JPS6218969Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、誘電体共振器を用いたマイクロ波発
振器の周波数調整を容易にした構造の改良に関す
る。

近年、マイクロ波発振器の分野においては、周
波数の安定性、位相雑音の改善及び機器の小型化
の為に、誘電体共振器を用いた発振器の開発が盛
んに行なわれている。誘電体共振器を用いた発振
器の動作原理を第１図によつて説明する。

トランジスター８のエミツター、ベース及びコ
レクターにそれぞれマイクロストリツプライン
１，２及び３が接続されており、又エミツタのマ
イクロストリツプライン１に誘電体共振器４が電
磁結合して、発振回路を形成している。５，６及
び７はトランジスタの直流バイアス回路である。
発振出力はコンデンサーC₁、を介して取り出さ
れる。このような発振器はアルミナ基板上に厚膜
あるいは薄膜IC技術で形成されることが多い。

このようなマイクロ波発振器は従来第２図に示
すような構造によつて、周波数調整がおこなわれ
ていた。すなわち、一方に開放面を有する金属筐
体１３にハイブリツトのIC基板９を接着剤１０
によつて固定する。IC基板９には前述のマイク
ロストリツプライン１，２，３、直流バイアス回
路５，６，７が形成されている。誘電体共振器４
はIC基板９上にエポキシ系等の接着剤で接着固
定されている。一方カバー１４はネジ１５によつ
て金属筐体１３の開放面をおおうように固定され
る。調整ネジ１１は周波数調整用ネジのあり、そ
の固定はナツト１２でおこなわれる。

このように構成された発振器の周波数調整は、
通常誘電体共振器４の磁力線に対して直角方向の
面に磁力線を遮断する金属板を移動して行うもの
である。このことは、金属板によつて磁力線の通
路（磁路）の長さを変えるという意味を持つ。

第２図に戻つて説明すると、調整ネジ１１が誘
電体共振器４に近づくと、磁力線の磁路が短くな
るので、発振周波数が高くなる。逆に調整ネジ１
１が誘電体共振器４から遠ざかると、磁力線の磁
路が長くなるので、発振周波数が低くなる。この
周波数の可変量は、調整ネジ１１の上下の移動量
と磁路に影響を与える金属板の面積（図中の調整
ネジ１１の先端の広い面積部分）に関係してい
る。発振周波数は、誘電体共振器４の共振周波数
で決まり、その共振周波数は誘電体共振器４の誘
電率と形状とに関係している。

このような誘電体共振器４は複数の材料を混入
し、1000℃〜1600℃程度で焼結して作るので、量
産時に誘電率と形状にバラツキが大きくなり、そ
の影響から発振周波数を所望の値に設定する為に
は、周波数の可変範囲の大きな機構が望まれてい
る。

ところが、第２図の如き従来の構成では、１度
当りの回転角に対し、4GHzの発振器では100KHz
の変化であり、所望の周波数に対する設定誤差を
±10KHz以内にすることは、調整ネジのピツチ等
を色々工夫しても難しい。又、調整ネジ１１を固
定するためにナツト１２をしめつけると、±300K
Hz程度は容易に動くため、所望の周波数に設定す
る為には、同様の動作（ネジ調整→ナツトしめつ
け）を何回もくり返すことになり、設定時間が長
くかかる。しかも、周囲温度や湿度の変化、外的
圧力の印加に対しても、金属筐体１３、調整ネジ
１１に歪が生じ、周波数変動が生じ、これらの調
整が困難である。

このため、調整ネジ１１の誘電体共振器４と対
抗する面積を小さく、ネジ１１の移動量を大きく
する方法が考えられる。これは、周波数調整を行
うため、磁束の一部の磁路の長さを変えているこ
とになり、全体の磁界が一様に分布しなくなる。
この為調整ネジ１１の先端において、損失が多く
なり、Ｑの低下の為、発振条件や位相雑音性能の
低下が生じる。更に、又、共振器の誘電率と形状
のバラツキを少なくすることが前述の調整の条件
となる。

従つて、本考案は、周波数の微調整が容易で且
つ機械的安定度の高い新規なマイクロ波発振器の
周波数調整構構を提供することを目的とする。

以下、本考案を実施例により詳細に説明する。

第３図は本考案の一実施例構成図、第３図ａは
その上面図、第３図ｂはその断面図である。な
お、前記従来なりと同一のものは同一の記号で示
してある。図中、１６は金属筐体であり、第１図
のもの（記号１３）と同様の構成を為している
が、内面にはネジ１６ａが切られている。１７は
円板で外側には、前記金属筐体１６のネジ１６ａ
と螺合するネジが切られており、さらに中央にも
ねじ孔があけられている。１８は前記円板１７中
央のねじ孔と螺合するネジで、ナツト２０によつ
て円板１７に固定される。１９は環状リングで外
側にネジが切られて金属筐体１６のネジ１６ａと
螺合しており、中心は開孔となつている。２１は
カバーで、中板１７及びネジ１８を外的な力から
保護するもので、ネジ２２によつて金属筐体１６
の開放面を覆うよう筐体１６に固定される。

このような構成による動作につき、次に説明す
る。先づ金属筐体１６内にIC基板９及び誘電体
共振器４を固定した後、円板１７、環状リング１
９をネジ１６ａに沿つて回転挿入し、この円板１
７の回転によつて、周波数の粗調を行い、これを
リング１９で固定する。この円板１７は磁力線の
磁路長を一様に変えるように動作する。次に、ネ
ジ１８の回転により微調を行い、ナツト２０でそ
の位置を固定する。ここで、ネジ１８は磁力線密
度の小さい所に位置している点に注目されたい。
即ち、一般に、磁力線の分布が一様でなくなると
共振器のＱが低下する。この場合、調整の金属板
（円板１７）が共振器４に近い程、Ｑの低下が大
である。又、磁力線密度の大きい所の磁気抵抗が
大であると、Ｑが低下し、更に磁力線密度の大き
い所は、共振器の周辺であり、一般に共振器の中
心は磁力線密度が小さい。

この点からみて、本考案では、磁力線密度の大
の周辺部は、円板１７によつて一様に磁路長を変
え且つ磁力線密度の小さい中心部はネジ１８によ
つて磁路長を変化することによつて調整を行うの
で、Ｑの低下が極めて小さく済み、良好な発振が
可能となり、発振停止が生ぜず、位相雑音が小さ
いという特性を発揮することができる。

換言すれば、誘電体共振器の誘電率及び形状の
バラツキが大きい場合には、調整用金属板の移動
量が大きくなり、Ｑの低下が生じがちであるが、
本案の場合、前述のＱの低下が少ないため、バラ
ツキのいかんにかかわらず、一定の特性の製品が
提供出来、歩留りが向上し、量産コストも安くな
る。

最後に、このような調整後、カバー２１をネジ
２２で金属筐体１６に固定して、前述の円板１７
及びネジ１８を保護する。このため、外的シヨツ
クに位置ずれに基く周波数ずれが生じにくい。

このように、粗調と微調の機構のため、従来の
様なくり返し動作の必要もなく、調整が容易にな
る。しかも、最終調整後の固定時における周波数
ずれがほとんどなく、量産時の調整時間が少なく
て済む。

一例として、発振周波数が3GHzの場合、円板
１７で所望周波数の±2MHz以内に、ネジ１８で
±10KHzに合わせる。

第４図は、本考案の他の実施例断面図であり、
第３図のネジ１８及びナツト２０をプラスチツク
棒２４及び接着樹脂剤２５に代えたものである。

この例では、プラスチツク棒２４の挿入のみで
微調が可能のため、調整時間が更に少なくなる。

このプラスチツク棒２４のεｒを２〜５の範囲
のものを用いて実験した所、Ｑの低下も生ぜず、
金属ネジの場合と同様の好結果が得られた。又、
プラスチツク棒２４による周波数の変化は金属ネ
ジの場合と逆で、誘電体共振器に近づいた時周波
数が下り、逆に遠ざかると、周波数が上る。

以上説明した様に、本考案によれば、金属板に
共振器からの磁力線密度の小さい部分と対応して
設けた金属又は絶縁体からなる微調用小ねじによ
り微調を行ない、金属板により金属筐体の高さを
変化させることで粗調を行なつているので、微調
と粗調とを独立に実行できるから調整が容易とな
り、調整後の周波数ずれが少なく、又、微調用小
ねじは、共振器からの磁力線密度の小さい部分と
対応して設けられているので、調整によるＱの低
下が少なく、良好な発振が可能となり、しかも歩
留りの向上にも寄与し、量産コストが安くなると
いつた実用上の利点も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、一般的マイクロ波発振器動作原理
図、第２図は、従来のマイクロ波発振器の周波数
調整機構説明図、第３図は、本考案の一実施例構
成図であり、第３図ａはその上面図、第３図ｂは
その断面図、第４図は本考案の他の実施例構成図
を示す。 １，２，３……マイクロストリツプライン、４
……誘電体共振器、５，６，７……バイアス回
路、８……トランジスタ、９……IC基板、１１
……調整ネジ、１２，２０……ナツト、１３，１
６……金属筐体、１４，２１……カバー、１５，
２２……ネジ、１７……円板、１８……ネジ、１
９……環状リング、２４……プラスチツク棒、２
５……接着樹脂剤。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 誘電体共振器を含む発振回路の対向面が開放さ
   れ該開放面側の内周にねじ部が形成された金属筐
   体と、この金属筐体のねじ部とかみ合うねじ部を
   外周部に持つ金属板と、この金属板に前記共振器
   からの磁力線密度の小さい部分と対応して設けた
   金属又は絶縁体からなる微調用小ねじとを備え、
   前記金属板のねじ部を前記金属筐体のねじ部にか
   み合わせて粗調を行ない、前記小ねじを前記金属
   板から共振器側に脱入して微調を行なうことを特
   徴とするマイクロ波発振器の周波数調整構造。