JPH0375553A - Dielectric resonator - Google Patents
Dielectric resonatorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(a)産業上の利用分野
この発明は、キャビティ内に誘電体ユニットを配置して
なる誘電体共振器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Industrial Application Field The present invention relates to a dielectric resonator having a dielectric unit disposed within a cavity.
(b)従来の技術
誘電体試料の材料定数を測定する場合、誘電体試料をキ
ャビティ内に配置して誘電体共振器を構威し、恒温槽に
入れ常温でTEo+−(−膜内にはn=1)あるいはT
EOIδモードの共振周波数を測定し、ついで、恒温槽
内の温度を上昇させ、誘電体共振器全体を加熱し、熱的
に平衡状態に近づけた後、再び共振周波数を測定して、
2点の温度についての誘電体共振器の共振周波数から誘
電体試料の材料定数を測定する方法が知られている。(b) Conventional technology When measuring the material constants of a dielectric sample, the dielectric sample is placed in a cavity to create a dielectric resonator, and placed in a constant temperature bath at room temperature. n=1) or T
The resonant frequency of the EOI δ mode is measured, and then the temperature in the thermostat is increased to heat the entire dielectric resonator to bring it close to a thermal equilibrium state, and then the resonant frequency is measured again.
A method is known in which the material constants of a dielectric sample are measured from the resonance frequencies of a dielectric resonator at two temperatures.
第3図に上記誘電体材料定数の測定に用いられる誘電体
共振器の構造を示す。第3図において1は円板状底板、
2は円筒状側壁であり、底板1と側壁2とが複数のビス
6によって一体化されてシールドケースが構成される。FIG. 3 shows the structure of a dielectric resonator used for measuring the dielectric material constants. In Fig. 3, 1 is a disc-shaped bottom plate;
2 is a cylindrical side wall, and the bottom plate 1 and the side wall 2 are integrated with a plurality of screws 6 to form a shield case.
また、3はこのシールドケースに対する蓋であり、複数
のビス7によって着脱自在に開閉される。底板1の内側
底面には円筒状の支持台4が固定されていて、この支持
台4の上部に円筒状の誘電体試料5が配置される。側壁
2には所定の2箇所に信号入力用コネクタ8および信号
出力用コネクタ9が取り付けられ、それぞれに結合ルー
プ10および11が設けられている。Further, 3 is a lid for this shield case, which is detachably opened and closed by a plurality of screws 7. A cylindrical support 4 is fixed to the inner bottom surface of the bottom plate 1, and a cylindrical dielectric sample 5 is placed on top of this support 4. A signal input connector 8 and a signal output connector 9 are attached to the side wall 2 at two predetermined locations, and coupling loops 10 and 11 are provided respectively.
このような誘電体共振器を恒温槽に入れることによって
、キャビティおよびキャビティ内の空気を介して誘電体
試料5が加熱される。By placing such a dielectric resonator in a constant temperature bath, the dielectric sample 5 is heated through the cavity and the air within the cavity.
ところが、恒温槽を用いる方法では誘電体試料が所定の
温度まで上昇して平衡状態に達するまでに長時間を要し
てしまう。そこで、本願出願人は特開昭62−2115
66号にて、誘電体試料を直接高周波加熱することによ
って、誘電体試料を短時間に加熱するようにした誘電体
材料定数の測定方法および測定装置について出願してい
る。However, in the method using a constant temperature bath, it takes a long time for the dielectric sample to rise to a predetermined temperature and reach an equilibrium state. Therefore, the applicant of the present application
No. 66, an application has been filed for a method and apparatus for measuring dielectric material constants that heats a dielectric sample in a short time by directly heating the dielectric sample with high frequency.
(C)発明が解決しようとする課題
このように、誘電体試料を高周波加熱する方法によれば
、恒温槽を用いる方法に比較して誘電体試料の加熱速度
は著しく改善されるが、キャビティ内に空気がある場合
、誘電体試料の熱がキャビティ内の空気に伝導され、空
気対流によりキャビティから外気に熱放散されるという
問題があった。このため誘電体試料を高効率で加熱しな
ければならず、また、高周波加熱を停止した直後、誘電
体試料が比較的短時間に冷却されてしまう。(C) Problems to be Solved by the Invention As described above, according to the method of high-frequency heating of a dielectric sample, the heating rate of the dielectric sample is significantly improved compared to the method using a constant temperature bath. When there is air in the cavity, there is a problem in that the heat of the dielectric sample is conducted to the air inside the cavity, and the heat is dissipated from the cavity to the outside air by air convection. Therefore, the dielectric sample must be heated with high efficiency, and the dielectric sample is cooled in a relatively short time immediately after high-frequency heating is stopped.
また、誘電体試料の加熱方法に拘らず、あるいは誘電体
材料定数の測定装置に拘らず、誘電体共振器のキャビテ
ィは、第3図に示したようにシールドケースに対し蓋を
ネジ止めすることによって構成されている。ところが、
誘電体共振器の電気的特性はシールドケースと蓋との接
合状態に大きく影響される。誘電体材料定数測定用の誘
電体共振器においては、誘電体試料を交換する際、蓋の
取りはすしを行うが、シールドケースに対して蓋を常に
等しい押圧力で締めつけることは困難であり、シールド
ケースと蓋との接合状態のばらつきが誘電体材料定数の
測定精度に影響を与えるという問題があった。このこと
は誘電体材料定数測定用の誘電体共振器に限らず、電子
部品として用いられる誘電体共振器の製造時においても
、各誘電体共振器間の電気的特性のバラツキを抑えるた
めには、シールドケースに対する蓋の接合状態をいかに
均一化するかが技術的課題の1つであった。In addition, regardless of the method used to heat the dielectric sample or the device used to measure dielectric material constants, the cavity of the dielectric resonator must have a lid screwed onto the shield case as shown in Figure 3. It is made up of. However,
The electrical characteristics of a dielectric resonator are greatly influenced by the bonding state between the shield case and the lid. In a dielectric resonator for measuring dielectric material constants, the lid is removed when replacing the dielectric sample, but it is difficult to always tighten the lid with the same pressing force against the shield case. There has been a problem in that variations in the bonding state between the shield case and the lid affect the measurement accuracy of dielectric material constants. This is true not only for dielectric resonators for measuring dielectric material constants, but also when manufacturing dielectric resonators used as electronic components, in order to suppress variations in electrical characteristics between each dielectric resonator. One of the technical challenges was how to uniformize the bonding state of the lid to the shield case.
この発明の目的は、上記従来の問題点を解消して、誘電
体材料定数測定用誘電体共振器における熱放散を低減し
、また、誘電体材料定数測定用誘電体共振器および一般
の誘電体共振器におけるシールドケースに対する蓋の接
合状態を安定化できるようにした誘電体共振器を提供す
ることにある(d)課題を解決するための手段
この発明は、誘電体ユニットと、この誘電体ユニットを
収納するシールドケース、およびシールドケースの開口
部を密閉する蓋からなる誘電体共振器において、シール
ドケースと蓋からなるキャビティ内を真空にし、シール
ドケースに対し蓋を真空吸着させたことを特徴としてい
る。An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and reduce heat dissipation in a dielectric resonator for measuring dielectric material constants, and to provide a dielectric resonator for measuring dielectric material constants and a general dielectric resonator for measuring dielectric material constants. An object of the present invention is to provide a dielectric resonator that can stabilize the bonding state of the lid to the shield case in the resonator. In a dielectric resonator consisting of a shield case that houses the shield case and a lid that seals the opening of the shield case, the cavity consisting of the shield case and the lid is vacuumed, and the lid is vacuum-adsorbed to the shield case. There is.
(e)作用
この発明の誘電体共振器においては、シールドケースと
蓋からなるキャビティ内に誘電体ユニットが収納されて
誘電体共振器が構成されるが、そのキャビティ内が真空
であり、シールドケースに対し蓋が真空吸着されている
。(e) Function In the dielectric resonator of the present invention, the dielectric unit is housed in a cavity consisting of a shield case and a lid to constitute a dielectric resonator, but the inside of the cavity is a vacuum, and the shield case On the other hand, the lid is vacuum-adsorbed.
キャビティ内が真空であることにより、誘電体ユニット
(誘電体試料)の熱は真空により断熱され、空気対流に
よるキャビ′ティへの熱伝達が少なく、誘電体試料を極
めて効率的に加熱することができ、温度安定性も高まる
。Due to the vacuum inside the cavity, the heat of the dielectric unit (dielectric sample) is insulated by the vacuum, and there is little heat transfer to the cavity due to air convection, making it possible to heat the dielectric sample extremely efficiently. temperature stability.
また、シールドケースに対し蓋が真空吸着されるため、
従来のようなネジ止めが不要となるばかりでなく、蓋は
シールドケースに対し大気圧で押圧されるため、安定し
た押圧力で両者が接合されることになる。従って蓋の開
閉の都度、あるいは個々の誘電体共振器の組立の都度、
再現性のよい誘電体共振器が構成される。In addition, since the lid is vacuum-adsorbed to the shield case,
Not only does the conventional screw fastening become unnecessary, but also because the lid is pressed against the shield case at atmospheric pressure, the two are joined with stable pressing force. Therefore, each time the lid is opened and closed, or each time an individual dielectric resonator is assembled,
A dielectric resonator with good reproducibility is constructed.
(fl実施例
第1図および第2図はこの発明の実施例である誘電体共
振器およびその一部の構造を示す図である。第1図にお
いてlは円板状の底板、2は円筒状の側壁、3は円板状
の蓋であり、これらによってキャビティを構成している
。底板1の内側底面には低誘電率、低誘電損失および低
熱伝導率の誘電体、例えばフォルステライトなどからな
る円筒状の支持台4を固定している。この支持台4の上
部に円筒状の誘電体試料5を載置して、誘電体試料5を
キャビティの中央部に配置している。側壁2の中央高さ
位置で2箇所に信号入出力用コネクタを設けている。同
図においては、そのうち一方の信号入力用コネクタ8と
これに接続されている結合ループ10を示している。ま
た、側壁2の中央高さ位置とは異なる位置にコネクタ1
2を取り付け、このコネクタ12に結合ループ13を設
けている。(fl Embodiment FIGS. 1 and 2 are diagrams showing the structure of a dielectric resonator and a part thereof, which is an embodiment of the present invention. In FIG. 1, l is a disk-shaped bottom plate, and 2 is a cylindrical bottom plate. The side wall 3 is a disc-shaped lid, and these constitute the cavity.The inner bottom surface of the bottom plate 1 is made of a dielectric material with a low dielectric constant, low dielectric loss, and low thermal conductivity, such as forsterite. A cylindrical support stand 4 is fixed thereon.A cylindrical dielectric sample 5 is placed on the upper part of this support stand 4, and the dielectric sample 5 is placed in the center of the cavity.Side wall 2 Signal input/output connectors are provided at two locations at the center height position.The figure shows one of the signal input connectors 8 and the coupling loop 10 connected to it. Connector 1 at a position different from the central height position of 2.
2 is attached, and this connector 12 is provided with a coupling loop 13.
底板1の中央部には排気孔14を設け、底面からフラン
ジ継手20、管、バルブ等を介して真空ポンプへ接続し
ている。An exhaust hole 14 is provided in the center of the bottom plate 1, and is connected to a vacuum pump from the bottom via a flange joint 20, a pipe, a valve, etc.
底板lの上面には、その周囲に輪状溝を設け、この溝に
Oリング15を装着し、側壁2に対し複数のビス6によ
ってネジ止めしている。また、蓋3の下面の周囲に同様
の輪状溝を形威し、この溝にOリングエ6を装着してい
る。さらに、前記コネクタ8.12なども、そのフラン
ジ部にそれぞれOリング17.19を介して取り付けて
いる。An annular groove is provided around the upper surface of the bottom plate l, an O-ring 15 is mounted in this groove, and the groove is screwed to the side wall 2 with a plurality of screws 6. Further, a similar annular groove is formed around the lower surface of the lid 3, and an O-ring 6 is mounted in this groove. Further, the connectors 8, 12, etc. are also attached to their flanges via O-rings 17, 19, respectively.
第2図は、側壁に対する蓋の接合部(第1図中の丸印内
)を示している。このように輪状溝3aの内周面3bを
テーパ状にして0リング16を接着している。FIG. 2 shows the joint of the lid to the side wall (indicated by the circle in FIG. 1). In this way, the inner circumferential surface 3b of the annular groove 3a is tapered and the O-ring 16 is bonded thereto.
以上のように構成した底板1と側壁2などからなるシー
ルドケースに対し、その開口部から誘電体試料5を収納
し、シールドケースの開口部に蓋3を載置した後、排気
孔14から真空排気することによって、シールドケース
に対し蓋3を真空吸着させるとともに、キャビティ内を
真空にする。After storing the dielectric sample 5 through the opening of the shield case consisting of the bottom plate 1 and side walls 2 configured as described above, and placing the lid 3 on the opening of the shield case, a vacuum is applied through the exhaust hole 14. By evacuating, the lid 3 is vacuum-adsorbed to the shield case and the inside of the cavity is evacuated.
このときキャビティ内の真空度を10−”To r r
以下にすることによって、キャビティ内の空気対流によ
る誘電体試料の放熱を極めて低くすることができる。ま
た、蓋3には約1kgf/cm”の大気圧が安定して加
わるため、シールドケースに対する蓋の接合状態が安定
化される。At this time, the degree of vacuum inside the cavity is set to 10-”Torr
By doing the following, heat radiation from the dielectric sample due to air convection within the cavity can be extremely reduced. Further, since an atmospheric pressure of about 1 kgf/cm'' is stably applied to the lid 3, the state of connection of the lid to the shield case is stabilized.
キャビティ内を真空にして誘電体共振器を構成した後、
コネクタ12から加熱用高周波電力を注入することによ
って、誘電体試料5を例えばTE。1.。δモードで高
周波加熱を行う。これと同時にコネクタ8およびもう一
方のコネクタとの間で、誘電体共振器をTE、、δモー
ドで共振させ、その共振周波数を測定する。異なる2点
の温度について誘電体共振器の共振周波数を測定するこ
とによって、誘電体試料の周波数の温度係数などを求め
る。After creating a dielectric resonator by evacuating the cavity,
By injecting high-frequency power for heating from the connector 12, the dielectric sample 5 is heated, for example, by TE. 1. . High frequency heating is performed in δ mode. At the same time, the dielectric resonator is caused to resonate between the connector 8 and the other connector in the TE, .delta. modes, and the resonant frequency is measured. By measuring the resonance frequency of the dielectric resonator at two different temperatures, the temperature coefficient of the frequency of the dielectric sample is determined.
その後、誘電体試料5を他の試料に交換する場合には、
排気孔14からリークさせ、キャビティ内を大気圧にし
た後、蓋3を取り外す。その際、蓋に取り付けられてい
るOリング16は第2図に示したように、輪状溝のテー
パ部に係合しているため、蓋3の着脱時にOリング16
が脱落することがない。誘電体試料を交換して、再び蓋
3を被せ、一定圧力まで真空排気することによって、シ
ールドケースの開口部に対する蓋3の接合状態を前回の
測定時と同様にすることができる。After that, when replacing the dielectric sample 5 with another sample,
After leaking from the exhaust hole 14 and bringing the inside of the cavity to atmospheric pressure, the lid 3 is removed. At this time, the O-ring 16 attached to the lid is engaged with the tapered part of the annular groove as shown in FIG.
will not fall off. By replacing the dielectric sample, putting the lid 3 on again, and evacuating to a constant pressure, the state of connection of the lid 3 to the opening of the shield case can be made the same as in the previous measurement.
なお、底板1.IF5に設けた輪状溝を側壁2側に設け
てもよい。In addition, the bottom plate 1. The annular groove provided in the IF 5 may be provided on the side wall 2 side.
(蜀発明の効果
この発明によれば、シールドケースの開口部に対する蓋
の接合状態が安定し、その再現性が高いため、誘電体材
料定数測定用誘電体共振器に適用した場合には、測定精
度を高めることができ、−般の誘電体共振器に適用した
場合には、電気的特性の安定した、ばらつきの少ない、
誘電体共振器を構成することができる。(Effects of Shu Invention According to this invention, the bonding state of the lid to the opening of the shield case is stable and its reproducibility is high. Therefore, when applied to a dielectric resonator for measuring dielectric material constants, it is possible to Accuracy can be improved, and when applied to general dielectric resonators, electrical characteristics can be stabilized with less variation.
A dielectric resonator can be constructed.
また、誘電体ユニット(誘電体試料)を高周波加熱する
場合において、加熱された誘電体ユニットの熱が断熱さ
れるため、加熱効率が高まり、また、温度安定性が高ま
る。Furthermore, when a dielectric unit (dielectric sample) is subjected to high-frequency heating, the heat of the heated dielectric unit is insulated, which increases heating efficiency and improves temperature stability.
さらに、シールドケースに対し蓋を取り付ける際、ビス
などを用いないため、短時間に開閉作業を行うことがで
き、作業効率あるいは生産性を高めることができる。Furthermore, since no screws or the like are used when attaching the lid to the shield case, opening and closing operations can be carried out in a short time, increasing work efficiency and productivity.
第1図はこの発明の実施例である誘電体共振器の構造を
表す縦断面図、第2図は同誘電体共振器の一部の構造を
表す断面図である。第3図は従来の誘電体共振器の構造
を表す縦断面図である。
1−底手反、
2−側壁、
3−M、
4−支持台、
5−誘電体ユニット(誘電体試料)、
6.7−ビス、
8.9.12−コネクタ、
14−排気孔、
15.16,17.19−〇リング。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the structure of a dielectric resonator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing the structure of a part of the dielectric resonator. FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the structure of a conventional dielectric resonator. 1-bottom side, 2-side wall, 3-M, 4-support, 5-dielectric unit (dielectric sample), 6.7-screw, 8.9.12-connector, 14-exhaust hole, 15 .16,17.19-〇Ring.
Claims (1)
るシールドケース、およびシールドケースの開口部を密
閉する蓋からなる誘電体共振器において、シールドケー
スと蓋からなるキャビティ内を真空にし、シールドケー
スに対し蓋を真空吸着させたことを特徴とする誘電体共
振器。(1) In a dielectric resonator consisting of a dielectric unit, a shield case that houses the dielectric unit, and a lid that seals the opening of the shield case, the inside of the cavity consisting of the shield case and the lid is evacuated, and the shield case A dielectric resonator characterized by having a lid vacuum-adsorbed.
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
JP21275789A JP2876635B2 (en) | 1989-08-17 | 1989-08-17 | Dielectric resonator |
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GB9015226A GB2234826B (en) | 1989-07-12 | 1990-07-11 | Method of measuring dielectric material constants and measuring device employed therefor |
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- 1989-08-17 JP JP21275789A patent/JP2876635B2/en not_active Expired - Lifetime
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