JP3339194B2 - Ｔｍモード誘電体共振器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、周囲を導電体で囲ん
だ空間内に誘電体柱を配置したＴＭモード誘電体共振器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＴＭモード誘電体共振器の構成を
図１４および図１５に示す。図１４において１は角柱状
の誘電体柱であり、誘電体柱の軸方向に対して垂直な方
向に周波数調整用孔２を設けている。３はキャビティで
あり、誘電体柱１とともに一体成型により形成してい
る。キャビティ３の上下面と左右側面には導電体４を形
成している。このキャビティ３には誘電体柱１に設けた
周波数調整用孔２に対して周波数調整用誘電体棒を挿抜
自在に保持するための孔１１を設けている。キャビティ
３の２つの開口面には金属パネル５，６を覆う。図１５
は図１４に示したＴＭモード誘電体共振器に周波数調整
用誘電体棒を保持させた状態での中央垂直断面を示す図
である。図１５において７は周波数調整用誘電体棒、８
はその周波数調整用誘電体棒７を保持するネジ部材、９
はキャビティ３の側壁に設けた孔１１に対して取り付け
た保持部材であり、これに対してネジ部材８を螺合させ
ている。

【０００３】図１４および図１５に示したＴＭモード誘
電体共振器の誘電体柱に生じる電界の例を図１６に示
す。（Ａ）のように、周波数調整用孔２に対して誘電体
棒が挿入されていない領域では、電気力線は周波数調整
用孔２を避けてほとんど誘電体部分を通る。これに対し
て（Ｂ）に示すように、周波数調整用孔２に誘電体棒７
が挿入されている領域では、周波数調整用孔２内の誘電
体棒７に電気力線が集中することになる。このように、
周波数調整用誘電体棒の挿抜に応じて、誘電体柱全体の
実効誘電率が変化して、共振周波数が変化する。

【０００４】次に、２つの誘電体柱を交差させた形状か
ら成る複合誘電体柱を用いた二重モードのＴＭモード誘
電体共振器の例を図１７および図１８に示す。図１７の
ように、複合誘電体柱１は２つの誘電体柱を交差させた
形状から成り、２ｘ，２ｙで示す周波数調整用孔を設け
ている。キャビティ３にはこれらの周波数調整用孔２
ｘ，２ｙに対してそれぞれ周波数調整用誘電体棒を挿抜
自在に保持するための孔１１ｘ，１１ｙを設けている。
またキャビティ３には、複合誘電体柱１を構成する２つ
の誘電体柱から成る２つの共振器間の結合係数を調整す
るための結合調整部材を保持する孔１２を設けている。

【０００５】図１８は図１７に示した共振器の上面図お
よび断面図である。図１８においてネジ部材８ｘ，８ｙ
を保持部材９ｘ，９ｙにそれぞれ螺合させて、旋回させ
ることによって、それぞれの端部に取り付けた周波数調
整用誘電体棒７ｘ，７ｙを誘電体柱に対してそれぞれ挿
抜し、これによって水平方向および垂直方向の誘電体柱
による共振器の周波数を調整する。また、同図において
１３は結合調整用の誘電体棒であり、保持部材１４に螺
合させている。この結合調整用誘電体棒を、２つの誘電
体柱の交差によって生じる４つのコーナー部の内１つの
コーナー部に挿抜することによって、２つの誘電体柱に
よる２つの共振器間の結合係数を調整する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図１４〜図
１８に示したように、断面円形の周波数調整用孔に対し
て円柱状の周波数調整用誘電体棒を挿抜するだけの構造
では、後述するように、ＴＭモード誘電体共振器の小型
化に伴い周波数調整範囲が狭くなる。また、図１７およ
び図１８に示したように、キャビティの側壁から空間内
に対して結合調整用誘電体棒を挿抜することによって結
合調整をおこなう構造では、ＴＭモード誘電体共振器の
小型化に伴い結合調整範囲が狭くなる。

【０００７】すなわち、使用する周波数に応じて誘電体
柱の寸法が定まるため、ＴＭモード誘電体共振器全体を
小型化する際、結局キャビティの外形寸法を小さくする
ことになり、キャビティ内に占める誘電体柱の容積率が
増大し、図１５においてＳで示す誘電体柱とキャビティ
内壁間の距離が短くなる。その結果、周波数調整用誘電
体棒７の可動範囲（ストローク）が充分にとれなくな
る。また、キャビティの開口部を覆う金属パネルと誘電
体柱間およびキャビティ内壁と誘電体柱間の空間が狭く
なることに伴い、例えば入出力用の結合ループなどとの
干渉が生じないように周波数調整用誘電体棒のストロー
クを制限しなければならない場合がある。結局、ＴＭモ
ード誘電体共振器を小型化に伴い、周波数可変幅が大幅
に制限されることになる。また、複合誘電体柱を用いた
二重モードの共振器についても、結合調整用誘電体棒の
可動範囲を充分にとることができなくなるため、結合係
数の調整範囲が制限される。

【０００８】周波数調整用誘電体棒の限られた可動範囲
内で周波数調整範囲を大きくとるためには、周波数調整
用誘電体棒の移動距離に対する周波数変化率を高めなけ
ればならない。そのために、例えば周波数調整用誘電体
棒の誘電率を高め、また断面積を拡大し大型化すること
が有効であるが、周波数調整用誘電体棒として使用可能
な材料から誘電率は自ずと決まり、誘電率を大幅に高め
ることはできない。また、キャビティ内壁または金属パ
ネルと誘電体柱間の空間が限られているため、周波数調
整用誘電体棒を大型化しても、それを保持する保持部材
などの構造が大型化するため、あまり大型の周波数調整
用誘電体棒を用いることもできない。以上に述べたこと
は結合調整用誘電体棒についても同様に当てはまる。

【０００９】この発明の目的は、周波数調整用誘電体棒
を特に大型化することなく、周波数調整用誘電体棒の移
動距離に対する周波数変化率を高めて、小型化されたＴ
Ｍモード誘電体共振器においても周波数調整範囲を広く
とれるようにすることにある。

【００１０】この発明の他の目的は結合調整用誘電体棒
の移動距離に対する結合係数の変化率を高めて、小型化
されたＴＭモード誘電体共振器においても、結合係数の
調整範囲を広くとれるようにしたＴＭモード誘電体共振
器を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、周波数調整
用孔に対する周波数調整用誘電体棒の有無による周波数
調整用孔内の電束密度の差が大きいほど、周波数調整用
誘電体棒の移動距離に対する周波数変化率が大きくなる
ことに鑑み、周波数調整用孔に対して周波数調整用誘電
体棒を挿入した時の、その周波数調整用誘電体棒の電束
密度が高まるようにする。すなわち、請求項１記載のＴ
Ｍモード誘電体共振器では、周波数調整用孔に、共振時
に生じる電界の方向に対して略垂直で且つ周波数調整用
孔の伸びる方向に対して略垂直の方向に広がる空隙部を
設けることによって、周波数調整用孔内における周波数
調整用誘電体棒の挿入されていない部分の電束密度と周
波数調整用誘電体棒の挿入されている部分の電束密度と
の差を大きくする。

【００１２】請求項２記載のＴＭモード誘電体共振器で
は、前記空隙部を前記周波数調整用誘電体棒の幅より小
さな幅で前記周波数調整用孔から遠ざかる方向に広げ
る。

【００１３】また、この発明は、２つの誘電体柱を交差
させた形状から成る複合誘電体柱を、周囲を導電体で囲
んだ空間内に配した２重モードのＴＭモード誘電体共振
器において、２つの誘電体柱による２つの共振器間の結
合調整用誘電体棒の移動距離に対する結合係数の変化率
を高めるために、請求項３に記載したＴＭモード誘電体
共振器では、２つの誘電体柱の交差部が２つの誘電体柱
の成す平面に垂直な方向に結合調整用孔と、該結合調整
用孔にその結合調整用孔を通る電界の方向に対して略垂
直で且つ結合調整用孔の延びる方向に対しても略垂直な
方向に広がる空隙部とを設けるとともに、結合調整用孔
に対して結合調整用誘電体棒を挿抜自由に保持する手段
を設け、結合調整用孔内における結合調整用誘電体棒の
挿入されていない部分の電束密度と結合調整用誘電体棒
の挿入されている部分の電束密度との差を大きくする。

【００１４】

【００１５】

【作用】この発明の請求項１及び２に係るＴＭモード誘
電体共振器の周波数調整用誘電体棒の挿抜による周波数
調整用孔内の電束密度の変化の例を図４に示す。図４に
おいて（Ｂ）は周波数調整用孔２内に周波数調整用誘電
体棒７が挿入されている断面部分での電気力線の様子、
（Ａ）は周波数調整用孔２内に周波数調整用誘電体棒７
が挿入されていない断面部分での電気力線の様子をそれ
ぞれ模式的に示す。同図（Ａ）に示すように、電界の方
向に垂直な方向に伸びる周波数調整用孔に対して、その
周波数調整用孔に対して垂直な方向に広がる空隙部２′
を設けたことによって、周波数調整用孔内に周波数調整
用誘電体棒が挿入されていない部分で、周波数調整用孔
２およびその空隙部２′を迂回するように電気力線が通
るのに対し、（Ｂ）に示すように、周波数調整用孔２内
に周波数調整用誘電体棒７が挿入されている部分では、
空隙部２′によって誘電体柱部分を迂回していた電気力
線が周波数調整用誘電体棒７を横切って通ることにな
る。その結果、周波数調整用誘電体棒の有無により周波
数調整用孔内の電束密度が大きく変化することになり、
周波数調整用誘電体棒の移動量に対する周波数変化率が
大きくなる。

【００１６】請求項３に係るＴＭモード誘電体共振器に
おける結合調整用誘電体棒の挿抜による結合調整用孔内
の電束密度の変化の例を図１２および図１３に示す。図
１２において１０ａ，１０ｂは結合調整用孔であり、
（Ｂ）はその中に結合調整用誘電体棒１３ａ，１３ｂが
挿入されている断面部分での偶モードと奇モードにおけ
る電気力線の様子、（Ａ）は結合調整用孔１０ａ，１０
ｂ内に結合調整用誘電体棒１３ａ，１３ｂが挿入されて
いない断面部分での偶モードと奇モードにおける電気力
線の様子をそれぞれ模式的に示す。以下実線の矢印を偶
モードにおける電気力線、破線の矢印を奇モードにおけ
る電気力線として説明する。（Ａ）に示すように、結合
調整用誘電体棒が存在しない部分では、偶モードにおけ
る電気力線は結合調整用孔１０ａ，１０ｂを迂回するよ
うに通るが、（Ｂ）に示すように結合調整用誘電体棒１
３ａ，１３ｂが存在する部分では、偶モードにおける電
気力線は結合調整用誘電体棒部分を通る。奇モードにお
ける電気力線は結合調整用誘電体棒の有無に拘らず一定
である。このように結合調整用孔に対する結合調整用誘
電体棒の挿抜によって、偶モードに対する実効誘電率と
奇モードに対する実効誘電率との差が大きく変化し、結
合調整用誘電体棒の少ない移動量で、広範囲に亘る結合
調整が可能となる。

【００１７】また、図１３において１０ａ，１０ｂは結
合調整用孔であり、この結合調整用孔１０ａ，１０ｂに
は、そこを通る電界の方向に対して垂直で且つ結合調整
用孔の伸びる方向に対しても垂直な方向に広がる空隙部
１０ａ′，１０ｂ′を設けている。（Ｂ）は結合調整用
孔１０ａ，１０ｂ内に結合調整用誘電体棒１３ａ，１３
ｂが挿入されている断面部分での偶モードと奇モードに
おける電気力線の様子、（Ａ）は結合調整用孔１０ａ，
１０ｂ内に結合調整用誘電体棒１３ａ，１３ｂが挿入さ
れていない断面部分での偶モードと奇モードにおける電
気力線の様子をそれぞれ模式的に示す。（Ａ）に示すよ
うに、結合調整用誘電体棒が存在しない部分では、偶モ
ードにおける電気力線は結合調整用孔１０ａ，１０ｂお
よび空隙部１０ａ′，１０ｂ′を迂回するように通る
が、（Ｂ）に示すように結合調整用誘電体棒１３ａ，１
３ｂが存在する部分では、偶モードにおける電気力線は
結合調整用誘電体棒部分を通る。このように結合調整用
孔１０ａ，１０ｂを通る電界の方向に対して垂直で且つ
結合調整用孔の伸びる方向に対しても垂直な方向に広が
る空隙部１０ａ′，１０ｂ′を設けたことにより、結合
調整用誘電体棒１３ａ，１３ｂの存在しない部分での結
合調整用孔内の電束密度と結合調整用誘電体棒１３ａ，
１３ｂの存在する部分での結合調整用孔内の電束密度と
の差が図１２に示した場合に比較して大きくなる。これ
により、結合調整用誘電体棒の挿抜量に対する結合係数
の変化率が更に大きくなる。

【００１８】

【実施例】この発明の第１の実施例に係るＴＭモード誘
電体共振器の構成を図１〜図６に示す。

【００１９】図１はＴＭモード誘電体共振器の組み立て
前の構成を示す斜視図である。図１において１は角柱状
の誘電体柱であり、誘電体柱の軸方向に対して垂直な方
向に周波数調整用孔２を設けている。３はキャビティで
あり、誘電体柱１とともに一体成型により形成してい
る。キャビティ３の上下面と左右側面には導電体４を形
成している。キャビティ３の２つの開口面には金属パネ
ル５，６を覆う。金属パネル５には誘電体柱１に設けた
周波数調整用孔２に対する周波数調整用誘電体棒を挿抜
自在に保持している。

【００２０】図２は図１に示した誘電体柱１とともに一
体成型して成るキャビティ３の一方の開口面から見た正
面図、図３は図１に示したＴＭモード誘電体共振器を組
み立てた状態における周波数調整用孔部分を通る垂直断
面図である。図３において７は周波数調整用誘電体棒、
８はこの周波数調整用誘電体棒７と一体化したネジ部材
である。金属パネル５には保持部材９を設けていて、ネ
ジ部材８をこの保持部材９に螺合させている。すなわち
ネジ部材８を右方向または左方向に旋回させることによ
って周波数調整用誘電体棒７を周波数調整用孔２に対し
て挿抜する。

【００２１】上記ＴＭモード誘電体共振器の周波数調整
用誘電体棒の挿抜による周波数調整用孔内の電束密度の
変化の例を図４に示す。〔作用〕の項で図４を参照して
述べた通り、図４において（Ｂ）は周波数調整用孔２内
に周波数調整用誘電体棒７が挿入されている断面部分で
の電気力線の様子、（Ａ）は周波数調整用孔２内に周波
数調整用誘電体棒７が挿入されていない断面部分での電
気力線の様子をそれぞれ模式的に示す。同図（Ａ）に示
すように、電界の方向に垂直な方向に伸びる周波数調整
用孔に、その周波数調整用孔に対して垂直な方向に広が
る空隙部２′を設けたことによって、周波数調整用孔内
に周波数調整用誘電体棒が挿入されていない部分で、周
波数調整用孔２およびその空隙部２′部分を迂回するよ
うに電気力線が通るのに対し、（Ｂ）に示すように、周
波数調整用孔２内に周波数調整用誘電体棒７が挿入され
ている部分では、空隙部２′によって誘電体柱部分を迂
回していた電気力線が周波数調整用誘電体棒７を横切っ
て通ることになる。その結果、周波数調整用誘電体棒の
有無により周波数調整用孔内の電束密度が大きく変化す
ることになり、周波数調整用誘電体棒の移動量に対する
周波数変化率が大きくなる。

【００２２】次に、上記空隙部の寸法を変化させたとき
の、その空隙部による周波数変化率の改善効果の具体例
を示す。まず図５に示すように、内径６．０ｍｍの周波
数調整用孔に対して幅がｍｄで、全幅がｍｗとなる空隙
部を設け、直径５．８ｍｍの周波数調整用誘電体棒を用
いることとし、誘電体柱の比誘電率が３７．５、周波数
調整用誘電体棒の比誘電率を９０．０として、上記ｍｄ
およびｍｗを変化させたときの周波数変化率の改善効果
のシミュレーション結果を図６に示す。ここでΔｆｏは
周波数調整用孔に空隙部がなく単なる丸穴であるときの
周波数変化率、Δｆｍは図５に示した空隙部のある周波
数調整用孔を用いたときの周波数変化率であり、Δｆｍ
／Δｆｏは周波数変化率の倍率を表す。従って、Δｆｍ
／Δｆｏの値が大きい程、上記空隙部による周波数変化
率の改善効果が大きいことを意味する。ΔｆｏおよびΔ
ｆｍは次式で定義する。

【００２３】Δｆｏ＝（ｆｏ′−ｆｏ）／ｆｏ Δｆｍ＝（ｆｍ′−ｆｍ）／ｆｍ ここでｆｏ，ｆｍは周波数調整用誘電体棒を挿入しない
ときの共振周波数、ｆｏ′，ｆｍ′は共振周波数調整用
誘電体棒を挿入したときの共振周波数である。

【００２４】図６に示したように、周波数変化率の倍率
（Δｆｍ／Δｆｏ）は、ｍｄが一定であれば、ｍｗを大
きくするほど倍率が大きくなり、ｍｄに関しては、ｍｄ
＝１．０〜５．０ｍｍで増大が見られる。

【００２５】次に、周波数調整用孔と周波数調整用誘電
体棒の他の形状の例を図７に示す。同図の（Ａ）に示す
例は、周波数調整用孔２を長円形にして、周波数調整用
誘電体棒７の挿入位置の両側に空隙部２′を設けた例で
ある。（Ｂ）は空隙部２′の付け根部分と端部に丸みを
もたせて、誘電体柱の成型時に、この周波数調整用孔の
各部に加わる応力集中を分散させて、クラックの発生を
防止するようにした例である。以上に示した例では断面
円形の周波数調整用誘電体棒を用いる例であるが、例え
ば（Ｃ）に示すように、断面多角形状の周波数調整用誘
電体棒を用い、周波数調整用孔をこれに合わせた形状と
してもよい。また、以上に示した例では、周波数調整用
孔の周波数調整用誘電体棒の挿入される位置の両側部に
空隙部を設けたが、例えば（Ｄ）に示すように、片側に
のみ設けてもよい。

【００２６】次に、図７の（Ａ）に示した周波数調整用
孔および周波数調整用誘電体棒を用いて、周波数調整用
孔の寸法を変化させた時の周波数変化率の倍率をシミュ
レーションにより求めた結果を次に示す。

【００２７】周波数調整用孔および周波数調整用誘電体
棒の寸法は図８に示す通りであり、誘電体柱の比誘電率
を３７．５、周波数調整用誘電体棒の比誘電率を９０．
０とし、図８におけるｒｗを変化させたときの周波数変
化率の倍率の変化を図９に示す。ここでΔｆｔは周波数
変化率であり、Δｆｔ／Δｆｏは周波数変化率の倍率を
表す。従って、Δｆｔ／Δｆｏの値が大きい程、上記空
隙部による周波数変化率の改善効果が大きいことを意味
する。ΔｆｏおよびΔｆｔは次式で定義する。

【００２８】Δｆｏ＝（ｆｏ′−ｆｏ）／ｆｏ Δｆｔ＝（ｆｔ′−ｆｔ）／ｆｔ ここでｆｏ，ｆｔは周波数調整用誘電体棒を挿入しない
ときの共振周波数、ｆｏ′，ｆｔ′は共振周波数調整用
誘電体棒を挿入したときの共振周波数である。

【００２９】図９に示したように、ｒｗ＝６．０〜１
２．０の範囲では周波数変化率の倍率Δｆｔ／Δｆｏは
１．０より小さいため、逆効果となるが、ｒｗが１２を
超える範囲では、周波数変化率の倍率が１．０を上回
り、上記空隙部による周波数変化率の改善効果が生じ
る。

【００３０】次に、第２の実施例に係るＴＭモード誘電
体共振器の構造を図１０に示す。図３に示した例では、
周波数調整用誘電体棒を取り付けたネジ部材８を螺合さ
せる保持部材９を金属パネル５に設けた例を示したが、
この第２の実施例では、誘電体柱側に保持部材を取り付
ける。図１０（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ誘電体柱の中心
軸を通る断面図であり、（Ａ）は周波数調整用誘電体棒
などを挿入する前の状態、（Ｂ）は保持部材９を誘電体
柱側に取り付けて、周波数調整用誘電体棒７を取り付け
たネジ部材８を保持部材９に螺合させた例を示す。この
ように周波数調整用誘電体棒７とともにネジ部材８およ
び保持部材９をも共振器内に納めることによって、周波
数調整用誘電体棒７のストロークは図中にＳで示す範囲
となる。小さなキャビティを用いた場合にストロークＳ
は短くなるが、上記空隙部の存在により周波数調整用誘
電体棒の移動距離に対する周波数変化率が高くなるた
め、充分な周波数調整範囲を確保することができる。

【００３１】次に、第３の実施例に係るＴＭモード誘電
体共振器の構成を図１１および図１２に示す。

【００３２】図１１はＴＭモード誘電体共振器の組み立
て前の分解斜視図である。誘電体柱１は、図に示す方向
では水平方向と鉛直方向の２つの誘電体柱の交差する形
状から成る複合誘電体柱であり、水平方向の誘電体柱に
よる共振器の周波数調整用孔２ｘと鉛直方向の誘電体柱
による共振器の周波数調整用孔２ｙを設けている。ま
た、２つの誘電体柱の交差部に結合調整用孔１０ａ，１
０ｂを形成している。この誘電体柱１はキャビティ３と
ともに一体成型して成り、キャビティ３の外周面には第
１の実施例に示した場合と同様に導電体４を形成してい
る。またキャビティ３の２つの開口面には金属パネル
５，６を覆うことによって１つのＴＭモード誘電体共振
器を構成する。なお、図１１に示すように、金属パネル
５には保持部材９ｘ，９ｙ，１４ａ，１４ｂをそれぞれ
設けていて、誘電体柱１に設けた周波数調整用孔２ｘ，
２ｙおよび結合調整用孔１０ａ，１０ｂに対して周波数
調整用誘電体棒を取り付けたネジ部材８ｘ，８ｙおよび
結合調整用誘電体棒１３ａ，１３ｂをそれぞれ挿抜自在
に保持させている。

【００３３】図１２は図１１に示したＴＭモード誘電体
共振器における結合調整用誘電体棒の挿抜による結合調
整用孔内の電束密度の変化の例を示す図であり、結合調
整用孔の軸に垂直な方向での断面図である。〔作用〕の
項で図１２を参照して述べた通り、図１２において
（Ｂ）は結合調整用孔１０ａ，１０ｂ内に結合調整用誘
電体棒１３ａ，１３ｂが挿入されている断面部分での偶
モードと奇モードにおける電気力線の様子、（Ａ）は結
合調整用孔１０ａ，１０ｂ内に結合調整用誘電体棒１３
ａ，１３ｂが挿入されていない断面部分での偶モードと
奇モードにおける電気力線の様子をそれぞれ模式的に示
す。（Ａ）に示すように、結合調整用誘電体棒が存在し
ない部分では、偶モードにおける電気力線（実線の矢
印）は結合調整用孔１０ａ，１０ｂを迂回するように通
るが、（Ｂ）に示すように結合調整用誘電体棒１３ａ，
１３ｂが存在する部分では、偶モードにおける電気力線
は結合調整用誘電体棒部分を通る。このように結合調整
用孔に対する結合調整用誘電体棒の挿抜によって、偶モ
ードに対する実効誘電率と奇モードに対する実効誘電率
との差が大きく変化し、結合調整用誘電体棒の少ない移
動量で、広範囲に亘る結合調整が可能となる。

【００３４】次に、第４の実施例に係るＴＭモード誘電
体共振器の構成を図１３に示す。図１３は第３の実施例
のおける図１２に対応する図であり、結合調整用孔１０
ａ，１０ｂに空隙部１０ａ′，１０ｂ′を設けたこと以
外は第３の実施例の場合と同様である。図１３はＴＭモ
ード誘電体共振器における結合調整用誘電体棒の挿抜に
よる結合調整用孔内の電束密度の変化の例を示す。〔作
用〕の項で図１３を参照して述べた通り、図１３におい
て結合調整用孔１０ａ，１０ｂには、そこを通る電界の
方向に対して垂直で且つ結合調整用孔の伸びる方向に対
しても垂直な方向に広がる空隙部１０ａ′，１０ｂ′を
設けている。（Ｂ）は結合調整用孔１０ａ，１０ｂ内に
結合調整用誘電体棒１３ａ，１３ｂが挿入されている断
面部分での偶モードと奇モードにおける電気力線の様
子、（Ａ）は結合調整用孔１０ａ，１０ｂ内に結合調整
用誘電体棒１３ａ，１３ｂが挿入されていない断面部分
での偶モードと奇モードにおける電気力線の様子をそれ
ぞれ模式的に示す。（Ａ）に示すように、結合調整用誘
電体棒が存在しない部分では、偶モードにおける電気力
線（実線の矢印）は結合調整用孔１０ａ，１０ｂおよび
空隙部１０ａ′，１０ｂ′を迂回するように通るが、
（Ｂ）に示すように結合調整用誘電体棒１３ａ，１３ｂ
が存在する部分では、偶モードにおける電気力線は結合
調整用誘電体棒部分を通る。奇モードにおける電気力線
は結合調整用誘電体棒の有無に拘らず一定である。この
ように結合調整用孔１０ａ，１０ｂを通る電界の方向に
対して垂直で且つ結合調整用孔の伸びる方向に対しても
垂直な方向に広がる空隙部１０ａ′，１０ｂ′を設けた
ことにより、結合調整用誘電体棒１３ａ，１３ｂの存在
しない部分での結合調整用孔内の電束密度と結合調整用
誘電体棒１３ａ，１３ｂの存在する部分での結合調整用
孔内の電束密度との差が大きく変化することになる。こ
れにより、結合調整用誘電体棒の挿抜量に対する結合係
数の変化率が第３の実施例の場合より更に大きくなる。

【００３５】

【発明の効果】この発明の請求項１および２に係るＴＭ
モード誘電体共振器によれば、周波数調整用誘電体棒の
有無により周波数調整用孔内の電束密度が大きく変化す
ることになり、周波数調整用誘電体棒の移動量に対する
周波数変化率が大きくなる。そのため、周波数調整用誘
電体棒を特に大型化することなく、小型化されたＴＭモ
ード誘電体共振器においても周波数調整範囲を広くとる
ことができる。

【００３６】特に、請求項２に係るＴＭモード誘電体共
振器によれば、周波数調整用孔内に周波数調整用誘電体
棒が挿入されていない部分で、周波数調整用孔および空
隙部を迂回する電気力線が、周波数調整用孔内に周波数
調整用誘電体棒が挿入された際により多く周波数調整用
誘電体棒を横切って通ることになるため、周波数調整用
誘電体棒の移動量に対する周波数変化率を確実に大きく
することができる。

【００３７】この発明の請求項３に係るＴＭモード誘電
体共振器によれば、結合調整用孔に対する結合調整用誘
電体棒の挿抜によって、偶モードに対する実効誘電率と
奇モードに対する実効誘電率との差が大きく変化し、結
合調整用誘電体棒の少ない移動量で、広範囲に亘る結合
調整が可能となる。そのため、小型化されたＴＭモード
誘電体共振器においても結合調整範囲を広くとることが
できる。

【００３８】

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係るＴＭモード誘電体共振器の
構成を示す分解斜視図である。

【図２】図１に示す誘電体共振器を構成するキャビティ
の一方の開口面から見た正面図である。

【図３】図１に示すＴＭモード誘電体共振器を組み立て
た状態における周波数調整用孔部分を通る垂直断面図で
ある。

【図４】第１の実施例に係るＴＭモード誘電体共振器の
周波数調整用誘電体棒の挿抜による周波数調整用孔内の
電束密度の変化の例を示す図である。

【図５】周波数調整用孔および空隙部の寸法の例を示す
図である。

【図６】図５においてｍｄおよびｍｗを変化させたとき
の周波数変化率の倍率の変化を示す図である。

【図７】周波数調整用孔の他の例を示す図である。

【図８】周波数調整用孔および空隙部の寸法の例を示す
図である。

【図９】図８におけるｒｗを変化させたときの周波数変
化率の倍率の変化を示す図である。

【図１０】第２の実施例に係るＴＭモード誘電体共振器
の誘電体柱の中心軸を通る断面図であり、（Ａ）は周波
数調整用誘電体棒などを挿入する前の状態、（Ｂ）は周
波数調整用誘電体棒などを挿入した状態をそれぞれ示
す。

【図１１】第３の実施例に係るＴＭモード誘電体共振器
の組み立て前の分解斜視図である。

【図１２】図１１に示すＴＭモード誘電体共振器におけ
る結合調整用誘電体棒の挿抜による結合調整用孔内の電
束密度の変化の例を示す図である。

【図１３】第４の実施例に係るＴＭモード誘電体共振器
における結合調整用誘電体棒の挿抜による結合調整用孔
内の電束密度の変化の例を示す図である。

【図１４】従来のＴＭモード誘電体共振器の組み立て前
の分解斜視図である。

【図１５】図１４に示すＴＭモード誘電体共振器に周波
数調整用誘電体棒を保持させた状態での中央垂直断面図
である。

【図１６】図１４および図１５に示すＴＭモード誘電体
共振器の誘電体柱に生じる電界の例を示す図である。

【図１７】複合誘電体柱を用いた従来の二重モードのＴ
Ｍモード誘電体共振器の例を示す図である。

【図１８】図１７に示す共振器の上面図および断面図で
ある。

【符号の説明】

１−誘電体柱 ２−周波数調整用孔 ２′−空隙部 ３−キャビティ ４−導電体 ５，６−金属パネル ７−周波数調整用誘電体棒 ８−ネジ部材 ９−保持部材 １０−結合調整用孔 １０ａ′，１０ｂ′−空隙部 １３−結合調整用誘電体棒 １４−保持部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01P 1/20 - 1/219 H01P 7/00 - 7/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 共振時に生じる電界の方向に略垂直な方
   向に延びる周波数調整用孔を形成した誘電体柱を、周囲
   を導電体で囲んだ空間内に配するとともに、前記周波数
   調整用孔に対して周波数調整用誘電体棒を挿抜自在に保
   持して成るＴＭモード誘電体共振器において、 前記周波数調整用孔に前記電界の方向に対して略垂直で
   且つ前記周波数調整用孔の延びる方向に対しても略垂直
   な方向に広がる空隙部を設け、該空隙部の存在により、
   前記周波数調整用孔内における前記周波数調整用誘電体
   棒の挿入されていない部分の電束密度と前記周波数調整
   用誘電体棒の挿入されている部分の電束密度との差を大
   きくしたことを特徴とするＴＭモード誘電体共振器。
2. 【請求項２】 前記空隙部は前記周波数調整用誘電体棒
   の幅より小さな幅で前記周波数調整用孔から遠ざかる方
   向に広がっている請求項１記載のＴＭモード誘電体共振
   器。
3. 【請求項３】 ２つの誘電体柱を交差させた形状からな
   る複合誘電体柱を、周囲を導電体で囲んだ空間内に配し
   た２重モードのＴＭモード誘電体共振器において、前記誘電体柱の交差部に前記２つの誘電体柱の成す平面
   に垂直な方向に結合調整用孔を形成し、該結合用調整孔
   に該結合調整用孔を通る電界の方向に対して略垂直で且
   つ前記結合調整用孔の延びる方向に対しても略垂直な方
   向に広がる空隙部を設けるとともに、 前記結合調整用孔に対して結合調整用誘電体棒を挿抜自
   在に保持する手段を設け、 前記空隙部の存在により、前記結合調整用孔内における
   前記結合調整用誘電体棒の挿入されていない部分の電束
   密度と前記結合調整用誘電体棒の挿入されている部分の
   電束密度との差を大きくしたことを特徴とするＴＭモー
   ド誘電体共振器。