JPS60153618A - 同調器 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明はラジオ、テレビの送信機や受信機、およびその
他通信機全般に用いることができる同調器に関するもの
である。

従来例の構成とその問題点 近年、ラジオやテレビの放送電波や通信機の通信電波の
数が増加しておシ、受信を希望する電波の周波数選択を
する同調器の性能においては、高い安定性と信頼性が必
要とされている。一方、同調器が設置される受信機、送
信機や通信機の製造コストの低減も大きな課題であシ、
特に合理化が困難な高周波部の同調回路部品について抜
本的な新技術の開発が特に必要とされている。

以下図面を参照しながら従来の同調器について説明する
。第１図は基本的な同調回路であり、（１）はインダク
タ、（２）はキャパシタである。そして、それらインダ
クタ（１）とキャパシタ（２）からなる並列共振回路（
３）にて構成される同調器は、従来においては第２図も
しくは第３図に示すような部品による構成で実現されて
いた。すなわち第２図に示すようにインダクタ部品（４
）とキャパシタ部品（５）のそれぞれ別個の部品が回路
導体（６）および（７）によって接続されて同調器が構
成されていた。また第３図に示すような別の方法として
、板状の誘電体（８）の表面に平面インダクタ（９）を
設置して、更に対向する電極Ｑ（Ｉおよび（ＩＩ）それ
ぞれよりなるキャパシタｔＩ２１を設置し、それぞれ別
個のインダクタ（９）とキャパシタ０２１が回路導体−
および０４）によって接続されて同調器が構成されてい
た。

しかしながら上記のような構成においては、（１）　第
２図に示すものはインダクタ部品（４）が他の部品と比
較してサイズが大きく、特に高さ寸法が非常に大きいこ
とが原因して機器の小型化と薄型化の実現を阻害してい
た。さらにインダクタ部品のコイルに挿入されているフ
ェライト材のコアは機械的振動によってその設定位置の
変動が発生し、それＫよって同調周波数が非常圧大きく
変動していた。またそのフェライト材のコアにおける透
磁率Ｉの温度依存性の大きいことが原因してインダクタ
ンスが不安定であシ、それによっても同調周波数が大き
く変動していた。それと同時に同調Ｑも影響を受けて大
きく変動していた。さらに同調周波数を設定目標値に安
定確保するため和、それぞれの部品を定められた設定位
置に高い精度で設置する必要があシ、特に高周波同調器
として量産する場合にはその設置精度の確保が困難であ
シ、それＫよって同調周波数が設定目標値から大きく離
れるとともに一定値に収斂させることが不可能であシ、
その量産性に間賄があった。

（２）　第３図に示すものはインダクタおよびキャパシ
タによる占有面積が大きく、それによって機器の小型化
の実現を阻害していた。さらにそれぞれの部品を構成す
るためＫＩｌ貰する電極はインダクタ電極とキャパシタ
を形成する灯向電極の少なくとも合計３個の機能電極が
必要であル、導電率が高く従ってコストの高い電極材料
を多量に使用するため同調器の製造コストが高くなシ、
それと共に省材料化を図ることが不可能であった。

（３）第２図および第３図に示すものにおける共−〇問
題点として、インダクタおよびキャパＶりはそれぞれ別
個の部品として形成市れたものであシ、それぞれ設置さ
れた部品に対して長い経路の回路導体を介して接続され
るように構成されていた。それ和よって不要なリードイ
ンダクタンスやストレーキャパシタが多く発生し、それ
によって同ｓｌ！ｌ！ｌ！！の動作が不安定であると共
に初期の設計目標を実現することが困難であった。従っ
て修正を含む設計作業に多くの時間を費していた。また
それぞれの同調器は独立した最小機能単位の別個部器の
集合回路であるため、既存の技術概念では部品点数の削
減および製造の合理化につい・て対処することが不可能
であり、それによって同調器のコスト低減には限界があ
る。

などの問題点を有していた。

発明の目的 本発明の目的は、インダクタ部品とキャパシタ部品を一
本化し、さらにキャパシタの値の任意に可変できるよう
に構成することにあり、それによって機械的に安定で、
同調周波数を任意に設定する仁とができ、同調周波数や
同ｍＱｃＪｍ度依存性が小さく、接続リードの悪影響を
なくして高周波的に安定で、さらに部す点数を削減して
製造工種の合理化を可能にする、超薄型で小型の同調器
１提供することである。

発明の構成 上記目的を達成するために、本発明の同調器は、誘電体
を介して対向設置した電極のそれぞれのアース端子また
は共通端子位置がそれぞれの電極で反対側となるように
設定され、誘電体表面に設けた溝の内部に前記電極を設
置する構成にしたもので、これＫよ〕一方の電極のイン
ダクタとして作用し、またこの電極と他方の電極が対向
して先端オープンの伝送路による分布定数回路を形成し
、この分布定数回路によって発生する負リアクタンヌに
よるキャパシタを実現し、前記インダクタと並列に作用
させることができさらにＭＥ体表面に設けた溝の深さを
ｖ４整して前記２つの電極の対向距離を任意に設定する
ことによって前記キャパシタの容量値を任意に設定し、
同調周波数を任意に設定できるようにしたものである。

実施例の説明 以下、本発明の実施例における同調器について図面を参
照しながら説明する。

第４図は本発明の第１の実施例における同調器の構成を
示す。第４図（ａ）は同同調器の正面図、（ｂ）は（ａ
）のＡ−Ａ断面図、（Ｃ）は裏面図を示す。第４図（ａ
）〜（０）において、α６）はセラミック等からなる板
状の誘電体である。（Ｉ６１はインダクタを形成する電
極であシ、誘電体（１６）の表面に設けられた溝の内部
に設置されている。ａηは誘電体０５１の裏面１ｃ電極
四と対向して設置された電極であシ、電極Ｑηは電極α
（２）と相俟って分布定数回路を形成しキャパシタを形
成する。θ樽は電極Ｈのアース端子であシ、−は電極Ｏ
Ｑのオーブン端子である。一方、電極ａηにおいては電
極α四の端子α樽とは反対側の端子−がアース端子であ
ル、＠υがオープン端子である。

第５図は（ａ）〜（０）は本発明の第２の実施例におけ
る同調器の構成を示す。図にお込て、板状の誘電体（２
）に対する電極ガと電極（財）の設置構成は第４図（Ｉ
Ｌ）〜（０）で説明した実施例と同様であるが共通端子
の位置が逆になっており、彌は電極−のオーブン端子で
あり、鍔は電極ムのアース端子である。一方、四ηは電
極（財）のアース端子であシ、吸は電極（財）のオープ
ン端子である。

第６図（ＳＬ）〜（ｅ）は本発明の第３の実施例におけ
る同調器の構成を示す。板状の誘電体■に対する電極（
２）と電極■の設置構成および端子モードは第４図（ａ
）〜（０）で説明した実施例と同様であるが、電極（２
）と電極（至）との面積は同一でなく、またそれぞれの
電極節■が部分的に対向するように設置した構成である
。

第７図（ｔＬ）〜（０）ないし第９図（ａ）〜（Ｑ）は
本発明の第４〜第６の実施例における同調器の構成を示
す。

第７図における板状の誘電体田に対する電極間と電極１
４１）の設置構成および端子モード、第８図における板
状の鍔′醒体１４Ｘ５に対する電極間と電極間の設置構
成および端子モード、および第９図における誘電休暇に
対する電極−とづ＆鼎の設置構成および端子モードは第
４図（ａ）〜（Ｃ）で説明した実施例と同様であるが、
それぞれの電極は少なくとも−ケ所の任意の屈曲角と屈
曲方向を示す屈曲部を有するものを用いる。

第１０図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の第７の実施例におけ
る同調器の構成を示す。板状の誘電体（ωに対する電極
１ｇｌと電極備の設置構成および端子モードは第４図で
説明した実施例と同様であるが、それぞれの電価はスバ
イラμ形状金有するものを用いる。

第１１図（ａ）〜（０）は本発明の第８の実施例におけ
る同調器の構成を示す。板状の誘電体（５１１に対する
電極［株］と電極間の設置構成および端子モードは第４
図で説明した実施例と同様であるが、電極−は電極ωの
面積内に含まれた範囲内で部分的に対向設置するように
設置した構成である。

第１２図（ＩＬ）　（ｂ）は本発明の第９の実施例にお
ける同調器の構成を示す。円筒状の誘電体５７１におけ
る外周部の表面に設けられた溝の内部に電極■が設置さ
れ、内周部に電極（至）が電極（へ）と対向して設置さ
れるものである。そしてそれぞれの電極輪および霞のア
ース端子は互いに反対側に位置する逆方向となるように
設定されている。ことで誘電体−として円筒形状のもの
以外に角筒形状のものも使用することができる。

前記それぞれの実施例において、銹俄体表面に設ける溝
の大きさ、形状は任意であり、たとえば第１０図（ａ）
のに−Ｋに沿う断面図は第１３図（ａ）〜（Ｃ）Ｋ示す
ようなものでもよい。また、この溝の深さは任意に設定
することができ、それによってそれぞれの２つの電極の
対向距離を変化させて、２つの電極の間に形成される分
布キャパシタの大きさを変化させ、本発明の同調器の同
調周波数を変化させる。また、大きくて厚い誘電体の一
部分に本発明の同調器を構成する場合、誘電体全体の機
械的強度を比較的劣化させることなく、２つの電極の対
向距離を近接させることができるので、同調器の占有面
積が小さくても比較的大きな分布キャパシタを形成する
ことができる。したがって比較的低い同調周波数を有す
る小型の同調器を実現でき、同調器のスペースファクタ
を向上させることができる。さらに、第１３図（ＩＬ）
〜（ｃ）に示すように電極の外周や内周などに沿うよう
に溝を形成すれば電極設置時の位置決めに溝を使うこと
もできる。それによって、それぞれの２つの電極の間の
位置精度を向上することができる。

また、第４図〜第１３図に示す実施例において、電極を
設置する溝を誘電体の片面だけに設けたｔζζ電電体両
面に溝を設け、それぞれの内部に電極を設置しても所要
効果を得ることはできる。

いうまでもなく第６図、第１１図、第１２図で説明した
実施例におけるそれぞれの電極社第７図〜第１０図で説
明した実施例の電極形状を有するものを用いてもよい。

また、第７図〜第１０図に示す実施例においては屈曲部
として任意の屈曲角を有する角弧状のパターンで形成し
たものを示し九が、これとは別忙屈曲部として任意の曲
率を有する円弧状のパターンで形成した電極で構成して
本よいことはいうまでもなり。

以上それぞれの実施例圧おいて、それぞれの電極におけ
るアース端子は特別にアース端子として設定せずとも、
一般的に共通端子として設定し、他の回路部（図示せず
）に接続しても所要の目的は達成する仁とができる。

第６図および第１１図に示すものは両電極のパターンが
・完全に一致せずとも所要の目的の同調器を実現できる
ものである。それによって両電極が対向する部分の長さ
および幅に依存して同調周波数を任意に設定することが
できる同調器を実現することが可能である。第７図〜第
１０図に示すものは、同調器の占有面積が小さくても比
較的大きな分布。

インダクタ七分布キャパシタを形成することが可能であ
る。従って比較的低い同調周波数を有する小型の同調器
が実現でき、同調器のスペースファクタを向上させるこ
とができる。

第１２図に示すものは第４図〜第１１図に示すものより
さらに同調器を小型化しても、よシ充分大きなインダク
タとキャパシタを形成することが可能である。従って充
分に低い同調周波数を肴する超小型の同調器を実現する
ことができる。第１２図に示すものはこれを製造する場
合において、連続した円筒形状の誘電体（支）に電極−
、艶をそれぞれ連続して形成し、所要の寸法長さで切断
することによって大量Ｋかつ容易に製造することが可能
である。

なお、上記それぞれの実施例における伝送路電極として
は金属導体、プリント金属箔導体、厚゛膜印刷導体、薄
膜導体などを使用することができ、また上記それぞれの
導体を゛異種組み合わせて伝送路′ｆＩｔ極を形成して
もよい。一方、誘電体としてはアルミナセラミック、チ
タン酸バリウム、ガラスチツク、フッ化樹脂、ガラス、
マイカ、樹脂系プリント回路基板などを用いることがで
きる。

以上のように構成された本実施例の同調器について以下
その動作を説明する。

第１４図（ａ）〜（ｅ）は本発明の同調器における動作
′を説明するための等何回路である。第１４図（ａ）に
おいて、−気長ｌを有し、互いにアース端子を逆方向側
に設定したそれぞれの伝送路電極（１０・、ｔｏによっ
て形成される伝送路に対して、電圧ｅを発生す□る信号
源ｉが伝送路電−１０に接続□されて信号を供給するも
のとする。そして、それＫよって伝送路電極頭の先端に
おけるオープン端子には進行波電圧ｅＡが励起されるも
のとする。一方□、伝送路電極ｔっけ上記の伝送路□電
極四に近接して対向設置もしくは並設されているので、
相互誘導作用によって電圧が誘起される。その′伝送蕗
電極（ハ）の先端におけるオープン端子に誘起される進
行波電圧をガとする。

ここで伝送路電極ＣＱおよびｔｏにおいてはそれぞれの
アース端子が逆方向側に設定されているので、誘起され
る進行波電圧ｅＢは励起する進行波電圧ｅｈに対しそ逆
位相となる。そして、それぞれの進行波電圧ｅ□および
ｅＢは伝送路の先端がオープン状態であるので、伝送路
電極９０および（ハ）より成る伝送路において電圧定住
波を形成することになる。ここで伝送路電極ＱＱにおけ
る電圧定在波の分布様態を示す電圧分布係数をＫで表わ
すものとすると、伝送路電極（ハ）における電圧分布係
数は（］−Ｋ）で表わすことができる。

そこで次に、伝送路電極（至）およびｆ７１）において
任意の対向する部分において発生する電位差Ｖをめると ｖ＝ＫｅＡ−（１−Ｋ）ｅＢ　・・・・（１）で表わす
ことができる。ここで、それぞれの伝送路電極輪および
（ハ）が同じ電気長ｔであるとするとｅ　−−ｅ　・・
・・（２） Ｂ　Ｅ となシ、それによって第１式における電位差■はＶ＝Ｋ
ｅＡ＋　（］−Ｋ）ｅＡ ＝ｅＡ　・・・・（３） となる。すなわち伝送路電極（至）と（ハ）がそれぞれ
対向する全ての部分において電位差Ｖを発生させること
ができる。

ここで伝送路電極Ｑ１および（ハ）はその電極巾Ｗを有
するものとしく電極の厚みは薄いものとする）、さらに
誘電率りを有する誘電体を介して間隔ｄで対向されてい
るものとする。この場合における伝送路の単位長当ルに
形成するキャパシタンスＣ８はであシ、故に ｃｏ＝　ｔ０εｓ、　−−−−（６） となる。

従って、第１４図（ａ）に示す伝送路は、第１４図（ｂ
）に示すような単位長当りにおいて第６式でまるＣ８の
分布キャパシタＯ′葎を含んだ伝送路となる。

さらにこの伝送路は第１４図（Ｃ）に示すように、伝送
路の分布インダクタ成分および伝送路の屈曲形状により
発生する集沖インダクタ成分それぞれによる総合的な分
布インダクタに）および（ハ）と分布キャパシタｆｅよ
りなる分布定数回路と等価に表わすことができる。

次Ｋ、この分布キャパシタ（２）の形成における伝送路
の電気長ｌとの関係について説明する。第１５図（ａ）
に示すような伝送路における単位長当シの特性インピー
ダンス２゜は、第１５図（ｂ）に示す等価回路で表わす
ことができる。その特性インピーダンスとなる。ここで
伝送路が無損失の場合はとなる。本発明の同［ｉ回器に
おける実施例の多くはこの仮定を適用することができ、
かつ説明の簡略化のため以下第８式に示す特性インピー
ダンスｚ。

を用いる。第８式におけるキャパシタンスＣ８は第６式
においてめた伝送路圧おける単位当勺のキャパシタンス
Ｃ６と同じものである。すなわち弘送路における単位長
当りの特性インピーダンスｚｏはキャパシタンスｃｏの
関数であり、それはまたキャパシタＣｏに関与する誘電
体の誘電率ｔ８．伝送路電極の巾Ｗおよびそれぞれの伝
送路電極の設置間隔ｄの関数でもある。

以上のようＫ、伝送路における単位長当９の特性インピ
ーダンスが２゜で、その電気長が！であり、かつ先端が
オープン状態である伝送路の端子に＠生する等価リアク
タンスＸは Ｘ　＝＝−ＺｏＣｏｔθ　−−−一（９）で表わすこと
ができる。ここで ０＝２π−・・・・Ｏ。

ス であシ、特に ノ場合において等価リアクタンスＸは Ｘ≦０　・・・・ｏ２１ となる。すなわち伝送路の端子における等価リアクタン
スはキャパシティブリアクタンスとなり得る。したがっ
て伝送路の電気長７によってθが第１１式に該当する場
合、すなわち例えば電気長ｌをλ／４以下に設定するこ
とＫよりキャパシタを形成することができる。そして、
その形成できるキャパシタのキャパシタンスＣは で表わされるように、θの変化によって、すなわち伝送
路の電気長ｌの設定によって任意のキャパシタンスＣを
実現することができる。

以上第９式〜第１３式において説明した伝送路の動作様
態について図に表わしたものが第１６図である。第１６
図で社、先端がオーブン状態の伝送路において、その電
気長ｌの変化に従って端子に発生する郷価リアクタンス
Ｘが変化する様子を表わしている。第１６図から明らか
なように、伝送路の電気長ｌがλ／４以下もしくはλ／
２〜４λ／３などにおけるような場合には負の端子リア
クタンスを形成することが可能であシ、すなわち等価的
にキャノ（シータを形成することができる。さらに、負
の端子リアクタンスを発生させる条件において、伝送路
の電気長ｌを任意に設定することによって、キャパシタ
ンスＣを任意の値に実現することが可能である。

このよう圧して形成されるキャパシタＣは、第１４図（
ａ）において示す集中定数キャパシタＤＩとして等価的
に置換することができる。そして、伝送路に存在する分
布インダクタ成分および伝送路の屈曲形成によって発生
する集中インダクタ成分それぞれの総合によって形成さ
れるインダクタは、集中定数インダクタ■として等価的
に置換することができる。この第１４図（ｄ）において
アース端子を共通化して表わすと、明らかに最終的には
第１４図（ｅ）において示すように、集中定数キャパシ
タ（至）および集中定数インダ、フタ”曽よ構成る並列
共振回路と等価になｊ、同調器を実現することができる
。

発明の効果 以上のように本発明は、誘電体を介して対向設置し、た
電極のそれぞれのアース端子または共通端子位置がそれ
ぞれの電極で反対側となるように設定されるので、それ
ぞれの伝送路電極間において有効に電位差を発生させ、
それによって分布キャバＶりを形成させるとともに、伝
送路の分布定数インダクタおよび集中定数インダクタよ
りなる総合的なインダクタと並列に作用させて、等価的
に並列共振回路を構成できるものであり、さらに誘電体
表面に溝を形成し、その内部に電極を設置するので、２
つの電極の対向距離を変化できるものであり、次のよう
な優れた効果が得られる。

（１）　誘電体表面に形成する溝の深さによって、分布
キャパシタの大きさを任意に設定することができる。そ
れによって、同調器の同調周波数を任意に設定すること
ができる。

（２）電極を設置する部分だけ溝を形成すればよいので
、機械的強度を比較的劣化さ゛せずに、大きくて厚い誘
電体の一部分に比較的大容量の分布キャパシタを有する
同調器を実現することができる。

（３）前記（２）の効果により、小さな面積で比較的低
い同調周波数を有する同調器を実現することができる。

（４）誘電体表面に形成した溝は電極設置時の位置決定
にも用いることができるので、大量生産にも適している
。

【図面の簡単な説明】

第１図は基本的な同調器の回路図、第２図および第３図
は従来の同調器における構成を示す斜視図、第４図（ａ
）　〜（０）ないし第１１図（ａ）　〜（Ｑ）は本発明
のそれぞれの実施例における同調器の表面図、断面図お
よび裏面図、第１２図（ｉＬ）（ｂ）は本発明の他の実
施例における同調器の側面図と断面図、第１３図（ａ）
〜（０２は第１０図に示す実施例における同調器の断面
図、第１４図（ａ）　〜（＠＞　’　、第１５図（ａ）
（１））　、第１６図は本発明の動作原理を示す説明図
である。 ＋１＠翰Ｃ１Ｉｉ１ｃＩｉＩ−−−もυ−・・・誘電体
、鱈αｎ關（財）Ω■（社）曲１４３　ｕａ　＋４Ｉ　
ｎ−■（至）關−（至）舛（ハ）・・・伝送路電極第１
図 第２図 第４図 第７図 ｃ（ｌン　Ｃｂ）　（Ｃ） 第β図 第１Ｏ図 （ｄ）　（１，ｓ） 第１３図 第１４図 第１４図 第１５図 （ａ）　（ｂ） 第１５図 □私立路ｔｒ笈長ノ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　誘電体を介して対向設置した電極のそれぞれのア
   ース端子または共辿端子位置がそれぞれの電極で反対仰
   と々るように１設定され、誘電体表面忙溝を設け、その
   内部に前記電極を設置した同調器。 ２、　電極は、誘電体の表裏に設置されることを特徴と
   する特許請求の範朋第１項記載の同調器、 ８、　電極は少なくとも一ケ所の屈曲部を有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の同調器。 生　電極はスパイフル形状であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の同調器。 ５　電極は、その等測長さが異方ることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の同調器。 ６　誘電体が筒状であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の同調器。