JPH062330Y2 - 電子同調誘電体発振器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (a)考案の技術分野 本考案は発振素子のほか誘電体共振器と電子同調回路を
備える電子同調誘電体発振器に関する。

(b)技術の背景 誘電体共振器が収容された筐体内に、共振周波数を可変
にするための電子同調回路を備えた電子同調誘電体発振
器が近年広く使用されている。

(c)従来技術と問題点 第１図は従来の電子同調誘電体発振器の（イ）は一部破
断斜視図、（ロ）は（イ）に示す鎖線Ｍ−Ｍ部分の断面
図であり、第２図は従来の他の一例の電子同調回路の斜
視図である。

第１図において、電子同調誘電体発振器の金属材よりな
る箱形の筐体１には、上部の開口面に蓋３が装着され
て、内部に密閉された空洞２が設けられている。筐体１
の底板１Ａの内面には、薄板状の誘電体基板４が固着さ
れている。誘電体基板４のほぼ中央で所望の位置には、
誘電体共振器５が固着（例えば接着剤で接着、あるいは
ねじなどで固定）されている。誘電体基板４の上面に
は、誘電体共振器５とは所望の距離を隔てて、誘電体基
板４の側縁に平行した帯状の結合用伝送線路７が、蒸着
あるいは印刷などされて設けられている。結合用伝送線
路７の誘電体基板４の縁まで延伸された一方の端部は、
底板１Ａに装着された発振素子６（例えばガンダイオー
ドとかトランジスタ）に例えば金箔よりなるリボン８な
どで接続され、結合用伝送線路の他端は開放されてい
る。

即ち発振素子６がパイポーラトランジスタの場合コレク
タ（ＦＥＴならばドレイン）は接地され、エミッタ（Ｆ
ＥＴならばソース）はバイアス供給線路に、またベース
（ＦＥＴならばゲート）は結合用伝送線路７の１端に接
続される。発振素子が２端子素子のガンダイオードの場
合１端子は接地され、他端子は結合用伝送線路７の一端
に接続される。また誘電体共振基板５は結合用伝送線路
の開放端より電気長にてλ／４、（λ：波長）の位置で
結合用伝送線路と磁界結合するように配置されている。

これによって結合用伝送線路、ガンダイオード及び誘電
体共振器の組合わせは、インダクタンスとキャパシタン
スと抵抗とが並列に接続された回路と等価となり、２端
子素子と誘電体共振器の位置関係及び誘電体共振器の取
付けられる結合伝送線路上での電気長を変えることで２
端子素子の位置からみえるインピーダンスも任意に変化
する。この場合信号源としての２端子素子のガンダイオ
ードの場合信号源インピーダンスをＺｇ、信号源負性抵
抗を−Ｒｇ、信号源リアクタンスをｊＸｇとするとＺｇ
＝−Ｒｇ＋ｊＸｇとなり、また誘電体共振器において共
振器インピーダンスをＺｒ、共振器抵抗（反射抵抗）を
Ｒｒ、共振器リアクタンスをｊＸｒとするとＺｒ＝Ｒｒ
＋ｊＸｒとなる。

そして−Ｒｇ＋Ｒｒ＜０の時に増幅し、−Ｒｇ＋Ｒｒ≧
０の時に減衰する。

この場合増幅する条件においてｊＸｇ＋ｊＸｒ＝０とな
る如き共役整合条件で損失は最小となり、増幅が最大効
率で繰返えされ、ガンダイオードの有する最大飽和電力
まで達した時に発振状態となる。

一方１０は可変容量素子としての可変容量ダイオードで
あり、これは下部がねじ１２の軸孔に挿着され、このね
じ１２は底板１Ａに設けられたねじ孔に螺着されてい
る。可変容量ダイオード１０は頭部が誘電体基板４の挿
通孔を嵌挿し、その頭部端面が誘電体基板４の上面にほ
ぼ一致するように調整されて、底板１Ａに装着されてい
る。この可変容量ダイオード１０の装着されている位置
は、結合用伝送線路７とは誘電体共振器５を挟んで対向
した所望の位置である。結合用伝送線路７に平行して誘
電体基板４に蒸着あるいは印刷などされて短冊形に設け
られている結合用アンテナ１１は、一端が可変容量ダイ
オード１０に例えば半田付け接続されている。この可変
容量ダイオード１０と結合用アンテナ１１とよりなる回
路、第１図（イ）では点線枠で示した部分が電子同調回
路９である。

なお第１図乃至第５図のいずれにおいても、図示されて
いないが発振素子及び電子同調回路のバイアス供給線路
が設けられている。

第２図において電子同調回路は、筐体１の側板１Ｂ部分
に構成されている。側板１Ｂにおいて誘電体共振器５に
対応する位置には、水平にねじ孔が設けられている。そ
してこのねじ孔に、筐体１の外側より調整ねじ１４が螺
着している。調整ねじ１４の空洞２側の突出した先端に
は可変容量ダイオード１０が装着され、その可変容量ダ
イオード１０の先端には短冊形の金属板よりなる結合用
アンテナ１３が、結合用伝送線路７に平行して固着され
ている。

このように構成された電子同調誘電体発振器は、いずれ
も発振素子６と誘電率共振器５とが結合用伝送線路７を
介して結合して発振し、誘電体共振器５に結合する電子
同調回路の可変容量ダイオード１０の印加電圧を調整し
て容量を変えることで、誘電体共振器の共振周波数を変
化させ、発振周波数を変化させることが出来る。

しかし安定した発振特性を得るためには、結合用伝送線
路７と誘電体共振器５との距離、及び発振素子６と誘電
体共振器５との距離を微細に調整する必要がある。また
一方周波数変化特性は誘電体共振器５と電子同調回路と
の結合度により変化するが誘電体共振器と電子同調回路
との距離が大きく変化すると、所望の周波数変化量が得
られなくなる。

即ち誘電体共振器の共振周波数の変化は誘電体共振器と
結合する電子同調回路のリアクタンス変化に影響され、
誘電体共振器及び電子同調回路の結合アンテナ間の距離
と、周波数の変化との関係を示す周波数化特性では距離
が近いと周波数変化量は増し、遠いいと周波数変化量は
少なくなり、常にその距離が一定に保たれていることが
必要である。

第３図は結合用伝送線路と誘電体共振器との結合位置を
調整したところを示す従来の電子同調誘電体発振器の平
面図である。

第３図において、誘電体共振器５の装着位置は、発振素
子６に対して遠のく方向に点線で示すＡ位置にわずかに
移動調整されている。また結合用アンテナ１１の延長線
上には、結合用アンテナ１１とは絶縁されてストリップ
線路１１ａ，１１ｂ‥‥が設けられている。このように
誘電体共振器５がＡ位置に僅かに移動したことにより、
従来とは誘電体共振器５と電子同調回路９との関係位置
が僅かに変わった状態では、結合用アンテナ１１とスト
リップ線路１１ａあるいは１１ｂとを電気的に接続し、
結合用アンテナ１１を延長する様な形状に調整すること
で周波数変化特性を所要の値に維持することは可能であ
った。

また第２図に示すように側板１Ｂ部分に電子同調回路が
構成されたものは、調整ねじ１４を調整して、空洞２内
への突出量を可変にすることにより、ある程度の結合調
整をすることができる。

しかしながら、両者とも誘電体共振器と電子同調回路と
の結合調整には限度がある。例えば第３図の鎖線で示す
Ｂ位置に大きく誘電体共振器５が移動調整された場合に
は、前述のような手段では誘電体共振器５と電子同調回
路９との位置調整はできなくなり、良好な周波数変化特
性が得られないという問題点がある。

(d)考案の目的 本考案の目的は上記従来の問題点に鑑み、電子同調回路
と誘電体共振器とをキャリアにより一体構造にすること
により、良好な周波数変化特性が得られる電子同調誘電
体発振器を提供することにある。

(e)考案の構成 この目的は本考案により金属基板上の誘電体基板１５の
表面に直線状に配置され、一端は金属基板上に取付けら
れた発振素子６と接続される結合用伝送線路７に対し、
誘電体基板２１の被着された金属キャリア２０が水平及
び垂直方向に位置が変更しうる如く配置され、金属キャ
リア上には結合用伝送線路側に取付けられた誘電体共振
器５と該共振器を挟んで、結合用伝送線路とは対向位置
に結合用アンテナ１１と可変容量素子１０とよりなる電
子同調回路９が配置されていることを特徴とする電子同
調誘電体発振器によって達成される。

(f)考案の実施例 以下図示実施例を参照して本考案について詳細に説明す
る。なお全図を通じて同一符号は同一対象物を示す。

第４図は本考案の一実施例のキャリアの（イ）は平面
図、（ロ）は断面図であり、第５図は第４図に示すキャ
リアを装着した電子同調誘電体発振器の（イ）は平面
図、（ロ）は断面図である。

第４図において、角形の金属板よりなるキャリア２０の
上面には、平面視が同形で薄板状の誘電体基板２１が固
着されている。誘電体基板２１の一方の側縁の近傍では
ほぼ中央部分には、誘電体共振器５が固着（例えば接着
剤で接着、あるいはねじなどで固着）されている。

可変容量素子としての可変容量ダイオード１０は、下部
がねじ１２の軸孔に挿着され、このねじ１２がキャリア
２０に設けられたねじ孔に螺着されていることにより、
キャリア２０にアース接続され、かつ固着されている。
可変容量ダイオード１０は頭部が誘電体基板２１の挿通
孔を嵌挿し、その頭部端面が誘電体基板２１の上面にほ
ぼ一致するように調整されて、キャリア２０に装着され
ている。この可変容量ダイオード１０の装着されている
位置は、誘電体共振器５が固着された側のキャリア２０
の側縁に対して、反対側の側縁に近い所望の位置であ
る。

誘電体共振器５が固着された側のキャリア２０の側縁に
平行して、誘電体基板２１に蒸着あるいは印刷などされ
て短冊形に設けられた結合用アンテナ１１は、一端が可
変容量ダイオード１０に例えば半田付け接続されてい
る。またキャリア２０の底面には、小ねじ２３が螺合す
るねじ孔２２が設けられている。

このようにして可変容量ダイオード１０と結合用アンテ
ナ１１とよりなる電子同調回路９が、キャリア２０上に
構成されている。したがって誘電体共振器５と電子同調
回路９との関係位置は固定されて、常に一定である。

第５図において、筐体１の底板１Ａには一方の側板に近
接し平行して、細長い薄板状の誘電体基板１５が固着さ
れている。誘電体基板１６の上面には、誘電体基板１５
の長手方向の側縁に平行した帯状の結合用伝送線路７
が、蒸着あるいは印刷などされて設けられている。結合
用伝送線路７の誘電体基板１５の縁まで延伸された一方
の端部は、筐体１の底板１Ａに装着された発振素子６
（例えばガンダイオードまたはトランジスタ）に、例え
ば金箔よりなるリボン８などで接続され結合用伝送線路
の他端は開放されている。

筐体１の底板１Ａには、誘電体基板１５に近接して、結
合用伝送線路７に平行した長い、矩形の座ぐり溝２４が
設けられている。座ぐり溝２４の深さはキャリア２０の
厚さに等しく、幅はキャリア２０より若干大きい幅であ
る。また座ぐり溝２４の長さは、キャリア２０の長さよ
りも十分に大きく、ほぼ底板１Ａの長さに等しく、また
座ぐり溝２４の底面には、結合用伝送線路７に平行し
て、小ネジ２３の頭部が遊挿するスリット２５が設けら
れている。

このような座ぐり溝２４の所望の位置にキャリア２０が
挿入され、底板１Ａには小ネジ２３にて固着される。し
たがってキャリア２０の固着位置を移動することによ
り、誘電体共振器５と発振素子６との関係位置を調整し
て、安定した発振特性を得ることが容易である。また誘
電体共振器５と発振素子６との関係位置を大きく変化さ
せても、誘電体共振器５と電子同調回路９とは同一のキ
ャリア２０上に構成されているので、その結合度に変化
がない。したがって常に良好な周波数変化特性が得られ
る。

なお本考案はキャリアを座ぐり溝に固定するのに、ネジ
止めによらず、導電性の接着剤で接着するように実施し
てもよい。このような固着手段は筐体の構造が簡単であ
るというメリットがある。

(g)考案の効果 以上説明したように本考案による電子同調誘電体発振器
は、電子同調回路と誘電体共振器とをキャリアにより一
体構造にしたことにより、発振素子と誘電体共振器との
調整が容易であるばかりではなく、良好な周波数変化特
性が得られるなど実用上で優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子同調誘電体発振器の（イ）は一部破
断斜視図、（ロ）は（イ）に示す鎖線Ｍ−Ｍ部分の断面
図、第２図は従来の他の一例の電子同調回路の斜視図、
第３図は結合用伝送線路と誘電体共振器との結合位置を
調整したところを示す従来の電子同調誘電体発振器の平
面図、第４図は本考案の一実施例のキャリアの（イ）は
平面図、（ロ）は断面図、第５図は第４図に示すキャリ
アを装着した電子同調誘電体発振器の（イ）は平面図、
（ロ）は断面図である。 図中１は筐体、４，１５，２１は誘電体基板、５は誘電
体共振器、６は発振素子、７は結合用伝送線路、９は電
子同調回路、１０は可変容量ダイオード、１１，１３は
結合用アンテナ、２０はキャリア、２４は座ぐり溝をそ
れぞれ示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 西田 治樹 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)考案者 伊藤 朝男 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−117309（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−71247（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】金属基板上の誘電体基板１５の表面に直線
   状に配置され、一端は金属基板上に取付けられた発振素
   子６と接続される結合用伝送線路７に対し、誘電体基板
   ２１の被着された金属キャリア２０が水平及び垂直方向
   に位置が変更しうる如く配置され、金属キャリア上には
   結合用伝送線路側に取付けられた誘電体共振器５と該共
   振器を挟んで、結合用伝送線路とは対向位置に結合用ア
   ンテナ１１と可変容量素子１０とよりなる電子同調回路
   ９が配置されていることを特徴とする電子同調誘電体発
   振器。