JPH0583001B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば自動車電話、パーソナル無
線、コードレス電話等の通信機のVCO（電圧制御
発振器）等に使用するための誘電体共振器に関す
る。

［従来の技術］ VCO等に使用するための従来の１／４波長の
分布定数型誘電体共振器は、第６図に示す如く、
貫通孔２を有する円筒状誘電体ブロツク１と、誘
電体ブロツク１の内周面即ち貫通孔２の壁面３と
外周面４と一端面５とに設けられた導体膜６と、
結合コンデンサ７とから成る。導体膜６は、貫通
孔２の壁面３に設けられた内導体膜６ａと、誘電
体ブロツク１の外周面４に設けられた外導体膜６
ｂと、内導体膜６ａと外導体膜６ｂとを短絡する
ように一端面５に設けられた端面導体膜６ｃとか
ら成り、結合コンデンサ７の一方の端子８は誘電
体ブロツク１の開放端面９側から貫通孔２に挿入
され、内導体膜６ａに半田１０で結合されてい
る。結合コンデンサ７は開放端面９の上に配置さ
れ、この他方の端子１１が共振器の入出力端子と
して機能している。誘電体ブロツク１の外周面４
の外導体膜６ｂは鎖線で示す金属シールドケース
に接続されている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、誘電体共振器をプリント回路基板に
実装した時における誘電体共振器の基板面からの
高さを低くすることが要求されている。しかし、
誘電体ブロツク１の高さ即ち貫通孔２の長さＬは
次式により決定されるために、大幅に小さくする
ことは困難である。

Ｌ≒Ｃ／（f₀×√_r）／４ ここで、Ｃは光速、f₀は共振周波数、ε_rは誘電
体ブロツク１の誘電率である。例えば、共振周波
数f₀を400MHzにしたい場合に、誘電率ε_rが90で
あれば、長さＬは約21mmになる。誘電体ブロツク
１の誘電率ε_rを高くすれば、長さＬを短くするこ
とができるが、誘電率ε_rを大幅に増大させること
は困難である。

なお、誘電体フイルタの小形化を図るために、
誘電体ブロツクに２個の共振孔を１組として複数
組の共振孔を設け、各組の２個の共振孔の一方の
端を相互に接続し、２個の共振器の内の１つの共
振器の他方の端を外導体に接続した構造の誘電体
フイルタが特開昭58−215102号公報に開示されて
いる。この構造にすると確かに誘電体ブロツクの
高さを低くすることができるが、通過帯域の中心
周波数を一定に保つて、信号伝送路とグランドと
の間のインピーダンスが極端に小さくなる周波数
領域即ちトラツプの位置を調整することはできな
い。従つて、トラツプを要求する回路にはこのま
ま使用するとができず、トラツプを得るための素
子を追加することが必要になり、結局、小型化が
困難になる。

また、上記公報に開示されている誘電体フイル
タでは誘電体ブロツクに励振体孔を設け、ここに
励振棒を挿入する構成になつているので、誘電体
ブロツクの幅が大きくなるのみでなく、入出力の
結合構造が複雑になつた。

そこで、本発明の目的は、高さを低くすること
が可能であり、且つトラツプの周波数の調整を容
易に行うことができ、且つ入出力の結合が容易で
ある誘電体共振器を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本発明は、一端面３
３から他端面３４に至る第１の長さａの第１の貫
通孔２３を有し、且つ前記一端面３３及び前記他
端面３４が電気的に共に開放されている第１の誘
電体ブロツク２１と、前記第１の貫通孔２３の壁
面２５に設けられた第１の内導体膜２７と、前記
第１の誘電体ブロツク２１の外周面２９に設けら
れた第１の外導体膜３１と、一端面３５から他端
面３７に至る第２の長さｂの第２の貫通孔２４を
有して前記第１の誘電体ブロツク２１に並置され
た第２の誘電体ブロツク２２と、前記第２の誘電
体ブロツク２２の前記第２の貫通孔２４の壁面２
６に設けられた第２の内導体膜２８と、前記第２
の誘電体ブロツク２２の外周面３０に設けられた
第２の外導体膜３２と、前記第２の誘電体ブロツ
ク２２の前記一端面３５にて前記第２の内導体膜
２８と前記第２の外導体膜３２とを短絡するよう
に設けられた端面導体膜３６と、前記第１及び第
２の誘電体ブロツク２１，２２の他端面３４，３
７側にて前記第１の内導体膜２７と前記第２の内
導体膜２８とを電気的結合する手段と、前記第１
及び第２の誘電体ブロツク２１，２２の他端面３
４，３７側にて前記第１及び第２の内導体膜２
７，２８にそれぞれ接続された第１及び第２のコ
ンデンサ４６，４７と、前記第１及び第２の外導
体膜３１，３２をグランドに接続する手段とを具
備し、通過帯域を生じさせる反共振とトラツプを
生じさせる共振とが生じるように構成されている
誘電体共振器に係わるものである。

［作用］ 第１及び第２の誘電体ブロツク２１，２２の長
さをａ，ｂとすれば、Ｃ／（ａ＋ｂ）／√_r／４
に対する周波数f₁で反共振を起こし、第１の誘電
体ブロツク２１に基づく共振器はＣ／ａ／√_r／
４に対応する周波数f₂で共振を起こす。従つて、
周波数f₁では共振器のインピーダンスが無限大に
なつて信号伝送が可能になり、周波数f₂では共振
器のインピーダンスが低くなるため、信号の伝送
量を減衰させることが可能になる。

［実施例］ 次に、本発明の実施例に係わる１／４波長分布
定数型誘電体共振器を第１図〜第５図に基づいて
説明する。

第１図及び第２図に示す誘電体共振器は、円筒
状のチタン酸バリウム系磁器から成る第１及び第
２の誘電体ブロツク２１，２２を備えている。互
いに並置されている第１及び第２の誘電体ブロツ
ク２１，２２の中央には第１及び第２の貫通孔２
３，２４が設けられている。第１及び第２の貫通
孔２３，２４の壁面２５，２６には第１及び第２
の内導体膜２７，２８が設けられ、第１及び第２
の誘電体ブロツク２１，２２の外周面２９，３０
には第１及び第２の外導体膜３１，３２が設けら
れている。第１の誘電体ブロツク２１の一端面３
３及び他端面３４は共に電気的に解放面となつて
いるが、第２の誘電体ブロツク２２の一端面３５
には端面導体膜３６が設けられ、他端面３７のみ
が解放面になつている。導体膜３６は第２の内導
体膜２８と第２の外導体膜３２とを電気的に短絡
している。第１の誘電体ブロツク２１の一端面３
３には、第１の内導体膜２７と第１の外導体膜３
１との短絡を防止するために絶縁膜３８が設けら
れている。第１及び第２の内導体膜２７，２８、
第１及び第２の外導体膜３１，３２及び端面導体
膜３６は銀ペーストを塗布し、焼付けることによ
り形成されている。

第１及び第２の誘電体ブロツク２１，２２に基
づく２つの共振器を接続するためにコ字状に折り
曲げられた金属導体棒から成る接続導体３９が半
田４０によつて第１及び第２の内導体膜２７，２
８に固定接続されている。

第１及び第２の誘電体ブロツク２１，２２から
成る誘電体共振器を外部回路に接続するために、
金属製の第１及び第２の接続端子４１，４２が解
放端面３４，３７側にて第１及び第２の内導体膜
２７，２８に半田４３，４４によつて接続されて
いる。

第１及び第２のコンデンサ４６，４７を得るた
めに誘電体磁器基板４５に２組の電極４８，４９
及び５０，５１が設けられ、各コンデンサ４６，
４７の一方の電極４９，５１は半田５２，５３に
よつて第１及び第２の接続端子４１，４２に接続
され、各他方の電極４８，５０は半田５４，５５
によつて第１及び第２のリード端子５６，５９に
接続されている。

第１及び第２のコンデンサ４６，４７を備えた
誘電体共振器は、第１図に鎖線で示す金属製接地
シールドケース５８に収納され、第１及び第２の
外導体膜３１，３２はケース５８に接地されてい
る。

第１図の誘電体共振器の電気的接続関係を第３
図によつて示すことができる。そして、この誘電
体共振器は、周波数f₁＝Ｃ／（ａ＋ｂ）／√_r／
４において反共振を起こし、インピーダンスが無
限大になる。また、第１の誘電体ブロツク２１に
基づく共振器が周波数f₂＝Ｃ／ａ／√_r／４にお
いて共振を起こし、インピーダンスが零になる。
但し、ａは第１の誘電体ブロツク２１の長さ、ｂ
は第２の誘電体ブロツク２２の長さである。

第４図は第１図の共振器の周波数特性を示すも
のであり、この例ではε_rが約90、ａ＋ｂが約20.8
mmであり、周波数f₁が約400MHz、周波数f₂が
600MHzとなつている。従つて、第３図の端子５
６，５７を信号伝送ラインに直列に接続した場合
に、周波数f₁でインピーダンスが無限大になつて
信号が伝送され、周波数f₂でインピーダンスが零
になり、信号がアースに落ち、伝送量が減衰す
る。

第１図及び第２図に示す如く２つの共振器の組
み合わせ構造にすれば、各誘電体ブロツク２１，
２２の長さａ，ｂを１／４波長に設定しなくとも
１／４波形の誘電体共振器を得ることができ、第
６図の従来の共振器に比べて高さを大幅（最大で
半分）に抑えることができる。

又、第５図から明らかな如く、第１及び第２の
誘電体ブロツク２１，２２の長さａ，ｂの割合い
を変化させることによつて周波数f₁を400MHzに
ほぼ固定して周波数f₂（トラツプ周波数）を1.0＜
f₂／f₁＜3.0の範囲で任意に動かすことができる。

更に又、第１図に示す誘電体共振器では、結合
コンデンサ４６，４７が共通の磁器基板４５を使
用して板状に形成されているので、結合コンデン
サ４６，４７を含めた高さも従来に比べて低くす
ることができる。

［変形例］ 本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。

(1) 各導体膜２７，２８，３１，３２，３６をメ
ツキで形成してもよい。

(2) 誘電体ブロツク２１，２２を角柱状に形成し
てもよい。

(3) 第２のリード端子５７を伝送路の入力側に接
続し、第１のリード端子５６を伝送路の出力側
に接続してもよい。

(4) 接続導体３９の代りに１及び第２の誘電体ブ
ロツク２１，２２上に配線導体層を設け、これ
によつて２つの導体膜２７，２８を接続しても
よい。また、絶縁基板に導体層を設け、これに
よつて２つの導体膜２７，２８を接続してもよ
い。

［発明の効果］ 上述から明らかな如く、本発明によれば誘電体
ブロツクの高さ即ち共振器の高さを低くすること
ができる。

また、この誘電体共振器では、通過帯域を得る
ための反共振が生じのみでなく、トラツプを生じ
させるための共振（直列共振）も生じ、且つ第１
及び第２の誘電体ブロツクが互いに独立してい
る。このため、第１及び第２の誘電体ブロツクの
長さを任意に設定し、給電ポイントを変えるこれ
により、通過帯域を生じさせる反共振の周波数を
変えないで、トラツプが発生する周波数のみを変
えることができる。従つて、除去したい不要信号
又はノイズの周波数にトラツプの周波数を合わせ
て不要信号又はノイズの除去を完全に行うことが
可能になる。

また、第１及び第２の誘電体ブロツクの開放さ
れた端面側にて第１及び第２の内導体膜に第１及
び第２の結合コンデンサを接続する構成であるの
で、入力及び出力の結合を簡単に達成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係わる誘電体共振器
を示す断面図、第２図は第１図から結合コンデン
サを除いた状態の誘電体共振器を示す斜視図、第
３図は第１図の等価回路図、第４図は第１図の誘
電体共振器の周波数特性図、第５図は第１及び第
２の誘電体ブロツクの高さの変化とトラツプ周波
数の変化との関係を示す図、第６図は従来の誘電
体共振器を示す断面図である。 ２１…第１の誘電体ブロツク、２２…第２の誘
電体ブロツク、２３…第１の貫通孔、２４…第２
の貫通孔、２５，２６…壁面、２７…第１の内導
体膜、２８…第２の内導体膜、２９，３０…外周
面、３１…第１の外導体膜、３２…第２の外導体
膜、３３…一端面、３４…他端面、３６…端面導
体膜、３９…接続導体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端面３３から他端面３４に至る第１の長さ
   ａの第１の貫通孔２３を有し、且つ前記一端面３
   ３及び前記他端面３４が電気的に共に開放されて
   いる第１の誘電体ブロツク２１と、 前記第１の貫通孔２３の壁面２５に設けられた
   第１の内導体膜２７と、 前記第１の誘電体ブロツク２１の外周面２９に
   設けられた第１の外導体膜３１と、一端面３５か
   ら他端面３７に至る第２の長さｂの第２の貫通孔
   ２４を有して前記第１の誘電体ブロツク２１に並
   置された第２の誘電体ブロツク２２と、 前記第２の誘電体ブロツク２２の前記第２の貫
   通孔２４の壁面２６に設けられた第２の内導体膜
   ２８と、 前記第２の誘電体ブロツク２２の外周面３０に
   設けられた第２の外導体膜３２と、 前記第２の誘電体ブロツク２２の前記一端面３
   ５にて前記第２の内導体膜２８と前記第２の外導
   体膜３２とを短絡するように設けられた端面導体
   膜３６と、 前記第１及び第２の誘電体ブロツク２１，２２
   の他端面３４，３７側にて前記第１の内導体膜２
   ７と前記第２の内導体膜２８とを電気的結合する
   手段と、 前記第１及び第２の誘電体ブロツク２１，２２
   の他端面３４，３７側にて前記第１及び第２の内
   導体膜２７，２８にそれぞれ接続された第１及び
   第２のコンデンサ４６，４７と、 前記第１及び第２の外導体膜３１，３２をグラ
   ンドに接続する手段と、 を具備し、通過帯域を生じさせる反共振とトラツ
   プを生じさせる共振とが生じるように構成されて
   いる誘電体共振器。