JPH03240305A

JPH03240305A - 高周波用共振器

Info

Publication number: JPH03240305A
Application number: JP3702590A
Authority: JP
Inventors: Takashi Okawa; 隆大川
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-02-16
Filing date: 1990-02-16
Publication date: 1991-10-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】髪東よ曵剋里丘且本発明は自動車電話、携帯電話、コードレス電話などの
無線通信機用フィルタや発振器等、マイクロ波の周波数
領域において使用される高周波用変ｍｉ術フィルタや発振器等、マイクロ波の周波数領域において
使用される高周波用共振器は、一般に所定の共振周波数
を有するマイクロ波を高誘電率材料で形成された誘電体
磁器ブロック内に閉じ込め、所定の作用効果が得られる
ように構成されている。

第５図（ａ）（ｂ）はこの種の高周波用共振器として従
来から使用されている同軸型誘電体共振器を示している
。

この同軸型誘電体共振器は、１波長の１７４に相当する
１／４波長のマイクロ波を真空中の１７ｆＴ′７　（ε
Ｆ　：比誘電率）の長さに短縮し、この短縮された波長
でちって共振させることができる。

同軸型誘電体共振器では、円柱状に形成された誘電体磁
器ブロック５１の内周面に内部電極５２が形成され、さ
らに誘電体磁器ブロック５１の外周面には外部電極５３
が形成されている。

また、第６図はマイクロストリップラインを応用した高
周波用共振器の一例を示している。

この高周波用共振器は、１波長の整数倍のマイクロ波を
真空中のｌ／ｒττ古　（ε、、：実効比誘電率）の長
さに短縮し、この短縮された波長でもって共振させるこ
とができる。

上記高り波用共振器では、平板状に形成された誘電体磁
器ブロック５４０表面に短冊状の第１及び第３の入出力
用電極５５ａ、５５ｃとリング状の共振用電極５５ｂと
が形成され、さらに、誘電体磁器ブロック５４の裏面に
はアース電極５６が形成されている。この高周波用共振
器においては、共振用電［！５５ｂをリング状に形成す
ることにより、小形化が図られている。

また、第７図はマイクロストリップラインを応用した高
周波用共振器の別の従来例を示しており、誘電体磁器ブ
ロック５４の表面には短冊状の入出力用電極５７ａとリ
ング状の共振用電極５７ｂとが形成され、さらに前記リ
ング状の共振用電極５７ｂにはスリット５８が形成され
ている。この高周波用共振器においては、スリット５８
を挟んで共振用電極５７ｂの開放端５９ａ、５９ｂが形
成されるため、１／２波長を真空中の１７／τ７５　（
巳、１．；実効比誘電率）の長さに短縮し、この短縮さ
れた波長でちって、共振させることができる。

第８図は内部電極がらせん状に形成されたヘリカル共振
器の一例を示したものであって、このヘノカル共振器も
高周波用共振器として使用されている。

このヘリカル共振器は、誘電体として空気６０が用いら
れており、空気６０で満たされた円筒状のシールドケー
ス６１内にらせん状の内部電極６２が配設されている。

そして、内部電極６２は、シールドケース６１の側面下
部に形成された入出力部６３に接続されている。

すなわち、ヘリカル共振器は、同軸型共振器において誘
電体磁器ブロック５１を空気で置き換え、内部電極５２
をらせん状に形成したものといえる。

明が　′しようとする課上記同軸型誘電体共振器においては、構造は単純である
が、形状寸法が誘電体磁器ブロック５１の素材となる高
誘電率材料の誘電率によっである程度規制されるため、
設計の自由度が狭く、小形化を図る上で限界がある。す
なわち、誘電体磁器ブロック５１に閉じ込められる共振
周波数は、誘電体磁器ブロック５１の形状寸法により決
定されるため、マイクロ波帯の周波数領域においても共
振周波数が比較的低い場合は誘電体磁器ブロック５１を
大きく形成する必要が生じ、この誘電体磁器ブロック５
１の大形化を招来すると共に共振周波数の微調整が困難
になるといった課題があった。

一方、マイクロストリップラインを応用した高周波用共
振器においては、誘電体磁器ブロック５４の表面に自由
な印刷パターンを形成することができるため、設計の自
由度は大きく、またメタライズを周知の厚膜印刷技術を
利用して形成することができるため、安価に製造するこ
とが可能である。

しかし、この高周波用共振器においては、導体部分の片
面が外部に露出して空気と接しているため、実効比誘電
率が低く、放射損失を伴い、外界の影響も受けやすく、
信頼性に欠けるといった課題があった。

また、上記したように実効比誘電率が低く、共振線路波
長が長くなるため、誘電体磁器ブロック５４を大きく形
成する必要が生じ、小形化を図ることが難しいといった
課題があった。

ヘリカル共振器においては、内部電極６２がらせん状に
形成されているため、内部電極６２の実長に比較して内
部電極６２の使用時における長さを短縮することができ
る。すなわち、共振波長の長さに比較して内部電極６２
の使用時における長さを短縮でき、共振器の小形化を図
ることができる。

ところが、このヘリカル共振器は誘電体として空気６０
を用いているため、誘電率がε、＝１となり共振波長が
長くなってしまう、このため、内部電極６２が長くなり
、導電損失が増大して高周波用共振器としてのＱ値が劣
下し、かつ共振器の大形化を招来するといった課題があ
った。

また、内部電極６２がらせん状であるため、らせん部の
巻き数が増えると構造が複雑となるうえ誘電体として空
気を用いているので、内部電極６２の固定が不安定とな
り、耐振動性や温度安定性が悪くなるといった課題があ
った。

さらに、上記課題と関連して共振周波数のバラツキも大
きくなるので、共振周波数を調整する機構を設ける必要
が生じるといった課題ちあった。

本発明は上記した課題に鑑み発明されたものであって、
従来同様の高性能を維持しつつより一層の小形化が図れ
、かつ設計自由度の大きい高周波用共振器を提供するこ
とを目的としている。

棟８を”′するための　１１上記目的を達成するために本発明に係る高周波用共振器
は、誘電体磁器ブロックの内部にらせん状の貫通孔が形
成され、前記誘電体磁器ブロックの外周面に外部！極が
形成される一方、前記貫通孔の内周面には内部電極が形
成されていることを第１の特徴としている。

また、誘電体磁器ブロックにらせん状の貫通孔が形成さ
れ、前記誘電体磁器ブロックの外周面及び一端面に外部
電極が形成される一方、該外部電極と前記一端面部にお
いて接続される内部電極が前記貫通孔の内周面に形成さ
れていることを第２の特徴としている。

塩亘上記した構成によれば、内部電極が高誘電率を有する高
周波用誘電体磁器によって囲まれているので、共振する
マイクロ波の波長がｌ／Ｆ乙の長さに短縮されるため、
内部電極の長さち短縮される。

また、内部電極がらせん状に形成されているので共振波
長の長さに比較して共振器が大幅に小形化され、かつ上
記ヘリカル共振器に較べてらせん状の内部電極の巻き数
も少なくなるので、Ｑ値の劣下が防止される。

さらに、らせん状の内部電極は、誘電体磁器ブロックに
よって安定的に固定されているため、耐振動性や温度安
定性についても優れたちのとなり、共振周波数のバラツ
キが少なくなる。

丈亘出以下、本発明に係る実施例を図面に基づき詳説する。

〈実施例１〉第１図（ａ）（ｂ）において、１０は本発明の一実施例
としての高周波用共振器であって、略円柱状の誘電体磁
器ブロック１１の内部にらせん状の貫通孔１８が形成さ
れており、この貫通孔１８の内周面には内部電極１２が
形成されている。

方誘電体磁器ブロック１１の外周面には外部電極１３が
形成されている。

誘電体磁器ブロック１１は、高誘電率材料からなる高周
波用誘電体磁器により形成されており、上記構成の高周
波用共振器１０は１／２波長でちって共振させることが
できる。

〈実施例２〉第２図（ａ）（ｂ）は第２の実施例を示しており、高周
波用共振器２０においては、略円柱状の誘電体磁器ブロ
ック１１の内部にらせん状の貫通孔１８が形成されてお
り、この貫通孔１８の内周面には内部電極１２が形成さ
れている。一方誘電体磁器ブロック１１の外周面及び一
端面には外部電極１３．１４が形成されている。

このように高周波用共振器２０は、上記高周波用共振器
１０において外周面に形成された外部電極１３に加えて
、一端面にち外部電極１４が形成された構成となってお
り、高周波用共振器２０は１／４波長という短い共振波
長でちって共振させることができる。

〈実施例３）第３図（ａ）（ｂ）は第３の実施例を示しており、高周
波用共振器３０においては、略直方体形状の誘電体磁器
ブロック１５の内部にはらせん状の貫通孔１８が形成さ
れており、この貫通孔１８の内周面には内部電極１２が
形成されている。

方誘電体磁器ブロック１５の外周面には外部電極１６が
形成されており、上記構成の高周波用共振器３０は１／
２波長でもって共振させることができる。

〈実施例４〉第４図（ａ）（ｂ）は第４の実施例を示しており、高周
波用共振器４０においては、略直方体状の誘電体磁器ブ
ロック１５の内部にらせん状の貫通孔１８が形成されて
おり、この貫通孔１８の内周面には内部電極１２が形成
されている。一方誘電体磁器ブロック１５の外周面及び
一端面には外部電極１６．１７が形成されている。

このように高周波用共振器４０は、上記高周波用共振器
３０において外周面に形成された外部電極１６に加えて
、一端面にも外部電極１７が形成された構成となってお
り、高周波用共振器４０は１／４波長という短い共振波
長でもって共振させることができる。

上記したように、上記実施例に係る高周波用共振器では
、１／２波長、あるいはｌ／４波長という短い波長でち
って共振させることができる。さらに、内部電極１２を
らせん状に形成することにより共振器の小形化を図り、
かつ設計自由度を大きくすることができる。しかも放射
損失等をなくして信頼性の高い共振器となすことができ
る。

尚、本発明は上記実施例に限定されることはなく要旨を
逸脱しない範囲において変更可能である０例えば、誘電
体磁器ブロックの形状についてち限定されるちのではな
く、円柱状や直方体状以外の形状でも差し支えない。

また、内部電極１２を形成する金属導体としては、マイ
クロ波に対する導電性や生産性等を考慮し、Ａｇ、Ｐｄ
、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉあるいはこれらを少な
くとも一種以上含む合金（但し、Ｎｉ、Ｎｉ系合金、Ｃ
ｏ、Ｃｏ系合金については非磁性体に限る）が使用され
ている。

及笠公里（以上詳述したように本発明に係る高周波用共振器は、内
部電極が高誘電率材料からなる高周波用誘電体磁器によ
って囲まれているので、共振するマイクロ波の波長を１
　／　７「Ｉコの長さに短縮することができ、このこと
により内部電極の長さち短縮することができる。

また、らせん状の内部電極が誘電体磁器ブロック内に安
定的に固定されているため、ヘリカル共振器などの場合
と比べ、耐振動性及び温度安定性を向上させることがで
きる。

さらに、上記したように内部電極がらせん状を呈してい
ることにより、共振波長の長さに比較して共振器を大幅
に小形化することができ、しかも設計の自由度を大きく
できる。さらには、らせん部の巻き数が少なくなるので
、Ｑ値の劣下を防止することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明に係る高周波用共振器の一実施例
を示す正面図、１１１図（ｂ）は第１図（ａアのＡ−Ａ
断面図、第２図（ａ）は第２の実施例を示す正面図、第
２図（ｂ）は第２図（ａ）のＢ−Ｂ断面図、第３図（ａ
）は第３の実施例を示す正面図、第３図（ｂ）は第３図
（ａ）のＣ−Ｃ断面図、第４図（ａ）は第４の実施例を
示す正面図、第４図（ｂ）は第４図（ａ）のＤ−Ｄ断面
図、第５図（ａ）は従来例を示す斜視図、第５図（ｂ）
は第５図（ａ）のＸ−Ｘ断面図、第６図は別の従来例を
示す斜視図、第７図はさらに別の従来例を示す斜視図、
第８図は従来例としてのヘリカル共振器を示す断面図で
ある。０１２０．３ｏ、４０・・・高周波用共振器１．１５・
・・誘電体磁器ブロック２・・・内部電極、３．１４．１６．１７・・・外部電極、８・・・貫通孔

Claims

【特許請求の範囲】

（１）誘電体磁器ブロックの内部にらせん状の貫通孔が
形成され、前記誘電体磁器ブロックの外周面に外部電極
が形成される一方、前記貫通孔の内周面には内部電極が
形成されていることを特徴とする高周波用共振器。
（２）誘電体磁器ブロックにらせん状の貫通孔が形成さ
れ、前記誘電体磁器ブロックの外周面及び一端面に外部
電極が形成される一方、該外部電極と前記一端面部にお
いて接続される内部電極が前記貫通孔の内周面に形成さ
れていることを特徴とする高周波用共振器。