JPH0644207U - 静電容量可変手段ならびにそれを用いた誘電体同軸共振器および誘電体フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、構造が簡単で、静電容量を可逆的
に調整することができ、かつ調整の容易な静電容量可変
手段を提供することを目的とする。 【構成】 本考案に係る静電容量可変手段は、１対の電
極１，２と、１対の電極１，２間に設けられた固体、液
体または気体の第１の誘電体５と、第１の誘電体５と協
働して誘電率を定め、固体の誘電体材料で棒状または筒
状に形成され、外周または内周に回転支持するためのネ
ジ山６を有し、回転されることにより第１の誘電体５と
置換し、置換量に応じて第１および第２の電極１，２間
の誘電率を可逆的に変化させる第２の誘電体７とを備え
ることを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、トリマコンデンサ等の静電容量可変手段ならびにそれを用いた誘電 体同軸共振器および誘電体フィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】

図７および図８は従来のトリマコンデンサを示す図である。 図７のトリマコンデンサでは、１対の金属の電極１０１，１０２が対向して配 置されており、この電極間に固体、液体または気体の誘電体１０３が配置される 。電極１０１または電極１０２は、図示しないバネ、ネジ等により矢符１０４に 示す方向に移動可能である。このトリマコンデンサでは、電極１０１，１０２の 対向面積Ｓを一定の状態で、この電極１０１，１０２間の距離Ｌを変えることに よりその静電容量Ｃを可逆的に変化させることができる。

【０００３】 図８のトリマコンデンサでは、電極１０１または電極１０２は、矢符１０５に 示すように柄１０６，１０７の回りに回転可能である。このトリマコンデンサで は、距離Ｌを一定の状態で、対向面積Ｓを変えることによりその静電容量Ｃを可 逆的に変化させることができる。

【０００４】 図９は従来の誘電体同軸共振器の断面図である。 この誘電体同軸共振器においては、誘電体１０９が設けられている。この誘電 体１０９は、貫通孔１１０が設けられ、筒状に形成されている。誘電体１０９の 外周には膜状の外導体１１１が設けられるとともに、内周に膜状の内導体１１２ が設けられる。誘電体１０９の一方の端部には、膜状の金属導体１１３が設けら れ、金属導体１１３によって外導体１１１および内導体１１２が短絡されている 。誘電体１０９の他方の端部には膜状の電極１１４が設けられる。この電極１１ ４、内導体１１２および誘電体１０９で結合容量調整用のコンデンサが形成され る。電極１１４を削る等により、電極１１４および内導体１１２間の対向面積を 小さくし、静電容量を変えるようにしている。

【０００５】 また、信号を伝送する伝送線路およびこの伝送線路に並列に結合された１以上 の図９に示した誘電体同軸共振器によって、バンドエリミネーションフィルタ等 の誘電体フィルタを構成するようにしている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、図７、図８に示したトリマコンデンサでは、電極間の距離や、対向面 積を変えて静電容量を調節するため、バネ、ネジ等を別途設ける必要があり、構 造的に複雑になる。また、距離や対向面積の微小な変化で容量が大きく変化する ため、静電容量の微小可変が困難であった。

【０００７】 また、図９に示した誘電体同軸共振器では、電極を少しづつ削りながら静電容 量を調整する必要があり、また削りすぎると容量を増加させるのが困難であった 。また、この誘電体共振器を用いて構成した誘電体フィルタにおいても同様の問 題を有していた。

【０００８】 本考案は、上述の技術的課題を解決し、構造が簡単で、静電容量を可逆的に調 整することができ、かつ調整の容易な静電容量可変手段ならびにそれを用いた誘 電体同軸共振器および誘電体フィルタを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上述の技術的課題を解決するために、本考案は、以下の構成をとる。 すなわち、 請求項１の静電容量可変手段では、 １対の電極と、 １対の電極間に設けられた固体、液体または気体の第１の誘電体と、 第１の誘電体と協働して誘電率を定め、固体の誘電体材料で棒状または筒状に 形成され、外周または内周に回転支持するためのネジ山を有し、回転されること により第１の誘電体と置換し、置換量に応じて第１および第２の電極間の誘電率 を可逆的に変化させる第２の誘電体と を備えることを特徴とする。

【００１０】 請求項２の誘電体同軸共振器では、 筒状の誘電体の外周に外導体を備えるとともに、内周に内導体を備えるもので あって、 内導体と関連して１対の電極を形成する金属電極棒と、 内導体および金属電極棒間に設けられた固体、液体または気体の第１の誘電体 と、 第１の誘電体と協働して誘電率を定め、固体の誘電体材料で棒状または筒状に 形成され、外周または内周に回転支持するためのネジ山を有し、回転されること により第１の誘電体と置換し、置換量に応じて内導体および金属電極棒間の誘電 率を可逆的に変化させる第２の誘電体と を備えることを特徴とする。

【００１１】 請求項３の誘電体フィルタでは、 信号を伝送する伝送線路およびこの伝送線路に並列に結合された１以上の誘電 体同軸共振器により構成されるものであって、 誘電体同軸共振器は、 筒状の誘電体の外周に外導体を備え、内周に内導体を備えるとともに、 内導体と関連して１対の電極を形成する金属電極棒と、 内導体および金属電極棒間に設けられた固体、液体または気体の第１の誘電体 と、 第１の誘電体と協働して誘電率を定め、固体の誘電体材料で棒状または筒状に 形成され、外周または内周に回転支持するためのネジ山を有し、回転されること により第１の誘電体と置換し、置換量に応じて内導体および金属電極棒間の誘電 率を可逆的に変化させる第２の誘電体と を備えることを特徴とする。

【００１２】

【作用】

静電容量可変手段では、第２の誘電体は、第１の誘電体と協働して誘電率を定 め、固体の誘電体材料で棒状または筒状に形成され、外周または内周に回転支持 するためのネジ山を有し、回転されることにより第１の誘電体と置換し、置換量 に応じて第１および第２の電極間の誘電率を可逆的に変化させる。

【００１３】 誘電体同軸共振器および誘電体フィルタに用いられる誘電体同軸共振器におい ては、第２の誘電体は、第１の誘電体と協働して誘電率を定め、固体の誘電体材 料で棒状または筒状に形成され、外周または内周に回転支持するためのネジ山を 有し、回転されることにより第１の誘電体と置換し、置換量に応じて内導体およ び金属電極棒間の誘電率を可逆的に変化させる。

【００１４】

【実施例】

以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明する。

【００１５】 図１は、本考案の一実施例のトリマコンデンサの断面図である。 １対の金属の電極１，２が対向して固定的に配置されている。この電極１，２ 間には、固体の誘電体３が配置される。誘電体３には、ネジ孔４が形成される。 このネジ孔４には、気体の誘電体例えば空気が充満している。誘電体３およびネ ジ孔４に充満した空気により第１の誘電体５が構成される。ネジ孔４に対応して 、固体の誘電体材料で棒状に形成され、外周に回転支持するためのネジ山６を有 する第２の誘電体７が設けられる。また、第２の誘電体７に関連して、第２の誘 電体７を回転支持するための支持台８が設けられる。第２の誘電体７の頭部には ＋または−の溝（図示せず）が刻設されており、第２の誘電体７を容易に回転さ せることが出来る。

【００１６】 第２の誘電体７を矢符９に示すように回転することにより、矢符１０に示すよ うに第２の誘電体７をネジ孔４に挿入、挿出することが出来る。第２の誘電体７ は、誘電体３およびネジ孔４の空気、すなわち第１の誘電体５と協働して誘電率 を定め、回転されることによりネジ孔４の空気、すなわち第１の誘電体５と置換 する。第２の誘電体７の置換量に応じて電極１，２間の誘電率を可逆的に変化さ せることができる。これにより、電極１，２間の静電容量を可逆的に調整するこ とが出来る。また、誘電率の変化による静電容量の変化は、電極１，２間の距離 、電極１，２の対向面積の変化による静電容量の変化に比べて少ない。したがっ て、静電容量の微調整が容易になる。また、第２の誘電体７にネジ山６を設け、 ネジ孔４、支持台８を設ければよいので、構造が簡単になる。

【００１７】 なお、静電容量の調整範囲がわずかな場合には、第２の誘電体７の径を小さく すればよく、または、第２の誘電体７の誘電率を空気の誘電率に近いものにすれ ばよい。逆に、静電容量の調整範囲が大きい場合には、第２の誘電体７の径を大 きくすればよく、または、第２の誘電体７の誘電率を空気の誘電率より大きなも のにすればよい。

【００１８】 図２は本考案の一実施例の誘電体同軸共振器の断面図である。 この誘電体同軸共振器においては、誘電体１１が設けられている。この誘電体 １１は、貫通孔１２が設けられ、筒状に形成されている。誘電体１１の外周には 膜状の外導体１３が設けられるとともに、内周に膜状の内導体１４が設けられる 。この誘電体同軸共振器は１／４波長で共振させるため、誘電体１１の一方の端 部に膜状の金属導体１５が設けられ、金属導体１５によって外導体１３および内 導体１４が短絡されている。貫通孔１２には、固体の誘電体１６が充填されてい る。

【００１９】 誘電体１６には、ネジ孔１７が形成される。このネジ孔１７には、気体の誘電 体例えば空気が充満している。誘電体１６およびネジ孔１７に充満した空気によ り第１の誘電体１８が構成される。ネジ孔１７のほぼ中心には、金属電極棒１９ が設けられ、金属電極棒１９の一端部は誘電体１６に固着される。この金属電極 棒１９は、内導体１４と関連して１対の電極を形成する。

【００２０】 ネジ孔１７に対応し、金属電極棒１９の周りに、固体の誘電体材料で棒状に形 成され、外周に回転支持するためのネジ山２０を有する第２の誘電体２１が設け られる。また、第２の誘電体２１の頭部には、第２の誘電体２１を金属電極棒１ ９回りに容易に回転させるための鍔２２が設けられている。

【００２１】 鍔２２を把持し、第２の誘電体２１を矢符２３に示すように回転することによ り、矢符２４に示すように第２の誘電体２１をネジ孔１７に挿入、挿出すること が出来る。第２の誘電体２１は、誘電体１６およびネジ孔１７の空気、すなわち 第１の誘電体１８と協働して誘電率を定め、回転されることによりネジ孔１７の 空気、すなわち第１の誘電体１８と置換する。第２の誘電体２１の置換量に応じ て内導体１４および金属電極棒１９間の誘電率を可逆的に変化させることができ る。これにより、内導体１４および金属電極棒１９間の静電容量を可逆的に調整 することが出来る。

【００２２】 図３は本考案の他の実施例の誘電体同軸共振器の断面図であり、図２の誘電体 共振器と対応する部分には同一の参照符を付す。

【００２３】 この実施例では、ネジ孔１７に代えて孔２５が設けられ、孔２５にはネジは刻 設されていない。また、金属電極棒１９の周囲には、ネジ山２６が設けられる。 また、第２の誘電体２１の内周には、ネジ山２７が設けられている。

【００２４】 この誘電体同軸共振器においても、第２の誘電体２１を回転させることにより 第２の誘電体２１を第１の誘電体１８と置換させ、第２の誘電体２１の置換量に 応じて内導体１４および金属電極棒１９間の誘電率を可逆的に変化させることが できる。これにより、内導体１４および金属電極棒１９間の静電容量を可逆的に 調整することが出来る。

【００２５】 図４は図２に示した誘電体同軸共振器を用いて構成した誘電体フィルタを示す 図であり、図５はその上面図である。この実施例では、バンドエリミネーション フィルタとして動作する。

【００２６】 基板３０には、信号を伝送する伝送線路３１が配線される。この伝送線路３１ は、共振周波数の１／４波長の長さに設定されている。この実施例では、誘電体 同軸共振器が２つ用いられる。各誘電体同軸共振器の金属電極棒１９は、伝送線 路３１の両端にそれぞれ接続される。金属導体１５は、接地される。

【００２７】 図６は、図４の誘電体フィルタの等価回路図である。図６において、入力端子 ３５および出力端子３６間には、伝送線路３１が接続されている。入力端子３５ および接地間には、コンデンサＣ１と、コンデンサＣ２およびインダクタンスＬ １の並列回路とが直列に接続される。出力端子３６および接地間には、コンデン サＣ３と、コンデンサＣ４およびインダクタンスＬ２の並列回路とが直列に接続 される。コンデンサＣ１，Ｃ３は、それぞれ内導体１４および金属電極棒１９を １対の電極とし、第１の誘電体１８および第２の誘電体２１とで構成される。こ のコンデンサＣ１，Ｃ３の靜電容量は、内導体１４および金属電極棒１９の対向 面積、距離と、第１の誘電体１８および第２の誘電体２１の誘電率で定まるもの である。したがって、第１の誘電体１８および第２の誘電体２１の誘電率を変え てコンデンサＣ１，Ｃ３の静電容量を調整すれば、バンドエリミネーションフィ ルタとして所望の帯域特性を得ることが出来る。

【００２８】 なお、図１に示した静電容量可変手段としてのトリマコンデンサでは、ネジ孔 ４および支持台８を設けるようにしたが、本考案の他の実施例として、ネジ孔４ で第２の誘電体７を支持し、支持台８を省略して実施するようにしてもよい。ま た、支持台８で第２の誘電体７を支持し、ネジ孔４に代えて図３に示した孔２５ のようなネジ山を有しない単なる孔として実施するようにしてもよい。

【００２９】 また、本考案の静電容量可変手段および誘電体同軸共振器においては、誘電体 ３，誘電体１６を固体の誘電体とし、ネジ孔４，ネジ孔１７，孔２５を気体の誘 電体として説明したが、それぞれを気体または液体の誘電体として実施するよう にしてもよい。

【００３０】 さらに、誘電体フィルタをバンドエリミネーションフィルタとして実施するよ うにしたが、バンドパスフィルタ等他のフィルタとして実施するようにしてもよ い。

【００３１】

【考案の効果】

静電容量可変手段では、第１の誘電体と協働して誘電率を定め、固体の誘電体 材料で棒状または筒状に形成され、外周または内周に回転支持するためのネジ山 を有し、回転されることにより第１の誘電体と置換し、置換量に応じて第１およ び第２の電極間の誘電率を可逆的に変化させる第２の誘電体を備えるようにして いる。また、誘電体同軸共振器および誘電体フィルタでは、第１の誘電体と協働 して誘電率を定め、固体の誘電体材料で棒状または筒状に形成され、外周または 内周に回転支持するためのネジ山を有し、回転されることにより第１の誘電体と 置換し、置換量に応じて内導体および金属電極棒間の誘電率を可逆的に変化させ る第２の誘電体を備えるようにしている。

【００３２】 したがって、第２の誘電体を回転することにより第２の誘電体が第１の誘電体 と置換し、第２の誘電体の置換量に応じて静電容量を可逆的に調整することが出 来る。また、誘電率の変化による静電容量の変化は、電極間の距離、電極の対向 面積の変化による静電容量の変化に比べて少ない。したがって、静電容量の微調 整が容易になる。また、第２の誘電体にネジ山を設け、回転支持すればよいので 、構造が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例のトリマコンデンサの断面図
である。

【図２】本考案の一実施例の誘電体同軸共振器の断面図
である。

【図３】本考案の他の実施例の誘電体同軸共振器の断面
図である。

【図４】本考案の一実施例の誘電体フィルタを示す図で
ある。

【図５】図４に示す誘電体フィルタの上面図である。

【図６】図４に示す誘電体フィルタの等価回路図であ
る。

【図７】従来のトリマコンデンサを示す図である。

【図８】従来のトリマコンデンサを示す図である。

【図９】従来の誘電体同軸共振器を示す図である。

【符号の説明】

１，２…電極 ５，１８…第１の誘電体 ６，２０，２７…ネジ山 ７…第２の誘電体 １１…誘電体 １３…外導体 １４…内導体 １９…金属電極棒 ３１…伝送線路

フロントページの続き (72)考案者 久米 宗一 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 １対の電極と、 １対の電極間に設けられた固体、液体または気体の第１
   の誘電体と、 第１の誘電体と協働して誘電率を定め、固体の誘電体材
   料で棒状または筒状に形成され、外周または内周に回転
   支持するためのネジ山を有し、回転されることにより第
   １の誘電体と置換し、置換量に応じて第１および第２の
   電極間の誘電率を可逆的に変化させる第２の誘電体とを
   備えることを特徴とする静電容量可変手段。
2. 【請求項２】 筒状の誘電体の外周に外導体を備えると
   ともに、内周に内導体を備える誘電体同軸共振器であっ
   て、 内導体と関連して１対の電極を形成する金属電極棒と、 内導体および金属電極棒間に設けられた固体、液体また
   は気体の第１の誘電体と、 第１の誘電体と協働して誘電率を定め、固体の誘電体材
   料で棒状または筒状に形成され、外周または内周に回転
   支持するためのネジ山を有し、回転されることにより第
   １の誘電体と置換し、置換量に応じて内導体および金属
   電極棒間の誘電率を可逆的に変化させる第２の誘電体と
   を備えることを特徴とする誘電体同軸共振器。
3. 【請求項３】 信号を伝送する伝送線路およびこの伝送
   線路に並列に結合された１以上の誘電体同軸共振器によ
   り構成される誘電体フィルタであって、 誘電体同軸共振器は、 筒状の誘電体の外周に外導体を備え、内周に内導体を備
   えるとともに、 内導体と関連して１対の電極を形成する金属電極棒と、 内導体および金属電極棒間に設けられた固体、液体また
   は気体の第１の誘電体と、 第１の誘電体と協働して誘電率を定め、固体の誘電体材
   料で棒状または筒状に形成され、外周または内周に回転
   支持するためのネジ山を有し、回転されることにより第
   １の誘電体と置換し、置換量に応じて内導体および金属
   電極棒間の誘電率を可逆的に変化させる第２の誘電体と
   を備えることを特徴とする誘電体フィルタ。