(57)【要約】【課題】空洞共振部の機械加工の寸法ズレにより共振周波数が大幅に乖離した場合でも、簡便な構造で、所望の共振周波数に容易に設定できるようにする。【解決手段】誘電体基板１上に、回路パターンに接続された一対（入出力用）の結合線路１１，１２を形成し、この結合線路１１，１２の先端側を挿入配置した状態で、他端が閉塞された円筒体１５の一方の開放端を基板１上の接地面１３に接続して空洞共振部を構成し、上記円筒体１５内に上記接地面１３に、共振周波数の調整を行うための突起状導体１６を配置する。また、円筒体１５の上面を変形可能な構造としたり、円筒体１５の上面に空洞内への挿入量が可変となる金属棒を設けたりすることもできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板と、
回路パターンに接続され、上記誘電体基板上に形成された一対の結合線路と、
一端が開放、他端が閉塞された導電性の筒体の上記開放端を上記基板上の接地面に接続し、この筒体内に上記結合線路の先端側を挿入配置した空洞共振部と、
この空洞共振部内に上記基板上から突出した状態で配置され、かつ接地と接続され、空洞共振周波数の調整を行うための突起状導体と、
を備えてなる空洞共振器。
【請求項２】
上記空洞共振部の筒体の上面を変形可能な構造とし、又は上記空洞共振部の筒体の上面に、空洞内への挿入量が可変となる金属棒を設けたことを特徴とする請求項１記載の空洞共振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空洞共振器、特にマイクロ波帯やミリ波帯に適用され、誘電体基板上に形成された空洞共振器の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７には、従来の空洞共振器に関する構成（下記特許文献１）が示されており、図７に示されるように、誘電体基板１の上面に、回路パターン（伝送線路）２、裏面に接地導体３が形成され、この接地導体３に接続して略λ／４（λ：例えば帯域阻止フィルタの動作周波数）の長さの金属棒４が垂直方向へ配置される。また、この金属棒４の周囲を覆うように導電性カバー５が設けられており、この金属棒４と導電性カバー５にて空洞共振器が形成される。なお、この導電性カバー５の頂部５ａは上下に変形可能となっている。
【０００３】
上記の空洞共振器（４，５）によれば、主に金属棒４と導電性カバー５の寸法及びこの導電性カバー５と金属棒４の先端との間隔によって所望の共振周波数が設定されるが、この共振周波数は、導電性カバー５の頂部５ａを変形させ、金属棒４の先端と導電性カバー５との間隔を変えることで調整が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許３８４８８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の空洞共振器では、その共振周波数が機械的な寸法、例えば図７の場合では、金属棒４と導電性カバー５の寸法で決定されるため、機械加工の寸法公差により所望の周波数が得られないという問題がある。
【０００６】
また、従来では、上述のように、図７の場合は、導電性カバー５の頂部５ａの変形により金属棒４の先端と導電性カバー５との間隔を調整することが行われ、更に他の例では、導電カバー５の頂部に調整用ネジを設け、このネジと金属棒４との間隔（ネジの空洞への挿入量）を変えることで、共振周波数の微調整が行われるが、所望の共振周波数に対して加工後の空洞共振器で得られた周波数が大幅に乖離する場合は、導電性カバー５の頂部５ａの変形量を大きくし、又はビスの挿入量を大きくしなければならず、所望の共振周波数への調整が困難になる場合があった。
【０００７】
図８（Ａ）には、所望の共振周波数への調整状態が示され、図８（Ｂ）にはネジの挿入量に対する共振周波数の変化が示されており、図８（Ｂ）に示されるように、ネジの挿入量が大きくなる程、単位距離（移動距離）当りの共振周波数の変動量が大きくなる。このことは、カバー頂部（５ａ）の変形でも同様である。従って、図８（Ａ）に示されるように、例えば所望の周波数ｆ０に対し作製された空洞共振器で得られる周波数がｆ１であった場合は、ネジの挿入量に応じて単位距離当りの周波数の変動量がＤ１→Ｄ２→Ｄ３→Ｄ４と大きくなることから、所望の周波数ｆ０に合わせることが難しくなる。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、空洞共振部の機械加工の寸法ズレにより共振周波数が大幅に乖離した場合でも、所望の共振周波数に容易に設定することができる簡便な構造を持つ空洞共振器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明の空洞共振器は、誘電体基板と、回路パターンに接続され、上記誘電体基板上に形成された一対（入出力用）の結合線路と、一端が開放、他端が閉塞された導電性の筒体の上記開放端を上記基板上の接地面に接続し、この筒体内に上記結合線路の先端側を挿入配置した空洞共振部と、この空洞共振部内に上記基板上から突出した状態で配置され、かつ接地と接続され、空洞共振周波数の調整を行うための突起状導体と、を備えてなる。
請求項２の発明は、上記空洞共振部の筒体の上面を変形可能な構造とし、又は上記空洞共振部の筒体の上面に、空洞内への挿入量が可変となる金属棒を設けたことを特徴とする。  
【００１０】
上記の構成によれば、空洞共振部内に配置された突起状導体は、それぞれが独立して周波数調整の効果を有し、また配置の位置（筒中心位置から径方向の位置）によって調整される周波数幅が異なるので、製作された空洞共振部の共振周波数のズレ量に応じて、選択された位置の突起状導体を１つ、又は複数設けることにより、所望の共振周波数が設定される。
【００１１】
また、請求項２の発明によれば、例えば上記突起状導体でも完全に調整できないとき、筒体上面を空洞内へ変形させたり、金属棒（ネジ）の空洞内への挿入量を変えたりすることで、筒体上面又は金属棒の移動の単位距離当りの共振周波数の変動量が小さい領域にて、周波数の微調整を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の空洞共振器によれば、空洞共振部の機械加工の寸法ズレにより共振周波数が大幅に乖離した場合でも、所望の共振周波数に容易に設定することができ、また周波数調整を簡便な構造で達成できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施例に係る空洞共振器の構成を示し、図（Ａ）は上面図（円筒体を透視した状態の図）、図（Ｂ）は側面（一部断面）図である。
【図２】第１実施例の空洞共振器の等価回路図である。
【図３】第１実施例での周波数調整の様子を説明するためのグラフ図である。
【図４】第１実施例と同様の空洞共振器において突起状導体を配置しない場合の構成を示し、図（Ａ）は上面図（円筒体を透視した状態の図）、図（Ｂ）は等価回路図である。
【図５】第２実施例の空洞共振器の構成を示し、図（Ａ）は側面（一部断面）図、図（Ｂ）は等価回路図である。
【図６】第２実施例での周波数調整の様子を説明するためのグラフ図［図（Ａ）］及びネジ挿入量に対する共振周波数の変化を示すグラフ図［図（Ｂ）］である。
【図７】従来の空洞共振器の構成を示し、上面（一部断面）図、図（Ｂ）は側断面図である。
【図８】従来の空洞共振器での周波数調整の様子を説明するためのグラフ図［図（Ａ）］及びネジ挿入量に対する共振周波数の変化を示すグラフ図［図（Ｂ）］である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１（Ａ），（Ｂ）には、本発明の第１実施例に係る空洞共振器の構成が示されており、図１（Ａ），（Ｂ）に示されるように、誘電体基板１０の上（表面）に、１対の分布定数結合線路（コプレーナ線路）１１，１２が形成されており、この結合線路１１，１２は、一方が入力用、他方が出力用で、図示していない回路パターン（伝送線路、増幅素子等）に接続される。
【００１５】
また、この誘電体基板１０上のその他の面には、導電性膜からなる接地面１３が形成されており、この接地面１３の上に、銀ペースト等の導電性接着剤（又は半田）により金属製（導電性）の円筒体（その他、横断面が角形、楕円形となる筒体でもよい）１５が接続される。このとき、上記結合線路１１，１２の先端側が円筒体１５の内部に挿入された状態となり、この円筒体１５は、上面が閉塞され、下面が開放されており、この開放端が結合線路１１，１２に接触しない状態で接地面１３に接着される。
【００１６】
そして、上記円筒体１５が接着される前に、この円筒体１５内の接地面１３上に、その接地面１３から（空洞内へ）突出する小突起の突起状導体１６が１つ又は複数形成される。即ち、空洞共振部を形成する円筒体１５が製作された時点で、この円筒体１５の機械加工に対する寸法精査、共振周波数の評価等が実施され、この空洞共振部で得られる共振周波数が把握され、この後に、所望の共振周波数が得られるように、選択された突起状導体１６を形成、配置することになる。なお、この突起状導体１６は、角柱形、円柱形、円錐形等、如何なる形状としてもよく、例えばポッティングされた半田、０Ωのチップ抵抗器を使えば、簡便に形成することができる。
【００１７】
この突起状導体１６は、円筒体１５の中心（円形中心）の位置にあるとき、周波数の変動幅が最も大きく、同一円周上であれば、その変動幅は同一となる。実施例では、例えばａ〜ｄの位置に配置したとすると、ａの位置にある突起状導体１６が最も周波数変動幅が大きく、次にｄの位置にある突起状導体１６、そしてｂ，ｃの位置にある突起状導体１６の順で、周波数変動幅が小さくなる（ｂ，ｃの突起状導体１６は、同一円周上にあるので、同じ変動幅となる）。また、これらの突起状導体１６は、それぞれが独立して周波数変動の効果を発揮しており、例えばｂ，ｃの両方の突起状導体１６を設ければ、これらを単独で設けた場合の２倍の変動幅で周波数調整ができることになる。なお、この突起状導体１６は、上記ａ〜ｄの位置に限らず、任意の位置に何個でも配置することが可能である。
【００１８】
図２には、第１実施例の空洞共振器の等価回路が示され、また図４には、第１実施例から突起状導体１６を除いた場合の構成［図（Ａ）］と、その場合の等価回路［図（Ｂ）］が示されており、図４（Ａ）のように突起状導体１６を配置しない場合は、図４（Ｂ）のように、基板１０（２つのλ／４線路の中間点）と円筒体１５の閉塞された上面（２つのλ／４線路の中間点）との間に、固定値のキャパシタが存在する状態となる。一方、第１実施例のように、突起状導体１６を配置すると、図２に示されるように、基板１０と円筒体１５の上面との間に、可変キャパシタと可変インダクタが存在する状態となり、これによって、共振周波数を可変・調整することができる。
【００１９】
図３には、第１実施例での周波数調整の一例が示されており、製作された空洞共振部（円筒体１５）につき、寸法精査、共振周波数の検査等を行った結果、例えば得られた共振周波数が所望の周波数ｆ０よりもズレたｆ１となった場合、ａ〜ｄの位置へ突起状導体１６を配置すればよい。即ち、図３に示されるように、ａ位置の突起状導体１６によってＤａの周波数幅、ｂ位置の突起状導体１６によってＤｂの周波数幅、ｃ位置の突起状導体１６によってＤｃの周波数幅、ｄ位置の突起状導体１６によってＤｄの周波数幅が変動することになり、これらＤａ〜Ｄｄの変動幅によって、所望の周波数ｆ０に調整することができる。
【００２０】
図５（Ａ）には、第２実施例の空洞共振器の構成が示されており、この第２実施例では、円筒体１５の上面に、金属棒としてネジ１８を円筒体１５の内部へ挿入する状態で設けている。実施例では、円筒体１５の円中心に設けているが、同一円周上に複数個配置する等の構成でもよい。
図５（Ｂ）には、第２実施例の等価回路が示されており、第１実施例の場合と略同様となり、この場合は、上記突起状導体１６の第１段階の調整に加えて、ネジ１８による第２段階の調整（微調整）が可能となる。
【００２１】
図６（Ａ）には、第２実施例での周波数調整の一例が示されており、これは、ａ〜ｄ位置の突起状導体１６を設け、更に微調整をしたときの例である。即ち、図６（Ａ）に示されるように、製作された空洞共振部（円筒体１５）で得られた共振周波数がｆ１となったとき、その周波数がａ位置の突起状導体１６によってＤａ幅、ｂ位置の突起状導体１６によってＤｂ幅、ｃ位置の突起状導体１６によってＤｃ幅、ｄ位置の突起状導体１６によってＤｄ幅が変動するが、更にネジ１８の空洞内（上下方向）への挿入量によってＤｘの周波数幅が変動し、これらＤａ〜Ｄｄ，Ｄｘの変動幅によって、所望の周波数ｆ０に調整することができる。
【００２２】
このようなネジ１８による調整は、図６（Ｂ）に示されるように、ネジ挿入量においての単位距離当りの共振周波数の変動量が小さい領域Ｌａにて実施することができ、小さい周波数幅の微調整が可能である。
【００２３】
上記第２実施例では、金属棒としてネジ１８を設けたが、その他の構成の金属棒でもよく、また金属棒の代わりに、円筒体１５の上面を上記特許文献１の頂部のように空洞内（上下方向）へ変形可能な構造とし、この上面の変形量によって上記周波数幅Ｄｘの調整を行なってもよい。
【符号の説明】
【００２４】
１，１０…誘電体基板、
１１，１２…結合線路、
１３…接地面（導電性膜）、
１５…円筒体、
１６…突起状導体、
１８…ネジ（金属棒）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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