JPH09162611A

JPH09162611A - 共振器

Info

Publication number: JPH09162611A
Application number: JP32468695A
Authority: JP
Inventors: Ei Sagara Jiyuniadei; エイサガラジュニアディ
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1995-12-13
Filing date: 1995-12-13
Publication date: 1997-06-20

Abstract

(57)【要約】【課題】密閉された従来の金属空洞共振器や空洞開放型
誘電体共振器では、誘電体磁器に生ずる熱を外部へ散逸
させることは構造上困難であった。【解決手段】厚み方向に所定間隔を置いて配置された一
対の導電性基板と、これら一対の導電性基板間に少なく
とも一つ配置された導電性環状体と、該導電性環状体の
収容孔に収容された誘電体とを有するものである。導電
性基板と導電性環状体との距離、並びに導電性環状体相
互間の距離がｃ／（２＊ｆ）よりも小さいことを特徴と
する。ただし、ｃ、ｆはそれぞれ光速、共振周波数であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、共振器に係わり、
特に１００ＭＨｚ以上の高周波領域において高いＱ値を
有する共振器に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来より、共振器は１００ＭＨｚ近傍の準
マイクロ波以上の周波数領域におけるフィルターやアン
テナ共用機に広く利用されている。そして、近年、特に
高い周波数選択性能を必要とする携帯電話やページャー
用基地局においては、高いＱ値を有する金属空洞共振器
や空洞開放型誘電体共振器等が用いられている。

【０００３】図５及び図６は空洞開放型誘電体共振器を
示すもので、この空洞開放型誘電体共振器は、円筒状の
金属箱体２１の内部に円柱状の支持台２３を固定し、こ
の支持台２３に円柱状の誘電体磁器２５を固定して構成
されている。

【０００４】このような空洞開放型誘電体共振器は、い
ずれも導電性の内壁を有した空洞内に、特定の周波数
で、ＴＥモードの電磁場を共振させて得られる共振器で
あり、特に空洞開放型誘電体共振器は機器の小型化、高
信頼性化に多大な役割を果たしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、昨今で
は高い周波数選択性能に加えて、高出力への対応が社会
的な要請として生じている。このため、共振器に注入さ
れる電力が増加し、共振器自体の発熱による温度上昇を
抑えることが重要な技術課題となっている。ところが、
空洞で密閉された従来の金属空洞共振器や空洞開放型誘
電体共振器では、誘電体磁器に生ずる熱を外部へ散逸さ
せることは構造上困難であった。

【０００６】本発明の共振器は、従来の共振器と同等ま
たはそれ以上のＱ値を有しながら、空洞内外を遮断する
剛体を取り除いて共振器内部に生じた熱の発散が容易と
なる通気性の高い共振器を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記問題点
に対して種々検討を重ねた結果、厚み方向に所定間隔を
置いて配置された一対の導電性基板の間に、導電性環状
体を配置させて共振器を構成することにより、共振器内
部に生じた熱を容易に発散するとともに、高いＱ値を有
する共振器が構成できることを知見し、本発明に至っ
た。

【０００８】本発明の共振器は、厚み方向に所定間隔を
置いて配置された一対の導電性基板と、これら一対の導
電性基板間に少なくとも一つ配置された導電性環状体
と、該導電性環状体の収容孔に収容された誘電体とを有
するものである。

【０００９】また、本発明の共振器では、導電性基板と
導電性環状体との距離、並びに導電性環状体相互間の距
離がｃ／（２＊ｆ）よりも小さいことを特徴とするもの
である。ただし、ｃ、ｆはそれぞれ光速、共振周波数で
ある。

【００１０】

【作用】本発明の共振器では、上下の導電性基板の間に
導電性環状体を設けることにより、遮断周波数ｆ_cut＝
ｃ／（２＊ａ）以下のＴＥ波を、導電性基板と導電性環
状体で構成される空間（収容孔も含む）に封じ込めるこ
とができる。この結果、導電性基板および導電性環状体
の配置と、内部に設けた誘電体の形状及び誘電率に応じ
た電磁場の共鳴（定在波）を起こすことにより、共振器
としての機能が得られる。

【００１１】そして、本発明では、導電板により内部に
空間を形成し、この空間内に誘電体磁器を収容した従来
の空洞開放型誘電体共振器と比較して、誘電体が密閉さ
れておらず、通気性に優れた共振器となる。よって、共
振器に注入される電力が増加し、共振器自体が発熱した
としても、その熱が発散され、共振器自体の温度上昇を
抑制することが可能となる。

【００１２】また、導電性基板と導電性環状体との距
離、並びに導電性環状体相互間の距離がｃ／（２＊ｆ）
よりも小さいことにより、遮断周波数ｆ_cut＝ｃ／（２
＊ａ）以下のＴＥ波を、導電性基板と導電性環状体で構
成される空間（収容孔も含む）に封じ込めることができ
る。しかも、導電性環状体を複数配置したため、ＴＥモ
ードの電磁波に対する遮断効果をより大きくすることが
可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の共振器を図１および図２
を用いて詳細に説明する。本発明の共振器では、図１お
よび図２に示すように、一対の正方形状の導電性基板
１，２が、その厚み方向に所定間隔を置いて配置されて
いる。導電性基板１，２は、例えば、銅，アルミニウ
ム，銀，金等により形成されている。これらの一対の導
電性基板１，２の間には、導電性基板１，２と同一形状
の導電性環状体３が配置されており、この導電性環状体
３の中央部には円形状の収容孔６が形成されている。導
電性環状体３は、例えば、銅，アルミニウム，銀，金等
により形成されている。

【００１４】そして、下側導電性基板１の上面には、例
えば、テフロン，樹脂等からなる円柱状の支持台７が配
置されており、この支持台７には円柱状の誘電体磁器８
が配置されている。この誘電体磁器８は、導電性環状体
３の収容孔６を挿通している。

【００１５】下側導電性基板１と導電性環状体３との
間、および上側導電性基板２と導電性環状体３との間に
は、例えば、テフロンや樹脂等で作製したスペーサ１１
を介装することにより支持され、下側導電性基板１と導
電性環状体３との距離、および上側導電性基板２と導電
性環状体３との距離がｃ／（２＊ｆ）（ただし、ｃ、ｆ
はそれぞれ光速、共振周波数）よりも小さくされてい
る。

【００１６】また、本発明では、図３および図４に示す
ように、導電性基板１，２の間には、導電性基板１，２
と同一形状の導電性環状体３，９を２つ配置しても良
い。この場合、支持台７に配置された誘電体磁器８は、
２つの導電性環状体３，９の収容孔６を挿通している。

【００１７】下側導電性基板１と導電性環状体３との
間、および導電性環状体３，９相互間ならびに上側導電
性基板２と導電性環状体９との間には、例えば、テフロ
ンや樹脂等で作製したスペーサ１１を介装することによ
り支持され、下側導電性基板１と導電性環状体３との距
離、および導電性環状体３，９相互間の距離、ならびに
上側導電性基板２と導電性環状体９との距離がｃ／（２
＊ｆ）（ただし、ｃ、ｆはそれぞれ光速、共振周波数）
よりも小さくされている。

【００１８】尚、導電性環状体は３つ以上であっても良
いが、この場合にも導電性環状体５の相互間の距離は
ｃ／（２＊ｆ）よりも小さくされる。

【００１９】また、本発明の誘電体として誘電体磁器を
用いたが、誘電体として機能するものであれば、公知の
もの、例えば、樹脂等で作製されたものでも良いことは
勿論である。

【００２０】

【実施例】

実施例１図１および図２に示すように、縦５０ｍｍ横５０ｍｍ厚
み０．５ｍｍの銅板からなる上側導電性基板２と下側導
電性基板１を、その厚み方向に１５ｍｍの間隔をおいて
平行に配置し、上側導電性基板２と下側導電性基板１の
間の中間位置に板状の導電性環状体３を配置した。この
導電性環状体３は、導電性基板１，２と同一材料、同一
寸法、同一厚みである。下側導電性基板１と導電性環状
体３との間、および上側導電性基板２と導電性環状体３
との間には、例えば、テフロンや樹脂等で作製したスペ
ーサ１１を介装することにより支持され、下側導電性基
板１と導電性環状体３との距離、および上側導電性基板
２と導電性環状体３との距離がｃ／（２＊ｆ）（ただ
し、ｃ、ｆはそれぞれ光速、共振周波数）よりも小さく
されている。

【００２１】この導電性環状体３の中央部には直径３０
ｍｍの収容孔６が形成されており、この収容孔６を高さ
５．３ｍｍ、直径９．５ｍｍの円柱形状の誘電体磁器８
が挿通している。この誘電体磁器８は、下側導電性基板
１上に固定した高さ３．３ｍｍ直径３．０ｍｍの円柱形
状のテフロン支持台７上に固定されている。用いた誘電
体磁器８は比誘電率２０、損失係数ｔａｎδ＝０．００
００５（於１０ＧＨｚ）の誘電特性を有する。

【００２２】そして、得られた共振器の共振周波数ｆ及
び無負荷Ｑの測定をするために、同軸ケーブルを共振器
内部の収容孔６に導き、ケーブル先端に施したループア
ンテナからＨ波を収容孔６に放射させて入力源とした。

【００２３】誘電体磁器８を挟んで反対側に出力用のル
ープアンテナを配し、入力に対する出力の利得を測定
し、挿入損失、共振周波数ｆ及び負荷Ｑを得た。無負荷
Ｑは式Ｑ_U＝Ｑ_L／（１−１０^(IL/20)）から算出し
た。ただし、Ｑ_U、Ｑ_L、ＩＬはそれぞれ、無負荷Ｑ、
負荷Ｑ、挿入損失のデシベル（ｄＢ）値を表している。
この結果を表１に示した。

【００２４】

【表１】

【００２５】実施例２図３および図４に示すように、上記実施例１と同様の上
側導電性基板２と下側導電性基板１を１５ｍｍの間隔を
おいて平行に配し、上側導電性基板２と下側導電性基板
１の間に、上記実施例１と同様の導電性環状体３及び９
を５ｍｍ間隔で配置した。

【００２６】下側導電性基板１と導電性環状体３との
間、および導電性環状体３，９相互間ならびに上側導電
性基板２と導電性環状体９との間には、例えば、テフロ
ンや樹脂等で作製したスペーサ１１が介装されており、
下側導電性基板１と導電性環状体３との距離が４．５ｍ
ｍ、導電性環状体３，９相互間の距離が５ｍｍ、上側導
電性基板２と導電性環状体９との距離が４．５ｍｍとさ
れており、それぞれｃ／（２＊ｆ）よりも小さくされて
いる。

【００２７】導電性環状体３及び９の中央部には、それ
ぞれ直径３２ｍｍの収容孔６が形成されており、これら
の収容孔６を上記実施例１と同様の誘電体磁器８が挿通
している。この誘電体磁器８は、実施例１と同様にして
テフロン支持台７上に固定されている。

【００２８】このような共振器の共振周波数及び無負荷
Ｑを測定した。測定方法は実施例１と同様にして行っ
た。この結果を表１に記載した。

【００２９】比較例１また、比較のために、従来より用いられている図５及び
図６に示すような金属空洞共振器、即ち、高さ１５ｍ
ｍ、直径３０ｍｍの円筒状の金属箱体２１の底面に高さ
３．３ｍｍ直径３．０ｍｍの円柱形状のテフロン製の支
持台２３を固定し、この上に上記実施例１と同一の誘電
体磁器２５を置いて共振周波数及び無負荷Ｑを測定し
た。測定方法は、同軸ケーブルを通してマイクロ波を共
振器内部に導き、ケーブル先端に施したループアンテナ
からＨ波を放射させて入力源とした。

【００３０】誘電体磁器を挟んで反対側に出力用のルー
プアンテナを配し、入力に対する出力の利得を測定し、
挿入損失、共振周波数及び負荷Ｑを上記式により得た。
結果を表１に示した。

【００３１】表１によれば実施例１及び実施例２におい
て従来方法の比較例と同等の共振器性能が周波数７．４
９ＧＨｚで得られている。しかも、本発明では、誘電体
磁器等を外部から遮断する箱体を必要としないため、通
気性が良好であり、共振器自体からの発熱を有効に発散
できる。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば板状
の導電性基板と板状の導電性環状体とから簡単に高性能
の共振器が得られるだけでなく、その構造から明らかな
ように、従来にない高い通気性が実現できることで、高
電力投入時の熱の発散を促進することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す概念図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】本発明のその他の実施例を示す概念図である。

【図４】図３の平面図である。

【図５】従来の空洞開放型誘電体共振器の構成を示す概
念図である。

【図６】図５の平面図である。

【符号の説明】

１，２・・・導電性基板３，９・・・導電性環状体６・・・収容孔８・・・誘電体磁器１１・・・スペーサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】厚み方向に所定間隔を置いて配置された一
対の導電性基板と、これら一対の導電性基板間に少なく
とも一つ配置された導電性環状体と、該導電性環状体の
収容孔に収容された誘電体とを有することを特徴とする
共振器。
【請求項２】導電性基板と導電性環状体との距離、並び
に導電性環状体相互間の距離がｃ／（２＊ｆ）よりも小
さいことを特徴とする請求項１記載の共振器。ただし、
ｃ、ｆはそれぞれ光速、共振周波数である。