JPH0550807U - 誘電体共振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】極めて小型のTE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振器を
実現する。 【構成】シ−ルドケ−ス１及びTE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体
共振素子２の各横断面の輪郭形状をほぼ正方形のほぼ¹/
₂ の矩形に形成してある。TE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振
素子２の下壁をシ−ルドケ−ス１の下壁に固定してあ
る。TE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振素子２の下部中央に穿
った挿入孔４に、棒状誘電体で形成した共振周波数調整
素子３を軸方向に移動可能に挿入してある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、マイクロ波帯における無線通信装置又は放送装置等におけるフイル タ、すなわち、高周波雑音を除くためのフイルタを構成する素子又は高周波電力 を合成或は分波する回路の構成素子として好適なTE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振器 に 関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図４ａは、従来におけるTE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振器の要部を示す断面図（ 図 ４ｂのＢ−Ｂ断面図）、図４ｂは、図４ａのＡ−Ａ端面図で、両図において、1₁ はシ−ルドケ−スの側壁、1₂及び1₃はシ−ルドケ−スの端壁、13はTE_{01テ゛ルタ} モ − ド誘電体共振素子、14は共振素子13の支持体、15は共振周波数調整素子、16は調 整素子15の駆動用送り螺子、17はロックナットである。 そして上記従来のTE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振器においては、シ−ルドケ−ス の 側壁1₁の横断面の輪郭形状をほぼ正方形に形成し、その一辺の長さＳをシ−ルド ケ−スの側壁1₁の軸長Ｌとほぼ等しく、支持体14の軸長及び共振素子13の開放端 面とシ−ルドケ−スの端壁1₂との間隔をそれぞれほぼ0.32L に形成すると共に、 共振素子13の軸長をほぼ0.36L に形成し、更に共振素子13の横断面の輪郭形状を ほぼ正方形に形成すると共に、その一辺の長さをほぼ0.65S に形成してある。 図４ａにおける破線は磁界を示し、図４ｂにおける矢印を付した実線は電界を 示す。 図４ａ及び図４ｂには、入力結合素子、出力結合素子、入力端子及び出力端子 等を図示するのを省略してある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記のような形状寸法に形成した従来のTE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振器におい て は、全体の大きさを¹/₄ 波長型同軸共振器とほぼ同じ大きさに形成した場合、無 負荷Ｑを¹/₄ 波長型同軸共振器の無負荷Ｑのほぼ３倍にすることが可能であるが 、無負荷Ｑの低下を許しても従来のTE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振器を小型化する に は限界がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、横断面の輪郭形状が矩形であるシ−ルドケ−スと、 横断面の輪郭形状が矩形で、その下壁面を前記シ−ルドケ−スの下壁の内表面 に固着させたTE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振素子と、 前記TE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振素子の下壁面に近接した個所に穿った共振周 波 数調整素子の挿入孔と、 前記挿入孔の内周面と適宜間隔を隔てて軸方向に移動可能に設けた固体誘電体 より成る共振周波数調整素子と、 前記共振周波数調整素子の駆動用送り螺子とを備えた誘電体共振器を実現する ことによって、従来のTE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振器の欠点を除こうとするもの で ある。

【０００５】

【作用】

本考案誘電体共振器は、全体を小型化した場合、無負荷Ｑの低下を免れること はできないが、従来のTE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振器における小型化の限界を越 え て遥かに小型に形成することが可能となる。

【０００６】

【実施例】

図１ａは、本考案の一実施例を示す断面図（図１ｂのＢ−Ｂ断面図）、図１ｂ は、図１ａのＡ−Ａ端面図で、両図において、１はシ−ルドケ−スで、例えば鉄 等の母材の表面に銅又は銀等の金属薄膜を付着させて形成し、その横断面の輪郭 形状をほぼ正方形のほぼ¹/₂ に相当する矩形に形成してある。 ２は比較的誘電率の高い固体誘電体より成るTE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振素子 で 、その横断面の輪郭形状をほぼ正方形のほぼ¹/₂ に相当する矩形に形成し、その 下部中央に比較的誘電率の高い固体誘電体より成る共振周波数調整素子３の挿入 孔４を穿ち、その下壁をシ−ルドケ−ス１の下壁（ア−ス面）に固定して、共振 素子２を所要位置に保持させてある。 共振素子２をシ−ルドケ−ス１に固定するには、例えば共振素子２の下壁に銅 又は銀等の金属薄膜を付着させ、シ−ルドケ−ス１の下壁に半田付け等の手段に よって固着する。 図１ｂには、挿入孔４を共振素子２の下部中央部分に穿った場合を例示してあ るが、下部中央部分から適宜左右にずれた個所に穿つようにしても本考案を実施 することができる。 ５は調整素子３の駆動用送り螺子、６はロックナットである。 共振周波数調整素子３の外径及び挿入孔４の内径を適当にして、共振周波数調 整素子３の外周面が挿入孔４の内周面に接触することなく軸方向に移動可能に形 成する。

【０００７】 次に、本考案誘電体共振器における各部の寸法関係の一例を説明すると、シ− ルドケ−ス１の軸長をＬ、シ−ルドケ−ス１の横断面における長辺の長さをＳと した場合、Ｌ≒Ｓに形成し、共振素子２の軸長をほぼ0.36L に、共振素子２の一 方の端面と、この端面に対向するシ−ルドケ−ス１の端壁との間隔及び共振素子 ２の他方の端面と、この端面に対向するシ−ルドケ−ス１の端壁との間隔を、そ れぞれほぼ0.32L に、シ−ルドケ−ス１の横断面における短辺の長さをほぼ0.5S に、共振素子２の横断面における長辺の長さをほぼ0.65S に、共振素子２の横断 面における短辺の長さをほぼ0.33S に、それぞれ形成する。 図１ａにおける破線は磁界を示し、図１ｂにおける矢印を付した実線は電界を 示す。 図１ａ及び図１ｂには、入力結合素子、出力結合素子、入力端子及び出力端子 等を図示するのを省略してある。

【０００８】 上記のように構成した本考案誘電体共振器は、イメ−ジ効果によって、シ−ル ドケ−スの軸長がＬ、シ−ルドケ−スの横断面における輪郭形状が、一辺の長さ がほぼＳより成るほぼ正方形で、TE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振素子の軸長がほぼ0 . 36L 、共振素子の横断面における輪郭形状が、一辺の長さがほぼ0.65S より成る ほぼ正方形で、共振素子の一方の端面とこれに対向するシ−ルドケ−スの端壁と の間隔及び共振素子の他方の端面とこれに対向するシ−ルドケ−スの端壁との間 隔が、それぞれほぼ0.32L で、共振素子の中心軸にほぼ一致させて穿った挿入孔 に共振周波数調整素子を挿入したTE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振器とほぼ同様の作 動 を営むこととなる。 シ−ルドケ−スのア−ス面に近接した共振素子の下部に、共振周波数調整素子 を挿入することにより無負荷Ｑの低下を招くことなく、共振周波数を変えること ができる。 以上は、シ−ルドケ−ス１及び共振素子２の各横断面の輪郭形状を、それぞれ 角形に形成した場合について説明したが、各輪郭形状をそれぞれ半円形に、又は 何れか一方を角形、他方を半円形に形成しても本考案を実施することができる。

【０００９】 図２ａは、本考案誘電体共振器を２個縱続接続して構成した帯域通過ろ波器の 要部を示す断面図（図２ｂのＢ−Ｂ断面図）、図２ｂは、図２ａのＡ−Ａ断面図 で、両図において、11は共通のシ−ルドケ−ス、2₁及び2₂はそれぞれTE_{01テ゛ルタ} モ −ド誘電体共振素子、3₁及び3₂はそれぞれ誘電体より成る共振周波数調整素子、 5₁及び5₂はそれぞれ調整素子3₁及び3₂の駆動用送り螺子、6₁及び6₂はそれぞれロ ックナットである。 この帯域通過ろ波器を構成するに当っては、共通のシ−ルドケ−ス11、共振素 子2₁及び2₂の各横断面の輪郭形状及び寸法、共振素子2₁の一方の端面とこれに対 向する共通のシ−ルドケ−ス11の端壁との間隔、共振素子2₂の一方の端面とこれ に対向する共通のシ−ルドケ−ス11の端壁との間隔等をそれぞれ図１ａ及び図１ ｂについて説明した形状寸法と同様に定め、共振素子2₁と2₂との中心間隔を、帯 域通過ろ波器の所要の電気的特性に応じて適宜選定する。

【００１０】 図３ａは、本考案誘電体共振器を４個、コの字型に配設して構成した帯域通過 ろ波器の要部を示す断面図（図３ｂのＢ−Ｂ断面図）、図３ｂは、図３ａのＡ− Ａ断面図で、両図において、11は共通のシ−ルドケ−ス、2₁ないし2₄はそれぞれ TE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振素子、3₁ないし3₄はそれぞれ誘電体より成る共振周 波 数調整素子、5₁ないし5₄はそれぞれ調整素子3₁ないし3₄の駆動用送り螺子、6₁な いし6₄はそれぞれロックナット、12は導体板より成る隔壁で、共通のシ−ルドケ −ス11の内部をコの字型に仕切って共振素子2₁と2₄間、共振素子2₁と2₃間及び共 振素子2₂と2₄間がそれぞれ直接電磁的に結合することなく、共振素子2₂と2₃間の 電磁結合を阻害することのないように設けてある。 この帯域通過ろ波器を構成するに当っても、共通のシ−ルドケ−ス11と隔壁12 が対向する部分における横断面の輪郭形状及び寸法、各共振素子の横断面の輪郭 形状及び寸法、各共振素子の端面とこれに対向する共通のシ−ルドケ−ス11の端 壁との間隔等をそれぞれ図１ａ及び図１ｂについて説明した形状寸法と同様に定 め、各共振素子相互の中心間隔を、帯域通過ろ波器の所要の電気的特性に応じて 適宜選定する。

【００１１】 図２ａないし図３ｂには、入力結合素子、出力結合素子、入力端子及び出力端 子等を図示するのを省略してある。 図２ａないし図３ｂには、各共振素子における共振周波数調整素子の軸方向を 、図２ａ及び図３ａに向って左右方向に揃えて配設した場合を例示してあるが、 すべての共振素子における共振周波数調整素子の軸方向を上下方向に揃えるか、 一部の共振素子における共振周波数調整素子の軸方向を左右方向に、他の共振素 子における共振周波数調整素子の軸方向を上下方向に配設しても帯域通過ろ波器 を構成することができる。 以上は、共振素子を２個又は４個縱続接続して帯域通過ろ波器を構成した場合 について説明したが、２個以上適宜複数個の共振素子を、一列又はコの字型に配 設して帯域通過ろ波器を構成することができ、２個又はその整数倍の共振素子を 隔てた共振素子相互を副結合することによって有極型帯域通過ろ波器を構成する ことができる。

【００１２】

【考案の効果】

本考案誘電体共振器は、シ−ルドケ−ス及びTE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振素子 の 各横断面の輪郭形状を、ほぼ正方形又は円形に形成したTE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体 共 振器に較べて無負荷Ｑがほぼ¹/₂ に低下するが、体積はほぼ¹/₂ の極めて小型に 形成することができ、又、ほぼ同じ大きさの¹/₄ 波長型同軸共振器の無負荷Ｑと 比較するときは、ほぼ３倍の無負荷Ｑを得ることができる。 本考案共振器を用いて帯域通過ろ波器を構成する場合にも、帯域通過ろ波器全 体の大きさを極めて小型化することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１ａは、本考案の一実施例を示す断面図、図
１ｂは、その端面図である。

【図２】本考案共振器を用いて構成した帯域通過ろ波器
を示す断面図である。

【図３】本考案共振器を用いて構成した帯域通過ろ波器
を示す断面図である。

【図４】図４ａは、従来のTE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振
器を示す断面図、図４ｂは、その端面図である。

【符号の説明】

１ シ−ルドケ−ス ２ 共振素子 ３ 共振周波数調整素子 ４ 挿入孔 ５ 駆動用送り螺子 ６ ロックナット 11 共通のシ−ルドケ−ス 2₁ 共振素子 2₂ 共振素子 2₃ 共振素子 2₄ 共振素子 3₁ 共振周波数調整素子 3₂ 共振周波数調整素子 3₃ 共振周波数調整素子 3₄ 共振周波数調整素子 5₁ 駆動用送り螺子 5₂ 駆動用送り螺子 5₃ 駆動用送り螺子 5₄ 駆動用送り螺子 6₁ ロックナット 6₂ ロックナット 6₃ ロックナット 6₄ ロックナット 12 隔壁 1₁ シ−ルドケ−スの側壁 1₂ シ−ルドケ−スの端壁 1₃ シ−ルドケ−スの端壁 13 共振素子 14 共振素子の支持体 15 共振周波数調整素子 16 駆動用送り螺子 17 ロックナット

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】横断面の輪郭形状が矩形であるシ−ルドケ
   −スと、 横断面の輪郭形状が矩形で、その下壁面を前記シ−ルド
   ケ−スの下壁の内表面に固着させたTE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘
   電体共振素子と、 前記TE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振素子の下壁面に近接し
   た個所に穿った共振周波数調整素子の挿入孔と、 前記挿入孔の内周面と適宜間隔を隔てて軸方向に移動可
   能に設けた固体誘電体より成る共振周波数調整素子と、 前記共振周波数調整素子の駆動用送り螺子とを備えたこ
   とを特徴とする誘電体共振器。
2. 【請求項２】シ−ルドケ−スの軸長をＬ、シ−ルドケ−
   スの横断面の輪郭形状を形成する矩形の長辺の長さをＳ
   とした場合、Ｌ≒Ｓ、 シ−ルドケ−スの横断面の輪郭形状を形成する矩形の短
   辺の長さが、ほぼ0.5S、 TE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振素子の軸長が、ほぼ0.36L
   、 TE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振素子の横断面の輪郭形状を
   形成する矩形の長辺の長さが、ほぼ0.65S 、 TE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振素子の横断面の輪郭形状を
   形成する矩形の短辺の長さが、ほぼ0.33S 、 TE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振素子の一方の端面とこの端
   面に対向するシ−ルドケ−スの端壁との間隔及びTE
   _{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振素子の他方の端面とこの端面
   に対向するシ−ルドケ−スの端壁との間隔が、それぞれ
   ほぼ0.32L である請求項１に記載の誘電体共振器。
3. 【請求項３】横断面の輪郭形状がほぼ半円形であるシ−
   ルドケ−スと、 横断面の輪郭形状がほぼ半円形で、その下壁面を前記シ
   −ルドケ−スの下壁の内表面に固着させたTE_{01テ゛ルタ} モ
   −ド誘電体共振素子と、 前記TE_{01テ゛ルタ} モ−ド誘電体共振素子の下壁面に近接し
   た個所に穿った共振周波数調整素子の挿入孔と、 前記挿入孔の内周面と適宜間隔を隔てて軸方向に移動可
   能に設けた固体誘電体より成る共振周波数調整素子と、 前記共振周波数調整素子の駆動用送り螺子とを備えたこ
   とを特徴とする誘電体共振器。