JPH0543606U - 誘電体共振器の共振周波数調整機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案の目的は、共振周波数の調整時の無負
荷Ｑの変化が小さく、チューニング棒の位置変化に対し
て共振周波数がリニアに変化する共振周波数の調整が容
易な誘電体共振器の共振周波数調整構造を提供すること
である。 【構成】 ＴＥ_01δモードの電磁界分布を有する誘電体
共振器１１の軸芯部に形成された孔１４へのチューニン
グ棒１５の挿入量を変化させて共振周波数を調整する共
振周波数調整機構である。上記チューニング棒１５は、
低損失の誘電体材料からなり、外周面に雄ねじ部１５ａ
が形成されている。誘電体共振器１１の軸芯部の上記孔
１４の内面には雌ねじ部１４ａが形成され、チューニン
グ棒１５の上記雄ねじ部１５ａと螺合する。上記チュー
ニング棒１５を回転させると、上記チューニング棒１５
は誘電体共振器１１の孔１４内で進退して共振周波数が
調整される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はＴＥ_01δモードの電磁界分布を有する誘電体共振器の共振周波数調整 機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、衛星放送や衛星通信の分野などで、受信用アンテナで受信された衛星か らの電波信号を低い周波数の信号に変換するダウンコンバータのローカルオシレ ータに、ＴＥ_01δモードの誘電体共振器が使用されている。この種の誘電体共振 器の一例を図３に示す。

【０００３】 上記誘電体共振器１は大きな誘電率を有する誘電体材料の円柱または円筒から なり、通常、樹脂やガラス等により低誘電率のセラミック材料からなる円筒状の 支持台２に接着され、たとえば衛星放送受信機（図示せず。）のダウンコンバー タのローカルオシレータの金属ケース３内に支持される。

【０００４】 上記支持台２は、誘電体共振器１を支持する機能のほかに、金属ケース３内で 誘電体共振器１をＴＥ_01δモードで共振させるとともに、ダウンコンバータを構 成している図示しない回路と上記誘電体共振器１との結合を調整するという機能 をも有する。

【０００５】 ところで、この種の誘電体共振器１では、共振周波数ｆ₀は、一般に、誘電体 共振器１を構成している誘電体材料の比誘電率（ε_r), 誘電体共振器１の寸法、 金属ケース３内での誘電体共振器１の支持位置あるいは金属ケース３の内寸等の パラメータにより、決定される。

【０００６】 しかしながら、衛星放送受信機のダウンコンバータ等の製造の際には、必ず、 上記パラメータにばらつきが存在し、誘電体共振器１の共振周波数ｆ₀にもばら つきが生じる。

【０００７】 この共振周波数ｆ₀のばらつきを予め決められた規定の値に調整するため、上 記誘電体共振器１は、共振周波数ｆ₀の調整構造を有する。

【０００８】 従来、この種の共振周波数ｆ₀の調整構造としては、図３に示すように、金属 ケース３に誘電体共振器１の上面に対向する位置にねじ穴４を設け、このねじ穴 ４に金属製のチューニングねじ５を螺合させ、このチューニングねじ５の挿入量 ｄを変化させて、共振周波数ｆ₀を調整するようにしていた。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記のような構成を有する従来の誘電体共振器の共振周波数調整機 構では、チューニングねじ５が誘電体共振器１に向かってねじ込まれ、チューニ ングねじ５と誘電体共振器１との間の間隔が小さくなると、金属製のチューニン グねじ５が誘電体共振器１の内部およびその近くに閉じ込められている電界の電 界強度が強い領域に近付くので、導体損が増加して誘電体共振器１の無負荷Ｑ（ Ｑｕ）が低下してしまうという問題があった。

【００１０】 本考案の目的は、共振周波数の調整時の無負荷Ｑの変化が小さく、チューニン グ棒の位置変化に対して共振周波数がリニアに変化する共振周波数の調整が容易 な誘電体共振器の共振周波数調整構造を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

このため、本考案は、軸芯部に孔を備えてなるＴＥ_01δモードの電磁界分布を 有する誘電体共振器の共振周波数調整機構であって、低損失の誘電体材料からな り、外周面に雄ねじ部が形成されてなるチューニング棒と、誘電体共振器の軸芯 部の上記孔の内面に形成され、チューニング棒の上記雄ねじ部に螺合する上記誘 電体共振器の雌ねじ部とからなり、チューニング棒を回転させて上記誘電体共振 器の孔内でチューニング棒を進退させて共振周波数を調整するようにしたことを 特徴としている。

【００１２】

【作用】

上記チューニング棒は、低損失の誘電体材料からなる。そして、上記チューニ ング機構は、電磁界を内部およびその近くに閉じ込めている誘電体共振器の内部 にあるため、電界強度の強い誘電体共振器内部で上記チューニング棒が移動して も、エネルギーの損失は小さい。これにより、無負荷Ｑの低下が抑えられ、チュ ーニング棒の位置変化に対して共振周波数がリニアに変化する。

【００１３】

【考案の効果】

本考案によれば、チューニング棒は、低損失の誘電体材料からなるもので、し かも電磁界が内部およびその近くに閉じ込められた誘電体共振器の内部にあるの で、エネルギーの損失が小さくなり、誘電体共振器の無負荷Ｑの低下が抑えられ るとともに、チューニング棒がねじ機構により位置変化し、かつ、チューニング 棒の位置変化に対して共振周波数がリニアに変化するので、衛星放送や衛星通信 の受信用アンテナのダウンコンバータ等に組み込むことにより、精密な調整が容 易で特性の安定した信頼性が高い発振器を得ることができる。

【００１４】 また、本考案によれば、チューニング棒および誘電体共振器自身に共振周波数 の調整機構が設けられているので、誘電体共振器を組み込む回路の回路パターン の設計変更等により誘電体共振器の固定位置が変わっても、誘電体共振器の固定 位置に応じてケースの金型等の設計変更をする必要がなく、設計変更も容易にな る。

【００１５】

【実施例】

以下に、添付の図面を参照して本考案の実施例を説明する。本考案に係る共振 周波数調整構造を有する誘電体共振器を図１に示す。

【００１６】 上記誘電体共振器１１は、大きな誘電率を有する誘電体材料からなる円筒形状 のもので、ＴＥ_01δモードの電磁界分布の動作モードを有する。上記誘電体共振 器１１は、それが組み込まれる金属ケースもしくは回路基板の導体パターン等の 平面状の導体１２の上にて、支持台１３により支持される。

【００１７】 この支持台１３は、低誘電率のセラミック材料からなり、通常、樹脂やガラス 等により上記誘電体共振器１１に接着されて固定される。上記支持台１３は、導 体１２上で誘電体共振器１１をＴＥ_01δモードで共振させるとともに、上記誘電 体共振器１１と結合する他の回路との結合を調整する。

【００１８】 上記誘電体共振器１１は軸芯部に孔１４を備え、その内面にはチューニング棒 １５の外周面に形成された雄ねじ部１５ａが螺合する雌ねじ部１４ａが形成され ている。

【００１９】 上記チューニング棒１５は、誘電体共振器１１の軸芯部の上記孔１４にねじ込 まれる。共振周波数ｆ₀の調整は、上記チューニング棒１５に形成されたドライ バ溝１６に図示しない調整ドライバのブレードを挿入し、上記チューニング棒１ ５を回転させることにより、上記孔１４の内部でチューニング棒１５を矢印Ａ１ ，Ａ２で示すように、軸方向に進退させることにより行なわれる。

【００２０】 次に、上記図１の共振周波数調整構造を有する誘電体共振器１１および図３の 従来の共振周波数調整構造を有する誘電体共振器１において、チューニング棒１ ５およびチューニングねじ５の位置を変化させたときの共振周波数ｆ₀の変化お よび無負荷Ｑ（Ｑｕ）の変化の測定結果を図２に示す。

【００２１】 図２において、曲線ｆ₀（１）およびＱｕ（１）はそれぞれ、図１の誘電体共 振器１１の支持台１３による支持面とチューニング棒１５との間の距離Ｄ（ｍｍ ）を変化させたときの、共振周波数ｆ₀および無負荷Ｑ（Ｑｕ）の変化を示す。

【００２２】 また、図２において、曲線ｆ₀（３）およびＱｕ（３）はそれぞれ、図３の金 属ケース３の内側上面３ａからのチューニングねじ５の挿入量ｄ（ｍｍ）を変化 させたときの、共振周波数ｆ₀および無負荷Ｑ（Ｑｕ）の変化を示す。

【００２３】 上記図２から、図３の従来の共振周波数調整機構を有する誘電体共振器１では 、図１の誘電体共振器１１の共振周波数調整機構に比較して、共振周波数ｆ₀の 調整範囲は大きいが、共振周波数ｆ₀が高くなるほど、無負荷Ｑ（Ｑｕ）の低下 が著しい。具体的には、図３の誘電体共振器１では、中心周波数ｆ₀の変化率（ Δｆ／ｆ₀）が０．４５パーセントに対し、無負荷Ｑの変化率（ΔＱｕ／Ｑｕ） は約３パーセントとなる。

【００２４】 これに対して、図１のものでは、共振周波数ｆ₀が変化しても、無負荷Ｑの変 化は殆どない。具体的には、図１の誘電体共振器１１では、中心周波数ｆ₀の変 化率（Δｆ／ｆ₀）が０．４０パーセントに対し、無負荷Ｑの変化率（ΔＱｕ／ Ｑｕ）は約０．９パーセントとなる。また、チューニング棒１５の位置の変化に 対する共振周波数ｆ₀の変化が従来のものに比較してリニアになっている。これ により、図１の誘電体共振器１１では共振周波数ｆ₀の調整が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案に係る誘電体共振器の共振周波数調整
機構の一実施例の縦断面図である。

【図２】 図１の誘電体共振器の共振周波数調整機構と
従来の誘電体共振器の共振周波数調整機構のチューニン
グ棒およびチューニングねじの位置と共振周波数と無負
荷Ｑの変化の測定結果を示す説明図である。

【図３】 従来の誘電体共振器の共振周波数調整機構の
縦断面図である。

【符号の説明】

１１ 誘電体共振器 １２ 導体 １３ 支持台 １４ 孔 １４ａ 雌ねじ部 １５ チューニング棒 １５ａ 雄ねじ部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸芯部に孔を備えてなるＴＥ_01δモード
   の電磁界分布を有する誘電体共振器の共振周波数調整機
   構であって、低損失の誘電体材料からなり、外周面に雄
   ねじ部が形成されてなるチューニング棒と、誘電体共振
   器の軸芯部の上記孔の内面に形成され、チューニング棒
   の上記雄ねじ部に螺合する上記誘電体共振器の雌ねじ部
   とからなり、チューニング棒を回転させて上記誘電体共
   振器の孔内でチューニング棒を進退させて共振周波数を
   調整するようにしたことを特徴とする誘電体共振器の共
   振周波数調整機構。