JPH04317203A - 誘電体共振器 - Google Patents

誘電体共振器

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JPH04317203A
JPH04317203A JP8517091A JP8517091A JPH04317203A JP H04317203 A JPH04317203 A JP H04317203A JP 8517091 A JP8517091 A JP 8517091A JP 8517091 A JP8517091 A JP 8517091A JP H04317203 A JPH04317203 A JP H04317203A
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JP
Japan
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resonator
temperature
main body
mounting member
resonant frequency
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Withdrawn
Application number
JP8517091A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Ukechi
請地 光雄
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Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Original Assignee
Japan Aviation Electronics Industry Ltd
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、特に高周波回路に用
いられ、共振周波数の温度安定性が向上された誘電体共
振器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の誘電体共振器は温度変動により共
振周波数が変化する。誘電体共振器の誘電率の温度係数
をτd 、熱膨張係数をαとすると、共振周波数の温度
係数τf は次式で与えられることが知られている。 τf =−(τd /2)−α      …(1)こ
のような温度特性のため、温度変動に応じて共振周波数
が変化する欠点があった。(1)式より、τd がαと
符号が反対で絶対値が2倍であるような材料に調整すれ
ば共振周波数は変動しない。しかし実際にはτd とα
とを独立に変化させることは困難である。
【0003】そこで従来においては、図3Aに示すよう
に、共振周波数が正の温度係数の高誘電率材料部11と
、共振周波数が負の温度係数の高誘電率材料部12とを
はり合わせたスタックド誘電体共振器が開発されている
。高誘電率材料部11の共振周波数−温度特性が図3B
に示す線13となり、高誘電率材料部12の共振周波数
−温度特性が図3Bに示す線14となり、全体の共振周
波数−温度特性は線15に示すように線13と14との
傾斜が互いに打消されて、温度変化に対する共振周波数
の変化が小さくなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように現在
の所、均質な材料で共振周波数の温度特性が優れた誘電
体共振器を作ることは困難であった。またスタックド誘
電体共振器も、組合せる材料をどのような特性のもの同
士にすればよいかを、試行錯誤により決めることが多く
、その設計が容易でなかった。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明によれば高誘電
率材料よりなる共振器本体と、その一面に取付けられた
温度補償用取付部材とより構成され、温度補償用取付部
材は共振器本体よりも誘電率が低ければ低い程よい低誘
電率材料であり、かつ共振器本体の前記一面と垂直な方
向における長さの熱膨張係数の極性が共振器本体の共振
周波数の温度係数の極性と同一の材料で構成され、その
共振器本体と反対の面が実装面とされている。
【0006】
【実施例】図1Aにこの発明の実施例を示す。この発明
によれば高誘電率材料よりなる共振器本体21と、その
一面に取付けられた温度補償用取付部材22とよりなる
。共振器本体21は円板状乃至円柱状とされた場合であ
り、温度補償用取付部材22も、共振器本体21と同一
径の円板状乃至円柱状とされ、同一中心線上にあるよう
に互いに取付けられている。温度補償用取付部材22は
その誘電率がなるべく小さい、つまり空気のそれに近い
程よく、かつ中心線に沿う方向の長さの熱膨張線係数の
極性が、共振器本体21の共振周波数の温度係数の極性
と同一である材料とされている。また温度補償用取付部
材22の共振器本体21と反対の面は実装面23とされ
る。つまりこの実装面23を実装基板に対接してこの誘
電体共振器24を実装した時、後で詳しく述べるように
温度変化により共振器本体21の共振周波数が変化する
と、温度補償用取付部材22が温度変化により伸縮して
共振器本体21の実装基板に対する高さが変化し、これ
に伴う共振器本体21の共振周波数の変化が前記共振周
波数の温度変化にもとづく変化を打消すように温度補償
用取付部材22の熱膨張特性が選定されている。
【0007】以下、この点について説明する。この発明
による誘電体共振器24は図2Aに示すように、高周波
回路の実装基板25に対し、実装面23を対接させて実
装され、実装基板25を含む全体は通常シールドケース
26内に収容されて使用される。このような使用環境に
おいて、誘電体共振器24は実装基板25と接近してい
るが、シールドケース26からは十分離れているとする
【0008】いま共振器本体21だけを図2Bに示すよ
うに、実装基板25に直接対接させた状態における共振
器本体21の共振周波数−温度特性は図1Bに示すよう
に正の傾斜である時、図2Cに示すように、共振器本体
21の単体を実装基板25から離すと、その共振器本体
21と実装基板25との間の距離L2に応じて共振器本
体21の共振周波数は図1Cに示すように、L2 が大
きくなるに従って小さくなる負の特性をもつ。
【0009】従って図1Bにおける温度上昇により共振
周波数が高くなった分、共振器本体21を実装基板25
から離して図1Cの特性により共振周波数を下げるよう
にすれば、図1Dに示すように温度変化に拘らず、共振
周波数がほぼ一定の優れた特性のものとすることができ
る。つまり、この発明では温度変化に伴う共振周波数の
変化を自動的に補償するように、共振器本体21の実装
基板25に対する高さL2 の調整を、温度補償用取付
部材22の熱膨張による伸縮を利用して自動的に行う。 温度補償用取付部材22はその誘電率が十分小さければ
、高周波的には空気と等しいものに近づき、共振器本体
21の特性に対し影響を与えることなく、温度に応じて
共振器本体21を実装基板25に対し、単に上下させる
作用をすることになる。
【0010】温度補償用取付部材22を付ける前に共振
器本体21単体の共振周波数−温度特性(図1B)を測
定し、実装基板から距離L2 に対する共振器本体21
の共振周波数特性(図1C)は計算で求めることができ
るから、温度変化に対し、その共振周波数変化を打消す
には、基板からの距離をどの程度変化させればよいかを
求めることができ、その温度と基板からの距離L2 と
の関係を満足する熱膨張係数の材料のものを、誘電率が
なるべく低いものから選定して、温度補償用取付部材2
2とすればよい。
【0011】以上のことを少し検討すると以下の通りで
ある。誘電体共振器の共振周波数の温度係数τ5 は高
周波回路に実装した状態、つまり図2Aの状態では次式
のように表わされる。 τf =(1/F)(∂F/∂εr )(Δεr /Δ
T)+(1/F)(∂F/∂D)×(ΔD/ΔT)+(
1/F)(∂F/∂L)(ΔL/ΔT)+(1/F)(
∂F/∂εr ′)×(Δεr ′/ΔT)+(1/F
)(∂F/∂d1 )(Δd1 /ΔT)+(1/F)
(∂F/∂d2 )×(Δd2 /ΔT)+(1/F)
(∂F/∂d3 )(Δd3 /ΔT)+(1/F)×
(∂F/∂h)(Δh/ΔT)…(2) εr :誘電体共振器の比誘電率、D:誘電体共振器の
直径、L:誘電体共振器の長さ、εr ′:実装基板2
5の比誘電率、d1 :実装基板25の広さ、d2 :
誘電体共振器からシールドケース26の側壁までの距離
、d3 :実装基板25の厚さ、h:シールドケース2
6の高さ、F:εr ,D,L,εr ′,d1 ,d
2 ,d3 ,hをパラメータとして共振周波数を記述
する関数。
【0012】ここで実装基板25とシールドケース26
との温度特性による項をτC とまとめると次式となる
。 τf =(1/F)(∂F/∂εr )(Δεr/ΔT
)+(1/F)(∂F/∂D)×(ΔD/ΔT)+(1
/F)(∂F/∂L)(ΔL/ΔT)+τC …(3)
τC が無視できるように回路設計すれば、(3)式は
(1)式と一致する。この発明による誘電体共振器24
について共振周波数の温度係数τfを(3)式にもとづ
いて表わすと下記となる。
【0013】τf =(1/F)(∂F/∂εr1)(
Δεr1/ΔT)+(1/F)(∂F/∂εr2)×(
Δεr2/ΔT)+(1/F)(∂F/D)(ΔD/Δ
T)+(1/F)(∂F/∂L1 )×(ΔL1 /Δ
T)+(1/F)(∂F/∂L2 )(ΔL2 /ΔT
)+τc         …(4) εr1:共振器本体21の比誘電率、εr2:温度補償
用取付部材22の比誘電率、L1 :共振器本体21の
長さ、L2 :温度補償用取付部材22の長さ。
【0014】共振器本体21の共振周波数の温度係数を
τf1とし、またεr2は低誘電率で小さいから、Fの
パラメータに含まれないと考えられ、無視すると、  
τf =τf1+(1/F)(∂F/∂L2 )(ΔL
2 /ΔT)+τc   …(5)となる。つまりτf
1は図1Bに示す特性であり、右辺第2項は温度補償用
取付部材22の長さL2 の熱膨張による影響の項であ
り、τf1とは独立し、L2 を変化してもτf1は変
化しない。よって前述したように、τf1にもとづく共
振周波数の温度変化による変化を、L2 を変化させて
打消すことができる。
【0015】つまり従来においては誘電体共振器単体で
共振周波数の温度変動をなくすように努力されていたが
、この発明では実装された状態で、周辺の共振周波数へ
の影響、つまり実装基板に対する高さの共振周波数への
影響に着目し、これを積極的に利用して共振周波数を温
度変化に対し安定化したものである。共振器本体21と
してセラミック材を用い、温度補償用取付部材22とし
てもセラミック材を用い、両者を同時に焼成して一体に
作ることもできる。温度補償用取付部材22としては、
誘電率を十分小さなものとする点から高分子有機樹脂材
を用いることもできる。
【0016】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
実装基板に取付けた状態で、共振器本体の温度変動によ
る共振周波数の変動を、温度補償用取付部材の温度変動
による伸縮により共振器本体の実装基板に対する高さを
自動的に変化させ、これに基づく共振周波数の変動によ
り打消すことができる。共振器本体の共振周波数−温度
特性と、温度補償用取付部材の熱膨張による伸縮にもと
づく共振器本体の共振周波数の温度特性とが独立してい
るため、設計が容易で所望の温度補償を容易に行うこと
ができる。共振周波数の温度安定性を向上させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Aはこの発明の実施例を示す斜視図、Bは共振
器本体21の単体の共振周波数−温度特性図、Cは共振
器本体21の実装共振からの距離に対する共振周波数特
性図、Dはこの発明の誘電体共振器の共振周波数−温度
特性の一例を示す図である。
【図2】Aはこの発明の実施例を実装した状態を示す断
面図、Bは共振器本体21のみを実装した状態を示す断
面図、Cは共振器本体21を実装基板からL2 離した
状態を示す断面図である。
【図3】Aは従来の誘電体共振器を示す斜視図、Bはそ
の共振周波数温度特性図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  高誘電率材料よりなる共振器本体と、
    その共振器本体の一面に取付けられ、上記高誘電率材料
    より誘電率が低く、かつ、上記共振器本体の共振周波数
    の温度係数の極性と、上記一面と直角方向における長さ
    の熱膨張係数の極性が同一である材料よりなり、上記共
    振器本体と反対の面が実装面とされている温度補償用取
    付部材とよりなる誘電体共振器。
  2. 【請求項2】  上記共振器本体及び上記温度補償用取
    付け部材は共にセラミック材料よりなり、一体に焼成さ
    れていることを特徴とする請求項1記載の誘電体共振器
JP8517091A 1991-04-17 1991-04-17 誘電体共振器 Withdrawn JPH04317203A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8517091A JPH04317203A (ja) 1991-04-17 1991-04-17 誘電体共振器

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8517091A JPH04317203A (ja) 1991-04-17 1991-04-17 誘電体共振器

Publications (1)

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JPH04317203A true JPH04317203A (ja) 1992-11-09

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ID=13851190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8517091A Withdrawn JPH04317203A (ja) 1991-04-17 1991-04-17 誘電体共振器

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JP (1) JPH04317203A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000077882A1 (de) * 1999-06-15 2000-12-21 Marconi Communications Gmbh Vorrichtung zum abstimmen der resonanzfrequenz eines dielektrischen resonators

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000077882A1 (de) * 1999-06-15 2000-12-21 Marconi Communications Gmbh Vorrichtung zum abstimmen der resonanzfrequenz eines dielektrischen resonators

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19980711