DE60300040T2

DE60300040T2 - Dielektrischer Resonator mit einer planaren dielektrischen Übertragungsleitung und Filter und Oszillator mit einem solchen Resonator

Info

Publication number: DE60300040T2
Application number: DE60300040T
Authority: DE
Inventors: Kazutaka Nagaokakyo-shi Mukaiyama; Shigeyuki Nagaokakyo-shi Mikami; Hiroyasu Nagaokakyo-shi Matsuzaki; Tetsuya Kochi; Takahiro Nagaokakyo-shi Baba; Koichi Nagaokakyo-shi Sakamoto
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-04-17
Filing date: 2003-04-15
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2023-04-16
Also published as: KR100509508B1; DE60300040D1; EP1355373B1; CN1280980C; US20040021531A1; JP2003309405A; EP1355373A1; CN1452313A; KR20030082459A; US6943651B2; JP3786044B2

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein dielektrisches Resonatorbauelement, ein Hochfrequenzfilter und einen Hochfrequenzoszillator, die zur Verwendung bei hochfrequenten elektromagnetischen Wellen (Hochfrequenzsignalen) wie z.B. Mikrowellen und Millimeterwellen geeignet sind.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Allgemein ist ein dielektrisches Resonatorbauelement bekannt (z.B. ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 11-239021 usw.), bei dem auf der vorderen und rückwärtigen Oberfläche eines dielektrischen Substrats Elektrodenfilme vorgesehen sind und bei dem ein TE010-Mode-Resonator wird durch kreisförmige Öffnungen gebildet ist, die auf der vorderen und der rückwärtigen Oberfläche des dielektrischen Substrats einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei das dielektrische Substrat zwischen denselben vorgesehen ist, und bei dem die vordere Oberfläche des dielektrischen Substrats mit einer koplanaren Leitung versehen ist, die mit dem TE010-Mode-Resonator verbunden ist.
Bei diesem Beispiel der verwandten Technik erstreckt sich ein mittiger Streifenleiter der koplanaren Leitung, der zwischen geerdeten Leitern (den Elektrodenfilmen) vorgesehen ist, in die kreisförmigen Öffnungen des TE010-Mode-Resonators. Dieser verwendet den erweiterten bzw. verlängerten mittigen Leiter als Kopplungsleitung, wodurch die koplanare Leitung und der TE010-Mode-Resonator stark gekoppelt werden.
Ferner ist auch ein anderes dielektrisches Resonatorbauelement der verwandten Technik bekannt, bei dem ein Schlitzresonator mit einem geerdeten Leiter durch eine rechteckige Öffnung gebildet ist, die in einem Elektrodenfilm auf der vorderen Oberfläche eines dielektrischen Substrats und in einem als geerdeten Leiter verwendeten Elektrodenfilm der rückwärtigen Oberfläche gebildet ist, und bei dem eine Schlitzleitung, die aus einer Rille gebildet ist, in dem Elektrodenfilm auf der vorderen Oberfläche gebildet ist, und die Schlitzleitung mit einem rechteckigen Schlitzresonator verbunden ist.
Bei dem obigen dielektrischen Resonatorbauelement der verwandten Technik unterscheidet sich der Mode des Anregens und des Übertragens eines Hochfrequenzsignals zwischen dem T010-Mode-Resonator, dem Schlitzresonator und der koplanaren Leitung. Demgemäß entsteht, wenn zwischen dem TE010-Mode-Resonator oder dergleichen und der koplanaren Leitung eine starke Kopplung eingerichtet wird, insofern ein Problem, als sich die unbelastete Güte Q (Q₀) des Resonators verschlechtert, wodurch der Verlust erhöht wird.
Bei einem anderen dielektrischen Resonatorbauelement der verwandten Technik wird sowohl in dem Schlitzresonator als auch in der Schlitzleitung ein Hochfrequenzsignal angeregt und in dem TE-Mode übertragen. Somit kann eine durch eine Modendifferenz bewirkte Verschlechterung von Q₀ verhindert werden. Obwohl der Elektrodenfilm in dem Konturenabschnitt (in der Peripherie der rechteckigen Öffnung) des Schlitzresonators eine kurzgeschlossene Fläche bildet, ist ein Vorderende der Schlitzleitung direkt mit der kurzgeschlossenen Fläche verbunden. Somit kann die Intensität des elektrischen Feldes an dem Vorderende der Schlitzleitung nicht erhöht werden, so dass keine starke Kopplung zwischen dem Schlitzresonator und der Schlitzleitung erhalten werden kann.
In der EP 0 764 996 A1 ist ein dielektrischer Resonator offenbart, der in der Lage ist, eine Resonanzfrequenz anzupassen, das Auftreten eines Modensprungs zu verringern, wenn er an einen Oszillator angelegt ist, und der bei geringen Kosten hergestellt werden kann. Der dielektrische Resonator umfasst ein Paar von einander gegenüberliegenden oberen und unteren leitfähigen Platten; ein zwischen den leitfähigen Platten angeordnetes dielektrische Substrat; eine auf der Oberfläche des dielektrischen Substrats gebildete erste Elektrode, wobei die erste Elektrode eine erste Öffnung aufweist; eine auf einer anderen Oberfläche des dielektrischen Substrats gebildete zweite Elektrode, wobei die zweite Elektrode eine zweite Öffnung aufweist, die der ersten Öffnung entspricht, so dass der Resonator durch einen Abschnitt des dielektrischen Substrats, zwischen der ersten und der zweiten Öffnung angeordnet, und einen variablen Kondensator gebildet ist, der in einem Abschnitt des dielektrischen Substrats angeordnet ist, in dem in und um den Resonator ein angelegtes elektromagnetisches Feld beschränkt ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein dielektrisches Resonatorbauelement, ein Hochfrequenzfilter und einen Hochfrequenzoszillator bereitzustellen, bei denen eine starke Kopplung zwischen einem Resonator und einer Schlitzleitung oder dergleichen erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein dielektrisches Resonatorbauelement gemäß Anspruch 1, ein Hochfrequenzfilter gemäß Anspruch 14 und einen Hochfrequenzoszillator gemäß Anspruch 16 gelöst.
Um die obigen Probleme zu lösen, wird die vorliegende Erfindung auf ein dielektrisches Resonatorbauelement angewendet, das einen Resonator umfasst, der ein dielektrisches Substrat, einen auf einer vorderen Oberfläche zwischen den zwei Oberflächen des dielektrischen Substrats vorgesehenen Elektrodenfilm, eine in dem Elektrodenfilm gebildete Öff nung und eine Schlitzleitung umfasst, die einen mit der Öffnung des Resonators verbundenen Schlitz aufweist.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein dielektrisches Resonatorbauelement vorgesehen, das ein aus einem dielektrischen Material gebildetes dielektrisches Substrat, einen Elektrodenfilm, der durch einen auf zumindest einer Oberfläche zwischen den zwei Oberflächen des dielektrischen Substrats vorgesehenen Leiter gebildet wird, einen Resonator, der eine in dem Elektrodenfilm gebildete Öffnung umfasst, und eine Schlitzleitung, die einen in dem Elektrodenfilm gebildeten Schlitz aufweist, wobei der Schlitz mit der Öffnung verbunden ist, umfasst. Der Elektrodenfilm umfasst einen Anregungsabschnitt, der gebildet wird, indem sich zwei Abschnitte des Elektrodenfilms auf zwei Seiten des Schlitzes in die Öffnung erstrecken.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Anregungsabschnitt einen Schlitz in eine Öffnung eines Resonators erstrecken lassen, und der Anregungsabschnitt kann in einer Position in der Öffnung des Resonators angeordnet sein, in der die Intensität des elektrischen Feldes stark ist. Dementsprechend kann durch Eingeben eines Hochfrequenzsignals, das eine starke elektrische Feldintensität aufweist, beispielsweise in ein Vorderende (vorstehendes Ende) des Anregungsabschnitts der Resonator stark angeregt werden, so dass die Kopplung zwischen dem Resonator und der Schlitzleitung gestärkt werden kann. Da sowohl der Resonanzwellentyp des Resonators als auch der Übertragungsmode des Schlitzresonators auf den TE-Mode eingestellt sein kann, kann eine Verschlechterung der unbelasteten Güte Q des Resonators unterdrückt werden. Ferner kann die Bereitstellung des Anregungsabschnitts in der Öffnung des Resonators die Größe des gesamten Bauelements im Vergleich zu dem Fall eines Bereitstellens des Anregungssektors außerhalb des Resonators verringern.
Vorzugsweise ist die Länge des Anregungsabschnitts, der durch die Erweiterung gebildet wird, auf im Wesentlichen einen Wert zwischen λg/4 und (3 x λg) /4 eingestellt, wobei λg die Wellenlänge eines bei dem dielektrischen Substrat verwendeten Hochfrequenzsignals darstellt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Position in dem Resonator, in dem das elektrische Feld das Maximum ist, nahe bei einem Vorderende des Anregungsabschnitts gestaltet werden, das ein im Wesentlichen offenes Ende ist. Somit kann die Kopplung zwischen dem Resonator und der Schlitzleitung weiter gestärkt werden.
Auf dem dielektrischen Substrat kann eine Übertragungsleitung zum Übertragen eines Hochfrequenzsignals vorgesehen sein, wobei die Schlitzleitung eine T-Zweigleitung bilden kann, die von der Übertragungsleitung in einer T-Form abzweigt, und der Anregungsabschnitt kann an einem Vorderende der T-Zweigleitung angeordnet sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Hochfrequenzsignalen, die durch die Übertragungsleitung übertragen werden, ein der Resonanzfrequenz entsprechendes Signal durch den Resonator reflektiert. Somit kann ein bandreflektierendes Filter gebildet werden.
Die Länge der T-Zweigleitung kann auf im Wesentlichen einen Wert von λg/4 eingestellt werden, wobei λg die Wellenlänge des bei dem dielektrischen Substrat verwendeten Hochfrequenzsignals darstellt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Vorderende des Anregungsabschnitts, das durch eine Verlängerung bzw. Erweiterung bzw. Erstreckung an einem Vorderende der T-Zweigleitung gebildet ist, als praktisch offenes Ende verwendet werden. Somit kann das Vorderende des Anregungsabschnitts in einer Position angeordnet sein, in der das elektrische Feld in dem Resonator stark ist, so dass die Kopplung zwischen dem Resonator und der Schlitzleitung weiter gestärkt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Hochfrequenzfilter vorgesehen, bei dem das dielektrische Resonatorbauelement als zumindest entweder eine Eingangseinheit oder eine Ausgangseinheit verwendet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Kopplung zwischen dem Resonator und der Schlitzleitung in dem dielektrischen Resonatorbauelement gestärkt werden, so dass der Frequenzbereich des das dielektrische Resonatorbauelement verwendenden Hochfrequenzfilters erweitert werden kann.
Vorzugsweise wird die Funktion einer Leitungsumwandlung dadurch eingerichtet, dass eine Schlitzleitung mit der Ausgangseinheit verbunden wird, was sich von einer Verbindung einer Schlitzleitung mit dem Eingang unterscheidet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Funktion einer Leitungsumwandlung in das Hochfrequenzfilter eingebaut sein, wodurch das Hochfrequenzfilter sehr funktionell wird. Im Vergleich zu dem Fall, bei dem ein Leitungsumwandler separat von dem Hochfrequenzfilter bereitgestellt wird, kann auf den Leitungsumwandler verzichtet werden, wodurch die Größe des gesamten Bauelements verringert wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Hochfrequenzoszillator vorgesehen, bei dem das dielektrische Resonatorbauelement verwendet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Kopplung zwischen dem Resonator und der Schlitzleitung in dem dielektrischen Resonatorbauelement gestärkt werden, wodurch eine Verringerung des Phasenrauschens in dem Hochfrequenzfilter unter Verwendung des dielektrischen Resonatorbauelements, eine Zunahme der Frequenzmodulationsbreite und eine Zunahme der Oszillationsausgabe ermöglicht werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein dielektrisches Resonatorbauelement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Draufsicht, die das dielektrische Resonatorbauelement gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
3 ist eine Schnittansicht, die eine PDTL aus der Sicht der Richtung der in 2 gezeigten Pfeile III–III zeigt;
4 ist eine Veranschaulichung eines Zustandes, in dem ein TE010-Mode-Resonator angeregt wird;
5 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen der Länge durch Verlängerung eines Anregungsabschnitts und dem externen Q (Qe) des TE010-Mode-Resonators zeigt;
6 ist eine Draufsicht, die ein dielektrisches Resonatorbauelement gemäß einer ersten Modifizierung der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 ist eine Draufsicht, die ein dielektrisches Resonatorbauelement gemäß einer zweiten Modifizierung der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 ist eine Draufsicht, die ein dielektrisches Resonatorbauelement gemäß einer dritten Modifizierung der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ist eine Draufsicht, die ein dielektrisches Resonatorbauelement gemäß einer vierten Modifizierung der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 ist eine Draufsicht, die ein dielektrisches Resonatorbauelement gemäß einer fünften Modifizierung der vorliegenden Erfindung zeigt;
11 ist eine Draufsicht, die ein dielektrisches Resonatorbauelement gemäß einer sechsten Modifizierung der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 ist eine perspektivische Ansicht, die ein dielektrisches Resonatorbauelement gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
13 ist eine Draufsicht, die das dielektrische Resonatorbauelement gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
14 ist eine Schnittansicht, die eine Schlitzleitung mit einem geerdeten Leiter zeigt, die aus der Richtung der Pfeile XIV–XIV in 13 betrachtet wird;
15 ist eine perspektivische Ansicht, die ein dielektrisches Resonatorbauelement gemäß einem Vergleichsbeispiel zeigt;
16 ist eine perspektivische Ansicht, die ein dielektrisches Resonatorbauelement gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
17 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Hochfrequenzfilter gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
18 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Hochfrequenzfilter gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und
19 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Hochfrequenzfilter gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen werden ein dielektrisches Resonatorbauelement, ein Hochfrequenzfilter und ein Hochfrequenzoszillator gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
1 bis 3 zeigen ein dielektrisches Resonatorbauelement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei 1 bis 3 weist ein dielektrisches Substrat 1 eine im Wesentlichen viereckige planare Gestalt auf. Das dielektrische Material für das dielektrische Substrat 1 ist ein Harzmaterial, ein keramisches Material oder ein Verbundmaterial, das durch Mischen des Harzmaterials und des keramischen Materials und durch Brennen des Gemischs gebildet wird. Das dielektrische Substrat 1 weist beispielsweise eine auf 0, 6 mm eingestellte Dicke t (t = 0, 6 mm) und eine auf etwa 24 eingestellte relative Dielektrizitätskonstante er auf (er = 24) auf .
Das dielektrische Substrat 1 weist Elektrodenfilme 2 und 3 auf, die auf der vorderen Oberfläche 1A bzw. der rückwärtigen Oberfläche 1B desselben gebildet sind. Die Elektrodenfilme 2 und 3 werden gebildet, indem beispielsweise eine Lithografietechnologie oder dergleichen verwendet wird, um beide Oberflächen mit leitfähigen Metalldünnfilmen aus Gold, Silber, Kupfer usw. feinzustrukturieren.
Ein kreisförmiger TE010-Mode-Resonator 4 in der Mitte des dielektrischen Substrats 1 ist durch kreisförmige Öffnungen 4A und 4B gebildet, die auf den Elektrodenfilmen 2 bzw. 3 gebildet sind. Die kreisförmigen Öffnungen 4A und 4B liegen einander gegenüber, wobei das dielektrische Substrat 1 zwischen denselben vorgesehen ist. Bei dem TE010-Mode-Resonator 4 ist seine Resonanzfrequenz f0 auf z.B. 300 GHz eingestellt (f0 = 300 GHz), und sein Durchmesser ϕ ist auf beispielsweise etwa 3,5 mm eingestellt (ϕ= 3,5 mm), was ein Wert ist, der etwa gleich einer Wellenlänge λg ist, wobei λg die Wellenlänge eines Hochfrequenzsignals, die der Resonanzfrequenz f0 in dem dielektrischen Substrat 1 entspricht, darstellt.
Eine Planare dielektrische Übertragungsleitung 5 (hiernach als „PDTL 5" bezeichnet) ist eine Schlitzleitung, die sich linear von einem peripheren Rand des dielektrischen Substrats 1 zu dem TE010-Mode-Resonator 4 erstreckt. Die PDTL 5 führt entlang der Richtung einer Normalen zu dem TE010-Mode-Resonator 4, was kreisförmig ist. Die PDTL 5 wird durch Rillenschlitze 5A und 5B gebildet, die in den Elektrodenfilmen 2 bzw. 3 gebildet sind. Die Schlitze 5A und 5B sind einander gegenüberliegend positioniert, wobei das dielektrische Substrat 1 zwischen denselben vorgesehen ist. Die PDTL 5 weist beispielsweise eine Breite W1 auf, die auf etwa 0,1 mm eingestellt ist (W1 = 0,1 mm).
Ein Anregungsabschnitt 6 ist in den Öffnungen 4A und 4B des TE010-Mode-Resonators 4 vorgesehen. Der Anregungsabschnitt 6 ist auf einer Leitung positioniert, die sich von der PDTL 5 erstreckt und zur Mitte des TE010-Mode-Resonators 4 führt. Der Anregungsabschnitt 6 ist auf der vorderen Oberfläche 1A des dielektrischen Substrats 1 vorgesehen und steht in die Öffnung 4A vor. Der Anregungsabschnitt 6 wird durch zwei schlanke Anregungsleitungen 6A, die sich parallel erstrecken, und zwei schlanke Anregungsleitungen 6B gebildet, die den zwei Anregungsleitungen 6A gegenüberliegend positioniert sind, so dass das dielektrische Substrat 1 zwischen denselben vorgesehen ist. Der Anregungsabschnitt 6 ermöglicht der PDTL 5, in den TE010-Mode-Resonator 4 zu führen.
Die Anregungsleitungen 6A werden dadurch gebildet, dass sich Abschnitte des Elektrodenfilms 2, die auf zwei Seiten des Schlitzes 5A positioniert sind, in die Öffnung 4A erstrecken. Ein Dünnfilm aus leitfähigem Metall, der identisch mit dem Elektrodenfilm 2 ist, wird verwendet, um die Anregungsleitungen 6A mit dem Elektrodenfilm 2 zu integrieren. Desgleichen sind auch die Anregungsleitungen 6B derart gebildet, dass Abschnitte des Elektrodenfilms 3, die auf zwei Seiten des Schlitzes 5B positioniert sind, in die Öffnung 4B gezogen werden.
Für die Wellenlänge λg des Hochfrequenzsignals, die der Resonanzfrequenz f0 in dem dielektrischen Substrat 1 entspricht, wird die Länge L durch eine Verlängerung des Anregungsabschnitts 6, der von den Peripherien 4C und 4D der Öffnungen 4A und 4B, die die Kontur des TE010-Mode-Resonators 4 bilden, vorsteht, beispielsweise auf einen Wert (λg/4 ≤ L ≤ (3 x λg)/4) zwischen λg/4 und (3 x λg)/4 eingestellt. Die Anregungsleitungen 6A und 6B des Anregungsabschnitts 6 sind jeweils so eingestellt, dass sie eine Breite W2 von 0,1 mm aufweisen (W2 = 0,1 mm).
Das dielektrische Resonatorbauelement gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die oben beschriebene Struktur auf, und seine Funktionsweise wird nachstehend unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben.
Durch Eingeben, in die PDTL 5, von elektromagnetischen Wellen (eines Hochfrequenzsignals), die beispielsweise eine hohe Frequenz von etwa 300 GHz aufweisen, wird in der Breitenrichtung jedes der Schlitze 5A und 5B ein elektrisches Feld E erzeugt, und in der Breitenrichtung jedes der Schlitze 5A und 5B und in der Dickenrichtung des dielektrischen Substrats 1 wird ein Magnetfeld H erzeugt. Das Hoch frequenzsignal wird in Form von transversalelektrischen Wellen (TE-Wellen), die wiederholt durch die gesamte vordere Oberfläche 1A und die rückwärtige Oberfläche 1B des dielektrischen Substrats 1 reflektiert werden, an den TE010-Mode-Resonator 4 übertragen. Das Hochfrequenzsignal wird ferner von dem Vorderende des Anregungsabschnitts 6, das eine Fortführung der PDTL 5 ist, in die Öffnungen 4A und 4B des TE010-Mode-Resonators 4 emittiert. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt das Hochfrequenzsignal in dem TE010-Mode-Resonator 4 ein elektrisches Ringfeld E und ein torusförmiges Magnetfeld H, das das elektrische Ringfeld E umgibt, da die Umfangsoberfläche zwischen den Peripherien 4C und 4D kurzgeschlossen ist. Der TE010-Mode-Resonator 4 schwingt in einem Resonanzwellentyp gemäß dem TE010-Mode (siehe 4).
Demgemäß ist die PDTL 5, durch die ein Hochfrequenzsignal in einem Mode übertragen wird, der identisch mit dem Resonanzwellentyp des TE010-Mode-Resonators 4 ist, bei diesem Ausführungsbeispiel mit dem TE010-Mode-Resonator 4 verbunden. Im Vergleich mit einem Fall, bei dem eine koplanare Übertragungsleitung wie in der verwandten Technik verbunden ist, kann die vorliegende Erfindung somit eine Verschlechterung bei einer unbelasteten Güte Q (Q₀) verhindern, wodurch der Verlust unterdrückt wird.
In einem Fall, bei dem der Anregungsabschnitt 6 nicht wie bei einem anderen Beispiel der verwandten Technik vorgesehen ist, berührt ferner ein Ende (offenes Ende) der PDTL 5 die Peripherien 4C und 4D, die die kurzgeschlossene Oberfläche bilden. Somit kann die elektrische Feldintensität des Endes der PDTL 5, die ein Anregungsbauglied ist, nicht verstärkt werden. Umgekehrt ist das Vorderende des Anregungsabschnitts 6 bei diesem Ausführungsbeispiel von den Peripherien 4C und 4D entfernt. Somit kann der TE010-Mode-Resonator 4 angeregt werden, wobei die elektrische Feldintensität des Vorderendes des Anregungsabschnitts 6 verstärkt wird. Dies kann die Kopplung zwischen dem TE010-Mode-Resonator 4 und der PDTL verstärken.
Insbesondere weisen bei dem TE010-Mode-Resonator 4 die Mitten der Öffnungen 4A und 4B und ein Ringabschnitt, der in der Mitte der Peripherien 4C und 4D positioniert ist, verstärkte elektrische Feldintensitäten auf. Ferner sind die zwei Anregungsleitungen 6A bei dem Anregungsabschnitt 6 voneinander isoliert, und die zwei Anregungsleitungen 6B sind voneinander isoliert, so dass das vordere Ende des Anregungsabschnitts 6 ein praktisch offenes Ende ist, das eine große elektrische Feldintensität aufweist. Der Anregungsabschnitt 6 steht von den Peripherien 4C und 4D zu einer Position vor, in der der TE010-Mode-Resonator 4 ein starkes elektrisches Feld aufweist. Somit kann das praktisch offene Ende des Anregungsabschnitts 6 in einer Position angeordnet sein, in der der TE010-Mode-Resonator 4 ein starkes elektrisches Feld aufweist. Somit weist der TE010-Mode-Resonator 4 eine verstärkte elektrische Feldintensität auf.
Die in 5 gezeigten Analyseergebnisse können erhalten werden, indem eine elektromagnetische Simulation durchgeführt wird, indem beispielsweise die relative Dielektrizitätskonstante er des dielektrischen Substrats 1 auf 24 eingestellt wird, die Dicke t des dielektrischen Substrats 1 auf 0,6 mm eingestellt wird, der Durchmesser ϕ des TE010-Mode-Resonators 4 auf 3,5 mm eingestellt wird, die Breite W1 der PDTL 5 auf 0,1 mm eingestellt wird und jede Breite W2 der Anregungsleitungen 6A und 6B des Anregungsabschnitts 6 auf 0,1 mm eingestellt wird.
5 zeigt eine Beziehung zwischen der Länge L des Anregungsabschnitts 6 und dem äußeren Q (Qe) des TE010-Mode-Resonators 4. In 5 gibt die Position von L = 0 einen Zustand an (Zustand, bei dem der Anregungsabschnitt 6 nicht vorgesehen ist), der ähnlich dem des Beispiels der verwandten Technik ist. Qe ist in diesem Zustand etwa 300. Umgekehrt kann Qe auf etwa 70 verstärkt werden, indem man dem Anregungsabschnitt 6 ermöglicht, in den TE010-Mode-Resonator 4 vorzustehen.
Insbesondere weist der Bereich (λg/4 ≤ L ≤ (3 x λg)/4), bei dem die Länge L des Anregungsabschnitts 6 zwischen λg/4 und (3 x λg)/4 liegt, wobei dies ein Bereich ist, bei dem eine Position, in der das elektrische Feld des TE010-Mode-Resonators 4 das Maximum ist, nahe bei dem praktisch offenen Ende (Vorderende) des Anregungsabschnitts 6 ist, ein kleineres Qe auf als das in einem anderen Bereich. Dadurch kann, wie bei diesem Ausführungsbeispiel, die Kopplung zwischen dem TE010-Mode-Resonator 4 und der PDTL 5 weiter gestärkt werden, indem die Länge L des Anregungsabschnitts 6 zwischen λg/4 und (3 x λg)/4 eingestellt wird.
Da der Anregungsabschnitt 6 in dem TE010-Mode-Resonator 4 gebildet ist, vergrößert die Bildung des Anregungsabschnitts 6 außerdem nicht das gesamte Bauelement. Da derselbe Elektrodenfilmprozess verwendet wird, um den TE010-Mode-Resonator 4, die PDTL 5 und den Anregungsabschnitt 6 zu bilden, kann überdies ein dielektrisches Resonatorbauelement bereitgestellt werden, das geringe Unterschiede bezüglich der Charakteristika aufweist.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird der TE010-Mode-Resonator 4 als Resonator verwendet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Bei der vorliegenden Erfindung kann als Resonator ein kreisförmiger Resonator verwendet werden, bei dem ein Elektrodenfilm 2, bei dem eine kreisförmige Öffnung auf der vorderen Oberfläche des dielektrischen Substrats 1 gebildet ist und der Elektrodenfilm 3 auf der rückwärtigen Oberfläche 1B weggelassen ist. Ferner kann ein kreisförmiger Resonator verwendet werden, bei dem ein Elektrodenfilm 2, bei dem eine kreisförmige Öffnung auf der vorderen Oberfläche des dielektrischen Substrats 1 gebildet ist und ein geerdeter Elektrodenfilm 2 auf der gesamten rückwärtigen Oberfläche 1B gebildet ist.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Anregungsleitungen 6A und 6B des Anregungsabschnitts 6 linear. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann verschiedene Formen verwenden, wie in den in 6 bis 11 gezeigten Modifikationen 1 bis 6 gezeigt ist.
Beispielsweise können wie bei der ersten Modifizierung der 6 Biegeabschnitte 11B, die sich in voneinander entfernten Richtungen erstrecken, an den Enden zweier Anregungsleitungen 11A (wobei nur die vordere Oberfläche 1A gezeigt ist), die einen Anregungsabschnitt 11 bilden, gebildet sein. In diesem Fall ermöglichen die Biegeabschnitte 11B des Biegeabschnitts 11 die Erzeugung eines elektrischen Ringfeldes, da die Enden des Anregungsabschnitts 11 verlängert gebildet sind.
Wie bei der zweiten Modifizierung in 7 können Verwerfungsabschnitte 12B, die sich entlang einer Peripherie 4C des TE010-Mode-Resonators 4 erstrecken und die sich in voneinander entfernten Richtungen biegen, an den Enden zweier Anregungsleitungen 12A (wobei nur die vordere Oberfläche 1A gezeigt ist), die einen Anregungsabschnitt 12 bilden, gebildet sein. Da die Enden der Anregungsleitungen 12 in diesem Fall entlang einer Peripherie 4C verworfen sind, wird eine Erzeugung eines Magnetfelds, das die Verwerfungsabschnitte 12B umgibt, und die Erzeugung eines torusförmigen Magnetfelds in dem TE010-Mode-Resonator 4 ermöglicht.
Wie bei der dritten Modifikation in 8 kann die Breite jeder der Anregungsleitungen (wobei lediglich die vordere Oberfläche 1A gezeigt ist) 13A eines Anregungsabschnitts 13 auf unterschiedliche Werte zwischen dem Basisende und dem Vorderende eingestellt werden (z.B. einen größeren Wert als die Breite des Endes). Ferner kann bei der vierten Modifikation in 9 die Entfernung zwischen zwei Anregungsleitungen 14A (wobei lediglich die vordere Oberfläche 1A gezeigt ist), die einen Anregungsabschnitt 14 bilden, auf un terschiedliche Werte zwischen der Basis und dem Ende eingestellt werden (z.B. einen größeren Wert als die Entfernung zwischen den Enden).
In diesen Fällen ändern sich die Impedanzen der Anregungsabschnitte 13 und 14 gemäß der Breite der Anregungsleitung 13A und der Entfernung zwischen den Anregungsleitungen 14A. Somit kann das externe Q (Qe) des TE010-Mode-Resonators 4 angepasst werden.
Wie bei der fünften Modifikation in 10 können Fasen 15B, die kontinuierliche gerundete Abschnitte sind, gebildet werden, indem spitzwinklige Abschnitte an den Basen und Enden in den Anregungsleitungen 15A (wobei nur die vordere Oberfläche 1A gezeigt ist), die einen Anregungsabschnitt 15 bilden, verarbeitet werden.
In diesem Fall wird ein Strom ohne weiteres auf die spitzwinkligen Abschnitte konzentriert, so dass die unbelastete Güte Q (Q₀) des TE010-Mode-Resonators 4 dazu tendiert, abzunehmen. Die Fasen 15B können die Konzentration des Stroms entspannen, so dass eine Verschlechterung von Q₀ unterdrückt werden kann.
Obwohl das erste Ausführungsbeispiel die Enden des Anregungsabschnitts 6 als offene Enden bildet, können die Enden eines Anregungsabschnitts 16 wie bei der sechsten Modifikation in 11 als kurzgeschlossenes Ende 16B gebildet sein, indem die Enden zweier Anregungsleitungen 16A (wobei nur die vordere Oberfläche 1A gezeigt ist), die den Anregungsabschnitt 16 bilden, verbunden werden.
In diesem Fall kann die Kopplung mit dem TE010-Mode-Resonator 4 gestärkt werden, indem das kurzgeschlossene Ende 16B in einen praktisch kurzgeschlossenen Punkt (dem zentralen Punkt) des TE010-Mode-Resonators 4 angeordnet wird.
12 bis 14 zeigen ein dielektrisches Resonatorbauelement gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das zweite Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass ein planarer Dielektrische-Leitung-Resonator als Resonator verwendet wird und eine Schlitzleitung mit einem geerdeten Leiter als Schlitzleitung verwendet wird. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind Komponenten, die mit denen in dem ersten Ausführungsbeispiel identisch sind, durch identische Bezugszeichen bezeichnet, und auf Beschreibungen derselben wurde verzichtet.
Ein Viereck-PDTL-Resonator 21 ist in der Mitte eines dielektrischen Substrats 1 vorgesehen. Der PDTL-Resonator 21 umfasst Vierecksöffnungen 21A und 21B, die auf den Elektrodenfilmen 2 bzw. 3 gebildet sind. Die Öffnungen 21A und 21B liegen einander gegenüber, wobei ein dielektrisches Substrat 1 zwischen denselben vorgesehen ist. Bei dem PDTL-Resonator 21 wird, wenn die der Resonanzfrequenz f0 in dem dielektrischen Substrat 1 entsprechende Wellenlänge eines Hochfrequenzsignals durch λg dargestellt wird, eine Länge L0 in der Übertragungsrichtung des Hochfrequenzsignals auf etwa die Hälfte (L0 = λg/2) der Wellenlänge λg eingestellt.
Eine Schlitzleitung 22 mit einem geerdeten Leiter ist eine Schlitzleitung und führt linear von einem peripheren Rand zu dem PDTL-Resonator 21. Die Schlitzleitung 22 mit dem geerdeten Leiter führt fast senkrecht zu einer Seite des Viereck-PDTL-Resonators 21. Die Schlitzleitung 22 ist durch einen Rillenschlitz 22A, der in dem Elektrodenfilm 2 gebildet ist, gebildet.
Ein Anregungsabschnitt 23 ist in der Öffnung 21A des PDTL-Resonators 21 positioniert. Der Anregungsabschnitt 23 führt zur Mitte des PDTL-Resonators 21, die auf einer sich von der Schlitzleitung 22 erstreckenden Linie liegt. Der Anregungsabschnitt 23 ist auf der vorderen Oberfläche 1A des dielektrischen Substrats 1 positioniert und steht von der Peripherie 21C der Öffnung 21A vor, die die Kontur des PDTL-Resonators 21 bildet. Der Anregungsabschnitt 23 besteht aus zwei schlanken Anregungsleitungen 23A, die sich parallel erstrecken.
Die Anregungsleitungen 23A sind in einer Form gebildet, die dadurch mit dem Elektrodenfilm 2 integriert wird, indem in die Öffnung 21A zwei Abschnitte des Elektrodenfilms 2 gezogen werden, die auf zwei Seiten des Schlitzes 22A positioniert sind, so dass sich die Schlitzleitung 22 in den PDTL-Resonator 21 erstreckt.
Das dielektrische Resonatorbauelement gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist die oben beschriebene Struktur auf. Ein TE-Mode-Hochfrequenzsignal, das durch die Schlitzleitung 22 übertragen wird, wird von dem Ende des Anregungsabschnitts 23 in den PDTL-Resonator 21 emittiert. Dadurch entsteht in dem PDTL-Resonator. 21 ein elektrisches Feld E, das fast parallel zu der Breitenrichtung des Schlitzes 22A ist, und ein Magnetfeld H, das das elektrische Feld E umgibt. Das Hochfrequenzsignal schwingt, wobei es den TE-Mode bildet.
Demgemäß können auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Funktionsweise und Vorteile erhalten werden, die denen des ersten Ausführungsbeispiels ähneln.
In dem Fall des PDTL-Resonators 21 kann wie bei dem in 15 gezeigten Vergleichsbeispiel zwischen dem PDTL-Resonator 21 und der Schlitzleitung 22 der Kopplungsgrad zwischen dem PDTL-Resonator 21 und der Schlitzleitung 22 ebenfalls erhöht werden, indem ein Anregungsschlitzabschnitt 24 vorgesehen ist, der eine größere Breite als der Schlitz 22A aufweist.
In diesem Fall wird der Anregungsschlitzabschnitt 24 aus dem PDTL-Resonator 21 gebildet. Somit wird ein Bereich zum Bilden des Anregungsschlitzabschnitts 24 zusätzlich zu dem PDTL-Resonator 21 benötigt, was insofern ein Problem darstellt, als das gesamte Bauelement vergrößert wird.
Im Gegensatz dazu ist der Anregungsabschnitt 23 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel in dem PDTL-Resonator 21 gebildet. Somit ist kein Bereich zum Bilden des Anregungsabschnitts 23 getrennt von dem PDTL-Resonator 21 erforderlich, wodurch die Größe des gesamten Bauelements im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel verringert ist.
Das zweite Ausführungsbeispiel verwendet den PDTL-Resonator 21 als Resonator. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Bei der vorliegenden Erfindung kann als Resonator ein Schlitzleitungsresonator verwendet werden, bei dem ein Elektrodenfilm 2, der eine rechteckige Öffnung aufweist, auf der vorderen Oberfläche 1A des dielektrischen Substrats 1 gebildet ist und bei dem der Elektrodenfilm 3 auf der rückwärtigen Oberfläche 1B weggelassen wurde. Ferner kann die vorliegende Erfindung einen Schlitzleitungsresonator mit einem geerdeten Leiter verwenden, bei dem ein Elektrodenfilm 2, der eine rechteckige Öffnung aufweist, auf der vorderen Oberfläche 1A des dielektrischen Substrats 1 gebildet ist und bei dem ein geerdeter Elektrodenfilm 2 auf der gesamten rückwärtigen Oberfläche 1B vorgesehen ist.
Das erste Ausführungsbeispiel verwendet als Schlitzleitung die PDTL 5, bei der die Schlitze 5A bzw. 5B auf den Oberflächen des dielektrischen Substrats 1 gebildet sind, und das zweite Ausführungsbeispiel verwendet als Schlitzleitung die Schlitzleitung 22, bei der der Schlitz 22A lediglich auf der vorderen Oberfläche 1A des dielektrischen Substrats 1 gebildet ist und der geerdete Elektrodenfilm 3 auf der rückwärtigen Oberfläche 1B vorgesehen ist.
Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann eine Schlitzleitung verwenden, bei der ein Schlitz le diglich auf der vorderen Oberfläche 1A des dielektrischen Substrats 1 gebildet ist und der Elektrodenfilm 3 auf der rückwärtigen Oberfläche 1B weggelassen wurde.
Als Nächstes zeigt 16 ein dielektrisches Resonatorbauelement gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das dritte Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Stichleitung, die von einer Übertragungsleitung abzweigt, mit einem Resonator verbunden ist, und ein Anregungsabschnitt am Ende der Stichleitung angeordnet ist. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind Komponenten, die mit denen des ersten Ausführungsbeispiels identisch sind, durch identische Bezugszeichen bezeichnet, und auf Beschreibungen derselben wird verzichtet.
Ein kreisförmiger Resonator 31 ist in der Mitte des dielektrischen Substrats 1 vorgesehen. Der kreisförmige Resonator 31 wird durch eine kreisförmige Öffnung 31A gebildet, die in einem Elektrodenfilm 2 gebildet ist. Bei dem kreisförmigen Resonator 31 wird der Durchmesser auf einen Wert eingestellt, der ungefähr gleich der Wellenlänge λg ist, wenn die Wellenlänge eines Hochfrequenzsignals, die der Resonanzfrequenz f0 in dem dielektrischen Substrat 1 entspricht, durch λg dargestellt wird. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist auf der rückwärtigen Oberfläche 1B des dielektrischen Substrats 1 kein Elektrodenfilm gebildet.
Eine Schlitzleitung 32 (ein weiterer Typ einer Schlitzleitung) ist eine Übertragungsleitung, die in einer Entfernung von dem kreisförmigen Resonator 31 vorgesehen ist. Die Schlitzleitung 32 wird durch einen in einem Elektrodenfilm 2 gebildeten Rillenschlitz 32A gebildet. Der Schlitz 32A verläuft parallel zu einer Tangente zu dem Schlitz 32A.
Eine Stichleitung 33 ist eine T-Zweigleitung, die in einer T-Form von der Schlitzleitung 32 abzweigt. Die Stichleitung 33 verläuft linear von einer Position auf der Schlitzleitung 32 zu dem kreisförmigen Resonator 31 und wird entlang der Richtung einer Normalen zu dem kreisförmigen Resonator 31 gebildet. Die Stichleitung 33 ist durch einen in dem Elektrodenfilm 2 gebildeten Rillenschlitz 33A gebildet. Die Länge L1 des Schlitzes 33A, die die Entfernung zwischen der Stichleitung 32 und der Peripherie 31B des kreisförmigen Resonators 31 bildet, wird auf einen Wert von ungefähr λg/4(L1 = λg/4) eingestellt, wobei die Wellenlänge eines Hochfrequenzsignals durch λg dargestellt wird. Die Länge L1 des Schlitzes 33A kann auf einen Wert von ungefähr (2n + 1) x λg/4 (wobei n eine Ganzzahl darstellt) eingestellt werden, ohne auf den Wert von etwa λg/4(Ll = λg/4) beschränkt zu sein.
Ein Anregungsabschnitt 34 ist in der Öffnung 31A des kreisförmigen Resonators 31 vorgesehen. der Anregungsabschnitt 34 führt zur Mitte des kreisförmigen Resonators 31, die auf einer sich von der Stichleitung 33 erstreckenden Linie liegt. Der Anregungsabschnitt 34 wird dadurch gebildet, dass zwei Abschnitte des Elektrodenfilms 2, die sich auf zwei Seiten der Stichleitung 33 befinden, in die Öffnung 31A gezogen werden. Der Anregungsabschnitt 34 ist auf der vorderen Oberfläche 1A des dielektrischen Substrats 1 vorgesehen und steht in die Öffnung 31A vor. Der Anregungsabschnitt 34 ist durch zwei schlanke Anregungsleitungen 34A gebildet, die sich parallel erstrecken. Die Erstreckungslänge des Anregungsabschnitts 34 ist beispielsweise auf einen Wert zwischen λg/4 und (3 x λg)/4 eingestellt.
Demgemäß können auch bei dem dritten Ausführungsbeispiel eine Funktionsweise und Vorteile erhalten werden, die denen des ersten Ausführungsbeispiels ähneln. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist der Anregungsabschnitt 34 an dem Ende der Stichleitung 33 vorgesehen, das sich in einer T-Form von der Schlitzleitung 32 abzweigt, und der kreisförmige Resonator 31 und die Stichleitung 33 sind miteinander verbunden. Somit wird zwischen Hochfrequenzsignalen, die durch die Schlitzleitung 32 übertragen werden, ein Signal, das der Resonanzfrequenz f0 entspricht, durch den kreisför migen Resonator 31 reflektiert. Somit bildet das gesamte Bauelement ein bandreflektierendes Filter.
Ferner ist die Länge L1 der Stichleitung 33 auf etwa einen Wert von λg/4 eingestellt. Somit kann ein Basisabschnitt der Stichleitung 33, der in einer T-Form abzweigt, als offenes Ende verwendet werden, und ein Ende der Stichleitung 33 kann als praktisch kurzgeschlossenes Ende verwendet werden. Ferner kann ein an dem Ende der Stichleitung 33 vorgesehenes Ende des Anregungsabschnitts 34 als praktisch offenes Ende verwendet werden. Dementsprechend kann das Ende (offenes Ende) des Anregungsabschnitts 34, das eine starke elektrische Feldintensität aufweist, in der Öffnung 31A in einer Position angeordnet sein, die ein starkes elektrisches Feld aufweist, wodurch die Kopplung zwischen dem kreisförmigen Resonator 31 und der Stichleitung 33 weiter gestärkt wird.
Zusätzlich können der kreisförmige Resonator 31, die Schlitzleitung 32, die Stichleitung 33 und der Anregungsabschnitt 34 zusammen in einem Filmbildungsprozess zum Bilden des Elektrodenfilms 2 gebildet sein. Somit kann ein dielektrisches Resonatorbauelement vorgesehen werden, das kleine Unterschiede in Bezug auf die Charakteristika aufweist.
Als Nächstes zeigt 17 ein Hochfrequenzfilter 41 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das vierte Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hochfrequenzfilter 41 durch eine Mehrzahl von Schlitzleitungsresonatoren gebildet ist und dass jeweils ein Schlitzleitungsresonator als Eingangseinheit und ein Schlitzleitungsresonator als Ausgangseinheit am Ende einer Schlitzleitung einen Anregungsabschnitt umfasst. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel sind Komponenten, die mit denen des ersten Ausführungsbeispiels identisch sind, mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf Beschreibungen derselben wurde verzichtet.
Das Hochfrequenzfilter 41 wird durch vier Schlitzleitungsresonatoren 42 bis 45 usw. gebildet, die später beschrieben werden.
Die Schlitzleitungsresonatoren 42 bis 45 sind linear auf einer vorderen Oberfläche 1A des dielektrischen Substrats 1 angeordnet. Die Schlitzleitungsresonatoren 42 bis 45 sind durch viereckige Öffnungen 42A bis 45A gebildet, die auf einem Elektrodenfilm 2 gebildet sind. Von den Schlitzleitungsresonatoren 42 bis 45 bilden die Schlitzleitungsresonatoren 42 und 45 an zwei Enden eine Eingangseinheit 41A und eine Ausgangseinheit 41B. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist auf einer rückwärtigen Oberfläche 1B des dielektrischen Substrats 1 kein Elektrodenfilm gebildet.
Die Schlitzleitungen 46 und 47 sind mit dem Eingangsschlitzleitungsresonator 42 bzw. dem Ausgangsschlitzleitungsresonator 45 verbunden. Die Schlitzleitungsresonatoren 46 und 47 führen linear von der Peripherie des dielektrischen Substrats 1 zu den Schlitzleitungsresonatoren 42 bzw. 45. Die Schlitzleitungsresonatoren 46 und 47 sind durch Rillenschlitze 46A und 47A gebildet, die auf dem Elektrodenfilm 2 gebildet sind.
In den Öffnungen 42A und 45A der Schlitzleitungsresonatoren 42 und 45 sind Anregungsabschnitte 48 bzw. 49 vorgesehen. Die Anregungsabschnitte 48 und 49 führen jeweils zur Mitte der Schlitzleitungsresonatoren 42 bzw. 45, wobei die Mitten auf sich von den Schlitzleitungen 46 und 47 erstreckenden Linien liegen. Die Anregungsabschnitte 48 und 49 werden gebildet, indem Abschnitte des Elektrodenfilms 2 auf beiden Seiten der Schlitzleitungen 46 und 47 in die Öffnungen 42A bzw. 45A gezogen werden. Die Anregungsabschnitte 48 und 49 stehen in die Öffnungen 42A bzw. 45A vor und werden durch zwei Paare von sich parallel erstreckenden, schlanken Anregungsleitungen 48A und 49A gebildet.
Das Hochfrequenzfilter 41 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel weist die oben beschriebene Struktur auf. In die Schlitzleitung 46 eingegebene Hochfrequenzsignale werden durch den Anregungsabschnitt 48 in den Schlitzleitungsresonator 42 zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt regt der Schlitzleitungsresonator 42 ein Hochfrequenzsignal gemäß seiner Resonanzfrequenz an und schließt sich mit dem benachbarten Schlitzleitungsresonator 43 zusammen, um ein Hochfrequenzsignal gemäß seiner Resonanzfrequenz anzuregen. Von den Schlitzleitungsresonatoren 42 bis 44 sind zwei benachbarte Resonatoren miteinander gekoppelt. Somit werden von den Hochfrequenzsignalen lediglich Signale gemäß den Resonanzfrequenzen der Schlitzleitungsresonatoren 42 bis 44 an den Ausgangsschlitzleitungsresonator 45 übertragen und werden durch den Anregungsabschnitt 49 aus der Schlitzleitung 47 ausgegeben. Dadurch kann das Hochfrequenzfilter als Bandpassfilter arbeiten.
Demgemäß kann das vierte Ausführungsbeispiel eine Funktionsweise und Vorteile erzielen, die denen des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich sind. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel werden jedoch die Schlitzleitungsresonatoren 42 und 45 verwendet, bei denen die Eingangseinheit 41A und die Ausgangseinheit 41B des Hochfrequenzfilters 41 mit den Anregungsabschnitten 48 bzw. 49 versehen sind. Somit kann die Kopplung zwischen jedem der Schlitzleitungsresonatoren 42 und 45 und jeder der Schlitzleitungen 46 und 47 gestärkt werden, wodurch im Vergleich zu einem Fall, bei dem die Anregungsabschnitte 48 und 49 nicht verwendet werden, ein erweitertes Frequenzband des Hochfrequenzfilters 41 erzielt werden kann.
Obwohl die mit den Anregungsabschnitten 48 bzw. 49 versehenen Schlitzleitungsresonatoren 42 und 45 bei dem vierten Ausführungsbeispiel als Eingangseinheit 41A und Ausgangseinheit 41B des Demultiplexers 41 verwendet werden, kann ein mit einem Anregungsabschnitt versehener Schlitzleitungsresonator entweder als Eingangseinheit oder als Aus gangseinheit verwendet werden, so dass der andere Anregungsabschnitt weggelassen werden kann.
Als Nächstes zeigt 18 ein Hochfrequenzfilter 51 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das fünfte Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass Schlitzleitungsresonatoren, die die Eingangs- und Ausgangseinheit des Hochfrequenzfilters 51 bilden, jeweils mit einem Anregungsabschnitt versehen sind, und dass unterschiedliche Arten von Schlitzleitungen mit der Eingangs- und der Ausgangseinheit verbunden sind. Bei dem fünften Ausführungsbeispiel sind Komponenten, die mit denen des ersten Ausführungsbeispiels identisch sind, durch identische Bezugszeichen bezeichnet, und auf Beschreibungen derselben wurde verzichtet.
Das Hochfrequenzfilter 51 umfasst vier PDTL-Resonatoren 52 bis 55, die später beschrieben werden.
Die PDTL-Resonatoren 52 bis 55 sind linear auf einer Oberfläche 1A eines dielektrischen Substrats 1 angeordnet. Die PDTL-Resonatoren 52 bis 55 bestehen aus viereckigen Öffnungen 52A bis 55A, die in einem Elektrodenfilm 2 gebildet sind, und viereckigen Öffnungen 52B bis 55B, die in einem Elektrodenfilm 3 gebildet sind, so dass sie den Öffnungen 52A und 55A gegenüberliegen. Von den PDTL-Resonatoren 52 bis 55 bilden die PDTL-Resonatoren 52 und 55 an Enden des Hochfrequenzfilters 51 eine Eingangseinheit 51A bzw. eine Ausgangseinheit 51B des Hochfrequenzfilters 51.
Eine PDTL 56 ist als Schlitzleitung mit dem Eingangs-PDTL-Resonator 52 verbunden. Die PDTL 56 führt linear von einem peripheren Rand des dielektrischen Substrats 1 zu dem PDTL-Resonator 52. Der PDTL-Resonator 52 besteht aus einem in dem Elektrodenfilm 2 gebildeten Rillenschlitz 56A und einem Schlitz 56B, der auf dem Elektrodenfilm 3 gebildet ist, um den Schlitz 56A gegenüberzuliegen.
Eine Schlitzleitung 57 mit einem geerdeten Leiter unterscheidet sich vom Typ her von der PDTL 56, die mit dem PDTL-Resonator 55 verbunden ist. Die Schlitzleitung 57 führt linear von einem peripheren Rand des dielektrischen Substrats 1 zu dem PDTL-Resonator 55 und wird durch einen auf dem Elektrodenfilm 2 gebildeten Rillenschlitz 57A gebildet. Der auf der rückwärtigen Oberfläche 1B des dielektrischen Substrats 1 gebildete Elektrodenfilm 3 ist geerdet.
Ein Anregungsabschnitt 58 ist in den Öffnungen 52A und 52B des PDTL-Resonators 52 vorgesehen. Der Anregungsabschnitt 58 führt zur Mitte des PDTL-Resonators 52, die auf einer sich von der PDTL 56 erstreckenden Linie liegt. Der Anregungsabschnitt 58 wird dadurch gebildet, dass zwei Abschnitte jedes der Elektrodenfilme 2 und 3 auf zwei Seiten der PDTL 56 in die Öffnungen 52A und 52B gezogen werden. Der Anregungsabschnitt 58 wird durch zwei schlanke Anregungsleitungen 58A, die sich in einer in die Öffnung 52A vorstehenden Form parallel erstrecken, und zwei Anregungsleitungen 58B, die den Anregungsleitungen 58A gegenüberliegen und die in die Öffnung 52B vorstehen, gebildet.
In der Öffnung 55A des PDTL-Resonators 55 ist ein Anregungsabschnitt 59 vorgesehen. Der Anregungsabschnitt 59 führt zur Mitte des PDTL-Resonators 55, die auf einer sich von der Schlitzleitung 57 erstreckenden Linie liegt. Der Anregungsabschnitt 59 wird dadurch gebildet, dass zwei Abschnitte des Elektrodenfilms 2 auf zwei Seiten der Schlitzleitung 57 in die Öffnung 55A gezogen werden. Der Anregungsabschnitt 59 steht in die Öffnung 55A vor und wird durch zwei sich parallel erstreckende schlanke Anregungsleitungen 59A gebildet.
Das Hochfrequenzfilter 51 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel weist die obige Struktur auf und arbeitet ähnlich dem vierten Ausführungsbeispiel als Bandpassfilter.
Demgemäß können bei dem fünften Ausführungsbeispiel eine Funktionsweise und Vorteile erhalten werden, die ähnlich denen des ersten Ausführungsbeispiel sind. Bei dem fünften Ausführungsbeispiel werden die PDTL-Resonatoren 52 und 55, die mit dem Anregungsabschnitt 58 bzw. 59 versehen sind, als Eingangseinheit 51A und Ausgangseinheit 51B des Hochfrequenzfilters 51 verwendet. Hiermit kann die Kopplung zwischen jedem der PDTL-Resonatoren 52 und 55 und sowohl der PDTL 56 als auch der Schlitzleitung 57 gestärkt werden, wodurch ein erweiterter Frequenzbereich des Hochfrequenzfilters 51 ermöglicht wird.
Bei dem fünften Ausführungsbeispiel sind die PDTL 56 und die Schlitzleitung 57 als unterschiedliche Typen von Schlitzleitungen mit der Eingangseinheit 51A bzw. der Ausgangseinheit 51B des Hochfrequenzfilters 51 verbunden. Dadurch wird das Hochfrequenzfilter 51 mit einer Leitungsumwandlungsfunktion versehen, wodurch das Hochfrequenzfilter 51 äußerst funktionell wird. Ferner muss die zur Leitungsumwandlung benötigte Struktur nicht separat vorgesehen werden, wodurch die Größe des bekannten Bauelements verringert wird.
Bei dem fünften Ausführungsbeispiel werden die PDTL 56 und die Schlitzleitung 57 als Leitung vom Schlitztyp verwendet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise kann statt der PDTL 56 oder der Schlitzleitung 57 eine Schlitzleitung ohne einen geerdeten Leiter verwendet werden.
Als Nächstes zeigt 19 einen Hochfrequenzoszillator 61 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das sechste Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hochfrequenzoszillator 61 einen mit einem Anregungsabschnitt versehenen kreisförmigen Resonator umfasst. Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel sind Komponenten, die mit denen des ersten Ausführungsbeispiels iden tisch sind, mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf Beschreibungen derselben wird verzichtet.
Der Hochfrequenzoszillator 61 umfasst einen kreisförmigen Resonator 62 und einen Feldeffekttransistor (FET) 67, die nachfolgend beschrieben werden.
Der kreisförmige Resonator 62 ist auf einem dielektrischen Substrat 1 vorgesehen. Der kreisförmige Resonator 62 ist durch eine kreisförmige Öffnung 62A gebildet, die auf einem Elektrodenfilm 2 gebildet ist. Der kreisförmige Resonator 62 weist einen Durchmesser auf, der etwa gleich der Wellenlänge λg ist, wenn die Wellenlänge eines Hochfrequenzsignals, das einer Resonanzfrequenz f0 in dem dielektrischen Substrat 1 entspricht, durch λg dargestellt wird. Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel ist auf einer rückwärtigen Oberfläche 1B des dielektrischen Substrats 1 kein Elektrodenfilm gebildet.
Eine Schlitzleitung 63 (ein weiterer Typ Schlitzleitung) ist als Übertragungsleitung in einer Entfernung von dem kreisförmigen Resonator 62 vorgesehen. Die Schlitzleitung 63 weist ein mit dem Gate-Anschluss des FET 67 verbundenes Basisende, das später beschrieben wird, und ein mit einem Abschlusswiderstand 64 verbundenes Vorderende auf.
Eine Stichleitung 65 ist eine T-Zweigleitung, die von der Schlitzleitung 63 in einer T-Form abzweigt. Die Stichleitung 65 führt linear von einer Position auf der Schlitzleitung 65 zu dem kreisförmigen Resonator 62 und ist entlang der Richtung einer Normalen zu dem kreisförmigen Resonator 62 gebildet. Die Länge der Stichleitung 65 ist auf einen Wert von etwa λg/4 eingestellt, wenn die Wellenlänge des Hochfrequenzsignals durch λg dargestellt wird.
Ein Anregungsabschnitt 66 ist vorgesehen, der sich in die Öffnung 62A des kreisförmigen Resonators 62 erstreckt. Der Anregungsabschnitt 66 wird gebildet, indem zwei Abschnitte des Elektrodenfilms 2 auf zwei Seiten der Stichleitung 65 in die Öffnung 62A gezogen werden. Der Anregungsabschnitt 66 führt zur Mitte des kreisförmigen Resonators 62, die auf einer sich von der Stichleitung 65 erstreckenden Linie liegt.
Ein FET 67 ist an dem Basisende der Schlitzleitung 63 vorgesehen. Der FET 67 weist einen mit der Schlitzleitung 63 verbundenen Gate-Anschluss auf, und eine Gleichstromunterdrückungsschaltung 68 zum Eliminieren einer Vorspannungsgleichstromkomponente ist mit dem FET 67 verbunden. Eine Rückkopplungsschaltung 69 ist über den Gate-Anschluss und den Drain-Anschluss des FET 67 verbunden. Eine Gleichstromunterdrückungsschaltung 70 zum Eliminieren einer Vorspannungsgleichstromkomponente, eine Dämpfungsschaltung 71 und eine Schlitzleitung 72 sind mit dem Drain-Anschluss des FET 67 verbunden. Der Source-Anschluss des FET 67 ist geerdet.
Die Dämpfungsschaltung 71 weist ein mit dem Drain-Anschluss des FET 67 verbundenes Basisende und ein mit einem Abschlusswiderstand 73 verbundenes Vorderende auf. Die Schlitzleitung 72 bildet einen Ausgangsanschluss und gibt Hochfrequenzsignale, die durch den Hochfrequenzoszillator 61 erzeugt werden, nach außen aus.
Der Hochfrequenzoszillator 61 weist die obige Struktur auf. Der kreisförmige Resonator 62, die Schlitzleitung 63, die Stichleitung 65 usw. arbeiten als bandreflektierendes Filter und geben in den FET 67 ein Hochfrequenzsignal gemäß der Resonanzfrequenz ein. Zu diesem Zeitpunkt verwendet der FET 67 die Rückkopplungsschaltung 69, um das Hochfrequenzsignal zu verstärken, und gibt das verstärkte Signal aus der Schlitzleitung 72 aus. Dies ermöglicht dem Hochfrequenzoszillator 61, insgesamt als Stabilisierungsoszillatorschaltung zum Verbessern eines Phasenrauschens zu arbeiten.
Demgemäß können auch mit dem sechsten Ausführungsbeispiel eine Funktionsweise und Vorteile erhalten werden, die denen des ersten Ausführungsbeispiels ähneln. Jedoch ist der Hochfrequenzoszillator 61 bei dem sechsten Ausführungsbeispiel dadurch gebildet, dass der mit dem Anregungsabschnitt 66 versehene kreisförmige Resonator 62 verwendet wird. Somit kann die Kopplung zwischen dem kreisförmigen Resonator 62 und der Stichleitung 65 gestärkt werden, wodurch eine erhöhte Frequenzmodulationsbreite und ein erhöhter Oszillationsausgang des Hochfrequenzoszillators 61 ermöglicht wird. Ferner kann, da die starke Kopplung eingerichtet wird, die verhindert, dass sich Q0 verschlechtert, die Last Q (QL) des kreisförmigen Resonators 62 erhöht sein, und das Phasenrauschen kann verringert sein.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele derselben beschrieben wurde, werden Fachleuten viele andere Variationen und Modifikationen und andere Verwendungen einleuchten. Somit ist bevorzugt, dass die vorliegende Erfindung nicht durch die hierin gelieferte spezifische Offenbarung beschränkt sei, sondern lediglich durch die beigefügten Patentansprüche.

Claims

Ein dielektrisches Resonatorbauelement, das folgende Merkmale aufweist: ein dielektrisches Substrat (1); einen auf einer Oberfläche des dielektrischen Substrats (1) vorgesehenen Elektrodenfilm (2,3), wobei der Elektrodenfilm (2,3) eine Öffnung (4A,4B;21A,21B;31A;42A,45A;52A;55A) umfasst; und einen in dem Elektrodenfilm gebildeten Schlitz (5A,5B;22A;33A), wobei der Schlitz mit der Öffnung (4A,4B;21A,21B;31A;42A,45A;52A;55A) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrodenfilm (2,3) einen Anregungsabschnitt (6;11;12;13;14;15;16;23;34;48,49,58,59) umfasst, der dadurch gebildet wird, dass sich zwei Abschnitte (6A,6B;11A,11B;12A,12B;13A;14A;15A,15B;16A,16B;23A;34A ;48A,49A;58A;59A) des Elektrodenfilms (2,3) auf zwei Seiten des Schlitzes (5A,5B;22A;33A) in die Öffnung (4A,4B;21A,B;31A;42A;45A;52A;55A) erstrecken, und Vorderenden der zwei Abschnitte (6A,6B;11A,11B;12A, 12B;13A;14A;15A,15B;16A,16B;23A;34A;48A,49A;58A;59A) mit offenen Enden oder Kurzschlussenden hergestellt sind.
Das dielektrische Resonatorbauelement gemäß Anspruch 1, bei dem eine Länge der zwei Abschnitte (6A,B;11A,B;12A,B;13A;14A;15A,B;16A,B;23A;34A;48A;49A; 58A;59A) des Anregungsabschnitts (6;11- 16;23,34,48,49,58,59) im wesentlichen auf einen Wert zwischen λg/4 und (3 x λg)/4 eingestellt ist, wobei λg die Wellenlänge eines Hochfrequenzsignals darstellt, das bei dem dielektrischen Substrat (1) verwendet wird.
Das dielektrische Resonatorbauelement gemäß Anspruch 1, bei dem eine Übertragungsleitung (32) zum Übertragen eines Hochfrequenzsignals auf der Oberfläche des dielektrischen Substrats (1) vorgesehen ist, wobei die Schlitzleitung (33A) eine T-Zweigleitung (33) bildet, die von der Übertragungsleitung (22) abzweigt, und wobei der Anregungsabschnitt (34A) an einem Vorderende der T-Zweigleitung (33) angeordnet ist.
Das dielektrische Resonatorbauelement gemäß Anspruch 3, bei dem eine Länge der T-Zweigleitung (33) im wesentlichen auf einen Wert von λg/4 eingestellt ist, wobei λg die Wellenlänge des bei dem dielektrischen Substrat (1) verwendeten Hochfrequenzsignals darstellt.
Das dielektrische Resonatorbauelement gemäß Anspruch 2, bei dem eine Länge der T-Zweigleitung (33) im wesentlichen auf einen Wert von λg/4 eingestellt ist, wobei λg die Wellenlänge des bei dem dielektrischen Substrat (1) verwendeten Hochfrequenzsignals darstellt.
Das dielektrische Resonatorbauelement gemäß Anspruch 1, bei dem die Öffnung (4A) kreisförmig ist.
Das dielektrische Resonatorbauelement gemäß Anspruch 6, bei dem jeder der zwei Abschnitte (6A,B;11A,B;12A,B;13A;14A;15A,B;16A,B;23A;34A) des Anregungsabschnitts ein jeweiliges Segment umfasst, die sich jeweils in zueinander entgegengesetzten Richtungen erstrecken.
Das dielektrische Resonatorbauelement gemäß Anspruch 7, bei dem sich die jeweiligen Segmente entlang eines Umfangs (4C) der Öffnung (4A) erstrecken.
Das dielektrische Resonatorbauelement gemäß Anspruch 1, bei dem jeder der zwei Abschnitte (6A,B;11A,B;12A,B;13A;14A;15A,B;16A,B;25A) des Anregungsabschnitts ein jeweiliges Segment umfasst, die sich jeweils in zueinander entgegengesetzten Richtungen erstrecken.
Das dielektrische Resonatorbauelement gemäß Anspruch 1, bei dem ein Vorderende der zwei Abschnitte (13A,13B;14A,14B) des Anregungsabschnitts (13;14) eine andere Dicke aufweist als ein Basisende derselben.
Das dielektrische Resonatorbauelement gemäß Anspruch 1, bei dem sich eine Entfernung zwischen jeweiligen Vorderenden (11A,11B;12A,12B;14A,14B) der zwei Abschnitte des Anregungsabschnitts (13;14) von einer Entfernung zwischen jeweiligen Basisenden derselben unterscheidet.
Das dielektrische Resonatorbauelement gemäß Anspruch 1, bei dem Vorderenden und Basisenden der zwei Abschnitte (15A;15B) des Anregungsabschnitts (15) als kontinuierliche gerundete Abschnitte gebildet sind.
Das dielektrische Resonatorbauelement gemäß Anspruch 1, bei dem die Vorderenden durch ein Miteinanderverbinden der Vorderenden kurzgeschlossen werden.
Ein Hochfrequenzfilter, das folgende Merkmale aufweist: eine Eingangseinheit (41A,51A); und eine Ausgangseinheit (41B;51B), wobei zumindest entweder die Eingangseinheit (41A;51A) oder die Ausgangseinheit (41B;51B) das dielektrische Resonatorbauelement gemäß Anspruch 1 ist.
Das Hochfrequenzfilter gemäß Anspruch 14, bei dem eine Schlitzleitung (57) mit der Ausgangseinheit (51B) verbunden ist, um eine Leitungsumwandlung einzurichten, wobei sich die Schlitzleitung (57) der Ausgangseinheit (51B) von einer Schlitzleitung (58), die mit der Eingangseinheit (51A) verbunden ist, unterscheidet.
Ein Hochfrequenzoszillator, der das dielektrische Resonatorbauelement gemäß Anspruch 1 umfasst.