CN101116220A

CN101116220A - 电介质共振器装置、振荡器装置及收发装置

Info

Publication number: CN101116220A
Application number: CNA2005800463197A
Authority: CN
Inventors: 冈野健
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2005-01-11
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2025-12-22
Also published as: EP1837947A1; JPWO2006075498A1; EP1837947A4; US20070229197A1; WO2006075498A1; JP4572900B2; EP1837947B1; ATE552625T1; CN101116220B; US7394334B2

Abstract

在TM010模式共振器(1)的电介质基板(2)的表面(2A)上，设置近似圆形电极(3)。另一方面，在电介质基板(2)的背面(2B)上，设置沿着近似圆形电极(3)的直径延伸的耦合线路(5)，同时还在耦合线路(5)的宽度方向的两侧，设置背面电极(7)。另外，在外部基板(10)的表面，在除了与耦合线路(5)相对的位置以外，设置信号线路(11)和接地电极(13)。然后，将信号线路(11)与TM010模式共振器(1)的耦合线路(5)连接，将接地电极(13)与背面电极(7)连接。

Description

电介质共振器装置、振荡器装置及收发装置

技术领域

[0001]

本发明涉及例如使微波、毫米波等高频电磁波振荡的电介质共振器装置和使用该电介质共振器装置的振荡器装置及收发装置。

背景技术

[0002]

一般来说，作为电介质共振器装置，具备在电介质基板的表面形成圆形电极的共振器和位于该共振器的端部附近且设置在电介质基板上的馈电线的装置，已经广为人知(例如参照专利文献1)。

[0003]

另外，作为使用电介质共振器装置的振荡器装置，采用在电介质基板上设置使规定的振荡频率的振荡信号振荡的振荡电路部和由设定所述振荡频率的TM010模式共振器等构成的电介质共振器部的结构的装置，已经广为人知(例如参照专利文献2)。在这种振荡器装置中，使用各自的电介质基板，构成振荡电路部和电介质共振器部，同时还将这些电介质基板的介电常数和厚度，设定成适合各自的电路部的值。这样，例如振荡电路部的基板使用介电常数低的材料，能够提高相对性的尺寸精度；电介质共振器部的基板使用介电常数高、厚度大的材料后，则能够在提高Q(Qualityfactor)值的同时，还能够在组合它们后，提高振荡器装置整体的批量生产能力。

[0004]

另外，由近似长方体形状的电介质块构成的波导管型的电介质共振器，也已经广为人知(例如参照专利文献3)。在这种电介质共振器中，采用在电介质块的安装面上，设置具有与接地电极连接的短接点的输出入电极，使用该输出入电极，激励电介质共振器的结构。

[0005]

专利文献1：JP特开平7-336106号公报

专利文献2：JP特开平11-234009号公报

专利文献3：国际公开WO2002/078119号小册子

[0006]

可是，在上述专利文献1记载的现有技术中，为了使馈电线和共振器较强耦合，而采用了使馈电线与接地之间的间隔大于共振器与接地之间的间隔的结构。这时，为了在馈电线的周围，增大和接地之间的间隔，例如对于电介质基板的厚度方向而言，必须具有较大的空间，所以电介质共振器装置的厚度尺寸存在着增大的趋势。另外，由于在共振器的外侧配置馈电线，所以电介质共振器装置的面积也有增大的趋势，存在着装置整体大型化的问题。

[0007]

另外，在上述专利文献2记载的现有技术中，采用在电介质共振器部的电介质基板上设置旨在控制振荡频率的频率控制电路及终端电阻等的结构。这时，电介质共振器部使用的电介质基板由于具有较高的介电常数，所以容易成为高价，而且由于该电介质基板的面积增大，所以存在着振荡器装置整体的制造成本增大的问题。

[0008]

另外，在上述专利文献3记载的现有技术中，由于使用波导管型的电介质共振器，所以成为按照电介质块的长度尺寸、宽度尺寸决定共振器的电特性的结构。这时，作为电介质块的加工方法，虽然可以考虑射出成形后烧成的方法、在电介质烧成后用切割机切出等方法，但是用这类加工方法，制造误差大，不能获得所需的尺寸精度。因此，必须在形成电介质块后，实施再度研磨等，提高其长度尺寸、宽度尺寸的精度，存在着制造成本增高的问题。另外，由于进而在需要这种高精度的外形加工的电介质块上，形成输出入电极，所以电介质块和输出入电极的相对位置即使稍有错位时，电介质共振器和输出入电极之间的耦合量也要发生变化。其结果，各电介质共振器和输出入电极的耦合量容易产生离差(不一致性)，存在着共振器的电特性的离差较大的问题。

发明内容

[0009]

本发明就是针对现有技术的上述问题研制的，本发明的目的在于，提供能够使电特性稳定、小型化、降低制造成本的电介质共振器装置、振荡器装置及收发装置。

[0010]

(1)、为了解决上述课题，本发明的特征在于：在具备TM010模式共振器(该TM010模式共振器在电介质基板的表面、背面设置电极，表面侧的电极成为近似圆形电极)、以与该TM010模式共振器的电介质基板的背面相对的状态面安装的外部基板、在该外部基板上设置的与所述TM010模式共振器连接的信号线路的电介质共振器装置中，在所述TM010模式共振器的电介质基板的背面，设置磁场耦合部，该磁场耦合部与所述信号线路连接，和该TM010模式共振器磁场耦合。

[0011]

采用本发明后，因为在TM010模式共振器的电介质基板的背面，设置与信号线路连接的磁场耦合部，所以能够使磁场耦合部产生的磁场和TM010模式共振器内的磁场一致。这样，能够使用磁场耦合部，在TM010模式共振器和信号线路之间进行连接，能够利用在信号线路上传输的高频信号激励TM010模式共振器。

[0012]

另外，由于磁场耦合部能够由设置在TM010模式共振器的电介质基板的背面上的电极构成，所以构成磁场耦合部的电极能够和构成TM010模式共振器的背面电极同时(一起)形成。因此，能够减少TM010模式共振器和磁场耦合部之间的耦合量的离差，能够将各TM010模式共振器的电特性大致维持一定。进而，因为能够在与近似圆形电极3相对的位置上配置磁场耦合部，所以与在比近似圆形电极更靠外侧耦合的电场耦合时相比，能够使TM010模式共振器小型化。

[0013]

另外，在TM010模式共振器中，采用共振器的电特性取决于构成共振器的近似圆形电极、背面电极及电介质基板的厚度尺寸的结构。这样，由于能够和构成共振器的背面电极同时形成磁场耦合部，所以能够很容易地获得稳定的耦合特性。其结果，与高精度的难以加工的波导管型的电介质共振器相比，能够降低制造成本。进而，由于磁场耦合部能够获得对TM010模式共振器而言的稳定的耦合特性，所以不需要在TM010模式共振器的电介质基板上设置频率控制电路等，能够在外部基板侧设置。因此，能够从电介质基板中省去频率控制电路等，能够使TM010模式共振器小型化。

[0014]

(2)、这时，在本发明中，所述磁场耦合部，由位于所述电介质基板的背面、通过与所述近似圆形电极相对的位置后、朝着所述电介质基板的端部侧延伸、其两端与所述外部基板的信号线路电连接的耦合线路构成；在所述电介质基板的背面设置的所述背面电极，可以位于该耦合线路的宽度方向两侧，在和该耦合线路之间形成间隙。

[0015]

使用通过与近似圆形电极相对的位置的耦合线路，构成磁场耦合部，将磁场耦合部的两端分别与外部基板的信号线路连接时，就将TM010模式共振器与外部基板的信号线路侧的电路并联。这时，使耦合线路传输共振频率的高频信号后，就能够在耦合线路的周围，产生位于电介质基板内部、和TM010模式共振器的磁场相同方向的磁场。这样，由于能够使耦合线路和TM010模式共振器磁场耦合，所以由耦合线路两端中的一个传输的高频信号，能够被TM010模式共振器反射，能够构成反作用形的共振器。

[0016]

(3)、在本发明中，所述耦合线路，最好通过所述近似圆形电极的中心轴。

[0017]

采用本发明后，因为采用耦合线路通过近似圆形电极的中心轴的结构，所以与将耦合线路设置在其它位置时相比，能够减少耦合线路引起的损失。就是说，在TM010模式共振器成为共振状态时，共振电流朝着近似圆形电极的中心轴，放射状地流过。这时，采用将耦合线路设置在通过与近似圆形电极的中心轴不同的位置的结构时，由于共振电流被耦合线路的两肋设置的间隙遮断，所以TM010模式共振器的损失变大。与此不同，在本发明中，由于耦合线路通过近似圆形电极的中心轴，所以在耦合线路的两肋设置的间隙不能遮断共振电流，能够减少耦合线路引起的损失。

[0018]

(4)、在本发明中，所述耦合线路，最好按照其宽度尺寸，设定和所述TM010模式共振器的耦合量。

[0019]

采用本发明后，因为采用按照耦合线路的宽度尺寸设定和TM010模式共振器的耦合量的结构，所以加大耦合线路的宽度尺寸后，能够扩大耦合线路周围的磁场，增加耦合量，减小耦合线路的宽度尺寸后，能够缩小耦合线路周围的磁场，减少耦合量。其结果，能够按照耦合线路的宽度尺寸，将和TM010模式共振器的耦合量调整成所需量，能够提高设计自由度。

[0020]

(5)、在本发明中，所述耦合线路和背面电极之间的间隙，最好按照其间隔尺寸，设定和所述TM010模式共振器的耦合量。

[0021]

采用本发明后，因为采用按照耦合线路和背面电极之间的间隙的间隔尺寸设定和TM010模式共振器的耦合量的结构，所以加大间隙的间隔尺寸后，能够扩大耦合线路周围的磁场，增加耦合量，减小间隙的间隔尺寸后，能够缩小耦合线路周围的磁场，减少耦合量。其结果，能够按照间隙的间隔尺寸，将和TM010模式共振器的耦合量调整成所需量，能够提高设计自由度。

[0022]

(6)、在本发明中，在所述外部基板上，除了与所述TM010模式共振器的耦合线路相对的位置以外，设置信号线路和接地电极；所述信号线路，使用凸点与所述TM010模式共振器的耦合线路的端部连接；所述接地电极，可以使用凸点与所述TM010模式共振器的背面电极连接。

[0023]

采用本发明后，由于在外部基板上，除了与TM010模式共振器的耦合线路相对的位置以外，设置信号线路和接地电极，所以在将TM010模式共振器安装到外部基板上时，不在耦合线路的周围配置外部基板的接地电极等。因此，使用凸点分别将TM010模式共振器的耦合线路、背面电极与外部基板的信号线路、接地电极连接时，即使凸点的高度尺寸产生离差，外部基板的接地电极等也不会影响耦合线路的周围产生的磁场。其结果，即使凸点的高度尺寸产生离差，也能够将TM010模式共振器和耦合线路之间的耦合量保持一定，能够使耦合量稳定化。

[0024]

(7)、另外，在本发明中，所述电介质基板的背面设置的所述背面电极，与所述近似圆形电极相对地配置；所述磁场耦合部，由短接点被该背面电极设置的开口夹住的耦合电极构成，该耦合电极可以在一处与所述外部基板的信号线路电连接。

[0025]

采用这种结构后，就将TM010模式共振器与外部基板的信号线路侧的电路串联。这样，能够用具有一个耦合电极的TM010模式共振器作为反射型共振器工作，用具有二个耦合电极的TM010模式共振器作为通过型共振器工作。在通过形的TM010模式共振器中，由外部基板的信号线路传输给一个耦合电极的高频信号，在TM010模式共振器的共振频率中，通过共振器，在其它的频率中，能够用共振器反射。

[0026]

(8)、在本发明中，所述背面电极，设置コ字形的开口；所述耦合电极，前端侧被该コ字形的开口包围，与所述外部基板的信号线路连接，基端侧可以与所述背面电极连接，成为短接点。

[0027]

采用这种结构后，高频信号能够输入成为敞开端的耦合电极的前端侧，成为短接点的基端侧能够在其周围产生较强的磁场，能够与TM010模式共振器磁场耦合。

[0028]

(9)、在本发明中，所述耦合电极，可以按照所述TM010模式共振器的磁场强的位置和短接点的距离，设定和所述TM010模式共振器的耦合量。

[0029]

采用本发明后，因为采用按照TM010模式共振器的磁场强的位置和短接点的距离设定和TM010模式共振器的耦合量的结构，所以使短接点的位置靠近共振器内部的磁场强的位置后，能够增加耦合量；使短接点的位置远离共振器内部的磁场强的位置后，能够减少耦合量。其结果，能够按照短接点的位置，将和TM010模式共振器的耦合量调整成所需量，能够提高设计自由度。

[0030]

(10)、在本发明中，所述开口，可以夹住所述耦合电极的短接点，按照两侧配置的部位的间隔尺寸，设定和所述TM010模式共振器的耦合量。

[0031]

采用本发明后，因为采用按照开口的间隔尺寸设定和TM010模式共振器的耦合量的结构，所以加大开口的间隔尺寸后，能够扩大耦合线路周围的磁场，增加耦合量；减小开口的间隔尺寸后，能够缩小耦合线路周围的磁场，降低耦合量。其结果，能够按照开口的间隔尺寸，将和TM010模式共振器的耦合量调整成所需量，能够提高设计自由度。

[0032]

(11)、在本发明中，在所述TM010模式共振器的电介质基板的背面，设置其它的磁场耦合部；该其它的磁场耦合部，可以由短接点被所述背面电极设置的开口夹住的耦合电极构成。

[0033]

采用本发明后，由于采用在TM010模式共振器的电介质基板的背面，设置其它的磁场耦合部，该其它的磁场耦合部，由短接点被所述背面电极设置的开口夹住的耦合电极构成的结构，所以例如在由耦合线路(一个磁场耦合部)构成反作用型共振器的状态下，将频率控制电路与具有短接点的耦合电极(其它的磁场耦合部)连接后，能够利用频率控制电路控制反作用型共振器的反射带域。因此，能够在将振荡电路与耦合电极线路连接的同时，将频率控制电路与具有短接点的耦合电极连接，从而构成反作用形的电压控制振荡器。

[0034]

(12)、使用本发明的电介质共振器装置，既可以构成振荡器装置，也可以构成收发装置。

[0035]

这时，电介质共振器装置是小型的，能够获得耦合稳定的特性，所以使用它的振荡器装置、收发装置，整体也能够小型化，还能够使其特性稳定化。

附图说明

[0036]

图1是表示本发明的第1实施方式涉及的电介质共振器装置的立体图。

图2是用分解图1中的TM010模式共振器和外部基板的状态表示的分解立体图。

图3是用单体表示的图1中的TM010模式共振器的立体图。

图4是表示从图3中的箭头所示的IV-IV方向观察TM010模式共振器的剖面图。

图5是表示图3中的TM010模式共振器的俯视图。

图6是表示图3中的TM010模式共振器的底面图。

图7是表示从图1中的箭头所示的VII-VII方向观察电介质共振器装置的剖面图。

图8是表示图1中的电介质共振器装置的等效电路图。

图9是表示第1实施方式涉及的电介质共振器装置的反射量和频率的关系的特性曲线图。

图10是表示第1实施方式涉及的电介质共振器装置的反射量和标准化频率的关系的特性曲线图。

图11是表示第1变形例涉及的TM010模式共振器的俯视图。

图12是表示第2变形例涉及的TM010模式共振器的底面图。

图13是用分解TM010模式共振器和外部基板的状态表示第2实施方式涉及的电介质共振器装置的分解立体图。

图14是表示图13中的TM010模式共振器的俯视图。

图15是表示图13中的TM010模式共振器的底面图。

图16是表示第2实施方式涉及的电介质共振器装置的通过量和频率的关系的特性曲线图。

图17是表示第2实施方式涉及的电介质共振器装置的通过量和标准化频率的关系的特性曲线图。

图18是表示第3变形例涉及的TM010模式共振器的底面图。

图19是表示第4变形例涉及的TM010模式共振器的底面图。

图20是表示第5变形例涉及的TM010模式共振器的底面图。

图21是表示第6变形例涉及的TM010模式共振器的底面图。

图22是表示第7变形例涉及的TM010模式共振器的底面图。

图23是表示第3实施方式涉及的振荡器装置的电路图。

图24是用分解图23中的TM010模式共振器和振荡电路基板的状态表示的分解立体图。

图25是表示图23中的TM010模式共振器的俯视图。

图26是表示图23中的TM010模式共振器的底面图。

图27是表示第8变形例涉及的TM010模式共振器的底面图。

图28是表示第4实施方式涉及的雷达装置的方框图。

[0037]

图中：1、21、43-TM010模式共振器；2、22、44-电介质基板；3、3’、23、45-近似圆形电极；5、49-耦合线路；7、25、25’、49-背面电极；9、50-间隙；10-外部基板；11-信号线路；13、39-接地电极；15、53-凸点(bump)；27、27’、27”、51-耦合电极；28、28’、28”、52-开口；31-振荡电路基板(外部基板)；32-振荡电路部；34、41-微波带状线路(信号线路)；40-频率控制电路部；61-雷达装置(收发装置)；62-振荡器装置。

具体实施方式

[0038]

下面，参照附图，详细讲述本发明的理想的实施方式涉及的电介质共振器装置、振荡器装置及收发装置。

[0039]

在这里，图1～图8表示第1实施方式涉及的电介质共振器装置，图中，TM010模式共振器1，由后文讲述的电介质基板2、近似圆形电极3及背面电极7构成。

[0040]

电介质基板2，使用电介质材料，形成平板状(小片状)。而且，电介质基板2例如使用具有26左右的相对介电常数εr1(例如＝εr126)的陶瓷材料等形成。另外，电介质基板2例如形成为对于图2、图5中的X方向(纵方向)和Y方向(横方向)而言都具有长度尺寸L1，同时对于Z方向(厚度方向)而言具有厚度尺寸T1的近似正方形的平板。

[0041]

近似圆形电极3，设置在电介质基板2的表面2A上。而且，近似圆形电极3位于电介质基板2的中央部，在使用金属材料等导电性薄膜形成的同时，其直径尺寸D被设定成与电介质基板2内的共振频率对应的值。

[0042]

另外，在近似圆形电极3中，设置着成为放射状的例如4条切槽4。这时，这4条切槽4，在圆周方向上等间隔地配置，同时各切槽4成为细长的槽状，沿着近似圆形电极3的半径方向延伸，被用来设定其它的共振模式(例如TM210模式、TM310模式等)的共振频率。

[0043]

耦合线路5，构成磁场耦合部。而且，如图6所示，耦合线路5位于电介质基板2的背面2B，通过与近似圆形电极3相对的位置，朝着电介质基板2的端部侧(端部2C侧)延伸。另外，耦合线路5还通过近似圆形电极3的中心轴O，沿着近似圆形电极3的直径，直线状地延伸，并且具有一定的宽度尺寸W1。另一方面，在耦合线路5的两端，为了容易和后文讲述的信号线路11连接，形成具有大于宽度尺寸W1的宽度尺寸W2的较宽的连接部6。而且，连接部6具有和宽度尺寸W2相同的长度尺寸L2，例如近似正方形地形成，与后文讲述的外部基板10的信号线路11连接。

[0044]

2个背面电极7，位于电介质基板2的背面2B上，分别设置在耦合线路5的宽度方向的两侧。而且，这2个背面电极7，除了电介质基板2的端面2C附近以外，覆盖整个电介质基板2的背面2B，隔着电介质基板2，与近似圆形电极3相对。而且，在各背面电极7和电介质基板2的端面2C之间，形成具有间隔尺寸δ0的修边部8，电介质基板2从该修边部8中露出。

[0045]

在背面电极7和耦合线路5之间，形成间隙9。而且，该间隙9具有间隔尺寸δ1，沿着耦合线路5，直线状地延伸，并且将背面电极7和耦合线路5之间绝缘。另外，在背面电极7和连接部6之间，设定成间隙9的间隔尺寸δ2。

[0046]

在外部基板10中，安装着TM010模式共振器1。在这里，该外部基板10，例如使用具有介电常数比后文讲述的电介质基板2低(例如相对介电常数εr0＝10左右)的陶瓷材料、树脂材料等而形成，如图1及图2所示，形成具有一定厚度尺寸T0的平板状。而且，在外部基板10的表面，以与电介质基板2的背面2B相对的状态，面安装着TM010模式共振器1。另外，在外部基板10的表面，除了与TM010模式共振器1的耦合线路5相对的位置以外，设置着后文讲述的信号线路11和接地电极13。

[0047]

2根信号线路11，设置在外部基板10的表面。这些信号线路11，配置在和与TM010模式共振器1的耦合线路5相对的位置不同的位置，沿着耦合线路5的延长线，直线状地延伸，另外，在信号线路11中与耦合线路5的连接部6相对的端部，设置连接部12。而且，信号线路11的连接部12，与耦合线路5的连接部6重叠，使用后文讲述的凸点(bump)15，互相连接在一起。

[0048]

2个接地电极13，以与信号线路11绝缘的状态，设置在外部基板10的表面。这2个接地电极13，隔着与TM010模式共振器1的耦合线路5相对的位置，在宽度方向上离开地设置，分别和2个背面电极7相对。另外，接地电极13通过接触孔14与在外部基板10的背面形成的接地电极(未图示)连接。然后，接地电极13使用后文讲述的凸点15，与TM010模式共振器1的背面电极7连接在一起。

[0049]

凸点15连接外部基板10与TM010模式共振器1之间。该凸点15具有直径尺寸φ和高度尺寸h，近似圆柱状地形成，在信号线路11的连接部12与耦合线路5的连接部6之间连接的同时，还在接地电极13与背面电极7之间连接。这样，凸点15，就以在外部基板10的表面上浮起的状态，支持TM010模式共振器1。

[0050]

采用本实施方式的电介质共振器装置，是具有上述结构的装置，下面讲述其动作。

[0051]

首先，在TM010模式共振器1共振时，如图3～图5所示，在电介质基板2的内部，在近似圆形电极3与背面电极7之间，形成朝着厚度方向的电场E的同时，还形成了沿着近似圆形电极3的同心圆而在XY平面内旋转的圆形的磁场H。这时，磁场H在近似圆形电极3的中心轴O附近和外周端缘附近弱，在中心轴O和外周端缘的中间位置(半径方向的中间位置)强。

[0052]

与此不同，高频信号输入外部基板10的信号线路11后，该高频信号如图5所示，通过信号线路11，在TM010模式共振器1的耦合线路5上传输的同时，对耦合线路5的周围，产生以耦合线路5为中心、在YZ面内旋转的磁场H0。

[0053]

这时，高频信号的频率成为TM010模式共振器1的共振频率时，高频信号产生的磁场H0的旋转方向，以半波长为单位成为相反的方向，所以TM010模式共振器1的磁场H强的位置与高频信号产生的磁场H0强的位置一致，并且这些磁场H与磁场H0的Y方向的矢量成分一致。其结果，由于耦合线路5与信号线路11磁场耦合，所以能够使用耦合线路5激励TM010模式共振器1。

[0054]

其结果，采用本实施方式的电介质共振器装置，能够用图8所示的等效电路表示，所以耦合线路5作为带状线路工作，和TM010模式共振器1磁场耦合。因此，将耦合线路5的一端侧作为终端后，能够形成反作用型共振器。在这里，对于使用本实施方式的电介质共振器装置的反作用型共振器，使用电磁场模拟，分析了它的反射特性。其结果如图9所示。

[0055]

此外，图9的结果，是计算在将耦合线路5的两端中的一个作为终端的状态下，从另一端观察TM010模式共振器1时的反射量的频率特性的结果。另外，在该电磁场模拟中，使电介质基板2的长度尺寸L1为1.94mm、厚度尺寸T1为0.30mm、相对介电常数εr1为26、近似圆形电极3的直径尺寸D为1.56mm，还使切槽4的槽宽尺寸δp为0.04mm、长度尺寸Lp为0.35mm。另外，还使耦合线路5的宽度尺寸W1为0.08mm，连接部6的宽度尺寸W2和长度尺寸L2都为0.15mm。进而，使间隙9中耦合线路5和背面电极7之间的间隔尺寸δ1为0.030mm、间隙9中连接部6与背面电极7之间的间隔尺寸δ2为0.025mm，还使修边部8的间隔尺寸δ0为0.05mm。另一方面，使外部基板10的厚度尺寸T0为0.20mm、相对介电常数εr0为10、特性阻抗Z0为50Ω、凸点15的直径尺寸φ为0.09mm、高度尺寸h为0.04mm。

[0056]

由图9的结果可知：在成为共振频率38GHz的周边带域，TM010模式共振器1的反射量大，在其它的频带反射量小。因此，确认了使用采用本实施方式的电介质共振器装置，能够构成TM010模式共振器1在共振频率的周边带域反射量变大的反作用型共振器。

[0057]

因此，采用本实施方式后，由于在TM010模式共振器1的电介质基板2的背面2B上，设置与信号线路11连接的耦合线路5，所以能够使耦合线路5产生的磁场H0与TM010模式共振器1内的磁场H一致，使耦合线路5与TM010模式共振器1磁场耦合。这样，能够使用耦合线路5连接TM010模式共振器1和信号线路11之间，能够利用信号线路11传输的高频信号激励TM010模式共振器1。

[0058]

另外，因为在电介质基板2的背面2B上，设置作为磁场耦合部的耦合线路5，所以使用凸点15等后，能够很容易地将TM010模式共振器1面安装到外部基板10上。进而，因为在TM010模式共振器1的电介质基板2的背面2B上，设置作为磁场耦合部的耦合线路5，所以例如与将磁场耦合部设置在外部基板10的外侧时相比，能够减少TM010模式共振器1和耦合线路5之间的耦合量的离差，能够使各TM010模式共振器1的电特性大致维持一定。而且，因为能够在与近似圆形电极3相对的位置上配置耦合线路5，所以与将馈电线设置在比近似圆形电极3更靠外侧时相比，能够使TM010模式共振器1小型化。

[0059]

另外，由于磁场耦合部由设置在电介质基板2的背面2B上的耦合线路5构成，所以耦合线路5能够和构成TM010模式共振器1的背面电极7同时(一起)形成。因此，能够减少TM010模式共振器1和耦合线路5之间的耦合量的离差，能够使各TM010模式共振器1的电特性大致维持一定。进而，因为能够在与近似圆形电极3相对的位置上配置耦合线路5，所以与在比近似圆形电极3更靠外侧耦合的电场耦合时相比，能够使TM010模式共振器1小型化。

[0060]

另外，在TM010模式共振器1中，成为共振器1的电特性取决于构成共振器的近似圆形电极3、背面电极7及电介质基板2的厚度尺寸T1的结构。这样，因为能够和构成共振器1的背面电极7同时形成耦合线路5，所以能够很容易地获得稳定的耦合特性。其结果，与难以高精度地加工的波导管型的电介质共振器时相比，能够降低制造成本。进而，由于耦合线路5能够获得与TM010模式共振器1的稳定的耦合特性，所以频率控制电路等不必设置在TM010模式共振器1的电介质基板2上，能够设置在外部基板10的一侧。因此，能够从电介质基板2中省去频率控制电路等，能够使TM010模式共振器1小型化。

[0061]

特别是在本实施方式中，采用使用通过和近似圆形电极3相对的位置的耦合线路5，构成磁场耦合部，将耦合线路5的两端分别与外部基板10的信号线路11连接的结构。因此，将TM010模式共振器1与外部基板10的信号线路11一侧的电路并联。这时，例如使耦合线路5传输共振频率的高频信号后，就能够在耦合线路5的周围，位于电介质基板2内部，产生和TM010模式共振器1的磁场H相同方向的磁场H0。这样，由于能够使耦合线路5和TM010模式共振器1磁场耦合，所以由耦合线路5的两端中的一个传输的高频信号，能够被TM010模式共振器1反射。其结果，能够形成反作用形的共振器，能够提高振荡器装置等的设计自由度。

[0062]

另外，由于耦合线路5成为通过近似圆形电极3的中心轴O的结构，所以与将耦合线路5设置在其它的位置时相比，能够减少耦合线路5造成的损失。就是说，在TM010模式共振器1成为共振状态时，如图6所示，共振电流I朝着近似圆形电极3的中心轴O，放射状地流过。这时，采用使耦合线路5通过和近似圆形电极3的中心轴O不同的位置结构时，由于共振电流I被在耦合线路5的两肋设置的间隙9遮断，所以TM010模式共振器1的损失增大。与此不同，在本实施方式中，由于耦合线路5通过近似圆形电极3的中心轴O，所以共振电流I不会被间隙9遮断，能够减少耦合线路5造成的损失。

[0063]

另外，由于在外部基板10中，在除了和TM010模式共振器1的耦合线路5相对的位置以外，设置信号线路11和接地电极13，所以将TM010模式共振器1安装到外部基板10上时，在耦合线路5的周围，就不必配置外部基板10的接地电极13等。因此，使用凸点15将TM010模式共振器1的耦合线路5、背面电极7分别与外部基板10的信号线路11、接地电极13连接时，即使凸点15的高度尺寸h出现离差，外部基板10的接地电极13等也不会影响在耦合线路5的周围产生的磁场H0。其结果，即使凸点15的高度尺寸h出现离差，也能够将TM010模式共振器1和耦合线路5之间的耦合量保持成为一定，能够使耦合量稳定化。

[0064]

另外，在本实施方式中，因为在耦合线路5的宽度方向的两侧，设置间隙9，所以在耦合线路5的周围形成的磁场H0，按照该间隙9的间隔尺寸δ1变化，耦合线路5和TM010模式共振器1之间的耦合量也变化。因此，对于使用了采用本实施方式的电介质共振器装置的反作用型共振器，将间隙9的间隔尺寸δ1设定成各种值，使用和图9同样的电磁场模拟，分析其反射特性。其结果如图10所示。

[0065]

此外，在该电磁场模拟中，对将间隙9的间隔尺寸δ1分别设定成0.02mm、0.03mm、0.04mm的情况进行了计算。另外，间隙9的间隔尺寸δ1以外的参数，采用和获得图9的结果时相同的值，图10的横轴使用用共振频率标准化的标准化频率表示。

[0066]

由图10的结果可知：间隙9的间隔尺寸δ1小时，TM010模式共振器1的反射量小；间隙9的间隔尺寸δ1大时，TM010模式共振器1的反射量大。其理由是：随着间隙9的间隔尺寸δ1变大，电介质基板2内的磁场H0向Y方向扩大，耦合的Q值(Qe)变小，和TM010模式共振器1的耦合变强的缘故。

[0067]

该结果表明：能够在加大间隙9的间隔尺寸δ1后，增大耦合线路5的周围的磁场H0，增加耦合量；减小间隙9的间隔尺寸δ1后，降低耦合线路5的周围的磁场H0，减少耦合量。这样，可以按照间隙9的间隔尺寸δ1，将耦合线路5和TM010模式共振器1的耦合量，调整成所需的量，能够提高设计自由度。

[0068]

此外，在所述第1实施方式中，采用了按照间隙9的间隔尺寸δ1，将耦合线路5和TM010模式共振器1的耦合量调整成所需量的结构，但是也可以采用了按照耦合线路5的宽度尺寸W1，将耦合线路5和TM010模式共振器1的耦合量调整成所需量的结构。这时，扩大耦合线路5的宽度尺寸W1后，能够增大耦合线路5的周围的磁场，增加耦合量；减小耦合线路5的宽度尺寸W1后，降低耦合线路5的周围的磁场，减少耦合量。

[0069]

另外，在所述第1实施方式中，采用了在近似圆形电极3上设置切槽4，以便调整与其它的共振模式的共振频率的结构，但是也可以如图11所示的第1变形例那样，采用省略了切槽的近似圆形电极3’的结构。另外，近似圆形电极3并不局限于圆形，也可以椭圆状地形成。

[0070]

另外，在所述第1实施方式中，采用了在耦合线路5的两端侧设置宽度尺寸较宽的连接部6的结构，但是也可以如图12所示的第2变形例那样，采用省略连接部、将耦合线路5原封不动地延长的结构。

[0071]

另外，在所述第1实施方式中，2个背面电极7覆盖整个电介质基板2的背面2B，四边形地形成。可是，本发明并不局限于此，背面电极7例如也可以成为圆形、椭圆状等其它形状。

[0072]

另外，在所述第1实施方式中，采用了在TM010模式共振器1的耦合线路5和外部基板10的信号线路11之间直接连接的结构。可是，本发明并不局限于此，例如还可以采用通过匹配电路做媒介，连接耦合线路5和信号线路11之间的结构。这时，既可以采用将匹配电路设置在电介质基板2和外部基板10中的某一个上的结构，也可以采用将匹配电路设置在两者上的结构。

[0073]

接着，图13～图15表示出本发明的第2实施方式涉及的电介质共振器装置，本实施方式的特征在于：在TM010模式共振器的电介质基板的背面，设置覆盖近似圆形电极的背面电极，同时还由短接点被该背面电极上设置的开口夹持的耦合电极形成磁场耦合部，然后在一处将耦合电极和外部基板的信号线路连接。此外，在本实施方式中，对于和所述第1实施方式相同的构成要素，赋予相同的符号，不再赘述。

[0074]

TM010模式共振器21，和采用第1实施方式的TM010模式共振器1同样，由后文讲述的电介质基板22、近似圆形电极23及背面电极25构成。

[0075]

电介质基板22，使用相对介电常数εr1的电介质材料，平板状地形成。该电介质基板22由对于X方向(纵方向)和Y方向(横方向)而言都具有长度尺寸L1，同时对于Z方向(厚度方向)而言具有厚度尺寸T1的近似正方形的平板形成。

[0076]

近似圆形电极23，设置在电介质基板22的表面22A上。该近似圆形电极23位于电介质基板22的中央部，使用导电性薄膜形成，其直径尺寸D被设定成与电介质基板22内的共振频率对应的值。另外，在近似圆形电极23中，和采用第1实施方式的近似圆形电极3同样，设置着成为放射状的例如4条切槽4。

[0077]

背面电极25，设置在电介质基板22的背面22B上。该背面电极25，除了电介质基板22的端面22C附近以外，覆盖整个电介质基板22的背面22B，隔着电介质基板22，与近似圆形电极23相对。另外，在背面电极25和电介质基板22的端面22C之间，形成具有间隔尺寸δ0的修边部26，电介质基板22从该修边部26中露出。而且，背面电极25例如使用凸点15，与外部基板10的接地电极13连接在一起。

[0078]

2个耦合电极27，构成磁场耦合部。这2个耦合电极27，在与近似圆形电极23相对的位置，配置在背面电极25的X方向两端侧。另外，耦合电极27，被在背面电极25端部形成的コ字形的开口28(切槽)包围，以具有一定的宽度尺寸W3的带状(舌状)地形成。而且，耦合电极27从背面电极25的中央部朝着端部，沿着近似圆形电极23的半径方向延伸。另外，耦合电极27的前端侧，被コ字形的开口28包围，成为敞开端，耦合电极27的基端侧，与背面电极25连接。而且，耦合电极27的前端侧(敞开端侧)，例如使用凸点15，与外部基板10的信号线路11连接在一起。

[0079]

在这里，短接点S1，例如作为和TM010模式共振器21耦合较强的位置，配置在TM010模式共振器21的磁场较强的位置附近。因此，短接点S1，就配置在近似圆形电极23的中心轴O和外周端缘的中间位置(半径方向的中间位置)附近。另外，开口28具有一定的间隔尺寸δ3，向耦合电极27的宽度方向两侧延伸，从宽度方向两侧夹住耦合电极27的短接点S1。

[0080]

[0081]

首先，高频信号输入外部基板10的信号线路11后，该高频信号通过信号线路11后，在TM010模式共振器1的耦合电极27上传输的同时，对耦合电极27的周围，产生以耦合电极27为中心、在YZ面内旋转的磁场H0。

[0082]

这时，高频信号的频率成为TM010模式共振器21的共振频率时，在短接点S1处，磁场变强；在近似圆形电极23的外周端缘附近，磁场变弱。其结果，在使TM010模式共振器1的磁场强的位置和高频信号产生的磁场强的位置一致的同时，还使TM010模式共振器1的磁场弱的位置和高频信号产生的磁场弱的位置一致。另外，在短接点S1的周围，两个磁场的Y方向的矢量成分一致。其结果，由于耦合线路5与信号线路11磁场耦合，所以能够使用耦合电极27激励TM010模式共振器21。

[0083]

其结果，由于耦合电极27和TM010模式共振器1磁场耦合，所以在2个耦合电极27之间，能够形成带域通过型共振器。在这里，对于使用本实施方式的电介质共振器装置的带域通过型共振器，使用电磁场模拟，分析了它的反射特性。其结果如图16所示。

[0084]

此外，在该电磁场模拟中，使电介质基板22的长度尺寸L1为1.94mm、厚度尺寸T1为0.30mm、相对介电常数εr1为26、近似圆形电极23的直径尺寸D为1.56mm，还使切槽4的槽宽尺寸δp为0.04mm、长度尺寸Lp为0.35mm。另外，还使耦合电极27的宽度尺寸W3为0.15mm。进而，使在短接点S1的宽度方向两侧的开口28的间隔尺寸δ3为0.075mm，修边部8的间隔尺寸δ0为0.05mm。另一方面，使外部基板10的厚度尺寸T0为0.20mm、相对介电常数εr0为10、特性阻抗Z0为50Ω、凸点15的直径尺寸φ为0.09mm、高度尺寸h为0.04mm。

[0085]

由图16的结果可知：在成为共振频率38GHz的周边带域，TM010模式共振器21的通过量大，在其它的频带通过量小。因此，确认了使用采用本实施方式的电介质共振器装置，能够构成TM010模式共振器21在共振频率的周边带域通过量变大的带域通过型共振器。

[0086]

因此，采用本实施方式后，能够获得和第1实施方式同样的作用效果。特别是在本实施方式中，由于采用由短接点S1被背面电极23设置的开口28夹住的耦合电极27，构成磁场耦合部，将该耦合电极27的端部(前端侧)与外部基板10的信号线路11连接的结构，所以能够将TM010模式共振器21与外部基板10的信号线路11一侧的电路串联。这样，具有2个耦合电极27的TM010模式共振器21，就能够作为通过型共振器工作，能够形成带域通过型共振器。其结果，TM010模式共振器21就能够使从外部基板10的信号线路11向一个耦合电极27传输的高频信号，在TM010模式共振器21的共振频率中通过，在其它的频率中反射。

[0087]

另外，在本实施方式中，采用耦合电极27的前端侧被コ字形的开口28包围后与外部基板10的信号线路11连接，耦合电极27的基端侧与背面电极25连接后成为短接点S1的结构。因此，能够将高频信号输入成为敞开端的耦合电极27的前端侧，成为短接点S1的耦合电极27的基端侧，能够在其周围产生较强的磁场，与TM010模式共振器21磁场耦合。

[0088]

另外，在本实施方式中，因为采用开口28夹住耦合电极27的短接点S1的结构，所以在短接点S1的周围形成的磁场H0，按照短接点S1附近的开口28的间隔尺寸δ3变化，耦合电极27和TM010模式共振器21之间的耦合量也变化。因此，对于使用了采用本实施方式的电介质共振器装置的带域通过型共振器，将开口28的间隔尺寸δ1设定成各种值，使用和图16同样的电磁场模拟，分析其通过特性。其结果如图17所示。

[0089]

此外，在该电磁场模拟中，对将开口28的间隔尺寸δ3分别设定成0.075mm、0.10mm、0.125mm的情况进行了计算。另外，开口28的间隔尺寸δ3以外的参数，采用和获得图16的结果时相同的值，图17的横轴使用用共振频率标准化的标准化频率表示。

[0090]

由图17的结果可知：开口28的间隔尺寸δ3小时，TM010模式共振器21的通过量小；开口28的间隔尺寸δ3大时，TM010模式共振器21的通过量大。其理由是：随着开口28的间隔尺寸δ3变大，电介质基板22内的磁场向Y方向扩大，耦合的Q值(Qe)变小，和TM010模式共振器21的耦合变强的缘故。

[0091]

该结果表明：能够在加大开口28的间隔尺寸δ3后，增大短接点S1的周围的磁场，增加耦合量；减小开口28的间隔尺寸δ3后，则降低短接点S1的周围的磁场，减少耦合量。这样，可以按照开口28的间隔尺寸δ3，将耦合电极27和TM010模式共振器21的耦合量，调整成所需的量，能够提高设计自由度。

[0092]

此外，在所述第2实施方式中，采用了使开口28的间隔尺寸δ3基本上等于遍及耦合电极27的全长的结构，但是本发明并不局限于此，也可以如图18所示的第3变形例那样，采用使开口28的间隔尺寸只在耦合电极27中短接点S1的周围较大地形成，在开口28的前端部分设置较宽部28A。这时，能够按照较宽部28A的间隔尺寸，设定耦合量。

[0093]

此外，在所述第2实施方式中，采用了按照开口28的间隔尺寸δ3，将耦合电极27和TM010模式共振器21的耦合量调整成所需量的结构。但是，本发明并不局限于此，也可以采用按照TM010模式共振器21的磁场强的位置(例如近似圆形电极23的中心轴和外周端缘的中间位置)和耦合电极27的短接点S1的距离，将耦合电极27和TM010模式共振器21的耦合量调整成所需量的结构。这时，使短接点S1的位置靠近共振器21的内部的磁场强的位置后，能够增加耦合量；使短接点S1的位置远离共振器21的内部的磁场强的位置后，能够减少耦合量。其结果，可以按照短接点S1的位置，将和TM010模式共振器的耦合量，调整成所需的量，能够提高设计自由度。

[0094]

另外，在所述第2实施方式中，采用了使开口28从背面电极25的端部向中央部延伸的切槽状地形成的结构。但是开口28未必非要设置在背面电极25的端部，也可以如图19所示的第4变形例那样，采用在比背面电极25的端部靠近中央部的一侧设置开口28’，形成耦合电极27’，用背面电极25包围该开口28’的周围的结构。

[0095]

另外，在所述第2实施方式中，采用了在背面电极25上设置コ字形的开口28，从而形成基端侧成为与背面电极25连接的短接点S1、前端侧成为敞开端的耦合电极27的结构。可是，本发明并不局限于此，例如还可以如图20所示的第5变形例那样，采用在背面电极25上例如设置成为四边形的框状的开口28”，在该开口28”内，长度方向的两端成为敞开端，长度方向的中间部成为假设的短接点S1的耦合电极27”的结构。这时，对于耦合电极27”的长度方向而言，短接点S1和背面电极25的距离尺寸L，对于电介质基板22内的共振频率的波长λg，例如设定成λg/4左右的值(Lλg/4)的结构。

[0096]

另外，在所述第2实施方式中，背面电极25覆盖整个电介质基板22的背面22B，四边形地形成。可是，本发明并不局限于此，也可以如图21所示的第6变形例那样，使背面电极25’例如成为圆形、椭圆状等其它形状。

[0097]

进而，在所述第2实施方式中，采用了在电介质基板22的背面22B上设置2个耦合电极27的结构。可是，例如既可以采用设置1个耦合电极27的结构，也可以如图22所示的第7变形例那样，设置3个以上的耦合电极27的结构。

[0098]

另外，在所述第2实施方式中，采用了在近似圆形电极23上设置切槽24，以便调整与其它的共振模式的共振频率的结构，但是也可以采用省略切槽的结构。另外，近似圆形电极23并不局限于圆形，也可以椭圆状地形成。

[0099]

接着，图23～图26表示出本发明的第3实施方式涉及的振荡器装置，本实施方式的特征在于：在TM010模式共振器的电介质基板的背面，在成为磁场耦合部的耦合线路的宽度方向两侧，设置2个背面电极，同时还某一个背面电极上，设置由短接点被开口夹持的耦合电极形成的其它磁场耦合部，使用TM010模式共振器装置，构成振荡器装置。

[0100]

作为外部基板的振荡电路基板31，由电介质材料形成。在该振荡电路基板31中，在设置后文讲述的振荡电路部32、频率控制电路部40等的同时，还面安装着TM010模式共振器43。

[0101]

振荡电路部32，设置在振荡电路基板31的表面。该振荡电路部32，由场效应晶体管33(以下称作“FET33”)、微波带状线路34等构成。而且，振荡电路部32通过电源端子31A，被供给电源电压，发出被后文讲述的TM010模式共振器43设定的规定的振荡频率的信号的同时，还通过输出端子31B，输出该信号。

[0102]

在这里，FET33的栅极端子G，与微波带状线路34的基端侧连接。另外，FET33的源极端子S，与偏压电阻35和短截线36连接。另一方面，FET33的漏极端子D，在与电源端子31A连接的同时，还通过旨在遮断直流成分的铰接线37做媒介，与输出端子31B连接。

[0103]

进而，微波带状线路34，在构成信号线路的同时，还隔着TM010模式共振器43设置两根。另外，这两根微波带状线路34，在除了与TM010模式共振器43的耦合线路47相对的位置以外的部分设置，互相直线状地并列配置。而且，这两根微波带状线路34，在使用耦合线路47，互相连接的同时，还在的微波带状线路34前端侧，与终端电阻38连接。

[0104]

2个接地电极39，和采用第1实施方式的接地电极13大致相同，设置在微波带状线路34的宽度方向的两侧。这2个接地电极39，隔着与模式共振器43的耦合线路47相对的位置，在宽度方向上互相离开地设置，分别与2个背面电极49相对。另外，接地电极39，例如通过接触孔，与在振荡电路基板31的背面形成的接地电极(均未图示)连接。

[0105]

频率控制电路部40，设置在振荡电路基板31的表面。该频率控制电路部40，大致由作为信号线路的微波带状线路41和作为调制元件的可变电容二极管42(变容二极管)构成。而且，微波带状线路41，其一端与后文讲述的TM010模式共振器43的耦合电极51连接，另一端与可变电容二极管42连接。另外，可变电容二极管42在其阴极端子与微波带状线路41连接的同时，阳极端子与接地连接。

[0106]

然后，频率控制电路部40按照外加给控制输入端子31C的控制电压，使可变电容二极管42的静电电容变化，从而控制振荡频率(共振频率)。

[0107]

TM010模式共振器43，分别与振荡电路部32和频率控制电路部40连接。该TM010模式共振器43，具备电介质基板44、近似圆形电极45及背面电极49，以在振荡电路基板31的表面侧重叠的状态安装。

[0108]

在这里，电介质基板44近似正方形的平板状地形成。另外，近似圆形电极45位于电介质基板44的中央部，设置在电介质基板44的表面44A上。进而，近似圆形电极45使用导电性薄膜形成，其直径尺寸D被设定成与电介质基板44内的共振频率对应的值。另外，在近似圆形电极45中，和采用第1实施方式的近似圆形电极3同样，设置着成为放射状的例如4条切槽46。

[0109]

耦合线路47，构成第1磁场耦合部。该耦合线路47，和采用第1实施方式的耦合线路5大致相同，位于电介质基板44的背面44B，通过与近似圆形电极45相对的位置后，朝着电介质基板44的端部侧(端面44C侧)延伸。另外，耦合线路47通过近似圆形电极45的中心轴O后，沿着近似圆形电极45的直径，直线状地延伸。另一方面，在的耦合线路47两端，形成与振荡电路部32的微波带状线路34连接的较宽的连接部48。

[0110]

2个背面电极49，位于电介质基板44的背面44B上，分别设置在耦合线路47的宽度方向的两侧。这2个背面电极49，覆盖整个电介质基板44的背面44B，在隔着电介质基板44，与近似圆形电极45相对的同时，还与振荡电路部32的接地电极39连接。而且，在耦合线路47和背面电极49之间，形成具有一定的间隔尺寸的间隙50。

[0111]

耦合电极51，构成第2磁场耦合部。该耦合电极51，和采用第2实施方式的耦合电极27大致相同，在与近似圆形电极45相对的位置，配置在耦合线路47宽度方向的一侧。另外，耦合电极51被在背面电极49端部形成的コ字形的开口52(切槽)包围，带状(舌状)地形成。而且，耦合电极51从背面电极49的中央部朝着端部，沿着近似圆形电极45的半径方向延伸。另外，耦合电极51的前端侧，被コ字形的开口52包围，成为敞开端，耦合电极51的基端侧，与背面电极49连接，成为短接点S1。这时，短接点S1从宽度方向两侧起，被开口52夹住。另外，短接点S1作为和TM010模式共振器43耦合强的位置，配置在TM010模式共振器43的磁场强的位置附近。

[0112]

而且，TM010模式共振器43的耦合线路47的两端侧(连接部48)，使用凸点53，与振荡电路部32的接地电极39连接。另外，TM010模式共振器43的耦合电极51，使用凸点53，与频率控制电路部40的微波带状线路41连接。

[0113]

采用本实施方式的振荡器装置，是具有上述结构的装置，下面讲述其动作。

[0114]

驱动电压外加给电源端子31A后，与TM010模式共振器43的共振频率对应的信号，就输入FET33的栅极端子G。这样，由于振荡电路部32和TM010模式共振器43构成反作用形振荡电路，所以FET33将与TM010模式共振器43的共振频率对应的信号放大，通过输出端子31B，向外部输出。

[0115]

另外，由于TM010模式共振器43与由可变电容二极管42构成的频率控制电路部40连接，所以能够与外加给控制输入端子31C的控制电压的值对应，可变设定TM010模式共振器43的共振频率。这样，整个振荡器装置就作为电压控制振荡器(VCO)发挥作用。

[0116]

这样，在本实施方式中，采用给TM010模式共振器43添加通过近似圆形电极45的中心轴O后横穿电介质基板44的耦合线路47，并且在位于耦合线路47宽度方向的一侧的背面电极49上设置耦合电极51的结构。因此，能够和第1实施方式同样，使用耦合线路47后，使TM010模式共振器43作为反作用型共振器工作，在此基础上，还使耦合电极51与频率控制电路部40连接，从而能够从外部控制TM010模式共振器43的共振频率。其结果，能够使用TM010模式共振器43，构成电压控制振荡器。

[0117]

另外，由于给TM010模式共振器43的电介质基板44设置耦合线路47及耦合电极51，所以例如与在振荡电路基板31上设置耦合线路等时相比，能够减少TM010模式共振器43和耦合线路47、耦合电极51之间的耦合量的离差，能够使各振荡器装置的特性基本维持一定。另外，由于能够从TM010模式共振器43的电介质基板44中省去频率控制电路部40及终端电阻38，所以能够使昂贵的具有较高的介电常数的电介质基板44小型化。这样，能够在通过减少特性离差来提高批量生产性能的同时，还能够使用小型的电介质基板44来降低制造成本。

[0118]

此外，在第3实施方式中，采用在耦合线路47的宽度方向的一侧，设置一个耦合电极51，使该耦合电极51与包含调制元件(可变电容二极管42)的频率控制电路部40连接的结构。可是，本发明并不局限于此，也可以如图27所示的第8变形例那样，例如采用将2个耦合电极51分别设置在耦合线路47的宽度方向的两侧，使一个耦合电极51与频率控制电路部40(调制元件)连接，另一个耦合电极51与调整频率用的短截线连接的结构。

[0119]

另外，在所述第3实施方式中使用的TM010模式共振器43，采用了组合第1实施方式的TM010模式共振器1和第2实施方式的TM010模式共振器21的结构。可是，本发明并不局限于此，例如可以适当组合第1～第7变形例的TM010模式共振器1、21，构成振荡器装置用的TM010模式共振器。

[0120]

接着，图28表示本发明的第4实施方式，本实施方式的特征在于：使用具备本发明的电介质共振器装置的振荡器装置，构成作为收发装置的雷达装置。

[0121]

雷达装置61，使用后文讲述的振荡器装置62、联接器64、混频器67、信号处理电路69等构成，例如成为毫米波雷达模块。

[0122]

在这里，振荡器装置62例如由象第3实施方式那样，使用本发明的电介质共振器装置的VCO构成，通过隔离器63、联接器64及循环器65做媒介，与天线66连接。这样，由振荡器装置62发出的高频信号，就通过天线66发送到外部。

[0123]

另一方面，在天线66通过循环器65做媒介，与混频器67连接的同时，混频器67的输出侧还通过低噪音放大器68(以下称作“LNA68”)做媒介，与信号处理电路69连接。这样，由天线66接收的高频信号，就被混频器67降频成为中频信号，并且被信号处理电路69处理。

[0124]

采用本实施方式的雷达装置61，是具有上述结构的装置，下面讲述其动作。

[0125]

首先，由振荡器装置62发出的高频信号，通过隔离器63、联接器64及循环器65做媒介，供给天线66。这时，天线66作为尖锐波束，发射毫米波信号，向外部发送。然后，毫米波信号碰到车辆等目标物体时，来自车辆等的反射波就射入天线66。这时，天线66通过循环器65做媒介，将由该反射接收的信号导入混频器67。这样，在接收信号输入混频器67的同时，来自联接器64的一部分发送信号——局部信号也输入混频器67，所以混频器67将这些信号的差的振荡频率信号——颤动信号，作为中频信号输出。该中频信号，被LNA68放大后，输入信号处理电路69。这时，信号处理电路69在对中频信号进行数字数据列变换的同时，还进行FFT(快速傅立叶变换)处理，求出颤动信号的振荡频谱。其结果，能够根据给予信号处理电路69的调制信号和中频信号的关系，检出到目标物体为止的距离及相对速度。

[0126]

这样，采用本实施方式后，由于使用具备本发明的电介质共振器装置的振荡器装置62后构成通信装置，所以能够减少各雷达装置61的电特性的离差，同时还能够降低制造成本。

[0127]

此外，在所述第4实施方式中，以在雷达装置61中应用使用具备本发明的电介质共振器装置的振荡器装置62为例，进行了讲述。但是例如它也可以适用于通信装置等。

Claims

1.一种电介质共振器装置，具备：TM010模式共振器，该TM010模式共振器在电介质基板的表面、背面设置有电极，表面侧的电极为近似圆形电极；外部基板，该外部基板以与该TM010模式共振器的电介质基板的背面相对的状态被面安装；以及信号线路，该信号线路设置在该外部基板上且与所述TM010模式共振器连接，其特征在于：

在所述TM010模式共振器的电介质基板的背面，设置磁场耦合部，该磁场耦合部与所述信号线路连接，用于与该TM010模式共振器进行磁场耦合。

2.如权利要求1所述的电介质共振器装置，其特征在于：所述磁场耦合部由耦合线路构成，该耦合线路，位于所述电介质基板的背面，通过与所述近似圆形电极相对的位置朝着所述电介质基板的端部侧延伸，其两端与所述外部基板的信号线路电连接；

设置在所述电介质基板的背面的所述背面电极，位于该耦合线路的宽度方向两侧，并在与该耦合线路之间形成间隙。

3.如权利要求2所述的电介质共振器装置，其特征在于：所述耦合线路，通过所述近似圆形电极的中心轴。

4.如权利要求2所述的电介质共振器装置，其特征在于：所述耦合线路，按照其宽度尺寸，设定与所述TM010模式共振器的耦合量。

5.如权利要求2所述的电介质共振器装置，其特征在于：所述耦合线路与背面电极之间的间隙，按照其间隔尺寸，设定与所述TM010模式共振器的耦合量。

6.如权利要求2所述的电介质共振器装置，其特征在于：在所述外部基板上，除了与所述TM010模式共振器的耦合线路相对的位置以外，设置信号线路和接地电极；

所述信号线路，使用凸点与所述TM010模式共振器的耦合线路的端部连接；所述接地电极，使用凸点与所述TM010模式共振器的背面电极连接。

7.如权利要求1所述的电介质共振器装置，其特征在于：设置所述电介质基板的背面的所述背面电极，与所述近似圆形电极相对配置；

所述磁场耦合部，由短接点被设置在该背面电极的开口夹住的耦合电极而构成，该耦合电极在一处与所述外部基板的信号线路电连接。

8.如权利要求7所述的电介质共振器装置，其特征在于：所述背面电极，设置有コ字形的开口；所述耦合电极，前端侧被该コ字形的开口包围，与所述外部基板的信号线路连接，基端侧与所述背面电极连接，成为短接点。

9.如权利要求7所述的电介质共振器装置，其特征在于：所述耦合电极，按照所述TM010模式共振器的磁场强的位置与短接点之间的距离，设定与所述TM010模式共振器的耦合量。

10.如权利要求7所述的电介质共振器装置，其特征在于：所述开口，按照隔着所述耦合电极的短接点而配置在两侧的部位的间隔尺寸，设定与所述TM010模式共振器的耦合量。

11.如权利要求2所述的电介质共振器装置，其特征在于：在所述TM010模式共振器的电介质基板的背面，设置其它的磁场耦合部；

该其它的磁场耦合部，由短接点被设置在所述背面电极的开口夹住的耦合电极而构成。

12.一种振荡器装置，其特征在于：使用了权利要求1～11任一项所述的电介质共振器装置。

13.一种收发装置，其特征在于：使用了权利要求1～11任一项所述的电介质共振器装置。