JPH10242720A - 誘電体共振器および誘電体フィルタ - Google Patents
誘電体共振器および誘電体フィルタInfo
- Publication number
- JPH10242720A JPH10242720A JP4064697A JP4064697A JPH10242720A JP H10242720 A JPH10242720 A JP H10242720A JP 4064697 A JP4064697 A JP 4064697A JP 4064697 A JP4064697 A JP 4064697A JP H10242720 A JPH10242720 A JP H10242720A
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- Japan
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- dielectric
- electrode
- resonance frequency
- thin film
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電磁界リークを低減させ、またQoの劣化の
少ない誘電体共振器およびそれを用いた誘電体フィルタ
を提供する。 【解決手段】 誘電体板1の表面に電極を形成するとと
もに、電界成分の方向に平行な面に穴6を形成して、共
振周波数を設定する。 【効果】 電界成分に平行な面に電極の開口部が形成さ
れることになるため電磁界リークが小さくなり、また元
々電流密度の小さな領域に電極の無い部分が設けられる
だけであるためQoの劣化が少なくなる。
少ない誘電体共振器およびそれを用いた誘電体フィルタ
を提供する。 【解決手段】 誘電体板1の表面に電極を形成するとと
もに、電界成分の方向に平行な面に穴6を形成して、共
振周波数を設定する。 【効果】 電界成分に平行な面に電極の開口部が形成さ
れることになるため電磁界リークが小さくなり、また元
々電流密度の小さな領域に電極の無い部分が設けられる
だけであるためQoの劣化が少なくなる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は主にマイクロ波帯
やミリ波帯で用いられる誘電体共振器および誘電体フィ
ルタに関する。
やミリ波帯で用いられる誘電体共振器および誘電体フィ
ルタに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、たとえば比較的高電力を扱う
マイクロ波帯の誘電体共振器として、誘電体板または誘
電体柱の表面に電極を形成したTMモードの誘電体共振
器が用いられている。このTMモードの誘電体共振器
は、小型で且つ高い無負荷Q(Qo)が得られるため、
たとえば移動体通信用セルラーシステムの基地局等にお
ける通信機器のフィルタとして用いられる。
マイクロ波帯の誘電体共振器として、誘電体板または誘
電体柱の表面に電極を形成したTMモードの誘電体共振
器が用いられている。このTMモードの誘電体共振器
は、小型で且つ高い無負荷Q(Qo)が得られるため、
たとえば移動体通信用セルラーシステムの基地局等にお
ける通信機器のフィルタとして用いられる。
【0003】このような誘電体板または誘電体柱の表面
に電極を形成したTMモードの誘電体共振器を用いてフ
ィルタ等を構成する場合、他の形式の誘電体共振器を用
いる場合と同様に、単に誘電体板や誘電体柱の比誘電率
および寸法を設計しても、材料定数のばらつきや成形精
度の影響によって、設計通りの共振周波数は得難い。そ
のため、通常共振周波数の微調整が必要となる。また、
誘電体板または誘電体柱の材料定数や寸法のばらつきが
十分に抑えられるとしても、同一の金型を用いて共振周
波数の異なった誘電体共振器を得ようとすれば、その特
性に応じて表面の電極パターンを異ならせることにな
る。
に電極を形成したTMモードの誘電体共振器を用いてフ
ィルタ等を構成する場合、他の形式の誘電体共振器を用
いる場合と同様に、単に誘電体板や誘電体柱の比誘電率
および寸法を設計しても、材料定数のばらつきや成形精
度の影響によって、設計通りの共振周波数は得難い。そ
のため、通常共振周波数の微調整が必要となる。また、
誘電体板または誘電体柱の材料定数や寸法のばらつきが
十分に抑えられるとしても、同一の金型を用いて共振周
波数の異なった誘電体共振器を得ようとすれば、その特
性に応じて表面の電極パターンを異ならせることにな
る。
【0004】そこで、このようなTMモードの誘電体共
振器の共振周波数を調整または設定する方法として、た
とえば図20に示すように、電界成分に垂直な平面部の
電極を部分的に削除する方法が考えられる。すなわち図
20において(A)は電極部分削除前の状態を示す斜視
図であり、誘電体板の外面(六面)に電極を形成するこ
とによって、図中に矢印で示すように、図における上下
の平面部に垂直な方向に電界成分をもつTMモードの誘
電体共振器として作用するが、(B)に示すように、平
面部の電極の電界の集中している部分を削除して電極非
形成部7を設ければ、電界に摂動を与えて共振周波数を
変化させることができる。
振器の共振周波数を調整または設定する方法として、た
とえば図20に示すように、電界成分に垂直な平面部の
電極を部分的に削除する方法が考えられる。すなわち図
20において(A)は電極部分削除前の状態を示す斜視
図であり、誘電体板の外面(六面)に電極を形成するこ
とによって、図中に矢印で示すように、図における上下
の平面部に垂直な方向に電界成分をもつTMモードの誘
電体共振器として作用するが、(B)に示すように、平
面部の電極の電界の集中している部分を削除して電極非
形成部7を設ければ、電界に摂動を与えて共振周波数を
変化させることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
TMモードの誘電体共振器において、電界成分に垂直な
面に電極非形成部を設ければ、その部分に電界エネルギ
が集中しているため電磁界のリークが生じやすく、また
電極を流れる実電流の電流密度が高い部分を削除するこ
とになるため、その近辺での電流密度が上昇し、全体の
導体損が増大し、Qoが劣化することになる。
TMモードの誘電体共振器において、電界成分に垂直な
面に電極非形成部を設ければ、その部分に電界エネルギ
が集中しているため電磁界のリークが生じやすく、また
電極を流れる実電流の電流密度が高い部分を削除するこ
とになるため、その近辺での電流密度が上昇し、全体の
導体損が増大し、Qoが劣化することになる。
【0006】また本願出願人は、誘電体部分と電極膜と
の境界部分での表皮効果による電流密度の増大を回避し
てQoを高めるため、電界成分に垂直な面の電極を、薄
膜電極層と薄膜誘電体層とを交互に積層してなる薄膜多
層電極としたものを特願平08−331316号で出願
しているが、このような薄膜多層電極を設けた誘電体共
振器において、図20に示したように電極の部分削除を
行えば、薄膜電極層同士が層間で短絡するおそれがあ
り、電流密度の低減による低損失動作に支障をきたすこ
とになる。
の境界部分での表皮効果による電流密度の増大を回避し
てQoを高めるため、電界成分に垂直な面の電極を、薄
膜電極層と薄膜誘電体層とを交互に積層してなる薄膜多
層電極としたものを特願平08−331316号で出願
しているが、このような薄膜多層電極を設けた誘電体共
振器において、図20に示したように電極の部分削除を
行えば、薄膜電極層同士が層間で短絡するおそれがあ
り、電流密度の低減による低損失動作に支障をきたすこ
とになる。
【0007】この発明の目的は、上述した電磁界リーク
の問題を解消し、またQoの劣化の少ない誘電体共振器
およびそれを用いた誘電体フィルタを提供することにあ
る。
の問題を解消し、またQoの劣化の少ない誘電体共振器
およびそれを用いた誘電体フィルタを提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、それぞれ多
角形または円形の互いに略平行な2つの平面部と、この
2つの平面部に略垂直な面とを有する誘電体板または誘
電体柱の表面に電極を形成し、前記平面部に垂直な方向
に電界成分をもつ1つまたは2つ以上のモードで共振す
る誘電体共振器において、電磁界リークを抑え、電流密
度の増大を抑え、また薄膜多層電極を形成した場合の層
間短絡の問題を回避しつつ共振周波数を設定するため
に、請求項1に記載のとおり、前記平面部の電極を、薄
膜電極層と薄膜誘電体層とを交互に積層するとともに各
薄膜電極層の周辺部を短絡させてなる薄膜多層電極と
し、前記誘電体板または誘電体柱の前記平面部に略垂直
な面に穴を形成する。この穴によって、誘電体板または
誘電体柱が部分的に比誘電率の低い物質(空気)に置き
換えられることになるので、所定共振モードにおける共
振器の実効的静電容量が減少し、共振周波数が上昇方向
に変化する。これにより所定共振モードの共振周波数が
定められる。または結合モードの共振周波数が上昇方向
に変化し、所定の2つの共振モード間の結合度が定めら
れる。
角形または円形の互いに略平行な2つの平面部と、この
2つの平面部に略垂直な面とを有する誘電体板または誘
電体柱の表面に電極を形成し、前記平面部に垂直な方向
に電界成分をもつ1つまたは2つ以上のモードで共振す
る誘電体共振器において、電磁界リークを抑え、電流密
度の増大を抑え、また薄膜多層電極を形成した場合の層
間短絡の問題を回避しつつ共振周波数を設定するため
に、請求項1に記載のとおり、前記平面部の電極を、薄
膜電極層と薄膜誘電体層とを交互に積層するとともに各
薄膜電極層の周辺部を短絡させてなる薄膜多層電極と
し、前記誘電体板または誘電体柱の前記平面部に略垂直
な面に穴を形成する。この穴によって、誘電体板または
誘電体柱が部分的に比誘電率の低い物質(空気)に置き
換えられることになるので、所定共振モードにおける共
振器の実効的静電容量が減少し、共振周波数が上昇方向
に変化する。これにより所定共振モードの共振周波数が
定められる。または結合モードの共振周波数が上昇方向
に変化し、所定の2つの共振モード間の結合度が定めら
れる。
【0009】また、この発明の誘電体共振器は請求項2
に記載のとおり、前記誘電体板または誘電体柱の前記平
面部に略垂直な面に部分的な電極非形成部を設けて所定
共振モードの共振周波数または所定の2つの共振モード
間の結合度を定める。このように電極非形成部を設ける
ことによって電流経路の面積が小さくなり、共振器の実
効的インダクタンスが増大し、共振周波数は低下方向に
変化する。これにより所定共振モードの共振周波数が定
められる。または結合モードの共振周波数が低下方向に
変化し、所定の2つの共振モード間の結合度が定められ
る。
に記載のとおり、前記誘電体板または誘電体柱の前記平
面部に略垂直な面に部分的な電極非形成部を設けて所定
共振モードの共振周波数または所定の2つの共振モード
間の結合度を定める。このように電極非形成部を設ける
ことによって電流経路の面積が小さくなり、共振器の実
効的インダクタンスが増大し、共振周波数は低下方向に
変化する。これにより所定共振モードの共振周波数が定
められる。または結合モードの共振周波数が低下方向に
変化し、所定の2つの共振モード間の結合度が定められ
る。
【0010】請求項1および2に記載の誘電体共振器に
よれば、電界成分に平行な面に電極の開口部が形成され
ることになるため電磁界リークが小さくなる。また元々
電流密度の小さな領域に電極の無い部分が設けられるこ
とになるためQoの劣化が少なくなる。また、平行な2
つの平面部の電極が薄膜多層電極であるため、誘電体部
分と電極膜との境界部分での表皮効果による電流密度の
増大が回避されQoが高まるが、上記穴または電極非形
成部は平面部の薄膜多層電極に無関係であるため、上記
穴または電極非形成部が薄膜多層電極を用いることによ
る上記Qoの向上作用に影響を与えることがない。
よれば、電界成分に平行な面に電極の開口部が形成され
ることになるため電磁界リークが小さくなる。また元々
電流密度の小さな領域に電極の無い部分が設けられるこ
とになるためQoの劣化が少なくなる。また、平行な2
つの平面部の電極が薄膜多層電極であるため、誘電体部
分と電極膜との境界部分での表皮効果による電流密度の
増大が回避されQoが高まるが、上記穴または電極非形
成部は平面部の薄膜多層電極に無関係であるため、上記
穴または電極非形成部が薄膜多層電極を用いることによ
る上記Qoの向上作用に影響を与えることがない。
【0011】また、この発明は、請求項1または2に記
載の誘電体共振器を、それぞれの平面部を対向させて複
数個積層し、誘電体共振器間を結合させた誘電体フィル
タであって、電磁界リークを抑え、電流密度の増大を抑
え、また薄膜多層電極を形成した場合の層間短絡の問題
を回避しつつフィルタ特性を定めるために、請求項3に
記載のとおり、前記誘電体板または誘電体柱の前記誘電
体共振器の平面部に略垂直な面に穴を形成してフィルタ
特性を定めるか、または請求項4に記載のとおり、前記
誘電体板または誘電体柱の前記誘電体共振器の平面部に
略垂直な面に部分的な電極非形成部を設けてフィルタ特
性を設定する。このように誘電体共振器の電界成分に平
行な面に穴を設けたり、電極非形成部を設けることによ
って、その誘電体共振器による電磁界リークの防止およ
びQoの低下を防止することができ、電磁界リークが少
なく、また挿入損失の低い誘電体フィルタが得られる。
載の誘電体共振器を、それぞれの平面部を対向させて複
数個積層し、誘電体共振器間を結合させた誘電体フィル
タであって、電磁界リークを抑え、電流密度の増大を抑
え、また薄膜多層電極を形成した場合の層間短絡の問題
を回避しつつフィルタ特性を定めるために、請求項3に
記載のとおり、前記誘電体板または誘電体柱の前記誘電
体共振器の平面部に略垂直な面に穴を形成してフィルタ
特性を定めるか、または請求項4に記載のとおり、前記
誘電体板または誘電体柱の前記誘電体共振器の平面部に
略垂直な面に部分的な電極非形成部を設けてフィルタ特
性を設定する。このように誘電体共振器の電界成分に平
行な面に穴を設けたり、電極非形成部を設けることによ
って、その誘電体共振器による電磁界リークの防止およ
びQoの低下を防止することができ、電磁界リークが少
なく、また挿入損失の低い誘電体フィルタが得られる。
【0012】
【発明の実施の形態】この発明の第1の実施形態に係る
誘電体共振器の構成を図1〜図5を参照して説明する。
誘電体共振器の構成を図1〜図5を参照して説明する。
【0013】図1の(A)は外観斜視図、(B)は電磁
界分布を示す図、(C)は電極部分を流れる電流分布を
示す図である。(A)において2は六面体形状をなす誘
電体板の図における上下面に形成した薄膜多層電極、5
は残る四面に形成した単層電極である。
界分布を示す図、(C)は電極部分を流れる電流分布を
示す図である。(A)において2は六面体形状をなす誘
電体板の図における上下面に形成した薄膜多層電極、5
は残る四面に形成した単層電極である。
【0014】(B)において誘電体共振器内の実線の矢
印は主要部分の電界方向および強度を表し、破線の矢印
は磁界分布を表す。このように誘電体共振器10の厚み
方向に電界が分布し、それに垂直な面方向に磁界が分布
することになり、磁界の平面方向にx軸とy軸をとり、
これにそれぞれ垂直な方向にz軸をとると、この誘電体
共振器はTM110モードと表すことができる。このよ
うに電磁界分布が生じるため、同図の(C)に示すよう
に、上面の薄膜多層電極2には中央から四方へ広がる方
向または四方から中央へ集まる方向に電流が流れ、単層
電極5には図における上下方向に電流が流れることにな
る。
印は主要部分の電界方向および強度を表し、破線の矢印
は磁界分布を表す。このように誘電体共振器10の厚み
方向に電界が分布し、それに垂直な面方向に磁界が分布
することになり、磁界の平面方向にx軸とy軸をとり、
これにそれぞれ垂直な方向にz軸をとると、この誘電体
共振器はTM110モードと表すことができる。このよ
うに電磁界分布が生じるため、同図の(C)に示すよう
に、上面の薄膜多層電極2には中央から四方へ広がる方
向または四方から中央へ集まる方向に電流が流れ、単層
電極5には図における上下方向に電流が流れることにな
る。
【0015】図2は図1に示した誘電体共振器の断面図
およびその部分拡大図である。同図において3a,3
b,3c,3dはそれぞれ薄膜電極層、4a,4b,4
cはそれぞれ薄膜誘電体層であり、両者の交互の積層に
よって薄膜多層電極2を構成している。この薄膜多層電
極はたとえばCuをスパッタリングして薄膜電極層を形
成し、誘電体板1より低誘電率の材料をスパッタリング
して薄膜誘電体層を形成する、という処理を所定回数繰
り返すことによって形成する。また側面の単層電極はC
uのメッキにより形成する。この側面の電極は薄膜多層
電極の形成後に設けることによって、薄膜多層電極の周
辺部を短絡する。
およびその部分拡大図である。同図において3a,3
b,3c,3dはそれぞれ薄膜電極層、4a,4b,4
cはそれぞれ薄膜誘電体層であり、両者の交互の積層に
よって薄膜多層電極2を構成している。この薄膜多層電
極はたとえばCuをスパッタリングして薄膜電極層を形
成し、誘電体板1より低誘電率の材料をスパッタリング
して薄膜誘電体層を形成する、という処理を所定回数繰
り返すことによって形成する。また側面の単層電極はC
uのメッキにより形成する。この側面の電極は薄膜多層
電極の形成後に設けることによって、薄膜多層電極の周
辺部を短絡する。
【0016】図3は図2に示した各薄膜電極層に流れる
電流の様子を示す図である。同図の(B)に示すように
各薄膜誘電体層4a,4b,4cはそれらの上下に存在
する薄膜電極層とともにそれぞれ極めて薄い誘電体共振
器を構成し、それぞれの共振周波数を誘電体板1による
誘電体共振器の共振周波数にほぼ等しくすることによっ
て、上下面の薄膜電極層に流れる電流の向き(位相)が
揃うことになる。これにより(A)に示すように、誘電
体共振器の電流iaは薄膜電極層3aを流れ、薄膜誘電
体層4aによる共振器の電流ibは薄膜電極層3aおよ
び3bを流れる。同様に薄膜誘電体層4bによる誘電体
共振器の電流icは薄膜電極層3bおよび3cを流れ、
誘電体層4cによる誘電体共振器の電流idは薄膜電極
層3cおよび3dを流れる。したがって薄膜電極層3a
に流れる合成電流はia−ib、薄膜電極層3bに流れ
る合成電流はib−ic、薄膜電極層3cに流れる合成
電流はic−idとなる。図中の白抜きの矢印はこれら
の合成電流の向きおよび大きさを模式的に表している。
このようにして、誘電体板1の表面部分における電流集
中が緩和され、表層にまで電流が分散されることにな
る。
電流の様子を示す図である。同図の(B)に示すように
各薄膜誘電体層4a,4b,4cはそれらの上下に存在
する薄膜電極層とともにそれぞれ極めて薄い誘電体共振
器を構成し、それぞれの共振周波数を誘電体板1による
誘電体共振器の共振周波数にほぼ等しくすることによっ
て、上下面の薄膜電極層に流れる電流の向き(位相)が
揃うことになる。これにより(A)に示すように、誘電
体共振器の電流iaは薄膜電極層3aを流れ、薄膜誘電
体層4aによる共振器の電流ibは薄膜電極層3aおよ
び3bを流れる。同様に薄膜誘電体層4bによる誘電体
共振器の電流icは薄膜電極層3bおよび3cを流れ、
誘電体層4cによる誘電体共振器の電流idは薄膜電極
層3cおよび3dを流れる。したがって薄膜電極層3a
に流れる合成電流はia−ib、薄膜電極層3bに流れ
る合成電流はib−ic、薄膜電極層3cに流れる合成
電流はic−idとなる。図中の白抜きの矢印はこれら
の合成電流の向きおよび大きさを模式的に表している。
このようにして、誘電体板1の表面部分における電流集
中が緩和され、表層にまで電流が分散されることにな
る。
【0017】上記誘電体板としては、たとえばその比誘
電率が約40の誘電体セラミクスを用い、各薄膜電極層
としては、比誘電率が40より低い誘電体を用いること
によって、各薄膜電極層による誘電体共振器の共振周波
数を誘電体板1による誘電体共振器の共振周波数にほぼ
等しくすることができる。また、各薄膜電極層が誘電体
板または誘電体柱による誘電体共振器の電磁界を完全に
遮蔽することなく、各薄膜電極層と薄膜誘電体層による
誘電体共振器が誘電体板または誘電体柱による誘電体共
振器に結合するように、各薄膜電極層の厚みは共振周波
数における表皮深さと同程度かそれより薄い膜厚とす
る。
電率が約40の誘電体セラミクスを用い、各薄膜電極層
としては、比誘電率が40より低い誘電体を用いること
によって、各薄膜電極層による誘電体共振器の共振周波
数を誘電体板1による誘電体共振器の共振周波数にほぼ
等しくすることができる。また、各薄膜電極層が誘電体
板または誘電体柱による誘電体共振器の電磁界を完全に
遮蔽することなく、各薄膜電極層と薄膜誘電体層による
誘電体共振器が誘電体板または誘電体柱による誘電体共
振器に結合するように、各薄膜電極層の厚みは共振周波
数における表皮深さと同程度かそれより薄い膜厚とす
る。
【0018】さてこのような構造の誘電体共振器の共振
周波数を調整する場合、図4に示すように誘電体板の上
下の平面部に垂直な面に穴6を形成する。同図の(A)
は斜視図、(B)は水平断面図である。この例では、誘
電体板1の各面に電極を形成した後にダイヤモンドバー
(回転砥石)で穴6を形成するようにしたため、穴6の
内面には電極が存在しない。穴6の内部は空気であり、
誘電体板1より低誘電率であるため、共振器の実効的静
電容量は穴6を設ける前に比べて減少する。ここで共振
器の実効的静電容量をCo、実効的インダクタンスをL
oとすれば、共振周波数fo=1/{(2π√(LoC
o)}として表されるため、穴6を形成することによ
り、穴6を形成する前より共振周波数が上昇する。
周波数を調整する場合、図4に示すように誘電体板の上
下の平面部に垂直な面に穴6を形成する。同図の(A)
は斜視図、(B)は水平断面図である。この例では、誘
電体板1の各面に電極を形成した後にダイヤモンドバー
(回転砥石)で穴6を形成するようにしたため、穴6の
内面には電極が存在しない。穴6の内部は空気であり、
誘電体板1より低誘電率であるため、共振器の実効的静
電容量は穴6を設ける前に比べて減少する。ここで共振
器の実効的静電容量をCo、実効的インダクタンスをL
oとすれば、共振周波数fo=1/{(2π√(LoC
o)}として表されるため、穴6を形成することによ
り、穴6を形成する前より共振周波数が上昇する。
【0019】図5は図4に示した誘電体共振器におい
て、誘電体板1の比誘電率εrを37とし、a=b=1
4〔mm〕 、c=4〔mm〕 、d=2〔mm〕 として、
hを変化させた時の共振周波数およびhの変化量に対す
る共振周波数の変化量をFEMシミュレーションにより
求めた結果である。ここで、共振周波数をfo、その変
化量をdfo、hの変化量に対するfoの変化量をdf
o/dhとして、これらの数値結果を示す。
て、誘電体板1の比誘電率εrを37とし、a=b=1
4〔mm〕 、c=4〔mm〕 、d=2〔mm〕 として、
hを変化させた時の共振周波数およびhの変化量に対す
る共振周波数の変化量をFEMシミュレーションにより
求めた結果である。ここで、共振周波数をfo、その変
化量をdfo、hの変化量に対するfoの変化量をdf
o/dhとして、これらの数値結果を示す。
【0020】 h〔mm〕fo〔MHz 〕dfo〔MHz 〕dfo/dh〔MHz/mm〕 0.0 2489.3 0.5 2489.4 0.1 0.2 1.0 2490.1 0.7 1.4 1.5 2491.8 1.7 3.4 2.0 2495.0 3.2 6.4 2.5 2500.0 5.0 10.0 3.0 2507.1 7.1 14.2 3.5 2516.4 9.3 18.6 4.0 2527.9 11.5 23.0 4.5 2541.9 14.0 28.0 5.0 2558.2 16.3 32.6 5.5 2576.9 18.7 37.4 6.0 2597.6 20.7 41.4 6.5 2620.3 22.7 45.4 7.0 2644.7 24.4 48.8 7.5 2670.3 25.6 51.2 8.0 2696.5 26.2 52.4 8.5 2722.7 26.2 52.4 9.0 2747.9 25.2 50.4 9.5 2771.4 23.5 47.0 10.0 2792.4 21.0 42.0 10.5 2810.0 17.6 35.2 11.0 2824.2 14.2 28.4 11.5 2834.8 10.6 21.2 12.0 2841.9 7.1 14.2 12.5 2846.4 4.5 9.0 13.0 2848.6 2.2 4.4 13.5 2849.4 0.8 1.6 このように、h=0すなわち穴6を形成すべき箇所の電
極のみを削除した時点での共振周波数が2489.3
〔MHz 〕であり、h=13.5〔mm〕 とした時の共振
周波数は2849.4〔MHz 〕となった。また、h=
8.0〜8.5〔mm〕 の時hの変化量に対する共振周
波数の変化量が最大となり、52.4〔MHz/mm〕 とな
った。このように誘電体板のほぼ中央付近で穴6の深さ
を調節することによって共振周波数を大きく変化させる
ことができ、逆に誘電体板の中央部分を避けて穴6を深
さを調整することによって共振周波数を微調整すること
ができる。なお、上述した説明では誘電体板の外面に電
極を形成した後に穴6を形成するようにしたが、誘電体
板の成形時に穴6を一体成形するようにし、その一体成
形時の穴6の深さによって共振周波数を設定するように
してもよい。すなわち共振周波数を微調整するのではな
く、設計段階から所定の共振周波数が得られるように穴
6の寸法を設計するようにしてもよい。
極のみを削除した時点での共振周波数が2489.3
〔MHz 〕であり、h=13.5〔mm〕 とした時の共振
周波数は2849.4〔MHz 〕となった。また、h=
8.0〜8.5〔mm〕 の時hの変化量に対する共振周
波数の変化量が最大となり、52.4〔MHz/mm〕 とな
った。このように誘電体板のほぼ中央付近で穴6の深さ
を調節することによって共振周波数を大きく変化させる
ことができ、逆に誘電体板の中央部分を避けて穴6を深
さを調整することによって共振周波数を微調整すること
ができる。なお、上述した説明では誘電体板の外面に電
極を形成した後に穴6を形成するようにしたが、誘電体
板の成形時に穴6を一体成形するようにし、その一体成
形時の穴6の深さによって共振周波数を設定するように
してもよい。すなわち共振周波数を微調整するのではな
く、設計段階から所定の共振周波数が得られるように穴
6の寸法を設計するようにしてもよい。
【0021】次に、この発明の第2の実施形態に係る誘
電体共振器の構成を図6および図7を参照して説明す
る。
電体共振器の構成を図6および図7を参照して説明す
る。
【0022】第1の実施形態では、誘電体板に穴を形成
して共振周波数を設定する例を示したが、この第2の実
施形態では、図6に示すように、誘電体板の図における
側面に電極非形成部7を設けて共振周波数を設定する。
図6の(B)はこの電極非形成部7を設けた側面の電極
に流れる電流分布を模式的に示している。このように電
流の流れる面積が狭くなり、共振器の実効的インダクタ
ンスが増加するため、共振周波数は電極非形成部7を設
けない場合に比べて低下する。
して共振周波数を設定する例を示したが、この第2の実
施形態では、図6に示すように、誘電体板の図における
側面に電極非形成部7を設けて共振周波数を設定する。
図6の(B)はこの電極非形成部7を設けた側面の電極
に流れる電流分布を模式的に示している。このように電
流の流れる面積が狭くなり、共振器の実効的インダクタ
ンスが増加するため、共振周波数は電極非形成部7を設
けない場合に比べて低下する。
【0023】図7は図6に示した各部の寸法において、
誘電体板1の比誘電率εrを37とし、a=b=14
〔mm〕 、c=4〔mm〕 、電極非形成部7の高さ方向
の幅u2を4〔mm〕 として、電極非形成部7の横方向
の幅u1を変化させた時の共振周波数をFEMシミュレ
ーションにより求めた結果である。ここで、共振周波数
をfo、その変化量をdfo、u1の変化量に対するf
oの変化量をdfo/du1として、これらの数値結果
を示す。
誘電体板1の比誘電率εrを37とし、a=b=14
〔mm〕 、c=4〔mm〕 、電極非形成部7の高さ方向
の幅u2を4〔mm〕 として、電極非形成部7の横方向
の幅u1を変化させた時の共振周波数をFEMシミュレ
ーションにより求めた結果である。ここで、共振周波数
をfo、その変化量をdfo、u1の変化量に対するf
oの変化量をdfo/du1として、これらの数値結果
を示す。
【0024】 u1〔mm〕fo〔MHz 〕dfo〔MHz 〕dfo/du1〔MHz/mm〕 0.0 2489.3 0.5 2488.8 1.0 2486.6 -2.2 -4.4 1.5 2480.2 -6.4 -12.8 2.0 2473.3 -6.9 -13.8 2.5 2460.7 -12.6 -25.2 3.0 2446.6 -14.1 -28.2 このようにu1=0すなわち電極非形成部7を形成する
前の共振周波数は2489.3〔MHz 〕であり、u1=
3.0〔mm〕 とした時の共振周波数は2446.6
〔MHz 〕となった。また、u1を大きくする程、u1の
変化量に対する共振周波数の変化量が大きくなる。この
ように電極非形成部7の幅によって共振周波数を低下方
向に調整することができ、また、電極非形成部7の幅を
大きくする程、共振周波数を大きく変化させることがで
き、逆に電極非形成部7の幅を微小範囲で広げることに
よって共振周波数を微調整することができる。
前の共振周波数は2489.3〔MHz 〕であり、u1=
3.0〔mm〕 とした時の共振周波数は2446.6
〔MHz 〕となった。また、u1を大きくする程、u1の
変化量に対する共振周波数の変化量が大きくなる。この
ように電極非形成部7の幅によって共振周波数を低下方
向に調整することができ、また、電極非形成部7の幅を
大きくする程、共振周波数を大きく変化させることがで
き、逆に電極非形成部7の幅を微小範囲で広げることに
よって共振周波数を微調整することができる。
【0025】なお、図6に示した電極非形成部7も第1
の実施形態の場合と同様に予め形成した電極をダイヤモ
ンドバー等を用いて削除することによって設けることが
できるが、現実には電極のみを削除することは極めて困
難であり、実際には電極とともに誘電体板の一部を切削
することになる。したがって共振周波数を低下させるた
めには切削深さをなるべく浅くするとともに電極非形成
部の範囲を広げるようにし、共振周波数を上昇させるた
めには、誘電体板の切削量(穴の深さ)を大きくすれば
よい。
の実施形態の場合と同様に予め形成した電極をダイヤモ
ンドバー等を用いて削除することによって設けることが
できるが、現実には電極のみを削除することは極めて困
難であり、実際には電極とともに誘電体板の一部を切削
することになる。したがって共振周波数を低下させるた
めには切削深さをなるべく浅くするとともに電極非形成
部の範囲を広げるようにし、共振周波数を上昇させるた
めには、誘電体板の切削量(穴の深さ)を大きくすれば
よい。
【0026】次に、第3の実施形態に係る誘電体共振器
の構成を図8〜図10を参照して説明する。
の構成を図8〜図10を参照して説明する。
【0027】図8は誘電体共振器の斜視図および水平断
面図である。(A)において2は六面体形状をなす誘電
体板の図における上下面に形成した薄膜多層電極、5は
残る四面に形成した単層電極である。この誘電体共振器
は後述するようにTM210モードとTM120モード
を用いるTM2重モード誘電体共振器であり、後述する
ように(TM210+TM120)モードと、(TM2
10−TM120)モードの2つのモードを用い、TM
210モードとTM120モードとを結合させるため
に、誘電体板の1つの角部分を取り除いた形状とし、そ
の角部分に穴6を設ける。
面図である。(A)において2は六面体形状をなす誘電
体板の図における上下面に形成した薄膜多層電極、5は
残る四面に形成した単層電極である。この誘電体共振器
は後述するようにTM210モードとTM120モード
を用いるTM2重モード誘電体共振器であり、後述する
ように(TM210+TM120)モードと、(TM2
10−TM120)モードの2つのモードを用い、TM
210モードとTM120モードとを結合させるため
に、誘電体板の1つの角部分を取り除いた形状とし、そ
の角部分に穴6を設ける。
【0028】図9は上記2つのモードおよびその2つの
モード間の結合モードの電磁界分布の様子を示す図であ
る。(A),(B)はTM120モードとTM210モ
ードに関する図であり、破線の矢印は磁界分布を示す。
この2つのモードは縮退モード関係にある。同図の
(C),(D)はそれぞれ結合モードとして用いる(T
M210+TM120)モードと(TM210−TM1
20)モードに関する図であり、破線の矢印は磁界分布
を示す。同図に示すように誘電体板の角部を取り除いた
形状とすることによって、この例では(TM210−T
M120)モードの共振周波数が高くなり、(TM21
0+TM120)モードの共振周波数はあまり変化しな
いため、TM120モードとTM210モードの縮退が
解かれて、TM120モードとTM210モードの両モ
ード間で結合が生じる。
モード間の結合モードの電磁界分布の様子を示す図であ
る。(A),(B)はTM120モードとTM210モ
ードに関する図であり、破線の矢印は磁界分布を示す。
この2つのモードは縮退モード関係にある。同図の
(C),(D)はそれぞれ結合モードとして用いる(T
M210+TM120)モードと(TM210−TM1
20)モードに関する図であり、破線の矢印は磁界分布
を示す。同図に示すように誘電体板の角部を取り除いた
形状とすることによって、この例では(TM210−T
M120)モードの共振周波数が高くなり、(TM21
0+TM120)モードの共振周波数はあまり変化しな
いため、TM120モードとTM210モードの縮退が
解かれて、TM120モードとTM210モードの両モ
ード間で結合が生じる。
【0029】図10は図8の(B)において、誘電体板
1の比誘電率εrを37とし、a=b=22、c=4
〔mm〕 、穴6の内径dを2〔mm〕 として、穴6の深
さhを変化させた時の共振周波数をFEMシミュレーシ
ョンにより求めた結果である。ここで、(TM210−
TM120)モードの共振周波数をf1、(TM210
+TM120)モードの共振周波数をf2、f1の変化
量をdf1、hの変化量に対するf1の変化量をdf1
/dhとして、これらの数値結果を示す。
1の比誘電率εrを37とし、a=b=22、c=4
〔mm〕 、穴6の内径dを2〔mm〕 として、穴6の深
さhを変化させた時の共振周波数をFEMシミュレーシ
ョンにより求めた結果である。ここで、(TM210−
TM120)モードの共振周波数をf1、(TM210
+TM120)モードの共振周波数をf2、f1の変化
量をdf1、hの変化量に対するf1の変化量をdf1
/dhとして、これらの数値結果を示す。
【0030】 h〔mm〕f1〔MHz 〕f2〔MHz 〕df1〔MHz 〕 df1/dh〔MHz/mm〕 0.0 2520.9 2504.8 0.5 2520.9 2504.8 0.0 0.0 1.0 2521.2 2504.8 0.3 0.6 1.5 2521.9 2504.8 1.0 1.4 2.0 2523.2 2504.8 2.3 2.6 2.5 2525.2 2504.8 4.3 4.0 3.0 2528.2 2504.8 7.3 6.0 3.5 2532.0 2504.8 11.1 7.6 4.0 2536.9 2504.8 16.0 9.8 4.5 2542.9 2504.8 22.0 12.0 5.0 2549.7 2504.9 28.8 13.6 5.5 2557.5 2505.0 36.6 15.6 6.0 2566.0 2505.0 45.1 17.0 6.5 2575.1 2505.0 54.2 18.2 7.0 2584.5 2505.1 63.6 18.8 このように、角部の穴6の深さを深くすることによって
一方の共振モードの共振周波数を上昇方向に調整するこ
とができる。また、穴6の深さhを誘電体板の中央に達
するまで深くするほどhの変化量に対する共振周波数の
変化量は大きくなる。なお、h=0すなわち穴6を形成
すべき箇所の電極を削除した段階での共振周波数f1と
f2との差は、誘電体板の1つの角部を取り除いた形状
としたことによる。
一方の共振モードの共振周波数を上昇方向に調整するこ
とができる。また、穴6の深さhを誘電体板の中央に達
するまで深くするほどhの変化量に対する共振周波数の
変化量は大きくなる。なお、h=0すなわち穴6を形成
すべき箇所の電極を削除した段階での共振周波数f1と
f2との差は、誘電体板の1つの角部を取り除いた形状
としたことによる。
【0031】ここでTM120モードとTM210モー
ドの結合度kは、 k=2(f1−f2)/(f1+f2) または、 k=(f1−f2)/√(f1・f2) で表されるので、f1とf2に差をもたせることによっ
て、TM120モードとTM210モードとを結合させ
ることができ、穴6を深くしてf1とf2の差を大きく
する程結合度を増すことができる。
ドの結合度kは、 k=2(f1−f2)/(f1+f2) または、 k=(f1−f2)/√(f1・f2) で表されるので、f1とf2に差をもたせることによっ
て、TM120モードとTM210モードとを結合させ
ることができ、穴6を深くしてf1とf2の差を大きく
する程結合度を増すことができる。
【0032】図11および図12は第4の実施形態に係
る誘電体共振器の構成を示す図であり、第3の実施形態
と異なる点は、穴によって共振周波数を調整するのでは
なく、図11に示すように、誘電体板の角部に電極非形
成部7を設けることによって結合モードの内の一方の共
振モードの共振周波数を調整する。図12は図11にお
いて、誘電体板1の比誘電率εrを37とし、a=b=
22〔mm〕 、c=4〔mm〕 、電極非形成部7の高さ
方向の幅u2を4〔mm〕 として、電極非形成部7の横
方向の幅u1を変化させた時の共振周波数をFEMシミ
ュレーションにより求めた結果である。ここで、(TM
210−TM120)モードの共振周波数をf1、(T
M210+TM120)モードの共振周波数をf2、f
1の変化量をdf1、u1の変化量に対するf1の変化
量をdf1/du1として、これらの数値結果を示す。
る誘電体共振器の構成を示す図であり、第3の実施形態
と異なる点は、穴によって共振周波数を調整するのでは
なく、図11に示すように、誘電体板の角部に電極非形
成部7を設けることによって結合モードの内の一方の共
振モードの共振周波数を調整する。図12は図11にお
いて、誘電体板1の比誘電率εrを37とし、a=b=
22〔mm〕 、c=4〔mm〕 、電極非形成部7の高さ
方向の幅u2を4〔mm〕 として、電極非形成部7の横
方向の幅u1を変化させた時の共振周波数をFEMシミ
ュレーションにより求めた結果である。ここで、(TM
210−TM120)モードの共振周波数をf1、(T
M210+TM120)モードの共振周波数をf2、f
1の変化量をdf1、u1の変化量に対するf1の変化
量をdf1/du1として、これらの数値結果を示す。
【0033】 h〔mm〕f1〔MHz 〕f2〔MHz 〕df1〔MHz 〕df1/du1〔MHz/mm〕 0.0 2520.9 2504.8 1.0 2519.9 2504.8 2.0 2514.8 2504.8 2.5 2510.0 2504.8 -4.8 -9.6 3.0 2504.6 2504.8 -5.4 -10.8 3.5 2498.1 2504.8 -6.5 -13.0 4.0 2490.8 2504.8 -7.3 -14.6 このように、角部の電極非形成部7の幅によって一方の
結合モードの共振周波数を低下方向に調整することがで
きる。これによりf1とf2に差をもたせることによっ
て、TM120モードとTM210モードとを結合させ
ることができ、電極非形成部7の幅を広くしてf1とf
2の差を大きくする程結合度を増すことができる。
結合モードの共振周波数を低下方向に調整することがで
きる。これによりf1とf2に差をもたせることによっ
て、TM120モードとTM210モードとを結合させ
ることができ、電極非形成部7の幅を広くしてf1とf
2の差を大きくする程結合度を増すことができる。
【0034】次に第5の実施形態に係る誘電体フィルタ
の構成を図13〜図15を参照して説明する。
の構成を図13〜図15を参照して説明する。
【0035】図13は4つの誘電体共振器を組み合わせ
て構成した誘電体フィルタの斜視図および部分断面図で
ある。(A)において11,12,13,14はそれぞ
れ図1に示したものと基本的に同様の誘電体共振器であ
り、誘電体共振器11と12との対向面にW1で示す電
極非形成部からなる窓を形成している。誘電体共振器1
2と13との対向面にはW2で示す電極非形成部からな
る窓を形成している。さらに誘電体共振器13と14と
の対向面にはW3で示す電極非形成部からなる窓を形成
している。また、誘電体共振器11,14の端面には同
軸コネクタ15,16をそれぞれ取り付けている。これ
らの誘電体共振器のうち12,13の図における上面お
よび誘電体共振器11,14の図における下面にはそれ
ぞれ薄膜多層電極を形成し、他の面には通常の単層電極
をそれぞれ形成している。この誘電体フィルタの特性を
調整する場合、誘電体共振器11,12,13,14の
側面に61,62,63,64で示すいずれか1つまた
はいくつかの穴を形成し、その穴の深さによって調整す
る。
て構成した誘電体フィルタの斜視図および部分断面図で
ある。(A)において11,12,13,14はそれぞ
れ図1に示したものと基本的に同様の誘電体共振器であ
り、誘電体共振器11と12との対向面にW1で示す電
極非形成部からなる窓を形成している。誘電体共振器1
2と13との対向面にはW2で示す電極非形成部からな
る窓を形成している。さらに誘電体共振器13と14と
の対向面にはW3で示す電極非形成部からなる窓を形成
している。また、誘電体共振器11,14の端面には同
軸コネクタ15,16をそれぞれ取り付けている。これ
らの誘電体共振器のうち12,13の図における上面お
よび誘電体共振器11,14の図における下面にはそれ
ぞれ薄膜多層電極を形成し、他の面には通常の単層電極
をそれぞれ形成している。この誘電体フィルタの特性を
調整する場合、誘電体共振器11,12,13,14の
側面に61,62,63,64で示すいずれか1つまた
はいくつかの穴を形成し、その穴の深さによって調整す
る。
【0036】図13の(B)は誘電体共振器11に対す
る同軸コネクタ15の取り付け部分の断面図であり、同
軸コネクタ15の中心導体で結合ループ17を形成し、
これを誘電体共振器11の誘電体板に設けた穴部分に挿
入している。同軸コネクタ16についても同様に、その
中心導体で結合ループを形成し、これを誘電体共振器1
4の誘電体板に設けた穴部分に挿入している。
る同軸コネクタ15の取り付け部分の断面図であり、同
軸コネクタ15の中心導体で結合ループ17を形成し、
これを誘電体共振器11の誘電体板に設けた穴部分に挿
入している。同軸コネクタ16についても同様に、その
中心導体で結合ループを形成し、これを誘電体共振器1
4の誘電体板に設けた穴部分に挿入している。
【0037】図14は図13における誘電体共振器11
と12間の結合構造を示す断面図である。同図において
(A)はイーブンモードの電界分布、(B)はオッドモ
ードの電界分布をそれぞれ示している。このように窓W
1部分の電極が無いと、オッドモードに対して容量成分
が減少するので、オッドモードの共振周波数fodd がイ
ーブンモードの共振周波数fevenより高くなって、誘電
体共振器11−12間が電界結合する。
と12間の結合構造を示す断面図である。同図において
(A)はイーブンモードの電界分布、(B)はオッドモ
ードの電界分布をそれぞれ示している。このように窓W
1部分の電極が無いと、オッドモードに対して容量成分
が減少するので、オッドモードの共振周波数fodd がイ
ーブンモードの共振周波数fevenより高くなって、誘電
体共振器11−12間が電界結合する。
【0038】図15は図13に示した誘電体共振器12
と13間の結合状態を示す図である。(A)はオッドモ
ードの磁界分布、(B)はイーブンモードの磁界分布を
それぞれ示している。このように窓W2部分の電極が無
いと、インダクタンス成分が増大し、イーブンモードに
おける共振周波数が低下し、fodd >fevenの関係とな
って、誘電体共振器12と13間が磁界結合する。図1
3に示した誘電体共振器13と14間は11と12間と
同様に窓W3の存在によって電界結合する。結局図13
に示した誘電体フィルタは、同軸コネクタ15→誘電体
共振器11→12→13→14→同軸コネクタ16の経
路で結合し、4段の共振器からなる帯域通過フィルタ特
性を有するフィルタとして作用する。このフィルタ特性
は、各誘電体共振器11〜14の共振周波数と共振器間
の結合度によって定まるが、この構成例では結合度を一
定として、図13に示した穴61〜64の深さによっ
て、各共振器の共振周波数を設定することによってフィ
ルタ特性を定める。
と13間の結合状態を示す図である。(A)はオッドモ
ードの磁界分布、(B)はイーブンモードの磁界分布を
それぞれ示している。このように窓W2部分の電極が無
いと、インダクタンス成分が増大し、イーブンモードに
おける共振周波数が低下し、fodd >fevenの関係とな
って、誘電体共振器12と13間が磁界結合する。図1
3に示した誘電体共振器13と14間は11と12間と
同様に窓W3の存在によって電界結合する。結局図13
に示した誘電体フィルタは、同軸コネクタ15→誘電体
共振器11→12→13→14→同軸コネクタ16の経
路で結合し、4段の共振器からなる帯域通過フィルタ特
性を有するフィルタとして作用する。このフィルタ特性
は、各誘電体共振器11〜14の共振周波数と共振器間
の結合度によって定まるが、この構成例では結合度を一
定として、図13に示した穴61〜64の深さによっ
て、各共振器の共振周波数を設定することによってフィ
ルタ特性を定める。
【0039】図16は第6の実施形態に係る誘電体フィ
ルタの斜視図である。図13に示した誘電体フィルタと
異なる点は、穴の形成によって各共振器の共振周波数を
設定するのに代えて、電極非形成部を設けて共振周波数
を調整するようにした点である。すなわち図16におい
て電極非形成部71,72,73,74の大きさによっ
て誘電体共振器11,12,13,14の各共振周波数
を調整し、これによってフィルタ特性を定める。
ルタの斜視図である。図13に示した誘電体フィルタと
異なる点は、穴の形成によって各共振器の共振周波数を
設定するのに代えて、電極非形成部を設けて共振周波数
を調整するようにした点である。すなわち図16におい
て電極非形成部71,72,73,74の大きさによっ
て誘電体共振器11,12,13,14の各共振周波数
を調整し、これによってフィルタ特性を定める。
【0040】次に、第7の実施形態に係る誘電体フィル
タの構成を図17および図18を参照して説明する。
タの構成を図17および図18を参照して説明する。
【0041】図17において11,12はそれぞれTM
2重モードの誘電体共振器であり、誘電体板の図におけ
る上下面に薄膜多層電極を形成し、周面に単層電極を形
成するとともに、2つの誘電体共振器の接合面に電極非
形成部からなる窓Wを形成している。また、それぞれ内
部に結合ループを有する同軸コネクタ15,16を、同
一面に並べて形成している。この誘電体フィルタの特性
を調整する場合、誘電体共振器11,12の角部分の6
1,62で示すいずれか一方または両方の穴を形成し、
その深さによって調整する。
2重モードの誘電体共振器であり、誘電体板の図におけ
る上下面に薄膜多層電極を形成し、周面に単層電極を形
成するとともに、2つの誘電体共振器の接合面に電極非
形成部からなる窓Wを形成している。また、それぞれ内
部に結合ループを有する同軸コネクタ15,16を、同
一面に並べて形成している。この誘電体フィルタの特性
を調整する場合、誘電体共振器11,12の角部分の6
1,62で示すいずれか一方または両方の穴を形成し、
その深さによって調整する。
【0042】図18は図17に示した誘電体共振器11
および12の共振モードと結合状態を示す図であり、破
線の矢印はそれぞれ磁界分布を示す。上記2つの誘電体
共振器11,12は、図18の(A),(B)で示すよ
うに、縮退モード関係にあるTM120モードとTM2
10モードでそれぞれ共振し、図17に示した同軸コネ
クタ15,16の結合ループは誘電体共振器11,12
のTM120モードにそれぞれ磁界結合する。図18の
(C)は誘電体共振器11,12間の結合状態を示す図
であり、窓W部分に電極が無いため、TM210モード
同士が磁界結合することになる。また誘電体板の角部を
取り除いた形状とすることによって、TM210モード
とTM120モードの結合モードである(TM210+
TM120)モードと(TM210−TM120)モー
ドの共振周波数に差が生じ縮退が解かれて、TM210
モードとTM120モードの2つのモード間で結合が生
じる。したがって図17に示した誘電体フィルタは、同
軸コネクタ15→誘電体共振器11のTM120モード
→誘電体共振器11のTM210モード→誘電体共振器
12のTM210モード→誘電体共振器12のTM12
0モード→同軸コネクタ16の順に結合して、4段の共
振器からなる帯域通過フィルタとして作用する。この場
合、1段目と2段目の結合度は穴61の深さによって、
また3段目と4段目の結合度は穴62の深さによって、
それぞれ調整する。
および12の共振モードと結合状態を示す図であり、破
線の矢印はそれぞれ磁界分布を示す。上記2つの誘電体
共振器11,12は、図18の(A),(B)で示すよ
うに、縮退モード関係にあるTM120モードとTM2
10モードでそれぞれ共振し、図17に示した同軸コネ
クタ15,16の結合ループは誘電体共振器11,12
のTM120モードにそれぞれ磁界結合する。図18の
(C)は誘電体共振器11,12間の結合状態を示す図
であり、窓W部分に電極が無いため、TM210モード
同士が磁界結合することになる。また誘電体板の角部を
取り除いた形状とすることによって、TM210モード
とTM120モードの結合モードである(TM210+
TM120)モードと(TM210−TM120)モー
ドの共振周波数に差が生じ縮退が解かれて、TM210
モードとTM120モードの2つのモード間で結合が生
じる。したがって図17に示した誘電体フィルタは、同
軸コネクタ15→誘電体共振器11のTM120モード
→誘電体共振器11のTM210モード→誘電体共振器
12のTM210モード→誘電体共振器12のTM12
0モード→同軸コネクタ16の順に結合して、4段の共
振器からなる帯域通過フィルタとして作用する。この場
合、1段目と2段目の結合度は穴61の深さによって、
また3段目と4段目の結合度は穴62の深さによって、
それぞれ調整する。
【0043】図19は第8の実施形態に係る誘電体共振
器の2つの構成例を示す断面図である。上述した誘電体
共振器およびそれによる誘電体フィルタでは、底面が正
方形の角柱状の誘電体板を用いたが、誘電体板の中央部
を誘電体柱として、その周囲をキャビテイとして構成し
てもよい。すなわち図19の(A)は、角筒状のキャビ
テイ22とその中央部に設ける角柱状の誘電体柱21と
を一体成形し、キャビテイ22の開口部に誘電体板2
3,24を設けるとともに、外面に電極を形成すること
によって構成したTM110モードの誘電体共振器であ
り、この構造においても、誘電体板23または24に穴
を設けるか、電極非形成部を設けることによって共振周
波数を調整することができる。また図19の(B)は、
有底円筒状のキャビテイ22と円柱形状の誘電体柱21
とを一体成形し、キャビテイ22の開口面に円板形状の
誘電体板23を覆うとともに、周面に電極を形成するこ
とによって構成したTM010モードの誘電体共振器で
あり、この構造においても、キャビテイ22の側面に穴
または電極非形成部を設けることによって共振周波数を
調整することができる。
器の2つの構成例を示す断面図である。上述した誘電体
共振器およびそれによる誘電体フィルタでは、底面が正
方形の角柱状の誘電体板を用いたが、誘電体板の中央部
を誘電体柱として、その周囲をキャビテイとして構成し
てもよい。すなわち図19の(A)は、角筒状のキャビ
テイ22とその中央部に設ける角柱状の誘電体柱21と
を一体成形し、キャビテイ22の開口部に誘電体板2
3,24を設けるとともに、外面に電極を形成すること
によって構成したTM110モードの誘電体共振器であ
り、この構造においても、誘電体板23または24に穴
を設けるか、電極非形成部を設けることによって共振周
波数を調整することができる。また図19の(B)は、
有底円筒状のキャビテイ22と円柱形状の誘電体柱21
とを一体成形し、キャビテイ22の開口面に円板形状の
誘電体板23を覆うとともに、周面に電極を形成するこ
とによって構成したTM010モードの誘電体共振器で
あり、この構造においても、キャビテイ22の側面に穴
または電極非形成部を設けることによって共振周波数を
調整することができる。
【0044】
【発明の効果】請求項1,2に係る発明によれば、電界
成分に平行な面に電極の開口部が形成されることになる
ため電磁界リークが小さくなる。また、電界成分に垂直
な平面部は、その全面に薄膜多層電極を形成することが
できるため、誘電体部分と電極膜との境界部分での表皮
効果による電流密度の増大が回避されQoが高まる。し
かも、穴や電極非形成部は元々電流密度の小さな領域に
設けられるだけであるため、穴や電極非形成部を設ける
ことによるQoの劣化は少ない。
成分に平行な面に電極の開口部が形成されることになる
ため電磁界リークが小さくなる。また、電界成分に垂直
な平面部は、その全面に薄膜多層電極を形成することが
できるため、誘電体部分と電極膜との境界部分での表皮
効果による電流密度の増大が回避されQoが高まる。し
かも、穴や電極非形成部は元々電流密度の小さな領域に
設けられるだけであるため、穴や電極非形成部を設ける
ことによるQoの劣化は少ない。
【0045】請求項3,4に係る発明によれば、誘電体
共振器の電界成分に平行な面に穴を設けたり、電極非形
成部を設けることによって、その誘電体共振器による電
磁界リークの防止およびQoの低下を防止することがで
き、電磁界リークが少なく、また挿入損失の低い誘電体
フィルタが得られる。
共振器の電界成分に平行な面に穴を設けたり、電極非形
成部を設けることによって、その誘電体共振器による電
磁界リークの防止およびQoの低下を防止することがで
き、電磁界リークが少なく、また挿入損失の低い誘電体
フィルタが得られる。
【図1】第1の実施形態に係る誘電体共振器の外観斜視
図、電磁界分布、および電流分布を示す斜視図である。
図、電磁界分布、および電流分布を示す斜視図である。
【図2】同誘電体共振器の断面図および部分拡大断面図
である。
である。
【図3】同誘電体共振器における薄膜多層電極部分の電
流分布を示す図である。
流分布を示す図である。
【図4】周波数調整用の穴の形成例を示す斜視図および
水平断面図である。
水平断面図である。
【図5】穴の深さを変化させた場合の共振周波数の変化
を示す図である。
を示す図である。
【図6】第2の実施形態に係る誘電体共振器の斜視図お
よび電流分布の例を示す図である。
よび電流分布の例を示す図である。
【図7】同誘電体共振器における電極非形成部の幅を変
化させた時の共振周波数の変化を示す図である。
化させた時の共振周波数の変化を示す図である。
【図8】第3の実施形態に係る誘電体共振器の斜視図お
よび水平断面図である。
よび水平断面図である。
【図9】同誘電体共振器の各モードにおける電磁界分布
の例を示す図である。
の例を示す図である。
【図10】同誘電体共振器における穴の深さを変化させ
た時の共振周波数の変化を示す図である。
た時の共振周波数の変化を示す図である。
【図11】第4の実施形態に係る誘電体共振器の斜視図
および水平断面図である。
および水平断面図である。
【図12】同誘電体共振器の電極非形成部の幅を変化さ
せた時の共振周波数の変化を示す図である。
せた時の共振周波数の変化を示す図である。
【図13】第5の実施形態に係る誘電体フィルタの構成
を示す斜視図および部分断面図である。
を示す斜視図および部分断面図である。
【図14】同誘電体フィルタにおける上下方向の誘電体
共振器間の結合状態を示す図である。
共振器間の結合状態を示す図である。
【図15】誘電体フィルタにおける横方向の誘電体共振
器間の結合状態を示す図である。
器間の結合状態を示す図である。
【図16】第6の実施形態に係る誘電体フィルタの斜視
図である。
図である。
【図17】第7の実施形態に係る誘電体フィルタの斜視
図である。
図である。
【図18】同誘電体フィルタにおける各モードの電磁界
分布の例を示す図である。
分布の例を示す図である。
【図19】第8の実施形態に係る誘電体共振器の構造を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図20】従来技術による誘電体共振器の共振周波数調
整例を示す斜視図である。
整例を示す斜視図である。
1−誘電体板 2−薄膜多層電極 3−薄膜電極層 4−薄膜誘電体層 5−単層電極 6,61〜64−穴 7,71〜74−電極非形成部 10,11〜14−誘電体共振器 15,16−同軸コネクタ 17−結合ループ 21−誘電体柱 22−キャビティ 23,24−誘電体板
Claims (4)
- 【請求項1】 それぞれ多角形または円形の互いに略平
行な2つの平面部と、この2つの平面部に略垂直な面と
を有する誘電体板または誘電体柱の表面に電極を形成
し、前記平面部に垂直な方向に電界成分をもつ1つまた
は2つ以上のモードで共振する誘電体共振器において、 前記平面部の電極を、薄膜電極層と薄膜誘電体層とを交
互に積層するとともに各薄膜電極層の周辺部を短絡させ
てなる薄膜多層電極とし、前記誘電体板または誘電体柱
の前記平面部に略垂直な面に穴を形成して所定共振モー
ドの共振周波数または所定の2つの共振モード間の結合
度を定めたことを特徴とする誘電体共振器。 - 【請求項2】 それぞれ多角形または円形の互いに略平
行な2つの平面部と、この2つの平面部に略垂直な面と
を有する誘電体板または誘電体柱の表面に電極を形成
し、前記平面部に垂直な方向に電界成分をもつ1つまた
は2つ以上のモードで共振する誘電体共振器において、 前記平面部の電極を、薄膜電極層と薄膜誘電体層とを交
互に積層するとともに各薄膜電極層の周辺部を短絡させ
てなる薄膜多層電極とし、前記誘電体板または誘電体柱
の前記平面部に略垂直な面に部分的な電極非形成部を設
けて所定共振モードの共振周波数または所定の2つの共
振モード間の結合度を定めたことを特徴とする誘電体共
振器。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の誘電体共振器
を、それぞれの平面部を対向させて複数個積層し、誘電
体共振器間を結合させた誘電体フィルタであって、 前記誘電体板または誘電体柱の前記誘電体共振器の平面
部に略垂直な面に穴を形成してフィルタ特性を定めたこ
とを特徴とする誘電体フィルタ。 - 【請求項4】 請求項1または2のいずれかに記載の誘
電体共振器を、それぞれの平面部を対向させて複数個積
層し、誘電体共振器間を結合させた誘電体フィルタであ
って、 前記誘電体板または誘電体柱の前記誘電体共振器の平面
部に略垂直な面に部分的な電極非形成部を設けてフィル
タ特性を定めたことを特徴とする誘電体フィルタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4064697A JPH10242720A (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | 誘電体共振器および誘電体フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4064697A JPH10242720A (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | 誘電体共振器および誘電体フィルタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10242720A true JPH10242720A (ja) | 1998-09-11 |
Family
ID=12586333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4064697A Pending JPH10242720A (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | 誘電体共振器および誘電体フィルタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10242720A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005091427A1 (ja) * | 2004-03-17 | 2005-09-29 | Tdk Corporation | フィルタ |
-
1997
- 1997-02-25 JP JP4064697A patent/JPH10242720A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005091427A1 (ja) * | 2004-03-17 | 2005-09-29 | Tdk Corporation | フィルタ |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041001 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041026 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041222 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051101 |