JPS6320166Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は電磁波のTM₀₁₀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
体共振器ケースの改良に関する。

第１図および第２図は、この考案の背景となる
従来のTM₀₁₀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図は共振器の側断面図であ
り、第２図は第１図の線−に沿つた平断面図
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、全体が金属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、TM₀₁₀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。

TM₀₁₀モードは、第１図，第２図にも示すよう
に、誘電体円柱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TM₀₁₀モー
ドについても有効に働き、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、共振周波数₀（＝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。よつて、誘
電体共振器は一層の小形化が可能である。

このように、TM₀₁₀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、フイルタや発振素子として有効に利
用できる。

ところで、このような従来の誘電体共振器で
は、ケースと誘電体との線膨帳率の違いから、共
振周波数の温度特性が良くないという欠点、すな
わち温度による共振周波数の変化が著しいという
欠点があつた。この欠点を解消するため、本願出
願人は、既にケースと誘電体とを同一線膨張率の
材料、たとえば同一の誘電体材料で形成した共振
周波数の温度特性の良いTM₀₁₀モードの誘電体共
振器を提案した。

しかしながら、その後の研究の結果、ケースを
誘電体で形成した場合、誘電体の熱伝導率が小さ
いため放熱性が悪く、共振器全体の温度が上昇し
やすく、しかも誘電体における誘電体損の温度依
存性から、温度上昇に伴う無負荷Ｑの低下という
問題があることがわかつた。

この考案は、そのような問題点を解消し、共振
周波数の温度特性が良くしかも放熱性の良好な、
TM₀₁₀モードおよびその変形モードを用いた誘電
体共振器を提供することにある。

この考案に係る誘電体共振器は、TM₀₁₀モード
またはその変形モードを用いた誘電体共振器であ
つて、柱状誘電体と、柱状誘電体を内部に有しか
つ実電流経路となるケースとを備えている。そし
て、前記ケースは、柱状誘電体の両端面側に配置
された１対の端壁部分と、端壁部分間において端
壁部分に連続する側板部分とを有している。さら
に、前記ケースは、柱状誘電体と熱膨張の程度を
実質的に合わせるよう、柱状誘電体と同一の線膨
張率の誘電体部分を有している。また、前記柱状
誘電体は、その端面が端壁部分に電気的かつ機械
的に固定されている。そして、本考案に係る誘電
体共振器では、前記端壁部分は、本考案に係る誘
電体共振器では、前記端壁部分は、柱状誘電体の
少なくとも一方の端面に対向位置する部分が、熱
伝導性の良い材料で形成されている。

この考案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、この考案の一実施例を
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−に沿つた平断面図
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、誘電体円柱状部１１と、この円柱状部１
１を内に配置するケース部１２とで構成されてい
る。そして、ケース部１２のうち、円柱状誘電体
１１の両端部に対向位置するケース部分１６ａ，
１６ｂは熱伝導性の良い材料、例えばアルミニウ
ムやジユラルミンなどで形成され、残りの部分は
誘電体材料で形成されている。これがこの実施例
の特徴の１つである。

誘電体ケース部１２の内面または外面には、連
続的に導電膜１３が設けられている。そして誘電
体円柱状部１１は、この導電膜１３によつて完全
に覆われている。言い換えれば、誘電体ケース部
１２の内面または外面に連続的に設けられた導電
膜１３が短形空洞１４を形成し、その中に誘電体
円柱状部１１が配置されているのである。この結
果、導電膜１３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
路として作用する。

ところで、このような共振器では、柱状誘電体
１１内部や導電膜１３ａおよび１３ｂに発熱を生
じるが、もしケース部１２がすべて誘電体であれ
ば、誘電体材料は熱伝導率が小さいので、このよ
うにして生じた熱が放熱されず、導電膜１３ａ，
１３ｂの部分はいきおい高温になりやすい。そこ
で、この実施例では柱状誘電体１１の両端部と対
向位置するケースの部分を部分的に熱伝導性の良
い材料で形成したものである。このようにした結
果、円柱状部１１の内部で発生した熱および導電
膜１３ａ，１３ｂで発生した熱は、ケース部分１
６ａ，１６ｂを伝わつて放熱される。したがつ
て、誘電体共振器の放熱性が改善され、共振器の
温度上昇がなく、温度依存性のある誘電体の誘電
体損が増大することがなく、無負荷Ｑの低下が防
止できる。また、ケース部１２の残りの部分は円
柱状部１１と同じ誘電体材料で形成した結果、円
柱状部１１とケース部１２との間の線膨張率の違
いにより生じる共振周波数の温度特性が良くない
という欠点は解消されている。

次に、熱伝導性の良い材料で形成したケース部
分１６ａ，１６ｂは、好ましくは円柱状部１１と
対向位置する部分に、円柱状部１１の端面直径よ
りやや小さい直径の形状とすればよい（第３図参
照）。このようにすれば、柱状誘電体１１は少な
くともその端部周囲が誘電体のケース部分１２
１，１２２と対向して取付けられるため、円柱状
部１１がさらに安定して保持できるという利点が
ある。

また、円柱状部１１の両端面と接続される導電
膜１３ａ，１３ｂは、その厚みを充分大きくする
ことが好ましい。そうすれば、導電膜１３を流れ
る電流が、ケース部分１６ａ，１６ｂに流れ込ま
ず、電流の流れがスムーズとなり、共振器の無負
荷Ｑが低下しない。

第５図は、この考案の他の実施例としてのフイ
ルタの一例を示す側断面図である。第５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３２によつて封入されている。この
実施例の特徴は、共振器ケース１２の円柱状部１
１の上端部と対向位置するケース部分１６ｃが、
外装ケース３１の外蓋３２と一体的に形成されて
いることである。このようにした結果、誘電体共
振器１０の内部に発生する熱は外蓋３２を介して
外部に放熱され、誘電体共振器１０の温度上昇が
有効に防止できる。また、共振器のケース部分１
６ｃを作るための特別な工程が不要となり、作業
の簡易化が図れる。

なお、円柱状部１１の上端部と対向するケース
部分だけに限らず、下端部と対向するケース部分
１６ｂも、外装ケースと一体的に形成してもよ
い。このような構成にすれば、さらに放熱性が改
善されるであろう。

第５図のフイルタについて説明する。外蓋３２
には２の孔３３，３４が形成されていて、この孔
３３，３４に同軸形の入力コネクタ３５と出力コ
ネクタ３６とが取付けられている。各コネクタ３
５，３６から外装ケース３１内の共振器１０内
に、共振器の孔１５を通して励振棒３７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。
この励振棒３７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にな
る。

なお、図において、３８は外装ケース３１の外
部から共振器１０に与えられる振動等を緩和する
ばねであり、３９はクツシヨン部材である。

前述の各実施例では、円柱状部１１の両端部と
対向するケース部分を熱伝導性の良い材料で形成
したが、どちらか一方だけをそのように形成して
ももちろんよい。

さらにまた、上記各実施例では、短形空洞１４
を有する誘電体ケース部１２と誘電体円柱状部１
１との組合せとしたが（第３図，第４図参照）、
これに限定されることはなく、たとえば、短形空
洞ケース部と誘電体角柱状部、円形空洞ケース部
と誘電体円柱状部、円形空洞ケース部と誘電体角
柱状部等の組合せでもよい。このように、ケース
部と柱状部との形状を変更したとき、基本TM₀₁₀
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。

以上のように、この考案に係る誘電体共振器に
よれば、まず基本的には、柱状誘電体と熱膨張の
程度を実質的に合わせるよう、ケースが柱状誘電
体と同一線膨張率の誘電体部分を有している。こ
のことから、この考案によれば、TM₀₁₀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け
る共振周波数の温度特性が良好となる。

さらに、この考案によれば、端壁部分は、柱状
誘電体の少なくとも一方の端面に対向位置する部
分が、熱伝導性の良い材料で形成されているの
で、放熱性が良くなり、誘電体共振器全体の温度
上昇を抑えることができるようになる。その結
果、この考案によれば、温度上昇に伴う無負荷Ｑ
の低下が防止できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のTM₀₁₀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図の線−
に沿つた平断面図である。第３図はこの考案の
一実施例の側断面図である。第４図は第３図に示
す実施例の線−に沿つた平断面図である。第
５図はこの考案の他の実施例を用いたフイルタの
一例を示す側断面図である。 図において、１０……誘電体共振器、１１……
誘電体円柱状部、１２……誘電体ケース部、１３
……導電膜、１４……短形空洞、１６ａ，１６
ｂ，１６ｃ……熱伝導性の良い材料で形成したケ
ース部分を示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 柱状誘電体と、前記柱状誘電体を内部に有し
   かつ実電流経路となるケースとを備え、 前記ケースは、前記柱状誘電体の両端面側に
   配置された１対の端壁部分と、前記端壁部分間
   において前記端壁部分に連続する側板部分とを
   有し、 前記ケースは、さらに、前記柱状誘電体と熱
   膨張の程度を実質的に合わせるよう、前記柱状
   誘電体と同一線膨張率の誘電体部分を有し、 前記柱状誘電体は、その端面が前記端壁部分
   に電気的かつ機械的に固定されている TM₀₁₀モードまたはその変形モードを用いた
   誘電体共振器であつて、 前記端壁部分は、前記柱状誘電体の少なくと
   も一方の端面に対向位置する部分が、熱伝導性
   の良い材料で形成されていることを特徴とする
   誘電体共振器。 (2) 前記熱電導性の良い材料で形成された端壁部
   分は、前記ケースの外側を覆う金属からなる外
   装ケースと一体化されている実用新案登録請求
   の範囲第１項記載の誘電体共振器。