JPS633218Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は機械同調発振器に係り、特にマイクロ
波帯の機械同調発振器の機械同調部の改良に関す
るものである。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

一般に発振器は、負性抵抗を有する能動素子回
路と共振回路とが結合されて構成されている。そ
してこの発振器の発振周波数の同調は発振器の共
振点を可動にすることにより行なわれるものであ
り、機械同調の場合には何らかの機械的手段によ
り共振点を変化させて行なうようになつている。

従来、マイクロ波帯の機械同調発振器において
一般的に行なわれる機械的同調手段としては共振
器を空胴で構成し、その空胴の容積を変える手段
と、共振器容量を調整するチユーニングポストの
挿入長さを変える手段とがある。このうち前者は
空胴共振器を使用するため、特に低域周波数では
外形寸法が大きくなり、また機械的に空胴の容積
を変えられる様にするためには構造が複雑となる
ばかりでなく、高い製造精度が必要となる問題点
がある。一方後者はチユーニングポストが共振回
路の一部を構成するため、回路がコンパクトであ
り、しかも製造が容易であるという利点がある。

次に後者を説明のため簡略化して第１図により
説明する。

即ち空胴壁１１及びチユーニングポスト１２か
らなる同軸型回路を構成しており、チユーニング
ポスト１２の一端１３₁は空胴壁１１と同電位で
あり、例えばこの部分をねじ機構１３にすること
によりチユーニングポスト１２の挿入長さｌを変
化することができる。ここで共振周波数は主とし
て、このチユーニングポスト１２の挿入長さｌに
より決まるようになつている。そしてこの構造に
おける共振は、チユーニングポスト１２のインダ
クタンスと、このチユーニングポスト先端部１４
と空胴壁１１内面間に形成される端部容量１５と
で共振するというモードであり、共振波長はチユ
ーニングポスト１２の挿入長さｌの４倍より若干
長い波長となる。

このチユーニングポスト１２の挿入長さｌと共
振周波数の関係を示したものが第２図に示す曲
線１６であり、挿入長さｌを長くするに従つて共
振周波数が下がつてくる傾向となる。

しかるに、第１図に示す機械的同調手段は共振
周波数の波長が主としてチユーニングポスト１
２の挿入長さｌに対し、第２図の曲線１６のよう
に反比例するものであり、特に高い共振周波数
においては挿入長さｌを少し変化させるだけで共
振周波数が大幅に変化するため、共振周波数
の微調整を行なうことが極めて困難であるという
問題点がある。

〔考案の目的〕

本考案は前述した従来の機械同調発振器の諸問
題に鑑みなされたものであり簡単な構造であり、
しかも共振周波数を精度よく微調整することが可
能な機械同調発振器を提供することを目的として
いる。

〔考案の概要〕

空胴壁により形成された空胴の中央部にサスペ
ンド構造を有するように支持された誘電体基板
と、この誘電体基板に形成されたパターンと能動
素子とからなるパターン化された主共振回路と、
誘電体基板に穿設された通孔部を貫通し得るよう
に空胴壁の一部にねじ機構により取り付けられた
チユーニングポストから構成された副共振回路と
からなる２重共振回路を具備し、チユーニングポ
ストの挿入長さにより発振周波数を同調可能にし
得るようになされていることを特徴とする機械同
調発振器である。

〔考案の実施例〕

先ず第３図により本発明による共振回路系の等
価回路を説明する。たゞし能動素子は除いてあ
る。

即ち、インダクタンスL₀を有するインダクタ
３１及びキヤパシタンスC₀を有する容量３２か
らなる主共振回路と、インダクタンスLsを有す
るインダクタ３３及びキヤパシタンスCsを有す
る容量３４からなる副共振回路からなり、主共振
回路と副共振回路は巻線比１対ｎの理想変圧器３
５により相互に結合されている。

この主共振回路の共振周波数をoとすると の関係があり、副共振回路の共振周波数をsとす
ると と表わされる。

そして、この共振回路系における共振周波数の
調整は副共振回路のインダクタンスLsの値を変
えることにより副共振回路の共振周波数sを変え
て調整を行う。今共振回路系の共振周波数をrと
すると となる。

第４図の曲線３６₁，３６₂は(1)式の関係を示し
たものであり、r及びsはいずれもoにより規格
化しr／o，s／oとして表してある。この第４
図より副共振周波数sを０から除々に上げてくる
と共振周波数rは主共振周波数oが除々に押し上
げられ曲線３６₁に示すように高くなり、一方副
共振周波数sを無限大から除々に下げてくると、
共振周波数rは主共振周波数oが引き下げられ曲
線３６₂に示すように下つてくる。

即ち第３図の共振回路系における共振周波数の
調整は直接的に主共振周波数を変えるのではなく
副共振周波数を調整することにより間接的に主共
振周波数を変化させる手段を取つているので、副
共振周波数を大幅に変化させても共振回路系の共
振周波数の変化はわずかであり、従つて共振周波
数の微調整が行なえる。

次に第３図の共振回路系を利用したマイクロ波
帯の機械同調発振器の一実施例を第５図乃至第１
０図により説明する。

即ち、空胴壁４１により形成された空胴の中央
部には誘電体基板４２の片面に共振回路がパター
ニングされ、この共振回路と能動素子４３が接続
されてなる回路４４が支持された、いわゆるサス
ペンド構造となつている。

そして回路４４はインダクタに相当する一方が
開放端４５₁となる第１のマイクロストリツプ線
路４５と能動素子４３に接続し、第１のマイクロ
ストリツプ線路４５の開放端４５₁近傍との間に
ギヤツプ容量４６を形成する第２のマイクロスト
リツプ線路４７とを主構成とし、第１のマイクロ
ストリツプ線路４５は空胴４１と同電位になされ
た周辺部パターン４８に接続されていると共に、
第１のマイクロストリツプ線路４５の近傍には中
央部にチユーニングポスト５２の通孔部４９の穿
設された非パターン形成部５０が設けられてい
る。

また空胴壁４１の通孔部４９に対設する位置に
は、この通孔部４９が貫通するようになされたチ
ユーニングポスト５２が例えばねじ機構５３によ
り挿入長さｌを可変にするように設けられこのチ
ユーニングポスト５２の一端５４は空胴壁４１内
面間に形成される端部容量５５を形成するように
なされている。

即ち、本実施例においては、空胴壁４１から設
けられたチユーニングポスト５２と端部容量５５
により副共振回路が形成されるし、また回路基板
に挿入孔部４９が穿設されているのでチユーニン
グポスト５２の長さｌを大きく変えることがで
き、副共振はチユーニングポスト５２の長さｌが
１／４波長に相当する共振するモードで行なわれる。

また第１のマイクロストリツプ線路４５、ギヤ
ツプ容量４６からなる主共振回路と、前述の副共
振回路は空胴壁４１の空胴に形成される電磁界に
より、結合されており、発振周波数の同調はチユ
ーニングポスト５２の長さｌを変化して行なう。
この原理は第３図の等価回路で説明したものと全
く同じであり、チユーニングポスト５２の挿入長
さｌを変えることにより共振周波数sが変わり、
その効果により主共振周波数oが押し上げられ、
あるいは引き下げられて全体の共振回路系の共振
周波数rが変るようになつている。

即ち、第７図に示すように縦軸に共振周波数
r，s横軸にチユーニングポスト５２の挿入長さ
ｌを取ると、チユーニングポスト５２の長さｌに
よりsを示す曲線５６が大幅に変化してもrを示
す曲線５７₁，５７₂の変化はなだらかである。こ
れはチユーニングポスト５２の長さｌにより微調
整できることを示している。

そして本実施例のような同調機能を有する共振
回路を用いて発振器を構成することにより微調整
可能な機械同調発振器を得ることが可能となる。

前述した等価回路及び実施例では共振器は抵抗
分を持たない場合について説明したが、実際の回
路には抵抗分が存在し共振器のインピーダンス軌
跡はスミスチヤード上で見ると第８図乃至第１０
図の様になる。

即ち第８図はs＜oの場合を示し、副共振によ
るリング６１がrの共振点６２より離れ、かつ小
さくなるので発振動作は安定に行なわれる。図に
おいて６３はoの共振点、６４はsの共振点であ
る。次の第９図はs＝o付近の場合を示し、副共
振によるリング７１は２重リング状となりrの共
振点７２、s＝oの共振点７３と２つの直列共振
点が存在するため発振が不安定となる。次の第１
０図はs＞oの場合を示し、副共振によりリング
８１がrの共振点８２より離れ、かつ小さくなる
ので発振動作は安定に行なわれる。図において８
３はoの共振点、８４はsの共振点である。

〔考案の効果〕

上述のように本考案によれば簡単な構造であ
り、しかも共振周波数を精度よく微調整すること
が可能な機械同調発振器を得ることが可能であり
その工業的価値は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の機械同調発振器の要部説明用断
面図、第２図は第１図に示すチユーニングポスト
の長さと共振周波数の関係を示す曲線図、第３図
は本考案の機械同調発振器の等価回路図、第４図
は第３図における副共振周波数と共振周波数の関
係を示す曲線図、第５図乃至第１０図は本考案の
機械同調発振器の一実施例を示す図であり、第５
図は要部断面図、第６図は第５図に使用されてい
る回路基板の平面図、第７図はチユーニングポス
トの長さと、共振周波数及び副共振周波数との関
係を示す曲線図、第８図乃至第１０図は共振器の
インビーダンス軌跡をスミスチヤート上に示した
曲線図であり第８図は主共振回路の共振周波数よ
り副共振回路の共振周波数が小さい時を示す曲線
図、第９図に主共振回路の共振周波数と副共振回
路の共振周波数がほぼ等しい時を示す曲線図、第
１０図は主共振回路の共振周波数が副共振回路の
共振周波数より大きい時を示す曲線図である。 １１，４１……空胴壁、１２，５２……チユー
ニングポスト、１３，５３……ねじ機構、１５，
５５……端部容量、４２……誘電体基板、４３…
…能動素子、４５……第１のストリツプライン線
路、４６……ギヤツプ容量、４７……第２のスト
リツプライン線路、４８……周辺部パターン、４
９……通孔部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 空胴壁により形成された空胴の中央部にサスペ
   ンド構造を有するように支持された誘電体基板
   と、前記誘電体基板に形成されたパターンと能動
   素子とからなるパターン化された主共振回路と、
   前記誘電体基板に穿設された通孔部を貫通し得る
   ように前記空胴壁の一部にねじ機構により取り付
   けられたチユーニングポストから構成された副共
   振回路とからなる２重共振回路を具備し、前記チ
   ユーニングポストの挿入長さにより発振周波数を
   同調可能にし得るようになされていることを特徴
   とする機械同調発振器。