NL9201015A - Resonator. - Google Patents

Description

Titel: Resonator.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een resonator van verschillende honderden MHz tot enkele GHz voor toepassing in een draagbare radio en dergelijke, en in het bijzonder op een resonator van het diëlektrisch-laminaat type.

Men kan conventionele resonatoren ruwweg verdelen in resonatoren waarbij een strooklijn wordt gebruikt en resonatoren waarbij een spoelpatroon wordt gebruikt.

Een resonator van het eerstgenoemde type heeft het nadeel, dat deze betrekkelijk groot is, en dat het onmogelijk is de impedantie daarvan te veranderen.

Resonatoren van het laatstgenoemde type hebben het nadeel, dat vanwege de spoelvormen er een magnetische koppeling is tussen naburige patronen, zodat Q betrekkelijk laag is.

Voorts hebben de conventionele resonatoren het nadeel, dat de resonantiefrequentie niet kan worden ingesteld.

Het is een doel van de onderhavige uitvinding een resonator te verschaffen, die de bovengenoemde nadelen niet heeft. Meer in het bijzonder beoogt de onderhavige uitvinding een resonator te verschaffen met een hoge Q-waarde, minimale afmetingen, waarbij het bovendien mogelijk is de impedantie en de resonantiefrequentie optimaal in te stellen.

Hiertoe heeft een resonator volgens de uitvinding een constructie zoals beschreven in conclusie 1.

De tweede elektroden kunnen gevormd zijn op de twee tegenover liggende gedeelten van de eerste elektrode met de platen tussen de eerste elektrode en de tweede elektroden.

Ten minste één elektrode van de tweede elektroden kan zodanig gevormd zijn, dat deze een enigszins grotere vorm heeft dan de eerste elektrode.

Tussen de eerste elektrode en ten minste één van de tweede elektroden kan een derde elektrode zijn gevormd met in hoofdzaak dezelfde vorm als de eerste elektrode.

De resonator kan zijn voorzien van een trim-elektrode met een lus-vorm of een gedeeltelijke lus-vorm, op een afstand van de tweede elektrode met de plaat tussen de trim-elektrode en de tweede elektrode, en verbonden met de eerste elektrode.

De resonator kan zijn voorzien van meerdere trim-elektro-den die gevormd zijn in de vorm van een band bij een binnen-gedeelte van de tweede elektrode en verbonden met de tweede elektrode.

Wanneer een resonator als boven beschreven is geconstrueerd, tonen een stijging en een daling van een piek van de verzwakkingsfaktor bijzonder golvende karakteristieken, terwijl deze vlak wordt in het andere frequentiegebied, om reden dat het een zogenaamde strook-lijn constructie is waarin de eerste elektrode en de tweede elektrode aan tegenovergelegen zijden gepositioneerd zijn, waarbij patroonstukken van de eerste elektrode zich niet nabij elkaar bevinden zoals bij het spiraalvormige spoelpatroon. Als resultaat kan de Q-faktor aanzienlijk worden verbeterd.

Bovendien, aangezien de eerste elektrode een lusvorm heeft, kan het element een geringere afmeting hebben. Bovendien, aangezien de impedantie ingesteld kan worden door de afstand tussen de afneemaansluiting en de aarde-aansluiting van de eerste elektrode te veranderen, is het bijzonder eenvoudig om de impedantie aan te passen.

De zwevende capaciteit tussen de trim-elektrode en de tweede elektrode wordt veranderd door de trim-elektrode te trimmen, en aldus kan de resonantiefrequentie van de resonator worden veranderd.

Het schermeffekt voor magnetische velden wordt veranderd door de bij een binnengedeelte van de tweede elektrode gevormde trim-elektroden te snijden. Bijgevolg wordt het magnetisch veld van de resonator veranderd, en aldus kan de resonantiefrequentie veranderd worden.

Aldus verschaft de onderhavige uitvinding een uitstekende resonator met geringe afmetingen waarvan de Q-faktor hoog is en waarvan de impedantie en de resonantiefrequentie naar keuze kunnen worden aangepast.

De bovengenoemde en verdere doelen, kenmerken, aspekten en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen nader worden verduidelijkt door de hiernavolgende gedetailleerde beschrijving van uitvoeringsvormen van de resonator onder verwijzing naar de tekening, waarin: figuur 1 een bovenaanzicht is van een diëlektrische resonator volgens een eerste voorbeeld van de onderhavige uitvinding; figuur 2 een vergroot perspektiefaanzicht is van de diëlektrische resonator volgens figuur 1; * figuur 3 een bovenaanzicht is van een bij de onderhavige uitvinding toegepast diëlektrisch vel; figuur 4 een bovenaanzicht is dat een toestand toont waarin een spoelelektrodepatroon op het diëlektrische vel van figuur 3 is gevormd, figuur 5 een bovenaanzicht is dat een toestand toont waarin een aardelektrodepatroon op het diëlektrische vel van figuur 3 is gevormd, figuur 6 een vooraanzicht is wanneer diëlektrische vellen gelamineerd op elkaar zijn aangebracht; figuur 7 een zijaanzicht is wanneer diëlektrische vellen gelamineerd op elkaar zijn aangebracht; figuur 8 een vooraanzicht is wanneer een laminaat geperst is; figuur 9 een vooraanzicht is waneer externe elektroden gevormd zijn; figuur 10 een equivalent ketendiagram is van de in figuur 1 getoonde diëlektrische resonator; figuur 11 een grafiek is die frequentiekarakteristieken van de in figuur 1 getoonde diëlektrische resonator toont; figuur 12 een bovenaanzicht is van essentiële gedeelten, die een gemodificeerd voorbeeld toont van de in figuur 1 getoonde diëlektrische resonator; figuur 13 een bovenaanzicht is van essentiële gedeelten, die een ander gemodificeerd voorbeeld toont van de in figuur 1 getoonde diëlektrische resonator; figuur 14 een bovenaanzicht is van essentiële gedeelten van een diëlektrische resonator volgens een tweede voorbeeld van de onderhavige uitvinding; figuur 15 een bovenaanzicht is van essentiële gedeelten, die een gemodificeerd voorbeeld van de in figuur 14 getoonde diëlektrische resonator toont; figuur 16 een bovenaanzicht is van essentiële gedeelten, die een ander gemodificeerd voorbeeld toont van de in figuur 14 getoonde diëlektrische resonator; figuur 17 een bovenaanzicht is van essentiële gedeelten, die een nog verder gemodificeerd voorbeeld toont van de in figuur 14 getoonde diëlektrische resonator; figuur 18 een grafiek is die frequentiekarakteristieken toont van de in figuur 14 getoonde diëlektrische resonator; figuur 19 een bovenaanzicht is van essentiële gedeelten van een diëlektrische resonator volgens een derde voorbeeld van de onderhavige uitvinding; figuur 20 een grafiek is die frequentiekarakteristieken toont van de in figuur 19 getoonde diëlektrische resonator; figuur 21 een vergroot perspektiefaanzicht is van een diëlektrische resonator volgens een vierde voorbeeld van de onderhavige uitvinding; figuur 22 een grafiek is die frequentiekarakteristieken toont van de in figuur 21 getoonde diëlektrische resonator; figuur 23 een vergroot perspektiefaanzicht is van de resonator volgens het vierde voorbeeld van de onderhavige uitvinding; figuur 24 een grafiek is die frequentiekarakteristieken toont van de in figuur 23 getoonde diëlektrische resonator; figuur 25 een vergroot perspektiefaanzicht is van de diëlektrische resonator volgens het vierde voorbeeld van de onderhavige uitvinding; figuur 26 een grafiek is die frequentiekarakteristieken toont van de in figuur 25 getoonde diëlektrische resonator; figuur 27 een vergroot perspektiefaanzicht is van een diëlektrische resonator volgens een vijfde voorbeeld van de onderhavige uitvinding; figuur 28 een perspektiefaanzicht is van een diëlektrische resonator volgens een zesde voorbeeld van de onderhavige uitvinding; figuur 29 een bovenaanzicht toont van de in figuur 28 getoonde diëlektrische resonator; figuur 30 een vergroot perspektiefaanzicht is van een resonator volgens een zevende voorbeeld van de onderhavige uitvinding; figuur 31 een bovenaanzicht is dat een gemodificeerd voorbeeld toont van de in figuur 30 getoonde resonator; figuur 32 een vergroot perspektiefaanzicht is van een resonator volgens een achtste voorbeeld van de onderhavige uitvinding; figuur 33 een bovenaanzicht is dat een toestand toont van het snijden van een trim-elektrode van de in figuur 32 getoonde resonator; figuur 34 ter verduidelijking een aanzicht toont van een conventionele diëlektrische resonator van het strook-lijn type; figuur 35 een verduidelijkend aanzicht is dat een andere conventionele diëlektrische resonator toont van het strook-lijn type; figuur 36 een verduidelijkend aanzicht is dat nog een verdere conventionele diëlektrische resonator van het strook-lijn type toont; en figuur 37 een verduidelijkend aanzicht is dat een conventionele diëlektrische resonator toont van het spoel-patroon type.

Voor een bespreking van coventionele resonatoren wordt thans verwezen naar de figuren 34 tot en met 37. Als resonator van het strook-lijn type, bestaat er een resonator van een halve golflengte waarvan de lijn open is bij tegenover liggende uiteinden, zoals getoond in figuur 34 en figuur 35, en een resonator van een kwart golflengte waarvan de lijn open is bij één uiteinde en kortgesloten bij bet andere uiteinde, zoals in figuur 36.

Als resonator van het spoel-patroon type, zoals getoond in figuur 37, bestaat er een resonator waarin een spiraalvormig spoelpatroon 201 en een aardpatroon 203 gevormd zijn op beide zijden van een diëlektrische laag 202 die daartussen geklemd is.

De bovengenoemde conventionele resonatoren hebben de hieronder besproken nadelen.

[1] resonatoren van het strook-lijn type (a) een resonator waarvan de resonantiefrequentie ongeveer 2 tot 3 GHz is, is betrekkelijk groot.

De lengten Li en Lz van de strooklijn worden bepaald door de hieronderstaande vergelijking 1 (voor een resonator van een halve golflengte) en vergelijking 2 (voor een resonator van een kwart golflengte):

(1)

(2) waarin λ de golflengte aanduidt, en waarin ε de diëlektrische constante van het diëlektrische laminaat vel aanduidt.

Tot nog toe kan de diëlektrische constante van het diëlektrische laminaat vel dat tegelijkertijd met zilver of koper gevuurd kan worden en goede temperatuurkarakteristieken heeft, niet bijzonder groot gemaakt worden, en heeft een waarde van ε = 10. Uit de bovenstaande vergelijkingen 1 en 2 volgt dan, met ε = 10, Li = 15,8 mm en L2 = 7,9 mm, hetgeen betrekkelijk groot is, en resulteert in een betrekkelijk grote resonator.

(b) In resonatoren en dergelijke is het gewenst de impedantie aan te passen in afhankelijkheid van het apparaat waarin het wordt opgenomen (om de impedanties van resonator en apparaat op elkaar af te stemmen). Aangezien echter in het geval van resonatoren van het strook-lijn type de impedantie een bepaalde waarde heeft voor elke strooklijn, is het onmogelijk de impedantie in te stellen en aan te passen, zelfs wanneer de afneempositie veranderd wordt.

[2] resonatoren van het spoel-patroon type

Aangezien het spoelpatroon een spiraalvorm heeft, beïnvloeden magnetische fluxen elkaar tussen de naburige patronen, zodat het moeilijk is een elektrische stroom te laten vloeien. Dit betekent, dat een aanzienlijke weerstandswaarde aanwezig is, en dat Q laag is.

In figuur 37 bijvoorbeeld, aangezien de elektrische stroom in dezelfde richting vloeit in een patroonstuk 201a als in een patroonstuk 201b (beide in richting A), elimineren magnetische velden elkaar waardoor veroorzaakt wordt dat de magnetische velden ruw worden, en bijgevolg is de elektrische stroom verstoord, hetgeen overeenkomt met een aanzienlijk toegenomen weerstand.

De resonantiefrequentie van de resonator wordt bepaald door de afmeting van de strooklijk of het spoelpatroon; wanneer dus het patroon eenmaal gevormd is, kan de resonantiefrequentie niet worden aangepast. Wanneer de afmeting van het patroon foutief is, is de resonantiefrequentie van de resonator dus verschoven ten opzichte van een voorafbepaalde waarde, hetgeen resulteert in een inferieur produkt.

Thans zal een eerste voorbeeld van de onderhavige uitvinding worden beschreven onder verwijzing naar de figuren 1 tot en met 13. De figuren 1 en 2 zijn aanzichten die een constructie tonen van een diëlektrische resonator volgens het eerste voorbeeld van de onderhavige uitvinding, waarbij figuur 1 een bovenaanzicht is en figuur 2 een vergroot perspektiefaanzicht is. Figuur 3 is een bovenaanzicht van het in de onderhavige uitvinding toegepaste diëlektrische vel. Figuur 4 is een bovenaanzicht die de toestand toont waarin een spoelelektrode-patroon op het in figuur 3 getoonde diëlektrische vel is gevormd, en figuur 5 is een bovenaanzicht die een toestand toont waarin een aardelektrodepatroon is gevormd op het in figuur 3 getoonde diëlektrische vel. De figuren 6 en 7 zijn aanzichten die de toestand tonen dat diëlektrische vellen gelamineerd op elkaar zijn aangebracht, waarbij figuur 6 een vooraanzicht is en figuur 7 een zijaanzicht is. Figuur 8 is een vooraanzicht van de situatie dat een laminaat ineengeperst is, en figuur 9 is een vooraanzicht dat de situatie toont dat externe elektroden gevormd zijn. Figuur 10 is een equivalent ketendiagram van een diëlektrische resonator. Figuur 11 is een grafiek die frequentiekarakteristieken toont van de diëlektrische resonator. De figuren 12 en 13 zijn bovenaanzichten van essentiële gedeelten die gemodificeerde voorbeelden tonen.

Zoals getoond in de figuren 1 en 2, omvat de diëlektrische resonator volgens de onderhavige uitvinding een diëlektrische laag 1 bestaande uit meerdere diëlektrische vellen 101 alsmede beschermende lagen 2, 3 op de boven- en onderzijden van de diëlektrische laag 1.

Op één oppervlak 101a van het diëlektrische vel 101 dat de bovenste is van de diëlektrische vellen 101, is een U-vormig spoelelektrodepatroon (eerste elektrode) 4 gevormd.

Deze worden gevuurd en geïntegreerd met elkaar. Een specifieke constructie van het spoelelektrodepatroon is zodanig, dat patroondelen 4a en 4b die beide lineair zijn en aan tegenovergelegen gedeelten zich bevinden, verbonden zijn via een lineair patroondeel 4c dat is verbonden met één uiteinde van de patroondelen 4a en 4b (d.w.z., een lusvorm). Een en ander is zodanig geconstrueerd, dat de totale lengte L3 van het spoelelektrodepatroon 4 de lengte wordt zoals bepaald door de hier-onderstaande vergelijking 3, terwijl met het patroondeel 4a een aardaansluitingspatroon 6 en een afneemaansluitingspatroon 7 zijn bevestigd, waarvan de eindgedeelten zich uitstrekken naar een zijvlak A van de diëlektrische resonator:

(3) waarin λ = golflengte, en ε = diëlektrische constante.

Op een vlak 3a van de beschermlaag 3 op de zijde van de diëlektrische laag 1 is een aardelektrodepatroon (tweede elektrode) 5 gevormd, en over in hoofdzaak het hele oppervlak 3a geconstrueerd zodat de grootte van het aardelektrodepatroon 5 groter wordt dan de omtrek van het spoelelektrodepatroon 4. Voorts is, bij een positie op het oppervlak 3a corresponderend met het aardaansluitingspatroon 6, een aardaansluitingspatroon (andere aardaansluiting) 8 gevormd waarvan het ene uiteinde is verbonden met het aardelektrodepatroon 5 en het andere uiteinde daarvan zich uitstrekt tot het zijvlak A van de diëlektrische resonator. Voorts zijn het aardaansluitingspatroon 6 en het aardaansluitingspatroon 8 verbonden met een externe aardelektrode 9 die is gevormd op het zijvlak van de resonator en een ü-vormige dwarsdoorsnede heeft, en het afneemaansluitingspatroon 7 is verbonden met een externe afneemelektrode 10 die gevormd is op het zijvlak van de resonator en een U-vormige dwarsdoorsnede heeft.

De diëlektrische resonator met de bovengenoemde constructie werd geproduceerd door de volgende procedures.

Eerst werd op één oppervlak van het in figuur 3 getoonde diëlektrische vel 101 (met een dikte van enkele tientallen pm) een koperpasta of dergelijke aangebracht om een patroon 12 te vormen (hetzelfde patroon als het spoelelektrodepatroon 4 en de aansluitingpatronen 6, 7) zoals getoond in figuur 4. Tevens werd op één oppervlak van een beschermvel 11 met dezelfde configuratie als het diëlektrische vel 101 (waarvan echter de dikte verschillend kan zijn) de koperpasta of dergelijke aangebracht om een patroon 13 te vormen (hetzelfde patroon als het aardelektrodepatroon 5 en het aardaansluitingspatroon 8) zoals getoond in figuur 5.

Vervolgens werden, zoals getoond in de figuren 6 en 7, een schermvel 2, een vellaag 16 en het schermvel 11 (met dezelfde constructie als het schermvel 2) gelamineerd, zodanig dat het patroon 12 en het patroon 13 op de tegenover liggende zijden van de uit de diëlektrische vellen bestaande vellaag 16 zijn opgesteld, en verder werden deze in elkaar gedrukt om een laminaat 15 te vormen. Hierna werden bij (als de externe aard-elektrode 9 en de externe afneemelektrode 10 dienende) plaatsen die corresponderen met bloot liggende gedeelten 17, 18 en 19 van een in figuur 8 getoonde pastalaag, de koperpasta of dergelijke aangebracht om pastalagen 20, 21 te vormen, zoals getoond in figuur 9. Daarna werden de diëlektrische vellen geïntegreerd door het laminaat te vuren, waardoor de diëlektrische resonator werd gevormd. Hierbij kan het laminaat gevuurd worden door een afzonderlijk proces ten opzichte van het vuren van de pastalagen 20, 21.

Hoewel op de diëlektrische resonator die op de bovenbeschreven manier geproduceerd is, geen condensatorpatroon is gevormd, heeft deze een equivalente keten zoals getoond in figuur 10. Dit is het gevolg van de twee volgende redenen: (1) Het spoelelektrodepatroon 4 heeft dezelfde potentiaal (d.w.z., in de geaarde toestand) als het aardelektrode-patroon 5.

(2) Aangezien de diëlektrische laag 1 zich bevindt tussen het spoelelektrodepatroon 4 en het aardelektrodepatroon 5, wordt een zwevende capaciteit gevormd.

De bovengenoemde zwevende capaciteit wordt niet alleen tussen het spoelelektrodepatroon 4 en het aardelektrodepatroon 5 gevormd, maar ook tussen de patroonstukken 4a en 4b van het spoelelektrodepatroon 4. Het wordt echter voornamelijk gevormd tussen het spoelelektrodepatroon 4 en het aardelektrodepatroon 5. Door de twee patronen 4 en 5 dichter naar elkaar toe of verder van elkaar af te brengen, verandert dus de capaciteit van de condensator en is het dus mogelijk de resonan-tiefrequentie te veranderen. In het bijzonder, wanneer de twee patronen 4 en 5 dicht naar elkaar toe worden gebracht (waarbij de dikte van de diëlektrische vellen 101 wordt verminderd), wordt de resonantiefrequentie lager, omdat de capaciteit van de condensator toeneemt, terwijl wanneer de twee patronen 4, 5 verder van elkaar af worden gebracht (waarbij de dikte van de diëlektrische vellen 101 toeneemt), de resonantiefrequentie toeneemt, omdat de capaciteit van de condensator afneemt. Het is ook mogelijk de zwevende capaciteit te veranderen door de diëlektrische constante van de diëlektrische laag 1 of de grootte van het spoelelektrodepatroon 4. Bijvoorbeeld, wanneer de breedte L7 van het spoelelektrodepatroon 4 wordt vergroot, kan dit geminimaliseerd worden omdat de zwevende capaciteit groter wordt en de resonantiefrequentie verlaagd kan worden. Het is echter niet gewenst om de breedte L7 van het spoelelektrodepatroon 4 onnodig te vergroten, omdat de golfvorm verslechtert wanneer de afstand tussen de patroonstukken 4a en 4b te klein wordt gemaakt.

Voorts kan bij de bovenbeschreven diëlektrische resonator de impedantie worden aangepast tot een willekeurige waarde door de afstand L4 tussen het aardelektrodepatroon 6 en het afneemaansluitingspatroon 7 te veranderen.

Tijdens een experiment is het mogelijk gebleken geschikte frequenties van de resonator volgens de onderhavige uitvinding te kiezen in het gebied van enkele honderden MHz tot enkele GHz, door aanpassing van de diëlektrische constante en de dikte van de diëlektrische laag 1, of van het oppervlak van het spoelelektrodepatroon 4. Een voorbeeld daarvan zal in het hiernavolgende worden besproken.

(Experiment)

Van een diëlektrische resonator met de bovenbeschreven constructie werden de frequentiekarakteristieken gemeten, en het resultaat is getoond in figuur 11.

Zoals duidelijk blijkt uit figuur 11 heeft de bovenbeschreven diëlektrische resonator een resonantiepiek bij 2 GHz, en de toename en afname daarvan tonen een bijzonder golvende karakteristiek. Daarenboven zijn zij vlak in de andere frequentiegebieden. Hieruit blijkt, dat Q aanmerkelijk is verbeterd.

Gemeend wordt, dat dit veroorzaakt wordt door de twee volgende redenen.

(1) De eerste reden heeft te maken met een strooklijn-constructie.

De diëlektrische resonator heeft een zogenaamde strooklijnconstructie, waarbij het spoelelektrodepatroon 4 en het aardelektrodepatroon 5 zich tegenover elkaar bevinden.

(2) De tweede reden is dat patroondelen van het spoelelektrodepatroon 4 zich niet naast elkaar bevinden zoals bij een spiraalvormig spoelpatroon.

Het spoelelektrodepatroon 4 van de diëlektrische resonator heeft een U-vorm, zodat magnetische fluxen elkaar niet beïnvloeden tussen de aangrenzende spoelelektrodepatronen 4 om een elektrische stroom te verstoren. Aldus wordt een aanzienlijke toename in weerstand vermeden en wordt Q hoger.

(Andere aspekten) (1) De vorm van het spoelelektrodepatroon 4 is niet beperkt tot die welke is getoond in het bovengenoemde voorbeeld, maar volstaat zolang deze maar een lus-vorm heeft. Het mag bijvoorbeeld een cirkelvorm zijn, zoals getoond in figuur 12, of een ü-vorm zoals getoond in figuur 13. Bij het in figuur 12 getoonde spoelelektrodepatroon 4 moet echter de hoek Θ zich bevinden in het gebied π < θ < 2π.

(2) Wanneer de resonator volgens de onderhavige uitvinding geïnstalleerd wordt, kan deze geïnstalleerd worden en gesoldeerd worden waarbij elektroden op een gedrukt ketenbord, de externe aardelektrode 9 en de externe afneemelektrode 10 zich tegenover elkaar bevinden. Aangezien de buitenzijden bedekt zijn met beschermlagen 2 en 3, worden hierbij het spoelelektrodepatroon 4 en het aardelektrodepatroon 5 beschermd tegen beschadiging.

(3) De diëlektrische laag 1 is niet beperkt tot de constructie waarbij meerdere dunne diëlektrische vellen 101 gelamineerd zijn, maar een diëlektrische vel dat vantevoren in een bepaalde dikte is gevormd kan ook worden gebruikt.

(4) De resonator volgens de onderhavige uitvinding hoeft niet stuk voor stuk geproduceerd te worden, maar het is ook mogelijk dat meerdere spoelelektrodepatronen 4 op een groot diëlektrisch vel gevormd worden, waarbij hetzelfde aantal aardelektrodepatronen 5 gevormd worden op een vergelijkbaar diëlektrisch vel, welke na gelamineerd te zijn worden gesneden om afzonderlijke resonatoren te vormen geschikt om gebakken te worden.

(Tweede voorbeeld)

Een tweede voorbeeld van de onderhavige uitvinding zal in het hiernavolgende worden beschreven onder verwijzing naar de figuren 14 tot en met 18. Hierbij is figuur 14 een bovenaanzicht van essentiële gedeelten van een diëlektrische resonator volgens het tweede voorbeeld, terwijl de figuren 15 tot en met 17 bovenaanzichten zijn van essentiële gedeelten van gemodificeerde voorbeelden. Figuur 18 is een grafiek die frequentiekarakteristieken toont van de in figuur 14 getoonde diëlektrische resonator. Delen met dezelfde funktie als het eerste voorbeeld worden aangeduid door dezelfde verwijzings-cijfers, en beschrijving daarvan zal hier worden weggelaten. Dit geldt ook voor de hiernavolgende voorbeelden.

Zoals getoond in figuur 14 heeft dit voorbeeld dezelfde configuratie als het eerste voorbeeld, behalve dat de vorm van het spoelelektrodepatroon 4 en de verbindingspositie van het aardelektrodepatroon 6 en het afneemaansluitingspatroon 7 enigszins verschillend zijn. Een specifieke vorm van het spoelelektrodepatroon 4 is zodanig geconstrueerd (d.w.z. een lus-vorm), dat het open uiteinde van het patroondeel 4b zich uitstrekt naar het patroonstuk 4a, evenwijdig met het patroon-stuk 4c, om een patroonstuk 4d te vormen. De afstand L7 tussen het patroonstuk 4d en het patroonstuk 4a is bij voorkeur hetzelfde of minder dan de breedte Le van de patroonstukken 4a tot en met 4d.

(Experiment)

Van de diëlektrische resonator met de bovenbeschreven constructie werden de frequentiekarakteristieken gemeten, en het resultaat is getoond in figuur 18.

Zoals duidelijk blijkt uit figuur 18 heeft de bovenbeschreven diëlektrische resonator een resonantiepiek bij 2 GHz, en zijn toename en afname tonen meer golvende karakteristieken, en zij zijn vlak in de andere frequentiegebieden. Hieruit blijkt, dat Q aanzienlijk is verbeterd. In vergelijking met het eerste voorbeeld is daarenboven de verzwakkings-faktor van de piek veel hoger.

Gemeend wordt, dat dit het gevolg is van de reden dat lekkages van magnetische flux verminderd kunnen worden omdat de afstand L7 tussen het patroonstuk 4d en het patroonstuk 4a zeer klein is zodat in hoofdzaak een gesloten magnetisch circuit wordt gevormd.

(Andere aspekten)

De constructie van het spoelelektrodepatroon 4 is niet beperkt tot de bovengenoemde constructie, maar deze kan een lusvorm hebben zoals de in de figuren 15 tot en met 17 getoonde constructies. In het bijzonder kan het de in figuur 15 getoonde constructie zijn waarbij het patroonstuk 4a verkort is en het patroonstuk 4b zich verder uitstrekt, of de in figuur 16 getoonde constructie waarin het patroonstuk 4a verder verkort is en het patroonstuk 4b zich nog verder uitstrekt, of de in figuur 17 getoonde constructie waarin het aardaansluitingspatroon 6 en het afneemaansluitingspatroon 7 verwisseld zijn opgesteld.

Ook in deze gevallen zijn de afstanden Lg, L10 en Lu tussen de patroonstukken bij voorkeur gelijk aan of minder dan de breedte Le van de patroonstukken 4a, 4b, 4c en 4d. Verder is in dit geval door het experiment bevestigd, dat de frequentiekarakteristieken van de diëlektrische resonator in hoofdzaak gelijk zijn aan die van de bovengenoemde constructie .

(Derde voorbeeld)

Een derde voorbeeld van de onderhavige uitvinding zal in het hiernavolgende worden beschreven onder verwijzing naar de figuren 19 en 20. Figuur 19 is een bovenaanzicht van essentiële delen van een diëlektrische resonator volgens het derde voorbeeld van de onderhavige uitvinding, en figuur 20 is een grafiek die de frequentiekarakteristieken toont van de in figuur 19 getoonde diëlektrische resonator.

Zoals getoond in figuur 19 heeft deze dezelfde configuratie als de in figuur 14 van het tweede voorbeeld getoonde diëlektrische resonator, behalve dat het eindgedeelte van het patroonstuk 4d is verbonden met het eindgedeelte van het patroonstuk 4a.

(Experiment)

Van de diëlektrische resonator met de bovengenoemde constructie werden de frequentiekarakteristieken gemeten, en het resultaat is getoond in figuur 20.

Zoals duidelijk blijkt uit figuur 20, heeft de bovengenoemde diëlektrische resonator een resonantiepiek bij ongeveer · 4 GHz, en de toename en afname tonen een golvende karakteristiek, en zij zijn vlak in de andere frequentiegebieden. Hieruit blijkt, dat Q aanzienlijk is verbeterd.

De reden dat Q verbeterd is, is dezelfde als bij het bovengenoemde voorbeeld. De reden dat de resonantiepiek zich bij 4 GHz bevindt, wordt gemeend het gevolg te zijn van de verbetering van het karakter als strooklijn, veroorzaakt door het verbinden van het eindgedeelte van het patroonstuk 4d met het eindgedeelte van het patroonstuk 4a.

(Vierde voorbeeld)

Een vierde voorbeeld van de onderhavige uitvinding zal in het hiernavolgende worden beschreven onder verwijzing naar de figuren 21 tot en met 26. De figuren 21, 23 en 25 zijn uitvergrote perspektiefaanzichten van diëlektrische resonatoren volgens het vierde voorbeeld van de onderhavige uitvinding, en de figuren 22, 24 en 26 zijn grafieken die respectievelijk de frequentiekarakteristieken tonen van de in de figuren 21, 23 en 25 getoonde diëlektrische resonatoren.

Zoals getoond in de figuren 21, 23 en 25 hebben deze resonatoren dezelfde constructie als het eerste voorbeeld tot en met het derde voorbeeld, behalve dat de diëlektrische laag 1 en het aardelektrodepatroon 5 niet op één oppervlak maar op beide oppervlakken van het spoelelektrodepatroon 4 zijn opgesteld.

(Experiment)

Van de diëlektrische resonatoren met de bovenbeschreven constructie werden de frequentiekarakteristieken gemeten, en de resultaten zijn getoond in de figuren 22, 24 en 26.

Zoals duidelijk blijkt uit de figuren 22, 24 en 26 vertonen bij deze diëlektrische resonatoren, evenals bij die van het eerste tot en met het derde voorbeeld, de toename en afname van de piek in de versterkingsfaktor golvende karakteristieken, en zij zijn vlak in de andere frequentiegebieden. De frequentiepiek is echter enigszins laag.

Gemeend wordt, dat dit komt door de toename in capaciteit van een condensator van de diëlektrische resonator, omdat de zwevende capaciteit niet slechts op één zijde maar op beide zijden van het spoelelektrodepatroon 4 is gevormd.

(Vijfde voorbeeld)

In het hiernavolgende zal een vijfde voorbeeld van de onderhavige uitvinding worden beschreven onder verwijzing naar figuur 27. Figuur 27 is een vergroot perspektiefaanzicht van een diëlektrische resonator volgens het vijfde voorbeeld.

Zoals getoond in figuur 27, heeft deze dezelfde configuratie als de in figuur 23 getoonde resonator van het vierde voorbeeld, behalve dat een zwevend elektrodepatroon (derde elektrode) 11 met een zelfde vorm als het spoelelektrodepatroon 4 is gevormd op een diëlektrisch vel 101 nabij het vel 101 waarop het spoelelektrodepatroon is gevormd.

Hoewel dit niet apart getoond wordt, is uit experimenten gebleken, dat door een dergelijke constructie de piek van het resonantiepunt veel lager is dan die van de in figuur 23 getoonde resonator van het vierde voorbeeld.

Gemeend wordt dat dit het gevolg is van de toename in capaciteit van een condensator van de diëlektrische resonator, omdat tussen het spoelelektrodepatroon 4 en het zwevende elek-trodepatroon 11 een zwevende condensator gevormd is.

(Zesde voorbeeld)

In het hiernavolgende zal een zesde voorbeeld van de onderhavige uitvinding worden besproken onder verwijzing naar de figuren 28 en 29.

De figuren 28 en 29 tonen een resonator volgens het zesde voorbeeld, waarbij figuur 28 een vergroot perspektiefaanzicht is en figuur 29 een bovenaanzicht.

Zoals getoond in de figuren 28 en 29, heeft deze dezelfde configuratie als de in figuur 23 getoonde resonator van het vierde voorbeeld, behalve dat de vorm van één aardelektrode-patroon (een bovenpatroon in figuur 28) 5 anders gemaakt is.

In het bijzonder is het zodanig geconstrueerd, dat het aard-elektrodepatroon 5 enigszins groter is dan het spoelelektrodepatroon 4, en het aardaansluitingspatroon 8 is verbonden met het aardelektrodepatroon 5.

Door een dergelijke configuratie is het mogelijk om op eenvoudige wijze de frequentie aan te passen, omdat de zwevende capaciteit kan worden aangepast door eenvoudigweg een gedeelte (bijvoorbeeld het door de lijn B in figuur 29 getoonde gedeelte) af te snijden van het aardelektrodepatroon 5 dat correspondeert met het patroonstuk 4d.

Hoewel de bovengenoemde aanpassing ook mogelijk is voor de aardelektrodepatronen (bijna extensief gevormd) van het eerste tot en met het vijfde voorbeeld wanneer de frequentie moet worden aangepast, geniet de configuratie van dit voorbeeld de voorkeur omdat de af te snijden lengten van de aardelektrodepatronen van het eerste voorbeeld tot het vijfde voorbeeld groot zijn.

Bovendien is het aardelektrodepatroon van dit voorbeeld niet beperkt tot een resonator met de in figuur 23 van het vierde voorbeeld getoonde constructie, maar is dit ook van toepassing voor die welke in andere voorbeelden getoond zijn.

(Zevende voorbeeld)

In het hiernavolgende zal een zevende voorbeeld van de onderhavige uitvinding worden beschreven onder verwijzing naar figuur 30. Figuur 30 is een vergroot perspektiefaanzicht van een resonator volgens het zevende voorbeeld.

In de resonator van het zevende voorbeeld is een lus-vormige trim-elektrode 60 gevormd tussen één aardelektrode-patroon (een bovenpatroon in figuur 30) en de beschermlaag 2. De trim-elektrode 60 is aangebracht aan de tegenover liggende zijde van het spoelelektrodepatroon 4 met daartussen het diëlektrische vel 101 en het aardelektrodepatroon 5. Een verbindingsaansluitingspatroon 66 is aan de trim-elektrode 60 gevormd, en is bevestigd aan het bevestigingsaansluitings-patroon 66 dat zich uitstrekt vanaf het spoelelektrodepatroon 4 naar een zijde van het diëlektrische vel 101. Het beves-tigingsaansluitingspatroon 66 van de trim-elektrode 60 is verbonden met het verbindingsaansluitingspatroon 66 van het spoelelektrodepatroon 4 via een externe verbindingselek-trode 68.

In de resonator van het zevende voorbeeld wordt de zwevende condensator tussen de trim-elektrode 60 en het aardelektrodepatroon 5 veranderd door de trim-elektrode 60 te trimmen zoals getoond door de streep-stippellijn in figuur 30, bijvoorbeeld met behulp van een laser. Hierdoor wordt ook de resonantiefrequentie van de resonator veranderd.

De vorm van de trim-elektrode 60 is niet beperkt tot een lusvorm, maar deze vorm kan ook een deel zijn van de lusvorm, zoals getoond in figuur 31. In het geval van een dergelijke vorm kan ook de zwevende capaciteit worden veranderd door trimmen, en wordt daardoor ook de resonantiefrequentie van de resonator veranderd.

(Achtste voorbeeld)

In het hiernavolgende zal een achtste voorbeeld van de onderhavige uitvinding worden besproken onder verwijzing naar figuur 32. Figuur 32 is een vergroot perspektiefaanzicht van een resonator volgens het achtste voorbeeld.

In de resonator van het achtste voorbeeld is een trim-elektrodegroep 70 gevormd bij een binnengedeelte van één aard-elektrodepatroon (een bovenpatroon in figuur 32). De trim-elektrodegroep 70 omvat bandvormige trim-elektroden 70a, 70b, 70c. De trim-elektroden 70a, 70b, 70c zijn verbonden met het aardelektrodepatroon 5.

In de resonator van het achtste voorbeeld wordt het schermeffekt voor een magnetisch veld lager door de trim-elektroden te snijden zoals getoond in figuur 33, bijvoorbeeld met behulp van een laser. Hierdoor neemt het magnetisch veld van de resonator toe, en wordt de resonantiefrequentie van de resonator veranderd. Hierbij kan de mate van verandering van de resonantiefrequentie worden ingesteld door het snijgetal van de trim-elektroden te veranderen.

Zoals in het voorgaande is beschreven, is het volgens de onderhavige uitvinding mogelijk de Q-waarde aanzienlijk te verbeteren vanwege het feit dat de resonator een zogenaamde strooklijnconstructie bezit en dat de eerste elektrodepatroon-stukken zich niet naast elkaar bevinden.

Verder kan de grootte van het element worden verminderd omdat de eerste elektrode een lusvorm heeft.

Bovendien is het zeer gemakkelijk de impedantie aan te passen aangezien dit eenvoudigweg kan gebeuren door de afstand tussen de afneemaansluiting en de aardaansluiting van de eerste elektrode te veranderen.

Daarenboven kan de resonantiefrequentie van de resonator worden ingesteld door een trim-elektrode te trimmen, welke is gevormd bij een binnengedeelte van het aardelektrodepatroon of verbonden met het spoelelektrodepatroon. Een vooraf bepaalde resonantiefrequentie kan worden verkregen door aanpassing van een resonator waarvan de resonantiefrequentie afwijkt van deze vooraf bepaalde waarde. Dienovereenkomstig kan het aantal inferieure produkten worden verminderd wanneer de resonator wordt vervaardigd.

Al deze aspekten hebben tot gevolg dat volgens de uitvinding een hoogwaardige resonator met kleine afmetingen wordt verschaft, waarvan Q hoog is en waarvan de impedantie en de resonantiefrequentie desgewenst kunnen worden aangepast.

Hoewel de onderhavige uitvinding in detail is beschreven en geïllustreerd, zal het duidelijk zijn dat bij die beschrijving slechts sprake is van bijzondere voorbeelden en dat de uitvinding daar niet toe is beperkt. De geest en omvang van de uitvinding is slechts beperkt door de conclusies.

Claims (6)

1. Resonator, omvattende: een eerste elektrode in de vorm van een lus; een tweede elektrode met een vlakke vorm op het tegenover liggende gedeelte van genoemde eerste elektrode; een tussen de eerste en de tweede elektrode opgestelde plaat van een diëlektrisch materiaal; een aardaansluiting die zich uitstrekt vanaf de eerste elektrode naar een eindgedeelte van genoemde plaat; een afneemaansluiting die zich uitstrekt van de eerste elektrode naar genoemd eindgedeelte van genoemde plaat op enige afstand, met een vooraf bepaalde impedantie ten opzichte van de aardaansluiting; en een andere aardaansluiting die zich uitstrekt vanaf de tweede elektrode naar genoemd eindgedeelte van genoemde plaat.

2. Resonator volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat genoemde tweede elektroden gevormd zijn op de twee tegenover liggende gedeelten van de eerste elektrode waarbij genoemde platen zich bevinden tussen de eerste elektrode en genoemde tweede elektroden.

3. Resonator volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat ten minste één elektrode van genoemde tweede elektroden zodanig gevormd is, dat deze enigszins groter is dan de eerste elektrode.

4. Resonator volgens conclusie 2 of 3 met het kenmerk, dat tussen de eerste elektrode en ten minste één van genoemde tweede elektroden zich een derde elektrode bevindt met dezelfde vorm als de eerste elektrode.

5. Resonator volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat een trim-elektrode met de vorm van een lus of een gedeelte van een lus is gevormd op enige afstand van genoemde tweede elektrode met genoemde plaat tussen de trim-elektrode en genoemde tweede elektrode, en is verbonden met de eerste elektrode.

6. Resonator volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat meerdere trim-elektroden in de vorm van een band gevormd zijn bij een binnengedeelte van genoemde tweede elektrode en verbonden met genoemde tweede elektrode.