JPH0354881B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ラジオ、テレビの送信機や受信機、
およびその他の通信機全般に用いることができる
同調器に関するものである。

従来例の構成とその問題点 近年、ラジオやテレビの放送電波や通信機の通
信電波の数が増加しており、受信を希望する電波
の周波数選択をする同調器の性能においては、高
い安定性と信頼性が必要とされている。一方、同
調器が設置される受信機、送信機や通信機の製造
コストの低減も大きな課題であり、特に合理化が
困難な高周波部の同調回路部品については抜本的
な新技術の開発が特に必要とされている。

以下図面を参照しながら従来の同調器について
説明する。第１図は同調回路図であり、１はイン
ダクタ、２はキヤパシタ、３は補助インダクタで
ある。そして、これらで構成された並列共振回路
４からなる同調器は、従来第２図に示すような形
で構成されていた。第２図において、５はインダ
クタ、６はキヤパシタ、７は補助インダクタ、８
はコア、９は回路導体、１０はボビンである。こ
のように、インダクタ５とキヤパシタ６のそれぞ
れ別個の部品が回路導体９によつて接続され、さ
らに、インダクタ５を巻いてあるボビン１０に補
助インダクタ７が設置されて、同調器が構成され
ている。

しかしながら上記のような構成においては、 (1) インダクタ部品が他の部品と比較してサイズ
が大きく、特に高さ寸法が非常に大きいことが
原因として機器の小型化と薄型化の実現を阻害
していた。さらにインダクタ部品のコイルに挿
入されているフエライト材のコアは機械的振動
によつてその設置位置の変動が発生し、それに
よつて同調周波数が非常に大きく変動してい
た。また、そのフエライト材のコアにおける透
磁率μの温度依存性の大きいことが原因してイ
ンダクタンスが不安定であり、それによつても
同調周波数が大きく変動していた。それと同時
に、同調Ｑも影響を受けて大きく変動してい
た。さらに同調周波数を設定目標値に安定確保
するために、それぞれの部品を定められた設定
位置に高い精度で設置する必要があり、特に高
周波同調器として量産する場合にはその設置精
度の確保が困難であり、それによつて同調周波
数が設定目標値から大きく離れるとともに一定
値に収剱させることが不可能であり、その量産
性に問題があつた。

(2) インダクタおよびキヤパシタはそれぞれ別個
の部品として形成されたものであり、それぞれ
設置された部品に対して長い経路の回路導体を
介して接続されるように構成されていた。それ
によつて不要なリードインダクタンスやストレ
ーキヤパシタが多く発生し、それによつて同調
器の動作が不安定であるとともに初期の設計目
標を実現することが困難であつた。従つて修正
を含む設計作業に多くの時間を費していた。ま
た、それぞれの同調器は独立した最小機能単位
の別個部器の集合回路であるため、既存の技術
概念では部品点数の削減および製造の合理化に
ついて対処することが不可能であり、それによ
つて同調器のコスト低減には限界がある。

などの問題点を有していた。

発明の目的 本発明は、インダクタ部品とキヤパシタ部品を
一体化して構成することにあり、それによつて同
調器の形態を超薄型化および小型化し、さらに、
機械的にも安定で、同調周波数や同調Ｑの温度依
存性が小さく、接続リードの悪影響をなくして高
周波的に安定で、さらに部品点数を削減して製造
工程の合理化を可能にする同調器を提供すること
を目的とするものである。

発明の構成 上記目的を達成するために、本発明の同調器
は、誘電体を介して対向設置した少なくとも一ケ
所の屈曲部を有する電極のそれぞれのアース端子
または共通端子位置が相対しない位置に設定さ
れ、前記電極の近傍に、前記電極に対して補助イ
ンダクタを形成する補助電極を設置したものであ
り、これにより任意の電極がインダクタとして作
用し、またこの電極と他方の電極が対向して先端
オープンの伝送路による分布定数回路を形成し、
この分布定数回路によつて発生する負リアクタン
スによるキヤパシタを実現し、前記インダクタと
並列に作用させることができ、さらに、この近傍
に補助インダクタを形成する補助電極を設置した
構成にしたものであり、これにより前記インダク
タとキヤパシタによる並列作用を受けることがで
きる。

実施例の説明 以下本発明の一実施例における同調器について
図面を参照しながら説明する。

第３図は本発明の第１の実施例における同調器
の構成図である。第３図ａは同同調器の正面図、
ｂはその側面図、ｃはその裏面図を示す。第３図
ａ〜ｃにおいて、１１はセラミツク等からなる板
状の誘電体、１２は誘電体１１の表面にインダク
タを形成するスパイラル状の電極であり、複数の
屈曲部を有している。１３は誘電体１５の裏面に
電極１２と対向して設置された同じスパイラル状
の電極であり、電極１３は電極１２と相俟つて分
布定数回路を形成しキヤパシタを形成する。１４
は誘電体１１の表面で電極１２の近傍に設置され
た補助インダクタを形成するＬ字状の補助電極で
あり、一ケ所の屈曲部を有し、電極１２が占有す
る面積の２辺に沿つて配置されている。１５は電
極１２のアース端子であり、１６は電極１２のオ
ープン端子である。一方、電極１３においては電
極１２の端子１５とは反対側の端子１７がアース
端子であり、１８がオープン端子である。また、
補助電極１４においては両端子ともオープン端子
であり、この両端子は引き出されて、他の回路と
の接続に使用される。このとき、この同調器はこ
れに接続される他の回路の同調器として動作す
る。

第４図ａ〜ｃは本発明の第２の実施例における
同調器の構成図である。第４図ａ〜ｃにおいて、
一方のＬ字状の電極３３は一ケ所の屈曲部を有し
て誘電体３１の表面に形成されており、他方のＬ
字状の電極３４は一ケ所の屈曲部を有し、電極３
３に対応して誘電体３２の裏面に形成されてい
る。そして補助電極３５は誘電体３１と誘電体３
２の間に形成されており、互いに対向するように
構成されている。そして電極３３と電極３４の端
子モードがそれぞれ逆方向となるように設定され
ている。また、補助電極１４の両端子は引き出さ
れて、他の回路との接続に使用される。

第５図ａ〜ｃは本発明の第３の実施例における
同調器の構成図である。第５図における電極３８
と電極３９の端子モードは第４図における電極３
３と電極３４の端子モードと同様であるが、誘電
体３６と３７に対するそれぞれの電極の設置構成
が異なつたものであり、それぞれ誘電体３６の表
面と誘電体３６，３７間とに配置されている。ま
た、補助電極４０は誘電体３７の裏面に配置され
ており、その両端子は引き出されて他の回路との
接続に使用される。

したがつて、第４図ａ〜ｃおよび第５図ａ〜ｃ
でわかるように、３つの電極の任意の２つの電極
の端子モードが逆方向となるようにすれば任意の
構成にすることができる。

第６図ａ〜ｆは第３図ａ〜ｃないし第５図ａ〜
ｃで説明された実施例におけるそれぞれの電極に
用いることのできる代表的な電極形状の例を示
し、誘電体を介して対向設置された電極は少なく
とも一ケ所の屈曲部を有している。

第７図ａ，ｂと第８図ａ，ｂは本発明の第４と
第５の実施例における同調器の構成を示す。図に
示すように、円筒状の誘電体１０２または１０６
の内周部に電極１０３または１０７が設置され、
また外周部に電極１０４と補助電極１０５または
電極１０８と補助電極１０９が設置され、電極１
０３と電極１０４または電極１０７と１０８に対
向し、そのアース端子は互いに逆方向となるよう
に設定されている。ここで誘電体１０２および１
０６として円筒形状のもの以外に外角筒形状のも
のも使用することができる。また、補助電極１０
５および１０９は内周部に設置することも可能で
ある。

前記それぞれの実施例において補助電極の数は
一つでなくとも複数であつてもよい。

以上それぞれの実施例において、それぞれの電
極におけるアース端子は特別にアース端子として
設定せずとも、一般的に共通端子として設定して
他の回路部（図示せず）に接続しても所要の目的
は達成することができる。

上記実施例のそれぞれにおいて、簡単な電極パ
ターンで構成することができるとともに高精度の
電極パターンを容易に形成することが可能であ
り、それによつて設計目標の同調周波数に対して
極めて精度よく合致した同調器を実現することが
できる。特に、第３図ａ〜ｃに示すものは、同調
器の占有面積が小さくても比較的大きな分布イン
ダクタと分布キヤパシタを形成することが可能で
あり、従つて比較的低い同調周波数を有する小型
の同調器が実現でき、同調器のスペースフアクタ
を向上させることができる。また、第７図と第８
図に示すものは第３図〜第６図に示すものよりさ
らに同調器を小型化しても、より充分大きなイン
ダクタとキヤパシタを形成することが可能であ
り、従つて充分に低い同調周波数を有する超小型
の同調器を実現することができる。

なお、上記それぞれの実施例における伝送路電
極としては金属導体、プリント金属箔導体、厚膜
印刷導体、薄膜導体などを使用することができ、
また上記それぞれの導体を異種組み合わせて伝送
路電極を形成してもよい。一方、誘電体としては
アルミナセラミツク、チタン酸バリウム、プラス
チツク、フツ化樹脂、ガラス、マイカ、樹脂系プ
リント回路基板などを用いることができる。

以上のように構成された本実施例の同調器につ
いて以下その動作を説明する。

第９図ａ〜ｅは本発明の同調器における動作を
説明するための等価回路である。第９図ａにおい
て、電気長ｌを有し、互いにアース端子を逆方向
側に設定したそれぞれの伝送路電極１１０，１１
１によつて形成される伝送路に対して、電圧ｅを
発生する信号源１１２が伝送路電極１１０に接続
されて信号を供給するものとする。そして、それ
によつて伝送路電極１１０の先端におけるオープ
ン端子には進行波電圧e_Aが励起されるものとす
る。一方、伝送路電極１１１は上記の伝送路電極
１１０に近接して対向設置もしくは並設されてい
るので、相互誘導作用によつて電圧が誘起され
る。その伝送路電極１１１の先端におけるオープ
ン端子に誘起される進行波電圧をe_Bとする。

ここで伝送路電極１１０および１１１において
はそれぞれのアース端子が逆方向側に設定されて
いるので、誘起される進行波電圧e_Bは励起する進
行波電圧e_Aに対して逆位相となる。そして、それ
ぞれの進行波電圧e_Aおよびe_Bは伝送路の先端がオ
ープン状態であるので、伝送路電極１１０および
１１１より成る伝送路において電圧定在波を形成
することになる。ここで伝送路電極１１０におけ
る電圧定在波の分布様態を示す電圧分布係数をＫ
で表わすものとすると、伝送路電極１１１におけ
る電圧分布係数は（１−Ｋ）で表わすことができ
る。

そこで次に、伝送路電極１１０および１１１に
おいて任意の対向する部分において発生する電位
差Ｖを求めると Ｖ＝Ke_A−（１−Ｋ）e_B ……(1) で表わすことができる。ここで、それぞれの伝送
路電極１１０および１１１が同じ電気長ｌである
とすると e_B＝−e_A ……(2) となり、それによつて第１式における電位差Ｖは Ｖ＝Ke_A＋（１−Ｋ）e_A＝e_A ……(3) となる。すなわち伝送路電極１１０と１１１がそ
れぞれ対向する全ての部分において電位差Ｖを発
生させることができる。

ここで伝送路電極１１０および１１１はその電
極巾Ｗを有するものとし（電極の厚みは薄いもの
とする）、さらに誘電率ε_Sを有する誘電体を介し
て間隔ｄで対向されているものとする。この場合
における伝送路の単位長当りに形成するキヤパシ
タンスC₀は C₀＝Ｑ／Ｖ＝Ｑ／e_A ……(4) Ｑ＝ε₀ε_SＷ・Ｖ／ｄ＝ε₀ε_SＷ・e_A／ｄ ……(5) であり、故に C₀＝ε₀ε_SＷ／ｄ ……(6) となる。

従つて、第９図ａに示す伝送路は、第９図ｂに
示すような単位長当りにおいて第６式で求まる
C₀の分布キヤパシタ１１３を含んだ伝送路とな
る。

さらに、この伝送路は第９図ｃに示すように、
伝送路の分布インダクタ成分および伝送路の屈曲
形状により発生する集中インダクタ成分それぞれ
による総合的な分布インダクタ１１４および１１
５と分布キヤパシタ１１３よりなる分布定数回路
と等価に表わすことができる。

次に、この分布キヤパシタ１１３の形成におけ
る伝送路の電気長ｌとの関係について説明する。
第１０図ａに示すような伝送路における単位長当
りの特性インピーダンスZ₀は、第１０図ｂに示す
等価回路で表わすことができる。その特性インピ
ーダンスZ₀は一般的に となる。ここで伝送路が無損失の場合は となる。本発明の同調器における実施例の多くは
この仮定を適用することができ、かつ説明の簡略
化のため以下第８式に示す特性インピーダンスZ₀
を用いる。第８式におけるキヤパシタンスC₀は
第６式において求めた伝送路における単位当りの
キヤパシタンスC₀と同じものである。すなわち
伝送路における単位長当りの特性インピーダンス
Z₀はキヤパシタンスC₀の関数であり、それはま
たキヤパシタC₀に関与する誘電体の誘電率ε_S、伝
送路電極の巾Ｗおよびそれぞれの伝送路電極の設
置間隔ｄの関数でもある。

以上のように、伝送路における単位長当りの特
性インピーダンスがZ₀で、その電気長がｌであ
り、かつ先端がオープン状態である伝送路の端子
に発生する等価リアクタンスＸは Ｘ＝−Z₀cotθ ……(9) で表わすことができる。ここで θ＝2πｌ／λ ……(10) であり、特に の場合において等価リアクタンスＸは Ｘ≦０ ……(12) となる。すなわち伝送路の端子における等価リア
クタンスはキヤパシテイブリアクタンスとなり得
る。したがつて伝送路の電気長ｌによつてθが第
11式に該当する場合、すなわち例えば電気長ｌを
λ／４以下に設定することによりキヤパシタを形
成することができる。そして、その形成できるキ
ヤパシタのキヤパシタンスＣは で表わされるように、θの変化によつて、すなわ
ち伝送路の電気長ｌの設定によつて任意のキヤパ
シタンスＣを実現することができる。

以上第９式〜第13式において説明した伝送路の
動作様態について図に表わしたものが第１１図で
ある。第１１図では、先端がオープン状態の伝送
路において、その電気長ｌの変化に従つて端子に
発生する等価リアクタンスＸが変化する様子を表
わしている。第１１図から明らかなように、伝送
路の電気長ｌがλ／４以下もしくはλ／２〜
4λ／３などにおけるような場合には負の端子リ
アクタンスを形成することが可能であり、すなわ
ち等価的にキヤパシタを形成することができる。
さらに、負の端子リアクタンスを発生させる条件
において、伝送路の電気長ｌを任意に設定するこ
とによつて、キヤパシタンスＣを任意の値に実現
することが可能である。

このようにして形成されるキヤパシタＣは、第
９図ｄにおいて示す集中定数キヤパシタ１１６と
して等価的に置換することができる。そして、伝
送路に存在する分布インダクタ成分および伝送路
の屈曲形成によつて発生する集中インダクタ成分
それぞれの総合によつて形成されるインダクタ
は、集中定数インダクタ１１７として等価的に置
換することができる。この第９図ｄにおいてアー
ス端子を共通化して表わすと、明らかに最終的に
は第９図ｅにおいて示すように、集中定数キヤパ
シタ１１６および集中定数インダクタ１１７より
成る並列共振回路と等価になり、同調器を実現す
ることができる。

発明の効果 以上のように本発明は、誘電体を介して対向設
置した少なくとも一ケ所の屈曲部を有する電極そ
れぞれのアース端子または共通端子位置が相対し
ない位置に設定され、前記電極の近傍に、前記電
極に対して補助インダクタを形成する補助電極を
設置したので、それぞれの伝送路電極間において
有効に電位差を発生させ、それによつて分布キヤ
パシタを形成されるとともに、伝送路の分布定数
インダクタおよび集中定数インダクタよりなる総
合的なインダクタと並列に作用させて、等価的に
並列共振回路を構成でき、さらにこの並列共振作
用を受け取る補助インダクタを同一プロセスにて
構成できる同調器を実現するに至つたものであ
り、次のような優れた効果が得られるものであ
る。

(1) エツチング技術や印刷技術など、位置精度の
高い技術で各電極を構成することができる。し
たがつて、インダクタ電極と補助インダクタ電
極の間の位置関係の精度が向上する。

(2) 前記(1)の効果に加え、各電極の形状が安定に
形成できることにより、インダクタ電極と補助
インダクタ電極の電磁的結合度および静電的結
合度が安定になる。

(3) インダクタ電極と補助インダクタ電極の間の
位置精度が良く、それぞれの電極の形、巻数が
安定に製造できるので、インダクタ電極と分布
キヤパシタによる並列共振信号電圧を安定に補
助インダクタ電極に分割することができる。

(4) エツチング技術や印刷技術など大量生産に好
適な技術で本発明の同調器を構成できるので、
大量生産等においても前記(1)〜(3)の効果は有効
に作用する。

(5) その他、インダクタとキヤパシタを一体化構
成できて一個の部品として扱うことが可能な同
調装置が実現でき、その形態を薄型化および小
型化することができ、また機械的可動部分が全
く無いモジユール化した構成で同調装置が実現
できるという優れた効果が得られる。その効果
により機械的振動に対して極めて安定な同調装
置が実現でき、不要な接続リード線によるリー
ドインダクタンスやストレーキヤパシタの発生
などの不安定要素の介在を皆無にして超高周波
領域まで極めて安定な同調装置が実現でき、更
に同調装置としての部品点数が削減およびスペ
ースフアクタの向上が実現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図は同調回路図、第２図は従来の同調器に
おける構成を示す斜視図、第３図ａ〜ｃないし第
５図ａ〜ｃは本発明のそれぞれの実施例における
同調器の表面図、側面図および裏面図、第６図ａ
〜ｆは本発明の同調器に用いることのできる電極
形状を示す図、第７図ａ，ｂおよび第８図ａ，ｂ
は本発明の他の実施例における同調器の側面図お
よび上面図、第９図ａ〜ｅ、第１０図ａ，ｂ、第
１１図は本発明の動作原理を示す説明図である。 １１，３１，３２，３６，３７，１０２，１０
６……誘電体、１２，１３，３３，３４，３８，
３９，１０３，１０４，１０７，１０８……伝送
路電極、１４，３５，４０，１０５，１０９……
補助電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 誘電体を介して対向設置した少なくとも一ケ
   所の屈曲部を有する電極のそれぞれのアース端子
   または共通端子位置が相対しない位置に設定さ
   れ、前記電極の近傍に、前記電極に対して補助イ
   ンダクタを形成する補助電極を設置した同調器。 ２ 電極は、誘電体の表裏に設置されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の同調器。 ３ 電極はスパイラル形状であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の同調器。 ４ 電極は、その等価長さが異なることを特徴と
   する特許請求の範囲の第１項記載の同調器。 ５ 誘電体が筒状であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の同調器。