CN1184718C - 电介质谐振滤波器 - Google Patents

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CN1184718C CNB011182288A CN01118228A CN1184718C CN 1184718 C CN1184718 C CN 1184718C CN B011182288 A CNB011182288 A CN B011182288A CN 01118228 A CN01118228 A CN 01118228A CN 1184718 C CN1184718 C CN 1184718C
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Abstract

一种电介质谐振滤波器具有电介质谐振器、具有框体主体及框体盖及隔板的框体、级间耦合调节窗、级间耦合调节螺栓、输入端子及输出端子、输入耦合探针和输出耦合探针。在框体主体上安装把导体板及螺栓做成一体的谐振频率调节构件。在该调节构件的螺栓上装配有配设在非需要模式激励空间上的环或由螺栓组成的非需要模式抑制构件。该滤波器能抑制在通过频带上产生特性的紊乱，提供低损耗、具有陡峭的通过频带。

Description

电介质谐振滤波器
技术领域
本发明涉及一种在移动通信的基地台中被用作接收滤波器、发送滤波器、天线共用器等的电介质谐振滤波器。
背景技术
一直以来，在移动电话等的移动通信基地台中，采用用于只让特定频带的信号通过的带通滤波器。例如，为了在接收系统中除去使用其他频带的通信系统的信号而采用接收滤波器，为了在发送系统中不发送使用其他频带的通信系统不需要的电波而采用发送滤波器。这样设定的基地台用的滤波器要求可以确保作为基地台的接收灵敏度和电力效率的程度的低损耗、具有用于对付相邻通信系统的频带之间的间隔的窄小化的陡峭的滤波特性、用于使往塔顶部的设置变得容易的小型/轻量等。作为满足这样要求的滤波器有耦合多个电介质谐振器构成的电介质谐振滤波器，各种各样形状的滤波器被提出。
图21为示意地表示以往的6级式电介质谐振滤波器的例的立体图。如图21所示，以往的电介质谐振滤波器具备有通过烧结电介质粉末而形成的6个圆柱状的电介质谐振器511a～511f。各电介质谐振器511a～511f的共振频率是由圆柱形状的高度及直径决定的。在此例中，6个电介质谐振器511a～511f作为6级的带通滤波器工作。铁电体谐振滤波器的框体520是由由底壁和侧壁构成的框体主体521、框体盖522、把由框体主体521围成的空间分割成小室的相互联接的隔板523a～523g构成的。然后，各电介质谐振器511a～511f被一一配设在由框体520的隔板523a～523g分隔成的各小室中。还有，在7个隔板523a～523g之中的5个隔板523a～523e和框体主体521的侧壁之间设有用于取得各谐振器间的电磁场耦合的级间耦合调节窗524a～524e。在各级间耦合调节窗524a～524e上配设有用于调节谐振器间的电磁场耦合的耦合强度的级间耦合调节螺栓531a～531e。还有，在框体主体521上配设有用于输入输出来自外部的高频信号的由同轴连接端组成的输入输出端子541、542，输入输出耦合探针551、552被连接到输入输出端子541、542的中心导体上。
还有，在框体主体521上安装有用于调节各电介质谐振器511a～511f的谐振频率的把圆盘及螺栓做成一体的谐振频率调节构件561a～561f。此谐振频率调节构件561a～561f被配设成使得其各自的中心轴与电介质谐振器511a～511f的中心轴在同一平面位置上(即同心位置上)。
一般来说，在电介质谐振滤波器中，通过带宽、衰减特性等频率特性是由各谐振器的谐振频率、Q值、各电介质谐振器间的耦合量等决定的，因此，在设计时，从滤波器的频率特性的规格参数算出各电介质谐振器的形状等。但是，在现实中，因电介质谐振器和框体的形状误差和装配误差而无法得到所设计那样的滤波特性。于是，在上述以往的电介质谐振滤波器上设有谐振频率调节构件561a～561f，各电介质谐振器511a～511f的谐振频率成为可变的。此外，还设有级间耦合调节螺栓531a～531e，使级间耦合强度可变。借助于这些调节可望实现所要求的滤波特性。
还有，大多采用如图21所示的构造作为谐振频率调节构件561a～561f的构造，通过借助于螺栓调节与电介质谐振器511a～511f相向的导体板、导体板与电介质谐振器511a～511f之间的距离使电介质谐振器511a～511f的频率特性可变。
具有这样构造的电介质谐振滤波器动作如下。当例如从信号源或天线输送来的高频信号从输入输出端子541被输入到框体520内时，在高频信号为滤波器的通过频带内的频率的信号的情况下，通过输入输出耦合探针551的作用与输入级的电介质谐振器511a的电磁场模式耦合，基本谐振模式TE01δ被激励。此谐振模式通过级间耦合调节窗524a、524b、…往下一级电介质谐振器511b、511c、…接连耦合下去，在电介质谐振器511f被激励的电磁场模式与输出方的输入输出耦合探针552耦合，高频信号从输入输出端子542被输出。另一方面，滤波器的通过频带之外的高频信号不能与电介质谐振器的谐振模式耦合而被反射并从输入输出端子541被送回。
图24为示意地表示以往的4级式电介质谐振滤波器的例的立体图。如图24所示，此以往的电介质谐振滤波器具备有通过烧结电介质粉末而形成的4个圆柱状的电介质谐振器611a～611d。在此例中，4个电介质谐振器611a～611d作为4级的带通滤波器工作。铁电体谐振滤波器的框体620是由由底壁和侧壁构成的框体主体621、框体盖622、把由框体主体621围成的空间分割成小室的相互联接的隔板623a～623d构成的。然后，各电介质谐振器611a～611d被一一配设在由框体620的隔板623a～623d分隔成的各小室中。还有，在4个隔板623a～623d之中的3个隔板623a～623c和框体主体621的侧壁之间设有用于取得各谐振器间的电磁场耦合的级间耦合调节窗624a～624c。在各级间耦合调节窗624a～624c上配设有用于调节谐振器间的电磁场耦合的耦合强度的级间耦合调节螺栓631a～631c。还有，在框体主体621上配设有用于输入输出来自外部的高频信号的由同轴连接端组成的输入输出端子641、642，输入输出耦合探针651、652被连接到输入输出端子641、642的中心导体上。
还有，在框体主体621上安装有用于调节各电介质谐振器611a～611d的谐振频率的把圆盘及螺栓做成一体的谐振频率调节构件661a～661d。此谐振频率调节构件661a～661d被配设成使得其各自的中心轴与电介质谐振器611a～611d的中心轴在同一平面位置上(即同心位置上)。
但是，在上述以往的电介质谐振滤波器中有如下那样的问题。
图23为表示图21所示的电介质谐振滤波器的频率特性的例的图。在该图中，横轴表示频率(GHz)，纵轴表示通频特性(dB)。如该图所示，在通过频带中产生衰减峰P1(谷)，由此可知滤波特性变差。对于这样的滤波特性变差的原因，发明者们考虑如下。
图22为表示图21所示的电介质谐振滤波器的谐振频率调节构件561的导体板附近的电磁场模式的图。该图表示根据使用了FDTD法的电磁场模拟所得到的在通过谐振频率调节构件的轴的截面上的电场分布的分析结果。如该图所示，在由谐振频率调节构件561的导体板和框体盖522夹着的空间部上产生着非需要的电磁场模式。
结果，非需要的电磁场模式与高频信号耦合产生谐振状态，如图23所示，在频率特性中出现非需要的衰减峰P1(谷部)。然后，此非需要的模式对于谐振频率调节构件的运动其反应比为了实现滤波特性所必需的基本模式的谐振频率更敏感并且衰减变化大。因此，在为了调节滤波特性改变谐振频率调节构件的纵向位置时，非需要的模式的衰减峰频繁地通过通频带附近并打乱滤波特性的波形，因此，成为调节操作的大障碍。还有，在最坏的情况下，即便在谐振频率调节操作结束后，非需要的模式还进入滤波器的通过频带内，滤波特性如图23所示那样恶化。
发明内容
本发明的第1目的在于通过注意到在上述以往的电介质谐振滤波器中的特性变差的原因在于在作为滤波特性的调节机构的谐振频率调节构件和框体的壁面之间产生的非需要的模式并采取消除非需要的模式的构件使电介质谐振滤波器的调节操作变得容易并实现频率特性优良的电介质谐振滤波器。
还有，在上述以往的电介质谐振滤波器中会有这样的问题，即因与电介质谐振器的基本谐振模式不同的高阶模式之间的耦合导致在频率比滤波器的通过频带高的频域上会产生非需要的高次谐波成分。频率比通过频带高的成分本来可以通过低通滤波器除去，但是通过低通滤波器可以除去的信号的电平有上限。因此，在移动电话的基地台用的滤波器等中，除了通过频带的规格之外对此高次谐波成分还规定有严格的规格，必须抑制高次谐波成分的电平。
图25为表示以往的4级式电介质谐振滤波器的频率特性的例的图。如该图所示，在上述以往的电介质谐振滤波器中有可能会产生用低通滤波器除不干净的电平(比如-40dB以上)的高频成分。本发明者们认为其原因在于级间耦合的调整功能不足。
本发明的第2目的在于通过采取抑制滤波特性中的高次谐波成分的电平的构件实现频率特性优良且调节范围大的电介质谐振滤波器。
为实现上述目的，本发明的第1种电介质谐振滤波器具备有至少1个电介质谐振器、覆盖上述电介质谐振器的周围并起电磁场屏蔽作用的框体、包含被配设在由上述框体围成的空间内并带有与上述电介质谐振器的1个面相向的第1面和上述框体的内表面相向的第2面的导体板且被构成为可使上述导体板和上述电介质谐振器之间的距离改变的谐振频率调节构件、和用于抑制在上述导体板的第2面和上述框体的内表面之间的空间产生的非需要的电磁场模式的传播的非需要模式抑制构件。
由此，在谐振频率调节构件的导体板的第2面和框体的内表面之间的空间产生的非需要的电磁场模式的传播被抑制，因此，容易进行调节，使得在电介质谐振滤波器的频率特性之中的通过频带(或阻止频带)上不出现因非需要的电磁场模式引起的特性的紊乱。
上述非需要模式抑制构件为填充上述导体板的第2面和上述框体的内表面之间的空间的一部分的非需要模式抑制构件，由此，在此空间内被激励的非需要模式的管内波长变短并移向高频，通过这些作用可以抑制在通过频带(或阻止频带)上产生特性的紊乱。
上述谐振频率调节构件还包含用于使上述导体板和上述电介质谐振器之间的距离改变的螺栓，上述非需要模式抑制构件因由带有与上述螺栓结合的螺丝孔的环构成，因此，可以以简洁的构成有效地抑制非需要模式。
上述非需要模式抑制构件被支撑在上述导体板及上述框体中的某一方上，即便是填充由上述导体板的第2面和上述框体的内表面围成的空间的棒也可以发挥同样的效果。
上述非需要模式抑制构件是由导体材料或是由电介质材料构成的，因此，具有反射电磁波的作用，可以有效地抑制非需要模式。
上述非需要模式抑制构件带有暴露在上述导体板的第2面和上述框体的内表面之间的空间中的表面部，由对流过该表面部的高频感应电流起电阻作用的电阻器构成，由此，该空间内的不需要的电磁场模式被衰减，非需要模式的振幅电平被抑制，因此，可以抑制在通过频带(或阻止频带)上产生特性的紊乱。
本发明的第2电介质谐振滤波器具备有多个电介质谐振器、覆盖上述多个电介质谐振器的周围并起电磁场屏蔽作用的框体、包含在上述多个电介质谐振器的每个电介质谐振器上设置并被配设在由上述框体围成的空间内并带有与上述电介质谐振器的1个面相向的第1面和上述框体的内表面相向的第2面的导体板且被构成为可使上述导体板和上述电介质谐振器之间的距离改变的多个谐振频率调节构件，上述多个谐振频率调节构件的各导体板之中至少有1个导体板的大小与其他的谐振频率调节构件的导体板的大小不同。
当对附设在一部分电介质谐振器上的谐振频率调节构件的导体板进行加大其直径或加厚其厚度等调节时，非需要模式的频率根据导体板的大小而变化。因此，可以利用此特点使由非需要模式引起的特性的紊乱从通过频带(或阻止频带)移动到其他频率区域，抑制在通过频带(或阻止频带)上产生特性的紊乱。
上述谐振频率调节构件的导体板其形状最好为圆盘状。
本发明的第3种电介质谐振滤波器具备有包含从外部机器接受高频信号的输入级电介质谐振器和把高频信号输出到外部机器的输出级电介质谐振器的多个电介质谐振器、包围上述多个电介质谐振器的周围并起电磁场屏蔽作用的框体、使被输入的高频信号和上述输入级电介质谐振器的电磁场之间相互耦合的输入耦合构件、使被输出的高频信号和上述输出级电介质谐振器的电磁场之间相互耦合的输出耦合构件、被设在上述多个电介质谐振器之中的电磁场相互耦合的电介质谐振器之间并用于调节电磁场耦合强度的级间耦合调节板，在上述级间耦合调节板的两侧面之中的至少某一侧面上设有切口部。
由此，当把切口部设在电流密度增大的位置上时，可以根据级间耦合调节板的电流分布提高对频率比通过频带(或阻止频带)高的区域的滤波性能。
上述级间耦合调节板的切口部其形状可以是大致四边形形状，但最好是被配设成长边与上述框体的底面大致平行的大致长方形状。
还有，上述级间耦合调节板的切口部最好被配设成使其在框体的高度方向上的位置与配设上述电介质谐振器的位置一致并使其与构成框体外周部的壁的内侧面连接。
由于还备有设在上述框体上并朝向上述级间耦合调节板的切口部凸出的级间耦合调节构件，因此，可以利用切口部扩大级间耦合调节构件的调节范围。
上述多个电介质谐振器都是TE01δ模式谐振器，由此，可以显著地发挥本发明的效果。
本发明提供的一种电介质谐振器的非需要模式抑制方法，是具备有至少一个电介质谐振器、覆盖上述电介质谐振器的周围并起电磁场屏蔽作用的框体的电介质谐振滤波器的非需要模式抑制方法，包括通过在上述框体所围成的空间内配设含有与上述电介质谐振器的1个面相向的第1面和与上述框体的内表面相向的第2面的导体板的谐振频率调整构件并且使上述导体板和上述电介质谐振器之间的距离改变来调整谐振频率的步骤(a)、和在上述步骤(a)后或者上述步骤(a)前，设置用于抑制在上述导体板的上述第2面和上述框体的内表面之间的空间产生的非需要的电磁场模式的传播的非需要模式抑制构件的步骤(b)。
由此，在谐振频率调节构件的导体板的第2面和框体的内表面之间的空间产生的非需要的电磁场模式的传播被抑制，因此，容易进行调节，使得在电介质谐振滤波器的频率特性之中的通过频带(或阻止频带)上不出现因非需要的电磁场模式引起的特性的紊乱。
在上述步骤(b)中，通过设置填充上述导体板的第2面和上述框体的内表面之间的空间的一部分的非需要模式抑制构件，并通过在此空间内被激励的非需要模式的管内波长变短并移向高频的作用可以抑制在通过频带(或阻止频带)上产生特性的紊乱。
附图说明
图1为示意地表示本发明的实施例1中的电介质谐振滤波器的构造的立体图。
图2为表示1级滤波器的谐振频率调节构件的位置与基本模式及非需要模式的频率之间的关系的特性图。
图3为表示备有非需要模式抑制用的环的电介质谐振滤波器的频率特性的图。
图4为表示与本发明的实施例1中的变换例1相关的谐振频率调节构件及非需要模式抑制用的环的构造的立体图。
图5为表示与本发明的实施例1中的变换例2相关的谐振频率调节构件及非需要模式抑制用的环的构造的立体图。
图6为表示与本发明的实施例1中的变换例3相关的谐振频率调节构件及非需要模式抑制用的环的构造的立体图。
图7为示意地表示本发明的实施例2中的电介质谐振滤波器的构造的立体图。
图8为表示非需要模式抑制用螺栓往1级滤波器的非需要模式激励空间的插入量与基本模式及非需要模式的频率之间的关系的特性图。
图9为示意地表示本发明的实施例3中的电介质谐振滤波器的构造的立体图。
图10为表示为了查看带有非需要模式抑制功能的谐振频率调节构件的效果而测定的谐振频率调节构件的位置与基本模式及非需要模式的频率之间的关系的特性图。
图11为示意地表示本发明的实施例4中的电介质谐振滤波器的构造的立体图。
图12为示意地表示本发明的实施例5中的电介质谐振滤波器的构造的立体图。
图13为表示实施例5的电介质谐振滤波器的频率特性的图。
图14(a)～(c)为表示在改变图12所示的电介质谐振滤波器的级间耦合调节窗的形状时的频率特性和窗形状的图。
图15(a)～(c)为表示把图12所示的电介质谐振滤波器的级间耦合调节窗的隔板的上下方向的位置进行各种改变时的频率特性和窗位置的图。
图16为表示图12所示的实施例5的电介质谐振滤波器的2.14GHz(通过频带)上的电场分布的分析结果的图。
图17为表示图12所示的实施例5的电介质谐振滤波器的2.82GHz(高次谐波)上的电场分布的分析结果的图。
图18为示意地表示本发明的实施例6中的电介质谐振滤波器的构造的立体图。
图19为示意地表示本发明的实施例7中的电介质谐振滤波器的构造的立体图。
图20为示意地表示本发明的实施例8中的电介质谐振滤波器的构造的立体图。
图21为示意地表示以往的6级式电介质谐振滤波器的例的立体图。
图22为表示图21所示的电介质谐振滤波器的谐振频率调节构件的导体板附近的电磁场模式的图。
图23为表示图21所示的电介质谐振滤波器的频率特性的例的图。
图24为示意地表示以往的4级式电介质谐振滤波器的例的立体图。
图25为表示以往的4级式电介质谐振滤波器的频率特性的一例的图。
图26为表示图24所示的以往的电介质谐振滤波器的2.14GHz(通过频带)上的电场分布的基于FDTD法的分析结果的图。
图27为表示图24所示的以往的电介质谐振滤波器的2.82GHz(高次谐波)上的电场分布的基于FDTD法的分析结果的图。
图28为表示在图24所示的以往的电介质谐振滤波器的2.82GHz上用HE11δ模式流过级间耦合调节板的电介质谐振器侧的表面的电流的基于FDTD法的分析结果的图。
图中，11：电介质谐振器，20：框体，21：框体主体，22：框体盖，23：隔板(级间耦合调节构件)，24：级间耦合调节窗，31：级间耦合调节螺栓，41：输入端子，42：输出端子，51：输入耦合探针，61：谐振频率调节构件，71、72：非需要模式抑制用的环。
具体实施方式
实施例1
图1为示意地表示本发明的实施例1中的电介质谐振滤波器的构造的立体图。如图1所示，本实施例的电介质谐振滤波器具备有通过烧结电介质粉末而形成的6个圆柱状的电介质谐振器11a～11f。各电介质谐振器11a～11f的共振频率是由圆柱形状的高度及直径决定的。在此例中，6个电介质谐振器11a～11f作为6级的带通滤波器工作。铁电体滤波器的框体20是由由底壁和侧壁构成的框体主体21、框体盖22、把由框体主体21围成的空间分割成小室的相互联接的隔板23a～23g构成的。然后，各电介质谐振器11a～11f被一一配设在由框体20的隔板23a～23g分隔成的各小室中。还有，在7个隔板23a～23g之中的5个隔板23a～23e和框体主体21的侧壁之间设有用于取得各谐振器间的电磁场耦合的级间耦合调节窗24a～24e。在各级间耦合调节窗24a～24e上配设有用于调节谐振器间的电磁场耦合的耦合强度的级间耦合调节螺栓31a～31e。还有，在框体主体21上配设有用于输入输出来自外部的高频信号的由同轴连接端组成的输入端子41及输出端子42，输入耦合探针51及输出耦合探针52分别被连接到输入端子41及输出端子42的中心导体上。
还有，在框体主体21上安装有用于调节各电介质谐振器11a～11f的谐振频率的把圆形的导体板及与此联结的螺栓做成一体的谐振频率调节构件61a～61f(谐振频率调节构件)。此谐振频率调节构件61a～61f被配设成使得其各自的中心轴与电介质谐振器11a～11f的中心轴在同一平面位置上(即同心位置上)。也就是说，框体盖22在与圆柱状的电介质谐振器11a～11f几乎同心的位置上设有螺丝孔，各谐振频率调节构件61a～61f的螺栓结合在框体盖22的螺丝孔上。然后，可以构成为通过使谐振频率调节构件61a～61f绕轴旋转改变该导体板与电介质谐振器11a～11f之间的间隙并由此调节谐振频率。
一般来说，在电介质谐振滤波器中，通过带宽、衰减特性等频率特性是由各谐振器的谐振频率、Q值、各电介质谐振器间的耦合量等决定的，因此，在设计时，从滤波器的频率特性的规格参数算出各电介质谐振器的形状等。但是，在现实中，因电介质谐振器和框体的形状误差和装配误差而无法得到所设计那样的滤波特性。于是，在上述以往的电介质谐振滤波器上设有谐振频率调节构件61a～61f，把各电介质谐振器11a～11f的谐振频率设成为可变的。而且，设置级间耦合调节螺栓31a～31e，使级间耦合强度可变，借助于这些调节可望实现所要求的滤波特性。
这里，本实施例的特征在于在输入输出级的谐振频率调节构件61a、61f的螺栓上装配着带有与此螺栓结合的螺丝孔且由导体组成的非需要模式抑制用的环71、72(非需要模式抑制构件)。
为了说明因设置此非需要模式抑制用的环71、72所产生的效果，首先对本实施例的电介质谐振滤波器的动作进行说明。
例如从信号源或天线(未图示于图1)输送来的高频信号从输入端子41被输入到框体20内，在高频信号为滤波器的通过频带内的频率的信号的情况下，高频信号通过输入耦合探针51的作用与输入级的电介质谐振器11a的电磁场模式耦合，基本谐振模式TE01δ被激励。此基本谐振模式通过级间耦合调节窗24a、24b、…逐渐往下一级电介质谐振器11b、11c、…接连耦合下去，在电介质谐振器11f被激励的电磁场模式与输出方的输出耦合探针52耦合，高频信号从输出端子42被输出。另一方面，滤波器的通过频带之外的高频信号不能与电介质谐振器的基本谐振模式耦合而被反射并从输入端子41被送回。
为了实现作为上述那样的滤波器的正确动作，必须正确地实现各电介质谐振器11a～11f的谐振频率和基于级间耦合调节窗24a、24b、…的级间耦合强度。但是，由于电介质谐振器11a～11f和框体20的形状误差和装配误差，无法得到所设计那样的滤波特性。于是，设有谐振频率调节构件61a～61f，通过旋转此谐振频率调节构件61a～61f的螺栓可以使导体板上下移动。结果，谐振频率调节构件61a～61f的导体板和下方的电介质谐振器11a～11f之间的距离发生变化，因此，各电介质谐振器11a～11f的谐振频率发生变化。此外，还设有级间耦合调节螺栓31a～31e，这样，级间耦合强度成为可变的。借助于这些调节可望实现所要求的滤波特性。
例如，当增加级间耦合调节螺栓31a～31e的插入量、使其前端部和与此相向的隔板之间的距离减小时，所起的作用是夹着级间耦合调节窗(比如24b)并使相邻的电介质谐振器(比如11b、11c)的电磁场耦合增强。如果下降谐振频率调节构件61a～61f、减小电介质谐振器与导体板的距离，则电介质谐振器的谐振频率升高。以上的功能与上述以往的电介质谐振滤波器相同。
这里，在本实施例中，在作为谐振频率调节构件61a、61f与框体盖22之间的区域的非需要模式激励空间(图22所示的空间R1)中配设有作为非需要模式抑制构件的非需要模式抑制用的环71、72。也就是说，假设把谐振频率调节构件61a、61f的导体板的与电介质谐振器11a～11f相向的面(下表面)作为第1面，把导体板的与框体盖22的内表面相向的面(上表面)作为第2面，在导体板的第2面和框体的内表面之间的空间R1中配设有非需要模式抑制用的环71、72。
由此可以起到阻止产生图22所示的非需要模式的作用。因配设有电磁场上非需要模式抑制用的环71、72且非需要模式激励空间R1在高度方向的尺寸被减小，由此，被激励的非需要模式的管内波长变短，因此，滤波特性朝高频方向漂移。还有，因从非需要模式激励空间R1(参照图22)通到配设有电介质谐振器11a、11f的的空间R2(参照图22)的狭窄部分R3(参照图22)的距离增大，电磁波变得不易通过，非需要模式与电介质谐振器11a、11f的模式的耦合减弱。其结果可以抑制在由6个电介质谐振器11a～11f构成的电介质谐振滤波器的通过频带上产生不需要的谐振峰P1(参照图23)等特性的紊乱。
图2为表示在1级滤波器的情况下为了查看非需要模式抑制用的环的效果而测定的谐振频率调节构件的位置与基本模式及非需要模式的频率之间的关系的特性图。为了得到图2的数据而采用的1级滤波器是由相对介电常数为41的电介质材料构成的，具备有直径27mm且高度12mm的圆柱状电介质谐振器、内部尺寸为边长40mm的立方体形状的框体、具有直径为25mm且厚度为1mm的导体板和规格M6的螺栓的谐振频率调节构件、高4mm或8mm且外径20mm并在中心轴部形成有规格M6的螺丝孔的圆筒状的经镀银处理了的铜制的非需要模式抑制用的环(非需要模式抑制构件)。
如图2所示，非需要模式通过配设非需要模式抑制用的环而向高频方向漂移。例如，如果在该图中的谐振频率调节构件位置为12mm，则相对于在没有非需要模式抑制用的环时(参照■标记)非需要模式的频率为1.8GHz的情形，在装配了外径20mm、高4mm的非需要模式抑制用的环时(参照○标记)非需要模式的频率为1.95GHz，在装配了外径20mm、高8mm的非需要模式抑制用的环时(参照△标记)非需要模式的频率为2.3GHz。
图3为表示备有非需要模式抑制用的环的电介质谐振滤波器的频率特性的图。在该图中，横轴表示频率(GHz)，纵轴表示通频特性(dB)。为了得到图3的数据而采用的电介质谐振滤波器是由相对介电常数为41的电介质材料构成的，具备有直径27mm且高度12mm的圆柱状电介质谐振器、具有内部尺寸为边长40mm的立方体形状的小室且表面镀银的铝制框体、具有直径为25mm的导体板和规格M6的螺栓的谐振频率调节构件、高8mm且外径20mm并在中心轴部形成有规格M6的螺丝孔的圆筒状的由镀银的铜材制成的非需要模式抑制用的环(非需要模式抑制构件)、由市售的SMA连接头组成的输入输出端子41及42和由表面经镀银处理了的直径1mm的铜线组成的输入输出耦合探针51及52。
如图3所示，在电介质谐振器上TE01δ模式的电磁场被激励，在通过频带上得到几乎是平的频率特性。这样，通过在电介质谐振滤波器设置非需要模式抑制用的环可以减弱非需要模式的振幅电平，非需要模式被移到充分远离通过频带的高频一侧，这样，在频率调节时，非需要模式就不会成为障碍，可以以图3所示的低损耗实现陡峭的滤波特性。
还有，在本实施例中被构成为只在输入输出级的2级上配设作为非需要模式抑制构件的非需要模式抑制用的环71、72，但并不限于此，配设非需要模式抑制构件的位置及个数可以根据滤波器的规格适当选择。
但是，由于在多级滤波器的输入输出级的小室中，所产生的非需要模式，比在其它的小室所产生的非需要模式更接近输入输出耦合探针，因此容易出现其非需要模式对滤波特性的影响。实际上，造成多级滤波器的特性变差的原因，几乎都是在输入输出级的小室中所产生的非需要模式。因此，通过在输入输出级的小室中设置非需要模式抑制用环等的非需要模式抑制构件，能显著地得到抑制非需要模式的功能。
还有，在本实施例中把作为非需要模式抑制构件的非需要模式抑制用的环71、72固定在谐振频率调节构件61a、61b上，但把非需要模式抑制构件固定在框体盖上与谐振频率调节构件同轴的位置上也可以得到同样的效果。
还有，在本实施例中所采用的构造是把具有独立环构造的非需要模式抑制用的环用作非需要模式抑制构件并嵌谐振频率调节构件上，但也可以采用比如把非需要模式抑制构件及起谐振频率调节构件的导体板作用的阶梯形圆盘安装在谐振频率调节构件的螺栓上等把非需要模式抑制构件和谐振频率调节构件做成一体化的构造。还有，即便把谐振频率调节构件的导体板的厚度加厚到3～10mm左右也可以得到与本实施例相同的效果。但是，实际上，各个电介质谐振滤波器其滤波特性各不相同，最好设置象环那样的可装卸的构件。
还有，在本实施例中把作为非需要模式抑制构件的非需要模式抑制用的环71、72的外周形状设成圆形的，但非需要模式抑制用的环的外周形状并不限于此，用三角形或其他多边形也可以得到相同的效果。下面对与非需要模式抑制用的环的构造有关的变换例进行说明。
变换例1
图4为表示与本发明的实施例1中的变换例1相关的谐振频率调节构件及非需要模式抑制用的环的构造的立体图。如该图所示，与变换例1相关的非需要模式抑制用的环73具有六角形螺母状。根据此变换例，可以使用市售规格品的螺母，可以实现成本降低和制造工序的简化。
变换例2
图5为表示与本发明的实施例1中的变换例2相关的谐振频率调节构件及非需要模式抑制用的环的构造的立体图。如该图所示，与变换例2相关的非需要模式抑制用的环74具有把导体板进行弯曲加工后的板弹簧构造。根据此变换例，可以得到这样的效果，即非需要模式抑制用的环74阻止非需要模式的功能基本上不受谐振频率调节构件61的下降量的影响。
变换例3
图6为表示与本发明的实施例1中的变换例3相关的谐振频率调节构件及非需要模式抑制用的环的构造的立体图。如该图所示，与变换例2相关的非需要模式抑制用的环75具有分割导体板的构造。根据此变换例，不用把谐振频率调节构件61从框体盖22卸下就可以拆卸非需要模式抑制用的环75，因此，可以使滤波特性的调节操作容易化。
还有，在本实施例中，把表面经镀银处理了的铜制非需要模式抑制用的环用作非需要模式抑制构件，但本发明的非需要模式抑制构件的材料并不限于此，用其他材料当然也可以发挥功效。
还有，非需要模式抑制构件的材料也不限于导体，只要是高介电常数的电介质等对电磁波的传播有影响的材料就可以发挥同样的效果。
实施例2
图7为示意地表示本发明的实施例2中的电介质谐振滤波器的构造的立体图。如图7所示，本实施例的电介质谐振滤波器具备有非需要模式抑制用的螺栓81、82取代实施例1中的非需要模式抑制用的环71、72作为非需要模式抑制构件。非需要模式抑制用的螺栓81、82被装配成使其基端部被结合于框体盖22上、使其前端部接近谐振频率调节构件61a、61f的导体板的上表面。
本实施例中的电介质谐振滤波器的构造除了非需要模式抑制用的螺栓81、82的构造之外与已经说明了的图1所示的实施例1的电介质谐振滤波器的构造相同，因此，在图7中对与实施例1相同的功能的构件附上与图1相同的符号并省略其说明。
本实施例的电介质谐振滤波器的基本动作与上述实施例1的电介质谐振滤波器的基本动作相同。
根据实施例2的电介质谐振滤波器，非需要模式抑制用的螺栓81、82被插入非需要模式激励空间R3(参照图22)，由此，在非需要模式激励空间R3传播的不需要的电磁场模式被阻止，不需要的电磁场模式的频率朝低频方向漂移。其结果可以抑制在通过频带上产生不需要的谐振峰P1(参照图23)等特性的紊乱。
图8为表示在1级滤波器(单体谐振器)的情况下为了查看带有非需要模式抑制用的螺栓的效果而测定的非需要模式抑制用螺栓往非需要模式激励空间的插入量与基本模式及非需要模式的频率之间的关系的特性图。为了得到图8的数据而采用的1级滤波器是由相对介电常数为41的电介质材料构成的，具备有直径27mm且高度12mm的圆柱状电介质谐振器、内部尺寸为边长40mm的立方体形状的框体、具有直径为25mm且厚度为1mm的导体板和规格M6的螺栓的谐振频率调节构件和在外周部具有规格M3的螺钉的经镀银处理了的铜制的非需要模式抑制用的螺栓(非需要模式抑制构件)。还有，图8的曲线图的横轴表示在假设当非需要模式抑制用的螺栓与框体盖的表面一致时取0的情况下非需要模式抑制用螺栓往非需要模式激励空间R3的插入量。
这样，在电介质谐振滤波器上设置作为非需要模式抑制构件的非需要模式抑制用的螺栓，由此可以使非需要模式移到充分远离通过频带的低频一侧，这样，可以得到特性优良的滤波器。
实施例3
图9为示意地表示本发明的实施例3中的电介质谐振滤波器的构造的立体图。如图9所示，本实施例的电介质谐振滤波器具备带有大直径导体板的具有非需要模式抑制功能的谐振频率调节构件61x、61y取代实施例1中的非需要模式抑制用的环71、72作为非需要模式抑制构件。
本实施例中的电介质谐振滤波器的构造除了具有非需要模式抑制功能的谐振频率调节构件61x、61y的构造之外与已经说明了的图1所示的实施例1的电介质谐振滤波器的构造相同，因此，在图9中对与实施例1相同的功能的构件附上与图1相同的符号并省略其说明。
本实施例的电介质谐振滤波器的基本动作与上述实施例1的电介质谐振滤波器的基本动作相同。
根据实施例3的电介质谐振滤波器，因具有非需要模式抑制功能的谐振频率调节构件61x、61y的导体板的直径大，与这些导体板平行的方向的电磁波的管内波长变长，因此，不需要的模式朝低频方向漂移。其结果可以抑制在通过频带上产生不需要的谐振峰P1(参照图23)等特性的紊乱。
图10为表示在1级滤波器(单体谐振器)的情况下为了查看带有非需要模式抑制功能的谐振频率调节构件的效果而测定的谐振频率调节构件的位置与基本模式及非需要模式的频率之间的关系的特性图。为了得到图10的数据而采用的1级滤波器是由相对介电常数为41的电介质材料构成的，具备有直径27mm且高度12mm的圆柱状铁电体谐振器、内部尺寸为边长40mm的立方体形状的框体、具有直径为15mm、25mm或35mm且厚度为1mm的导体板和规格M6的螺栓的谐振频率调节构件。
如图10所示，非需要模式的频率因导体板的直径而异。因此，在配设了多个电介质谐振器的多级电介质谐振滤波器中，在非需要模式进入通过频带使滤波特性被打乱的情况下，通过改变成为非需要模式产生原因的谐振频率调节构件的导体板的直径可以把非需要模式移到通过频带之外。当在电磁场上说明此作用时，当具有非需要模式抑制功能的谐振频率调节构件61x、61y的导体板的直径变大时，与这些导体板平行的方向的电磁波的管内波长变长，因此，不需要的模式朝低频方向漂移。
还有，在本实施例中，在第1级及第6级的电介质谐振器11a、11f上附设了具有直径比其他的频率调节构件的导体板的直径大的导体板的带有非需要模式抑制功能的谐振频率调节构件61x、61y，但本发明的电介质谐振滤波器的构造并不限于本实施例，也可以把带有非需要模式抑制功能的谐振频率调节构件附设在第2、第3级等其他级的电介质谐振器11上。可以根据电介质谐振器和框体的构造等适当选择加大哪些级的谐振频率调节构件的导体板的直径。
实施例4
图11为示意地表示本发明的实施例4中的电介质谐振滤波器的构造的立体图。如图11所示，本实施例的电介质谐振滤波器具备有非需要模式衰减片91a～91f、92a～92f、93a～93f取代实施例1中的非需要模式抑制用的环71、72作为非需要模式抑制构件。非需要模式衰减片91a～91f被设在谐振频率调节构件61a～61f的导体板的上表面(与导体板的谐振器一侧相反的面)上，非需要模式衰减片92a～92g被设在框体20的隔板23a～23g的两侧面上，非需要模式衰减片93a～93f被设在框体盖22的各小室的相当于天花板面的面上。
本实施例中的电介质谐振滤波器的构造除了非需要模式衰减片91a～91f、92a～92f、93a～93f的构造之外与已经说明了的图1所示的实施例1的电介质谐振滤波器的构造相同，因此，在图11中对与实施例1相同的功能的构件附上与图1相同的符号并省略其说明。
本实施例的电介质谐振滤波器的基本动作与上述实施例1的电介质谐振滤波器的基本动作相同。
这里，根据本实施例的电介质谐振滤波器，设置非需要模式衰减片91a～91f、92a～92f、93a～93f，由此，在属于金属制的框体盖22和谐振频率调节构件61a～61f之间的区域的非需要模式激励空间(图22所示的空间R1)中产生的电磁波导致在非需要模式衰减片91a～91f、92a～92f、93a～93f的表面上流过的电流被衰减，使电磁波也衰减。另一方面，电介质谐振器11a～11f被从非需要模式激励空间R1隔离开，因此，非需要模式衰减片91a～91f、92a～92f、93a～93f不影响电介质谐振器11a～11f的电磁场模式，也不影响电介质谐振滤波器的通过频带的特性。因此，非需要模式的产生被抑制，可以得到特性优良的滤波器。例如，在把作为电阻的镍铬合金箔用作非需要模式衰减片时非需要模式被衰减，可以以与图3所示的特性同样的低损耗实现陡峭的滤波特性。
还有，在本实施例中假设了配设非需要模式衰减片作为非需要模式衰减构件，但本发明的非需要模式衰减构件并不限于箔片构造，例如，也可以是含有电阻的糊剂或涂抹溶剂并使之固化后得到的导体膜。或者，原则上是由被实施了导体电镀的电阻构成框体的隔板、框体盖及谐振频率调节构件，这些电阻之中，即便在包围框体盖和谐振频率调节构件的导体板之间的区域的空间R1的成为内壁面的部分上不实施导体电镀，使电阻的表面暴露在空间R1中也可以发挥与本实施例相同的效果。
还有，在本实施例中把作为电阻的镍铬合金箔用作非需要模式衰减片的具体例，但本发明并不限于此，采用由其他材料组成的电阻比如铜镍合金、铁氧体等当然也可以发挥功效。
但是，谐振频率调节构件61a～61f的导体板的纵向位置会随着谐振频率的调节而改变，因此，在上述各非需要模式衰减构件的构成中，空间R1的内壁面不必全体都由具有非需要模式衰减功能的构件构成。
还有，在实施例1～4中，把使用了6级的电介质谐振器的多级滤波器作为本发明适用的电介质谐振滤波器并取之为例，但本发明的电介质谐振滤波器的构造并不限于上述各实施例，对于具有4级等6级之外的级数的电介质谐振滤波器也可以发挥本发明的功效。
还有，在实施例1～4中，把带通滤波器作为本发明适用的电介质谐振滤波器并取之为例，但本发明的电介质谐振滤波器的构造并不限于上述各实施例，对于其他的比如带阻滤波器也可以发挥本发明的功效。
还有，图2、图8、图10的测定结果表示为了用实验明确地显示效果而使用单体谐振器所测定的结果，但采用各实施例的构造当然也可以发挥相同的效果，即便采用其他的多级滤波器其效果也与级数无关。
在上述实施例1～4中，电介质谐振器被配设在框体主体包围的空间的下部，在电介质谐振器的上方设置谐振频率调节构件的导体板，但也可以把电介质谐振器配设在框体主体包围的空间的上部，把谐振频率调节构件的导体板配设在电介质谐振器的下方。在该情况下，通过把非需要模式抑制构件配设在谐振频率调节构件和框体主体的底面之间可以发挥本发明的功效。
实施例5
图12为示意地表示本发明的实施例5中的电介质谐振滤波器的构造的立体图。如图12所示，本实施例的电介质谐振滤波器具备有通过烧结电介质粉末而形成的4个圆柱状的电介质谐振器111a～111d。各电介质谐振器111a～111d的共振频率是由圆柱形状的高度及直径决定的。在此例中，4个电介质谐振器111a～111d作为4级的带通滤波器工作。铁电体滤波器的框体120是由由底壁和侧壁构成的框体主体121、框体盖122、把由框体主体121围成的空间分割成小室的相互联接的隔板123a～123d构成的。然后，各电介质谐振器111a～111d被一一配设在由框体120的隔板123a～123d分隔成的各小室中。还有，在框体主体121上配设有用于输入输出来自外部的高频信号的由同轴连接端组成的输入端子141及输出端子142，输入耦合探针151及输出耦合探针152分别被连接到输入端子141及输出端子142的中心导体上。
还有，在框体盖122上安装有用于调节各电介质谐振器111a～111d的谐振频率的把圆形的导体板及与此联结的螺栓做成一体的谐振频率调节构件161a～161d。此谐振频率调节构件161a～161d被配设成使得其各自的中心轴与电介质谐振器111a～111d的中心轴在同一平面位置上(即同心位置上)。也就是说，框体盖122在与圆柱状的电介质谐振器111a～111d几乎同心的位置上设有螺丝孔，各谐振频率调节构件161a～161d的螺栓结合在框体盖122的螺丝孔上。然后，可以构成为通过使谐振频率调节构件161a～161d绕轴旋转改变该导体板与电介质谐振器111a～111d之间的间隙并由此调节谐振频率。
一般来说，在电介质谐振滤波器中，通过带宽、衰减特性等频率特性是由各谐振器的谐振频率、Q值、各电介质谐振器间的耦合量等决定的，因此，在设计时，从滤波器的频率特性的规格参数算出各电介质谐振器的形状等。但是，在现实中，因电介质谐振器和框体的形状误差和装配误差而无法得到所设计那样的滤波特性。于是，在上述以往的电介质谐振滤波器上设有谐振频率调节构件161a～161d，把各电介质谐振器111a～111d的谐振频率设成为可变的，由此可望实现所要求的滤波特性。
这里，本实施例的特征在于在4个隔板123a～123d之中的3个隔板123a～123c上分别设有用于取得各电介质谐振器111a～111d间的电磁场耦合的级间耦合调节窗124a～124c。级间耦合调节窗124a～124c是这样形成的，即在隔板123a～123c与框体主体121的内侧面靠接的部分(即外侧面)上分别设置从隔板123a～123c的外侧面横向切入的切口。换言之，4个隔板123a～123d之中的3个隔板123a～123c作为级间耦合调节板起作用。
然后，在由隔板123a～123c的切口部构成的级间耦合调节窗124a～124c上分别配设有用于微调谐振器间的电磁场耦合的耦合强度的级间耦合调节螺栓131a～131c。此级间耦合调节螺栓131a～131c分别被配设成凸向隔板123a～123c的切口部的内侧。
下面对构成的电介质谐振滤波器的动作进行说明。例如从信号源或天线(未图示于图12)输送来的高频信号从输入端子141被输入到框体120内，在高频信号为滤波器的通过频带内的频率的信号的情况下，高频信号通过输入耦合探针151的作用与输入级的电介质谐振器111a的电磁场模式耦合，基本谐振模式TE01δ被激励。此谐振模式通过级间耦合调节窗124a、124b、…逐渐往下一级电介质谐振器111b、111c、…接连耦合下去，在电介质谐振器111f被激励的电磁场模式与输出方的输出耦合探针152耦合，高频信号从输出端子142被输出。另一方面，滤波器的通过频带之外的高频信号不能与电介质谐振器的谐振模式耦合而被反射并从输入端子141被送回。
为了实现作为上述那样的滤波器的正确动作，必须正确地实现各电介质谐振器111a～111d的谐振频率和基于级间耦合调节窗124a～124c的级间耦合强度。但是，由于电介质谐振器111a～111d和框体120的形状误差和装配误差，无法得到所设计那样的滤波特性。于是，设有谐振频率调节构件161a～161d，通过旋转此谐振频率调节构件161a～161d的螺栓可以使导体板上下移动。结果，谐振频率调节构件161a～161d的导体板和下方的电介质谐振器111a～111d之间的距离发生变化，因此，各电介质谐振器111a～111d的谐振频率发生变化。
被设在作为级间耦合调节板起作用的隔板123a～123c上的级间耦合调节窗124a～124c和级间耦合调节螺栓131a～131c被用于调节电介质谐振器111a～111d间的电磁场耦合的强度。首先，由隔板123a～123c的切口部形成的级间耦合调节窗124a～124c的面积大致决定级间耦合强度，借助于级间耦合调节螺栓131a～131c的插入量可以对级间耦合强度进行微调。通过调节这些调节机构可以决定电介质谐振滤波器的通过频带的频率、带宽等。
图13为表示本实施例的电介质谐振滤波器的频率特性的图。在信号为电介质谐振滤波器的通过频带之外的高频信号的情况下，基本上不能激励电介质谐振器的基本谐振模式而被反射并从输入端子141被送回。因此，电介质谐振滤波器的频率特性基本上成为图13所示那样的带通特性。但是，在电介质谐振器上除了基本谐振模式TE01δ模式之外还存在高次谐波模式HE11δ模式和EH11δ模式，即便是基于这些谐振模式的耦合，由于高频信号通过滤波器，不需要的高次谐波的峰也可能在通过频带的高频一侧出现。
图26为表示图24所示的以往的电介质谐振滤波器的2.14GHz(通过频带)上的电场分布的基于FDTD法的分析结果的图，表示在与框体的底面平行且通过谐振器的高度方向的中部的截面内(以后的分析结果的表示也都在同样的截面内)的电场分布。图中的箭号表示该位置处的电场矢量。在图24所示的构造中，为了得到图26的数据而采用的电介质谐振滤波器是由相对介电常数为41的电介质材料构成的，具备有直径27mm且高度11mm的圆柱状铁电体谐振器、带有内部尺寸为边长40mm的立方体形状的4个小室的框体的谐振频率调节构件。然后，电介质谐振器的下表面被配设成位于离框体主体的底面14.5mm的位置上。
从图26所示的电场分布的电介质谐振器中的电场图案可以明确在以往的电介质谐振滤波器中在通过区的频带中属于基本模式的TE01δ模式被激励。
图27为表示图24所示的以往的电介质谐振滤波器的2.82GHz(高次谐波)上的电场分布的基于FDTD法的分析结果的图。在图27所示的电场图案中可以看到HE11δ模式和EH11δ模式等电介质谐振器的高次模式，由此可知，电介质谐振滤波器的高次谐波是通过电介质谐振滤波器的高次模式产生的。
图28为表示在图24所示的以往的电介质谐振滤波器的2.82GHz(高次谐波)上用HE11δ模式流过隔板(级间耦合调节板)623b的电介质谐振器611c一侧的表面的电流的基于FDTD法的分析结果的图，表示从图24所示的箭号X的方向看到的图。由图28可知，接近电介质谐振器的隔板(级间耦合调节板)623c的高度方向的中部附近的电流比较大。
与此相对，在本实施例的隔板(级间耦合调节板)123a～123c的情况下，在图28中流着比较大的电流的区域上设有级间耦合调节窗124a～124c，因在此区域上不存在导体，因此，可以推测HE11δ模式的产生被抑制，滤波器的高次谐波也被抑制。
图16为表示图12所示的实施例5的电介质谐振滤波器的2.14GHz(通过频带)上的电场分布的分析结果的图。可以得到图16的数据的电介质谐振滤波器把级间耦合调节窗的形状设成宽25mm×长16mm的长方形，假设级间耦合调节窗的下边位于离框体主体的底面12mm处进行计算。其他的滤波器也设成与上述以往例的分析模型一样。
如图16所示，在本实施例中，与图26一样，基本模式的TE01δ模式被激励，根据估计，与本实施例相关的电介质谐振滤波器的通过频带特性与以往例的特性属于同等层次。
图17为表示图12所示的实施例5的电介质谐振滤波器的2.82GHz(高次谐波)上的电场分布的分析结果的图。可以得到图17的数据的电介质谐振滤波器与可以得到图16的数据的一样。从该图所示的电介质谐振器111a的电场图案可知，HE11δ模式变得不明显，估计是被抑制。
图14(a)～(c)为表示在对图12所示的电介质谐振滤波器的级间耦合调节窗的形状做各种各样改变时的频率特性和窗形状的图。为了得到该图所示的数据而采用的电介质谐振滤波器是由相对介电常数为41的电介质材料构成的，具备有直径25mm且高度11mm的圆柱状铁电体谐振器、带有内部尺寸为边长40mm的立方体形状的4个小室且表面镀银的铝制框体、具有直径为25mm的导体板和规格M6的螺栓的表面镀银的铜制谐振频率调节构件、由市售的SMA连接头组成的输入输出端子和由表面经镀银处理了的直径1mm的铜线组成的输入输出耦合探针。此时，把成为隔板123a～123c的切口部的级间耦合调节窗124a～124c的横向的中心轴固定在离离框体主体的底面20mm的高度处，并把级间耦合强度变成同等程度的级间耦合调节窗123a～123c的四边形状设成宽15mm×长27mm、宽20mm×长20mm及宽25mm×长16mm这3种。
图14(a)～(c)为表示在改变图12所示的电介质谐振滤波器的级间耦合调节窗的形状时的频率特性和窗形状的图。在图14(a)～(c)所示的特性的任一特性中，2.7GHz～3GHz的高次谐波频带中的高次谐波的电平与以往构造的高次谐波的电平(参照图25)相比被抑制了。
还有，如果比较图14(a)～(c)，对于切口部的四边形长宽边长比，14(c)所示的构造其高次谐波的电平最低，可以确认，加长级间耦合调节窗中的与框体的底面平行的边可以提高高次谐波抑制效果。
图15(a)～(c)为表示把图12所示的电介质谐振滤波器的级间耦合调节窗的隔板123a～123c的上下方向的位置进行各种改变时的频率特性和窗位置的图。表示把级间耦合调节窗124a～124c的形状固定为宽20mm×长20mm、窗的下边位于离框体主体的底面0mm、10mm及20mm处这3种的情形。如果比较图15(a)～(c)，对于级间耦合调节窗124a～124c的上下方向的位置，通过把级间耦合调节窗设在图15(b)所示的位置上可以得到最低的高次谐波电平。也就是说，使级间耦合调节窗和电介质谐振器尽量接近、使级间耦合调节窗位于中部可以获得更高的高次谐波抑制效果。
如上所述，根据本实施例的电介质谐振滤波器，把切口部设置在起级间耦合调节板作用的隔板123a～123c上形成级间耦合调节窗124a～124c，由此，可以不影响通过频带的特性并抑制高次谐波的电平。
特别是对于级间耦合调节窗124a～124c的形状，可以知道，当宽度方向的边比长度方向的边更长时高次谐波抑制效果更好。还有，级间耦合调节窗124a～124c的宽度方向的边长长，因此，与以往的电介质谐振滤波器相比，可以加大级间耦合调节螺栓131a～131c的可动范围，可以更加确保级间耦合的调节范围。在该情况下，级间耦合调节螺栓131a～131c的前端和级间耦合调节窗124a～124c的长度方向的边之间的间隙可以取更宽，可以提高对大功率的耐电力性。
也就是说，在图24所示的以往的电介质谐振滤波器中，级间耦合调节螺栓631a～631c的可动量小，基于级间耦合调节螺栓631a～631c的级间耦合的调节幅度窄。还有，对于电介质谐振滤波器的调节状态，因级间耦合调节螺栓631a～631c的的前端和隔板623a～623c之间的间隙窄，当高功率信号被投入电介质谐振滤波器时会发生放电，电介质谐振滤波器有可能破损。与此相对，用本实施例的电介质谐振滤波器可以有效地抑制这些问题的发生。
实施例6
图18为示意地表示本发明的实施例6中的电介质谐振滤波器的构造的立体图。如图18所示，本实施例的电介质谐振滤波器具备有通过烧结电介质粉末而形成的4个圆柱状的电介质谐振器211a～211d。各电介质谐振器211a～211d的共振频率是由圆柱形状的高度及直径决定的。在此例中，4个电介质谐振器211a～211d作为4级的带通滤波器工作。铁电体滤波器的框体220是由由底壁和侧壁构成的框体主体221、框体盖222、把由框体主体221围成的空间分割成小室的相互联接的隔板223a～223c构成的。
在本实施例中，框体主体221其平面形状为长方形，电介质谐振器211a～211d被配设成直线状。还有，成为隔板(级间耦合调节板)223a～223c的切口部的级间耦合调节窗224a～224c被形成为在相邻的隔板之间互不相同。然后，各电介质谐振器211a～211d被一一配设在由框体220的隔板223a～223c分隔成的4个小室中。还有，在框体主体221上配设有用于输入输出来自外部的高频信号的由同轴连接端组成的输入端子241及输出端子242，输入耦合探针251及输出耦合探针252分别被连接到输入端子241及输出端子242的中心导体上。
还有，在框体盖222上安装有用于调节各电介质谐振器211a～211d的谐振频率的把圆形的导体板及与此联结的螺栓做成一体的谐振频率调节构件261a～261d。此谐振频率调节构件261a～261d被配设成使得其各自的中心轴与电介质谐振器211a～211d的中心轴在同一平面位置上(即同心位置上)，谐振频率调节构件261a～261d的构造和功能与上述实施例5一样。
与实施例5一样，根据本实施例的电介质谐振滤波器，在通过频带的高频一侧出现的不需要的高次谐波的电平低，级间耦合的调节范围大，而且，可以实现作为耐电力性高的带通滤波器工作的电介质谐振滤波器。
实施例7
图19为示意地表示本发明的实施例7中的电介质谐振滤波器的构造的立体图。如图19所示，本实施例的电介质谐振滤波器具备有通过烧结电介质粉末而形成的4个圆柱状的电介质谐振器311a～311d。各电介质谐振器311a～311d的共振频率是由圆柱形状的高度及直径决定的。在此例中，4个电介质谐振器311a～311d作为4级的带通滤波器工作。铁电体滤波器的框体320是由由底壁和侧壁构成的框体主体321、框体盖322、把由框体主体321围成的空间分割成小室的相互联接的隔板323a～323d构成的。
在本实施例中，级间耦合调节窗324a～324c不是通过直接切开隔板323a～323c而形成的、而是通过由隔板323a～323c支撑的上下2个横梁形成的。但是，上下2个横梁也作为隔板(级间耦合调节板)起作用，因此，本实施例的级间耦合调节窗324a～324c与上述实施例5、6一样可以理解为被形成在隔板上的切口部。
然后，各电介质谐振器311a～311d被一一配设在由框体320的隔板323a～323c分隔成的4个小室中。还有，在框体主体321上配设有用于输入输出来自外部的高频信号的由同轴连接端组成的输入端子341及输出端子342，输入耦合探针351及输出耦合探针352分别被连接到输入端子341及输出端子342的中心导体上。
还有，在框体盖322上安装有用于调节各电介质谐振器311a～311d的谐振频率的把圆形的导体板及与此联结的螺栓做成一体的谐振频率调节构件361a～361d。此谐振频率调节构件361a～361d被配设成使得其各自的中心轴与电介质谐振器311a～311d的中心轴在同一平面位置上(即同心位置上)，谐振频率调节构件361a～361d的构造和功能与上述实施例5一样。
本实施例的电介质谐振滤波器通过切削加工把比如框体主体321的隔板323a～323d和框体主体形成为一体，是通过由导体板形成上侧横梁及下侧横梁并粘合在隔板323a～323c上实现的。例如，由铜薄板形成上侧横梁及下侧横梁，通过铅焊把各梁导电性地焊接在隔板(级间耦合调节板)上，如果采用这样的形成方法，可以容易地交换尺寸不同的上侧横梁及下侧横梁，还有，可以用切削工具容易地改变形状。因此，在图12所示的构成中，根据本实施例，即便在超过基于级间耦合调节螺栓151a～151c的调节范围的情况下也可以容易地改变级间耦合调节窗324a～324c的面积。
也就是说，按本实施例的电介质谐振滤波器，除了可以实现实施例5的效果之外，还可以扩大基于级间耦合调节螺栓331a～331c的级间耦合的调节范围。
实施例8
图20为示意地表示本发明的实施例8中的电介质谐振滤波器的构造的立体图。如图20所示，本实施例的电介质谐振滤波器具备有通过烧结电介质粉末而形成的4个圆柱状的电介质谐振器411a～411d。各电介质谐振器411a～411d的共振频率是由圆柱形状的高度及直径决定的。在此例中，4个电介质谐振器411a～411d作为4级的带通滤波器工作。铁电体滤波器的框体420是由由底壁和侧壁构成的框体主体421、框体盖422、把由框体主体421围成的空间分割成小室的相互联接的隔板423a～423d构成的。
在本实施例中，隔板423a～423d之中作为级间耦合调节板起作用的3个隔板423a～423c不与框体主体421的内侧面接触，在两者间设有间隙。然后，电介质谐振器411a～411d间的电磁场耦合主要通过此间隙进行。还有，在隔板423a～423c上设有用于扩大级间耦合调节螺栓431a～431c的可动范围的切口部，构成为级间耦合调节窗424a～424c。但是，在本实施例中，只通过削除隔板423a～423c的切口部的两侧就可以借助于切口部实质性地提高级间耦合的调节性能。
然后，各电介质谐振器411a～411d被一一配设在由框体420的隔板423a～423c分隔成的4个小室中。还有，在框体主体421上配设有用于输入输出来自外部的高频信号的由同轴连接端组成的输入端子441及输出端子442，输入耦合探针451及输出耦合探针452分别被连接到输入端子441及输出端子442的中心导体上。
还有，在框体盖422上安装有用于调节各电介质谐振器411a～411d的谐振频率的把圆形的导体板及与此联结的螺栓做成一体的谐振频率调节构件461a～461d。此谐振频率调节构件461a～461d被配设成使得其各自的中心轴与电介质谐振器411a～411d的中心轴在同一平面位置上(即同心位置上)，谐振频率调节构件461a～461d的构造和功能与上述实施例5一样。
根据本实施例的电介质谐振滤波器，级间耦合调节螺栓431a～431c的可动范围增大，因此，除了可以实现与实施例5相同的效果之外还可以得到可以增大级间耦合的调节范围的效果。
其他实施例
在实施例5～8中，把使用了4级的电介质谐振器的多级滤波器作为本发明适用的电介质谐振滤波器并取之为例，但本发明的电介质谐振滤波器的构造并不限于上述各实施例，对于具有6级、8级等4级之外的级数的电介质谐振滤波器也可以发挥本发明的功效。
还有，在实施例5～8中，把带通滤波器作为本发明适用的电介质谐振滤波器并取之为例，但本发明的电介质谐振滤波器的构造并不限于上述各实施例，对于其他的比如带阻滤波器也可以发挥本发明的功效。在该情况下，当把本发明中的通过频带置换为阻止频带时，发挥本发明的效果可以容易地理解。
还有，在实施例5～8中，把成为起谐振频率调节板作用的隔板的切口部的级间耦合调节窗的形状对各隔板都设成相同大小，但本发明的级间耦合调节窗的形状并不限于上述各实施例，也可以采用对各隔板具有不同形状的构成。
还有，在实施例5～6中，把起谐振频率调节板作用的隔板的切口部设在隔板的外侧面上，但本发明的级间耦合调节窗的形状并不限于这样的实施例，也可以如图12所示那样在隔板的内侧面上形成切口部并把此作为级间耦合调节窗。
还有，各实施例中的切口部(级间耦合调节窗)的大小和位置并不限于各实施例所例示的大小和位置，可以根据需要的级间耦合强度决定，需要的级间耦合强度可以根据电介质谐振滤波器的规格、电介质谐振器的设计、级间耦合调节螺栓的可动范围的设定等进行适当的选择。
根据本实施例的电介质谐振滤波器，通过把非需要模式抑制构件配设在附设在电介质谐振器上的谐振频率调节构件的导体板和框体之间的空间中或者通过在各电介质谐振器之间的级间耦合调节上设置切口部可以抑制在通过频带上产生特性的紊乱，可以提供低损耗、具有陡峭的通过频带且特性优良的电介质谐振滤波器。

Claims (2)

1.一种电介质谐振滤波器，其特征在于具备有多个电介质谐振器、覆盖上述多个电介质谐振器的周围并起电磁场屏蔽作用的框体、包含在上述多个电介质谐振器的每个电介质谐振器上设置并被配设在由上述框体围成的空间内并带有与上述电介质谐振器的1个面相向的第1面和与上述框体的内表面相向的第2面的导体板且可使上述导体板和上述电介质谐振器之间的距离改变的多个谐振频率调节构件，上述多个谐振频率调节构件的各导体板之中至少有1个导体板的大小与其他的谐振频率调节构件的导体板的大小不同。
2.根据权利要求1所述的电介质谐振滤波器，其特征在于上述谐振频率调节构件的导体板其形状为圆盘状。
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