JPS61114603A - 柱状誘電体共振器 - 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、柱状誘電体共振子を利用した共振器に係り、
特に共振子の形状が犬となる４ＧＨｚ帯域以下の共振器
に関するものである。

（従来の技術） 従来この種の共振器は、誘電体共振子を共振器ケース内
に直接、或は支持台を設げ、接着固定する形で利用され
てきた。第４図には９円柱状誘電体共振子４をＨｏｕモ
ードで用いた場合の従来例として、バイポーラトランジ
スタを用いた上記共振器による帯域反射形見振器の構成
を示す。又、第５図には、その等両回路を示す。

以下にはこの従来例について説明する。第５図に於て、
バイポーラトランジスタは内部の帰還容量により正帰還
がかかり、ペースからみた２端子能動素子としてのバイ
ポーラトランジスタのインピーダンスは負性抵抗性を有
する。

この負性抵抗による反射利得：ｒと、負性抵抗の負荷側
の反射損失ｒとの積が１以上の時発振が開始され■で発
振状態となる。

又、共振子４は、共振周波数付近で、帯域阻止フィルタ
ーの機能を有するものとなっており。

前述の反射利得と組み合わせ、共振子の共振周波数のみ
の発振を生起する構造となっている。

この意味で、この例の様な発振器を帯域反射型発振器と
称している。本発振器の場合、誘電体共振子４のＨＯＩ
Ｉモードの場とトランジスタのベースに接合されたスト
リップラインの伝送モードとの相互作用を利用する事に
より、第５図の様な等価回路が構成されるので、その発
振周波数は、誘電体共振子４のＩ（０１１モードによる
共振周波数に依存している。従って９発振周波数の安定
度に関する諸量も誘電体共振子４のＨＯＩＩモードの共
振そのものに依存する。一方、第４図に示した従来構造
によれば誘電体共振子４の上部に設けた常磁性体性円板
３がスクリューにより、上下調節可能な機構となってお
り、これにより、前述の誘電体共振子４のＨＯＩＩモー
ドを片側終端１片側開放のＨＯＩ−モードに近づけたり
遠ざけたりする事ができ、誘電体共振子４の共振周波数
を可変できる。ここに示した従来例の発振器は第４図に
示した構造により９発振周波数を調整できる事を特徴層
する発振器であり。

これまでよく利用されてきた。

（発明が解決しようとする問題点） ところが本従来例の場合、誘電体共振子４が発振回路の
デザインされた基板７上に接着固定されている為、第４
図から明らかな様に、共振モードを与える常磁性体性円
板３と、誘電体共振子４の距離を決定する要素の中に共
振器ケースｌの外壁ＩＡが入ってしまい、共振器ケース
が大きくなった場合に周波数の安定性が確保できなくな
る。

即′ち、誘電体共振子４と常磁性体性円板３の距離によ
り、　　ＨｏＨモードとＨｏ１−モードの間にある所望
モードを得る機構となっているので。

それによる共振周波数は上記の距離に明らかに依存して
いる。

従って１両者間距離を安定に保てない場合。

その共振周波数も不安定となる。これは特に２Ｇ　Ｈｚ
帯周辺での誘電体共振子を前述の例の様な形で応用する
ことが敬遠される原因となってきた。

本発明は、かかる従来技術の不都合を解消するものであ
って、特に比較的大型の共振子を利用する共振器におい
て安牢した共振特性を得ることを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 柱状誘電体共振子の柱方向に支柱を設け、その支柱によ
って共振周波数を決定する距離を与えていた共振器ケー
スの内壁と共振子の表面とを固定し共振器ケースの形成
する空間的電磁界境界と該共振子の形成する空間的電磁
界境界とが機械的に一体化すなわち固定されるように構
成した。

（発明の実施例） 以下図面に示す本発明の実施例につき詳説する。

第１図に於ては本発明の電磁界境界面法線方向への機械
的一体化を施す為に、共振子４の上部中央より支柱９を
設けである。この支柱９は。

電磁気的境界を大幅に乱丁ことのない素材を使用する。

本例では誘電率の空間分布による境界であるから、誘電
率が小さい材料（例えば石英勤 委える構造となっている。このくりぬきの上部より、支
柱固定用のボルトＩＯが挿入され、支柱９を下方向、即
ち共振子底面方向に押圧し１円板３と共振子４を一体化
すなわち固定せしめる。

以上の様な構造から、常磁性体性円板３と誘電体共振子
４の距離は、支柱の長さのみで決定される様にできる。

その為、その距離は、共振器ケース１の外壁ＩＡに依存
する前述、従来例の場合に比して十分一定値を与える。

つまり、結果として、ケースの風袋が大きくなることに
よる共振周波数の不安定性は回避されることになる。

さらに、従来例として掲げた発振器に於ては。

共振子を接着固定してしまっている。従って。

常磁性体性円板３による発振周波数の調整可能な範囲全
体に対して、誘電体共振子４とトランジスタロのベース
ライン８との結合点からトランジスタのベースまでの距
離が可変できず９発振条件を良好に保つことができない
という欠点もある。ところが１本発明を利用すれば、こ
の欠点も第２図（本発明の別実施例）の様にして回避す
ることができる。即ち、第２図に於ては。

上述実施例の支柱９に常磁性体性円板中央のくりぬき穴
を介して、圧力をかげる構造を利用し。

常磁性体性円板３ごと可動できる様に工夫したものであ
る。

例えば、２Ｇ［ｚ帯では誘電率８０の共振子を用いた場
合、常磁性体性円板３の上下による共振モード変換によ
り、３００Ｍ１ｚ程度の可変幅が得られる。しかし、こ
れを前記実施例の様な発振器に適応した場合、３００Ｍ
［ｚの可変を行なうとすれば１発振条件中にある結合点
とトランジスタベース８までの距離は、λ／４長３７．
５　ｍｍに対して約５．６順程度可動できなげればなら
ない。

誘電率１０程度の基板の短縮率を考えても約２．２ＩＩ
１１Ｌは可動できなければならなく、この可動幅は共振
子の直径の１０係を超える値となっている。

実際、可動機能を持たない場合、３００ＭＨ２の可変範
囲全体にわたって発振条件を維持する事は極めて難しい
。本発明によれば、この問題についても解決策を提供す
ることがわかる。

（発明の効果） 以上に説明した様に１本発明を柱状共振子を利用した共
振器に適応することにより、共振器ケースが大きくなる
ことによる共振周波数の不安定化を回避することができ
、風袋の大きくなる共振周波数が４ＧＨｚ帯以下の共振
器に対しても、柱状誘電体共振子を利用することを可能
にできる。又９本発明の構造を利用すれば、誘電体共振
子を固定する位置について、それを並進可動する機能を
追加することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明の別実施例を示す斜視図、第３図は第２図の実施例の
断面図、第４図は従来の共振器を示す斜視図、および第
５図は第４図に示す共振器の等価５回路を示す。 工・・・共振器ケース、２・・・常磁性体性円板可動式
スクリュー、３・・・常磁性体性円板、４・・・誘電体
共振子、５・・・共振子支持台、６・・・トランジスタ
、７・・・発振回路がデザインされた基板、８・・・ト
ランジスタベースライン、９・・・支柱、　１０・・・
支柱固定用ボルト、１１・・・並進可動型スクリュー支
持板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 柱状誘電体共振子の空間的電磁境界とその共振子を囲む
   共振器ケースによって一定又は可変に形成される空間的
   電磁界境界の形状に依存して共振周波数が得られる共振
   器で、前記柱状誘電体共振子、柱方向の電磁界境界条件
   によって共振周波数を決定し得る共振器に於いて、柱状
   誘電体共振子より、その柱方向へ共振器ケースまでに至
   る支柱を備え、その支柱によって、前記共振器ケースの
   形成する空間的電磁界境界と前記柱状誘電体共振子の形
   成する空間的電磁界境界とが前記共振子の柱方向におい
   て機械的に固定されることを特徴とする柱状誘電体共振
   器。