JPS632361B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半同軸空胴共振器の周波数調整機
構、特に外導体とその外導体内壁を介して一端が
接地される内導体と、内導体開放端と外導体内壁
間に挿入される比誘電率が１より大きい誘電体基
板とで構成する半同軸空胴共振器の周波数調整機
構に関するものである。

従来、充分な選択特性と、低損失特性の要求さ
れるVHF帯もしくはUHF帯のフイルタには、半
同軸空胴共振器を単体もしくは、多段接続した帯
域通過フイルタもしくは帯域阻止フイルタが広く
用いられている。

しかしVHF／UHF帯移動通信システムのよう
な無線機は小型、軽量化が強く要望されており、
多くの部品の小型、軽量化が計られている中で、
これに使用するフイルタとして従来の半同軸空胴
共振器を用いたフイルタでは小型、軽量化に限界
があり、システム全体の小型、軽量化を遅らせる
ことになつていた。

一方、フイルタの小型化を達成する目的のもの
として、半同軸空胴共振器の外導体と内導体間の
空間に比誘電率が１以上の適当な誘電体を充満さ
せた構造の共振器を用いたいわゆる誘電体フイル
タが多く使用されている。これは外導体と内導体
間が空気の場合に比べ、同一周波数の共振を得る
のに、比誘電率が大きい程小形にできる利点があ
る等、種々の特徴を持つ。

しかしながら高比誘電率で低損失、温度特性の
良好な誘電体材料は高価であり、空間に誘電体を
充満させる為に重くなる。

又、周波数調整機構を設けることが困難になる
ので、無調整とする為には共振器としての工作精
度を上げる必要があり高価なものとなる等の欠点
があつた。

本発明は従来の誘電体共振器フイルタの軽量化
を計ると共に、簡単な機構によつて周波数調整の
問題を解決する安価な半同軸空胴共振器を提供す
ることを目的とする。

以下本発明を実施に基づいて詳細に説明する。
第１図は従来から一般に用いられていた内導体開
放端と外導内壁との空隙に誘電体基板を挿入した
半同軸空胴共振器の内部構造を示したものであ
る。第１図において１は外筐体を兼ねる外導体、
２は内導体で一端がビス３により外導体内面に固
定され、他端（開放端）は誘電体基板４の片面に
設けられた電極５に半田又は導電性接着剤６によ
り接続される。前記誘電体基板４の反対側全面に
電極７が設けられており、半田又は導電性接着剤
８により前記外導体１の内面に接着され、接地さ
れる。９はこの半同軸空胴共振器の入力、出力信
号の結合ループであつて、先端１０が前記外導体
１の内面に半田づけ接地されている。

第１図に示す共振器の共振周波数は外導体１と
内導体２の寸法及び、電極５と電極７の間の静電
容量で決定されるので、誘電体基板４の比誘電率
を大きく選び、この静電容量を大きくすれば、同
じ周波数で共振させる場合外導体１及び内導体２
の寸法を小さくできるので小型化に有利である。

第２図は第１図に示した共振器の従来一般に考
えられていた周波数調整機構の断面図を示したも
ので、外導体１にネジ穴をあけこれに調整ネジ１
１を外導体内へ挿入し、調整後ナツト１２で固定
するものである。

この構成は簡単であるが、周波数調整幅が小さ
く、調整幅を大きくしようとして調整ネジを内導
体２に接近させすぎると、共振器の損失が増大す
るという欠点がある。第３図はやはり従来から考
えられている周波数調整機構を示す断面図であつ
て、第４図に示すように誘電体基板及び電極７に
丸穴１３が開けてある。この丸穴１３に外導体に
設けられたネジ穴を通して調整ネジ１４が挿入さ
れ、このようにすることで内導体２の開放端とネ
ジ１４の先端との空間に容量を形成し、周波数調
整を行うものである。

しかし第３図に示す調整機構では、誘電体基板
４をはさんだ電極５と電極７との間の静電容量に
比べ、この調整の為の空間の静電容量変化は微々
たるものであるから、調整幅は小さく実用的では
ない。

これらに対し第５図ａ，ｂに示す調整方法も従
来から考えられている。すなわち第５図ａの正面
図及び、ｂの断面図に示すように外導体１の誘電
体基板が接着されている内壁の一部に窓２３を設
け、更にこの窓２３に露出した電極７の一部分を
島状の分割電極２１，２１，……に形成する。こ
の複数の分割電極２１，２１，……のうち何個か
をストラツプ線２２，２２，……で電極７へ接続
することによりこの誘電体基板４を介した電極５
との間の静電容量をステツプ状に変化させること
が可能となる。

しかし第５図の方法は容量変化がステツプ状の
為細かい調整が不可能である上、調整作業が極め
て面倒であるという欠点があつた。これら従来の
調整機構に対して本発明は上述の如き問題点を全
て解決するものである。

即ち、第６図は本発明の調整機構の一実施例を
示した断面図であつて、外導体１、内導体２、誘
電体基板４及びこの両側に設けた電極５及び７等
は従来と同様に配置されるが、誘電体基板４が接
着される側の外導体側壁に丸穴３１を設け、この
丸穴３１に対応して電極７の一部に第７図に示す
如く半円形の電極のない部分３２を設けておく。
そしてこの丸穴３１に第８図に示すような調整円
板３３を挿入し、更にこの調整円板３３を第９図
に示すような板バネ３４で誘電体基板４及び電極
７に圧接するようにする。又、前記板バネ３４は
ネジ３５で外導体に固定する。一方、第８図にお
いて調整円板３３は絶縁物で作成し、その誘電体
基板４及び電極７に圧接する面には電極３６と非
電極部３７とを設け該非電極部３７の形状を前記
誘電体基板４上の非電極部３２と同一とする。

このように構成した調整機構において、調整円
板３３を回転させるに従い、電極７と電極３６と
の相対位置関係により、電極７の実効面積が変化
し、その結果周波数を無段階にかつ大幅に調整す
ることが可能となる。

本発明によれば第７図の電極のない部分３２及
び、第８図の電極のない部分３７の面積を電極５
に対し相対的に大きく設定すれば共振周波数の±
10％以上の周波数調整が可能である（従来の方法
では±0.5％以下しか調整範囲がなかつた）。逆に
電極のない部分３２及び３７の面積を電極５に対
し相対的に小さくすることで、調整範囲をコント
ロールすることも自由自在である特徴を持つ。

更に本発明の調整機構は電極７の実効面積を変
化させる原理に基づいているが、この電極７は接
地されている外導体１に接続されるものであるか
ら、調整機構の為に共振器から電磁界が漏れた
り、共振器の損失を増す等の影響が小さいという
特徴を持つ。

第１０図は本発明の他の実施例を示す断面図で
ある。外導体１、内導体２、誘電体基板４、この
両側の電極５及び７調整円板３３等は第６〜９図
の場合と全く同様であるが、本実施例の特徴は調
整円板３３が挿入される外導体の丸穴３７を第１
１図にも示す如く段差３８を設けた丸穴とし、板
バネ３９を丸穴３７の中に嵌入するような構造と
したことである。この場合調整円板３３、板バネ
３９を丸穴３７内に嵌入した後に第１１図に示す
如く段差３８の内径よりもわずかに直径が大き
く、調整口４０を有する押え円板４１を前記段差
３８に圧入固定することで調整円板３３を回転自
在に圧接するものである。斯くすることによつて
調整機構は外導体の外周面から突起することなく
平滑となり従来の調整機構の如きデツトスペース
を除去することが可能となる。尚押え円板４１に
設けた調整口４０を調整円板３３のネジ頭４２の
直径よりわずかに大きく作成すれば、押え板４１
により調整機構はほとんど遮蔽することが可能と
なり、防埃防滴上極めて好都合である。

以上調整円板３３を絶縁体にて構成する例につ
いてのみ説明したが、これを導体にて構成するこ
とも可能である。

第１２図、乃至、第１４図は導体にて構成する
調整円板の実施例を示したものである。第１２図
は金属導体で作られた調整円板５１に扇形の切削
部６１を設けたものであつて、単一の金属材料の
みで作成できる特徴を持つ。

切削部６１は扇形ではなく半円形等必要に応じ
て自由な形状としてよいことはいうまでもない。
即ち、第１３図の如きストリツプ状の切削溝６２
とすれば切削溝の作成がより容易となる。

第１４図は第１２図と同様に金属導体で作ら
れ、その円板の一部６３を切り欠いたもので、第
１２図又は第１３図の調整円板と全く同じ機能を
持つ。

上記の如く調整円板として種々の形態を取るこ
とは自由であり、又第７図の誘電体４上の電極７
の除去された部分３２の形も半円形の外に、扇形
等を自由に選択しうることは明らかである。

本発明は以上説明した如く構成するので、簡単
な機構で充分大きな周波数調整範囲を得ることが
可能であるのみならず、その調整幅をも自由に選
択することができる。

更に共振器からの電磁界のリークが少なく、損
失も少ない等の特徴がある。

従つて内導体開放端と外導体内壁との間に誘電
体基板を設けた誘電体フイルタを粗い工作精度を
以つて製造することが可能となると共に周波数調
整工数を大幅に低減することができるので製造、
サービス上のコスト低減に著しい効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は誘電体基板を使用した半同軸空胴共振
器の断面図、第２図乃至第５図は従来の周波数調
整機構を説明する図、第６図は本発明の一実施例
を示す断面図、第７図は第６図の誘電体基板の電
極構造を示す図、第８図は第６図の調整円板、第
９図は第８図の調整円板を固定する板バネを示し
た図、第１０図は本発明の他の実施例を示す断面
図、第１１図は第１０図の周波数調整機構の分解
図、第１２図乃至第１４図は調整円板の他の実施
例を示す図である。 １……外導体、２……内導体、４……誘電体基
板、５，７……電極、３３，５１……周波数調整
円板、３２……誘電体基板上の電極の切り欠き、
３７，６１，６２及び６３……周波数調整円板の
電極切り欠き。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内導体開放端と外導体内壁との間の空隙に比
   誘電率が１より大きい誘電体基板を挿入した半同
   軸空胴共振器において、前記誘電体基板と密接す
   る前記外導体壁面に適当な面積の孔を設け、該孔
   からのぞいた前記誘電体基板上の電極を適当な形
   状に所定面積だけ除去して前記誘電体基板面を露
   出せしめると共に、前記孔からのぞいた前記誘電
   体基板及び電極面に切り欠き部を有する電極を設
   けた周波数調整円板を摺接するようにし、前記誘
   電体基板上の電極の実効面積を無段階可変とした
   ことを特徴とする半同軸空胴共振器の周波数調整
   装置。