JPH03249801A - 誘電体共振器の共振周波数調整方法及び誘電体共振器 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は共振周波数調整方法及び共振器、特に、誘電体
共振器の共振周波数調整方法及びこの調整方法が適用さ
れた誘電体共振器に関する。

〔従来の技術〕

誘電体共振器は、たとえば筒状の誘電体ブロックの内周
面及び外周面にそれぞれ電極を有しており、画電極が誘
電体ブロックの片側の端面に設けられた短絡電極により
短絡された構成を有している。このような誘電体共振器
では、誘電体ブロックの比誘電率や寸法等のばらつきに
より、共振周波数にばらつきが生じる。そこで、誘電体
共振器は、個々に共振周波数の調整が行われている。

従来、誘電体共振器の共振周波数の調整は、たとえば次
のようにして行われている。

従来■よ 誘電体ブロック端面に設けられた短絡電極の一部を除去
することにより、共振周波数を調整する方法が知られて
いる。この場合には、誘電体共振器の短絡電極の一部を
除去することにより共振周波数を低めるることができる
。したがって、製造時の共振周波数を目標値より高めに
設定しておくと、短絡電極の一部除去により所定の共振
周波数に調整できる。（特開昭５８−２０４６０２号公
報参照） ｋ米１ 短絡電極が設けられていない側の誘電体ブロック端面に
内周面側の電極から延長された歯車型の電極を設け、ま
た外周面側の電極に櫛歯型の無電極部を設け、これらの
歯部の長さ寸法を変更することにより、共振周波数を調
整する方法が知られている。ここでは、歯車型の電極ま
たは櫛歯型の無電極部の歯部の長さを調整することによ
り、共振周波数の調整行う。たとえば歯車型の電極の長
さを短くすると共振周波数を高めることができる。

逆に、櫛歯型の無電極部の長さを長くすると共振周波数
が低くすることができる。（実開昭６１１１９４０６号
公報参照） 〔発明が解決しようとする課題］ 前記従来例１では、共振周波数を低める調整しかできな
いため、製造した誘電体共振器の共振周波数が目標値よ
りも低い場合は調整を行うことができない。従って、製
造時の共振周波数を目標値よりも充分に高くなるように
設定しなければ、製品歩留まりが悪化する。また、共振
周波数が目標値よりも低い場合は、周波数調整用電極を
大きく形成し直すという後戻り作業が必要になる。

前記従来例２では、誘電体共振器に予め形状の複雑な歯
車型の電極及び櫛歯型の無電極部を設ける必要があるた
め、誘電体共振器を安価に製造できない。

第１の発明の目的は、誘電体共振器に特別な周波数調整
用電極を設けることなく共振周波数の調整ができる、誘
電体共振器の共振周波数調整方法を提供することにある
。

第２の発明の目的は、第１の発明が適用された誘電体共
振器を提供することにある。

（課題を解決するための手段〕 第１の発明は、誘電体ブロックに内導体を有する貫通孔
を形成し、貫通孔が開口する一方の端面を除いた誘電体
ブロックの外側面に外導体を形成し、内導体と導通する
ように入出力用コンデンサを配置するための凹部を前記
一方の端面に形成した誘電体共振器の共振周波数調整方
法である。この調整方法は、共振周波数を高める際には
凹部の底面位置よりも外導体が形成された端面側の外導
体の一部を除去し、共振周波数を低める際には凹４を 部の底面位置よりも外導体が形成された下方の端面側の
外導体以外の外導体の一部を除去することを特徴として
いる。

第２の発明は、誘電体ブロックに内導体を有する貫通孔
を形成し、貫通孔が開口する一方の端面を除いた誘電体
ブロックの外側面に外導体を形成し、内導体と導通する
ように入出力用コンデンサを配置するための凹部を一方
の端面に形成した誘電体共振器である。この誘電体共振
器は、四部の底面位置よりも凹部が形成された端面側の
外導体に、外導体の除去部が形成されていることを特徴
としている。

（作用〕 第１の発明では、誘電体ブロックの外側面に形成された
外導体の一部を除去するだけで、共振周波数の調整を行
うことができる。例えば、入出力用コンデンサを配置す
るための凹部の底面位置よりも当該凹部が開口する端面
に近い外導体の一部を除去すると、共振周波数を高める
ことができる。

一方、上述の端面側の外導体以外の部分の外導体を除去
することにより共振周波数を低くすることができる。従
って、この発明によれば、予め共振周波数調整用の特別
な電極を設けることなく、容易に共振周波数の調整を行
うことができる。

第２の発明では、共振周波数が第１の発明の方法により
目標値まで高められた誘電体共振器が得られる。

〔実施例〕

第１図及び第２図に、本発明の共振周波数調整方法が適
用される誘電体共振器が複数個接続された誘電体フィル
タを示す。第１図は誘電体フィルタの平面図であり、第
２図は第１図の■−■断面図である。

図において、誘電体フィルタ１１は、直方体形状の誘電
体ブロック１２に形成された２つの共振器から構成され
ている。誘電体ブロック１２は、第２図上面から底面に
かけて形成された２本の貫通孔１３．１３を有している
。貫通孔１３の第２図上部には、後述するチップコンデ
ンサ２０を配置するためのキャビティー１４が設けられ
ている。

このキャビティー１４は、平面形状が概ね正方形状であ
り、誘電体ブロック１２の図上面側が開口している。各
貫通孔１３．１３及び各キャビティー１４．１４の表面
には、一連の内導体１５が形成されている。キャビティ
ー１４．１４の間には、誘電体ブロック１２の第２図上
面から中心部へ延びかつ貫通孔１３と平行なスリン）１
６が形成されている。スリン１−１６の表面には、導体
１７が形成されている。また、誘電体ブロック１２の外
側面には、キャビティー１４．１４が開口する面取外に
外導体１８が形成されている。そして、この外導体１８
は、第２図底面において内導体１５と短絡している。

なお、理解の便のため、図面では内導体１５、導体１７
及び外導体１８の厚みが強調されている。

このような誘電体フィルタ１１では、各キャビティー１
４．１４内に、それぞれチップコンデンサ２０が配置さ
れる。チップコンデンサ２０は、第３図に示すように、
板状の誘電体２１と、この誘電体２１の両面に配置され
た電極２２．２３とから主に構成されている。また、電
極２２上面に端子ピン２４が起立した状態で配置されて
おり、この端子ピン２４ははんだ２５により電極２２に
固定されている。このチップコンデンサ２０は、第１図
及び第２図に一点鎖線で示すように、キャビティー１４
から端子ピン２４が突出するようにキャビティー１４内
に配置され、電極２３がキャビティー１４の底面部分の
内導体１５に接続されている。

それぞれのキャビティー１４．１４内にチップコンデン
サ２０が配置された上述の誘電体フィルタ１１では、２
つの共振器を結合用容置成分を介して連結させたフィル
ターが構成される。この誘電体フィルタ１１の等価回路
を第４図に示す。第４図において、コンデンサＣ１とり
アクタンスＬとによって構成される共振器Ａ、Ｂは、第
１図及び第２図においてスリン１−１６の左側の内導体
１５と外導体１８とを含む共振器及びスリット１６の右
側の内導体１５と外導体１８とを含む共振器に対応して
いる。また、共振器Ａ、Ｂ相互を容量結合させるコンデ
ンサＣ１は、スリット１６に対応している。さらに、入
出力用コンデンサＣ２゜０２は、各キャビティー１４内
に配置されるチップコンデンサ２０に対応している。

次に、前記誘電体フィルタ１１の共振周波数調整方法に
ついて説明する。なお、ここでは説明の便のため、第１
図及び第２図に示す誘電体フィルタ１１において、スリ
ット１６の図左側部分の共振器Ａ°が第４図の共振器Ａ
に対応し、スリット１６の図右側部分の共振器Ｂ“が共
振器Ｂに対応しているものとする。

前記誘電体フィルターｌの共振周波数（ｆ　ｒ）は、一
般に次の式で表される。

式中には定数、Ｌ、Ｃ，はそれぞれ共振器Ａ、Ｂのイン
ダクタンス；及び容量成分である。

今、製造直後の誘電体フィルタ１１において、第４図に
示す共振器Ａの共振周波数が目標値よりも低く、共振器
Ｂの共振周波数が目標値よりも高いとする。この場合に
は、共振器Ａの共振周波数を高めて目標値に設定し、ま
た共振器Ｂの共振周波数を低くして目標値に設定する必
要がある。

まず、共振器Ａの共振周波数の調整では、第５Ａ図に示
すように、共振器Ａ°側の対向する外側面の外導体１８
において、キャビティー１４の底面位置よりも図上側に
除去部１９ａをそれぞれ形成する。除去部１９ａの形成
により、共振器ＡではＬが大きくなりかつＣ１が小さく
なる。またＬ及びＣ１の変化量は、Ｌに比べてＣ１の方
が大きい。この結果、ＬＣ，の積が小さくなり、共振器
Ａの共振周波数は高くなる。なお、共振周波数の調整量
は、除去部１９ａの位置や面積により調整することがで
きる。

次に、共振器Ｂの共振周波数の調整では、第５Ｂ図に示
すように、共振器Ｂ′側の対向する外側面の外導体１８
において、キャビティー１４の底面位置よりも図下側に
除去部１９ｂを形成する。

除去部１９ｂの形成により、共振器Ｂでは共振器Ａの場
合と同様にＬとＣ１の値が変化するが、この変化量はＣ
１に比べてＬの方が大きい。この結果、ＬＣ３の積が大
きくなり、共振器Ｂの共振周波数は低くなる。なお、共
振周波数の調整量は、共振器Ａの場合と同様に、除去部
１９ｂの位置や面積により調整することができる。

このように本実施例によれば、外導体１Ｂに除去部を設
けるだけで、各共振器の共振周波数を容易に調整するこ
とができる。

〔他の実施例〕

（ａ）　　前記実施例では、２つの共振器を誘電体ブロ
ックに一体的に形成した誘電体フィルタについて本発明
の共振周波数調整方法を適用した場合について説明した
が、本発明は３つ以上の共振器を備えた誘電体フィルタ
又は個別の誘電体共振器に通用されてもよい。

（Ｉ））前記実施例では、除去部１９ａ、１９ｂをそれ
ぞれ誘電体フィルタ１１の対向する外側面の両方に形成
したが、いずれか一方の面だけに形成してもよい。また
、各除去部１９ａ、１９ｂは、各共振器側の外導体１８
の各面に連続して設けられていてもよい。

〔実施例〕

裏駿貫を 深さ１閤のキャビティー１４を有する前記実施例の誘電
体フィルタ１１を用意し、片側のキャビティー１４側の
外導体１８の１の面の一部を切削して幅２ｍの無電極部
を形成した。なお、無電極部の形成は、無電極部とキャ
ビティー１４の開口面との距ｇｌａ（第２図参照）が０
、ｉ、　　ｏ、２゜０．３．５ｍにそれぞれ設定される
ように、４個の誘電体フィルタ１１について行った。そ
して、各誘電体フィルタ１１について、無電極部の高さ
（Ｈ）をキャビティー１４の開口面の反対側端面方向に
増大させていった場合に起こる共振周波数の変化量（Δ
ｆｒ）を調べた。

結果を第６図に示す。図によれば、キャビティー１４の
底面位置と無電極部の設定位置とが一部している場合（
ａ　＝　１．　０ｇｗ１の場合）を境にして、ａが１．
　０未溝の時にはＨの増加とともに周波数が増加し、ａ
が１．　０を超える場合にはＨの増加とともに周波数が
低下して行くことがわかる。

１履１ 深さ１ｍのキャビティー１４を有する前記実施例の誘電
体フィルタ１１を４個用意し、それぞれの共振周波数（
ｆｒ）を調べた。そして、ａの値を０．１．２．３ｍに
それぞれ設定した幅２ｍｎ、高さ（Ｈ）ｌａ＋ｎ＋の無
電極部を雨具振器Ａ’、Ｂ″の外導体１８に形成し、共
振周波数の変化Ｍ（Δｆｒ）及び入出力損失（ＭＬ）の
変化量（八ＭＬ）を調べた。なお実験は、無電極部を外
導体１８の１の面にのみ形成した場合（片面削除）と、
第５Ａ図及び第５Ｂ図に示すように対向する２つの面に
形成した場合（両面削除）について行った。

結果を第１表に示す。

次に、第１表に基づいて、ａと八ｆｒとの関係をグラフ
化した。これを第７図に示す。第７図から、無電極部の
設定位置とキャビティーの底面位置とが一致している場
合（ａ＝１ｍＩ１１の場合）を境にして、ａを小さくし
た場合には共振周波数を高めることができ、ａを大きく
した場合には共振周波数を低くできることがわかる。

尖１■主 無電極部の４１を３ｍ＋＋＋に設定し、またａを０閣と
３ｍｍとに設定して実験例２と同様の実験を行った。

結果を第２表及び第８図に示す。

第２表 第８図から、本実験例しもキャビティー１４の底面位置
と無電極部の設定位置とが一致している場合（ａ＝１ｍ
ｍの場合）を境にして、共振周波数を高めたり低くめた
りできることがわかる。

ス財１− 第９図に示すような、ｌの誘電体ブロック３１に３つの
キャビイー３２を設けかつ各キャピテイ−３２間にそれ
ぞれスリット３３が設４Ｊられた、３つの共振器を一体
に備えた誘電体フィルタ３０を用意した。この誘電体フ
ィルタ３０について、実験例２と同様の実験を行った。

ただし、ａを０．１．３ｍｍに設定し、また片面削除に
ついてのみ実験を行った。結果を第３表及び第１０図に
示す。

第３表 第１Ｏ図から、３つの共振器を備えた誘電体フィルタ３
０についてもキャビティー３２の底面位置と無電極部の
設定位置とが一致している場合（ａ−１ｍＩ１１の場合
）を境にして、共振周波数を高めたり低くしたりできる
ことがわかる。

〔発明の効果〕

第１の発明では、誘電体共振器に共振周波数を調整する
だめの特別な電極等を設けなくても、上述のように凹部
の底面位置を境にして外導体の一部を除去することによ
り、容易に共振周波数の調整を行うことができる。

第２の発明では、共振周波数が第１の発明により目標値
まで高められた誘電体共振器が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例が採用される誘電体フィルタ
の平面図、第２図は第１図の■−ロ断面図、第３図は前
記誘電体フィルタに取付けられるチップコンデンサの概
略図、第４図は前記誘電体フィルタに前記チップコンデ
ンサを取り付けた場合の等価回路図、第５Ａ図及び第５
Ｂ図はそれぞれ共振周波数調整後の第１図ＶＡ−ＶＡ断
面図及びＶＢ−ＶＢ断面図、第６図は実験例１の結果を
示すグラフ、第７図は実験例２の結果を示すグラフ、第
８図は実験例３の結果を示すグラフ、第９図は実験例４
で用いた誘電体フィルタの側面概略図、第１０図は実験
例４の結果を示すグラフである。 １１．３０・・・誘電体フィルタ、１２．３１・・・誘
電体ブロック、１３・・・貫通孔、１４．３２・・・キ
ャビティー、１５・・・内導体、１８・・・外導体、１
９ａ１９ｂ・・・除去部、２０チツプコンデンサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）誘電体ブロックに内導体を有する貫通孔を形成し
   、前記貫通孔が開口する一方の端面を除いた前記誘電体
   ブロックの外側面に外導体を形成し、前記内導体と導通
   するように入出力用コンデンサを配置するための凹部を
   前記一方の端面に形成した誘電体共振器の共振周波数調
   整方法において、共振周波数を高める際には前記凹部の
   底面位置よりも前記一方の端面側の前記外導体の一部を
   除去し、共振周波数を低める際には前記凹部の底面位置
   よりも外導体が形成された他方の端面側の前記外導体の
   一部を除去することを特徴とする誘電体共振器の共振周
   波数調整方法。
2. （２）誘電体ブロックに内導体を有する貫通孔を形成し
   、前記貫通孔が開口する一方の端面を除いた前記誘電体
   ブロックの外側面に外導体を形成し、前記内導体と導通
   するように入出力用コンデンサを配置するための凹部を
   前記一方の端面に形成した誘電体共振器において、 前記凹部の底面位置よりも前記一方の端面側の前記外導
   体に、前記外導体の除去部が形成されていることを特徴
   とする誘電体共振器。