JPS59139704A - 誘電体共振器 - Google Patents

誘電体共振器

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JPS59139704A
JPS59139704A JP18317082A JP18317082A JPS59139704A JP S59139704 A JPS59139704 A JP S59139704A JP 18317082 A JP18317082 A JP 18317082A JP 18317082 A JP18317082 A JP 18317082A JP S59139704 A JPS59139704 A JP S59139704A
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JP
Japan
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case
dielectric
resonator
columnar
linear expansion
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JP18317082A
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JPS6322729B2 (ja
Inventor
Toshio Nishikawa
敏夫 西川
Yohei Ishikawa
容平 石川
Shuichi Wada
秀一 和田
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Priority to AU19749/83A priority patent/AU558140B2/en
Priority to FR8315509A priority patent/FR2534088B1/fr
Priority to GB08326042A priority patent/GB2129228B/en
Priority to US06/537,711 priority patent/US4639699A/en
Priority to CA000438166A priority patent/CA1213009A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P7/00Resonators of the waveguide type
    • H01P7/10Dielectric resonators

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は?!ffti波のTMo + oモードまた
はその変形モードを用いた誘電体共振器に関し、特に、
誘電体共振器の共振周波数の温度特性の改良に関する。
第1μおよび第2図は、この発明の背景となる従来のT
Mo+oモードを用いた誘電体共振器の一例を示す図で
ある。第1図は共振器の1lilyi面図であり、第2
図は第1図の線ト」に沿った平断面図である。第1図お
よび第2図を参照して、誘電体共振器1は、全体が金8
で形成されたケース2内の円形の空洞3に長さLの円柱
状の誘電体4が配置されて構成されている。そして、T
Ma。
0モードの電磁界分布が示されていて、実線矢印5は電
気力線、点線矢印6は磁力線である。
TMo+oモードは、第1図、842図にも示すように
、gm体円柱4内部への電界集中が最もよく行なわれる
モードであり、共振器1の小形化が可能である。そして
この場合、誘電体4はT M 。
、0モードについて有効に働き、他のモードについては
有効ではなく、そのためにスプリアス特性が良い。また
、このモードは、その共振周波数to  <=C/λ0
.ここにC:光速、λ0 :共振波長)が共振器長(円
柱状誘電体長)Lに関係しない。よって、a電体共振器
は一層の小形化が可能である。
このように、TMo+ oモード(その変形モードでも
同様)を用いた誘電体共振器は、種々の利点を備えてお
り、フィルタや発振素・−子として有効に利用できる。
しかしながら、従来のTMo、0モ一ド誘電体共振器は
、共振周波数の温度特性が良くないという大きな欠点が
あった。すなわち、共振周波数の温度特性をηアとする
と、 ηf#Cη2−Aα+Bα2 ・・・(1)となる。こ
こに、 η、:X電率の温度係数 α1 :誘電体の線膨張率 各2二金属ケースの線膨張率 A、B、C:定数 である。つまり、共振周波数の温度特性η、は誘電率の
温度係数ηε の他、誘電体および金属ケースそれぞれ
のam張率α、およびα2に関係する。
そこで、共振周波数の温度特性ηfを良好にするために
は、誘電体材料によって定まるηε を選択する他、α
、およびα2を適当に制御する必要がある。しかしなが
ら、α、およびα2を同時に適当に制御することは困難
である。
このことは、別の見方をすれば、金属ケース2内に柱状
誘電体4を配置して構成する従来の共振器において、誘
電体4.金属ケース2それぞれの線膨張率の相違から、
共振器1周囲の温度変化によって柱状誘電体端面4aと
それに面する金属ケース面2aとの間の微小ギャップが
変化するということである。そして、この接続部分に生
じるギャップの変化が、電流変化を生じ、実効誘電率が
変化する。このことは、共振周波数roを決める要素の
1つであるC (f o −1/ 2 πJ″′LC−
)の変化を生じることになる。したがって、従来のもの
ではケースと誘電体との線膨張率の違いから、温度によ
る共振周波数の変化が著しいという欠点があったのであ
る。
それゆえに、この発明の目的は、柱状誘電体とそれをR
nするケースの線膨張率とを一致させ、共振周波数の温
度特性の良好な誘電体共振器を提供することである。
この発明は、簡単に言えば、ケースと柱状誘電体とを同
じ線膨張率のI!![体材料で形成し、その内面または
外面に導電膜を設けた誘電体共振器である。
この発明の上述の目的と特徴は、図面を参照して行なう
以下の詳細な説明から一層明らかとなろう。
第3図および第4図は、この発明の一実施例を示す図で
ある。第3図は誘電体共振器の側断面図、第4図は第3
図の線■−■に沿った平断面図である。
第3図および第4図を参照して、誘電体共振器10は、
たとえば線膨張率αの誘電体円柱状部11と、この円柱
状部11を内に配置する線膨張率が同じくαのXtt体
ケース部12とで構成されている。このように、円柱状
部11とケース部12とを同一の線膨張率の誘電体材料
で形成したことが、この実滴例の特徴の1つである。
また、誘電体ケース部12の内面には、全面にわたプて
導電It!!13が設けられでいる。よって、誘電体円
柱状部11は、導電膜13によって完全に奮われている
ことになる。言い換えれば、誘電体ケース部12の全内
面にわたって設けられた導電Il!13が矩形空洞14
を形成し、その中にtlt電体円柱状部11が配置され
ているのである。このようにした結果、導電B!j!1
3が従来の共振器における金属ケースに相当する働きを
し、シールドおよび実電流経路として1°[用する。
次に、導電膜13についで、さらに詳しく説明する。誘
電体ケース部12は、その形成過程から、少なくともケ
ース上蓋121と底面および側面からなるケース本体部
122とに分けることができる。そして、このような上
蓋121 (15よび本体部122を組合わせてケース
部12ができあがっている。君い換えれば、誘電体ケー
ス部12は、少なくとも上11121と本体部122!
!面との境において継目があり、ケース部12はこの部
分で不連続である。
さて、この実施例においては、誘電体ケース部本体12
2中にI!tl!休円柱状体11を配置した後上蓋12
1を被せて誘電体ケース部12を組立て、ケース部12
の全内面にAgペーストを塗布して焼成される。このよ
うにして、ケース部12の内面には金fiAo 股が形
成される。この金f!AgII!、すなわちS電I!1
3は、ケース部12の不連続な継目、すなわちたとえば
上蓋121の内面とケース側部の内面とが交差する部分
においても連続的に形成されている。このように、導電
1113を連続的に形成したことにより、実電流経路に
継目がなく、共振器10のQの低下がなく、Qの値が設
計通りのものとなるという利点がある。
なお、誘電体円柱状部11とM電体グー2部12との線
膨張率が同一でありさえすればよく、それらの誘電率等
は異なってもよい。
この実施例では、誘電体ケース部12の内面全面にわた
って導電膜13を形成したが、導電膜13の形成場所は
ケース部12の内面には限定されない。すなわち、第5
図(A>ないしくC)に示すように、導1!Ifi13
の形成位ぼは、ケース部12の内面、外面および内面と
外面との組合せのいずれの場所であってもよい。すなわ
ち、導電膜13によって誘電体円柱状部11が完全に取
囲まれ、導電膜13が従来の金属ケースに相当するシー
ルドおよび実電流経路として作用すればよい。
なお、第3図に示す実施例では、ケース上蓋121に2
つの孔15が形成されている。この孔15は、後述する
ように、この共振器10をフィルタに用いるとき、入力
および出力コネクタを適用するための孔である。
第6図および第7図は、この発明の他の実施例を示す図
である。第6図は実施例の側断面図であり、第7図は第
6図における線■−■に沿った平断面図である。
第6図および第7図に示す実施例の特徴は、ケース側部
22の内面と密接して円柱状誘電体部21が配置されて
いることである。すなわち、ケース側部22に形成され
た円柱状空洞(直径:D。
iさ:L)内に丁痕一杯に収まる円柱状部21 ・(直
径二〇、高さ:L)が配置されている。
このとき、誘電体円柱状部21の誘憧串をε1、誘電体
ケース側部22の誘電率をε2とすると、ε 警 〉 
ε2 である。なお、円柱状部21とケース側部22との線膨
張率は、前の実施例同様に、たとえばαで等しい。
さて、導電P23はケース側部22外面および円柱状部
21端面を覆って連続的に設けられている。このS電F
J23と誘電体円柱状部21(誘電率:ε、)との間の
誘電体ケース側部22(誘電率二82)が前記実施例の
空洞14(第4図)と同様に働くのである。なお、補強
のために、第6図に示すように、上蓋部24と下蓋部2
5とがケース側部22の上下に取付けられることもある
この実施例は、上述のような構成にしたので、共振器2
0の内部に空間がなく、耐湿特性の向上を図ることがで
きるという利点を有する。
ざらに、この発明のケースは、ケース内のi!!電休柱
体側面が密接して入れられるものも含むことを付言し1
おく。
以上のよう柱状誘電体部とケース部とを同しαとした結
果、共振周波数の渇痕特性ηfは恒等的に ηf=Cηε −α =  (−1/2)η  −α  (Cニー1/2)ε ・・・ (2) となる。よって、771 は、vJ電(、を月料を道1
j〈シてη5が決まった後、線膨張率αだけを制御すれ
ばよい。これは比較的容易である。すなわち、誘電体材
料の選択のみで一義的に共振周波数の渇度持性ηfの向
上を図るととができる。なJ3、C== −1/2とな
るのは、誘電体円柱状部内にIL)0%共振エネルギが
閉込められたときに成立する。゛上記各実施例では、第
3図、第4図より明らかなように、矩形空洞14を有す
る誘電体ケースと誘電体円柱状部11との組合せか、ま
たは、第6図、第7図より明らかなように円柱状ケース
22と誘電体円柱状部21との組合せとしたが、これら
に限定されることはなく、たとえば、矩形空洞ケース(
角柱ケース)と誘電体角柱状部、矩形空洞ケース(角柱
ケース)と誘電体円柱状部、円形空洞ケース(円柱ケー
ス)と誘電体角柱状部等の組合せでもよい。このように
、ケースと柱状部との形状を変更したとき、基本TMo
+oモードに対して同様の電磁界分布と共振周波数とを
持つ変形モードとなる。(第3図、第4図に示づ実施例
では、変形モードであるTM++oモードを用いている
。) 第8図は、この発明の好ましい実施例としてのフィルタ
の一例を示す断面図解図である。第8図を参照して、誘
電体共振器10は外装ケース31内に入れられ、外蓋3
2によって封゛入されている。
外蓋32には2つの孔33.34が形成されていて、こ
の孔33.34に同軸型の入力コネクタ35と出力コネ
クタ36とが取付けられている。各コネクタ35.36
から外装ケース31内の共振器10内に、共振器の孔1
5を通して励振棒317が突出している。励振棒37と
外蓋32の孔33゜34および共振器10の孔15との
間は、防湿用に、たとえばテフロン(商品名)41で塞
がれている。この励@PJ37と共振器10とが結合し
入力コネクタ35から入力された所定の周波数「の信号
だけが出力コネクタ36から出力されることとなる。
外装ケース31の底面にはばね38が設けられて、いて
、このばね38が共振器10を弾発的に支えている。外
装ケース31の外部から共振N10に与えられる振動等
はこのばね38ににって緩和されるとともに、外部温度
変化によって外装ケース31が伸縮しても、ばね38に
よって共振器10は安定的に保たれる。また、外装ケー
ス31の内側面には、たとえばフェルト等でできたクッ
ション部材39が設けられていて、内部の共振器10に
与える振動を減少する。
このように、誘電体、たとえばセラミックで形成した共
振器を用いてフィルタを構成する際に、たとえば金属で
できた外装ケースに共振器10が入れられることにより
、誘電体共振器10に直接側わる外部振動等を減少でき
、共振器10が損傷しにくく、補強されるという利点を
有する。
さらに、共振器の上蓋121の導電躾13と外蓋32ど
は、コネクタ35.36の外部導体(口承せず)ととも
にアース板40によって電気的に接続されている。
以上のように、この発明は、柱状誘電体とケースとを同
−llA縛張率の誘電材料で形成したので、誘電体端面
とそれに面するケース面どの間の微小ギャップを常に一
定にすることができ、あるいは微小ギ17ツプを無くす
ることができる。したがって、共振器の共振周波数の濡
洩特性が非常に良好となる。ま1こ、柱状誘電体とケー
スとの線膨張率が同一であることの副次的効果として、
柱状!!!電体とケースどの相対的位置関係が一定であ
り、機械的、電気的に安定な共振器になる。
【図面の簡単な説明】
第1因は従来のTMo+oモードを用いた誘電体共振器
の側断面図である。第2図は第1図の共振器の線ト」に
沿った平断面図である。第3図はこの発明の一実施例の
側断面図である。第4図は第3図に示1実施例の粉11
/−IVに沿った平断面図である。第5図AないしCt
J第3図の実施例の変形を示す図である。第6図はこの
iM明の他の実施例の側断面図を示す。第7図は第6図
の線■−■に沿った平断面図を示づ。 図においで、10.20は誘電1本共振器、11゜21
1よ誘電体円柱状部、12は誘電体ケース部、13.2
3は導電粉、14は矩形空洞、22はケース側部を示f
0 特許出願人 株式会社村田製作所 昭和59年3月6日 特許庁長官殿 1、事件の表示 昭和57年特許願第 183170  号2、発明の名
称 誘電体共振器 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 4、代理人 住 所 大阪市北区天神橋2丁目3番9号 八千代第一
ピル電話 大阪(06)351−6239 (代)氏名
弁理士(6474)深見久部 −1゜5・補正命令の日
付               ’、”; ”’;−
1,7昭和59年2月28日            
  −゛5、補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 6、補正の内容 朗報I!l第14頁第8行を下記のとおり補正する。 記 ■に沿った平断面図を示す。第8図は、この発明の好ま
しい実施例としてのフィルタの一例を示す断面図WI図
である。 以上

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) ケース内に柱状誘電体を配置して構成するTM
    O’IOモードまたはその変形モード、を用いた誘電体
    共振器において、 前記ケースを前記柱状誘電体と同じ線膨張率の誘電体材
    料で形成し、その内面または外面に導電膜を設けたこと
    を特徴とする誘電体共振器。
  2. (2) 前記ケースは交差する面を有し、前記導電膜は
    前記ケースの交差する面にわたって連続的に形成したこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の誘電体共振
    器。
  3. (3) 前記柱状誘電体の側面は、前記ケース内面と密
    接して配置され、 前記導電膜は前記ケース外面に設けたことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項または第2項記載の誘電体共振器
JP18317082A 1982-10-01 1982-10-18 誘電体共振器 Granted JPS59139704A (ja)

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JP18317082A JPS59139704A (ja) 1982-10-18 1982-10-18 誘電体共振器
AU19749/83A AU558140B2 (en) 1982-10-01 1983-09-29 Tm mode dielectric resonator
FR8315509A FR2534088B1 (fr) 1982-10-01 1983-09-29 Resonateur dielectrique
GB08326042A GB2129228B (en) 1982-10-01 1983-09-29 Dielectric resonator
US06/537,711 US4639699A (en) 1982-10-01 1983-09-30 Dielectric resonator comprising a resonant dielectric pillar mounted in a conductively coated dielectric case
CA000438166A CA1213009A (en) 1982-10-01 1983-09-30 Dielectric resonator

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JPS6322729B2 JPS6322729B2 (ja) 1988-05-13

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