JPS5881304A - 誘電体共振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は小型、安価でしかも高い安定度を有する誘電体
共振器に関するものである。

従来、誘電体共振器素子をマイクロストリップライン等
の分布定数回路に電磁的に結合させて誘電体共振器回路
として使用する場合、第１図に示すように、誘電体共振
器素子１１を絶縁物の支持台１２の上に固定し基板１３
の上に設けられたストリップライン１４と電磁的に結合
させていた。この誘電体共振器回路の概略の共振周波数
は、誘電体共振器素子１１の誘電率と幾何学的寸法で決
まるが、この誘電体共振器素子１１は周波数可変機能を
持たないため、共振周波数の微調整は電磁界のシールド
効果を持つ金属ケース１５の寸法を適切な値に設定しか
つ周波数調整用ネジ１６を可変することによシ行なって
いた。このため誘電体共振器素子１１のまわシに金属ケ
ース１５を設けなければならず、共振器回路が大型にな
るという欠点があった。また、ネジ１６と誘電体共振器
素子１１との中心軸を所定の寸法内におさめるために高
い寸法精度が必要であシ、このため製造コストがかさむ
という欠点があった。また金属ケー２１５の寸法を適切
な値に設定しないと不要モードが発生し、所望の電気特
性が得られないという欠点があった。さらにこの誘電体
共振器回路では、金属ケース１５の熱膨張によって共振
周波数が温度とともに変化するという欠点があった。

本発明は上記従来の欠点に鑑みてなされたものであり、
その目的は、小形、安価でしかも高い動作安定度を有す
る誘電体共振器を提供することにおる。

以下本発明の詳細を実施例によって説明する。

第２図は本発明の誘電体共振器の一実施例の構成を示す
斜視図でおり、１は誘電体共振器素子、７は絶縁板、８
はこの絶縁板７上に形成された導体層である。誘電体共
振器素子１は、比誘電率４０〜１００程度の比較的大き
な誘電率を有するチタン酸バリウム系等のセラミックの
塊から構成されておシ、この素子１の誘電率及び幾何学
的寸法がこの誘電体共振器の概略の共振周波数を決定す
る。

絶縁板７は誘電体共振器素子１よシも低誘電率の５オ等
。絶お物から構、成さｉ？おシ、最終的よゆ接着剤や低
融点ガラス等の結合層を介して素子１の上面に固着され
る。この絶縁板７０表面には、蒸着、メッキ等適宜な手
法によシ導体層８が形成されている。この導体層８の形
成方法の一例は、まず絶縁板７の表面上に厚み２００Ａ
（２０＋％Ｉ＠）程度のニクロム層を真空蒸着し、さら
にこの上に厚み５ｏｏｏ、Ｚ程度のＡｍ層を蒸着し、最
後にこの上に電解メッキによシ厚み５ｐｗｍ程度のＡｍ
層を形成するものである。なおこの場合のニクロム層は
、絶縁板７に対する導体層８間の付着強度を高めるため
の下地の機能を果すものであシ、この層の厚みは共振器
のＱの低下を防ぐため極力小さな値に設定される。

このように構成した誘電体共振器において、共振周波数
は近似的に誘電体共振器素子１の誘電率と幾何学的寸法
で決定される。このとき電磁エネルギのほとんどは誘電
率の高い誘電体共振器素子１の内部に存在するが、その
一部は誘電体共振器素子１０外部に洩れている。外部に
洩れ出す電磁エネルギの量は、誘電体共振器素子１の近
傍に導体層８を置きこの導体層８の位置を変えることに
よって制御することができる。導体層８は電磁エネルギ
の洩れ出しを制御するためのものであシ、所定厚みの絶
縁板７は、導体層８を素子１から所定距離だけ離間させ
て保持するためのスペーサとしての機能を果す。絶縁板
７の材料としては、この誘電体共振器のＱを高めるうえ
で石英等の高周波損失が小さいものが望ましい。誘電体
共振器素子１の外部に洩れる電磁エネルギの量は絶縁板
７の厚み、すなわち導体層８の位置に依存するので、第
２図のように構成した誘電体共振器において、その共振
周波数は導体層８を付した絶縁板７の厚みを変えること
により調整することができる。

具体的には、厚みの異なる絶縁板７を数種類用意してお
き第３図示の回路において誘電体共振器の共振周波数を
観測しながら、所望の共振周波数が得られるように適切
表厚みの絶縁板７を誘電体共振器素子１上に載置し、所
゛望の特性を与える厚みの絶縁板７を選択したのちこれ
を接着剤等を用いて素子１上に取付けるようにすれに、
絶縁板７の厚さに対応した階段的表共振周波数調整を行
なうことができる。絶縁板７の厚みを数多く用意してお
けば、はとんど連続的に共振周波数調整を行なうことが
できる。なお、本実施例では誘電体共振器素子１および
絶縁板７の断面形状を円形としているが他の形状でも同
様の作用効果が奏される。

第４図は本発明の他の実施例の構成を示す斜視図である
。本図中第２図と同一の参照符号を付した要素は第２図
に関し既に説明した要素と同一の要素であシ、これにつ
いての重複した説明を要しないであろう。この実施例に
おいては、導体層８が絶縁板７の全表面上にではなくそ
の周辺部にのみ形成されている。誘電体共振器素子１の
外部に洩れる電磁エネルギの量は導体層８の面積に依存
する。したがって、この共振器を第５図示のような回路
に組込んで電気特性を観測しながらレーザトリ々ング等
によって導体層８を適切な面積だけ除去すれば、その面
積に対応して誘電体共振器素子１から外部に洩れる電磁
エネルギ量を調整することができ、その結果この誘電体
共振器の共振周波数を所望の値に設定することができる
。本実施例では導体層８の除去部分を円形としているが
、他の形状でも同様の作用・効果が奏される。

第６図は第２図に示した誘電体共振器を用いて第３図に
示した誘電体共振器回路を構成したときの共振周波数調
整の具体例である。共振周波数は周波数は約１０−変化
する。なお、第６図は誘電体共振器素子の寸法を直径７
寓町厚さ２．８ｍｍとし、絶縁板として石英を用いてそ
０寸法を直径１１ｓａｍとしたときの例でおる。

第７図は、第４図に示した誘電体共振器を用いて第５図
に示した誘電体共振器回路を構成したとたがい低下する
。なお、第７図は誘電体共振器素子の寸法を直径７ｍｍ
、厚さ２．８ｍｍとし、絶縁板７として石英を用い、そ
の寸法を直径７＋＋ａｔｍ、厚さ０．−寓、１′１ としたときの例である。

上述した実施例においては誘電体共振器素子の頂面上に
絶縁板を装着したが、この素子の周囲に漏洩する電磁エ
ネルギーはほぼ等方的であるから、絶縁板を装着すべき
面は上述した頂面に限定されるものではなく、側面であ
ってもよいし、あるいは頂面と側面の双方であってもよ
い。また誘電体共振器素子を吊下げて保持する場合等に
おいては、素子の下面に絶縁板を装着することもできる
。

また、絶縁板として石英を使用する例を説明したが、低
損失で低誘電率の誘電体材料であれば、テフロン等の商
品名で市販されている４ふつ化エチレンやセラミック等
適宜なものを使用することができる。

以上詳細に説明したように、本発明は誘電体共振器素子
近傍の絶縁物の板厚で選択された位置に選択された面積
の導体を設置することによシ、こ　　　　゛の素子の周
辺に漏洩する電磁エネルギー量を調整し、これによって
誘電体共振器の共振周波数を所望の値に設定する構成で
あるから、従来の誘電体共振回路におけるように金属ケ
ースや周波数調整用ネジが不要となシ、この結果、回路
の小形化及び製造コストの低減が可能である。また、金
属ケースの寸法の不適切さに起因する不要モードの発生
の問題も伴わず、さらには金属ケースの熱膨張等に伴う
動作特性の変動も生ぜず、安定度が極めて向上するとい
う利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の誘電体共振器回路の構成の一例を示す断
面図、第２図は本発明、の誘電体共振器の一実施例を示
す斜視図、第３図は第２図示の誘電体共振器を用いた誘
電体共振回路の構成の一例を示す断面図、第４図は本発
明の誘電体共振器の他の実施例を示す斜視図、第５図は
第４図示の誘電体共振器を用いた誘電体共振回路の構成
の一例を示す断面図、第６図は第３図示の共振回路Ｑ特
性の一例を示す特性図、第７図は第５図の共振回路の特
性の一例を示す特性図。 １．１１・・・誘電体共振器素子、７・・・絶縁物の板
、８・・・導体層、１２・・・絶縁物の支持台、１３・
・・基板、１４・・・マイクロストリップライン、１５
・・・金属ケース、１６・・・周波数微調用ネジ。 特許出願人　日本電信電話公社 第１図 第２１１２１　　　　　　　　第３図 第４図　　　　　　　第５図 第６１ 絶縁板の厚さ　（ｍｍ） 第　７１１１ 導体除去部分の直径　（ｍｍ） １６−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 分布定数回路に電磁的に結合されて該分布定数回路に共
   振特性を付与する誘電体共振器素子を備えた誘電体共振
   器でおって、前記誘電体共振器素れておシ、該絶縁物の
   板の前記誘電体共振器素子に接する面と対向する面上の
   少くとも一部には所定面積の導体層が形成されておシ、
   かつ前記絶縁物の板の所定厚み及び前記導体層の所定面
   積は前記誘電体共振集子の誘電率及び寸法と共に該誘電
   体共振器の共振周波数を定めるように選択されているこ
   とを特徴とする誘電体共振器。