JP3460655B2 - Temモード誘電体共振器を用いたバンドパスフィルタ - Google Patents
Temモード誘電体共振器を用いたバンドパスフィルタInfo
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高い無負荷Q値を
有しており、低背型TEMモード(主モード)の1/4
波長誘電体共振器を用いた2段バンドパスフィルタに関
する。2つの隣り合う共振器間の結合はエバネセントな
モードの導波管結合によって行われる。本発明のフィル
タは、広帯域CDMA(Code Division
Multiple Access、符号分割多重)等の
セルラーフォンシステムにおいて、及びフィルタリング
が必要な他の通信システムにおいて使用され得る。
有しており、低背型TEMモード(主モード)の1/4
波長誘電体共振器を用いた2段バンドパスフィルタに関
する。2つの隣り合う共振器間の結合はエバネセントな
モードの導波管結合によって行われる。本発明のフィル
タは、広帯域CDMA(Code Division
Multiple Access、符号分割多重)等の
セルラーフォンシステムにおいて、及びフィルタリング
が必要な他の通信システムにおいて使用され得る。
【0002】
【従来の技術】公知の文献として、(1)アルン・チャ
ンドラ・クンデュ及びイクオ・アワイ、「円形誘電体デ
ィスク共振器における分布結合及び低背型デュアルモー
ドBPFを形成するための矩形誘電体ディスク共振器へ
のその応用」、1998IEEE MTT−S ダイジ
ェスト、第837頁〜第840頁、1998年6月、米
国メリーランド州、(2)ヨシヒロ・コニシ、「新しい
誘電体導波管部品−新しいセラミック材料のマイクロ波
への応用」、IEEE会報、Vol.79、No.6、
第726頁〜第740頁、1991年6月が存在する。
ンドラ・クンデュ及びイクオ・アワイ、「円形誘電体デ
ィスク共振器における分布結合及び低背型デュアルモー
ドBPFを形成するための矩形誘電体ディスク共振器へ
のその応用」、1998IEEE MTT−S ダイジ
ェスト、第837頁〜第840頁、1998年6月、米
国メリーランド州、(2)ヨシヒロ・コニシ、「新しい
誘電体導波管部品−新しいセラミック材料のマイクロ波
への応用」、IEEE会報、Vol.79、No.6、
第726頁〜第740頁、1991年6月が存在する。
【0003】本願の発明者の1人であるアルン・チャン
ドラ・クンデュは、この文献(1)において、以下のご
とき構成を有する新しいタイプのTEMデュアルモード
誘電体ディスク共振器及びその共振器を用いたデュアル
モードバンドパスフィルタを提案している。
ドラ・クンデュは、この文献(1)において、以下のご
とき構成を有する新しいタイプのTEMデュアルモード
誘電体ディスク共振器及びその共振器を用いたデュアル
モードバンドパスフィルタを提案している。
【0004】この誘電体共振器は、5mm×5mmの正
方形の平面形状を有するデュアルモード共振器であり、
その上面及び下面は、銀層によってコーティングされて
いる。上面側の銀層はフローティングされており、下面
側の銀層は接地されている。これら2つの銀層に挟まれ
る内側には、比誘電率εr=93の誘電体材料が充填さ
れている。ディスク共振器の全ての側面は、空中に露出
する開放面となっている。従って、これら開放面を通っ
て放射が容易に発生し、このディスク共振器は半波長共
振器として動作する。電界は共振器の電気的壁において
最大となり、共振器の対称面において最小となる。それ
ゆえ、この種の共振器は、半波長(λ/2)誘電体ディ
スク共振器と呼ばれる。
方形の平面形状を有するデュアルモード共振器であり、
その上面及び下面は、銀層によってコーティングされて
いる。上面側の銀層はフローティングされており、下面
側の銀層は接地されている。これら2つの銀層に挟まれ
る内側には、比誘電率εr=93の誘電体材料が充填さ
れている。ディスク共振器の全ての側面は、空中に露出
する開放面となっている。従って、これら開放面を通っ
て放射が容易に発生し、このディスク共振器は半波長共
振器として動作する。電界は共振器の電気的壁において
最大となり、共振器の対称面において最小となる。それ
ゆえ、この種の共振器は、半波長(λ/2)誘電体ディ
スク共振器と呼ばれる。
【0005】図1は、このディスク共振器に関してその
厚さと無負荷Q値との関係を理論的及び実験的に確認し
た結果を示す特性図であり、同様のものが文献(1)に
記載されている。同図から明らかのように、このディス
ク共振器は、比誘電率εr=93の誘電体材料を用い
て、長さ及び幅が5mm×5mmの場合、その厚さが1
mmのときに無負荷Q値が最大(≒250(実験値))
となる。
厚さと無負荷Q値との関係を理論的及び実験的に確認し
た結果を示す特性図であり、同様のものが文献(1)に
記載されている。同図から明らかのように、このディス
ク共振器は、比誘電率εr=93の誘電体材料を用い
て、長さ及び幅が5mm×5mmの場合、その厚さが1
mmのときに無負荷Q値が最大(≒250(実験値))
となる。
【0006】このような共振器を用いて2GHzのバン
ドパスフィルタを形成すると、共振器及びフィルタの寸
法は8.5mm×8.5mm×1.0mmとなり、無負
荷Q値は260となる。
ドパスフィルタを形成すると、共振器及びフィルタの寸
法は8.5mm×8.5mm×1.0mmとなり、無負
荷Q値は260となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、移動端
末の最近の構造は、非常に小型化されかつより高性能の
共振器をフィルタに用いることを要求している。この目
的を達成するため、本発明者等は、2GHz用の非常に
小型化された誘電体共振器を本願と同日の特許出願で提
案している。この誘電体共振器の寸法は3.0mm×
4.25mm×1.0mmであり、無負荷Q値は235
である。
末の最近の構造は、非常に小型化されかつより高性能の
共振器をフィルタに用いることを要求している。この目
的を達成するため、本発明者等は、2GHz用の非常に
小型化された誘電体共振器を本願と同日の特許出願で提
案している。この誘電体共振器の寸法は3.0mm×
4.25mm×1.0mmであり、無負荷Q値は235
である。
【0008】本発明は、この非常に小型化された誘電体
共振器を用いて小型のバンドパスフィルタを実現しよう
とするものであり、その目的は、フィルタの性能を良好
に維持しつつより小型化を図ることができる、TEMモ
ード誘電体共振器を用いたバンドパスフィルタを提供す
ることにある。
共振器を用いて小型のバンドパスフィルタを実現しよう
とするものであり、その目的は、フィルタの性能を良好
に維持しつつより小型化を図ることができる、TEMモ
ード誘電体共振器を用いたバンドパスフィルタを提供す
ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、各々
が、上平面、下平面及び4つの側面を有する誘電体ブロ
ックを含んでいる第1及び第2の誘電体共振器と、エバ
ネセントなモードの導波管結合部とを備えている。第1
及び第2の誘電体共振器の各々は、上平面及び下平面に
それぞれコーティングされた第1及び第2の金属層と、
4つの側面のうちの1つの側面にコーティングされた第
3の金属層とを有し、第3の金属層をコーティングした
側面を短絡面、4つの側面のうちの残りの3つの側面を
開放面とすることによりλ/4誘電体共振器として動作
しかつ電磁界の独立したTEMモードを維持するように
構成されている。エバネセントなモードの導波管結合部
は、第1及び第2の誘電体共振器の短絡面を互いに接続
して第1及び第2の誘電体共振器のTEMモードの結合
を提供しており、第1及び第2の誘電体共振器の各々の
共振周波数より高い遮断周波数を有するエバネセントな
モードで動作するように構成されているTEMモード誘
電体共振器を用いたバンドパスフィルタが提供される。
が、上平面、下平面及び4つの側面を有する誘電体ブロ
ックを含んでいる第1及び第2の誘電体共振器と、エバ
ネセントなモードの導波管結合部とを備えている。第1
及び第2の誘電体共振器の各々は、上平面及び下平面に
それぞれコーティングされた第1及び第2の金属層と、
4つの側面のうちの1つの側面にコーティングされた第
3の金属層とを有し、第3の金属層をコーティングした
側面を短絡面、4つの側面のうちの残りの3つの側面を
開放面とすることによりλ/4誘電体共振器として動作
しかつ電磁界の独立したTEMモードを維持するように
構成されている。エバネセントなモードの導波管結合部
は、第1及び第2の誘電体共振器の短絡面を互いに接続
して第1及び第2の誘電体共振器のTEMモードの結合
を提供しており、第1及び第2の誘電体共振器の各々の
共振周波数より高い遮断周波数を有するエバネセントな
モードで動作するように構成されているTEMモード誘
電体共振器を用いたバンドパスフィルタが提供される。
【0010】前にも述べたように、デュアルモードフィ
ルタを形成すべくTEMデュアルモード半波長構造を用
いると、2GHz用のフィルタの寸法は8.5mm×
8.5mm×1.0mmとなる。前述した特許出願で
は、この共振器をTEMモードλ/4誘電体共振器とす
ることにより、その寸法を3.0mm×4.25mm×
1.0mmと最適化している。本発明では、このような
λ/4誘電体共振器を2つ用いて2段バンドパスフィル
タを形成している。
ルタを形成すべくTEMデュアルモード半波長構造を用
いると、2GHz用のフィルタの寸法は8.5mm×
8.5mm×1.0mmとなる。前述した特許出願で
は、この共振器をTEMモードλ/4誘電体共振器とす
ることにより、その寸法を3.0mm×4.25mm×
1.0mmと最適化している。本発明では、このような
λ/4誘電体共振器を2つ用いて2段バンドパスフィル
タを形成している。
【0011】以下、前述した特許出願におけるTEMモ
ードλ/4誘電体共振器について説明する。
ードλ/4誘電体共振器について説明する。
【0012】図2は、一般的なλ/2誘電体共振器の構
成を示しており、図3は、前述した特許出願におけるλ
/4誘電体共振器の基本的構成を示す斜視図である。
成を示しており、図3は、前述した特許出願におけるλ
/4誘電体共振器の基本的構成を示す斜視図である。
【0013】図2において、20は矩形の平面形状を有
する誘電体ブロック、21は誘電体ブロック20の上面
上にコーティングされた金属層、22は誘電体ブロック
20の下面上にコーティングされた金属層をそれぞれ示
している。上面の金属層21はフローティングされてお
り、下面の金属層22は接地されている。誘電体ブロッ
ク20の4つの側面は、全て開放面となっている。図2
においては、λ/2誘電体共振器の長さがa、厚さがt
で示されている。
する誘電体ブロック、21は誘電体ブロック20の上面
上にコーティングされた金属層、22は誘電体ブロック
20の下面上にコーティングされた金属層をそれぞれ示
している。上面の金属層21はフローティングされてお
り、下面の金属層22は接地されている。誘電体ブロッ
ク20の4つの側面は、全て開放面となっている。図2
においては、λ/2誘電体共振器の長さがa、厚さがt
で示されている。
【0014】このλ/2誘電体共振器において、z軸方
向のTEMモードを想定すると、同図の矢印23で示す
ように、負の最大電界はz=0の平面にあり、正の最大
電界はz=aの平面にある。最小(ゼロ)電界は、明ら
かに、共振器の対称面であるz=a/2の平面24内に
ある。
向のTEMモードを想定すると、同図の矢印23で示す
ように、負の最大電界はz=0の平面にあり、正の最大
電界はz=aの平面にある。最小(ゼロ)電界は、明ら
かに、共振器の対称面であるz=a/2の平面24内に
ある。
【0015】このようなλ/2誘電体共振器をこの対称
面24に沿って切断すれば、2つのλ/4誘電体共振器
を得ることができ、この各λ/4誘電体共振器ではz=
a/2の平面は完全な電気導体(PEC)として動作す
る。
面24に沿って切断すれば、2つのλ/4誘電体共振器
を得ることができ、この各λ/4誘電体共振器ではz=
a/2の平面は完全な電気導体(PEC)として動作す
る。
【0016】図3はこのようにして得たλ/4誘電体共
振器であり、同図において、30は矩形の平面形状を有
する誘電体ブロック、31は誘電体ブロック30の上面
上にコーティングされた金属層、32は誘電体ブロック
30の下面上にコーティングされた金属層をそれぞれ示
している。下面の金属層32は接地されている。1つの
側面の金属層34は、λ/2共振器の完全な電気導体
(PEC)に相当し、上面の金属層31と下面の金属層
32とを短絡しており、他の3つの側面は開放面となっ
ている。なお、同図において、矢印33は電界、矢印3
5は電流をそれぞれ示している。
振器であり、同図において、30は矩形の平面形状を有
する誘電体ブロック、31は誘電体ブロック30の上面
上にコーティングされた金属層、32は誘電体ブロック
30の下面上にコーティングされた金属層をそれぞれ示
している。下面の金属層32は接地されている。1つの
側面の金属層34は、λ/2共振器の完全な電気導体
(PEC)に相当し、上面の金属層31と下面の金属層
32とを短絡しており、他の3つの側面は開放面となっ
ている。なお、同図において、矢印33は電界、矢印3
5は電流をそれぞれ示している。
【0017】図3のλ/4誘電体共振器及び図2のλ/
2誘電体共振器は、原理的には同じ共振周波数を有して
いる。誘電体がεr=93という比較的高い比誘電率を
有しているために、電磁界閉じ込め特性は十分に強く、
しかも、λ/4誘電体共振器の電磁界分布は、λ/2誘
電体共振器の場合とさほど異なることはない。即ち、λ
/4誘電体共振器及びλ/2誘電体共振器の電磁界分布
は、ほぼ同じである。図2及び図3に示すように、λ/
4誘電体共振器の容積はλ/2誘電体共振器の半分であ
る。その結果、λ/4誘電体共振器の総エネルギ量もλ
/2誘電体共振器の半分となる。それにもかかわらず、
エネルギ損失がλ/2誘電体共振器の約50%に減少す
るため、λ/4誘電体共振器の無負荷Q値は、λ/2誘
電体共振器の場合の半分となる。即ち、λ/4誘電体共
振器は、共振周波数及び無負荷Q値を変えることなく、
寸法を大幅に小型化することができる。
2誘電体共振器は、原理的には同じ共振周波数を有して
いる。誘電体がεr=93という比較的高い比誘電率を
有しているために、電磁界閉じ込め特性は十分に強く、
しかも、λ/4誘電体共振器の電磁界分布は、λ/2誘
電体共振器の場合とさほど異なることはない。即ち、λ
/4誘電体共振器及びλ/2誘電体共振器の電磁界分布
は、ほぼ同じである。図2及び図3に示すように、λ/
4誘電体共振器の容積はλ/2誘電体共振器の半分であ
る。その結果、λ/4誘電体共振器の総エネルギ量もλ
/2誘電体共振器の半分となる。それにもかかわらず、
エネルギ損失がλ/2誘電体共振器の約50%に減少す
るため、λ/4誘電体共振器の無負荷Q値は、λ/2誘
電体共振器の場合の半分となる。即ち、λ/4誘電体共
振器は、共振周波数及び無負荷Q値を変えることなく、
寸法を大幅に小型化することができる。
【0018】公知文献(1)によるデュアルモード誘電
体共振器を用いて2GHzのフィルタを形成すると、フ
ィルタの寸法は8.5mm×8.5mm×1.0mmと
なる。しかしながら、寸法が3.0mm×4.25mm
×1.0mmであり無負荷Q値が約240である上述し
た特許出願によるλ/4誘電体共振器を2つ用いて2段
バンドパスフィルタを構成すると、フィルタの寸法は、
3.0mm×9.0mm×1.0mmとなる。即ち、本
発明によるフィルタの容積は、従来のものに比して1/
3となる。しかも、本発明のフィルタの性能は、十分に
良好なものである。
体共振器を用いて2GHzのフィルタを形成すると、フ
ィルタの寸法は8.5mm×8.5mm×1.0mmと
なる。しかしながら、寸法が3.0mm×4.25mm
×1.0mmであり無負荷Q値が約240である上述し
た特許出願によるλ/4誘電体共振器を2つ用いて2段
バンドパスフィルタを構成すると、フィルタの寸法は、
3.0mm×9.0mm×1.0mmとなる。即ち、本
発明によるフィルタの容積は、従来のものに比して1/
3となる。しかも、本発明のフィルタの性能は、十分に
良好なものである。
【0019】なお、λ/4導波管共振器を用いた2段及
び多段フィルタについては、前述した文献(2)に記載
されているように、小西氏によって研究がなされてい
る。このフィルタは、TEモード誘電体導波管共振器型
フィルタであり、直接結合のキャビティフィルタに比し
ては、その性能、寸法及び容積の点で優れている。
び多段フィルタについては、前述した文献(2)に記載
されているように、小西氏によって研究がなされてい
る。このフィルタは、TEモード誘電体導波管共振器型
フィルタであり、直接結合のキャビティフィルタに比し
ては、その性能、寸法及び容積の点で優れている。
【0020】しかしながら、最近の移動端末は、小型か
つ軽量の携帯端末とするべく、非常に小型化されかつよ
り高性能のフィルタを要求していることから、本発明で
は、TEMモードλ/4誘電体共振器を用いて2段バン
ドパスフィルタを形成しているのである。TEMモード
共振器は、TEモード共振器の共振周波数がその長さ及
び厚さに依存して変化してしまうのに対して、その共振
周波数が共振器の高さにほぼ無関係である点でTEモー
ド共振器より優れている。従って、特定の共振周波数に
ついて、共振器の厚さを無負荷Q値の関数として最適化
することができる。この方法により、従来技術のものよ
りもさらに小型化かつ高性能化されたバンドパスフィル
タを提供できるのである。
つ軽量の携帯端末とするべく、非常に小型化されかつよ
り高性能のフィルタを要求していることから、本発明で
は、TEMモードλ/4誘電体共振器を用いて2段バン
ドパスフィルタを形成しているのである。TEMモード
共振器は、TEモード共振器の共振周波数がその長さ及
び厚さに依存して変化してしまうのに対して、その共振
周波数が共振器の高さにほぼ無関係である点でTEモー
ド共振器より優れている。従って、特定の共振周波数に
ついて、共振器の厚さを無負荷Q値の関数として最適化
することができる。この方法により、従来技術のものよ
りもさらに小型化かつ高性能化されたバンドパスフィル
タを提供できるのである。
【0021】第1及び第2の誘電体共振器が、同一の誘
電体材料から構成されていることが好ましい。これら第
1及び第2の誘電体共振器が、高誘電率のセラミック誘
電体材料で構成されているがより好ましい。エバネセン
トなモードの導波管結合部も、第1及び第2の誘電体共
振器と同じ誘電体材料を用いていることがより好まし
い。
電体材料から構成されていることが好ましい。これら第
1及び第2の誘電体共振器が、高誘電率のセラミック誘
電体材料で構成されているがより好ましい。エバネセン
トなモードの導波管結合部も、第1及び第2の誘電体共
振器と同じ誘電体材料を用いていることがより好まし
い。
【0022】第1及び第2の誘電体共振器が、ほぼ同一
の寸法を有していることが好ましい。
の寸法を有していることが好ましい。
【0023】エバネセントなモードの導波管結合部が、
第1及び第2の誘電体共振器の各々の長さ及び断面より
短い長さ及び小さい断面を有していることが好ましい。
このエバネセントなモードの導波管結合部が、矩形の断
面を有していることが好ましい。
第1及び第2の誘電体共振器の各々の長さ及び断面より
短い長さ及び小さい断面を有していることが好ましい。
このエバネセントなモードの導波管結合部が、矩形の断
面を有していることが好ましい。
【0024】第1及び第2の誘電体共振器の各々の下平
面の第2の金属層が、接地面として用いられることが好
ましい。この接地面が、第1及び第2の誘電体共振器の
各々の開放面である2つの側面に延長されていることが
好ましい。
面の第2の金属層が、接地面として用いられることが好
ましい。この接地面が、第1及び第2の誘電体共振器の
各々の開放面である2つの側面に延長されていることが
好ましい。
【0025】第1及び第2の誘電体共振器の各々の短絡
面に対向する側面か、直交する1つの側面に電気的入出
力ポートが設けられていることが好ましい。この電気的
入出力ポートは、矩形、正方形、台形又は円形の金属パ
ターンを設けることにより形成されている。
面に対向する側面か、直交する1つの側面に電気的入出
力ポートが設けられていることが好ましい。この電気的
入出力ポートは、矩形、正方形、台形又は円形の金属パ
ターンを設けることにより形成されている。
【0026】金属パターンが、上平面の第1の金属層及
び下平面の第2の金属層から離隔していることが好まし
い。
び下平面の第2の金属層から離隔していることが好まし
い。
【0027】第1及び第2の誘電体共振器の少なくとも
一方の上平面の第1の金属層に、周波数調整用の狭いス
リットが設けられていることが好ましい。このスリット
が励振方向とは異なる方向に沿って設けられていること
がより好ましい。
一方の上平面の第1の金属層に、周波数調整用の狭いス
リットが設けられていることが好ましい。このスリット
が励振方向とは異なる方向に沿って設けられていること
がより好ましい。
【0028】
【発明の実施の形態】図4は、本発明の一実施形態とし
て、2つの誘電体共振器を有する高周波誘電体共振器型
バンドパスフィルタの構成を概略的に示している。
て、2つの誘電体共振器を有する高周波誘電体共振器型
バンドパスフィルタの構成を概略的に示している。
【0029】同図において、40は第1のλ/4誘電体
共振器、41は第2のλ/4誘電体共振器をそれぞれ示
している。これら2つのλ/4誘電体共振器40及び4
1は、エバネセントなモードの誘電体導波管(遮断導波
管)42を介して互いに接続されている。
共振器、41は第2のλ/4誘電体共振器をそれぞれ示
している。これら2つのλ/4誘電体共振器40及び4
1は、エバネセントなモードの誘電体導波管(遮断導波
管)42を介して互いに接続されている。
【0030】図5は、λ/4誘電体共振器40及び41
の各々の構成を概略的に示す斜視図である。
の各々の構成を概略的に示す斜視図である。
【0031】同図において、400(410)は矩形の
平面形状を有する誘電体ブロック、401(411)は
誘電体ブロック400(410)の上面上にコーティン
グされた金属層、402(412)は誘電体ブロック4
00(410)の下面上にコーティングされた金属層を
それぞれ示している。下面の金属層402(412)は
接地されている。1つの側面の金属層403(413)
は、λ/2共振器の完全な電気導体(PEC)に相当
し、上面の金属層401(411)と下面の金属層40
2(412)とを短絡しており、他の3つの側面は開放
面となっている。誘電体ブロック400(410)の、
金属層403(413)でコーティングされた側面と対
向する側面には、矩形の金属パターンからなり、共振器
にキャパシティブな励振を与えるための励振電極404
(414)が形成されている。なお、接地されている下
面の金属層402(412)の一部には、励振電極40
4(414)と金属層402(412)とを離隔するた
めの切り欠き402a(412a)が設けられている。
平面形状を有する誘電体ブロック、401(411)は
誘電体ブロック400(410)の上面上にコーティン
グされた金属層、402(412)は誘電体ブロック4
00(410)の下面上にコーティングされた金属層を
それぞれ示している。下面の金属層402(412)は
接地されている。1つの側面の金属層403(413)
は、λ/2共振器の完全な電気導体(PEC)に相当
し、上面の金属層401(411)と下面の金属層40
2(412)とを短絡しており、他の3つの側面は開放
面となっている。誘電体ブロック400(410)の、
金属層403(413)でコーティングされた側面と対
向する側面には、矩形の金属パターンからなり、共振器
にキャパシティブな励振を与えるための励振電極404
(414)が形成されている。なお、接地されている下
面の金属層402(412)の一部には、励振電極40
4(414)と金属層402(412)とを離隔するた
めの切り欠き402a(412a)が設けられている。
【0032】エバネセントなモードの誘電体導波管42
は、このような2つのλ/4誘電体共振器40及び41
の短絡面間に接続されている。このエバネセントなモー
ドの誘電体導波管42は、この接続面を除いた全面に金
属層421がコーティングされている。
は、このような2つのλ/4誘電体共振器40及び41
の短絡面間に接続されている。このエバネセントなモー
ドの誘電体導波管42は、この接続面を除いた全面に金
属層421がコーティングされている。
【0033】前述したように、誘電体ブロック400及
び410の下面に形成された金属層402及び412は
接地されている。これら金属層402及び412は、は
んだ付けによる接地を容易にするため、誘電体ブロック
400及び410の互いに対向する側面の一部まで延長
する延長部402b、402c、412b及び412c
を有している。
び410の下面に形成された金属層402及び412は
接地されている。これら金属層402及び412は、は
んだ付けによる接地を容易にするため、誘電体ブロック
400及び410の互いに対向する側面の一部まで延長
する延長部402b、402c、412b及び412c
を有している。
【0034】本実施形態において、励振電極404及び
414は、フィルタの互いに正反対の側面上にそれぞれ
形成されている。なお、誘電体ブロック400及び41
0並びに誘電体導波管42はεr=93という比較的高
い比誘電率の誘電体材料で形成されており、金属層40
1、411、402、412及び421並びに励振電極
404及び414は銀で形成されている。
414は、フィルタの互いに正反対の側面上にそれぞれ
形成されている。なお、誘電体ブロック400及び41
0並びに誘電体導波管42はεr=93という比較的高
い比誘電率の誘電体材料で形成されており、金属層40
1、411、402、412及び421並びに励振電極
404及び414は銀で形成されている。
【0035】TEMモードλ/4誘電体共振器を用いる
ことが本発明の最も重要な部分である。これによりフィ
ルタの容積の本質的な低減が可能となるからである。
ことが本発明の最も重要な部分である。これによりフィ
ルタの容積の本質的な低減が可能となるからである。
【0036】しかも、高い誘電率の誘電体材料を用いる
ことにより、本実施形態におけるλ/4誘電体共振器の
厚さは、文献(1)に記載されているように1mmに最
適化することができ、最新の技術革新に容易に対応でき
る厚さ1mmのフィルタを形成することに成功したので
ある。
ことにより、本実施形態におけるλ/4誘電体共振器の
厚さは、文献(1)に記載されているように1mmに最
適化することができ、最新の技術革新に容易に対応でき
る厚さ1mmのフィルタを形成することに成功したので
ある。
【0037】共振器の性能又は質を評価するための数値
はQ値である。無負荷Q値Q0は以下のように定義され
る。
はQ値である。無負荷Q値Q0は以下のように定義され
る。
【0038】Q0=ω0×(共振回路に蓄えられたエネ
ルギ)/(共振回路での電力損失) ただし、ω0は共振角周波数である。
ルギ)/(共振回路での電力損失) ただし、ω0は共振角周波数である。
【0039】図2に示すλ/2誘電体共振器は、3つの
損失係数を有している。それらは、金属コーティングに
よる導体損、誘電体材料による誘電体損、誘電体材料が
空気に開放されていることによる輻射損である。
損失係数を有している。それらは、金属コーティングに
よる導体損、誘電体材料による誘電体損、誘電体材料が
空気に開放されていることによる輻射損である。
【0040】λ/2誘電体共振器の無負荷Q値Q0は以
下の式を用いて算出できる。
下の式を用いて算出できる。
【0041】
1/Q0=1/Qc+1/Qd+1/Qr
ここで、Qcは導体損に基づくQ値、Qdは誘電体損に
基づくQ値、Qrは輻射損に基づくQ値である。
基づくQ値、Qrは輻射損に基づくQ値である。
【0042】Q値が損失に反比例するので、このQ値が
大きければ大きいほど電力損失が小さくなる。
大きければ大きいほど電力損失が小さくなる。
【0043】誘電体損に基づくQ値Qd×共振周波数
(GHz)=A(定数)である。ただし、Aは誘電体材
料の損失係数であり、ある範囲の周波数帯域において周
波数に依存しない。2GHz〜10GHzの周波数帯域
においてかつ比誘電率がεr=93の誘電体材料におい
て、本出願人の測定によれば、A=7500(GHz)
である。
(GHz)=A(定数)である。ただし、Aは誘電体材
料の損失係数であり、ある範囲の周波数帯域において周
波数に依存しない。2GHz〜10GHzの周波数帯域
においてかつ比誘電率がεr=93の誘電体材料におい
て、本出願人の測定によれば、A=7500(GHz)
である。
【0044】λ/4共振器の共振周波数がλ/2誘電体
共振器の共振周波数よりもやや低いので、誘電体損に基
づくQ値Qdはやや大きくなる。
共振器の共振周波数よりもやや低いので、誘電体損に基
づくQ値Qdはやや大きくなる。
【0045】図3及び図2からも明らかのように、λ/
4誘電体共振器は、その開放面の面積がλ/2誘電体共
振器の場合の半分であるため、輻射損も半分となる。
4誘電体共振器は、その開放面の面積がλ/2誘電体共
振器の場合の半分であるため、輻射損も半分となる。
【0046】λ/4誘電体共振器では、さらに、金属で
コーティングされている部分(完全な電気導体の平面を
除く)の面積も半分となるので、導体損も半分となる。
コーティングされている部分(完全な電気導体の平面を
除く)の面積も半分となるので、導体損も半分となる。
【0047】λ/4誘電体共振器における付加的な損失
源は、完全な電気導体平面のみである。しかしながら、
この平面は小さく、かつ誘電体損によって一部補償され
る。
源は、完全な電気導体平面のみである。しかしながら、
この平面は小さく、かつ誘電体損によって一部補償され
る。
【0048】λ/4誘電体共振器の容積がλ/2誘電体
共振器の場合の半分でありかつ全体の損失係数がほぼ半
分であるため、無負荷Q値は、λ/4誘電体共振器及び
λ/2誘電体共振器の両方においてほぼ等しい。
共振器の場合の半分でありかつ全体の損失係数がほぼ半
分であるため、無負荷Q値は、λ/4誘電体共振器及び
λ/2誘電体共振器の両方においてほぼ等しい。
【0049】8.5mm×8.5mm×1.0mmのλ
/2誘電体共振器の実験的に得られた無負荷Q値は26
0であり、8.5mm×4.25mm×1.0mmのλ
/4誘電体共振器の場合は250である。この劣化の原
因は、短絡面における導体損によるものである。
/2誘電体共振器の実験的に得られた無負荷Q値は26
0であり、8.5mm×4.25mm×1.0mmのλ
/4誘電体共振器の場合は250である。この劣化の原
因は、短絡面における導体損によるものである。
【0050】以上述べたように、λ/4誘電体共振器の
容積がλ/2誘電体共振器の場合の半分であるが、共振
器の2つの重要なパラメータである無負荷Q値はほぼ同
じであるということができる。また、共振周波数もほぼ
同じである。
容積がλ/2誘電体共振器の場合の半分であるが、共振
器の2つの重要なパラメータである無負荷Q値はほぼ同
じであるということができる。また、共振周波数もほぼ
同じである。
【0051】λ/4誘電体共振器の最も低いモード(T
EMモード)における共振周波数は、共振器の長さに完
全に依存し(w<λg/2、ただしλgは管内波長)、
その幅には依存しない。1.945GHzの共振周波数
の場合、λ/4誘電体共振器の長さは4.25mmであ
り、これは一定である。本実施形態におけるλ/4誘電
体共振器の厚さは、文献(1)に記載されているように
1mmに最適化されている。
EMモード)における共振周波数は、共振器の長さに完
全に依存し(w<λg/2、ただしλgは管内波長)、
その幅には依存しない。1.945GHzの共振周波数
の場合、λ/4誘電体共振器の長さは4.25mmであ
り、これは一定である。本実施形態におけるλ/4誘電
体共振器の厚さは、文献(1)に記載されているように
1mmに最適化されている。
【0052】従って、λ/4誘電体共振器の寸法を最適
化するための残された1つのパラメータは、この共振器
の幅wである。
化するための残された1つのパラメータは、この共振器
の幅wである。
【0053】図6は、λ/4誘電体共振器の幅wに対す
る無負荷Q値Q0の特性図である。
る無負荷Q値Q0の特性図である。
【0054】同図より、無負荷Q値は、w=3.0mm
まで急激に増大し、その後はほぼ一定値となっているこ
とが分かる。従って、w=3.0mm、即ち、3.0m
m×4.25mm×1.0mmが、無負荷Q値Q0≒2
40を有するλ/4TEMモード誘電体共振器の最適化
寸法となる。w>3.0mmの場合、共振器の内部エネ
ルギがこの共振器の損失にほぼ比例して無負荷Q値は増
大しない。
まで急激に増大し、その後はほぼ一定値となっているこ
とが分かる。従って、w=3.0mm、即ち、3.0m
m×4.25mm×1.0mmが、無負荷Q値Q0≒2
40を有するλ/4TEMモード誘電体共振器の最適化
寸法となる。w>3.0mmの場合、共振器の内部エネ
ルギがこの共振器の損失にほぼ比例して無負荷Q値は増
大しない。
【0055】共振器の幅の減少によって電気導体(PE
C)の面積が減少し、付加される磁界リーケージが減少
する。よって直列インダクタが減少して共振周波数が上
昇する。
C)の面積が減少し、付加される磁界リーケージが減少
する。よって直列インダクタが減少して共振周波数が上
昇する。
【0056】実験結果より、λ/4誘電体共振器の幅が
w=8.5mmから3.0mmまで減少した場合(共振
器の長さ及び厚さはそれぞれ4.25mm及び1mmに
維持)、TEMモードの共振周波数は1.945GHz
から2.133GHzに上昇した。
w=8.5mmから3.0mmまで減少した場合(共振
器の長さ及び厚さはそれぞれ4.25mm及び1mmに
維持)、TEMモードの共振周波数は1.945GHz
から2.133GHzに上昇した。
【0057】2つのλ/4誘電体共振器40及び41間
の結合の強さは、これら誘電体共振器と同じ誘電体材料
からなるエバネセントなモードの導波管(EW)42の
寸法を変えることによって制御可能である。
の結合の強さは、これら誘電体共振器と同じ誘電体材料
からなるエバネセントなモードの導波管(EW)42の
寸法を変えることによって制御可能である。
【0058】図7は、EW42の長さlの変化に対する
結合係数を表す特性図であり、図8は、EW42の幅w
の変化に対する結合係数を表す特性図である。図7よ
り、EW42の幅wが一定の場合、その長さlが長くな
るにつれて結合係数が直線的に減少することが分かる。
これに対して、EW42の長さlを一定とし、その幅w
を増大させると、図8に示すように、結合係数は曲線的
に増大する。従って、EW42の長さl及び/又は幅w
を適切に設定することにより所望の結合係数を得ること
が可能となる。
結合係数を表す特性図であり、図8は、EW42の幅w
の変化に対する結合係数を表す特性図である。図7よ
り、EW42の幅wが一定の場合、その長さlが長くな
るにつれて結合係数が直線的に減少することが分かる。
これに対して、EW42の長さlを一定とし、その幅w
を増大させると、図8に示すように、結合係数は曲線的
に増大する。従って、EW42の長さl及び/又は幅w
を適切に設定することにより所望の結合係数を得ること
が可能となる。
【0059】図9は、本実施形態におけるバンドパスフ
ィルタの等価回路を示している。
ィルタの等価回路を示している。
【0060】2つのλ/4誘電体共振器40及び41間
に生じている、H波のエバネセント導波管はインダクテ
ィブ結合を形成する。図9では、2つのλ/4誘電体共
振器40及び41が2つのL−C並列回路90及び91
でそれぞれ表されている。Gは損失係数によるものであ
る。電気的入出力ポートは2つのキャパシタCeで表さ
れている。EW42は、2つの誘電体共振器40及び4
1間に直列の結合インダクタンスL12を与え、さら
に、電気的概略図において接地されている1対のシャン
トインダクタンスL11を与える。
に生じている、H波のエバネセント導波管はインダクテ
ィブ結合を形成する。図9では、2つのλ/4誘電体共
振器40及び41が2つのL−C並列回路90及び91
でそれぞれ表されている。Gは損失係数によるものであ
る。電気的入出力ポートは2つのキャパシタCeで表さ
れている。EW42は、2つの誘電体共振器40及び4
1間に直列の結合インダクタンスL12を与え、さら
に、電気的概略図において接地されている1対のシャン
トインダクタンスL11を与える。
【0061】2つのλ/4誘電体共振器40及び41
は、同一の共振周波数を有するために同じ寸法であるべ
きである。2つの共振周波数間にわずかな相違が存在す
る場合、これは共振器の上平面に非常に狭いスリット4
3を設けることによって調整可能である。このスリット
43は、励振方向に垂直となるように設けられる。
は、同一の共振周波数を有するために同じ寸法であるべ
きである。2つの共振周波数間にわずかな相違が存在す
る場合、これは共振器の上平面に非常に狭いスリット4
3を設けることによって調整可能である。このスリット
43は、励振方向に垂直となるように設けられる。
【0062】なお、この周波数調整用スリットは、誘電
体共振器40及び41の両方に設けられていても良い
し、本実施形態のようにどちらか一方のみに設けられて
いても良い。また、上面の金属層上の中央部及び縁端部
を含むどの位置にあっても良いし、また、その伸長方向
は励振方向と異なる方向であればどの方向であっても良
い。さらに、スリットの数は1つに限定されるものでは
なく複数であっても良い。
体共振器40及び41の両方に設けられていても良い
し、本実施形態のようにどちらか一方のみに設けられて
いても良い。また、上面の金属層上の中央部及び縁端部
を含むどの位置にあっても良いし、また、その伸長方向
は励振方向と異なる方向であればどの方向であっても良
い。さらに、スリットの数は1つに限定されるものでは
なく複数であっても良い。
【0063】2段TEMモードバンドパスフィルタを構
築しその性能を測定することによって、前述した概念は
実験的に確認されている。
築しその性能を測定することによって、前述した概念は
実験的に確認されている。
【0064】図10は、このバンドパスフィルタにおけ
る反射損失及び通過損失の周波数特性を実際に測定した
特性図である。同図より、このフィルタが、広帯域CD
MAに利用できる高性能かつ低損失のバンドパスフィル
タであることが分かる。
る反射損失及び通過損失の周波数特性を実際に測定した
特性図である。同図より、このフィルタが、広帯域CD
MAに利用できる高性能かつ低損失のバンドパスフィル
タであることが分かる。
【0065】図11は、このバンドパスフィルタにおけ
るスプリアス性能を知るべく反射損失及び通過損失のよ
り広帯域の周波数特性を実際に測定した特性図である。
同図より、TEMモードを用いたこのフィルタの特性が
スプリアス応答の影響を全く受けないことは明らかであ
る。この実験では、エバネセントなモードの導波管42
の寸法は、幅をw=0.75mm、長さをl=0.5m
mとした。
るスプリアス性能を知るべく反射損失及び通過損失のよ
り広帯域の周波数特性を実際に測定した特性図である。
同図より、TEMモードを用いたこのフィルタの特性が
スプリアス応答の影響を全く受けないことは明らかであ
る。この実験では、エバネセントなモードの導波管42
の寸法は、幅をw=0.75mm、長さをl=0.5m
mとした。
【0066】本実施形態における非常に薄い誘電体フィ
ルタは、従来の誘電体導波管型フィルタに置き換えて、
その性能を良好に維持しつつ寸法の大幅な小型化を図る
ことができる。このTEMモード誘電体共振器フィルタ
は、広帯域CDMAシステムの移動端末及び信号処理が
必要な他の種々の用途に適用できる能力を有している。
ルタは、従来の誘電体導波管型フィルタに置き換えて、
その性能を良好に維持しつつ寸法の大幅な小型化を図る
ことができる。このTEMモード誘電体共振器フィルタ
は、広帯域CDMAシステムの移動端末及び信号処理が
必要な他の種々の用途に適用できる能力を有している。
【0067】図12は、本発明の他の実施形態として、
2つの誘電体共振器を有する高周波誘電体共振器型バン
ドパスフィルタの構成を概略的に示している。
2つの誘電体共振器を有する高周波誘電体共振器型バン
ドパスフィルタの構成を概略的に示している。
【0068】同図において、120は第1のλ/4誘電
体共振器、121は第2のλ/4誘電体共振器をそれぞ
れ示している。これら2つのλ/4誘電体共振器120
及び121は、エバネセントなモードの誘電体導波管
(遮断導波管)122を介して互いに接続されている。
体共振器、121は第2のλ/4誘電体共振器をそれぞ
れ示している。これら2つのλ/4誘電体共振器120
及び121は、エバネセントなモードの誘電体導波管
(遮断導波管)122を介して互いに接続されている。
【0069】本実施形態においては、λ/4誘電体共振
器120の励振電極1204及びλ/4誘電体共振器1
21の励振電極(図示なし)が短絡面と直交する1つの
側面に形成されている点が図4の実施形態の場合と異な
っている。特に本実施形態では、λ/4誘電体共振器1
20及び121の各々の励振電極が、短絡面から各共振
器方向を見て左側の側面にそれぞれ形成されている。
器120の励振電極1204及びλ/4誘電体共振器1
21の励振電極(図示なし)が短絡面と直交する1つの
側面に形成されている点が図4の実施形態の場合と異な
っている。特に本実施形態では、λ/4誘電体共振器1
20及び121の各々の励振電極が、短絡面から各共振
器方向を見て左側の側面にそれぞれ形成されている。
【0070】本実施形態のその他の構成、及び作用効果
は図4の実施形態の場合と全く同様である。
は図4の実施形態の場合と全く同様である。
【0071】図13は、本発明のさらに他の実施形態と
して、2つの誘電体共振器を有する高周波誘電体共振器
型バンドパスフィルタの構成を概略的に示している。
して、2つの誘電体共振器を有する高周波誘電体共振器
型バンドパスフィルタの構成を概略的に示している。
【0072】同図において、130は第1のλ/4誘電
体共振器、131は第2のλ/4誘電体共振器をそれぞ
れ示している。これら2つのλ/4誘電体共振器130
及び131は、エバネセントなモードの誘電体導波管
(遮断導波管)132を介して互いに接続されている。
体共振器、131は第2のλ/4誘電体共振器をそれぞ
れ示している。これら2つのλ/4誘電体共振器130
及び131は、エバネセントなモードの誘電体導波管
(遮断導波管)132を介して互いに接続されている。
【0073】本実施形態においては、λ/4誘電体共振
器130の励振電極(図示なし)及びλ/4誘電体共振
器131の励振電極1314が短絡面と直交する1つの
側面に形成されている点が図4の実施形態の場合と異な
っている。特に本実施形態では、λ/4誘電体共振器1
30及び131の各々の励振電極が、短絡面から各共振
器方向を見て右側の側面にそれぞれ形成されている。
器130の励振電極(図示なし)及びλ/4誘電体共振
器131の励振電極1314が短絡面と直交する1つの
側面に形成されている点が図4の実施形態の場合と異な
っている。特に本実施形態では、λ/4誘電体共振器1
30及び131の各々の励振電極が、短絡面から各共振
器方向を見て右側の側面にそれぞれ形成されている。
【0074】本実施形態のその他の構成、及び作用効果
は図4の実施形態の場合と全く同様である。
は図4の実施形態の場合と全く同様である。
【0075】図14は、本発明のまたさらに他の実施形
態として、2つの誘電体共振器を有する高周波誘電体共
振器型バンドパスフィルタの構成を概略的に示してい
る。
態として、2つの誘電体共振器を有する高周波誘電体共
振器型バンドパスフィルタの構成を概略的に示してい
る。
【0076】同図において、140は第1のλ/4誘電
体共振器、141は第2のλ/4誘電体共振器をそれぞ
れ示している。これら2つのλ/4誘電体共振器140
及び141は、エバネセントなモードの誘電体導波管
(遮断導波管)142を介して互いに接続されている。
体共振器、141は第2のλ/4誘電体共振器をそれぞ
れ示している。これら2つのλ/4誘電体共振器140
及び141は、エバネセントなモードの誘電体導波管
(遮断導波管)142を介して互いに接続されている。
【0077】本実施形態においては、λ/4誘電体共振
器140の励振電極1404及びλ/4誘電体共振器1
41の励振電極1414が短絡面と直交する1つの側面
に形成されている点が図4の実施形態の場合と異なって
いる。特に本実施形態では、λ/4誘電体共振器140
の励振電極1404が短絡面からその共振器方向を見て
左側の側面に、λ/4誘電体共振器141の励振電極が
短絡面からその共振器方向を見て右側の側面にそれぞれ
形成されている。
器140の励振電極1404及びλ/4誘電体共振器1
41の励振電極1414が短絡面と直交する1つの側面
に形成されている点が図4の実施形態の場合と異なって
いる。特に本実施形態では、λ/4誘電体共振器140
の励振電極1404が短絡面からその共振器方向を見て
左側の側面に、λ/4誘電体共振器141の励振電極が
短絡面からその共振器方向を見て右側の側面にそれぞれ
形成されている。
【0078】本実施形態のその他の構成、及び作用効果
は図4の実施形態の場合と全く同様である。
は図4の実施形態の場合と全く同様である。
【0079】上述した各実施形態における誘電体ブロッ
ク、エバネセントなモードの導波管及び金属層の構成材
料は単なる一例であり、これに限定されるものでないこ
とは明らかである。また、励振電極の形状も、矩形に限
定されるものではなく、いかなるパターン形状であって
もよいことも明らかである。
ク、エバネセントなモードの導波管及び金属層の構成材
料は単なる一例であり、これに限定されるものでないこ
とは明らかである。また、励振電極の形状も、矩形に限
定されるものではなく、いかなるパターン形状であって
もよいことも明らかである。
【0080】以上述べた実施形態は全て本発明を例示的
に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明
は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することがで
きる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均
等範囲によってのみ規定されるものである。
に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明
は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することがで
きる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均
等範囲によってのみ規定されるものである。
【0081】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、TEMモードλ/4誘電体共振器を用いて2段バン
ドパスフィルタを形成しているため、さらに小型化かつ
高性能化されたバンドパスフィルタを提供できる。
ば、TEMモードλ/4誘電体共振器を用いて2段バン
ドパスフィルタを形成しているため、さらに小型化かつ
高性能化されたバンドパスフィルタを提供できる。
【図1】公知文献に記載されたディスク共振器に関して
その厚さと無負荷Q値との関係を理論的及び実験的に確
認した結果を示す特性図である。
その厚さと無負荷Q値との関係を理論的及び実験的に確
認した結果を示す特性図である。
【図2】一般的なλ/2誘電体共振器の構成を示す斜視
図である。
図である。
【図3】本発明のバンドパスフィルタに用いられるλ/
4誘電体共振器の基本的構成を示す斜視図である。
4誘電体共振器の基本的構成を示す斜視図である。
【図4】本発明の一実施形態として、2つの誘電体共振
器を有する高周波誘電体共振器型バンドパスフィルタの
構成を概略的に示している。
器を有する高周波誘電体共振器型バンドパスフィルタの
構成を概略的に示している。
【図5】図4の実施形態におけるλ/4誘電体共振器の
構成を概略的に示す斜視図である。
構成を概略的に示す斜視図である。
【図6】共振器の幅wに対する無負荷Q値Q0の特性図
である。
である。
【図7】エバネセントなモードの導波管の長さlに対す
る結合係数の変化を表す特性図である。
る結合係数の変化を表す特性図である。
【図8】エバネセントなモードの導波管の幅wに対する
結合係数の変化を表す特性図である。
結合係数の変化を表す特性図である。
【図9】本実施形態におけるバンドパスフィルタの等価
回路を示す回路図である。
回路を示す回路図である。
【図10】本実施形態におけるバンドパスフィルタの反
射損失及び通過損失の周波数特性を実際に測定した特性
図である。
射損失及び通過損失の周波数特性を実際に測定した特性
図である。
【図11】本実施形態におけるバンドパスフィルタのス
プリアス性能を知るべく反射損失及び通過損失のより広
帯域の周波数特性を実際に測定した特性図である。
プリアス性能を知るべく反射損失及び通過損失のより広
帯域の周波数特性を実際に測定した特性図である。
【図12】本発明の他の実施形態として、2つの誘電体
共振器を有する高周波誘電体共振器型バンドパスフィル
タの構成を概略的に示している。
共振器を有する高周波誘電体共振器型バンドパスフィル
タの構成を概略的に示している。
【図13】本発明のさらに他の実施形態として、2つの
誘電体共振器を有する高周波誘電体共振器型バンドパス
フィルタの構成を概略的に示している。
誘電体共振器を有する高周波誘電体共振器型バンドパス
フィルタの構成を概略的に示している。
【図14】本発明のまたさらに他の実施形態として、2
つの誘電体共振器を有する高周波誘電体共振器型バンド
パスフィルタの構成を概略的に示している。
つの誘電体共振器を有する高周波誘電体共振器型バンド
パスフィルタの構成を概略的に示している。
20、30、400、410 誘電体ブロック
21、22、31、32、34、401、402、40
3、411、412、413、421 金属層 23、33 電界 24 対称面 35 電流 40、41、120、121、130、131、14
0、141 λ/4誘電体共振器 42、122、132、142 エバネセントなモード
の誘電体導波管 402a、412a 切り欠き 402b、402c、412b、412c 延長部 404、414、1204、1314、1404、14
14 励振電極
3、411、412、413、421 金属層 23、33 電界 24 対称面 35 電流 40、41、120、121、130、131、14
0、141 λ/4誘電体共振器 42、122、132、142 エバネセントなモード
の誘電体導波管 402a、412a 切り欠き 402b、402c、412b、412c 延長部 404、414、1204、1314、1404、14
14 励振電極
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(56)参考文献 特開 昭53−99848(JP,A)
特開 昭63−232602(JP,A)
特開 平7−297604(JP,A)
特開 平7−288404(JP,A)
特開 平9−246808(JP,A)
特開 平6−204706(JP,A)
特開 平5−211403(JP,A)
実開 昭56−165401(JP,U)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H01P 1/20 - 1/219
H01P 7/00 - 7/10
Claims (15)
- 【請求項1】 各々が、上平面、下平面及び4つの側面
を有する誘電体ブロックを含んでいる第1及び第2の誘
電体共振器と、エバネセントなモードの導波管結合部と
を備えており、 前記第1及び第2の誘電体共振器の各々は、前記上平面
及び前記下平面にそれぞれコーティングされた第1及び
第2の金属層と、前記4つの側面のうちの1つの側面に
コーティングされた第3の金属層とを有し、該第3の金
属層をコーティングした側面を短絡面、前記4つの側面
のうちの残りの3つの側面を開放面とすることによりλ
/4誘電体共振器として動作しかつ電磁界の独立したT
EMモードを維持するように構成されており、 前記エバネセントなモードの導波管結合部は、前記第1
及び第2の誘電体共振器の前記短絡面を互いに接続して
該第1及び第2の誘電体共振器のTEMモードの結合を
提供しており、該第1及び第2の誘電体共振器の各々の
共振周波数より高い遮断周波数を有するエバネセントな
モードで動作するように構成されていることを特徴とす
るTEMモード誘電体共振器を用いたバンドパスフィル
タ。 - 【請求項2】 前記第1及び第2の誘電体共振器が、同
一の誘電体材料から構成されていることを特徴とする請
求項1に記載のバンドパスフィルタ。 - 【請求項3】 前記第1及び第2の誘電体共振器が、高
誘電率のセラミック誘電体材料で構成されていることを
特徴とする請求項1又は2に記載のバンドパスフィル
タ。 - 【請求項4】 前記第1及び第2の誘電体共振器が、ほ
ぼ同一の寸法を有していることを特徴とする請求項1か
ら3のいずれか1項に記載のバンドパスフィルタ。 - 【請求項5】 前記エバネセントなモードの導波管結合
部が、前記第1及び第2の誘電体共振器の各々の長さ及
び断面より短い長さ及び小さい断面を有していることを
特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のバン
ドパスフィルタ。 - 【請求項6】 前記エバネセントなモードの導波管結合
部が、矩形の断面を有していることを特徴とする請求項
1から5のいずれか1項に記載のバンドパスフィルタ。 - 【請求項7】 前記エバネセントなモードの導波管結合
部が、前記第1及び第2の誘電体共振器と同じ誘電体材
料を用いていることを特徴とする請求項1から6のいず
れか1項に記載のバンドパスフィルタ。 - 【請求項8】 前記第1及び第2の誘電体共振器の各々
の前記下平面の前記第2の金属層が、接地面として用い
られることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項
に記載のバンドパスフィルタ。 - 【請求項9】 前記接地面が、前記第1及び第2の誘電
体共振器の各々の開放面である2つの側面に延長されて
いることを特徴とする請求項8に記載のバンドパスフィ
ルタ。 - 【請求項10】 前記第1及び第2の誘電体共振器の各
々の前記短絡面に対向する側面に電気的入出力ポートが
設けられていることを特徴とする請求項1から9のいず
れか1項に記載のバンドパスフィルタ。 - 【請求項11】 前記第1及び第2の誘電体共振器の各
々の前記短絡面と直交する1つの側面に電気的入出力ポ
ートが設けられていることを特徴とする請求項1から9
のいずれか1項に記載のバンドパスフィルタ。 - 【請求項12】 前記電気的入出力ポートが、該側面に
矩形、正方形、台形又は円形の金属パターンを設けるこ
とにより形成されていることを特徴とする請求項10又
は11に記載のバンドパスフィルタ。 - 【請求項13】 前記金属パターンが、前記上平面の前
記第1の金属層及び前記下平面の前記第2の金属層から
離隔していることを特徴とする請求項12に記載のバン
ドパスフィルタ。 - 【請求項14】 前記第1及び第2の誘電体共振器の少
なくとも一方の上平面の前記第1の金属層に、周波数調
整用の狭いスリットが設けられていることを特徴とする
請求項1から13のいずれか1項に記載のバンドパスフ
ィルタ。 - 【請求項15】 前記スリットが励振方向とは異なる方
向に沿って設けられていることを特徴とする請求項14
に記載のバンドパスフィルタ。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP2000012940A JP3460655B2 (ja) | 2000-01-21 | 2000-01-21 | Temモード誘電体共振器を用いたバンドパスフィルタ |
US09/716,204 US6621381B1 (en) | 2000-01-21 | 2000-11-21 | TEM-mode dielectric resonator and bandpass filter using the resonator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000012940A JP3460655B2 (ja) | 2000-01-21 | 2000-01-21 | Temモード誘電体共振器を用いたバンドパスフィルタ |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2001203505A JP2001203505A (ja) | 2001-07-27 |
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Family
ID=18540598
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000012940A Expired - Fee Related JP3460655B2 (ja) | 2000-01-21 | 2000-01-21 | Temモード誘電体共振器を用いたバンドパスフィルタ |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3460655B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104157937A (zh) * | 2014-08-13 | 2014-11-19 | 哈尔滨工业大学 | 一种加载矩形金属体的消失模基片集成波导带通滤波器 |
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JP2003051701A (ja) * | 2001-08-03 | 2003-02-21 | Tdk Corp | バンドパスフィルタ |
KR101754278B1 (ko) | 2016-01-15 | 2017-07-06 | 여선구 | Tem모드 유전체 도파관 공진기 및 이를 이용한 유전체 도파관 필터 |
CN110676545B (zh) * | 2019-08-26 | 2021-01-12 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 一种多枝节滤波器 |
-
2000
- 2000-01-21 JP JP2000012940A patent/JP3460655B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN104157937A (zh) * | 2014-08-13 | 2014-11-19 | 哈尔滨工业大学 | 一种加载矩形金属体的消失模基片集成波导带通滤波器 |
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