DE60003603T2

DE60003603T2 - Dielektrisches Resonatorfilter

Info

Publication number: DE60003603T2
Application number: DE60003603T
Authority: DE
Inventors: Jae-Ho Yongin-si Hwang; Akihiro Sendai-shi Isomura; Takeshi Sendai-shi Mihono
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 2000-04-06
Publication date: 2004-06-09
Anticipated expiration: 2020-04-07
Also published as: KR100562780B1; KR20000077009A; US6538533B1; CN1273440A; DE60003603D1; NO20001833L; EP1043798A1; NO20001833D0; CA2303717A1; EP1043798B1; ATE244460T1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein dielektrisches Resonatorfilter und genauer auf ein dielektrisches Resonatorfilter mit niedrigen Verlusteigenschaften.
2. Beschreibung der zugehörigen Technik
Ein herkömmliches dielektrisches Resonatorfilter ist z.B. in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (JP-A-) Nr. 60-98702 offenbart.
In dem dielektrischen Resonatorfilter stellen ein kastenförmiges Metallgehäuse und eine Metallabdeckung zum Abdecken der oberen Öffnung des Metallgehäuses einen rechteckigen parallelepipedförmigen Metallhohlraum dar. Eine Mehrzahl von Tragtischen ist in der Längsrichtung in dem Gehäuse auf der Bodenoberfläche in dem Metallgehäuse angeordnet. Eine Mehrzahl von säulenartigen dielektrischen Resonatoren ist auf den Tragtischen angeordnet. Eingangs/Ausgangsanschlüsse mit dünnen und langen Eingangs/Ausgangsproben, die sich in dem Metallgehäuse erstrecken, sind außerhalb von beiden Seiten des Metallgehäuses angeordnet. Wenn einer der Eingangs/Ausgangsanschlüsse ein Eingangsanschluß ist, der mit der Eingangsprobe verbunden ist, ist der andere ein Ausgangsanschluß, der mit der Ausgangsprobe verbunden ist. Andererseits sind Frequenzeinstellmetallschrau ben an Positionen gegenüber der Mehrzahl von dielektrischen Resonatoren der Metallabdeckung angeordnet. Die Abstände zwischen den dielektrischen Resonatoren und den Metallschrauben sind eingestellt, so daß die Frequenzen einstellt werden können.
Da die Eingangs/Ausgangsproben elektromagnetisch mit den entsprechenden dielektrischen Resonatoren gekoppelt sind, sind die Eingangs/Ausgangsproben an Positionen angeordnet, von denen jede ein Niveau aufweist, das praktisch gleich dem einer Zentralposition eines jeden dielektrischen Resonators in der Höhe wie Positionen ist, an denen eine optimale elektromagnetische Kopplung erzielt werden kann. Bei dem herkömmlichen dielektrischen Resonatorfilter sind jedoch die Eingangs/Ausgangsproben an den Zentralabschnitten von einer Seite eines rechteckigen Metallgehäuses innerhalb des Metallgehäuses angebracht. Da die Abmessungen des Metallgehäuses eindeutig gemäß den Abständen zwischen den Eingangs/Ausgangsproben und den säulenförmigen dielektrischen Resonatoren bestimmt sind, kann das dielektrische Resonatorfilter nicht leicht in der Abmessung verringert werden.
Das dielektrische Resonatorfilter weist einen unnötigen Resonanzmodus des dielektrischen Resonators und einen unnötigen Resonanzmodus, der durch die Form und die Abmessungen des Metallgehäuses, das die Resonatoren enthält, bestimmt ist, auf. Aus diesem Grund wird eine Mehrzahl von unnötigen Resonanzmoden (HE-, TM- und EH-Moden oder ähnliche) nachteilhafterweise in einem Band mit einer Frequenz erzeugt, die 1,25 oder mehrmals einer Frequenz f0 eines Basisresonanzmodus (TE_01δ-Modus) beträgt. Diese unnötigen Resonanzmoden können durch Hinzufügen von z.B. Tiefpaßfiltern oder ähnlichem unterdrückt werden. Aus diesem Grund kann das System nicht leicht in der Abmessung verringert werden.
Aus der EP 0 867 965 A2 kann ein dielektrisches Resonatorfilter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entnommen werden. Die Eingangs/Ausgangsproben erstrecken sich jeweils parallel zu einer entsprechenden Seitenwand des Metallhohlraums.
Aus der JP 60-248001 A und dem entsprechenden Abstract kann ein dielektrisches Resonatorfilter entnommen werden, bei dem Eingangs/Ausgangsproben an entsprechenden Eingangs/Ausgangsverbindern und an Seitenwänden angebracht sein, an denen die Eingangs/Ausgangsverbinder nicht gebildet sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein dielektrisches Resonatorfilter vorzusehen, das in der Abmessung verringert werden kann, das in der Höhe verringert werden kann und das wartungsangebracht werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein dielektrisches Resonatorfilter nach dem unabhängigen Anspruch 1.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN:
1A ist eine Draufsicht, die ein Beispiel des Aufbaus eines herkömmlichen dielektrischen Resonatorfilters zeigt;
1B ist eine Schnittansicht des dielektrischen Resonatorfilters in 1A;
2A ist eine Draufsicht eines dielektrischen Resonatorfilters gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2B ist eine Schnittansicht des dielektrischen Resonatorfilters in 2A;
3 ist ein Diagramm, das Frequenzeigenschaften des dielektrischen Resonatorfilters in 2 zeigt;
4A ist eine Draufsicht eines dielektrischen Resonatorfilters, das nicht die Erfindung darstellt, aber nützlich für ihr Verständnis ist;
4B ist eine Schnittansicht des dielektrischen Resonatorfilters in 4A;
5A ist eine Draufsicht eines dielektrischen Resonatorfilters, das nicht die Erfindung darstellt, aber nützlich für ihr Verständnis ist;
5B ist eine Schnittansicht des dielektrischen Resonatorfilters in 5A;
6A ist eine Draufsicht eines dielektrischen Resonatorfilters gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6B ist eine Schnittansicht des dielektrischen Resonatorfilters in 6A;
7A ist eine Draufsicht eines dielektrischen Resonatorfilters nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7B ist eine Schnittansicht des dielektrischen Resonatorfilters in 7A;
8 ist ein Diagramm, das Frequenzeigenschaften des dielektrischen Resonatorfilters in 7A und 7B zeigt;
9A ist eine Draufsicht eines dielektrischen Resonatorfilters gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die Metallabdeckung der oberen Oberfläche von dem dielektrischen Resonatorfilter entfernt ist;
9B ist eine Schnittansicht des dielektrischen Resonatorfilters in 9A;
10 ist ein Diagramm, das die Frequenzeigenschaften des in 9A und 9B gezeigten dielektrischen Resonatorfilters zeigt;
11A ist eine Draufsicht, die als Vergleichsbeispiel 1 für die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein dielektrisches Resonatorfilter zeigt, bei dem die Metallabdeckung der oberen Oberfläche von dem dielektrischen Resonatorfilter entfernt ist;
11B ist eine Schnittansicht des in 11A gezeigten dielektrischen Resonatorfilters;
12 ist ein Diagramm, das die Frequenzeigenschaften des dielektrischen Resonatorfilters in 11A und 11B zeigt;
13A ist eine Draufsicht eines dielektrischen Resonatorfilters gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die Metallabdeckung der oberen Oberfläche von dem dielektrischen Resonatorfilter entfernt ist;
13B ist eine Schnittansicht des dielektrischen Resonatorfilters in 13A;
14 ist ein Diagramm, das die Frequenzeigenschaften des dielektrischen Resonatorfilters in 13A und 13B zeigt;
15A ist eine Draufsicht, die als Vergleichsbeispiel 2 für die fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein dielektrisches Resonatorfilter zeigt, bei dem die Metallabdeckung der oberen Oberfläche von dem dielektrischen Resonatorfilter entfernt ist;
15B ist eine Schnittansicht des dielektrischen Resonatorfilters in 15A;
16 ist ein Diagramm, das die Frequenzeigenschaften des dielektrischen Resonatorfilters in 15A und 15B zeigt;
17A ist eine Draufsicht eines dielektrischen Resonatorfilters, das nicht die Erfindung darstellt, aber nützlich für ihr Verständnis ist, bei der die Metallabdeckung der oberen Oberfläche von dem dielektrischen Resonatorfilter entfernt ist;
17B ist eine Schnittansicht des dielektrischen Resonatorfilters in 17A;
18A ist eine Draufsicht, die als Vergleichsbeispiel 3 für das Beispiel von 17 einen dielektrischen Resonatorfilter zeigt, bei dem die Metallabdeckung der oberen Oberfläche von dem dielektrischen Resonatorfilter entfernt ist;
18B ist eine Schnittansicht des dielektrischen Resonatorfilters in 18A;
19A ist eine Draufsicht eines dielektrischen Resonatorfilters gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die Metallabdeckung der oberen Oberfläche von dem dielektrischen Resonatorfilter entfernt ist;
19B ist eine Schnittansicht des dielektrischen Resonatorfilters in 19A;
20 ist ein Diagramm, das die Frequenzeigenschaften des dielektrischen Resonatorfilters in 19A und 19B zeigt;
21A ist eine Draufsicht, die als Vergleichsbeispiel 4 für die sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein dielektrisches Resonatorfilter zeigt, bei dem die Metallabdeckung der oberen Oberfläche von dem dielektrischen Resonatorfilter entfernt ist;
21B ist eine Schnittansicht des dielektrischen Resonatorfilters in 21A;
22 ist ein Diagramm, das die Frequenzeigenschaften des Vergleichsbeispiels 4 zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN:
Bevor die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, wird unten unter Bezugnahme auf 1A und 1B ein dielektrisches Resonatorfilter gemäß dem Stand der Technik beschrieben, um es möglich zu machen, leicht die vorliegende Erfindung zu verstehen.
Es wird Bezug genommen auf 1A und 1B, in einem dielektrischen Resonatorfilter 25 ist ein metallischer Hohlraum in einem Metallgehäuse 27 und eine Metallabdeckung 53 gebildet. Tragtische 29, 31, 33 und 35 sind in Längsrichtung ausgerichtet und auf der Bodenoberfläche des Metallgehäuses 27 angeordnet. Säulenförmige dielektrische Resonatoren 37, 39, 41 und 43 sind auf den entsprechenden Tragtischen 29, 31, 33 und 35 angeordnet. Als das Material der Tragtische 29, 31, 33 und 35 wird ein Material allgemein benutzt, das die Q-Werte der dielektrischen Resonatoren 37, 39, 41 und 43 so wenig wie möglich verschlechtert.
Eingangs/Ausgangsanschlüsse 49 und 51 weisen Eingangs/Ausgangsproben 45 und 47 auf, die in dem Gehäuse 27 angeordnet sind und auf beiden Seiten des Metallgehäuses 27 derart angeordnet sind, daß sich die Eingangs/Ausgangsanschlüsse 49 und 51 nach außen erstrecken. Die Metallabdeckung 53 ist zum Abdecken der Öffnung des oberen Endes des Metallgehäuses 27 angeordnet. Auf der Metallabdeckung 53 sind Frequenzeinstellmetallschrauben 55, 57, 59 und 61 an den Positionen, die den dielektrischen Resonatoren 37, 39, 41 bzw. 43 gegenüberstehen, angeordnet. Die Frequenzeinstellmetallschrauben 55, 57, 59 und 61 werden zum Vorwärts- und Rückwärtsbewegen gedreht, so daß die Abstände zwischen den dielektrischen Resonatoren 37, 39, 41 und 43 und den Frequenzeinstellmetallschrauben 55, 57, 59 und 61 eingestellt werden. Auf diese Weise können die Resonanzfrequenzen eingestellt werden.
Die Eingangs/Ausgangsproben 45 und 47 sind mit der Innenseite des Metallgehäuses 27 verbunden, da die Eingangs/Ausgangsproben 45 und 47 elektromagnetisch mit den dielektrischen Resonatoren 37 und 43 auf den beiden Seiten gekoppelt sind. Die Eingangs/Ausgangsproben 45 und 47 sind an den Positionen angeordnet, die ein Niveau haben, das praktisch gleich einer Zentralposition eines jeden dielektrischen Resonators in der Höhe als Positionen ist, an denen eine optimale elektromagnetische Kopplung erzielt werden kann.
Die Bezugszeichen La, S₁₂, S₂₃, S₃₄ und Lb, die in den 1A und 1B gezeigt sind, bezeichnen physikalische Längen, und die Bezugszeichen (Qe)_a, k₁₂, k₂₃, k₃₄ und (Qe)_b, die in 1A und 1B gezeigt sind, bezeichnen elektromagnetische Kopplungsgrößen.
Im allgemeinen werden die elektromagnetischen Kopplungsgrößen (Qe)_a und (Qe)_b des Eingangs und des Ausgangs und eine dielektrische Kopplungsgröße k_j,j+1 der jten und (j+1)ten dielektrischen Resonatoren wie in den folgenden Gleichungen ausgedrückt:
In den Gleichungen bezeichnen die Bezugszeichen ω₁', g₀, g₁, ..., 9_n+1 Werte, die theoretisch in einem Filter berechnet sind, das n-Stücke von Resonator benutzen, und Bezugszeichen ω₀, ω₁ und ω₂ bezeichnen Größen, die bei Durchlaßeigenschaften erhalten werden. Das Bezugszeichen w ist eine Größe, die gemäß den Größen ω₀, ω₁ und ω₂ und einer Größe entsprechend einer Bandbreite bestimmt ist.
Wie oben beschrieben wurde, sind die Werte ω₁', g₀, g₁, ..., g_n+1 Werte, die auf der Grundlage der Filtertheorie bestimmt sind. Aus diesem Grund sind, wenn eine Bandbreite (ω₂ – ω₁) und eine Zentralfrequenz ω₀ bestimmt sind (Qe)_a, (Qe)_b und k_j,j+1 eindeutig bestimmt.
In dem tatsächlichen dielektrischen Resonatorfilter 25, wie es in 1A und 1B gezeigt ist, sind die dielektrischen Resonatoren 37, 39, 41 und 43 in dem Metallhohlraum angeordnet, der durch das Metallgehäuse 27 und die Abdeckung 53 aufgebaut ist, und die Kopplung zwischen den dielektrischen Resonatoren wird durch die elektromagnetische Kopplung bestimmt, die einen Resonanzmodus TE_01δ des Dielektrikums benutzt.
Daher wird die dielektrische Kopplungsgröße k_j,j+1 des jten und (j+1)ten dielektrischen Resonators durch ein Intervall S_j,j+1 zwischen den dielektrischen Resonatoren bestimmt, und die elektromagnetischen Kopplungsgrößen (Qe)_a und (Qe)_b des Eingangs und des Ausgangs werden durch die Intervalle La und Lb zwischen den Eingangs/Ausgangsproben bzw. den dielektrischen Eingangs/Ausgangsresonatoren bestimmt.
In bezug auf das in 1A und 1B gezeigte Vierstufenfilter sind die Kopplungskoeffizienten k₁₂, k₂₃ und k₃₄ eindeutig gemäß den Intervallen S₁₂, S₂₃ und S₃₄ bestimmt, die elektromagnetischen Kopplungskoeffizienten (Qe)_a und (Qe)_b sind gemäß den Abständen La und Lb bestimmt. Auf diese Weise wird das dielektrische Resonatorfilter konstruiert und hergestellt.
Als die Anbringungspositionen der Antennenproben des herkömmlichen dielektrischen Resonatorfilters 25, wie in 1A und 1B gezeigt ist, sind die Eingangs/Ausgangsproben 45 und 47 an den Zentralabschnitten einer Seite des rechteckig Metallgehäuses 27 auf der Innenseite des Metallgehäuses 27 angebracht. Die Abmessungen des Metallgehäuses 27 sind eindeutig gemäß den Abständen zwischen den Eingangs/Ausgangsproben 45 und 47 und der säulenförmigen dielektrischen Resonatoren 37 und 43 bestimmt. Aus diesem Grund kann das dielektrische Resonatorfilter 25 nicht leicht in der Abmessung verringert werden.
Genauer, das herkömmliche dielektrische Resonatorfilter 25 weist unnötige Resonanzmoden der dielektrischen Resonatoren 37, 39, 41 und 43 auf, die in 1A und 1B gezeigt sind, und die unnötigen Resonanzmoden sind gemäß der Form und den Abmessungen des Metallgehäuses 27 einschließlich der Resonatoren bestimmt. Aus diesem Grunde werden eine Mehrzahl von unnötigen Resonanzmoden (HE-, TM- und EH-Moden oder ähnliche) in einem Band mit einer Frequenz erzeugt, die ungefähr 1,25 mal oder mehr Mal die Basisresonanzfrequenz (TE_01δ-Modus) beträgt.
Diese unnötigen Resonanzmoden können z.B. durch einen Tiefpaßfilter oder ähnliches unterdrückt werden. Aus diesem Grund kann das System nicht leicht in der Abmessung verringert werden.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Als ein in einem Mikrowellenbereich benutztes Kommunikationsgerät wird ein Kommunikationsgerät, bei dem ein ursprüngliches Taktoszillationssignal durch ein dielektrisches Filter erzeugt wird, das einen dielektrischen Keramikresonator benutzt, benutzt. Solch ein dielektrisches Filter ist ebenfalls in einem digitalen Kommunikationsgerät angebracht, das in einem Kommunikationsnetzwerk mit einer Übertragungsrate von ungefähr 1 Gbit/s oder mehr benutzt wird.
Daher wird in den Ausführungsformen der dielektrische Resonator unten beschrieben.
Ein Kommunikationsgerät, bei dem ein ursprüngliches Taktoszillationssignal erzeugt wird, indem ein dielektrisches Filter unter Benutzung eines dielektrischen Keramikresonators erzeugt wird, wird benutzt. Solch ein dielektrisches Filter ist auch auf einem digitalen Kommunikationsgerät angebracht, das in einem Kommunikationsnetzwerk mit einer Übertragungsrate von ungefähr 1 Gbit/s oder mehr benutzt wird.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Bei den Erläuterungen der dielektrischen Resonatorfilter gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezeichnen die gleichen Bezugszeichen wie in den entsprechenden Zeichnun gen gezeigten dielektrischen Resonatorfilter die gleichen Teile in den dielektrischen Resonatorfiltern.
(Erste Ausführungsform)
Es wird bezug genommen auf 2A und 2B, in einem dielektrischen Resonatorfilter 63 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind in einem Metallhohlraum, der von einem Metallgehäuse 65 und einer Metallabdeckung 67 aufgebaut ist, ein dielektrischer Resonator 71, der auf dem Metallgehäuse 65 durch einen Tragtisch 69 angeordnet ist, und Eingangs/Ausgangsproben 73 und 75 angeordnet.
Die Eingangs/Ausgangsproben 73 und 75 sind mit einem dielektrischen Resonator 71 gekoppelt und mit Eingangs/Ausgangsverbindern 77 und 79 verbunden, die nahe von Eckabschnitten des Metallgehäuses 65 angeordnet sind, so daß sie sich nach außen erstrecken.
Genauer, die inneren Abmessungen des Metallgehäuses 65 betragen ungefähr 20 × 20 × 13 mm. Die Eingangsprobe 73 besteht aus einem leitenden Draht, wie ein Kupferdraht, der 0,5 mm im Durchmesser beträgt. Ein Ende der Eingangsprobe 73 ist mit dem Eingangsverbinder 77 verbunden, und das andere ist mit der anderen Oberfläche, auf der der Eingangs/Ausgangsverbinder 77 oder 79 nicht gebildet ist, der zwei Oberflächen des Metallgehäuses 65 kurzgeschlossen. Der als Eingangsprobe 73 dienende elektrische Draht ist wie eine gerade Linie, und der Abstand zwischen dem dielektrischen Resonator 71 und der Eingangsprobe 73 beträgt ungefähr 3 mm. Die Ausgangsprobe 75 ist ebenfalls durch das gleiche Verfahren wie das hergestellt, das benutzt wird, wenn die Eingangsprobe 73 hergestellt wird.
Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurden dielektrische Resonatoreigenschaften durch elektromagnetische Kopplung unter Benutzung eines Resonanzmodus TE_01δ gemessen. Als Resultat war, wenn die Abstände zwischen einem dielektrischen Resonator 71 und den Eingangsproben 73 und 75 ungefähr 3 mm jeweils betrugen, eine Zentralfrequenz ungefähr 7 GHz, und eine Last Q, die als Q_L bezeichnet wird, betrug ungefähr 1.000. Danach kann die Zentralfrequenz auf eine vorbestimmte Frequenz durch eine Frequenzeinstellmetallschraube 81 eingestellt werden, die an der Metallabdeckung 67 angebracht ist. Zusätzlich betrugen die Abstände zwischen dem dielektrischen Resonator 71 und den Eingangs/Ausgangsproben 73 und 75 jeweils ungefähr 1 mm, die Zentralfrequenz war ungefähr 7 GHz, und eine Last Q (Q_L) war ungefähr 280.
3 zeigt die Meßresultate von Frequenzeigenschaften des Filters. In 3 bezeichnet die durchgezogene Linie die Last Q_L, die erhalten wird, wenn die Abstände zwischen dem dielektrischen Resonator 71 und den Eingangs/Ausgangsproben 73 und 75 ungefähr jeweils 3 mm sind, wobei jede Q_L ≅ 100 zeigt, eine unterbrochene Linie zeigt Frequenzeigenschaften an, die erhalten werden, wenn die Abstände zwischen dem dielektrischen Resonator 71 und den Eingangs/Ausgangsproben 73 und 75 jeweils 1,5 mm betragen.
Die Beziehung zwischen Q_L und einer elektromagnetischen Eingangs/Ausgangskopplungsgröße QE beträgt 2/QE = 1/Q_L – 1/Q₀ (wobei Q₀ das unbelastete Q des Resonators ist).
Die Abmessungen des dielektrischen Resonators 71 betragen ungefähr ⌀ 15 × 6 mm. Der dielektrische Resonator 71 wird durch einen Tragtisch 69 so angeordnet, daß die Zentralposition des dielektrischen Resonators 71 in der Höhe an den Positionen der Eingangs/Ausgangsproben 73 und 75 ist. Freiräume sind nur an den Eckabschnitten des Metallgehäuses 65 gebildet, so daß das dielektrische Filter 65 so klein wie möglich gebaut werden kann. Wenn die Eingangs/Ausgangsproben 73 und 75 an den Eckabschnitten angebracht sind, kann eine gute Bearbeitbarkeit erzielt werden, und die Eingangs/Ausgangsproben 73 und 75 können derart angebracht werden, daß die Längen der Proben mit hoher Genauigkeit gehalten werden können.
Wie in 4A und 4B und 5A und 5B gezeigt ist, weist jedes dielektrische Resonatorfilter den gleichen Grundaufbau wie das dielektrische Resonatorfilter gemäß der ersten Ausführungsform auf, die in 2A und 2B gezeigt ist. Ein in 4A und 4B gezeigtes dielektrisches Resonatorfilter 83 unterscheidet sich jedoch von dem dielektrischen Resonatorfilter gemäß der ersten Ausführungsform in dem folgenden Punkt. Das heißt, leitende Drähte wie ein Kupferdraht, die Eingangs/Ausgangsproben 85 und 87 darstellen, sind nicht wie gerade Linien, und die leitenden Drähte sind in rechten Winkeln gebogen und zu den anderen Seiten kurzgeschlossen.
Ein in 5A und 5B gezeigtes dielektrisches Resonatorfilter 89 unterscheidet sich von dem dielektrischen Resonatorfilter gemäß der ersten Ausführungsform in dem folgenden. Das heißt, leitende Drähte, die Eingangs/Ausgangsproben 91 und 93 darstellen, sind nicht wie gerade Linien, und die leitenden Drähte sind kreisförmig gebogen und mit den anderen Seiten verbunden.
Beide dielektrische Filter, die in 4A und 4B und 5A und 5B gezeigt sind, sind derart ausgewählt, daß die elektromagnetische Kopplung zu den dielektrischen Resonatoren optimal ist. Bei der ersten Ausführungsform enthält ein Abschnitt, mit dem das andere Ende einer jeden der Eingangs/Ausgangsproben 73, 85, 91, 75, 87 und 93 verbunden ist, d.h. die andere Oberfläche, auf der der Eingangs/Ausgangsverbinder 77 oder 79 nicht gebildet ist, nahe einem Eckabschnitt auch einen Spitzenabschnitt, der die Grenze zwischen den zwei Oberflächen des Eckabschnittes ist.
(Zweite Ausführungsform)
In 6A und 6B sind in einem dielektrischen Resonatorfilter 95 gemäß der zweiten Ausführungsform ein dielektrischer Resonator 71 und Eingangs/Ausgangsproben 103 und 105 in einem Metallhohlraum angeordnet, der durch eine Metallabdeckung 97 und eine Metallplatte 101 aufgebaut ist, an der ein dielektrisches Substrat 99 angebracht ist. Das dielektrische Substrat 99 und die Metallplatte 101 können einstückig aneinander angeklebt sein. Die Eingangs/Ausgangsproben 103 und 105 sind durch Streifenleitungen dargestellt.
Die internen Abmessungen des Metallgehäuses 95 betragen ungefähr 20 × 20 × 13 mm. Die Eingangs/Ausgangsproben 103 und 105 sind durch Streifenleitungen dargestellt, von denen jede aus einer Kupferfolie mit einer Breite von ungefähr 1 mm besteht. Ein Ende einer jeden Eingangsprobe ist mit einem Eingangs- oder einem Ausgangsanschluß verbunden, und das andere Ende ist mit der anderen Oberfläche, auf dem der Ausgangs- oder der Eingangsanschluß nicht gebildet ist, von den zwei Oberflächen nahe eines Eckabschnittes kurzgeschlossen. Die Streifenleitung, die aus Kupferfolie besteht, und als die Eingangsprobe 103 dient, ist wie ein flacher Gürtel. Der Abstand zwischen einem Zentrum des dielektrischen Resonators 71 und den Streifenleitungen beträgt ungefähr 3 mm. Die Ausgangsprobe 105 wird auch auf das gleiche Verfahren hergestellt, das benutzt wird, wenn die Eingangsprobe 103. Ein Durchgangsloch, das die Metallabdeckung 97 von der Außenseite der Metallabdeckung 97 in den Metallhohlraum durchdringt, und Anschlüsse wie Leitungen können mit den Eingangs/Ausgangsproben 103 und 105 durch Löten oder ähnliches verbunden werden.
Auf diese Weise kann, wenn die Streifenleitungen als die Eingangs/Ausgangsproben 103 und 105 benutzt werden, nicht nur eine Verringerung in der Abmessung sondern auch eine Verringerung in der Höhe erzielt werden, und eine Oberflächenanbringung kann erzielt werden.
Bei der ersten bis zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben wurden, ist das dielektrische Resonatorfilter, in dem ein dielektrischer Resonator 71 benutzt wird, beschrieben worden. Selbst wenn das dielektrische Resonatorfilter zwei oder mehr dielektrische Resonatoren 71 aufweist, kann es in der Abmessung derart verringert werden, daß die Eingangs/Ausgangsproben nahe von Eckabschnitten des Metallhohlraumes angeordnet sind. Dieser Fall wird in der fünften Ausführungsform beschrieben.
(Dritte Ausführungsform)
Es wird bezug genommen auf 7A und 7B, ein dielektrisches Resonatorfilter 107 weist den gleichen Aufbau wie den der ersten Ausführungsform auf mit der Ausnahme, daß zwei dielektrische Resonatoren 71 benutzt werden.
Die inneren Abmessungen eines Metallgehäuses betragen ungefähr 20 × 40 × 13 mm. Die Abmessungen eines jeden dielektrischen Resonators sind ungefähr 15 × 6 mm. Die Abstände zwischen den Eingangs/Ausgangsproben 73 und 75 und den dielektrischen Resonatoren 71 sind ungefähr 3 mm jeweils, und der Abstand zwischen den zwei dielektrischen Resonatoren 71 beträgt ungefähr 5 mm. Eine Kopplungseinstellschraube 109 ist zwischen den dielektrischen Resonatoren angeordnet.
Es wird bezug genommen auf 8, das dielektrische Resonatorfilter 107 kann Eigenschaften mit einer Zentralfrequenz von ungefähr 7 GHz erzielen.
Bei der ersten bis dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben wurden, wird ein rechteckiger Parallelepipedmetallhohlraum benutzt. Ein zylindrischer Metallhohlraum oder ein polygonaler polartiger Metallhohlraum mit der Ausnahme für einen rechteckigen Parallelepipedmetallhohlraum kann natürlich ebenfalls benutzt werden.
Wie oben beschrieben wurde, sind bei den dielektrischen Resonatorfiltern gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Eingangs/Ausgangsproben an den Eckabschnitten von rechteckigen Hohlräumen angebracht. Aus diesem Grund können die dielektrischen Resonatorfilter in der Abmessung verringert werden. Wenn zusätzlich die Eingangs/Ausgangsproben durch Streifenleitungen dargestellt werden, kann ein dielektrisches Resonatorfilter vorgesehen werden, das in der Höhe verkleinert ist und das Oberflächen angebracht werden kann.
(Vierte Ausführungsform)
Es wird bezug genommen auf 9A und 9B, in einem dielektrischen Resonatorfilter 111 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Ende der Eingangsprobe 73 mit einem Verbinder 77 verbunden, und das andere Ende ist mit der anderen Oberfläche der zwei Oberflächen eines Metallgehäuses 65 nahe einer Ecke kurzgeschlossen, an der der Eingangs/ Ausgangsverbinder 77 oder 79 nicht angeordnet ist. Eine Ausgangsprobe 75 ist ebenfalls durch das gleiche Verfahren wie das hergestellt, das benutzt wird, wenn die Eingangsprobe 73 hergestellt wird.
Das in 9A und 9B gezeigte dielektrische Resonatorfilter 111 enthält zwei elektromagnetische Wellenabsorber 113 und 115, die darin angeordnet sind. Die Absorber 113 und 115 können effektiv aus einer ferromagnetischen Ferritverbindung mit einer ferromagnetischen Resonanzabsorption bei einem Frequenzbereich von 9 bis 14 GHz oder einem Frequenzbereich zwischen 1,3 und 2 mal der Zentralfrequenz des Filters hergestellt werden.
Es wird bezug genommen auf 10, die Frequenzeigenschaften des dielektrischen Resonatorfilters 111 gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind gezeigt. Die elektromagnetischen Wellenabsorber 113 und 115 sind an den beiden unteren Oberflächeneckabschnitten des Metallgehäuses 65 angebracht, d.h. nahe den Eingangs/Ausgangsverbindern 77 und 79.
Es wird bezug genommen auf 11A und 11B, der Aufbau eines dielektrischen Resonatorfilters, das als Vergleichsbeispiel 1 der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung experimentell hergestellt wurde, ist gezeigt. 12 zeigt die Frequenzeigenschaften eines in 11A und 11B gezeigten dielektrischen Resonatorfilters.
Die elektromagnetischen Wellenabsorber 113 und 115, die in dem dielektrischen Resonatorfilter 111 in 9 benutzt werden, weisen Absorptionseigenschaften in einem Band mit einer Bandbreite von ungefähr 15 GHz auf. Wie aus 10 und 12 ersichtlich ist, wird eine unnötige Resonanz in einem Band mit einer Bandbreite von 15 bis 17 GHz (Bereich D) in den Frequenzeigenschaften des dielektrischen Resonatorfilters gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterdrückt, die in 10 gezeigt ist, im Vergleich mit den Frequenzeigenschaften des Vergleichsbeispiels, das in 12 gezeigt ist.
(Fünfte Ausführungsform)
Es wird bezug genommen auf 13A und 13B, in einem dielektrischen Resonatorfilter 119 gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind in einem Metallhohlraum, der aus einem Metallgehäuse 65 und einer Metallabdeckung 67 aufgebaut ist, zwei dielektrische Resonatoren 71 auf dem Bodenabschnitt eines Metallgehäuses 65 durch Tragtische 69 angeordnet. Ein Ende einer Eingangs-(Ausgangs-)probe 73 ist mit einem Eingangs/Ausgangsverbinder 77 verbunden, und das andere ist mit der anderen Oberfläche der zwei Oberflächen des Metallgehäuses 65 nahe einer Ecke, an der der Verbinder 97 oder 99 nicht angeordnet ist, kurzgeschlossen. Eine Ausgangs-(Eingangs-)Probe 75 wird ebenfalls durch das gleiche Verfahren hergestellt wie das, das benutzt wird, wenn die Eingangsprobe 73 hergestellt wird.
Das in 13A und 13B gezeigte dielektrische Resonatorfilter enthält zwei elektromagnetische Wellenabsorber 113 und 115, die darin angeordnet sind.
Es wird bezug genommen auf 14, die Frequenzeigenschaften des in 13A und 13B gezeigte dielektrischen Resonatorfilters sind gezeigt. Die elektromagnetischen Wellenabsorber 113 und 115 haften an den zwei unteren Oberflächeneckabschnitten des Metallgehäuses 65.
Es wird bezug genommen auf 15A und 15B, ein dielektrisches Resonatorfilter, das experimentell als Vergleichsbeispiel 2 der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, ist das gleiche wie das dielektrische Resonatorfilter gemäß der siebten Ausführungsform mit der Ausnahme, daß die elektromagnetischen Wellenabsorber nicht angeordnet sind. Die Frequenzeigenschaften des dielektrischen Resonatorfilters gemäß dem Vergleichsbeispiel 2 sind in 16 gezeigt.
Die in dem dielektrischen Resonatorfilter, das in 13A und 13B gezeigt ist, benutzten elektromagnetischen Wellenabsorber 113 und 115 weisen Absorptionseigenschaften in einem Band mit einer Bandbreite von ungefähr 15 GHz auf.
Wie aus dem Vergleich in 14 und 16 ersichtlich ist, wird eine unnötige Resonanz in einem Band von 15 bis 17 GHz (Bereich D) in den Frequenzeigenschaften des dielektrischen Resonatorfilters gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit den Frequenzeigenschaften des Vergleichsbeispiels 2 unterdrückt.
Es wird bezug genommen auf 17A und 17B, in einem dielektrischen Resonatorfilter 121, in einem Metallhohlraum, der von einem Metallgehäuse 65 und einer Metallabdeckung 67 aufgebaut ist, sind zwei dielektrische Resonatoren 71, die in dem Metallgehäuse 65 durch Tragtische 69 angeordnet sind, und Ein gangs/Ausgangsverbinder 77 und 79 mit Eingangs/Ausgangsproben 73 und 75 angeordnet.
Die elektromagnetischen Wellenabsorber 113 und 115 haften an den zwei unteren Oberflächeneckabschnitten des Metallgehäuses 65 an.
Die Frequenzeigenschaften des dielektrischen Resonatorfilters sind, wenn die elektromagnetischen Wellenabsorber 113 und 115 an den zwei unteren Oberflächeneckabschnitten (nahe den Eingangs/Ausgangsverbindern 77 und 79) des Metallgehäuses 65 anhaften, in dem dielektrischen Resonatorfilter 121 praktisch die gleichen wie jene in 14 gezeigten.
Es wird bezug genommen auf 18A und 18B, ein dielektrisches Resonatorfilter 123, das experimentell als Vergleichsbeispiel 3 hergestellt ist, ist das gleiche wie das dielektrische Resonatorfilter gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit der Ausnahme, daß die elektromagnetischen Wellenabsorber nicht angeordnet sind. Wenn die Frequenzeigenschaften des dielektrischen Resonatorfilters gemäß dem Vergleichsbeispiel 2 untersucht wurden, zeigten sich praktisch die gleichen Eigenschaften wie jene, die in 16 gezeigt sind.
(Sechste Ausführungsform)
Es wird bezug genommen auf 19A und 19B, ein dielektrisches Resonatorfilter 125 gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hergestellt unter Benutzung eines ringartigen dielektrischen Resonators. In dem dielektrischen Resonatorfilter 125 sind zwei elektromagnetische Wellenabsorber 113 und 115 in einem Metallgehäuse 65 angebracht.
Wie in 20 gezeigt ist, sind die Frequenzeigenschaften des dielektrischen Resonatorfilters gemäß der sechsten Ausführungsform gezeigt. Die elektromagnetischen Wellenabsorber 113 und 115 haften an zwei unteren Oberflächeneckabschnitten (nahe von Eingangs/Ausgangsverbindern 77 und 79) des Metallgehäuses 65 an.
Es wird bezug genommen auf 21A und 21B, ein dielektrisches Resonatorfilter 127, das experimentell als Vergleichsbeispiel 4 der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, weist den gleichen Aufbau wie jenen des dielektrischen Resonatorfilters gemäß der sechsten Ausführungsform auf mit der Ausnahme, daß elektromagnetische Wellenabsorber nicht angebracht sind.
Wenn die Frequenzeigenschaften des dielektrischen Resonatorfilters gemäß dem Vergleichsbeispiel 4 untersucht wurden, zeigten sich die in 22 gezeigten Eigenschaften.
Die elektromagnetischen Wellenabsorber 113 und 115, die in dem dielektrischen Resonatorfilter gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt wurden, die in 19A und 19B gezeigt sind, weisen Absorptionseigenschaften in einem Band mit einer Bandbreite von ungefähr 15 GHz auf.
Wie aus dem Vergleich in 20 und 22 ersichtlich ist, wird die unnötige Resonanz in einem Band von ungefähr 15 GHz (Bereich D) in den Frequenzeigenschaften des dielektrischen Resonatorfilters gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit den Frequenzeigenschaften des Vergleichsbeispiels 2 unterdrückt.
Wie oben beschrieben wurde, sind in den dielektrischen Resonatorfiltern gemäß der sechsten bis sechsten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung elektromagnetische Wellenabsorber an Eckenabschnitten von rechteckigen Hohlräumen angeordnet, so daß unnötige Moden unterdrückt werden können.

Claims

Dielektrisches Resonatorfilter mit einem Metallhohlraum (65), der die Form eines rechteckigen Parallelepipedes oder eine polygonal-poluartige Form aufweist, und bei dem mindestens ein dielektrischer Resonator (71) zwischen einem Paar von Eingangs/Ausgangsproben (73, 75; 85, 87; 91, 93; 103, 105) angeordnet ist, wobei die Eingangs/Ausgangsproben an diagonal entgegengesetzten Eckabschnitten des Metallhohlraumes (65) angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangs/Ausgangsproben (85, 87) an den Eckabschnitten des Metallhohlraumes (65) derart angebracht sind, daß ein Ende einer jeden Eingangs/Ausgangsprobe mit einem Eingangs/Ausgangsverbinder (77, 79) verbunden ist, der in einer Oberfläche des Eckabschnitts gebildet ist, und das andere Ende einer jeden Eingangs/Ausgangsprobe mit der anderen Oberfläche des Eckabschnitts kurzgeschlossen ist, wodurch die Eingangs/Ausgangsproben gerade sind.
Dielektrisches Resonatorfilter nach Anspruch 1, bei dem mindestens ein elektromagnetischer Wellenabsorber (113, 115) weiter an der Innenseite des Metallhohlraumes (65) angebracht ist, und benachbart zu den Eingangs/Ausgangsproben (73, 75) angebracht ist, wobei der elektromagnetische Wellenabsorber (113, 115) ein magnetisches Material mit einer ferromagnetischen Resonanzabsorption in einem speziellen Frequenzband enthält.
Dielektrisches Resonatorfilter nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Eingangs/Ausgangsproben durch lineare leitende Leitungen (73, 75; 85, 87; 91, 93) aufgebaut sind oder die Eingangs/Ausgangsproben durch Streifenleitungen (103, 105) aufgebaut sind.
Dielektrisches Resonatorfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem ein Durchgangsloch zum Verbinden mit den Streifenleitungen in einem Metallgehäuse (65) gebildet ist, das den Metallhohlraum realisiert.
Dielektrisches Resonatorfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der dielektrische Resonator (71) auf einem Tragtisch (69) befestigt ist, der auf einer Bodenplatte des Metallhohlraums angeordnet ist.
Dielektrisches Resonatorfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem eine Frequenzeinstellschraube (81) an einer Position gegenüber einer freien Endfläche des dielektrischen Resonators angeordnet ist.
Dielektrisches Resonatorfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Eingangs/Ausgangsverbinder (77, 79) an Positionen punktsymmetrisch um einen Punkt auf einer Zentralachse des dielektrischen Resonatorfilters auf entgegengesetzten Seitenoberflächen gebildet sind.
Dielektrisches Resonatorfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem mindestens zwei dielektrische Resonatoren (71), die im wesentlichen dieselben sind, angeordnet sind und eine Frequenzeinstellschraube (109) zwischen Frequenzeinstellschrauben (81) angeordnet ist, die gegenüber den dielektrischen Resonatoren (71) angeordnet sind.
Dielektrisches Resonatorfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der dielektrische Resonator (71) auf einem Tragtisch (69) vorgesehen ist und die Abmessung einer Verbindungsendfläche des dielektrischen Resonators (71), der dem Tragtisch (69) zugewandt ist, größer als die einer Verbindungsendfläche des Tragtisches (69) ist, die dem dielektrischen Resonator (71) zugewandt ist.