JPS61131601A - 誘電体共振器周波数選択回路網 - 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、マイクロ波用周波数選択回路網、特に誘電体
共振器を有する周波数選択回路網に関する。

〔従来の技術及び問題点〕

マイクロ波回路用の周波数選択回路網は、共振器として
、比較的高誘１Ｌ率の材料片を用いて構成されておシ、
この共振器は１対の入力及び出力結合ループによプ関連
回路に結合している。共振器の形状は一般に平円板（デ
ィスク）であり、一方の結合ループをこのディスクの一
方の平坦側近傍−に配置し、他方の結合ループをこのデ
ィスクの他方の平坦側近傍に配置する。このディスクが
無ければ、２つのループはこれらの間の９間によシ非結
合になるが、ディスクを介してこれら２つのループは互
いに結合する。発振器又はバンド・ノぐス・フィルタの
周波数選択部分として用いる回路網においては、誘電体
材料片が空胴共振器のように作用する。

誘電体共振器の高誘電率によシ、これら回路網は、共振
周波数に対し物理的に小さく構成でき、高いＱ（効率）
の装置となるので、多くのアプリケーションにとって望
ましいものである。しかし、かかる装置の従来構成では
、代表的には回路基板内に形成した導体である結合ルー
プを、共振器の反対側に夫々配置した独立の回路基板内
に設けなければならない。これでは、電気部品を物理的
に分離しなければならず、ま友関連し几マイクロ波回路
用に機械的なパッケージが必要となシ、望ましくない。

結合ループを単一の回路基板内く形成して、関連した回
路に対して電気的かつ物理的設計を簡単罠なるように、
かかる回路網を構成するのが望ましい。

したがって本発明の目的の１つは、マイクロ波回路用の
新規な誘電体共振器周波数選択回路網の提供にある。

本発明の他の目的は、１対の誘電体共振器結合ループを
単一の回路基板内に構成できる誘電体共振器周波数選択
回路網の提供にある。

〔問題腐金解決するための手段及び作用〕本発明の誘電
体共振器周波数選択回路網によれば、入出力結合ループ
を単一の回路基板内に構成′□　できる。これら２つの
ループの対応する電界ノ４ターンによシ、これらループ
が実質的に非結合となるように、互いに重なつ九はぼ平
行な面として配置する。誘電体共振器を２つのルーズの
一方の近傍に配置して、これらループが共振器を介して
互いに結合するように電界・々ターンを変更する。共振
器の幾何学的中心を、２つのループの重なつ九部分の幾
何学的中心上に配置するので、共振器は、発揚の主要モ
ード、即ち、ＴＥｏ、δモードで動作する。

この回路網は、関連したマイクロ波回路に沿ってシール
ドされたケース内に取付け、結合ループを有する単一の
回路基板を関連し次回路用にも利用し、絶縁体によシ誘
電体共振器を回路基板上につるす。

金の如き導体を酸化アルミニウム・セラミックの如き基
板上に配置して第１導電体（第１結合ループ）とし、ポ
リイミドの如き絶縁物で第１導電体を覆い、この絶縁体
上に第２導体（第２結合ループ）を配置する。

〔実施例〕

第３１及び第３ｂ■は従来の誘電体共振器周波数選択回
路網の平面図及び側面図であシ、代表的には、入力結合
ループ（２）及び出力結合ループ（１４の間に挾まつ几
ディスク形状の誘電体共振器αＱを具えている。誘電体
共振器は通常、四チタン酸バリウムの如く、例えば３８
．５という比較的高い誘電率の材料のモノリシック片で
ある。各結合ループは通常、第３＆図の（１２ｍ）に示
す如く一面上に形成され九部分的な円形路に続く導体で
構成する。

これら２つの導体の対応する部分的円形部が互いに実質
的に重なるように、これら導体をほぼ平行な面として配
置する。この部分では、これら導体は互いに最大結合す
るが、導体の物理的に分離した距離により、実質的に非
結合とする。しかし、誘電体共振器←Ｏの導体間の状態
によりこれら導体が間接的に結合し、これら２つの結合
ループに関連した電界・９ターンを変更する。

２つの部分的円、即ち、入出力ループの重なった部分の
幾何学的中心に誘電体共振器の幾何学的中心がくるよう
に配置する。この構成において、共振器内の電界フィー
ルドを示す第３ｂ図の矢印の如く、ＴＥｏ、δの発振モ
ードで動作する空胴共振器のように誘電体共振器は働く
。共振回路網は、第４図に示す如き理論的等価回路で表
わすことができる。

第５ａ図は色々と相対移動させた場合の入出力結合ルー
プを示し、第５ｂ図はこれら結合ループの相対位置に対
する結合度を示すグラフである。２つの結合ループａＱ
及び（至）が平行だが、わずかに離れ次面に配置され、
これら面で２方向に互いに移動すると、これら結合ルー
プの幾何学的中心間の距離Ｘの関数としての結合度Ｃは
ほぼ第５ｂ図に示すようになる。第１ループαＱの部分
的円形部が第２ルーニア’Ｃ１ｌの部分的円形部にほぼ
全体的に重なる位置−において、これらループは正極性
で蔭は最大の結合となる。ループがわすかに重なった位
置（ハ）において、これら２つのループは互いに実質的
な非結合となる。ループ（２）がルーｆα時から離れる
と、結合が負となシ、零を通って位置（２）で正のピー
クとな）、その後零に向かって低くなる。よって、本発
明では２つのループαＱ及び（至）は１位置（ハ）にお
いて面間が最小の間隔の平行面で互いにわずかに重なる
ように、しかし、互いに非結合となるように配置する。

本発明では、これらループが位置（ハ）で表わす相対関
係にある場合、第１ａ及び第１ｂ図に示す如く、共振器
（２）の幾何学的中心がこれら２つのループの重なった
部分の幾何学的中心上になるように、これらループの一
方の一面近傍に誘電体共振器を配置する。よって、第１
ｂ図に示す如く、これらループの各々が誘電体共振器に
結合すると共に、この共振器を介して互いに結合するよ
うに、対応ループの電界・臂ターンを変更する。この位
置において、最大電気力線密度は、２つの結合ループの
重なった部分の幾何学的中心上に集まるので、この共振
器は、第１ｂ図の矢印（至）で示す如＜　ＴＥｏ１δモ
ードで動作する。これは、発振器動作の主要で、通常最
も望ましいモードである。しかし、本発明の要旨を逸脱
することなく、共振器及びループの中心の相対位置をわ
ずか異ならして、発振器の他の所望動作モードが実現で
きる。

上述した新規な構成では、共振器の入出力用の結合ルー
プへ１９及び（至）を単一回路基板内に構成できる。第
２図は、代表的なアプリケーションの好適な実施例を示
している。基板…を酸化アルミニウム・セラミックで形
成する。気化した金を堆積させて、第１結合ループ（ロ
）を形成する第１導体を基板上に配置する。ポリイミド
の如き絶縁物質Ｏａを回路基板及び第１導体上に配置し
、気化し九金の堆積により他の結合ループ（至）を形成
する第２導体をポリイミド上に配置する。代表的には、
第１及び第２結合ループ（ロ）及び（ト）間の間隔は約
１０ミルのオーダである。この結果、関連したマイクロ
波回路を構成するために他の導体を回路基板競に組合せ
ることができる。

回路基板（至）は、シールドされ九ケース輪内で、絶縁
支柱−に取付ける。四チタン酸パリクムで形成したディ
スク形状の誘電体共振器を、交差結合し友ポリスチレン
の如き適当な低損失材料で作った絶縁物によりケースの
上からつるす。好適には。

共振器を回路基板から約１００ミルだけ離なす。かかる
構成は、例えばマイクロ波発振器、周波数選択素子とし
ての共振器、又はマイクロ波パントノ臂ス・フィルタを
構成するのに利用できる。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明によれば、第１及び第２結合ループを
誘電体共振器の同じ側に配置できるので、これら結合ル
ープを単一の回路基板に設けることができる。よって、
回路構成が簡単かつ小形になる。

【図面の簡単な説明】

第１＆因は本発明の好適な一実施例の平面図、第１ｂ図
は第１ａ図の側面図、第２図は本発明の好適な一実施例
の具体例を示す側面図、第３ａ図は従来例の平面図、第
３ｂ図は第３ａ図の側面図、第４図は誘電体共振器周波
数選択回路網の等価回路図、第５１は入出力結合ループ
の相対位置を示す平面図、第ｓｂ＝＋は第５ａ図の特性
を示す図である。 ■忙おいて、ａｓ　、　（ｌ峰ｔ　ｒ３４ｖ■は結合ル
ープ、に）。 −は誘電体共振器である。 蔦ｌｂ図 第２図 ＋４ 第４図 第５α図　　　　　　　第５ｂ図 □ｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１結合ループと、該第１結合ループに略平行で部分的
   に重なった第２結合ループと、上記第１及び第２結合ル
   ープの一方の近傍に設けられ、幾何学的中心が上記第１
   及び第２ループの重なった部分の幾何学的中心に略一致
   する誘電体共振器とを具え、上記第１及び第２結合ルー
   プは上記誘電体共振器の同じ側に配置されていることを
   特徴とする誘電体共振器周波数選択回路網。