JP2003304101A - 多重モード誘電体共振器を用いた帯域通過フィルタおよび送受信共用器 - Google Patents

多重モード誘電体共振器を用いた帯域通過フィルタおよび送受信共用器

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JP2003304101A
JP2003304101A JP2002107495A JP2002107495A JP2003304101A JP 2003304101 A JP2003304101 A JP 2003304101A JP 2002107495 A JP2002107495 A JP 2002107495A JP 2002107495 A JP2002107495 A JP 2002107495A JP 2003304101 A JP2003304101 A JP 2003304101A
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JP
Japan
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conductor wall
resonators
dielectric resonator
resonator
filter
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JP2002107495A
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Yuji Takahashi
雄治 高橋
Tomomi Suzuki
知視 鈴木
Akira Ikeda
昌 池田
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Tokin Corp
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NEC Tokin Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルタ形状を大きくせず、通過帯域近傍に
おいて、深い減衰量を与える減衰特性と同時に低い挿入
損失を満足できる帯域通過フィルタと送受信共用器を提
供すること。 【解決手段】 少なくとも1つの多重モード誘電体共振
器を含む複数の共振器を構成要素とする帯域通過フィル
タであって、前記多重モード誘電体共振器とこれに隣接
する共振器との境界をなす共振器間の導体壁には電磁界
結合を誘導するスリットが設けられ、前記スリットの1
つは前記共振器間の導体壁の中心を通り、かつこの導体
壁と直交する他の導体壁に平行に設けられた第1の矩形
スリットであり、前記スリットの他の1つは、前記第1
の矩形スリットにほぼ直交するように設けられた第2の
矩形スリットである帯域通過フィルタとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信基地局装
置などのマイクロ波・ミリ波回路に用いられる多重モー
ド誘電体共振器を使った帯域通過フィルタおよび送受信
共用器に関する。
【0002】
【従来の技術】無線通信基地局装置などに用いられる帯
域通過フィルタや送受信共用器、特に受信機に用いられ
るフィルタは、他システムからの電波干渉を防止するた
め、通過帯域近傍の減衰量を深くとる必要がある。
【0003】従来の、高い選択性を持つ多重モード誘電
体共振器を用いた帯域通過フィルタの構成例を示す。図
11は多重モード誘電体共振器を2個用い、入出力整合
用の結合棒を介して構成した3段の帯域通過フィルタを
示し、図11(a)はその斜視図、図11(b)はB-
B断面図である。
【0004】図11(a)において、14は金属カバー
A、11は金属筐体A、13は多重モード誘電体共振
器、15は入出力整合用の結合棒、そして16は入出力
端子である。なお金属カバーAは分離して描かれてい
る。
【0005】図11(b)において、31は従来の共振
器間の導体壁、41は縦長スリットを示す。
【0006】また、多重モード誘電体共振器を2個と、
その外側に半同軸共振器と入出力整合用の結合棒を介し
て構成した8段の帯域通過フィルタの例もある。
【0007】さらに、多重モード誘電体共振器を4個用
いて、入出力整合用の結合棒を介して構成した12段の
帯域通過フィルタの例もある。
【0008】以上のような従来例の帯域通過フィルタ
は、通過帯域近傍の減衰量を深くとるために、通常はフ
ィルタ段数を増やして構成し、減衰量特性を満足させて
いた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来の多重モード誘電
体共振器を用いた帯域通過フィルタでは、中心周波数を
対称とする有極化構成が困難とされ、減衰量を深くとる
ために多段構成としていた。したがって、フィルタ形状
が大きく、そして挿入損失が増大するという欠点があっ
た。
【0010】本発明の目的は、フィルタ形状を大きくせ
ず、通過帯域近傍において、深い減衰量を与える特性と
同時に低い挿入損失を満足できる帯域通過フィルタを提
供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】従来の多重モード誘電体
共振器を利用した6段の帯域通過フィルタの構成例は既
に図11に示したとおりである。このときのフィルタの
等価回路は図12のようになる。図12において、M0
1bは入出力端子と第1段または第6段のフィルタとの
結合を示し、C12b、C23b、C34b、C45
b、およびC56bは段間のキャパシタンスを示す。ま
た一点鎖線で囲まれた部分が1つの多重モード誘電体共
振器に相当している。
【0012】このフィルタにおいて中心周波数を対称と
する有極化は、例えば2段目と5段目の間に結合を生じ
させることで実現できることは知られている。その様子
を図6によって説明する。図6において、M11が2段
目と5段目の間の結合を示す。
【0013】また、M01は入出力端子と第1段または
第6段のフィルタとの結合を示し、C12、C23、C
34、C45、およびC56は段間のキャパシタンスを
示す。また一点鎖線で囲まれた部分が1つの多重モード
誘電体共振器に相当している。
【0014】本発明においては、多重モード誘電体共振
器13のそれぞれ第3の共振を磁界結合させている導体
壁を利用し、第1から第6の共振間の結合と負の結合、
すなわち電界結合を生じさせる導体壁の形状が見出され
ている。
【0015】詳しくは、本発明の帯域通過フィルタは、
少なくとも1つの多重モード誘電体共振器を含む複数の
共振器を構成要素とする帯域通過フィルタであって、前
記多重モード誘電体共振器とこれに隣接する共振器との
境界をなす共振器間の導体壁には電磁界結合を誘導する
スリットが設けられ、前記スリットの1つは前記共振器
間の導体壁の中心を通り、かつこの共振器間の導体壁と
直交する他の導体壁に平行に設けられた第1の矩形のス
リットであり、前記スリットの他の1つは、前記第1の
矩形のスリットにほぼ直交するように設けられた第2の
矩形のスリットである。
【0016】また、前記第1および第2の矩形スリット
が設けられた共振器間の導体壁は2つの多重モード誘電
体共振器を対称に配置した6段の帯域通過フィルタにお
ける2つの多重モード誘電体共振器間の境界をなす導体
壁であってもよい。
【0017】また、前記第1および第2の矩形スリット
が設けられた共振器間の導体壁は多重モード誘電体共振
器と半同軸誘電体共振器の境界をなす導体壁であっても
よい。
【0018】また、前記第1および第2矩形のスリット
が設けられた共振器間の導体壁は多重モード誘電体共振
器とTE01δモード誘電体共振器の境界をなす導体壁
であってもよい。
【0019】また、本発明の送受信共用器は、本発明の
帯域通過フィルタを用いて構成することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
【0021】(実施の形態1)まず、本実施の形態にお
ける多重モード誘電体共振器に用いる誘電体ブロックに
ついて説明する。図3は多重モード誘電体共振器に用い
る誘電体ブロックの形状を示す斜視図である。図3に示
すように、その形状は、ほぼ直方体の誘電体ブロックの
平行でない2つの綾部が切り取られた形状である。この
形状により、3つの共振モードが結合された3重モード
の誘電体共振器が形成され、1個の誘電体ブロックで3
段のフィルタに相当する特性が得られる。
【0022】図1は、本実施の形態1の帯域通過フィル
タを示す斜視図である。また、図2は、本発明における
第1の形状の共振器間の導体壁を示す断面図であり、図
1におけるA-A断面を示す。図2において、第1の矩
形スリット21は、共振器間の主結合である磁界結合を
誘導するものである。この第1の矩形スリット21にほ
ぼ直交するように、ある幅と長さで設けられた第2の矩
形スリット22は、それぞれの多重モード誘電体共振器
13の第1の共振あるいは第2の共振を結合させてい
て、その結合は主結合と負の結合を誘導させている。
【0023】その結果、既に図6に示した等価回路にお
ける結合M11が発生する。なお、図6は本実施の形態
1におけるフィルタ等価回路であり、M01は入出力端
子と第1段または第6段のフィルタとの結合を示し、C
12、C23、C34、C45、およびC56は段間の
キャパシタンスを示す。また一点鎖線で囲まれた部分が
1つの多重モード誘電体共振器に相当している。
【0024】このような結合M11により、通過帯域の
中心周波数からほぼ同じ周波数間隔の位置に減衰極が生
じる。この減衰極の位置は、矩形スリット22の位置に
より変化し、また、幅d11および長さL11によって
も変化する。
【0025】従来例の図11の共振器間の導体壁31を
本発明における第1の形状の共振器間の導体壁12に置
き換えて、本実施の形態の帯域通過フィルタが得られ
る。このときのフィルタ伝送特性(S21)を図5に示
す。ここで、従来例との特性比較を明確にするため、従
来例の特性を破線で示す。
【0026】図5においては、生成した減衰極により、
通過帯域の近傍において、従来例よりも深い減衰量が得
られていることが分かる。
【0027】(実施の形態2)次に、多重モード誘電体
共振器2個とその外側に半同軸共振器を1個ずつ配置し
た形態を説明する。図7は本実施の形態2における帯域
通過フィルタを示す斜視図である。17は金属筐体B、
18は半同軸共振器、19は金属カバーBを示す。ま
た、他の図面と共通の符号(番号)は、実質的に同じ部
材を示す。
【0028】この形態においても、本発明における第1
形状の共振器間の導体壁12を用いることにより、通過
帯域の中心周波数から同じ周波数間隔の位置に減衰極を
生成することができる。そのフィルタ伝送特性
(S21)を図9に示す。また、比較のために、第1形
状の共振器間の導体壁12に換えて、従来の共振器間の
導体壁31を用いた場合のフィルタ伝送特性も図9に含
める。
【0029】図9からは、通過帯域の両側において、従
来例よりも深い減衰特性が得られていることが分かる。
【0030】(実施の形態3)さらに、多重モード誘電
体共振器4個で構成した例を説明する。図8は本実施の
形態3における帯域通過フィルタ示す斜視図である。な
お、図中の符号(番号)は、他の図面で説明したとおり
である。
【0031】この形態においても、本発明における第1
の形状の共振器間の導体壁12を用いることにより、通
過帯域の中心周波数から等間隔の周波数位置に減衰極を
発生させることができる。そのフィルタ特性を図10に
示す。また、比較のために、第1形状の共振器間の導体
壁12に換えて、従来の共振器間の導体壁31を用いた
場合のフィルタ伝送特性も図10に含める。
【0032】図10からは、通過帯域の両側において、
従来例よりも深い減衰特性が得られていることが分か
る。
【0033】以上の実施の形態においては、共振器間の
導体壁として、第1の形状の共振器間の導体壁12を用
いたが、図4に示す構造または形状によっても同様な作
用(負の結合作用)を生じさせる導体壁が実現できる。
【0034】図4(a)は第2の形状を示す断面図、図
4(b)は第3の形状を示す断面図である。この場合も
減衰極の位置は、幅d22、d33、および長さL2
2、L33によって変化させることができる。
【0035】ところで、多段の帯域通過フィルタにおけ
る多重モード誘電体共振器とTE01 δモード誘電体共振
器の境界をなす共振器間の導体壁においても、上記の第
1、第2、または第3の形状の共振器間の導体壁を用い
ることにより、負の結合を誘導して、中心周波数から対
称な周波数位置に減衰極を生じさせることができる。そ
の結果、通過帯域近傍において、深い減衰量特性が得ら
れる。
【0036】また、上記の特性の帯域通過フィルタを用
いると、容易に送受信共用器を構成することができる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の多重モー
ド誘電体共振器を用いた帯域通過フィルタにおいては、
基本となる構成あるいは構造を変えることなく、有極フ
ィルタにすることができる。
【0038】従って、本発明よれば、段数を増やすこと
なく、通過帯域の近傍での減衰特性を深くすることが可
能となり、小型で低損失の帯域通過フィルタおよびこれ
を用いた送受信共用器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1の帯域通過フィルタを示す斜視
図。
【図2】本発明における第1の形状の共振器間の導体壁
を示す断面図。
【図3】多重モード誘電体共振器に用いる誘電体ブロッ
クの形状を示す斜視図。
【図4】本発明における共振器間の導体壁の形状を示す
断面図。図4(a)は第2の形状、図4(b)は第3の
形状。
【図5】実施の形態1のフィルタ伝送特性。
【図6】実施の形態1のフィルタ等価回路。
【図7】実施の形態2の帯域通過フィルタの構造を示す
斜視図。
【図8】実施の形態3の帯域通過フィルタの構造を示す
斜視図。
【図9】実施の形態2のフィルタ伝送特性。
【図10】実施の形態3のフィルタ伝送特性。
【図11】従来の6段帯域通過フィルタの構造を示す
図。図11(a)はその斜視図、図11(b)はそのB
-B断面図。
【図12】従来のフィルタ等価回路。
【符号の説明】
11 金属筐体A 12 本発明の共振器間の導体壁 13 多重モード誘電体共振器 14 金属カバーA 15 入出力整合用の結合棒 16 入出力端子 17 金属筐体B 18 半同軸共振器 19 金属カバーB 21 第1の矩形スリット 22 第2の矩形スリット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J006 HA02 HC03 HC14 JA13 JA14 LA03 ND05

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1つの多重モード誘電体共振
    器を含む複数の共振器を構成要素とする帯域通過フィル
    タにおいて、前記多重モード誘電体共振器とこれに隣接
    する共振器との境界をなす共振器間の導体壁には電磁界
    結合を誘導するスリットが設けられ、前記スリットの1
    つは前記共振器間の導体壁の中心を通り、かつこの導体
    壁と直交する他の導体壁に平行に設けられた第1の矩形
    スリットであり、前記スリットの他の1つは、前記第1
    の矩形スリットにほぼ直交するように設けられた第2の
    矩形スリットであることを特徴とする帯域通過フィル
    タ。
  2. 【請求項2】 前記共振器間の導体壁は2つの多重モー
    ド誘電体共振器を対称に配置した6段の帯域通過フィル
    タにおける2つの多重モード誘電体共振器間の境界をな
    す導体壁であることを特徴とする請求項1に記載の帯域
    通過フィルタ。
  3. 【請求項3】 前記共振器間の導体壁は多重モード誘電
    体共振器と半同軸誘電体共振器との境界をなす導体壁で
    あることを特徴とする請求項1に記載の帯域通過フィル
    タ。
  4. 【請求項4】 前記共振器間の導体壁は多重モード誘電
    体共振器とTE01δモード誘電体共振器との境界をなす
    導体壁であることを特徴とする請求項1に記載の帯域通
    過フィルタ。
  5. 【請求項5】 請求項1、2または3に記載の帯域通過
    フィルタを用いたことを特徴とする送受信共用器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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