共振器及び共振器を動作させるための方法
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は共振器に関し、特に共振器が、テブナン等価同調回路として所望のモードで動作するような態様で、多数の容量性素子と分布インダクタンスとから成る該共振器への結合を可能にする結合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】単一の容量性素子の電力取扱い能力は電力消費、電圧破壊、又は特にバラクタの場合は印加されるＲＦ電圧に因る過度のキャパシタンスひずみによって制約されることがある。多くの共振器では多重容量性素子を単一のテブナン等価コンデンサへと結合して電力取扱い能力を高めることが望ましい。容量性素子とは個別（ｄｉｓｃｒｅｔｅ）コンデンサ、電圧可変コンデンサ、基板上にエッチングされたコンデンサ又はそれらの組合せを意味することに留意されたい。高周波共振器では、幾つかのコンデンサを単一の個別インダクタと接続することは困難である。一般的な解決策は幾つかのコンデンサを分布インダクタンスに接続することである。
【０００３】このような分布インダクタの論理構造の一つは図１に示すような短絡同軸線である。端板１０が一端で外部導体１４と内部導体１２とを短絡させる。コンデンサ１６は他端で外部導体と内部導体とを結合する。短絡された同軸共振器の利点は共振器のインダクタンスに影響を及ぼすことなく所望の数の径方向に接続されたコンデンサを収納するのに必要なだけ導体間の間隔を大きくできることである。短絡された同軸線のインダクタンスは次の方程式で表すことができる。
Ｌ＝（Ｚμ／２π）＊ｌｎ（ｂ／ａ）
ここに、Ｚは線の長さ、μは自由空間の磁気透磁率、ｂは線の外部導体の半径、又、ａは線の内部導体の半径である。インダクタンスは外部と内部の導体の半径比の関数であり、短絡された同軸線の直径の絶対値には左右されない。
【０００４】分布共振器は全て多くの異なる周波数で共振する。所望の共振モードを支配的なモードとして確立することは例えば幾つかの周波数で動作される発振器のような用途では重要である。所望の共振モードは図２ａ及び２ｂに示すように短絡された同軸線の軸方向の横磁気波（ＴＭ）である。磁界線は波の伝播方向に対して垂直（横向き）である。電界線は径方向に対称であり、共振器の任意の横断面で大きさと符号が等しい。電界線が対称であるので、各々の径方向コンデンサの脚部は共振器電力の等しい分配を受ける。
【０００５】この共振器はある側面では有利であるが、別の側面では欠点がある。共振器はその性質上、分布回路素子であるので、一般に分布結合技術が利用される。このような技術には、例えば電磁界を共振構造に伝播させる（米国特許明細書第３，７３５，２８６号に開示されているような）結合ループ、電極又は探針によって共振器に電磁的に結合することが含まれている。このような結合技術はテブナン等価共振器への高度な結合を必要とするある種の用途では欠点がある。
【０００６】短絡された同軸共振器への結合の第２の欠点は所望の共振モードを確立することが困難な点である。一般的な結合記述は幾つかの異なる共振モードを励振するとがある。不都合なモードの一つは図３ａ及び３ｂに示すようなＴＥ波モードである。電界は波の伝播方向に対して垂直（横方向）であり、どの横断面でも電界は径方向に分布されない。この波によってコンデンサには共振器電力が不均一に分割される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、個別型回路の結合が簡単で、かつ、所望の共振モードを確立することのできる分布共振器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の好ましい実施例に従って、これらの欠点は多重コンデンサ、短絡同軸共振器への結合ポートを設けることによって解決される。このポートは第１の短絡同軸線の端にわたって第２の短絡同軸線を付加することによって形成される。線の外部導体は相互に接続される。第２の線の内部導体はワイヤ、円筒状素子又はコイルのようなリアクタンス素子で良い。第２の線の外部導体は円筒状の、又は製造を容易にするため六角形のカンのような類似の形状のカンで良い。２本の線の内部導体は直列に結合され、その全長に沿って、又は端部で、そこに個別型回路を接続できる結合用ギャップを形成する。本発明の好ましい実施例では、個別型回路は回路に電磁シールドを供給するために片方の内部導体の周囲内領域に配置される。共振器と結合器との径方向の対称性を保持することにより、支配的な共振モードはＴＭ波となる。結合ポートは個別型回路に、短絡同軸線のインダクタンスと、並列な対称脚部のキャパシタンスとの合計から成るテブナン等価同調回路をもたらす。
【０００９】
【実施例】図４を参照すると、本発明の一実施例に基づく共振器２２は２本の短絡同軸線２４及び２６を有している。第１の線２４は外部導体３０内に同軸に配置された内部導体２８を備えている。これらの双方の導体はその第１端３２、３４で第１の導電性端部材３６に接続されている。これらの導体は端部材３６から延びて、第２端３８、４０のそれぞれにて終端している。
【００１０】第２の短絡同軸線２６は第２の外部導体４４内に同軸に配置された第２の内部導体４２を備えている。これらの導体はその第１端４６、４８で第２の導電性端部材５０に接続され、そこから延び、第２端５２、５４でそれぞれ終端している。（好ましい実施例では第２の外部導体４４の直径は第１の外部導体３０の直径よりも大きいが、別の実施例ではこれらの直径の関係が異なる場合もある。）第１及び第２の短絡同軸線２４、２６の外部導体はその第２端４０、５４で接続されている。内部導体の第２端３８、５２は互いに接近しているが、相互接続はしない。代わりに、両者はギャップ５６を形成し、そこに個別型回路が接続可能であり、共振器への単一点結合ができるようにされている。
【００１１】 図５及び図６はプリント回路基板共振器５６を示し、個別型回路が結合ギャップ５６にわたって接続可能である構成例の一つを示している。この共振器では、第１の短絡同軸線２４は第１と第２の表面６２、６４を有する厚さ１．６ｍｍ（０．０６２インチ）のＦＲ４回路基板６０を備えている。この基板を貫通して内部導体７０の周囲を形成する第１の複数個のメッキされたバイア（ｖｉａ）６８と、外部導体７４の周囲を形成する第２の複数個のメッキされたバイア７２とが延びている。第２の表面は内部導体７０と外部導体７４の表面との間で銅６６でメッキされている。各々のバイアは基板の第２の表面６４上で金属６６と接続されている。第１の複数個のバイア６８は他端で基板の第１の表面上の環状金属トレース７６に接続され、第２の複数個のバイア７２は他端で環状金属トレース７８に接続されている。トレース７６は内部導体の端を形成し、トレース７８は外部導体の端を形成する。したがって、この実施例では短絡同軸線２４の内部導体７０と側壁をなす外部導体７４の周囲は、互いに平行に配向され端部が互いに接続された複数の導体（バイア６８、７２）によって画定されている。
【００１２】 これまで説明してきた構造は図４の共振器の第１の短絡同軸線２４の端板３６及び第１の内部及び外部導体２８、３０に対応する。基板の第２の表面上の金属メッキ６６は端板として機能する。同心の内部及び外部導体はメッキされたバイアとそれらが終端する金属トレースとによって形成されたケージ状の有限素子構造である。この場合は第１の短絡同軸線は図４の共振器２２で使用されている空気誘電体とは異なりＦＲ４誘電体を有していることが理解されよう。この第１の同軸線の直線長さは僅か１．６ｍｍ（０．０６２インチ）であり、これは回路基板の厚さと等しい。
【００１３】共振器５８は基板の第１の表面６２上に配置された折り返し（ｂａｃｋ−ｔｏ−ｂａｃｋ）バラクタ８０のような複数個の電圧可変キャパシタンス素子によって同調される。各々が約６から３０ピコファラッドのキャパシタンス範囲を有する図示したバラクタは、内部と外部の導体端部７６と７８を（大型のバイパス・コンデンサ８５を介して）結合する機能を有している。第１の金属回路基板のトレース８２はバラクタの折り返し陽極を相互接続して共通の粗同調端子を提供する。第２の金属回路基板トレース８３は外部導体に最も近接したバラクタの陰極を相互に接続して、共通の微同調端子を提供する。これらの陰極はコンデンサ８５によって外部導体７４の端を形成するトレース７８に接続されている。一実施例では、プリント回路基板は多層板であり、同調トレース８２、８３への外部の接続は基板の中間層の一つの上に形成される。
【００１４】第２の短絡同軸線２６（図６）は導電性カン８４と内部導体８６とから成っている。このカンはこの第２の同軸線の外部導体として機能する円筒状の側壁８８を備え、更に平坦な端壁９０を備えている。円筒状の側壁はその周囲９２で第１の線の外部導体の端部を形成する金属トレース７８に接続されている。内部導体８６はこのカンにより形成される空間内に配置されている。導体８６は端壁９０の中央部９６に接続された第１端９４と、第１の内部導体７０の周囲の内側で回路基板の第１表面上の金属パッド１００に接続する第２端９８とを有している。パッド１００とトレース７６は共に共振器の結合ポート１０２を形成する。共振器への結合はこれらのポイント間に個別型回路を接続することによって行われる。
【００１５】図示した回路基板共振器５８では、個別型回路はＮＥＣ２１９３５発振器トランジスタ１０４であり、そのベース端子１０６はパット１００に接続され、そのエミッタ端子１０７（図７）は０．１マイクロファラッドの結合コンデンサ１０８を介して内部導体トレース７６に結合されている。エミッタのバイアス電流源は中間層上のトレースを介して外部接続されている。トランジスタのコレクタ端子１１０はパッド１１２に接続され、そこから１２０オームの電力抵抗１１４が共振器の外側へと延び、そこで共振器はバイアス回路／バッファ増幅器１１６に固定されている。発振器の概略図は図７に示してある。導体８６は多くの形式のものが可能であるが、図示した実施例ではトランジスタ１０４のベースをＲＦアースから絶縁する２０ナノヘンリーのコイル状に巻かれた直径が小さい導体である。
【００１６】共振器のアースは第１短絡線の外部導体の径方向に分布されているので、トランジスタのベースがアースされるアースも同様に径方向に分布されなければならない。このような径方向に分布されたベース・アースは第２短絡同軸線の内部導体８６をカン８４の中心に接続することによって達成される。この結合方法によって共振器の支配的な共振モードがＴＭ波であることが保証される。図示した発振器は約５００−１０００ＭＨＺの周波数範囲で動作する。テブナン等価同調回路は約０．６ナノヘンリーのインダクタンス１１８（図７）を有している。このインダクタンスは前述の方程式（１）で表されるとおり、第１短絡同軸線の寸法の関数である。
【００１７】図示した構成によって従来の技術と比較して多くの利点が得られる。その主なものは、共振器が個別型回路を結合できる単一点結合ポートを備えたことである。このポートでの結合によって分布共振器はテブナン等価ＬＣ回路に変換される。このような構成によって更に不要な共振を抑制しつつ、所望のＴＭ共振モードが励振される。図示した結合構造によって更に個別型回路を２本の短絡同軸線のうちの一つの内部導体内に配置することによって、前記回路をシールドすることができ、共振器の電磁界はこれらの線の内部と外部の導体の間に限定され、空洞を形成し、これを囲む導電性の壁によって外部の電磁界が排除される。
【００１８】図示した共振器５８は発振器の同調素子として利用されると、従来の発振器よりも２０ｄＢ低い発振器位相ノイズしか発生しない。このような改善は共振器の電力取扱能力が高まったためである。共振器の電力が低いと発振器のノイズ・レベルが高まる。バラクタ同調キャパシタンス内の電力が大きすぎると、キャパシタンス歪みにより過度のＡＭ−ＦＭノイズ変換が生ずる。分布共振器は電力が幾つかの低電力部品間で配分されるので、個別型共振器よりも多くの電力を処理することができる。
【００１９】本発明の原理を好ましい実施例に基づいて、図示し、説明してきたが、本発明はこのような原理から逸脱することなく構成と細部を修正できることは明白であろう。例えば、本発明はバラクタ同調の短絡同軸共振器に関連して説明してきたが、その原理は多様な他の共振器構成にも同様に応用できる。更に、本発明は結合ギャップが内部空洞導体に最も近接した第２内部導体の端部に形成される実施例について説明してきたが、別の実施例では、ギャップは導体の他端、すなわちコイルの端９４と端壁９０の中央領域９６の間に形成してもよい。このような実施態様によって結合ポートは必要ならば図８に示すように共振器の外側からアクセスすることができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いることにより、個別型回路を簡単に結合することができるとともに、不要な共振モードを抑制して所望の共振モードを励振させることができる。また該個別型回路をシールドすることができ、さらに、発振器の同調素子として利用したときに、発振器位相ノイズを大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の短絡同軸共振器の断面図である。
【図２】同軸共振器における横磁気波を示す図である。
【図３】同軸共振器における横電気波を示す図である。
【図４】本発明の一実施例による短絡同軸共振器の簡略断面図である。
【図５】本発明の一実施例によるプリント回路基板共振器に使用されるプリント回路基板の上面図である。
【図６】図５の線６−６における断面図である。
【図７】本発明による共振器が用いられる発振器の概略図である。
【図８】本発明の別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
２４：第１の短絡同軸線 ２６：第２の短絡同軸線
２８：第１の内部導体 ３０：第１の外部導体
３６：第１の端部材 ４２：第２の内部導体
４４：第２の外部導体 ５０：第２の端部材
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は共振器に関し、特に共振器が、テブナン等価同調回路として所望のモードで動作するような態様で、多数の容量性素子と分布インダクタンスとから成る該共振器への結合を可能にする結合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】単一の容量性素子の電力取扱い能力は電力消費、電圧破壊、又は特にバラクタの場合は印加されるＲＦ電圧に因る過度のキャパシタンスひずみによって制約されることがある。多くの共振器では多重容量性素子を単一のテブナン等価コンデンサへと結合して電力取扱い能力を高めることが望ましい。容量性素子とは個別（ｄｉｓｃｒｅｔｅ）コンデンサ、電圧可変コンデンサ、基板上にエッチングされたコンデンサ又はそれらの組合せを意味することに留意されたい。高周波共振器では、幾つかのコンデンサを単一の個別インダクタと接続することは困難である。一般的な解決策は幾つかのコンデンサを分布インダクタンスに接続することである。
【０００３】このような分布インダクタの論理構造の一つは図１に示すような短絡同軸線である。端板１０が一端で外部導体１４と内部導体１２とを短絡させる。コンデンサ１６は他端で外部導体と内部導体とを結合する。短絡された同軸共振器の利点は共振器のインダクタンスに影響を及ぼすことなく所望の数の径方向に接続されたコンデンサを収納するのに必要なだけ導体間の間隔を大きくできることである。短絡された同軸線のインダクタンスは次の方程式で表すことができる。
Ｌ＝（Ｚμ／２π）＊ｌｎ（ｂ／ａ）
ここに、Ｚは線の長さ、μは自由空間の磁気透磁率、ｂは線の外部導体の半径、又、ａは線の内部導体の半径である。インダクタンスは外部と内部の導体の半径比の関数であり、短絡された同軸線の直径の絶対値には左右されない。
【０００４】分布共振器は全て多くの異なる周波数で共振する。所望の共振モードを支配的なモードとして確立することは例えば幾つかの周波数で動作される発振器のような用途では重要である。所望の共振モードは図２ａ及び２ｂに示すように短絡された同軸線の軸方向の横磁気波（ＴＭ）である。磁界線は波の伝播方向に対して垂直（横向き）である。電界線は径方向に対称であり、共振器の任意の横断面で大きさと符号が等しい。電界線が対称であるので、各々の径方向コンデンサの脚部は共振器電力の等しい分配を受ける。
【０００５】この共振器はある側面では有利であるが、別の側面では欠点がある。共振器はその性質上、分布回路素子であるので、一般に分布結合技術が利用される。このような技術には、例えば電磁界を共振構造に伝播させる（米国特許明細書第３，７３５，２８６号に開示されているような）結合ループ、電極又は探針によって共振器に電磁的に結合することが含まれている。このような結合技術はテブナン等価共振器への高度な結合を必要とするある種の用途では欠点がある。
【０００６】短絡された同軸共振器への結合の第２の欠点は所望の共振モードを確立することが困難な点である。一般的な結合記述は幾つかの異なる共振モードを励振するとがある。不都合なモードの一つは図３ａ及び３ｂに示すようなＴＥ波モードである。電界は波の伝播方向に対して垂直（横方向）であり、どの横断面でも電界は径方向に分布されない。この波によってコンデンサには共振器電力が不均一に分割される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、個別型回路の結合が簡単で、かつ、所望の共振モードを確立することのできる分布共振器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の好ましい実施例に従って、これらの欠点は多重コンデンサ、短絡同軸共振器への結合ポートを設けることによって解決される。このポートは第１の短絡同軸線の端にわたって第２の短絡同軸線を付加することによって形成される。線の外部導体は相互に接続される。第２の線の内部導体はワイヤ、円筒状素子又はコイルのようなリアクタンス素子で良い。第２の線の外部導体は円筒状の、又は製造を容易にするため六角形のカンのような類似の形状のカンで良い。２本の線の内部導体は直列に結合され、その全長に沿って、又は端部で、そこに個別型回路を接続できる結合用ギャップを形成する。本発明の好ましい実施例では、個別型回路は回路に電磁シールドを供給するために片方の内部導体の周囲内領域に配置される。共振器と結合器との径方向の対称性を保持することにより、支配的な共振モードはＴＭ波となる。結合ポートは個別型回路に、短絡同軸線のインダクタンスと、並列な対称脚部のキャパシタンスとの合計から成るテブナン等価同調回路をもたらす。
【０００９】
【実施例】図４を参照すると、本発明の一実施例に基づく共振器２２は２本の短絡同軸線２４及び２６を有している。第１の線２４は外部導体３０内に同軸に配置された内部導体２８を備えている。これらの双方の導体はその第１端３２、３４で第１の導電性端部材３６に接続されている。これらの導体は端部材３６から延びて、第２端３８、４０のそれぞれにて終端している。
【００１０】第２の短絡同軸線２６は第２の外部導体４４内に同軸に配置された第２の内部導体４２を備えている。これらの導体はその第１端４６、４８で第２の導電性端部材５０に接続され、そこから延び、第２端５２、５４でそれぞれ終端している。（好ましい実施例では第２の外部導体４４の直径は第１の外部導体３０の直径よりも大きいが、別の実施例ではこれらの直径の関係が異なる場合もある。）第１及び第２の短絡同軸線２４、２６の外部導体はその第２端４０、５４で接続されている。内部導体の第２端３８、５２は互いに接近しているが、相互接続はしない。代わりに、両者はギャップ５６を形成し、そこに個別型回路が接続可能であり、共振器への単一点結合ができるようにされている。
【００１１】 図５及び図６はプリント回路基板共振器５６を示し、個別型回路が結合ギャップ５６にわたって接続可能である構成例の一つを示している。この共振器では、第１の短絡同軸線２４は第１と第２の表面６２、６４を有する厚さ１．６ｍｍ（０．０６２インチ）のＦＲ４回路基板６０を備えている。この基板を貫通して内部導体７０の周囲を形成する第１の複数個のメッキされたバイア（ｖｉａ）６８と、外部導体７４の周囲を形成する第２の複数個のメッキされたバイア７２とが延びている。第２の表面は内部導体７０と外部導体７４の表面との間で銅６６でメッキされている。各々のバイアは基板の第２の表面６４上で金属６６と接続されている。第１の複数個のバイア６８は他端で基板の第１の表面上の環状金属トレース７６に接続され、第２の複数個のバイア７２は他端で環状金属トレース７８に接続されている。トレース７６は内部導体の端を形成し、トレース７８は外部導体の端を形成する。したがって、この実施例では短絡同軸線２４の内部導体７０と側壁をなす外部導体７４の周囲は、互いに平行に配向され端部が互いに接続された複数の導体（バイア６８、７２）によって画定されている。
【００１２】 これまで説明してきた構造は図４の共振器の第１の短絡同軸線２４の端板３６及び第１の内部及び外部導体２８、３０に対応する。基板の第２の表面上の金属メッキ６６は端板として機能する。同心の内部及び外部導体はメッキされたバイアとそれらが終端する金属トレースとによって形成されたケージ状の有限素子構造である。この場合は第１の短絡同軸線は図４の共振器２２で使用されている空気誘電体とは異なりＦＲ４誘電体を有していることが理解されよう。この第１の同軸線の直線長さは僅か１．６ｍｍ（０．０６２インチ）であり、これは回路基板の厚さと等しい。
【００１３】共振器５８は基板の第１の表面６２上に配置された折り返し（ｂａｃｋ−ｔｏ−ｂａｃｋ）バラクタ８０のような複数個の電圧可変キャパシタンス素子によって同調される。各々が約６から３０ピコファラッドのキャパシタンス範囲を有する図示したバラクタは、内部と外部の導体端部７６と７８を（大型のバイパス・コンデンサ８５を介して）結合する機能を有している。第１の金属回路基板のトレース８２はバラクタの折り返し陽極を相互接続して共通の粗同調端子を提供する。第２の金属回路基板トレース８３は外部導体に最も近接したバラクタの陰極を相互に接続して、共通の微同調端子を提供する。これらの陰極はコンデンサ８５によって外部導体７４の端を形成するトレース７８に接続されている。一実施例では、プリント回路基板は多層板であり、同調トレース８２、８３への外部の接続は基板の中間層の一つの上に形成される。
【００１４】第２の短絡同軸線２６（図６）は導電性カン８４と内部導体８６とから成っている。このカンはこの第２の同軸線の外部導体として機能する円筒状の側壁８８を備え、更に平坦な端壁９０を備えている。円筒状の側壁はその周囲９２で第１の線の外部導体の端部を形成する金属トレース７８に接続されている。内部導体８６はこのカンにより形成される空間内に配置されている。導体８６は端壁９０の中央部９６に接続された第１端９４と、第１の内部導体７０の周囲の内側で回路基板の第１表面上の金属パッド１００に接続する第２端９８とを有している。パッド１００とトレース７６は共に共振器の結合ポート１０２を形成する。共振器への結合はこれらのポイント間に個別型回路を接続することによって行われる。
【００１５】図示した回路基板共振器５８では、個別型回路はＮＥＣ２１９３５発振器トランジスタ１０４であり、そのベース端子１０６はパット１００に接続され、そのエミッタ端子１０７（図７）は０．１マイクロファラッドの結合コンデンサ１０８を介して内部導体トレース７６に結合されている。エミッタのバイアス電流源は中間層上のトレースを介して外部接続されている。トランジスタのコレクタ端子１１０はパッド１１２に接続され、そこから１２０オームの電力抵抗１１４が共振器の外側へと延び、そこで共振器はバイアス回路／バッファ増幅器１１６に固定されている。発振器の概略図は図７に示してある。導体８６は多くの形式のものが可能であるが、図示した実施例ではトランジスタ１０４のベースをＲＦアースから絶縁する２０ナノヘンリーのコイル状に巻かれた直径が小さい導体である。
【００１６】共振器のアースは第１短絡線の外部導体の径方向に分布されているので、トランジスタのベースがアースされるアースも同様に径方向に分布されなければならない。このような径方向に分布されたベース・アースは第２短絡同軸線の内部導体８６をカン８４の中心に接続することによって達成される。この結合方法によって共振器の支配的な共振モードがＴＭ波であることが保証される。図示した発振器は約５００−１０００ＭＨＺの周波数範囲で動作する。テブナン等価同調回路は約０．６ナノヘンリーのインダクタンス１１８（図７）を有している。このインダクタンスは前述の方程式（１）で表されるとおり、第１短絡同軸線の寸法の関数である。
【００１７】図示した構成によって従来の技術と比較して多くの利点が得られる。その主なものは、共振器が個別型回路を結合できる単一点結合ポートを備えたことである。このポートでの結合によって分布共振器はテブナン等価ＬＣ回路に変換される。このような構成によって更に不要な共振を抑制しつつ、所望のＴＭ共振モードが励振される。図示した結合構造によって更に個別型回路を２本の短絡同軸線のうちの一つの内部導体内に配置することによって、前記回路をシールドすることができ、共振器の電磁界はこれらの線の内部と外部の導体の間に限定され、空洞を形成し、これを囲む導電性の壁によって外部の電磁界が排除される。
【００１８】図示した共振器５８は発振器の同調素子として利用されると、従来の発振器よりも２０ｄＢ低い発振器位相ノイズしか発生しない。このような改善は共振器の電力取扱能力が高まったためである。共振器の電力が低いと発振器のノイズ・レベルが高まる。バラクタ同調キャパシタンス内の電力が大きすぎると、キャパシタンス歪みにより過度のＡＭ−ＦＭノイズ変換が生ずる。分布共振器は電力が幾つかの低電力部品間で配分されるので、個別型共振器よりも多くの電力を処理することができる。
【００１９】本発明の原理を好ましい実施例に基づいて、図示し、説明してきたが、本発明はこのような原理から逸脱することなく構成と細部を修正できることは明白であろう。例えば、本発明はバラクタ同調の短絡同軸共振器に関連して説明してきたが、その原理は多様な他の共振器構成にも同様に応用できる。更に、本発明は結合ギャップが内部空洞導体に最も近接した第２内部導体の端部に形成される実施例について説明してきたが、別の実施例では、ギャップは導体の他端、すなわちコイルの端９４と端壁９０の中央領域９６の間に形成してもよい。このような実施態様によって結合ポートは必要ならば図８に示すように共振器の外側からアクセスすることができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いることにより、個別型回路を簡単に結合することができるとともに、不要な共振モードを抑制して所望の共振モードを励振させることができる。また該個別型回路をシールドすることができ、さらに、発振器の同調素子として利用したときに、発振器位相ノイズを大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の短絡同軸共振器の断面図である。
【図２】同軸共振器における横磁気波を示す図である。
【図３】同軸共振器における横電気波を示す図である。
【図４】本発明の一実施例による短絡同軸共振器の簡略断面図である。
【図５】本発明の一実施例によるプリント回路基板共振器に使用されるプリント回路基板の上面図である。
【図６】図５の線６−６における断面図である。
【図７】本発明による共振器が用いられる発振器の概略図である。
【図８】本発明の別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
２４：第１の短絡同軸線 ２６：第２の短絡同軸線
２８：第１の内部導体 ３０：第１の外部導体
３６：第１の端部材 ４２：第２の内部導体
４４：第２の外部導体 ５０：第２の端部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】側壁と、第１および第２の端壁とによって画定された空洞と、前記空洞内に同軸状に配置され、第１端が前記第１の端壁に接続され、第２端は前記第２の端壁の手前で終端されている内部導体と、前記内部導体の前記第２端を前記側壁に結合する複数のコンデンサと、第１端が前記第２の端壁の中央部に直接接続され、第２端は前記内部導体に結合され、さらに、外部回路が結合することのできる結合ギャップを画定している誘導性導体と、を備えて成る共振器。
【請求項２】前記結合ギャップが、前記内部導体の前記第２端と、それに隣接する前記誘導性導体の端部との間で画定されていることを特徴とする請求項１に記載の共振器。
【請求項３】前記側壁が、互いに平行に配向され端部が互いに接続された複数の導体によって画定されていることを特徴とする請求項１に記載の共振器。
【請求項４】側壁と、第１および第２の端壁とによって画定された空洞と、前記空洞内に同軸状に配置され、第１端が前記第１の端壁に接続され、第２端は前記第２の端壁の手前で終端されている内部導体と、前記内部導体の前記第２端を前記側壁に結合する複数のコンデンサと、前記第２の端壁の中央部を前記内部導体に結合し、一端が、さらに、外部回路が結合することのできる結合ギャップを画定している誘導性導体と、を備えて成り、前記内部導体は、互いに平行に配向され端部が互いに接続された複数の導体によって画定されていることを特徴とする共振器。
【請求項５】前記側壁が、互いに平行に配向され端部が互いに接続された複数の導体によって画定されていることを特徴とする請求項４に記載の共振器。
【請求項６】相対する第１、第２端を有する筒状の第１の外部導体と、前記第１の外部導体内に同軸状に配置され、相対する第３、第4端を有するとともに前記第１の外部導体の直径より小さな直径を有する、前記第1の外部導体と同軸線を構成する柱状の第１の内部導体と、前記第1、第3端が接続される第１の導電性端部材と、前記第２、第４端間に放射状に配置された複数の容量性素子と、相対する第５、第６端を有する筒状の第２の外部導体と、前記第２の外部導体内に同軸状に配置され、相対する第７、第８端を有するとともに前記第２の外部導体の直径より小さな直径を有する、前記第２の外部導体と同軸線を構成する柱状の第２の内部導体と、前記第６、第８端が接続される第２の導電性端部材と、を有し、前記第２端および前記第５端は相互接続され、前記第１および第２の内部導体は直列に結合されて前記第１および第２の導電性端部材を結合し、前記直列結合は、回路を単一点結合となるよう接続することのできるギャップを有していることを特徴とする共振器。
【請求項７】前記ギャップが前記第４端および前記第７端間で画定されていることを特徴とする請求項６に記載の共振器。
【請求項８】前記第２の外部導体の直径は前記第１の外部導体の直径と異なり、前記第２端および前記第５端は導体を介して相互接続されることを特徴とする請求項６に記載の共振器。
【請求項９】側壁と、第１および第２の端壁とによって画定された空洞と、前記空洞内に同軸状に配置され、第１端は前記第１の端壁に接続され、第２端は前記第２の端部の手前で終端されている内部導体と、前記内部導体の前記第２端を前記側壁に結合する複数のコンデンサと、を有する共振器を用意するステップ、及び前記共振器と一緒に使用される回路の第１端子を前記共振器の前記内部導体の前記第２端に結合し、前記回路の第２端子を前記第２の端壁の中央部に直接接続するステップを備えて成る共振器を動作させるための方法。
【請求項１０】前記回路の第２端子を前記第２の壁の中央部に直接接続するのに代えて前記回路の前記第２端子を前記第２の端壁に第２の内部導体を介して結合するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の共振器を動作させるための方法。
【請求項１１】前記第２の内部導体がコイル状であることを特徴とする請求項１０に記載の共振器を動作させるための方法。
【請求項１】側壁と、第１および第２の端壁とによって画定された空洞と、前記空洞内に同軸状に配置され、第１端が前記第１の端壁に接続され、第２端は前記第２の端壁の手前で終端されている内部導体と、前記内部導体の前記第２端を前記側壁に結合する複数のコンデンサと、第１端が前記第２の端壁の中央部に直接接続され、第２端は前記内部導体に結合され、さらに、外部回路が結合することのできる結合ギャップを画定している誘導性導体と、を備えて成る共振器。
【請求項２】前記結合ギャップが、前記内部導体の前記第２端と、それに隣接する前記誘導性導体の端部との間で画定されていることを特徴とする請求項１に記載の共振器。
【請求項３】前記側壁が、互いに平行に配向され端部が互いに接続された複数の導体によって画定されていることを特徴とする請求項１に記載の共振器。
【請求項４】側壁と、第１および第２の端壁とによって画定された空洞と、前記空洞内に同軸状に配置され、第１端が前記第１の端壁に接続され、第２端は前記第２の端壁の手前で終端されている内部導体と、前記内部導体の前記第２端を前記側壁に結合する複数のコンデンサと、前記第２の端壁の中央部を前記内部導体に結合し、一端が、さらに、外部回路が結合することのできる結合ギャップを画定している誘導性導体と、を備えて成り、前記内部導体は、互いに平行に配向され端部が互いに接続された複数の導体によって画定されていることを特徴とする共振器。
【請求項５】前記側壁が、互いに平行に配向され端部が互いに接続された複数の導体によって画定されていることを特徴とする請求項４に記載の共振器。
【請求項６】相対する第１、第２端を有する筒状の第１の外部導体と、前記第１の外部導体内に同軸状に配置され、相対する第３、第4端を有するとともに前記第１の外部導体の直径より小さな直径を有する、前記第1の外部導体と同軸線を構成する柱状の第１の内部導体と、前記第1、第3端が接続される第１の導電性端部材と、前記第２、第４端間に放射状に配置された複数の容量性素子と、相対する第５、第６端を有する筒状の第２の外部導体と、前記第２の外部導体内に同軸状に配置され、相対する第７、第８端を有するとともに前記第２の外部導体の直径より小さな直径を有する、前記第２の外部導体と同軸線を構成する柱状の第２の内部導体と、前記第６、第８端が接続される第２の導電性端部材と、を有し、前記第２端および前記第５端は相互接続され、前記第１および第２の内部導体は直列に結合されて前記第１および第２の導電性端部材を結合し、前記直列結合は、回路を単一点結合となるよう接続することのできるギャップを有していることを特徴とする共振器。
【請求項７】前記ギャップが前記第４端および前記第７端間で画定されていることを特徴とする請求項６に記載の共振器。
【請求項８】前記第２の外部導体の直径は前記第１の外部導体の直径と異なり、前記第２端および前記第５端は導体を介して相互接続されることを特徴とする請求項６に記載の共振器。
【請求項９】側壁と、第１および第２の端壁とによって画定された空洞と、前記空洞内に同軸状に配置され、第１端は前記第１の端壁に接続され、第２端は前記第２の端部の手前で終端されている内部導体と、前記内部導体の前記第２端を前記側壁に結合する複数のコンデンサと、を有する共振器を用意するステップ、及び前記共振器と一緒に使用される回路の第１端子を前記共振器の前記内部導体の前記第２端に結合し、前記回路の第２端子を前記第２の端壁の中央部に直接接続するステップを備えて成る共振器を動作させるための方法。
【請求項１０】前記回路の第２端子を前記第２の壁の中央部に直接接続するのに代えて前記回路の前記第２端子を前記第２の端壁に第２の内部導体を介して結合するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の共振器を動作させるための方法。
【請求項１１】前記第２の内部導体がコイル状であることを特徴とする請求項１０に記載の共振器を動作させるための方法。
【図１】
【図４】
【図３ｂ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図３ａ】
【図８】
【図６】
【図５】
【図７】
【図４】
【図３ｂ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図３ａ】
【図８】
【図６】
【図５】
【図７】
【特許番号】特許第３１８３６７７号（Ｐ３１８３６７７）
【登録日】平成１３年４月２７日（２００１．４．２７）
【発行日】平成１３年７月９日（２００１．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平３−１９０６０６
【出願日】平成３年７月４日（１９９１．７．４）
【公開番号】特開平４−３４８６０２
【公開日】平成４年１２月３日（１９９２．１２．３）
【審査請求日】平成１０年７月３日（１９９８．７．３）
【出願人】（３９９１１７１２１）アジレント・テクノロジーズ・インク (710)
【氏名又は名称原語表記】ＡＧＩＬＥＮＴ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ， ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】３９５ Ｐａｇｅ Ｍｉｌｌ Ｒｏａｄ Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｕ．Ｓ．Ａ．
【参考文献】
【文献】特開 昭４９−６３３０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開 昭５２−９５３２８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開 昭４９−９１２４２（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特公 昭４４−３６１（ＪＰ，Ｂ１）
【登録日】平成１３年４月２７日（２００１．４．２７）
【発行日】平成１３年７月９日（２００１．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成３年７月４日（１９９１．７．４）
【公開番号】特開平４−３４８６０２
【公開日】平成４年１２月３日（１９９２．１２．３）
【審査請求日】平成１０年７月３日（１９９８．７．３）
【出願人】（３９９１１７１２１）アジレント・テクノロジーズ・インク (710)
【氏名又は名称原語表記】ＡＧＩＬＥＮＴ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ， ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】３９５ Ｐａｇｅ Ｍｉｌｌ Ｒｏａｄ Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｕ．Ｓ．Ａ．
【参考文献】
【文献】特開 昭４９−６３３０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開 昭５２−９５３２８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開 昭４９−９１２４２（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特公 昭４４−３６１（ＪＰ，Ｂ１）
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