JPH05129811A - 誘電体共振器の共振周波数の温度係数の調整方法 - Google Patents

誘電体共振器の共振周波数の温度係数の調整方法

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JPH05129811A
JPH05129811A JP28982491A JP28982491A JPH05129811A JP H05129811 A JPH05129811 A JP H05129811A JP 28982491 A JP28982491 A JP 28982491A JP 28982491 A JP28982491 A JP 28982491A JP H05129811 A JPH05129811 A JP H05129811A
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JP
Japan
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temperature coefficient
dielectric
resonance frequency
dielectric resonator
dielectrics
Prior art date
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Pending
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JP28982491A
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English (en)
Inventor
Yohei Ishikawa
容平 石川
Koichi Takehara
耕一 竹原
Yutaka Ida
裕 井田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 誘電体共振器の共振周波数の温度係数の微調
整を従来例に比較して高い精度で行なうことができ、し
かも無負荷Qが低下しない誘電体共振器の共振周波数の
温度係数の調整方法を提供する。 【構成】 共振周波数の温度係数の符号を異にする2種
類以上の複数の誘電体11,12,13を、隣接する誘
電体が互いに接触するように組み合わせ、上記複数の誘
電体11,12,13からなる誘電体共振器10を励振
したときの上記各誘電体11,12,13への電気エネ
ルギーの集中度を変更することによって、上記誘電体共
振器10の共振周波数の温度係数を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、誘電体共振器の共振周
波数の温度係数の調整方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、マイクロ波帯域通過フィルタとし
て、例えば、円筒形状の誘電体共振器をシールドケース
内に載置して、TE01δモードを利用する誘電体共振器
装置が用いられている。この誘電体共振器装置の周波数
温度係数は用いる誘電体共振器の特性で決定され、誘電
体共振器の個体間での特性のばらつきを吸収できないと
いう問題点があった。
【0003】この問題点を解決するための複合形誘電体
共振器(以下、第1の従来例という。)が、特公昭50
−35775号公報において提案されている。この複合
形誘電体共振器は、誘電率の温度係数の符号を異にする
2種類以上の複数個の誘電体を、相互に接触するごとく
組み合わせて、誘電体共振器を形成し、それぞれの誘電
体に、相互の接触面に平行な方向の高周波電界が印加さ
れるごとく構成したことを特徴としている。これによっ
て、温度変化による共振周波数の変化を相殺し安定な共
振周波数を有する誘電体共振器を実現することができる
という利点がある。
【0004】しかしながら、上述の第1の従来例の複合
形誘電体共振器においては、特公昭50−38500号
公報において開示されているように、10GHz帯で数
MHzの周波数変動(−20°C〜+80°C)までは
調整できるが、さらに微小な調整はできないという問題
点があった。これを解決するために、上記特公昭50−
38500号公報において、誘電率の温度係数の符号を
異にする2種類以上の複数個の誘電体を、相互に接触す
るごとく組み合わせ、それぞれの誘電体に、相互間の接
触面に平行な方向の高周波電界が印加されるように構成
し、前記誘電体の互いに体面する側とは反対の面に近接
して、金属棒を設け、その金属棒の先端と誘電体との距
離を調整可能にしたことを特徴とする複合形誘電体共振
器(以下、第2の従来例という。)を提案している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
第2の従来例においては、金属棒の先端と誘電体との距
離を調整することによって、共振周波数の温度補償の微
調整を行なうことができるが、金属棒をシールドケース
内に挿入することによって、磁気エネルギーが低下し、
導体損失が増大して、当該誘電体共振器の無負荷Qが低
下する。これによって、当該誘電体共振器をマイクロ波
帯域通過フィルタとして用いた場合に、急峻な周波数特
性を得ることができないという問題点があった。なお、
共振周波数の温度補償の調整を行なうときの装置定数と
して、従来、例えば次の「数1」で表される共振周波数
の温度係数τfが用いられている。
【0006】
【数1】 ここで、f25は25°Cのときの共振周波数であり、f
55は55°Cのときの共振周波数である。
【0007】本発明の目的は以上の課題を解決し、誘電
体共振器の温度係数の微調整を従来例に比較して高い精
度で行なうことができ、しかも無負荷Qが低下しない誘
電体共振器の共振周波数の温度係数の調整方法を提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項1記
載の誘電体共振器の共振周波数の温度係数の調整方法
は、共振周波数の温度係数の符号を異にする2種類以上
の複数の誘電体を、隣接する誘電体が互いに接触するよ
うに組み合わせ、上記複数の誘電体からなる誘電体共振
器を励振したときの上記各誘電体への電気エネルギーの
集中度を変更することによって、上記誘電体共振器の共
振周波数の温度係数を調整することを特徴とする。
【0009】また、請求項2記載の誘電体共振器の共振
周波数の温度係数の調整方法は、請求項1記載の方法に
おいて、上記複数の誘電体の組み合わせ順序を変更する
ことによって、上記各誘電体への電気エネルギーの集中
度を変更することを特徴とする。
【0010】さらに、請求項3記載の誘電体共振器の共
振周波数の温度係数の調整方法は、請求項1記載の方法
において、上記各誘電体の軸方向の長さを変更すること
によって、上記各誘電体への電気エネルギーの集中度を
変更することを特徴とする。
【0011】またさらに、請求項4記載の誘電体共振器
の共振周波数の温度係数の調整方法は、請求項1記載の
方法において、上記複数の誘電体の組み合わせ順序を変
更しかつ上記各誘電体の軸方向の長さを変更することに
よって、上記各誘電体への電気エネルギーの集中度を変
更することを特徴とする。
【0012】
【作用】本発明によれば、共振周波数の温度係数の符号
を異にする2種類以上の複数の誘電体を、隣接する誘電
体が互いに接触するように組み合わせ、上記複数の誘電
体からなる誘電体共振器を励振したときの上記各誘電体
への電気エネルギーの集中度を変更することによって、
上記誘電体共振器の共振周波数の温度係数を調整してい
る。ここで、上記誘電体共振器全体の共振周波数の温度
係数は、上記各誘電体について共振周波数の温度係数と
上記電気エネルギーの集中度との積を求め、すべての積
を加算したものとして表すことができる。
【0013】ここで、上記各誘電体の共振周波数の温度
係数は当該各誘電体固有の誘電率で決定され、電気エネ
ルギーの集中度は、誘電体の体積と当該誘電体における
電界強度に比例している。従って、上記各誘電体の体積
を変更することによって、すなわち各誘電体の軸方向の
長さを変更することによって電気エネルギーの集中度を
変更することができる。
【0014】また、例えば円筒形状の誘電体共振器の軸
方向に対して平行する位置における電界強度を示す図3
から明らかなように、誘電体共振器の軸方向の中央部の
電界強度は、両端面部の電界強度に比べて大きい。従っ
て、各誘電体の配置位置によって、電界強度が異なり、
上記電気エネルギーの集中度が異なる。従って、各誘電
体の配置位置、すなわち組み合わせ順序を変更すること
によって電気エネルギーの集中度を変更することができ
る。
【0015】すなわち、各誘電体の軸方向の長さを変更
し、及び/又は各誘電体の組み合わせ順序を変更するこ
とによって、各誘電体の電気エネルギーの集中度を変更
し、これによって、誘電体共振器全体の共振周波数の温
度係数を変更することができる。この手法を用い、例え
ば電子計算機などを用いて数値計算することで調整可能
であるので、従来例に比較し高い精度で全体の温度係数
をゼロになるように調整することができる。また、第2
の従来例のように金属棒を挿入しないので、当該誘電体
共振器の無負荷Qも低下しない。
【0016】
【実施例】以下、図面を参照して本発明に実施例につい
て説明する。この実施例の誘電体共振器の温度係数の調
整方法は、図1及び図2に示すように、共振周波数の温
度係数の符号を異にする2種類以上の複数の円筒形状の
誘電体リング11乃至13又は21乃至25を、隣接す
る誘電体リングが互いにそれらの端面が接触するように
組み合わせ、上記誘電体リングの組み合わせ順序を変更
し、又は誘電体リングの軸方向の長さを変更することに
よって、誘電体共振器の共振周波数の温度係数τfをゼ
ロになるように調整することを特徴としている。
【0017】いま、1個の誘電体共振器10,20を図
1及び図2に示すように、軸方向とは垂直な方向で複数
n個の誘電体リングに分割する場合について考える。分
割された各誘電体リングの共振周波数の温度係数をτf
(i)(i=1,2,…,n)[deg-1]とし、当該
誘電体共振器を励振した場合における当該共振器全体へ
の電気エネルギーに対する各誘電体リングへの電気エネ
ルギーの集中度をE(i)(i=1,2,…,n)
[%]とすると、誘電体共振器全体の共振周波数の温度
係数τf0は次の「数2」で表すことができる。
【0018】
【数2】 従って、「数2」から明らかなように、誘電体共振器を
構成する各誘電体リングがそれぞれどのような共振周波
数の温度係数τf(i)を有するか、そしてどのような
電気エネルギーの集中度E(i)を有するかによって全
体の共振周波数の温度係数τf0が決定される。
【0019】ここで、誘電体リングの共振周波数の温度
係数τfは当該誘電体リング固有の誘電率で決定され、
電気エネルギーの集中度E(i)は、誘電体リングの体
積と当該誘電体リングにおける電界強度に比例してい
る。従って、各誘電体リングの体積を変更することによ
って、すなわち各誘電体リングの軸方向の長さを変更す
ることによって電気エネルギーの集中度E(i)を変更
することができる。
【0020】また、図3に、円筒空洞のシールドケース
1内の中央部に円筒形状の誘電体共振器を配置し、誘電
体共振器の軸Qから所定間隔d0だけ離れかつ軸方向に
対して平行するラインP上における電界強度を示す。図
3から明らかなように、誘電体共振器のラインP上の軸
方向の中央部の電界強度は、両端面部の電界強度に比べ
て大きい。従って、各誘電体リングの配置位置によっ
て、電界強度が異なり、上記電気エネルギーの集中度E
(i)が異なる。従って、各誘電体リングの配置位置、
すなわち組み合わせ順序を変更することによってその誘
電体リングへの電気エネルギーの集中度を変更すること
ができる。
【0021】すなわち、各誘電体リングの軸方向の長さ
を変更し、又は各誘電体リングの組み合わせ順序を変更
することによって、各誘電体リングへの電気エネルギー
の集中度を変更し、これによって、誘電体共振器全体の
共振周波数の温度係数τf0を変更することができる。こ
の手法を用い、例えば電子計算機などを用いて数値計算
することで調整可能であるので、従来例に比較し高い精
度で温度係数τf0をゼロになるように調整することがで
きる。また、第2の従来例のように金属棒を挿入しない
ので、当該誘電体共振器の無負荷Qも低下しない。
【0022】軸方向の長さを変更して温度係数τf0をゼ
ロになるように調整した場合の誘電体共振器10を図1
に示す。このときの各誘電体リング11,12,13に
ついての全体の軸方向の長さに対する軸方向の長さの割
合[%]、共振周波数の温度係数τf(i)[ppm/
deg]及び電気エネルギーの集中度E(i)[%]を
次の「表1」に示す。
【0023】
【表1】
【0024】「表1」から明らかなように、互いに軸方
向の長さd1,d2,d3が異なる3個の誘電体リング1
1,12,13のうち、誘電体リング11,13が正の
温度係数τf(i)を有し、誘電体リング12が負の温
度係数τf(i)を有している。これらを図1に示すよ
うに、各誘電体リングを隣接する誘電体リングの端面が
接触するように同軸で組み合わせて、誘電体共振器10
を形成する。この誘電体共振器10全体の温度係数τf0
は、0.001[ppm/deg]となる。また、各誘
電体リング21乃至25の軸方向の長さdは同一である
が、各誘電体リングの軸方向の配置位置を変更すること
によって、温度係数τf0をゼロに近づけるように調整し
た場合の誘電体共振器20を図2に示す。このときの各
誘電体リング21乃至25についての電気エネルギーの
集中度E(i)[%]を次の「表2」に示す。
【0025】
【表2】
【0026】「表2」と図3から明らかなように、電界
強度が最大である軸方向の中央部に位置する誘電体リン
グの電気エネルギーの集中度E(i)が最大となり、電
界強度が最小である軸方向の両端部に位置する誘電体リ
ングの電気エネルギーの集中度E(i)が最小となるこ
とがわかる。いま、例えば5個の誘電体リング21乃至
25が、温度係数τf(i)=0.5[ppm/de
g]を有する4個の第1の誘電体リングと、温度係数τ
f(i)=−1.5[ppm/deg]を有する1個の
第2の誘電体リングとから構成されているときに、後者
の第2の誘電体リングを上から数えて1段目、2段目、
3段目、4段目及び5段目に配置したときの全体の温度
係数τf0を「表3」に示す。
【0027】
【表3】
【0028】「表3」から明らかなように、共振周波数
の温度係数τf(i)の符号が異なる2種類の誘電体リ
ングを含む5個の誘電体リングを用いて、それらの軸方
向の配置位置を変更し、すなわち組み合わせ順序を変更
することによって、全体の温度係数τf0をゼロに近づけ
ることができる。本発明者による実験によれば、本発明
に係る手法を用いて誘電体共振器の共振周波数の温度係
数τf0を従来例に比較して1桁以上の精度でゼロに近づ
けることができた。
【0029】以上の実施例において、円筒形状の誘電体
共振器10,20について説明しているが、本発明はこ
れに限らず、円柱形状、矩形筒形状又は矩形柱形状など
の他の形状を有する誘電体共振器に適用することができ
る。
【0030】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、共
振周波数の温度係数の符号を異にする2種類以上の複数
の誘電体を、隣接する誘電体が互いに接触するように組
み合わせ、上記複数の誘電体からなる誘電体共振器を励
振したときの上記各誘電体への電気エネルギーの集中度
を変更することによって、上記誘電体共振器の共振周波
数の温度係数を調整している。従って、例えば電子計算
機などを用いて数値計算することで調整可能であるの
で、従来例に比較し高い精度で全体の温度係数をゼロに
なるように調整することができる。また、第2の従来例
のように金属棒を挿入しないので、当該誘電体共振器の
無負荷Qも低下しないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る第1の実施例の誘電体共振器の
共振周波数の温度係数の調整方法を説明するための誘電
体共振器の斜視図である。
【図2】 本発明に係る第2の実施例の誘電体共振器の
共振周波数の温度係数の調整方法を説明するための誘電
体共振器の斜視図である。
【図3】 図1及び図2の誘電体共振器をシールドケー
ス内に載置したときの縦断面図、並びに当該誘電体共振
器の軸方向に対して平行する位置における電界強度を示
すグラフである。
【符号の説明】
10,20…誘電体共振器、11,12,13,21,
22,23,24,25…誘電体リング。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 共振周波数の温度係数の符号を異にする
    2種類以上の複数の誘電体を、隣接する誘電体が互いに
    接触するように組み合わせ、上記複数の誘電体からなる
    誘電体共振器を励振したときの上記各誘電体への電気エ
    ネルギーの集中度を変更することによって、上記誘電体
    共振器の共振周波数の温度係数を調整することを特徴と
    する誘電体共振器の共振周波数の温度係数の調整方法。
  2. 【請求項2】 上記複数の誘電体の組み合わせ順序を変
    更することによって、上記各誘電体への電気エネルギー
    の集中度を変更することを特徴とする請求項1記載の誘
    電体共振器の共振周波数の温度係数の調整方法。
  3. 【請求項3】 上記各誘電体の軸方向の長さを変更する
    ことによって、上記各誘電体への電気エネルギーの集中
    度を変更することを特徴とする請求項1記載の誘電体共
    振器の共振周波数の温度係数の調整方法。
  4. 【請求項4】 上記複数の誘電体の組み合わせ順序を変
    更しかつ上記各誘電体の軸方向の長さを変更することに
    よって、上記各誘電体への電気エネルギーの集中度を変
    更することを特徴とする請求項1記載の誘電体共振器の
    共振周波数の温度係数の調整方法。
JP28982491A 1991-11-06 1991-11-06 誘電体共振器の共振周波数の温度係数の調整方法 Pending JPH05129811A (ja)

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Cited By (2)

* 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
CN103715484A (zh) * 2012-09-29 2014-04-09 四川奥格科技有限公司 可改善温度漂移的腔体滤波器

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WO2000077882A1 (de) * 1999-06-15 2000-12-21 Marconi Communications Gmbh Vorrichtung zum abstimmen der resonanzfrequenz eines dielektrischen resonators
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