JPS62183203A - Dielectric resonator - Google Patents
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は誘電体共振器に関し、特に、ＴＥＩ、Ｉ６モ
ードまたはその変形モードを利用した誘電体共振器の共
振周波数を調整する構造に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a dielectric resonator, and particularly to a structure for adjusting the resonant frequency of a dielectric resonator using TEI, I6 mode, or a modified mode thereof.
（従来技術）
従来技術の一例が、たとえば実開昭５７−１２２９０９
号に開示されている。この従来技術では、金属ケースの
中に誘電体を支持し、Ｔ Ｅ ｏ ＋ ６モードの誘電
体共振器を実現していて、その金属ケースにねじを取り
付け、そのねじを上下させて誘電体共振器素子に近付け
あるいは遠ざけることにより、共振周波数を調整するよ
うにしている。たとえば、金属ねじがその誘電体共振器
素子に近付けば共振周波数は高くなる。(Prior art) An example of the prior art is Utility Model Application No. 57-122909.
Disclosed in the issue. In this conventional technology, a dielectric material is supported in a metal case to realize a T E o + 6 mode dielectric resonator, and a screw is attached to the metal case and the screw is moved up and down to generate dielectric resonance. The resonant frequency is adjusted by moving it closer to or farther away from the device element. For example, the closer a metal screw is to its dielectric resonator element, the higher the resonant frequency will be.
（発明が解決しようとする問題点）
金属ねじを用いた従来技術では、共振周波数の調整可能
範囲が狭く、共振周波数をｆＯとし、その変化分をΔｆ
Ｏとすると、その比率Δｆ ｏ ／ ｆＯは０． ２％
以下であった（Δｆ ｏ ／ ｆ ｏ≦０゜２％）。こ
れは、それ以上変化分ΔｆＯを大きくすると、無負荷Ｑ
（Ｑｏ）の低下が著しく、ΔＱ０／ＱＯ≧１０％になり
、実用できなくなってしまうからである。(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional technology using metal screws, the adjustable range of the resonant frequency is narrow, and the resonant frequency is defined as fO, and its change is expressed as Δf.
0, the ratio Δf o / fO is 0. 2%
(Δfo/fo≦0°2%). If the change ΔfO is increased further, the no-load Q
This is because the (Qo) decreases significantly and ΔQ0/QO≧10%, making it impossible to put it into practical use.
それゆえに、この発明の主たる目的は、ＱＯの低下なし
に、より広い範囲で共振周波数を調整できる、誘電体共
振器を提供することである。Therefore, the main object of the present invention is to provide a dielectric resonator whose resonant frequency can be adjusted over a wider range without reducing QO.
（問題点を解決するための手段）
この発明は、シールド電極、シールド電極に関連して固
定的に設けられる誘電体共振器素子、誘電体共振器素子
に形成されたその軸方向に延びる穴、大向において変位
可能に設けられかつ誘電体からなるチューニングユニッ
ト、チューニングユニットに連結される変位部材、変位
部材に形成される第１のねじ、変位部材を囲むかつ第１
のねじに螺合する第２のねじを有する筒状の回転部材、
および変位部材の回転を規制するための手段を備える、
誘電体共振器である。(Means for Solving the Problems) The present invention provides a shield electrode, a dielectric resonator element fixedly provided in relation to the shield electrode, a hole extending in the axial direction formed in the dielectric resonator element, a tuning unit displaceably disposed in Omukai and made of a dielectric; a displacement member connected to the tuning unit; a first screw formed in the displacement member; a first screw surrounding the displacement member;
a cylindrical rotating member having a second screw screwed into the screw;
and means for regulating rotation of the displacement member;
It is a dielectric resonator.
（作用）
回転部材が回転されると、応じて変位部材が誘電体共振
器素子の軸方向に変位する。変位部材に結合ないし連結
された誘電体からなるチューニングユニットがその方向
に変位し、その誘電体共振器素子における実効誘電率を
変化させ、それによって摂動理論に基づいて、共振周波
数が変化される。(Function) When the rotating member is rotated, the displacement member is accordingly displaced in the axial direction of the dielectric resonator element. A tuning unit consisting of a dielectric coupled or connected to the displacement member is displaced in that direction, changing the effective permittivity of the dielectric resonator element, thereby changing the resonant frequency based on perturbation theory.
（発明の効果）
この発明によれば、従来のように金属ねじを用いないの
で、すなわち誘電体からなるチューニングユニットを用
いているので、電流集中に起因するＱｏの低下がない。(Effects of the Invention) According to the present invention, since a metal screw is not used as in the conventional case, that is, a tuning unit made of a dielectric material is used, so there is no reduction in Qo due to current concentration.
したがって、共振周波数の変化率も従来に比べて大きく
することができる。Therefore, the rate of change of the resonant frequency can also be increased compared to the prior art.
また、回転部材を廻すだけで簡単に共振周波数を調整で
きる。Furthermore, the resonance frequency can be easily adjusted by simply turning the rotating member.
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.
（実施例） 第１図はこの発明の一実施例を示す断面図解図である。(Example) FIG. 1 is an illustrative cross-sectional view showing one embodiment of the present invention.
誘電体共振器１０は、たとえばセラミックのような誘電
体材料からなる中空円筒状のケース１２を含む。このセ
ラミックケース１２の下端および上端には同じようにセ
ラミック材料からなる底板１４と蓋板１６とが固着され
る。なお、これらケース１２．底板１４および蓋板１６
は、後述する誘電体共振器素子２６と線膨張係数が同じ
またはその近傍の材料、たとえばアルミナで構成される
。底板１４および蓋板１６には、それぞれ、そのほぼ中
央部に透孔が形成される。そして、円筒ケース１２の側
面および底板１４の表面全面ならびに蓋板１６の表面全
面には、それぞれ、たとえば銀などの金属材料からなる
電極１８および２０ならびに２２が形成される。したが
って、これら電極１８．２０および２２によってシール
ド電極が形成される。The dielectric resonator 10 includes a hollow cylindrical case 12 made of a dielectric material such as ceramic. A bottom plate 14 and a lid plate 16 made of ceramic material are similarly fixed to the lower and upper ends of the ceramic case 12. Note that these cases 12. Bottom plate 14 and lid plate 16
is made of a material, such as alumina, that has the same coefficient of linear expansion as, or is close to, that of the dielectric resonator element 26, which will be described later. A through hole is formed in each of the bottom plate 14 and the lid plate 16 approximately at the center thereof. Electrodes 18, 20, and 22 made of a metal material such as silver are formed on the side surface of the cylindrical case 12, the entire surface of the bottom plate 14, and the entire surface of the lid plate 16, respectively. These electrodes 18, 20 and 22 thus form a shield electrode.
ケース１２内において底板１４上には、そのほぼ中央に
、フォルステライトのように低誘電率材料からなる筒状
の支持台２４が取り付けられる。Inside the case 12, on the bottom plate 14, a cylindrical support 24 made of a low dielectric constant material such as forsterite is attached approximately at the center.
そしてこの支持台２４上には、たとえば酸化チタン系セ
ラミックのような高誘電率の誘電体材料からなる中空円
筒状の誘電体共振器素子２６が固着される。したがって
、誘電体共振器素子２６がシールド電極内に固定的に保
持され、全体として、Ｔ Ｅ ｏ １ｇモードを利用す
る誘電体共振器１０が構成される。A hollow cylindrical dielectric resonator element 26 made of a dielectric material with a high dielectric constant, such as titanium oxide ceramic, is fixed onto the support base 24 . Therefore, the dielectric resonator element 26 is fixedly held within the shield electrode, and the dielectric resonator 10 that utilizes the T E o 1g mode is configured as a whole.
中空円筒状の誘電体共振器素子２６の中空部には、同じ
ように酸化チタン系セラミックのような高誘電率の誘電
体材料からなる中空円筒状のチューニングユニット２８
が挿通される。このチューニングユニット２８の外径は
、誘電体共振器素子２６の中空部の内径に比べてやや小
さくされ、そのために、チューニングユニット２８は、
誘電体共振器素子２６の中空部内周面に接触することな
く、矢印方向に変位可能とされる。このチューニングユ
ニット２８の中空部には、たとえばフォルステライトな
どの比較的低誘電率の誘電体材料からなる支持軸３０が
挿通され、この支持軸３０とチューニングユニット２８
とがその部分において固着される。したがって、チュー
ニングユニット２８を矢印方向に変位させるためには、
この支持軸３０をその方向に上げ下げすればよい。この
支持軸３０の下端部および上端部は、それぞれ、底板１
４の透孔部および蓋板１６の透孔部に、たとえば、テフ
ロン（商品名）のような低誘電率の樹脂材料からなるブ
ッシング３２ａおよび３２ｂによって、位置決めされ、
かつ矢印方向への移動がスムーズに行なわれるように支
持される。In the hollow part of the hollow cylindrical dielectric resonator element 26, a hollow cylindrical tuning unit 28 similarly made of a dielectric material with a high dielectric constant such as titanium oxide ceramic is installed.
is inserted. The outer diameter of this tuning unit 28 is made slightly smaller than the inner diameter of the hollow part of the dielectric resonator element 26, so that the tuning unit 28 has a
It can be displaced in the direction of the arrow without contacting the inner circumferential surface of the hollow portion of the dielectric resonator element 26. A support shaft 30 made of a dielectric material with a relatively low dielectric constant, such as forsterite, is inserted into the hollow part of the tuning unit 28, and the support shaft 30 and the tuning unit 28 are connected to each other.
is fixed at that part. Therefore, in order to displace the tuning unit 28 in the direction of the arrow,
This support shaft 30 can be raised and lowered in that direction. The lower end and the upper end of this support shaft 30 are connected to the bottom plate 1, respectively.
4 and the through hole of the cover plate 16 by bushings 32a and 32b made of a low dielectric constant resin material such as Teflon (trade name),
It is also supported so that movement in the direction of the arrow can be carried out smoothly.
このような誘電体共振器１０はたとえばアルミニウムの
ような金属材料からなる金属ケース３４内に収納され、
それぞれの電極１８．２０および２２が、その金属ケー
ス３４の内面にたとえばろう付けなどによって電気的に
接続されかつ機械的に固定される。この金属ケース３４
も、誘電体ケース１２などと同じように、中空円筒状の
ケース３４とその下端および上端に取り付けられた底板
３６および蓋板３８とを含む。底板３６には、下方に突
出して突出部４０が形成され、この突出部４０によって
形成される空間には、支持軸３０の下端が挿入される。Such a dielectric resonator 10 is housed in a metal case 34 made of a metal material such as aluminum,
Each electrode 18, 20 and 22 is electrically connected and mechanically fixed to the inner surface of its metal case 34, for example by brazing. This metal case 34
Similarly to the dielectric case 12, the case 34 includes a hollow cylindrical case 34, and a bottom plate 36 and a cover plate 38 attached to the lower and upper ends of the case 34. A protrusion 40 is formed on the bottom plate 36 so as to protrude downward, and the lower end of the support shaft 30 is inserted into the space formed by the protrusion 40 .
したがって、この突出部４０の内径は支持軸３０の外径
よりもやや大きく選ばれる。また、蓋板３８の上端面に
、筒状部５２によって連結されて、円板状の支持板５０
が設けられる。この支持板５０の上には、円筒状の回転
部材５４が回転自在に支持される。この回転部材５４の
内周壁には、雌ねじ５４ａが形成さる。雌ねじ５４ａに
螺合する雄ねじ５６ａをその外周に有する変位部材５６
が、この回転部材５４の中に収納される。回転部材５４
の上には蓋板５８が設けられているから、回転部材５４
は支持板５０と蓋板５８間で回転されることになる。Therefore, the inner diameter of this protrusion 40 is selected to be slightly larger than the outer diameter of the support shaft 30. Further, a disk-shaped support plate 50 is connected to the upper end surface of the lid plate 38 by a cylindrical portion 52.
is provided. A cylindrical rotating member 54 is rotatably supported on the support plate 50. A female thread 54a is formed on the inner circumferential wall of this rotating member 54. A displacement member 56 having a male thread 56a on its outer periphery that is screwed into the female thread 54a.
is housed in this rotating member 54. Rotating member 54
Since the cover plate 58 is provided on the top, the rotating member 54
is rotated between the support plate 50 and the cover plate 58.
変位部材５６の下端には、支持軸３０の上端が連結され
ていて、したがって変位部材５６が上下することによっ
て、その支持軸３０すなわちチューニングユニット２８
が上下方向に変位する。すなわち、回転部材５４を廻す
と、回転部材５４は支持板５０と蓋板５８とによってそ
の軸方向の動きが規制されているので、回転部材５４そ
れ自身は上下しないで、変位部材５６がその反作用で軸
方向に変位する。応じて、支持軸３０が上下方向に変位
し、チューニングユニット２８もその方向に変位する。The upper end of the support shaft 30 is connected to the lower end of the displacement member 56, so that when the displacement member 56 moves up and down, the support shaft 30, that is, the tuning unit 28
is displaced in the vertical direction. That is, when the rotating member 54 is rotated, the movement of the rotating member 54 in the axial direction is restricted by the support plate 50 and the cover plate 58, so the rotating member 54 itself does not move up and down, but the displacement member 56 acts as a reaction force. is displaced in the axial direction. Accordingly, the support shaft 30 is displaced in the vertical direction, and the tuning unit 28 is also displaced in that direction.
なお、支持板５０には２本のピン６０の下端が固着され
ている。このピン６０は、変位部材５６を貫通し、その
上端に蓋板５８が取り付けられている。したがって、上
述のように、回転部材５４が廻されるとき、ピン６０は
、変位部材５６の回転止めの役目を果たす。そのため、
支持軸３０が回転することによる偏心が問題になるよう
なことはない。Note that the lower ends of two pins 60 are fixed to the support plate 50. This pin 60 passes through the displacement member 56 and has a cover plate 58 attached to its upper end. Therefore, as mentioned above, when rotating member 54 is rotated, pin 60 serves to stop displacement member 56 from rotating. Therefore,
Eccentricity due to rotation of the support shaft 30 does not become a problem.
そして、所望の共振周波数に設定した後は、筒状部５２
に設けられた固定ねじ６２によって、支持軸３０を固定
すればよい。After setting the desired resonance frequency, the cylindrical portion 52
The support shaft 30 may be fixed using a fixing screw 62 provided in the.
次に、このような構造において、なぜ共振周波数ｆｏを
変化できるかについて説明する。チューニングユニット
２８が挿入されていない状態の誘電体共振器の電界分布
が第２図に示される。この第２図から分かるように、チ
ューニングユニット２８が挿入される誘電体共振器素子
２６の中空部では、電界強度が比較的弱く、したがって
、そこにチューニングユニット２８を挿入しても、その
ような電界分布は殆ど乱れない。このように、誘電体共
振器内部の電磁界がその分布および強度とも殆ど変化し
ないとすれば、次のような摂動方程式が得られる。Next, it will be explained why the resonance frequency fo can be changed in such a structure. FIG. 2 shows the electric field distribution of the dielectric resonator in a state where the tuning unit 28 is not inserted. As can be seen from FIG. 2, the electric field strength is relatively weak in the hollow part of the dielectric resonator element 26 into which the tuning unit 28 is inserted, so that even if the tuning unit 28 is inserted there, such a The electric field distribution is hardly disturbed. As described above, assuming that the electromagnetic field inside the dielectric resonator hardly changes in its distribution or intensity, the following perturbation equation is obtained.
ここで、ｆｏは摂動前の共振周波数、Δｆｏ：摂動によ
る共振周波数の変化分、Ｗｔ：共振器内のトータルエネ
ルギの時間平均、Δε：実効誘電率の変化分、Ｅｌ ：
摂動前の電界ベクトル、Ｅｘ”：摂動後の共役電界ベク
トル、Ｖ：誘電体共振器素子の実効体積である。Here, fo is the resonant frequency before perturbation, Δfo: change in resonant frequency due to perturbation, Wt: time average of total energy in the resonator, Δε: change in effective permittivity, El:
Electric field vector before perturbation, Ex'': conjugate electric field vector after perturbation, V: effective volume of the dielectric resonator element.
この摂動方程式かられかるように、チューニングユニッ
ト２８を変位させることによって、それぞれの位置にお
ける実効誘電率εが変化してΔεを生じ、それによって
、共振周波数ｆｏが変化するのである。As can be seen from this perturbation equation, by displacing the tuning unit 28, the effective dielectric constant ε at each position changes to produce Δε, thereby changing the resonant frequency fo.
このような誘電体共振器１０において、チューニングユ
ニット２８を変位させたときの共振周波数ｆｏとＱｏと
の変化状態が第３図に示される。In such a dielectric resonator 10, FIG. 3 shows how the resonance frequencies fo and Qo change when the tuning unit 28 is displaced.
この第３図において横軸に示される距離Ｚ （ｍｍ）は
、誘電体共振器素子２６の軸方向の中点０からチューニ
ングユニット２８の軸方向中点Ｐまでの距離を示す。こ
の第３図から分かるように、第１図実施例によれば、中
心の共振周波数ｆＯ＝９５０ＭＨｚとしたとき、「０を
Δｆｏ／ｆｏ＝２％変化させても、そのＱＯの変化は、
ΔＱ ｏ ／ ＱＯ＝−２，１％であった。このように
この実施例によれば、従来に比べて、周波数調整範囲Δ
ｆ。In FIG. 3, the distance Z (mm) shown on the horizontal axis indicates the distance from the axial midpoint 0 of the dielectric resonator element 26 to the axial midpoint P of the tuning unit 28. As can be seen from FIG. 3, according to the embodiment in FIG. 1, when the central resonant frequency fO = 950 MHz, even if 0 is changed by Δfo/fo = 2%, the change in QO is
ΔQ o /QO = -2.1%. As described above, according to this embodiment, the frequency adjustment range Δ
f.
／ ｒ ｏを、ＱＯの大幅な低下なしに十数倍に拡げる
ことができる。/ r o can be increased by more than ten times without significantly reducing QO.
なお、上述の実施例では、誘電体ケース１２゜底板１４
および蓋板１６を用いてそこに電極１８．２０および２
２を形成して外部電極を構成した。In addition, in the above-mentioned embodiment, the dielectric case 12° and the bottom plate 14
and electrodes 18, 20 and 2 using the lid plate 16.
2 was formed to constitute an external electrode.
しかしながら、これは外部電極の線膨張率の変化を誘電
体共振器素子のそれと近似させて、その線膨張率の影響
を可及的小さくするためである。したがって、もし適当
な補正手段を用いるのであれば、外部電極は全体として
金属で形成されたケースでもよい。However, this is to approximate the change in the coefficient of linear expansion of the external electrode to that of the dielectric resonator element, thereby minimizing the influence of the coefficient of linear expansion. Therefore, if appropriate correction means are used, the external electrodes may be made entirely of metal.
さらに、上述の実施例では、誘電体共振器を全体として
円筒ないし円柱形状のものとして構成し、円筒座標系で
みたとき、Ｔ Ｅ ｏ ＋６モードの誘電体共振器を構
成した。しかしながら、中空角状の誘電体共振器素子や
ケースが用いられてもよい。この場合には、モードは、
直角座標系でみたとき、Ｔ Ｅ １＋ ｓ モードとな
ろう。Furthermore, in the above-described embodiment, the dielectric resonator was configured as a cylinder or cylinder as a whole, and the dielectric resonator was configured in the T E o +6 mode when viewed in the cylindrical coordinate system. However, a hollow angular dielectric resonator element or case may also be used. In this case, the mode is
When viewed in a rectangular coordinate system, it will be T E 1+ s mode.
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図解図である。
第２図はチューニングユニットを挿入していない状態の
電界分布を示す図である。
第３図はチューニングユニットの変位に対するｆｏおよ
びＱｏの変化の状態を示すグラフであり、横軸に距離Ｚ
（ｍｍ）を、縦軸に共振周波数ｆＯとＱｏとをそれぞれ
示す。
図において、１０は誘電体共振器、２６は誘電体共振器
素子、２日はチューニングユニット、３０は支持軸、５
４は回転部材、５６は変位部材、。
６０はピンを示す。
第１図
第 ２ 図FIG. 1 is an illustrative cross-sectional view showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the electric field distribution with no tuning unit inserted. FIG. 3 is a graph showing changes in fo and Qo with respect to the displacement of the tuning unit, and the horizontal axis shows the distance Z.
(mm), and the vertical axis represents the resonant frequencies fO and Qo, respectively. In the figure, 10 is a dielectric resonator, 26 is a dielectric resonator element, 2 is a tuning unit, 30 is a support shaft, and 5 is a tuning unit.
4 is a rotating member, 56 is a displacement member. 60 indicates a pin. Figure 1 Figure 2
Claims (1)
共振器素子、 前記誘電体共振器素子に形成されたその軸方向に延びる
穴、 前記穴内において変位可能に設けられる、かつ誘電体か
らなるチューニングユニット、 前記チューニングユニットに連結される変位部材、 前記変位部材に形成される第１のねじ、 前記変位部材を囲むかつ前記第１のねじに螺合する第２
のねじを有する筒状の回転部材、および前記変位部材の
回転を規制するための手段を備える、誘電体共振器。[Scope of Claims] A shield electrode, a dielectric resonator element fixedly provided in relation to the shield electrode, a hole formed in the dielectric resonator element and extending in the axial direction thereof, and movable within the hole. a tuning unit provided and made of a dielectric; a displacement member coupled to the tuning unit; a first screw formed in the displacement member; a second screw surrounding the displacement member and screwed into the first screw.
A dielectric resonator comprising: a cylindrical rotating member having a thread; and means for regulating rotation of the displacement member.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2514386A JPS62183203A (en) | 1986-02-06 | 1986-02-06 | Dielectric resonator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2514386A JPS62183203A (en) | 1986-02-06 | 1986-02-06 | Dielectric resonator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62183203A true JPS62183203A (en) | 1987-08-11 |
Family
ID=12157762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2514386A Pending JPS62183203A (en) | 1986-02-06 | 1986-02-06 | Dielectric resonator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62183203A (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62180601A (en) * | 1986-01-27 | 1987-08-07 | モトロ−ラ・インコ−ポレ−テツド | Radio frequency filter with temperature compensating ceramicresonator |
-
1986
- 1986-02-06 JP JP2514386A patent/JPS62183203A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62180601A (en) * | 1986-01-27 | 1987-08-07 | モトロ−ラ・インコ−ポレ−テツド | Radio frequency filter with temperature compensating ceramicresonator |
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