KR880003255Y1

KR880003255Y1 - Microwave genretor using dielectric material resonator

Info

Publication number: KR880003255Y1
Application number: KR2019850016277U
Authority: KR
Inventors: 김대중
Original assignee: 금성전기 주식회사; 김용승
Priority date: 1985-12-06
Filing date: 1985-12-06
Publication date: 1988-09-15
Also published as: KR870011429U

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Microwave Oscillator Using Dielectric Resonator

제1도는 종래 기술의 가장 간단한 마이크로파 발진기의 도면.1 is a diagram of the simplest microwave oscillator of the prior art.

제2도는 발진 주파수를 가변할 수 있는 종래 기술의 가장 간단한 마이크로파 발진기의 도면.2 is a diagram of the simplest microwave oscillator of the prior art that can vary the oscillation frequency.

제3도는 제2도의 발진기를 변형한 구조를 보인 도면.3 is a view showing a modification of the oscillator of FIG.

제4도는 유전체 공진기나 조종봉 사이의 거리와 공진 주파수의 관계를 나타내는 특성곡선.4 is a characteristic curve showing the relationship between the distance between the dielectric resonator and the control rod and the resonance frequency.

제5도는 기판의 두께와 공진 주파수의 관계를 나타내는 특정곡선.5 is a specific curve showing the relationship between the thickness of the substrate and the resonance frequency.

제6도는 본 고안의 마이크로나 발진기를 나타낸 도면이다.6 is a view showing a micro or oscillator of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

20 : 마이크로파 발진기 13 : 유전체20: microwave oscillator 13: dielectric

15 : 나사 17 : 결합체15: screw 17: assembly

본 고안은 유전체 공진기를 이용한 마이크로파 발진기에 관한 것이다.The present invention relates to a microwave oscillator using a dielectric resonator.

일반적으로 유전체 공진기를 이용한 발진기는 통신 분야에 있어 국부 발진기에 많이 사용된다. 유전체 공진기는 통상 유전율을 크게한 유전체가 전자계의 내부와 그 근방에 밀폐 되게 집어 넣어 공진기로서 동작시킨 것을 의미하며, 완전 도체로 둘러싸여지는 공동 공진기는 벽면에서 전계의 접선 성분이 0으로 되어 단락면으로 밀폐 되지만, 유전율을 크게한 유전체로는 외부 공간과 경계면 근방에서의 자계 접선 성분이 0으로 되어 개방면으로 형성되어 있다. 공히 이들 유전체 공진기는 자기벽에 둘러싸인 공진기라 할 수 있다. 따라서 유전체 공진기를 도파관내에 설치되는 유전체 원주를 공진기로 할 경우 TE₁δ모드의 전자계 분포를 나타낸다.In general, an oscillator using a dielectric resonator is widely used in a local oscillator in the communication field. Dielectric resonator generally means that the dielectric with large dielectric constant is enclosed inside and near the electromagnetic field and operated as a resonator. A cavity resonator, which is surrounded by a perfect conductor, has a tangential component of the electric field on the wall and becomes a short-circuited surface. Although closed, the dielectric having a large dielectric constant is formed as an open surface with zero magnetic field tangent component near the outer space and the interface. At the same time, these dielectric resonators may be referred to as resonators surrounded by magnetic walls. Therefore, when the dielectric circumference provided in the waveguide is used as the resonator, the electromagnetic field distribution of the TE ₁ δ mode is shown.

이는 단면에서는 원형 TE₁이 모우드와 동일하며, 축 방향에서 변화를 갖게 되면 완전한 파형이 발생되지 않으므로 TE₁δ 모드라 하는데 이러한 유전체 공진기의 공진주파수를 정확히 구하기는 계산이 매우 어려워 자기벽내에 유전체를 둘러싼 채로 계산되어야 한다.This is called TE ₁ δ mode because the circular TE ₁ is the same as the mode in the cross section, and if there is no change in the axial direction, it is very difficult to accurately calculate the resonance frequency of the dielectric resonator. It should be counted around.

이러한 유전체 공진기를 이용한 마이크로파 발진기는 제1도 및 제2도에 도시되어 있으며, 제1도에서의 공진기를 이용한 마이크로파 발진기(1)는 금속도체로 되어 전자계를 갖도록 한 자계벽의 직육면체 또는 원통형의 케이싱(2)을 구비하고 있다. 케이싱(2)은 그 내부로 기판(3)이 하부에 놓여 있고 그 중심부에는 유전체(4)가 고정되어 있는 구조로 이루어져 있다.The microwave oscillator using such a dielectric resonator is shown in FIGS. 1 and 2, and the microwave oscillator 1 using the resonator in FIG. 1 is a rectangular parallelepiped or cylindrical casing of a magnetic field wall having a metal conductor to have an electromagnetic field. (2) is provided. The casing 2 has a structure in which a substrate 3 is placed below and a dielectric 4 is fixed at the center thereof.

제2도에는 또 다른 실예의 종래 마이크로파 발진기(5)가 도시되어 있다. 이 마이크로파 발진기(5)는 제1도에서와 같이 자계벽의 직육면체 또는 원통의 케이싱(6)으로 이루어지며 저부로는 기판(7)이 있고 기판(7)의 중심에는 유전체(8)가 고정된다. 또한 케이싱(6)의 상부 중심부에는 유전체(8)와 유전체(8)보다 다소 큰 면적의 표면부(10)와 나사부(11)를 가진 조정봉(9)이 고정되어 있다.2, another exemplary conventional microwave oscillator 5 is shown. This microwave oscillator 5 consists of a rectangular parallelepiped or cylindrical casing 6 of a magnetic field wall, as shown in FIG. 1, with a substrate 7 at the bottom and a dielectric 8 fixed at the center of the substrate 7. . In addition, at the upper center portion of the casing 6, an adjusting rod 9 having a surface portion 10 and a threaded portion 11 having a larger area than the dielectric 8 and the dielectric 8 is fixed.

이와 같이 구성시킨 발진기(5)는 제3도에 도시와 같이 거리(L₁)에 따른 발진 주파수를 발생시키는데 이 주파수는 조정봉(9)과 유전체(8)간의 거리(L₁)와 반비례 관계에 있음을 알 수 있다. 또한 발진 주파수는 기판(7)의 두께(L₂)와는 제4도에 도시된 바와 같은 관계를 갖는다.The oscillator 5 configured as described above generates an oscillation frequency according to the distance L ₁ , as shown in FIG. 3, which is inversely related to the distance L ₁ between the adjusting rod 9 and the dielectric 8. It can be seen that. The oscillation frequency also has a relationship as shown in FIG. 4 with the thickness L ₂ of the substrate 7.

또한 제5도는 제2도와 동일한 구조이나, 단지 유전체 스페이서(12)를 유전체(8) 상에 고정한 것이 다르다. 이 스페이서(12)는 낮은 유전율을 가진 수정 또는 기타의 물질로써 이루어지고 유전체 공진기를 지지하는 기능을 갖는다. 이외에도 마이크로 발진기는 트랜지스터 및 바렉터 다이오드와 갈륨비소(GaAs)의 전계효과 트랜지스터(FET) 등을 이용한 것이 있다.5 is the same structure as FIG. 2 except that the dielectric spacer 12 is fixed on the dielectric 8. This spacer 12 is made of quartz or other material having a low dielectric constant and has a function of supporting a dielectric resonator. In addition, the micro oscillator uses a transistor, a varactor diode, and a gallium arsenide (GaAs) field effect transistor (FET).

그러나, 상기한 바와 같은 유전체 공진기를 이용한 마이크로파 발진기는 주위의 온도 변화에 공진 주파수의 변화가 많으며 방수를 필요로 하여 또다른 외부 케이스를 필요로 하였다. 또한 트랜지스터 형의 발진기는 낮은 주파수에서 변환되는 것으로 알려져 있고 고주파수에 의하여 주파수가 고정되지 못하는 단점을 가지며, 온도 보상을 하기 위하여 피이드백(Feed back) 소자의 온도 보상 소자를 사용하여 주파수 안정도를 유지시켜야 하였고, 발진 주파수의 변경이 어렵다는 등의 단점을 가지고 있었다.However, the microwave oscillator using the dielectric resonator as described above has a large change in the resonant frequency due to the change of the ambient temperature, and requires another external case because it requires waterproofing. In addition, the transistor type oscillator is known to be converted at a low frequency and has a disadvantage in that the frequency is not fixed by the high frequency. In order to compensate for the temperature, the frequency stability of the feed back device must be used to maintain the frequency stability. It also had disadvantages such as difficulty in changing the oscillation frequency.

이에 따라 본 고안은 상기한 단점을 해결하도록 제안된 것으로 외부 온도에 영향을 축소시키고 발진기의 주파수를 안정시키므로 불요파(spurious wave)를 제거하여 잡음 특선을 개선하면서 그 구조를 간단히 하므로 발진 주파수의 조정을 용이하게 한 마이크로파 발진기를 제공한다.Accordingly, the present invention is proposed to solve the above shortcomings, thereby reducing the influence on the external temperature and stabilizing the frequency of the oscillator, thereby eliminating spurious waves, simplifying the structure while improving noise characteristics, and adjusting the oscillation frequency. It provides a microwave oscillator that facilitates.

그러므로 본 고안의 유전체 공진기를 이용한 마이크로파 발진기는 주파수 혼합기 또는 증폭기 등과 결합되어 사용됨은 물론 특히 무선 통신장치의 국부 발진기 또는 필터로 사용 가능하다. 이를 위하여 본 고안은 TE₁이 모우드로 작동되고, 유전체 공진기를 이용하여 다음과 같이 유전체 공진기의 크기를 결정하는데 그 식은 다음과 같다.Therefore, the microwave oscillator using the dielectric resonator of the present invention can be used in combination with a frequency mixer or an amplifier, or a local oscillator or a filter of a wireless communication device. To this end, the present invention, TE ₁ is operated as a mode, using a dielectric resonator to determine the size of the dielectric resonator as follows, the equation is as follows.

여기서 here

C=빛의 속도C = speed of light

fr=공진주파수fr = resonant frequency

=기판(2)의 상대 유전율 = Relative permittivity of substrate (2)

D=유전체 공진기의 직경D = diameter of dielectric resonator

X(mm)=베셀함수 Jm(X)의 n번째 제로 즉 TE₁이 공진 모우드에서 X(01)= 2.404X (mm) = nth zero of the Bessel function Jm (X), that is, TE ₁ in the resonant mode X (01) = 2.404

L=유전체 공진기의 높이L = height of the dielectric resonator

이와 같은 식에 의하여 본 고안은 공진 소자의 유전체와 낮은 유전율의 유전체 나사로서 구성되는 결합체로 구성되어 있다.In this way, the present invention is composed of a combination of a dielectric of a resonating element and a dielectric screw of low dielectric constant.

본 고안의 첨부도면에 의거하여 설명하여 보면, 제6도는 본 고안을 상세히 보인 도면으로서, 유전체(13)는 그 중심에 소정 크기로 구멍(16)이 천공되어 있다. 유전율이 낮은 유전체나사(15)는 하부로 나선부(14)를 가지고 있다. 따라서 본 고안의 발진기(20)는 나사(15)에 유전체(13)가 삽입한 결합체(17)가 기판(18)상에 나사식으로 구정되어 있다.Referring to the accompanying drawings of the present invention, Figure 6 is a view showing the present invention in detail, the dielectric 13 is a hole 16 is drilled in a predetermined size in the center thereof. Dielectric screw 15 having a low permittivity has a spiral portion 14 at the bottom. Therefore, in the oscillator 20 of the present invention, the assembly 17 in which the dielectric 13 is inserted into the screw 15 is screwed on the substrate 18.

이와 같이 구성시킨 본 고안은 유전체(13)의 넓이 값에 의하여 주파수를 결정할 수 있으며 더 나아가 상기에서와 같이 기판(18)과 유전체(13)간의 거리 L₁에 의하여 공진 주파수를 간단히 가변할 수 있는 발진기를 제공한다.The present invention configured as described above can determine the frequency by the width value of the dielectric 13 and furthermore, the resonance frequency can be simply varied by the distance L ₁ between the substrate 18 and the dielectric 13 as described above. Provide an oscillator.

Claims

A microwave oscillator employing a dielectric resonator in which a cylindrical body of a resonator is inserted into a dielectric screw having a low dielectric constant and fixed to a substrate having a predetermined dielectric constant, thereby adjusting the height of the assembly to easily determine the oscillation frequency.