ループ6がそれぞれ共振器
部1の外側面に向って伸びている。
【0008】共振器部1の外径(D)と高さ(L)との
比の好ましい範囲を決めるため、上記寸法のキャビティ
4を使用し、共振器部1の外径(D)と高さ(L)との
比が異なる三つの誘電体共振器、すなわち共振器部の外
径(D)を62mm、高さ(L)を37mmにしてD/Lが1.68
となるように構成したもの、共振器部の外径(D)を65
mm、高さ(L)を31mmにしてD/Lが2.10となるように
したもの及び共振器部の外径(D)を70mm、高さ(L)
を26mmにしてD/Lが2.70となるようにしたものを用意
した。なお、これら三つの誘電体共振器の他の部分は図
1に示すものと同じ構成、同じ寸法にした。そしてこれ
ら誘電体共振器の電気特性及び不要モード(スプリアス
モード)を測定した結果を図2及び図3に示す。なおT
01δモードにおける共振周波数f0 は849MHzで一定と
した。図2には共振器部1の外径(D)と高さ(L)と
の比と、スプリアスモードとの関係が示され、fs はス
プリアスモードにおける共振周波数を表している。図示
グラフから認められるように、D/Lの比が0.9 〜2.3
の範囲内では、高次側及び低次側のいずれの隣接モード
もTE01δモードから比較的離れており、従って、TE
01δモードへの実質的な影響は避けられる。これに対し
てD/Lの比が0.9 以下になると、高次側の隣接モード
が近づいてきており、またD/Lの比が2.3 以上になる
と、低次側の隣接モードが近づいてきてTE01δモード
への影響が生じてくる。図3には共振器部1の外径
(D)と高さ(L)との比と、Q0 との関係が示され、
D/Lの比が0.9 〜2.3 の範囲では、Q0 は2200以上で
あるが、D/Lの比が0.9 以下になるかまたはD/Lの
比が2.3 以上になると、TE01δモードの誘電体共振器
のQ0 は実質的に低下している。従って、これらの測定
結果から、共振器部1の外径(D)と高さ(L)との比
が0.9 〜2.3 の範囲内となるように共振器部1の寸法を
選定することによって、TE01δモードの誘電体共振器
を、高次側または低次側の隣接モードの影響を受けず、
しかもQ0 の実質的な低下を伴わずに動作させることが
できることが認められる。
【0009】ところで、図示実施例では共振器は内孔を
もつ構造であるが、当然本発明は内孔のない中実構造の
共振器としても実施できる。また共振器部及び支持台部
の各部の寸法並びにキャビティの寸法は図示値に限定さ
れるものではなく、使用するキャビティの大きさに合わ
せて任意に設定することができる。さらに、図示実施例
の共振器では共振器部に周波数調整用の孔や部材を設け
てないが、当然そのような周波数調整用手段を施した共
振器にも等しく適用することができる。
【0010】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明による
誘電体共振器においては、誘電体共振器の共振器部の外
径と高さとの比を0.9 〜2.3 の範囲内となるように寸法
決めしているので、金属製の共振周波数調整板で所望の
周波数に調整した場合でも不要なモードをTE01δモー
ドから離して影響を及ぼさないようにでき、その結果、
良好なフィルタ及び発振器性能をもつ誘電体共振器を提
供することができる。また、使用するキャビティの寸法
に合わせて共振器部を上記比率の範囲内で寸法決めする
ことによって共振器のQ0 の実質的な低下を抑えること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例による支持台一体型誘電体
共振器を示す要部の概略断面図。
【図2】 誘電体共振器における共振器部の高さ・外径
比に対するTE01δモードと隣接モードとの間隔の変化
の比較例を示したグラフ。
【図3】 誘電体共振器における共振器部の高さ・外径
比に対するQ0 の変化の比較例を示すグラフ。
【符号の説明】
1:共振器部 2:支持台部 3:内孔 4:キャビティ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01P 7/10 H01P 1/212

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】共振器部と支持台部とを一体に構成し、T
    01δモードを使用する誘電体共振器において、共振器
    部の高さ(L)と外径(D)との比率D/Lを0.9 〜2.
    3 として共振器部を構成したことを特徴とする誘電体共
    振器。
  2. 【請求項2】共振器を収容するキャビティの大きさに合
    わせて、共振器部の高さ(L)と共振器部の外径(D)
    との比率D/L0.9 〜2.3 の範囲内で共振器部を寸法決
    めした請求項1に記載の誘電体共振器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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小西良弘 著「マイクロ波回路の基礎とその応用」(平成2年、総合電子出版社)の第234−236頁

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