CN110574226B - 双频谐振器及使用该双频谐振器的双频带通滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明提供相比现有技术能够进一步小型化的双频谐振器。双频谐振器(10)具备第一导体部(20)和第二导体部(30)，第一导体部(20)在中央部的第一折返部(21)折返并以预定间隔邻接地沿预定方向延伸，比第一折返部(21)靠一端(28)侧的导体部分(26)和比第一折返部(21)靠另一端(29)侧的导体部分(27)还成为在一端(28)及另一端(29)与第一折返部(21)之间的第二折返部(22)向一端(28)及另一端(29)相互分离的方向折返的构造，第二导体部(30)与第一导体部(20)的第一折返部(21)连续地沿预定方向延伸，第一导体部(20)构成半波长谐振器，在第一导体部(20)产生奇模谐振，第一导体部(20)及第二导体部(30)构成半波长谐振器，在第一导体部(20)及第二导体部(30)产生偶模谐振。

Description

双频谐振器及使用该双频谐振器的双频带通滤波器

技术领域

本发明涉及以不同的两种频率谐振的双频谐振器及使用该双频谐振器的双频带通滤波器。

背景技术

近年来，因智能手机及平板电脑等无线通信终端的利用增加、视频等大容量内容的利用增加，数据流量以年率1.5倍的速度增加，预计今后也会继续增加。

因此，为了实现网络的高速、大容量化，各通信业者导入了同时使用多个频带来进行通信的载波聚合(CA)技术。在该CA技术中，需要使多个频带的信号同时通过的多频带通滤波器。

专利文献1及2中公开有使两个频带的信号同时通过的双频带通滤波器。构成该双频带通滤波器的双频谐振器利用在一个谐振器中产生的两个模式来同时实现两个频带。具体而言，双频谐振器具有如下构造：在下表面配置有接地导体的电介质的上表面形成为带状导体，并在半波长谐振器(第一导体部)附加有短截导体(stub、第二导体部)。在该双频谐振器中，在半波长谐振器产生奇模谐振，在半波长谐振器及导体短棒产生偶模谐振。这样，通过在两个频带中共享一个谐振器，与使用两个独立的谐振器相比，能够实现双频谐振器及双频带通滤波器的小型化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-236362号公报

专利文献2：日本特开2016-111671号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于提供与现有技术相比能够进一步小型化的双频谐振器、以及使用该双频谐振器的双频带通滤波器。

用于解决课题的方案

(1)本发明的双频谐振器是以不同的两个频率谐振的双频谐振器，具备形成在具有接地导体的电介质上或者电介质内部的第一导体部和第二导体部，上述第一导体部在中央部的第一折返部呈U字状地折返，并以预定间隔邻接地沿预定方向延伸，上述第一导体部的比上述第一折返部靠一端侧的一端侧导体部分和上述第一导体部的比上述第一折返部靠另一端侧的另一端侧导体部分还成为以下构造：在一端及另一端与上述第一折返部之间的第二折返部向上述一端及上述另一端相互分离的方向折返，上述第二导体部的上述一端与上述第一导体部的上述第一折返部连接，并与上述第一导体部连续地沿上述预定方向延伸，上述第一导体部的两端开放，上述第一导体部构成半波长谐振器，在上述第一导体部产生以上述两个频率中的一个频率谐振的奇模谐振，上述第二导体部的另一端开放，上述第一导体部及上述第二导体部构成半波长谐振器，在上述第一导体部及上述第二导体部产生以上述两个频率中的另一个频率谐振的偶模谐振。

(2)在(1)所记载的双频谐振器的基础上，上述一端侧导体部分和上述另一端侧导体部分也可以还成为以下构造：在上述一端、上述另一端以及上述第一折返部与上述第二折返部之间的第三折返部向上述第二折返部相互分离的方向折返。

(3)在(2)所记载的双频谐振器的基础上，也可以为，在上述一端侧导体部分中，在与上述预定方向交叉的交叉方向上依次排列有上述第一折返部、上述一端、以及上述第二折返部，在上述另一端侧导体部分中，在上述交叉方向上依次排列有上述第一折返部、上述另一端、以及上述第二折返部。

(4)在(3)所记载的双频谐振器的基础上，也可以为，在上述一端侧导体部分中，在上述交叉方向上呈直线状地排列有上述第一折返部、上述一端、以及上述第二折返部，在上述另一端侧导体部分中，在上述交叉方向上呈直线状地排列有上述第一折返部、上述另一端、以及上述第二折返部。

(5)在(1)～(4)中任一项所记载的双频谐振器的基础上，也可以使上述第一导体部比上述第二导体部细，并将第二导体部设为阶跃阻抗构造。

(6)在(1)～(5)中任一项所记载的双频谐振器的基础上，也可以在上述第二导体部的上述另一端侧的端部形成有凹部或者凸部。

(7)本发明的双频带通滤波器具备一个或者多个(1)～(6)中任一项所记载的双频谐振器。

(8)(7)所记载的双频带通滤波器也可以具备：以满足奇模谐振的耦合系数的方式排列的多个双频谐振器；和以满足偶模谐振的耦合系数的方式设置在上述多个双频谐振器的第二导体部之间的一个或者多个波导。

(9)(8)所记载的双频带通滤波器也可以还具备一对供电线，该一对供电线设置为夹入上述多个双频谐振器，并且分别与上述双频谐振器的第一导体部及第二导体部耦合。

发明的效果

根据本发明，能够提供与现有技术相比能够进一步小型化的双频谐振器以及使用该双频谐振器的双频带通滤波器。

附图说明

图1是现有的双频谐振器的侧视图。

图2是现有的双频谐振器的俯视图。

图3A是现有的双频谐振器的奇模谐振的电流分布的示意图。

图3B是现有的双频谐振器的偶模谐振的电流分布的示意图。

图4A是现有的双频谐振器的奇模谐振的电流分布的模拟结果。

图4B是现有的双频谐振器的偶模谐振的电流分布的模拟结果。

图5是现有的双频带通滤波器的俯视图。

图6是现有例的双频带通滤波器的俯视图。

图7A是图6的现有例的设计时的S参数(S21(通过特性))的模拟结果。

图7B是放大地示出图7A的VIIB部分(奇模谐振频率附近)的S21(通过特性)及S11(反射特性)的放大图。

图7C是放大地示出图7A的VIIC部分(偶模谐振频率附近)的S21(通过特性)及S11(反射特性)的放大图。

图8A是图6的现有例的S参数(S21(通过特性))的实测结果。

图8B是放大地示出图8A的VIIIB部分(奇模谐振频率附近)的S21(通过特性)及S11(反射特性)的放大图。

图8C是放大地示出图8A的VIIIC部分(偶模谐振频率附近)的S21(通过特性)及S11(反射特性)的放大图。

图9A是本实施方式的双频谐振器的俯视图。

图9B是本实施方式的其它的双频谐振器的俯视图。

图10A是本实施方式的双频谐振器的偶模谐振的电流分布的示意图。

图10B是本实施方式的其它的双频谐振器的偶模谐振的电流分布的示意图。

图11是本实施方式的双频带通滤波器的俯视图。

图12是本实施方式的变形例的双频谐振器的俯视图。

图13是本实施方式的变形例的双频带通滤波器的俯视图。

图14是本实施例的双频带通滤波器的俯视图。

图15A是图14的实施例的设计时的S参数(S21(通过特性))的模拟结果。

图15B是放大地示出图15A的XVB部分(奇模谐振频率附近)的S21(通过特性)及S11(反射特性)的放大图。

图15C是放大地示出图15A的XVC部分(偶模谐振频率附近)的S21(通过特性)及S11(反射特性)的放大图。

图16A是图14的实施例的S参数(S21(通过特性))的实测结果。

图16B是放大地示出图16A的XVIB部分(奇模谐振频率附近)的S21(通过特性)及S11(反射特性)的放大图。

图16C是放大地示出图16A的XVIC部分(偶模谐振频率附近)的S21(通过特性)及S11(反射特性)的放大图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的一例进行说明。此外，各附图中，对同一或者相当的部分标注同一符号。

首先，在说明本实施方式之前，对本申请发明人研究的现有的双频谐振器及双频带通滤波器进行说明。

(现有的双频谐振器)

图1是现有的双频谐振器的侧视图，图2是现有的双频谐振器的俯视图。图1及图2中示出XYZ正交坐标系。X方向(交叉方向)是下述的滤波器的宽度方向，Y方向(预定方向)是滤波器的长度方向，Z方向是滤波器的高度方向。

如图1所示，现有的双频谐振器10X由形成在电介质11上的微带线构造的导体构成。在电介质11的背面形成有接地的接地导体12。此外，双频谐振器10X可以由形成在电介质内部的带状线构造的导体构成，也可以由形成在电介质上的共面线或者接地共面线构造的导体构成。

作为电介质11，能够使用公知的电介质。例如，作为电介质11的材料，可以使用成形性优异的材料。并且，作为电介质11的材料，为了减少介质损耗，也可以使用介质损耗角正切较小的材料。再者，作为电介质11的材料，为了减少温度上升，也可以使用导热率较高的材料。

作为构成双频谐振器10X的导体及接地导体12，也能够使用公知的导体。例如，作为导体，可以使用通常导体。并且，作为导体，为了减少导体损耗，也可以使用超导体。

如图2所示，双频谐振器10X具备第一导体部20X和第二导体部30X。

第一导体部20X呈所谓的发夹形状。具体而言，第一导体部20X成为在直线状的导体的中央部的第一折返部21呈U字状地折返的构造。比第一折返部21靠一端28侧的导体部分26与比第一折返部21靠另一端29侧的导体部分27以预定间隔邻接地沿Y方向延伸。第一导体部20X的两端28、29开放，第一导体部20X构成U字状的半波长谐振器。

第二导体部30X呈所谓的短截(stub)形状。具体而言，第二导体部30X的一端38与第一导体部20X的第一折返部21连接，并与第一导体部20X连续地沿Y方向延伸。第二导体部30X的另一端39开放，第二导体部30X和第一导体部20X构成从第一导体部20X的一端28及另一端29朝向第二导体部30X的另一端39的直线状(I字状)的半波长谐振器。

在像这样构成的双频谐振器10X中，通过X方向上的中心并沿Y方向延伸的AB面形成为电/磁壁，在由第一导体部20X构成的U字状的半波长谐振器产生奇模谐振，并且在由第一导体部20X及第二导体部30X构成的直线状(I字状)的半波长谐振器产生偶模谐振。由此，双频谐振器10X以奇模谐振频率和偶模谐振频率这两个频率(频带)谐振。

图3A是现有的双频谐振器10X的奇模谐振的电流分布的示意图，图3B是现有的双频谐振器10X的偶模谐振的电流分布的示意图。并且，图4A是现有的双频谐振器10X的奇模谐振的电流分布的模拟结果，图4B是现有的双频谐振器10X的偶模谐振的电流分布的模拟结果。图4A及图4B的模拟中使用了电磁场解析模拟器SONNET EM(SONNET技研公司制造)。图3A及图3B、图4A及图4B中的箭头示出电流的方向。

由于第一导体部20X的一端28及另一端29是开放端(换言之，第一导体部20X是半波长谐振器)，第一折返部21是第一导体部20X的中心部，所以如图3A所示，在第一折返部21，奇模谐振的电流最大，并且电压为0V。由此，在奇模谐振中，能够将第一导体部20X与第二导体部30X之间的边界面40视为GND，能够忽略第二导体部30X的影响。因此，由U字状的第一导体部20的全长来决定奇模的谐振频率。

根据图4A的模拟结果，奇模谐振时的电流在第一导体部20X流动而不在第二导体部30X流动。由此，可知第二导体部30X不会对奇模谐振产生影响。并且，电流为最大的部位是第一导体部20X的第一折返部21。因而，可知在奇模谐振时第一导体部20X作为半波长谐振器工作。

另一方面，由于第一导体部20X的一端28及另一端29、以及第二导体部30X的另一端39是开放端(换言之，第一导体部20X及第二导体部30X是直线状的半波长谐振器)，所以如图3B所示，在第一导体部20X及第二导体部30X的中心部，偶模谐振的电流为最大，电压为0V。因此，主要由从第一导体部20X的一端28及另一端29至第二导体部30X的另一端39的长度来决定偶模的谐振频率。

根据图4B的模拟结果，偶模谐振时的电流不流入AB面的电气/磁壁，而集中在第一导体部20X及第二导体部30X的左右侧面。并且，电流为最大的部位是第一导体部20X及第二导体部30X的Y方向的中心部。因而，可知在偶模谐振时第一导体部20X及第二导体部30X作为直线状的半波长谐振器工作。

再次参照图2，在双频谐振器10X中，通过不改变第一导体部20X及第二导体部30X的长度L2而改变第一导体部20X的长度L1(此时第二导体部30X的长度也改变)，能够不对偶模的谐振频率产生影响地调整奇模的谐振频率。并且，在双频谐振器10X中，通过不改变第一导体部20X的长度L1而改变第一导体部20X及第二导体部30X的长度L2(即第二导体部30X的长度)，能够不对奇模的谐振频率产生影响地调整偶模的谐振频率。由此，双频谐振器10X能够分别调整两个谐振频率。

(现有的双频带通滤波器)

图5是现有的双频带通滤波器的俯视图。与图1所示的结构相同，图5所示的双频带通滤波器1X由形成在电介质11上的微带线构造的导体构成。双频带通滤波器1X具备供电线51X、52X、两个上述的双频谐振器10X、以及波导60X。

供电线51X、52X是用于输入输出信号的导体，配置为在X方向上夹入双频谐振器10X。

双频谐振器10X在供电线51X、52X之间沿X方向排列。双频谐振器10X在彼此相差180度的方向上配置。换言之，邻接的双频谐振器10X在彼此相差180度的方向上配置。

波导60X是H字状的导体，配置在双频谐振器10X之间。波导60X在Y方向上配置于双频谐振器10X的中心部。

根据该双频带通滤波器1X，通过改变双频谐振器10X间的距离d，能够不对奇模的耦合系数产生影响地调整偶模的耦合系数。另一方面，通过改变波导60X的长度l，能够不对偶模的耦合系数产生影响地调整奇模的耦合系数。这基于以下的理由。

由于U字状的第一导体部20X接近，奇模谐振的电流的方向相互反向，所以在奇模谐振中，向外部放射的磁场相互抵消而变小。因此，邻接的双频谐振器10X间的奇模的耦合变小。其结果，在奇模的耦合系数中，基于双频谐振器10X间的距离d的依存性变小。

另一方面，波导60X配置于X方向的中央部、即偶模谐振的电流较大且电压较小的部分、换言之偶模的磁场耦合较大的部分。一般而言，导体越接近，电场耦合越占主导，并且导体越分离，磁场耦合越占主导。由于在波导60X中电场耦合占主导，所以基本不与偶模的谐振器耦合。其结果，在偶模的耦合系数中，基于波导60X的长度l的依存性变小。

综上所述，根据比较例的双频带通滤波器1X，能够分别调整奇模的耦合系数及偶模的耦合系数。

(现有例的评价结果)

设计及制作出现有例的双频带通滤波器1X，并进行了评价。

图6是在此次评价中设计及制作的现有例的双频带通滤波器1X的俯视图。如图6所示，在此次评价中设计及制作出的现有例的双频带通滤波器1X具备7层双频谐振器10X。

并且，在双频谐振器10X中，图2及图5所示的双频谐振器10X采用阶跃阻抗构造。具体而言，使第一导体部20X的导体部分26、27中的一端28及另一端29附近变细，并使第一折返部21附近变粗。由此进行了偶模谐振的频率及奇模谐振的频率的调整。

并且，在第一导体部20X及第二导体部30X的Y方向的中央部设有突起部45X。在第一导体部20X及第二导体部30X的Y方向的中央部，偶模谐振的电流为最大，电压为0V，因而偶模谐振的频率不会受突起部45X影响。由此进行了奇模谐振的频率调整。

还具备波导70X。波导70X在双频谐振器10X之间沿X方向延伸地配置于第二导体部30X的附近。由此进行了偶模的耦合系数的微调。

并且，如图6所示，在各层中对双频谐振器10X间的距离d进行了调整。

设计条件及设计参数如下。

奇模的谐振频率1.5GHz

奇模的频带宽度22.5MHz

奇模的波动0.03dB

偶模的谐振频率2.0GHz

偶模的频带宽度30.0MHz

偶模的波动0.03dB

图7A～图7C示出设计时的S参数的模拟结果。图7A示出图6的现有例的S21(通过特性)，图7B放大地示出图7A的VIIB部分(奇模谐振频率附近)的S21(通过特性)及S11(反射特性)，图7C放大地示出图7A的VIIC部分(偶模谐振频率附近)的S21(通过特性)及S11(反射特性)。图7A～图7C的模拟中使用了电磁场解析模拟器SONNET EM(SONNET技研公司制造)。

并且，图8A～图8C示出所制作出的现有例的S参数的实测结果。图8A示出图6的现有例的S21(通过特性)，图8B放大地示出图8A的VIIIB部分(奇模谐振频率附近)的S21(通过特性)及S11(反射特性)，图8C放大地示出图8A的VIIIC部分(偶模谐振频率附近)的S21(通过特性)及S11(反射特性)。图8A～图8C的测定中使用了网络分析仪E5063A(是德科技公司制造)。

根据图7A～图7C、图8A～图8C，能够获得与模拟结果大致相同的测定结果，证实了现有例的方法的有效性。

另外，图6的现有例的双频谐振器10X的大小为2.6mm(X方向)×28.7mm(Y方向)，图6的现有例的双频带通滤波器1X的大小为50.0mm(X方向)×39.1mm(Y方向)。这样，现有例的双频谐振器10X及双频带通滤波器1X利用在一个谐振器中产生的两种模式来同时实现两个频带，由此与使用两个独立的谐振器的情况相比能够小型化。

此处，在现有的双频谐振器10X中，在偶模谐振中向外部放射的磁场较大，在构成滤波器时，相邻的谐振器彼此的耦合较大。因此，为了在偶模谐振中获得所希望的耦合，谐振器间的距离变大，滤波器整体的尺寸变得较大。

因此，在本实施方式中，提供与现有技术相比能够进一步小型化的双频谐振器及双频带通滤波器。

(本实施方式的双频谐振器)

图9A是本实施方式的双频谐振器的俯视图。与图1所示的现有的双频谐振器10X相同，图9A所示的双频谐振器10由形成在电介质上的微带线构造的导体构成。

如图9A所示，双频谐振器10具备第一导体部20和第二导体部30。

与图2所示的现有的第一导体部20X相同，第一导体部20成为在直线状的导体的中央部的第一折返部21呈U字状地折返的构造。第一导体部20的比第一折返部21靠一端28侧的导体部分26与第一导体部20的比第一折返部21靠另一端29侧的导体部分27以预定间隔邻接地沿Y方向延伸。

另外，导体部分26及导体部分27成为在一端28及另一端29与第一折返部21之间的中央部的第二折返部22向外侧折返的构造。即，导体部分26及导体部分27成为一端28及另一端29在第二折返部22处向相互分离的方向折返的构造。

换言之，导体部分26成为在第二折返部22向在X方向上与导体部分27分离的方向折返的构造，并且导体部分27成为在第二折返部22向在X方向上与导体部分26分离的方向折返的构造。

在本实施方式中，导体部分26及导体部分27以一端28及另一端29与第一折返部21邻接的方式折返。由此，能够进行基于下述的图11中的波导60的偶模的耦合系数的独立调整，同时能够最大限度地获得在偶模谐振中向外部放射的磁场相互抵消而变小的效果。

此外，导体部分26及导体部分27可以折返成一端28及另一端29与第一折返部21与第二折返部22之间的导体部分26、27邻接的程度，也可以折返至一端28及另一端29与第二导体部30邻接。

第一导体部20的两端28、29开放，第一导体部20构成U字状的半波长谐振器。

与图2所示的现有的第二导体部30X相同，第二导体部30的一端38与第一导体部20的第一折返部21连接，并与第一导体部20连续地沿Y方向延伸。第二导体部30的另一端39开放，第二导体部30和第一导体部20构成直线状(l字状)的半波长谐振器。

图10A是本实施方式的双频谐振器10的偶模谐振的电流分布的示意图。图10A中示出比第一折返部21靠一端28侧的导体部分26的偶模谐振的电流分布，但比第一折返部21靠另一端29侧的导体部分27的偶模谐振的电流分布也相同。图中的箭头示出电流的方向。

由于第二折返部22是一端28及另一端29与第一折返部21之间的中央部、换言之第一导体部20与第二导体部30之间的中央部附近，所以偶模谐振的电流为大致最大。由此，如图10A所示，在导体部分26的相邻的导体中，偶模谐振的电流相互反向，并且偶模谐振的电流的大小大致相等。因此，在偶模谐振中向外部放射的磁场相互抵消而变小。

此外，在奇模谐振中，从第一折返部21至第二折返部22的奇模谐振的电流较大的导体部分邻接，因而如上所述，在奇模谐振中向外部放射的磁场相互抵消而变小。

(本实施方式的其它的双频谐振器)

图9B是本实施方式的双频谐振器的俯视图。图9B所示的双频谐振器10与图9A所示的本实施方式的双频谐振器10相比，第一导体部20的结构不同。

在第一导体部20中，在图9A所示的第一导体部20的基础上，折返的导体部分26及导体部分27成为在一端28、另一端29以及第一折返部21与第二折返部22之间的中央部亦即第三折返部23向外侧折返的构造。即，折返的导体部分26及导体部分27成为在第三折返部23向第二折返部22相互分离的方向折返的构造。

换言之，折返后的导体部分26成为在第三折返部23向在X方向上与导体部分27分离的方向折返的构造，折返后的导体部分27成为在第三折返部23向在X方向上与导体部分26分离的方向折返的构造。

在本实施方式中，在导体部分26中，在X方向上呈直线状地依次排列有第一折返部21、一端28、以及第二折返部22，在导体部分27中，在X方向上呈直线状地依次排列有第一折返部21、另一端29、以及第二折返部22。

此外，第一折返部21、一端28、以及第二折返部22也可以不是在X方向上呈直线状地排列。并且，第一折返部21、另一端29、以及第二折返部22也可以不是在X方向上呈直线状地排列。具体而言，第一折返部21、一端28、以及第二折返部22也可以在Y方向上错开地在X方向上排列。并且，第一折返部21、另一端29、以及第二折返部22也可以在Y方向上错开地在X方向上排列。

另外，折返后的导体部分26及导体部分27也可以成为进一步折返的构造。在该情况下，在导体部分26中，在X方向上依次排列有第一折返部21、一端28、第二折返部22、以及第三折返部23…，在导体部分27中，在X方向上依次排列有第一折返部21、另一端29、第二折返部22、以及第三折返部23…。

图10B是本实施方式的其它的双频谐振器10的偶模谐振的电流分布的示意图。图10B中示出比第一折返部21靠一端28侧的导体部分26的偶模谐振的电流分布，但比第一折返部21靠另一端29侧的导体部分27的偶模谐振的电流分布也相同。图中的箭头示出电流的方向。

由于第三折返部23是一端28、另一端29以及第一折返部21与第二折返部22之间的中央部、换言之第一导体部20与第二导体部的1/4附近，所以偶模谐振的电流大致为最大值的1/2。由此，如图10B所示，在导体部分26中的相邻的导体中，偶模谐振的电流相互反向，并且偶模谐振的电流的大小大致相等。因此，在偶模谐振中向外部放射的磁场相互抵消而变小。

此外，在奇模谐振中，从第一折返部21至第三折返部23的奇模谐振的电流较大的导体部分邻接，因而如上所述，在奇模谐振中向外部放射的磁场相互抵消而变小。

综上所述，根据本实施方式的双频谐振器10，第一导体部20中的导体部分26和导体部分27成为在第一折返部21向一端28及另一端29相互分离的方向折返的构造，由此与现有的双频谐振器10X相比，能够实现双频谐振器10的小型化。

另外，根据本实施方式的双频谐振器10，导体部分26和导体部分27成为在第三折返部23向第二折返部22相互分离的方向折返的构造，由此能够进一步实现双频谐振器10的小型化。

并且，通过如上所述地使导体部分26和导体部分27成为折返的构造，在相邻的导体中，偶模谐振的电流相互反向，并且偶模谐振的电流的大小大致相等，因而在偶模谐振中向外部放射的磁场相互抵消而变小。

由此，在构成滤波器时，不仅相邻的谐振器的奇模的耦合，偶模的耦合也变小，能够减小谐振器间的距离。其结果，能够实现滤波器的小型化。

(本实施方式的双频带通滤波器)

图11是本实施方式的双频带通滤波器的俯视图。与图1所示的现有的双频谐振器10X相同，图11所示的双频带通滤波器1由形成在电介质上的微带线构造的导体构成。与图5所示的双频带通滤波器1X相同，双频带通滤波器1具备供电线51、52、两个上述的双频谐振器10、以及波导60。

供电线51、52是用于输入输出信号的导体，配置为在X方向上夹入双频谐振器10。供电线51、52分别与第一导体部20及第二导体部30耦合。

双频谐振器10在供电线51、52之间沿X方向排列。

波导60是连接L字状的导体与倒L字状的导体而成的导体，配置在双频谐振器10之间。波导60配置为在Y方向上与第二导体部30邻接。

根据该双频带通滤波器1，由于不仅奇模的耦合，偶模的耦合也较小，所以能够缩小双频谐振器10的间隔。在本实施方式中，通过改变双频谐振器10间的距离d，来调整奇模的耦合系数。此时，也调整偶模的耦合系数，但并不充分，因而通过改变波导60的长度l，能够不对奇模的耦合系数产生影响地调整偶模的耦合系数。由此，根据双频带通滤波器1，能够分别调整奇模的耦合系数及偶模的耦合系数。

并且，根据该双频带通滤波器1，由于供电线51、52分别与第一导体部20及第二导体部30耦合，所以能够分别调整奇模的外部Q值及偶模的外部Q值。外部Q值表示供电线与谐振器的耦合强度。

然而，在实现窄带滤波器的情况下，在设计上，必须缩小谐振器间的耦合，因而需要较宽地取得谐振器间的距离。根据该双频带通滤波器1，由于谐振器间的耦合较小，所以也可以不较宽地取得谐振器间的距离，其结果，能够实现小型且窄带的双频带通滤波器。

然而，为了有效利用频率资源，在带通滤波器中，寻求陡峭的遮断特性。为了获得陡峭的遮断特性，考虑将谐振器设为多层，但损失变大，作为滤波器的性能劣化。因此，作为第一导体部及第二导体部，也可以使用超导体。在微波波段中，与铜等通常导电金属相比，超导体的表面电阻小2～3个数量级。因此，即使将谐振器设为多层，也能够在维持低损失的状态下实现陡峭的遮断特性。

综上所述，根据本实施方式的双频带通滤波器1，由于具备上述的双频谐振器10，所以不仅相邻的谐振器的奇模的耦合，偶模的耦合也变小，能够减小谐振器间的距离。其结果，能够实现滤波器的小型化。

并且，根据本实施方式的双频带通滤波器1，由于能够如上所述地减小谐振器间的距离，所以能够实现小型且窄带的双频带通滤波器。

并且，根据本实施方式的双频带通滤波器1，由于能够如上所述地减小谐振器间的距离，所以能够将谐振器设为多层，能够实现陡峭的遮断特性。

再者，根据本实施方式的双频带通滤波器1，由于不仅奇模的耦合，偶模的耦合也较小，所以能够减少相邻的谐振器以外的不需要的跳跃耦合，其结果，能够容易地进行多层化设计。

(本实施方式的变形例的双频谐振器)

图12是本实施方式的变形例的双频谐振器的俯视图。如图12所示，也可以在图9B所示的双频谐振器10中采用阶跃阻抗构造。具体而言，双频谐振器10也可以是使第一导体部20变细并使第二导体部30变粗的构造。由此能够进行偶模及奇模的频率调整。并且，能够进一步实现谐振器的小型化。

并且，也可以在第二导体部30的靠另一端39侧的端部设有凹部35。通过调整凹部35的槽的深度，与调整第二导体部30的另一端39的端部整体的情况相比，能够微调偶模谐振的频率。凹部35的形成位置优选为第二导体部30的另一端39侧的端部的中央部。由此，能够不影响基于图11所示的波导60的偶模的耦合系数的调整地进行偶模谐振的频率的微调。

并且，也可以在第二导体部30的另一端39侧的端部设置凸部来代替凹部35。在该情况下，通过调整凸部的突起长度，能够微调偶模谐振的频率。

(本实施方式的变形例的双频带通滤波器)

图13是本实施方式的变形例的双频带通滤波器的俯视图。如图13所示，也可以在图11所示的双频带通滤波器1中采用图12的双频谐振器10作为双频谐振器10。

并且，也可以还具备I字状的波导70。波导70在双频谐振器10之间沿X方向延伸地配置于第二折返部22的附近以及/或者第三折返部23的附近。由此能够微调奇模的耦合系数。

(实施例的评价结果)

设计及制作出实施例的双频带通滤波器1，并进行了评价。

图14是在此次评价中设计及制作出的实施例的双频带通滤波器1的俯视图。如图14所示，根据图13所示的双频带通滤波器1的结构，在此次评价中设计及制作出的实施例的双频带通滤波器1具备10层双频谐振器10。

如图14所示，在各层中对双频谐振器10间的距离d、波导70的有无及长度、以及凹部35的深度进行了调整。

设计条件及设计参数如下。

奇模的谐振频率1.5GHz

奇模的频带宽度15MHz

奇模的波动0.03dB

偶模的谐振频率2.0GHz

偶模的频带宽度20MHz

偶模的波动0.03dB

图15A～图15C示出设计时的S参数的模拟结果。图15A示出图14的实施例的S21(通过特性)，图15B放大地示出图15A的XVB部分(奇模谐振频率附近)的S21(通过特性)及S11(反射特性)，图15C放大地示出图15A的XVC部分(偶模谐振频率附近)的S21(通过特性)及S11(反射特性)。图15A～图15C的模拟中使用了电磁场解析模拟器SONNET EM(SONNET技研公司制造)。

并且，图16A～图16C示出制作出的实施例的S参数的实测结果。图16A示出图14的实施例的S21(通过特性)，图16B放大地示出图16A的XVIB部分(奇模谐振频率附近)的S21(通过特性)及S11(反射特性)，图16C放大地示出图16A的XVIC部分(偶模谐振频率附近)的S21(通过特性)及S11(反射特性)。图16A～图16C的测定中使用了网络分析仪E5063A(是德科技公司制造)。

根据图15A～图15C、图16A～图16C，能够获得与模拟结果大致相同的测定结果，证实了实施例的方法的有效性。

并且，通过将双频谐振器10进行多层化为10层，实现了陡峭的遮断特性。

另外，图14的实施例的双频谐振器10的大小为2.7mm(X方向)×10.6mm(Y方向)，图14的实施例的双频带通滤波器1的大小为39.35mm(X方向)×15.8mm(Y方向)。由此，与上述的现有例的双频谐振器10X及双频带通滤波器1X相比，实施例的双频谐振器10及双频带通滤波器1能够小型化。

此外，在实施例中，以奇模用谐振器在低频侧谐振、偶模用谐振器在高频侧谐振的方式对谐振器长进行了调整，但也可以以奇模用谐振器在高频侧谐振、偶模用谐振器在低频侧谐振的方式对谐振器长进行调整。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不会受到上述的实施方式的限制，能够适当地变更。

符号的说明

1、1X—带通滤波器，10、10X—双频谐振器，11—电介质，12—接地导体，20、20X—第一导体部，21—第一折返部，22—第二折返部，23—第三折返部，26—一端侧的导体部分，27—另一端侧的导体部分，28—一端，29—另一端，30、30X—第二导体部，35—凹部，38—一端，39—另一端，40—边界面，51、51X、52、52X—供电线，60、60X、70、70X—波导。

Claims (9)

1.一种双频谐振器，以不同的两个频率谐振，其特征在于，

具备形成在具有接地导体的电介质上或者电介质内部的第一导体部和第二导体部，

上述第一导体部在中央部的第一折返部呈U字状地折返，并以预定间隔邻接地沿预定方向延伸，从而分别成为上述第一导体部的比上述第一折返部靠一端侧的一端侧导体部分和上述第一导体部的比上述第一折返部靠另一端侧的另一端侧导体部分，

上述一端侧导体部分和上述另一端侧导体部分成为以下构造：以在上述一端侧导体部分的相邻的导体中，偶模谐振的电流相互反向，并在上述另一端侧导体部分的相邻的导体中，偶模谐振的电流相互反向的方式，上述一端侧导体部分和上述另一端侧导体部分在各自的第二折返部向相互分离的方向折返，在折返后，上述一端以及上述另一端与上述第一折返部邻接，上述第二折返部是上述一端侧导体部分在上述一端和上述第一折返部之间的中央部折返的部分，并且是将上述另一端侧导体部分在上述另一端和上述第一折返部之间的中央部折返的部分，

上述第二导体部的一端与上述第一导体部的上述第一折返部连接，并与上述第一导体部连续地沿上述预定方向延伸，

上述第一导体部的两端开放，上述第一导体部构成半波长谐振器，在上述第一导体部产生以上述两个频率中的一个频率谐振的奇模谐振，

上述第二导体部的另一端开放，上述第一导体部及上述第二导体部构成半波长谐振器，在上述第一导体部及上述第二导体部产生以上述两个频率中的另一个频率谐振的偶模谐振。

2.根据权利要求1所述的双频谐振器，其特征在于，

上述一端侧导体部分和上述另一端侧导体部分进一步成为以下构造：上述一端侧导体部分和上述另一端侧导体部分在各自的第三折返部向上述第二折返部相互分离的方向折返，

在上述一端侧导体部分中，上述第三折返部是将该一端侧导体部分在上述一端和上述第一折返部之间的中央部以及上述第一折返部与上述第二折返部之间的中央部折返的部分，

在上述另一端侧导体部分中，上述第三折返部是将该另一端侧导体部分在上述另一端和上述第一折返部之间的中央部以及上述第一折返部和上述第二折返部之间的中央部折返的部分。

3.根据权利要求2所述的双频谐振器，其特征在于，

在上述一端侧导体部分中，在与上述预定方向交叉的交叉方向上依次排列有上述第一折返部、上述一端、以及上述第二折返部，

在上述另一端侧导体部分中，在上述交叉方向上依次排列有上述第一折返部、上述另一端、以及上述第二折返部。

4.根据权利要求3所述的双频谐振器，其特征在于，

在上述一端侧导体部分中，在上述交叉方向上呈直线状地排列有上述第一折返部、上述一端、以及上述第二折返部，

在上述另一端侧导体部分中，在上述交叉方向上呈直线状地排列有上述第一折返部、上述另一端、以及上述第二折返部。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的双频谐振器，其特征在于，

使上述第一导体部比上述第二导体部细，并将第二导体部设为阶跃阻抗构造。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的双频谐振器，其特征在于，

在上述第二导体部的上述另一端侧的端部形成有凹部或者凸部。

7.一种双频带通滤波器，其特征在于，

具备一个或者多个权利要求1～4中任一项所述的双频谐振器。

8.根据权利要求7所述的双频带通滤波器，其特征在于，具备：

以满足奇模谐振的耦合系数的方式排列的多个双频谐振器；和

以满足偶模谐振的耦合系数的方式设置在上述多个双频谐振器的第二导体部之间的一个或者多个波导。

9.根据权利要求8所述的双频带通滤波器，其特征在于，

还具备一对供电线，该一对供电线设置为夹入上述多个双频谐振器，并且分别与上述双频谐振器的第一导体部及第二导体部耦合。

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