JP2006094172A - Adjustment method for microwave device - Google Patents

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貴 内田
Masaki Sudo
雅樹 須藤
Hideaki Takahashi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable highly accurate adjustment with a reduced work and the time required for adjusting an electric characteristic. <P>SOLUTION: A screw mount member 2 is disposed on a ceiling 1 of a vessel, of which the inside is cooled to a very low temperature. An adjusting screw 3 is mounted on the screw mount member 2. A trimming rod 4 is fixed on the adjusting screw 3. A trimming rod 10 having a dielectric constant different from the trimming rod 4 is detachably mounted on the above trimming rod 4. By rotating the adjusting screw 3, the trimming rods 4, 10 move up and down, thereby adjusting a gap between strip conductors 5, 6 of a microwave device so that the electric characteristic of the microwave device ranges within a specification. When the trimming rod does not fit for adjusting the electric characteristic of the microwave device, the trimming rod 10 can be replaced by a trimming rod having a dielectric constant being fit therefor. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、極低温状態で使用されるマイクロ波デバイスの調整方法に関する。   The present invention relates to a method for adjusting a microwave device used in a cryogenic state.

近年、移動無線システムにおいて、熱雑音特性の改善や高温超電導デバイスの使用などの点から、極低温冷凍機によって極低温状態まで冷却した状態で動作させるシステムが必要となってきている。その一例として、無線機の受信フロントエンドを熱遮断容器内に収納し、この熱遮断容器内を極低温冷却装置で極低温状態に冷却した無線機が提案されている。真空引きされたこの熱遮断容器内では、ケースで覆われた高温超伝導フィルタと極低温低雑音増幅器とがコールドヘッド上に搭載されており、このコールドヘッドを極低温冷却装置によって極低温に冷却する。高温超伝導フィルタや極低温低雑音増幅器のケースを極低温でも高い熱伝導率が得られる材料で構成することにより、コールドヘッドとケース間の熱伝導性を高め、ケースの冷却効率を高めて高温超伝導フィルタや極低温低雑音増幅器を安定した極低温状態に維持するものである（例えば、特許文献１参照）。   In recent years, in a mobile radio system, a system that is operated in a state cooled to a cryogenic state by a cryogenic refrigerator has become necessary from the viewpoint of improving thermal noise characteristics and using a high-temperature superconducting device. As an example, a wireless device has been proposed in which a reception front end of a wireless device is housed in a heat shield container, and the heat shield container is cooled to a cryogenic state by a cryogenic cooling device. In this heat-insulated vessel that has been evacuated, a high-temperature superconducting filter and a cryogenic low-noise amplifier covered with a case are mounted on the cold head. The cold head is cooled to a cryogenic temperature by a cryogenic cooling device. To do. The case of the high temperature superconducting filter and the cryogenic low noise amplifier is made of a material that can obtain high thermal conductivity even at extremely low temperatures, thereby increasing the thermal conductivity between the cold head and the case and increasing the cooling efficiency of the case. A superconducting filter and a cryogenic low noise amplifier are maintained in a stable cryogenic state (see, for example, Patent Document 1).

このようなシステムに搭載される電子デバイスは、極低温状態で安定した電気的特性で動作することが必要である。例えば、フィルタ回路では、比誘電率や基板厚のわずかのずれにより、フィルタ特性に大きなばらつきが生ずる。しかし、微小な電子デバイスの製造段階において、規格内の電気的特性が得られるようにするためには、製造時のプロセスマージンが非常に厳しいものとなり、歩留まりの低下を招くことになる。このことから、電子デバイスに対し、その作成後に電気的特性を調整する技術が必要となる。   An electronic device mounted on such a system needs to operate with stable electrical characteristics in a cryogenic state. For example, in filter circuits, large variations in filter characteristics occur due to slight deviations in relative permittivity and substrate thickness. However, in order to obtain electrical characteristics within the standard at the manufacturing stage of a minute electronic device, the process margin at the time of manufacturing becomes very severe, resulting in a decrease in yield. For this reason, a technique for adjusting the electrical characteristics of the electronic device after its production is required.

ところで、マイクロ波のような高周波領域で扱われる電子デバイス（マイクロ波デバイス）では、その周波数特性を調整するための調整部が設けられ、電気的特性が規格内になるようにこの調整部を調整し、製品の歩留まりを高めることが行なわれるている。   By the way, in an electronic device (microwave device) handled in a high frequency region such as a microwave, an adjustment unit for adjusting the frequency characteristic is provided, and the adjustment unit is adjusted so that the electrical characteristic is within the standard. However, the yield of products is being increased.

例えば、常温で動作する高周波モジュール（特に、フィルタ回路）の場合には、伝送線路上に可変コンデンサを設け、この可変コンデンサのギャップ間隔を変化させてその静電容量を変化させることにより、周波数特性などの電気的特性を調整する方法がある。   For example, in the case of a high-frequency module (especially a filter circuit) that operates at room temperature, a variable capacitor is provided on the transmission line, and the capacitance is changed by changing the gap interval of the variable capacitor to change the frequency characteristics. There are methods for adjusting the electrical characteristics.

極低温で動作するマイクロ波デバイスに対しても、このような調整方法を適用することが試みられている。その一例として、超伝導フィルタの調整についての提案がなされている。これは、小型冷凍機によって冷却された容器内にフィルタが収納され、この容器の天井に取り付けられた螺子にサファイヤのトリミングロッドが接着され、ドライバでこの螺子を回転させることにより、トリミングロットが上下に移動してフィルタに近づいたり、離れたりすることができるようにしたものであって、このトリミングロッドの移動調整により、フィルタの調整ができるようにしたものである（例えば、非特許文献１）。   Attempts have also been made to apply such adjustment methods to microwave devices operating at cryogenic temperatures. As an example, a proposal for adjusting a superconducting filter has been made. This is because the filter is housed in a container cooled by a small refrigerator, a sapphire trimming rod is bonded to a screw attached to the ceiling of the container, and the screw is rotated by a screwdriver to move the trimming lot up and down. The filter can be moved closer to or away from the filter, and the filter can be adjusted by adjusting the movement of the trimming rod (for example, Non-Patent Document 1). .

図５はかかる従来のトリミングロッドを用いた調整方法を示す図であって、１は容器の天井、２はねじ取付部材、３は調整ねじ、４はトリミングロッド、５，６はストリップ導体、７は誘電体基板、８は導体板である。   FIG. 5 is a view showing an adjustment method using such a conventional trimming rod, wherein 1 is the ceiling of the container, 2 is a screw mounting member, 3 is an adjustment screw, 4 is a trimming rod, 5 and 6 are strip conductors, 7. Is a dielectric substrate, and 8 is a conductor plate.

同図において、容器の天井１には、開口が設けられてそこにねじ取付部材２が固定されており、このねじ取付部材２に調整ねじ３が取り付けられている。そして、この調整ねじ３の容器内側の先端には、特定の比誘電率ε0を有するトリミングロッド４が接着固定されており、調整ねじ３をドライバ（図示せず）で回転させることにより、トリミングロッド４を上下に移動させることができる。容器の天井１は、容器内が見えるように、アクリルなどの透明な基材で形成されている。 In the figure, an opening is provided in the ceiling 1 of the container, and a screw attachment member 2 is fixed thereto, and an adjustment screw 3 is attached to the screw attachment member 2. A trimming rod 4 having a specific dielectric constant ε 0 is bonded and fixed to the tip of the adjustment screw 3 inside the container. The adjustment screw 3 is rotated by a driver (not shown) to perform trimming. The rod 4 can be moved up and down. The ceiling 1 of the container is formed of a transparent base material such as acrylic so that the inside of the container can be seen.

この容器内には、導体板８に誘電体基板７が積層された基板上にストリップ導体５，６のパターンが設けられてなるマイクロ波デバイス（例えば、高周波用フィルタ）が、トリミングロッド４と対向するようにして、収納されている。この容器は密閉され、その内部が真空化されて、図示しない冷凍機などにより、極低温に冷却されている。   In this container, a microwave device (for example, a high frequency filter) in which a pattern of strip conductors 5 and 6 is provided on a substrate in which a dielectric substrate 7 is laminated on a conductor plate 8 faces the trimming rod 4. So that it is stored. The container is hermetically sealed, and the inside thereof is evacuated and cooled to a cryogenic temperature by a refrigerator (not shown).

ストリップ導体５，６はトリミングロッド４を介して結合され、ストリップ導体５，６とトリミングロッド４との間の距離に応じて、ストリップ導体５，６間の静電容量（結合量）が異なる。従って、調整ねじ３をドライバで回転させて、ストリップ導体５，６とトリミングロッド４との間の距離を変化させることにより、ストリップ導体５，６間の結合量が変化してストリップ導体５，６や基板７，８などからなるフィルタ（マイクロ波デバイス）の電気的特性を変化させることができる。   The strip conductors 5 and 6 are coupled via the trimming rod 4, and the electrostatic capacitance (coupling amount) between the strip conductors 5 and 6 varies depending on the distance between the strip conductors 5 and 6 and the trimming rod 4. Accordingly, by rotating the adjusting screw 3 with a screwdriver and changing the distance between the strip conductors 5 and 6 and the trimming rod 4, the amount of coupling between the strip conductors 5 and 6 is changed and the strip conductors 5 and 6 are changed. In addition, the electrical characteristics of a filter (microwave device) composed of the substrate 7 or 8 can be changed.

そこで、調整ねじ３をドライバで回転させることにより、目視しながら、トリミングロッド４をストリップ導体５，６に近づけたり、遠ざけたりして、ストリップ導体５，６などからなるフィルタの電気的特性を、規格内になるように、調整することができる。   Therefore, by rotating the adjusting screw 3 with a screwdriver, the electric characteristics of the filter composed of the strip conductors 5, 6, etc. are obtained by visually moving the trimming rod 4 closer to or away from the strip conductors 5, 6. It can be adjusted to be within the standard.

なお、トリミングロッド４としては、一般に、Ｑが高く、温度変化に対して熱膨張特性が安定しているなどの利用から、サファイヤなどが用いられる。
特開２００３ー１７９５１２ 「低温工学」３９巻１号（2004年）pp.18-24 As the trimming rod 4, sapphire or the like is generally used because of its high Q and stable thermal expansion characteristics against temperature changes.
JP 2003-179512 A "Cryogenic Engineering" Vol.39 No.1 (2004) pp.18-24

しかしながら、上記のような調整方法では、調整の対象となるマイクロ波デバイスによっては、トリミングロッド４をストリップ導体５，６に接触するくらい近づけないと、特性を要求される規格内に調整できない場合もあるし、また、これらが接触してしまうような場合もあり、調整が微妙となって調整に手間と時間がかかるし、また、調整できない場合もある。   However, in the adjustment method as described above, depending on the microwave device to be adjusted, the characteristics may not be adjusted within the required standard unless the trimming rod 4 is brought close to the strip conductors 5 and 6. In some cases, they may come into contact with each other, making the adjustment delicate and time-consuming and time-consuming for adjustment.

極低温で動作させるマイクロ波デバイスを実用化するためには、極低温に保持した状態でその電気的特性を規格の範囲内にすることが必要であるが、上記従来の方法では、上記のことから、製造時のプロセスマージンが非常に厳しいものとなり、歩留まりが低下したり、調整作業に時間がかかるといった問題があった。   In order to put microwave devices that operate at extremely low temperatures into practical use, it is necessary to keep their electrical characteristics within the specified range while maintaining them at extremely low temperatures. As a result, the process margin at the time of manufacture becomes very severe, resulting in problems such as a decrease in yield and a long time for adjustment work.

本発明の目的は、かかる問題を解消し、電気的特性の調整に要する手間や時間を低減し、高精度の調整ができるようにしたマイクロ波デバイスの調整方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for adjusting a microwave device that eliminates such problems, reduces labor and time required for adjusting electrical characteristics, and enables high-precision adjustment.

上記目的を達成するために、本発明は、内部が極低温状態にある容器内で、トリミングロッドを移動させることにより、マイクロ波デバイスの電気的特性を調整する調整方法であって、マイクロ波デバイスに所定の電気的特性を持たせるために必要なマイクロ波デバイス，トリミングロッド間の静電容量に応じて、トリミングロッドの比誘電率を変更可能としたものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides an adjustment method for adjusting the electrical characteristics of a microwave device by moving a trimming rod in a container having an extremely low temperature inside. The relative permittivity of the trimming rod can be changed in accordance with the capacitance between the microwave device and the trimming rod necessary for giving the predetermined electrical characteristics.

ここで、本発明の原理を図２を用いて説明する。   Here, the principle of the present invention will be described with reference to FIG.

図２（ａ）はマイクロ波デバイスでの電磁界分布の様子を模式的に示すものであって、実線が電界分布を、破線が磁界分布を夫々示している。   FIG. 2A schematically shows the state of the electromagnetic field distribution in the microwave device, where the solid line indicates the electric field distribution and the broken line indicates the magnetic field distribution.

ストリップ導体５（６）は導体板８上に誘電体基板７を介して積層されており、ストリップ導体５（６）にマイクロ波が流れると、図示するように、ストリップ導体５（６）と導体板８との間に電界（実線）が発生し、ストリップ導体５（６）の周りに磁界（破線）が発生する。   The strip conductor 5 (6) is laminated on the conductor plate 8 via the dielectric substrate 7. When a microwave flows through the strip conductor 5 (6), the strip conductor 5 (6) and the conductor are connected as shown in the figure. An electric field (solid line) is generated between the plate 8 and a magnetic field (broken line) is generated around the strip conductor 5 (6).

かかるマイクロ波デバイスに比誘電率εの誘電体のロッド９を近づけると、電磁界分布は図２（ｂ）に示すようになり、図示しない他方のストリップ導体６との間の静電容量が変化する。この静電容量、即ち、ストリップ導体５，６間の結合容量は、誘電体のロッド９の比誘電率εと、このロッド９とスクリップ導体間５，６との間の距離に応じて異なるから、この距離を変化させることにより、結合容量が変化することは勿論のこと、ロッド９の比誘電率を変化させても、変化することになる。   When the dielectric rod 9 having a relative dielectric constant ε is brought close to such a microwave device, the electromagnetic field distribution is as shown in FIG. 2B, and the capacitance between the other strip conductor 6 (not shown) changes. To do. The capacitance, that is, the coupling capacity between the strip conductors 5 and 6 varies depending on the relative dielectric constant ε of the dielectric rod 9 and the distance between the rod 9 and the scrip conductors 5 and 6. Therefore, by changing this distance, not only the coupling capacitance changes, but also the relative dielectric constant of the rod 9 changes.

本発明は、この原理に基づくものであり、距離を変化させることによって所定の結合容量が得にくい、または、得ることができない場合には、ロッド９の比誘電率を変化させるものであって、比誘電率を変化させるためには、異なる比誘電率のロッドに交換するか、同じロッドで、電気的な手法により、比誘電率を変化させるものである。   The present invention is based on this principle, and when the predetermined coupling capacity is difficult to obtain or cannot be obtained by changing the distance, the relative permittivity of the rod 9 is changed. In order to change the relative dielectric constant, the relative dielectric constant is changed to a rod having a different relative dielectric constant, or the relative dielectric constant is changed by an electrical method using the same rod.

本発明によれば、従来技術のような製造プロセスマージンを厳格にすることをせず、歩留まりの低下を改善し、可能な限り調整時間を短縮し、構造的に大きくならず、製品コストを低減することができる、低温で動作するマイクロ波デバイスの調整方法を提供できる。   According to the present invention, the manufacturing process margin as in the prior art is not tightened, the yield reduction is improved, the adjustment time is shortened as much as possible, the structure is not enlarged, and the product cost is reduced. It is possible to provide a method for adjusting a microwave device operating at a low temperature.

また、本発明によれば、調整するデバイスによっては、トリミングロッドとマイクロストリップラインとが接触する位近づけないと、要求規格内に調整することができなったり、調整機構とデバイスとが接触したりする、といった構造上の問題が改善できる。   Further, according to the present invention, depending on the device to be adjusted, if the trimming rod and the microstrip line are not close enough to contact each other, the adjustment cannot be performed within the required standard, or the adjustment mechanism and the device may be in contact with each other. It is possible to improve structural problems such as

また、本発明によれば、極低温に冷却して動作するマイクロ波デバイスを実用化させるために必要とする、極低温に保持した状態でその電気的な特性を規格の範囲内にすることを、製造時のプロセスマージンを少なくして、可能とする。   In addition, according to the present invention, it is necessary for putting a microwave device that operates by cooling to a cryogenic temperature into practical use, and keeping its electrical characteristics within a standard range while maintaining the cryogenic temperature. It is possible to reduce the process margin during manufacturing.

また、本発明によると、冷却して動作させるマイクロ波デバイスを使用する装置において、このマイクロ波デバイスの歩留まりを改善するための調整機構部分の誘電率を考慮することにより、短時間で精度良くマイクロ波デバイスの調整が可能であって、マイクロ波デバイスの所望の電気的特性を短時間でかつ精度良く実現可能とする。従って、極低温に冷却して動作させるマイクロ波デバイスに所望の比誘電率を持った調整機構を設けることにより、設計時間の短縮や極低温で動作させる電子デバイスの製品コストの低減を可能とし、極低温で動作させるマイクロ波デバイスの調整を簡単にすることができる。   In addition, according to the present invention, in an apparatus using a microwave device that is operated by being cooled, the dielectric constant of the adjustment mechanism portion for improving the yield of the microwave device is taken into consideration, so that the accuracy can be improved in a short time. The wave device can be adjusted, and desired electrical characteristics of the microwave device can be realized in a short time with high accuracy. Therefore, by providing an adjustment mechanism with the desired relative permittivity for microwave devices that are cooled and operated at cryogenic temperatures, it is possible to shorten the design time and reduce the product cost of electronic devices that operate at extremely low temperatures. It is possible to easily adjust the microwave device operated at a cryogenic temperature.

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は本発明によるマイクロ波デバイスの調整方法の第１の実施形態を示す図であって、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は上面図であり、４ａはねじ穴、１０はトリミングロッド、１０ａはねじである。なお、図５に対応する部分には同一符号を付けている。   FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a method for adjusting a microwave device according to the present invention, in which FIG. 1 (a) is a side view, FIG. 1 (b) is a top view, 4a is a screw hole, 10 is a trimming rod and 10a is a screw. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part corresponding to FIG.

図１（ａ）において、図５に示した従来技術と同様、容器の天井１にねじ取付部材２が固定され、これに調整ねじ３が取り付けられている。また、容器内（ここでは、天井１の部分のみを示している）は図示しない冷凍機によって極低温に冷却されており、この容器内にストリップ導体５，６などからなるマイクロ波デバイスが収納されている。   In FIG. 1A, as in the prior art shown in FIG. 5, a screw attachment member 2 is fixed to the ceiling 1 of the container, and an adjustment screw 3 is attached thereto. In addition, the inside of the container (only the portion of the ceiling 1 is shown) is cooled to a cryogenic temperature by a refrigerator (not shown), and a microwave device composed of strip conductors 5, 6 and the like is accommodated in the container. ing.

調整ねじ３の容器内側の先端（以下、下端という）には、トリミングロッド４が接着固定されているが、さらに、このトリミングロッド４の先端は、他のトリミングロッド１０が着脱できるようにしている。このため、トリミングロッド４の先端には、例えば、ねじ穴４ａが設けられ、また、これに取り付ける他のトリミングロッド１０の一方の面（上面）にねじ１０ａが形成されており、このねじ１０ａをねじ穴４ａにねじ込むことにより、トリミングロッド１０をトリミングロッド４の先端に取り付けることができるし、また、取り外すこともできる。   A trimming rod 4 is bonded and fixed to a tip (hereinafter referred to as a lower end) of the adjustment screw 3 inside the container. Further, the other trimming rod 10 can be attached to and detached from the tip of the trimming rod 4. . For this reason, for example, a screw hole 4a is provided at the tip of the trimming rod 4, and a screw 10a is formed on one surface (upper surface) of another trimming rod 10 attached to the trimming rod 4. By screwing into the screw hole 4a, the trimming rod 10 can be attached to the tip of the trimming rod 4 or can be removed.

トリミングロッド４の下端が、また、これにトリミングロッド１０が取り付けられたときには、このトリミングロッド１０の下端が、図１（ｂ）に示すように、ストリップ導体５，６にまたがって対向するように、ストリップ導体５，６とトリミングロッド４，１０の位置関係が設定されており、ドライバ（図示せず）で調整ねじ３を回転させることにより、トリミングロッド４またはトリミングロッド４，１０が上下に移動して、ストリップ導体５，６とトリミングロッド４または１０の下端との間の距離（間隔）を変化させることができる。   The lower end of the trimming rod 4 and when the trimming rod 10 is attached thereto, the lower end of the trimming rod 10 faces the strip conductors 5 and 6 as shown in FIG. The positional relationship between the strip conductors 5 and 6 and the trimming rods 4 and 10 is set, and the trimming rod 4 or the trimming rods 4 and 10 are moved up and down by rotating the adjusting screw 3 with a driver (not shown). Thus, the distance (interval) between the strip conductors 5 and 6 and the lower end of the trimming rod 4 or 10 can be changed.

ストリップ導体５，６の誘電体基板７としては、例えば、誘電損失（ｔａｎδ）が充分小さく、極低温でも、特性が安定し、熱膨張性がない（即ち、これに堆積するパターン（即ち、ストリップ導体）と同じ）セラミックスなどが用いられるが、堆積するパターンが高温超電導体であるＹＢＣＯの場合には、誘電体基板７として、ＭｇＯやサファイア（α−Ａｌ2Ｏ3）を用いることが報告されている。 As the dielectric substrate 7 of the strip conductors 5 and 6, for example, the dielectric loss (tan δ) is sufficiently small, the characteristics are stable even at an extremely low temperature, and there is no thermal expansion (that is, the pattern deposited on this (ie, the strip) The same as (conductor)), ceramics, etc. are used, but when the deposited pattern is YBCO which is a high-temperature superconductor, it is reported that MgO or sapphire (α-Al 2 O 3 ) is used as the dielectric substrate 7. ing.

この第１の実施形態では、トリミングロッド４も容器内に収納されたマイクロ波デバイスの電気的特性の調整に用いることができるものであって、このトリミングロッド４の比誘電率がマイクロ波デバイスの電気的特性を規格の範囲内に設定できるストリップ導体５，６の所定の結合容量を実現し得るものである場合には、調整ねじ３にトリミングロッド４のみが取り付けられた状態で調整ねじ３をドライバで回転させることにより、このトリミングロッド４をストリップ導体５，６に近接させない位置でこの所定の結合容量を得ることができ、このマイクロ波デバイスの電気的特性を規格内に収めることができる。   In the first embodiment, the trimming rod 4 can also be used to adjust the electrical characteristics of the microwave device housed in the container, and the relative permittivity of the trimming rod 4 is that of the microwave device. When the predetermined coupling capacity of the strip conductors 5 and 6 that can set the electrical characteristics within the standard range can be realized, the adjustment screw 3 is mounted with only the trimming rod 4 attached to the adjustment screw 3. By rotating with a driver, the predetermined coupling capacitance can be obtained at a position where the trimming rod 4 is not brought close to the strip conductors 5 and 6, and the electrical characteristics of the microwave device can be kept within the standard.

このトリミングロッド４では、ストリップ導体５，６間の結合容量をマイクロ波デバイスの電気的特性が規格の範囲内に入るようにすることができない場合には、このトリミングロッド４とは比誘電率が異なるトリミングロッド１０を、上記のようにして、トリミングロッド４の下端に取り付ける。ここで、トリミングロッド４の比誘電率が、ストリップ導体５，６からなるマイクロ波デバイスの電気的特性を規格の範囲内に収めるには小さ過ぎる場合には（この場合には、トリミングロッド４をストリップ導体５，６に触れる位に接近させても、また、触れるようにしても、所要の静電容量（結合容量）が得られない）、トリミングロッド４よりも大きい比誘電率のトリミングロッド１０をこのトリミングロッド４の下端に取り付ける。また、トリミングロッド４の比誘電率が、ストリップ導体５，６からなるマイクロ波デバイスの電気的特性を規格の範囲内に収めるには大き過ぎる場合には（この場合には、トリミングロッド４をストリップ導体５，６から可能な最大限まで離しても、所要の静電容量（結合容量）が得られない）、トリミングロッド４よりも小さい比誘電率のトリミングロッド１０をこのトリミングロッド４の下端に取り付ける。   In this trimming rod 4, when the coupling capacity between the strip conductors 5 and 6 cannot be set so that the electrical characteristics of the microwave device are within the standard range, the relative permittivity of the trimming rod 4 is A different trimming rod 10 is attached to the lower end of the trimming rod 4 as described above. Here, when the relative permittivity of the trimming rod 4 is too small to keep the electrical characteristics of the microwave device composed of the strip conductors 5 and 6 within the standard range (in this case, the trimming rod 4 is Even if the strip conductors 5 and 6 are brought close to or in contact with each other, the required capacitance (coupling capacitance) cannot be obtained), or the trimming rod 10 having a relative dielectric constant larger than that of the trimming rod 4. Is attached to the lower end of the trimming rod 4. If the relative permittivity of the trimming rod 4 is too large to keep the electrical characteristics of the microwave device composed of the strip conductors 5 and 6 within the standard range (in this case, the trimming rod 4 is stripped). Even if the conductors 5 and 6 are separated as much as possible, the required capacitance (coupling capacitance) cannot be obtained), and a trimming rod 10 having a relative dielectric constant smaller than that of the trimming rod 4 is provided at the lower end of the trimming rod 4. Install.

このように、トリミングロッド４にこれとは異なる比誘電率のトリミングロッド１０を取り付けた状態とすることにより、トリミングロッド１０をストリップ導体５，６に近接させずにドライバによる調整ねじ３の回転を円滑にかつ微細に行なえる範囲内で、マイクロ波デバイスの電気的特性を、規格の範囲内に入るように、調整することができる。このようにマイクロ波デバイスの電気的特性を調整を可能とするトリミングロッドの比誘電率を、以下、マイクロ波デバイスの調整に適合した比誘電率という。   Thus, by setting the trimming rod 10 having a different dielectric constant different from that to the trimming rod 4, the adjusting screw 3 can be rotated by the driver without bringing the trimming rod 10 close to the strip conductors 5 and 6. The electrical characteristics of the microwave device can be adjusted so as to be within the standard range within a range that can be smoothly and finely performed. The relative permittivity of the trimming rod that enables adjustment of the electrical characteristics of the microwave device is hereinafter referred to as relative permittivity adapted to the adjustment of the microwave device.

トリミングロッド１０がストリップ導体５，６に触れるように近接している場合には、ドライバによる調整ねじ３のわずかな回転により、トリミングロッド１０がストリップ導体５，６に突き当たってしまい、微細な調整ができない。これに対し、この第１の実施形態では、予め種々の比誘電率のトリミングロッド１０を用意しておき、調整の対象となるマイクロ波デバイスの調整に適合した比誘電率のトリミングロッド１０を選択して用いることにより、このマイクロ波デバイスの電気的特性を調整するものであるから、トリミングロッド４のみを用いた場合とは異なるストリップ導体５，６との間の間隔でトリミングロッド１０の位置調整、即ち、静電容量の調整ができるので、微細な調整をスムーズに行なうことができ、調整の手間を軽減し、調整に要する時間を短縮することができる。   When the trimming rod 10 is close to the strip conductors 5 and 6, the trimming rod 10 hits the strip conductors 5 and 6 due to slight rotation of the adjusting screw 3 by the driver, and fine adjustment is performed. Can not. On the other hand, in the first embodiment, trimming rods 10 having various relative dielectric constants are prepared in advance, and trimming rods 10 having relative dielectric constants suitable for adjustment of the microwave device to be adjusted are selected. Therefore, the position of the trimming rod 10 is adjusted at an interval between the strip conductors 5 and 6 different from the case where only the trimming rod 4 is used. That is, since the capacitance can be adjusted, fine adjustment can be performed smoothly, the adjustment effort can be reduced, and the time required for adjustment can be shortened.

なお、トリミングロッド１０のトリミングロッド４への取り付けや取り外し、また、取り付けたトリミングロッド１０の比誘電率がマイクロ波デバイスの調整に適合しない場合のトリミングロッド１０の交換は、例えば、容器からその天井１を取り外すことによって行なうことができる。あるいはまた、トリミングロッド１０がねじ取付部材２を通過できる形状，大きさのものとすることにより、トリミングロッド４，１０が取り付けられたまま、調整ねじ３を回転させながらねじ取付部材２から取り外すようにしてもよく、これにより、トリミングロッド１０のトリミングロッド４への取り付け，取り外しやトリミングロッド１０の交換を行なうことができる。   The trimming rod 10 can be attached to or detached from the trimming rod 4, and the trimming rod 10 can be replaced when the relative permittivity of the attached trimming rod 10 is not suitable for the adjustment of the microwave device. This can be done by removing 1. Alternatively, the trimming rod 10 is shaped and sized so that it can pass through the screw mounting member 2, so that the trimming rods 4 and 10 remain attached and are removed from the screw mounting member 2 while rotating the adjusting screw 3. In this case, the trimming rod 10 can be attached to and detached from the trimming rod 4 and the trimming rod 10 can be replaced.

また、誘電体として、誘電損失ｔａｎδが小さく、比誘電率が２１，３９，８８といったような非常に高く、また、極低温で利用できるものが知られており、トリミングロッド４としては、比誘電率が９．９のサファイア（α−Ａｌ2Ｏ3）を用いるが、トリミングロッド１０として、かかる比誘電率の誘電体を用いることができる。 In addition, dielectric materials having a small dielectric loss tan δ and a very high dielectric constant such as 21, 39, and 88 that can be used at extremely low temperatures are known. Although sapphire (α-Al 2 O 3 ) having a ratio of 9.9 is used, a dielectric having such a relative dielectric constant can be used as the trimming rod 10.

図３は本発明によるマイクロ波デバイスの調整方法の第２の実施形態を示す図であって、１１はトリミングロッドであり、前出図面に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。   FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the method for adjusting a microwave device according to the present invention, in which 11 is a trimming rod, and parts corresponding to those in the previous drawings are given the same reference numerals and redundant explanations are given. Omitted.

同図において、この第２の実施形態は、トリミングロッド１１を調整ねじ３に直接着脱可能であって、マイクロ波デバイスの電気的特性の調整に適合した比誘電率のトリミングロッド１１を選択的に取り付けることができるようにしたものである。このトリミングロッド１１の調整ねじ３の取り付け手段としては、例えば、図１に示すようなトリミングロッド１０の調整ねじ３への取付手段（ねじ穴４ａ，ねじ１０ａ）を適用することができる。   In this figure, in the second embodiment, the trimming rod 11 can be directly attached to and detached from the adjusting screw 3, and the trimming rod 11 having a relative permittivity suitable for adjusting the electrical characteristics of the microwave device is selectively selected. It can be attached. As a means for attaching the trimming rod 11 to the adjusting screw 3, for example, means for attaching the trimming rod 10 to the adjusting screw 3 (screw hole 4a, screw 10a) as shown in FIG. 1 can be applied.

また、調整ねじ３は、図示しないドライバで回転させることにより、これに取り付けられたトリミングロッド１１とともに、ねじ取付部材２から容器の外部に取り外すことができ、これにより、トリミングロッドの調整ねじ３への取り付けや取り外しを行なうことができる。   Further, the adjusting screw 3 can be removed from the screw attachment member 2 to the outside of the container together with the trimming rod 11 attached thereto by being rotated by a driver (not shown). Can be attached or removed.

この第２の実施形態では、種々の比誘電率のトリミングロッド１１を用意しておき、調整の対象となるマイクロ波デバイス（ストリップ導体５，６など）に適合した比誘電率のトリミングロッドを選択して調整ねじ３に取り付けた後、この調整ねじ３を、トリミングロッド１１を容器内に差し込んで、ねじ取付部材２にねじ込みセットし、調整ねじ３をドライバで回転させてトリミングロッド１１のストリップ導体５，６との間の間隔を調整することにより、ストリップ導体５，６間の結合容量を調整してこのマイクロ波デバイスの電気的特性を規格内に調整することができる。   In the second embodiment, trimming rods 11 having various relative dielectric constants are prepared, and trimming rods having relative dielectric constants suitable for the microwave device (strip conductors 5, 6 and the like) to be adjusted are selected. After attaching the adjusting screw 3 to the adjusting screw 3, the trimming rod 11 is inserted into the container, screwed into the screw mounting member 2, and the adjusting screw 3 is rotated by a screwdriver to rotate the strip conductor of the trimming rod 11. By adjusting the distance between the strip conductors 5 and 6, the coupling capacitance between the strip conductors 5 and 6 can be adjusted to adjust the electrical characteristics of the microwave device within the standard.

この場合も、このトリミングロッド１１の比誘電率がこのマイクロ波デバイスの電気的特性の調整に適合したものであるから、トリミングロッド１１が、ストリップ導体５，６から間隔を明けて、調整ねじ３の回転で円滑に微細な調整も可能な位置でかかる電気的特性の調整が可能となり、調整の手間を軽減し、調整時間も短縮できて、しかも、使用するトリミングロッド１１の交換も容易である。   Also in this case, since the relative dielectric constant of the trimming rod 11 is adapted to the adjustment of the electrical characteristics of the microwave device, the trimming rod 11 is spaced from the strip conductors 5 and 6 and the adjustment screw 3 The electrical characteristics can be adjusted at a position where the fine adjustment can be smoothly performed by rotating the rotation, the adjustment time can be reduced, the adjustment time can be shortened, and the trimming rod 11 to be used can be easily replaced. .

また、この第２の実施形態では、トリミングロッド１１の長さを図１におけるトリミングロッド１０をトリミングロッド４に取り付けたトリミングロッド全体の長さよりも短くすることができ、このため、図１に示す第１の実施形態に比べ、ストリップ導体５，６からの容器の天井１の高さを低くすることができるから、容器の小型化、従って、装置の小型化を図れる。   Further, in this second embodiment, the length of the trimming rod 11 can be made shorter than the entire length of the trimming rod in which the trimming rod 10 in FIG. 1 is attached to the trimming rod 4, and as shown in FIG. Compared to the first embodiment, since the height of the ceiling 1 of the container from the strip conductors 5 and 6 can be reduced, the container can be downsized, and thus the apparatus can be downsized.

図４は本発明によるマイクロ波デバイスの調整方法の第３の実施形態を示す図であって、１２はトリミングロッド、１３は可変電圧源である。なお、前出図面に対応する部分には同一符号を付けている。   FIG. 4 is a diagram showing a third embodiment of a method for adjusting a microwave device according to the present invention, wherein 12 is a trimming rod, and 13 is a variable voltage source. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part corresponding to above-mentioned drawing.

同図において、トリミングロッド１２は比誘電率が可変に構成されたものであって、可変電圧源１３から電圧が印加され、この印加電圧を変化させることにより、トリミングロッド１２の比誘電率が変化する。また、このトリミングロッド１２は、調整ねじ３に固定されたトリミングロッド４の下端に取り外し不能に固定して取り付けられている。このようなトリミングロッド１２としては、例えば、ＳｒＴｉＯ3を用いたものであって、印加電圧を低くすると、比誘電率が大きくなる。 In the figure, the trimming rod 12 is configured such that the relative dielectric constant is variable, and a voltage is applied from the variable voltage source 13, and the relative dielectric constant of the trimming rod 12 is changed by changing the applied voltage. To do. The trimming rod 12 is fixed to the lower end of the trimming rod 4 fixed to the adjusting screw 3 so as not to be removed. As such a trimming rod 12, for example, SrTiO 3 is used. When the applied voltage is lowered, the relative dielectric constant increases.

ストリップ導体５，６などによるマイクロ波デバイスの電気的特性を調整する場合には、調整ねじ３によって微細な位置調整が円滑に行なうことができる位置にトリミングロッド１２を設定し、しかる後、可変電圧源１３を調整してトリミングロッド１２への印加電圧を変化させ、トリミングロッド１２の比誘電率がマイクロ波デバイスの調整に適合した値となるようにする。そして、ドライバで調整ねじ３を回転させてトリミングロッド１２の高さの微調整を行ない、マイクロ波デバイスの電気的特性が規格の範囲に入るようにする。勿論、可変電圧源１３の電圧調整でマイクロ波デバイスの電気的特性を微調整できる場合には、上記の調整ねじ３による電気的特性の微調整は必要ない。   When adjusting the electrical characteristics of the microwave device by the strip conductors 5 and 6 and the like, the trimming rod 12 is set at a position where the fine position adjustment can be smoothly performed by the adjustment screw 3, and then the variable voltage is set. The source 13 is adjusted to change the voltage applied to the trimming rod 12 so that the relative permittivity of the trimming rod 12 becomes a value suitable for the adjustment of the microwave device. Then, the adjustment screw 3 is rotated with a screwdriver to finely adjust the height of the trimming rod 12 so that the electrical characteristics of the microwave device fall within the standard range. Of course, when the electrical characteristics of the microwave device can be finely adjusted by adjusting the voltage of the variable voltage source 13, fine adjustment of the electrical characteristics by the adjusting screw 3 is not necessary.

なお、図４では、調整ねじ３に固定されてトリミングロッド４に比誘電率が可変のトリミングロッド１２を取り付けた構成としたが、図３に示す第２の実施形態のように、調整ねじ３に直接比誘電率が可変のトリミングロッドを取り付けるようにしてもよい。   In FIG. 4, the trimming rod 12 fixed to the adjustment screw 3 and having a variable dielectric constant is attached to the trimming rod 4. However, as in the second embodiment shown in FIG. 3, the adjustment screw 3 is used. Alternatively, a trimming rod having a variable relative dielectric constant may be directly attached.

また、図４において、トリミングロッド４に取り付けられているトリミングロッド１２（あるいは、図３に示すように、調整ねじ３に直接取り付けられる比誘電率が可変のトリミングロッド）は交換可能とし、かつ比誘電率の可変範囲が種々のトリミングロッドを用意しておき、取り付けられて使用されるかかるトリミングロッドの比誘電率の可変範囲でマイクロ波デバイスの電気的特性を規格の範囲内に調整できない場合には、比誘電率の可変範囲が異なる他のトリミングロッドと交換することができるようにすることもできる。   In FIG. 4, the trimming rod 12 attached to the trimming rod 4 (or the trimming rod having a variable relative dielectric constant directly attached to the adjusting screw 3 as shown in FIG. 3) can be exchanged and When trimming rods with various variable dielectric constant ranges are prepared and the electrical characteristics of the microwave device cannot be adjusted within the standard range within the variable dielectric constant range of such trimming rods that are installed and used. Can be replaced with another trimming rod having a different variable range of relative permittivity.

本発明によるマイクロ波デバイスの調整方法の第１の実施形態を示す図である。It is a figure which shows 1st Embodiment of the adjustment method of the microwave device by this invention. 本発明によるマイクロ波デバイスの調整方法の原理を示す図である。It is a figure which shows the principle of the adjustment method of the microwave device by this invention. 本発明によるマイクロ波デバイスの調整方法の第２の実施形態を示す図である。It is a figure which shows 2nd Embodiment of the adjustment method of the microwave device by this invention. 本発明によるマイクロ波デバイスの調整方法の第３の実施形態を示す図である。It is a figure which shows 3rd Embodiment of the adjustment method of the microwave device by this invention. 従来のマイクロ波デバイスの調整方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the adjustment method of the conventional microwave device.

符号の説明Explanation of symbols

１ 容器の天井
２ ねじ取付部材
３ 調整ねじ
４ トリミングロッド
５，６ マイクロストリップライン
７ 誘電体基板
８ 平面導体板
９〜１２ トリミングロッド
１３ 可変電圧源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Container ceiling 2 Screw attachment member 3 Adjustment screw 4 Trimming rod 5, 6 Micro strip line 7 Dielectric substrate 8 Planar conductor plate 9-12 Trimming rod 13 Variable voltage source

Claims (1)

内部が極低温状態にある容器内で、トリミングロッドを移動させることにより、マイクロ波デバイスの電気的特性を調整する調整方法において、
該マイクロ波デバイスに所定の電気的特性を持たせるために必要な該マイクロ波デバイス，該トリミングロッド間の静電容量に応じて、該トリミングロッドの比誘電率を変更可能としたことを特徴とするマイクロ波デバイスの調整方法。 In an adjustment method for adjusting the electrical characteristics of the microwave device by moving the trimming rod in a container having an extremely low temperature inside,
The relative permittivity of the trimming rod can be changed according to the capacitance between the microwave device and the trimming rod necessary for giving the microwave device predetermined electrical characteristics. To adjust microwave device.
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