DE60013739T2 - Multimodales dielektrisches Resonatorgerät, Filter, Duplexer, und Kommunikationsgerät - Google Patents

Multimodales dielektrisches Resonatorgerät, Filter, Duplexer, und Kommunikationsgerät Download PDF

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Hiroki Nagaokakyo-shi Wakamatsu
Tomoyuki Nagaokakyo-shi Ise
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    • H01P1/207Hollow waveguide filters
    • H01P1/208Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure
    • H01P1/2084Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure with dielectric resonators
    • H01P1/2086Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure with dielectric resonators multimode

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine mehrmodige dielektrische Resonatorvorrichtung, die in mehreren Resonanzmoden wirksam ist, auf ein Filter und einen Duplexer mit derselben und auf eine Kommunikationsvorrichtung mit derselben.
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • Herkömmlicherweise verwendet ein dielektrischer Resonator, der einen dielektrischen Kern aufweist, der in einem Hohlraum angeordnet ist, eine Mode, wie beispielsweise eine TE01σ-Mode oder eine TM01σ-Mode. Bei einer Konfiguration einer mehrstufigen dielektrischen Resonatorvorrichtung, die unter Verwendung der zuvor erwähnten dielektrischen Resonatoren gebildet ist, ist deshalb eine Mehrzahl der dielektrischen Kerne in einem Hohlraum vorgesehen.
  • Bei der zuvor erwähnten Konfiguration unter Verwendung der einzigen Resonanzmode, die in dem einzigen dielektrischen Kern erzeugt wird, ist jedoch die Gesamtgröße derselben proportional zu der Erhöhung der Anzahl von Resonatoren erhöht. Zusätzlich muss die Mehrzahl von dielektrischen Kernen mit einer hohen Genauigkeit positioniert und fixiert sein. Dies bewirkt Schwierigkeiten bei der Herstellung von dielektrischen Resonatorvorrichtungen, wie beispielsweise dielektrischen Filtern, die konsistente Charakteristika aufweisen.
  • Wie es in der ungeprüften japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 11-145704 offenbart ist, legte die gegen wärtige Anmelderin eine Patentanmeldung hinsichtlich einer dielektrischen Resonatorvorrichtung vor, bei der die Multiplexanzahl erhöht ist, während ein einziger dielektrischer Kern verwendet wird. Bei der dielektrischen Resonatorvorrichtung gemäß der obigen Anmeldung ist eine Anordnung vorgenommen, derart, dass, wenn Resonanzräume durch rechtwinklige Koordinaten x, y und z dargestellt sind, TMx-, TMy- und TMz-Moden, bei denen sich Elektrisches-Feld-Vektoren zu den einzelnen x-, y- und z-Achsen hin erstrecken, und TEx-, TEy- und TEz-Moden erzeugt werden, bei denen Elektrisches-Feld-Vektoren Schleifen in den Ebenenrichtungen senkrecht zu den einzelnen x-, y- und z-Achsen bilden, und dadurch können höchstens sechs Moden verwendet werden.
  • Bei der mehrmodigen dielektrischen Resonatorvorrichtung gemäß der oben beschriebenen Patentanmeldung sind, um vorbestimmte Resonanzmoden miteinander zu koppeln, entweder Rillen oder eine Öffnung in einem Abschnitt vorgesehen, in dem elektrische Felder von zwei Moden, die miteinander gekoppelt werden, konzentriert sind, Störungen an den Abschnitt angelegt sind und eine Energie dadurch von den zwei Resonanzmoden übertragen wird. Wenn jedoch die TM-Mode und die TE-Mode bei dem beschriebenen Aufbau miteinander gekoppelt sind, stellen die zwei Moden einen Kontakt miteinander senkrecht her und ein sicheres Koppeln kann nicht ohne weiteres erhalten werden. Die Koppelrillen oder -öffnungen müssen tief gebildet sein, um ein sicheres Koppeln zwischen denselben zu erhalten. Da jedoch Elektrisches-Feld-Verteilungen der einzelnen Resonanzmoden dadurch divergiert werden, werden Probleme bewirkt, dahingehend, dass die Resonanzfrequenzen erhöht sind und zusätzlich eine Modulation der Filtercharakteristika derselben schwierig ist.
  • Die WO99/12225 offenbart ein mehrmodiges dielektrisches Resonanzgerät, das dielektrische Kerne aufweist, die in einer Mehrzahl von Moden in Resonanz sind, einschließlich einer TM-Mode und zwei TE-Moden. Dieses Dokument enthält jedoch keine spezifische Offenbarung bezüglich der Frequenzen der jeweiligen TM-Mode- und TE-Mode-Resonanzen. Die Kerne sind auf eine symmetrische Weise mit Bezug auf den leitfähigen Hohlraum des Geräts angeordnet.
  • Angesichts des Obigen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mehrmodige dielektrische Resonatorvorrichtung zu schaffen, die ermöglicht, dass TE-Moden und TM-Moden sicher miteinander gekoppelt sind, ohne die Resonanzfrequenzen zu erhöhen, und die ermöglicht, dass eine Charakteristikmodulation ohne weiteres implementiert wird.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Filter zu schaffen, das die zuvor erwähnte mehrmodige dielektrische Resonatorvorrichtung verwendet.
  • Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Duplexer zu schaffen, der die zuvor erwähnte mehrmodige dielektrische Resonatorvorrichtung verwendet.
  • Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kommunikationsvorrichtung zu schaffen, die das Obige verwendet.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine mehrmodige dielektrische Resonatorvorrichtung in einer dielektrischen Resonatorvorrichtung konfiguriert, die durch ein Anordnen eines dielektrischen Kerns in einem dielektrischen Hohlraum gebildet ist. Der dielektrische Kern ist aus einem dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitt zum primären Bestimmen von Resonanzfrequenzen von TM-Moden, so dass zumindest eine der TM-Moden in einem Betriebsfrequenzband in Resonanz ist, und andere TM-Moden bei höheren Frequenzen als dem Betriebsfrequenzband in Resonanz sind; und einem dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitt zum primären Bestimmen von Resonanzfrequenzen von TE-Moden konfiguriert, so dass die einzelnen TE-Moden einer Mehr-TE-Mode in dem Betriebs frequenzband in Resonanz sind. Entweder die Formen des dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitts und des dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitts oder Trägerstrukturen für dieselben sind asymmetrisch angeordnet und vorbestimmte TM-Moden und TE-Moden sind miteinander gekoppelt, so dass in Bereichen, in denen elektrische Felder der vorbestimmten TM-Moden verteilt sind, elektrische TE-Mode-Felder, die die gleichen direktionalen Komponenten wie dieselben der elektrischen Felder der TM-Moden aufweisen, erzeugt werden.
  • Wie es oben beschrieben ist kann, obwohl weder Rillen noch Öffnungen zum Koppeln der TM-Moden und der TE-Moden vorgesehen sind, ein sicheres Koppeln gemäß der Anordnung erhalten werden, bei der die TM-Moden und die TE-Moden miteinander gekoppelt sind, ohne zu bewirken, dass sich die Resonanzfrequenzen derselben erhöhen. Zusätzlich kann eine Charakteristikmodulation ohne weiteres gemäß der Anordnung implementiert sein, die hergestellt ist, derart, dass Divergenzen, die durch die Koppelrillen oder -öffnungen bewirkt werden können, in Elektrisches-Feld-Verteilungen in den einzelnen Moden reduziert sind; d. h. gemäß der Anordnung, die hergestellt ist, derart, dass die Koppelstrukturen zwischen den TM-Moden und den TE-Moden andere Resonanzmoden nicht beeinflussen, kann eine Charakteristikmodulation ohne weiteres implementiert werden.
  • Bei der mehrmodigen dielektrischen Resonatorvorrichtung ist der dielektrische TM-Mode-Kernabschnitt gebildet, um eine plattenähnliche Form aufzuweisen, ist der dielektrische TE-Mode-Kernabschnitt gebildet, um eine Form aufzuweisen, die von einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des plattenähnlichen Abschnitts vorspringt. Ferner sind der dielektrische TM-Mode-Kernabschnitt und der dielektrische TE-Mode-Kernabschnitt angeordnet, um gemäß der Differenz zwischen der oberseitigen Vorspringgröße und der unterseitigen Vorspringgröße asymmetrisch zu sein. Gemäß diesem Aufbau kann die Asymmetrie ohne weiteres angeordnet werden, können TM-Mode-Elektrisches-Feld-Verteilungsbereiche und TE-Mode-Elektrisches-Feld-Verteilungsbereiche getrennt werden, um relativ deutlich zu sein, und kann die Entwurfsprozedur deshalb vereinfacht werden.
  • Ferner sind dielektrische Bauglieder zum Tragen des dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitts und des dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitts in dem Hohlraum asymmetrisch zu dem dielektrischen Kern angeordnet. Dadurch sind die Trägerstrukturen des dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitts und des dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitts angeordnet, um die Asymmetrie aufzuweisen. Gemäß der Asymmetrie, die so unter Verwendung der Trägerbauglieder angeordnet ist, die den dielektrischen Kern in dem Hohlraum tragen, ist der dielektrische Kern angeordnet, um asymmetrisch zu sein, so dass die Herstellung desselben erleichtert werden kann. Zusätzlich können die Divergenzen bei den Elektromagnetisches-Feld-Verteilungen bei anderen Moden minimiert werden.
  • Zusätzlich sind bei der mehrmodigen dielektrischen Resonatorvorrichtung der dielektrische TM-Mode-Kernabschnitt und der dielektrische TE-Mode-Kernabschnitt unabhängig in dem Hohlraum getragen, sind entweder die Position von einem der dielektrischen Kernabschnitte oder die Position der zwei dielektrischen Kernabschnitte bestimmt und sind der dielektrische TM-Mode-Kernabschnitt und der dielektrische TE-Mode-Kernabschnitt dadurch angeordnet, um die Asymmetrie aufzuweisen. Gemäß diesem Aufbau kann die relative Positionsbeziehung zwischen dem dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitt und dem dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitt und den Positionen derselben in dem Hohlraum bestimmt werden, nachdem die Vorrichtung zusammengefügt ist. Alternativ kann die Intensität eines Koppelns zwischen den TM-Moden und den TE-Moden zu dem Zeitpunkt einer Zusammenfügung der mehrmodigen dielektrischen Resonatorvorrichtungen in einem breiten Bereich bestimmt werden; und die Kopplungseinstellung für dasselbe kann implementiert werden. Zusätzlich kann durch ein Koppeln von TM-Moden und TE-Moden gemäß anderen Formen einer Asymmetrie ein indirektes Kop peln ohne weiteres unter einer Mehrzahl von mehrmodigen Resonatoren implementiert werden, die sequenziell miteinander gekoppelt sind.
  • Ferner ist der dielektrische TE-Mode-Kernabschnitt bei einer Position vorgesehen, die von der Mitte des plattenähnlichen Abschnitts, der der dielektrische TM-Mode-Kernabschnitt ist, in die Flächenrichtung des plattenähnlichen Abschnitts abweicht, wodurch die Asymmetrie auf denselben übertragen wird. Gemäß diesem Aufbau sind TE-Moden, bei denen Elektrisches-Feld-Vektoren eine Elektrisches-Feld-Schleife entlang der Fläche des plattenähnlichen Abschnitts bilden, der der dielektrische TM-Mode-Kernabschnitt ist, mit TM-Moden gekoppelt, bei denen sich Elektrisches-Feld-Vektoren senkrecht zu der Richtung erstrecken, in die der dielektrische TE-Mode-Kernabschnitt abweicht.
  • Ferner ist bei der mehrmodigen dielektrischen Resonatorvorrichtung der dielektrische Kern bei einer Position vorgesehen, die von der Mitte des Hohlraums in die Flächenrichtung des plattenähnlichen Abschnitts abweicht, der der dielektrische TM-Mode-Kernabschnitt ist, wodurch die Asymmetrie auf denselben übertragen wird. Gemäß diesem Aufbau ist die Asymmetrie von Elektrisches-Feld-Vektoren bei TM-Moden in dem dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitt verformt und Störungen werden zwischen den TM-Moden und den TE-Moden erzeugt, wobei eine Schleife in die Flächenrichtung des plattenähnlichen Abschnitts gebildet wird, wodurch ermöglicht wird, dass die Moden miteinander gekoppelt werden. Ferner kann die Position des dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitts in die Flächenrichtung des plattenähnlichen dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitts angeordnet sein, um in einer symmetrischen Form zu sein. Deshalb kann die Herstellung erleichtert werden und zusätzlich können die Divergenzen bei elektromagnetischen Feldern von anderen Resonanzmoden minimiert werden.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung weist ein Filter die mehrmodige dielektrische Resonatorvorrichtung, die den oben beschriebenen Aufbau aufweist, und eine Eingang/Ausgang-Einrichtung auf, die mit vorbestimmten Resonanzmoden in der mehrmodigen dielektrischen Resonatorvorrichtung gekoppelt ist. Gemäß diesem Aufbau kann das Filter als ein kleines Filter vom Niedrigverlusttyp gemäß den mehreren Stufen von Resonatoren gebildet sein, während dasselbe den einzigen dielektrischen Kern und den einzigen Hohlraum verwendet.
  • Gemäß noch einem anderen Aspekt der Erfindung weist ein Filter die oben beschriebene mehrmodige dielektrische Resonatorvorrichtung, entweder Koaxialresonatoren oder Semikoaxialresonatoren, die mit vorbestimmten Moden gekoppelt sind, und eine Eingang/Ausgang-Einrichtung auf, die mit den zuvor erwähnten Resonatoren gekoppelt ist. Gemäß dem oben beschriebenen Aufbau wird ein externes Koppeln für entweder die Semikoaxialresonatoren oder die Koaxialresonatoren vorgenommen und ein sicheres Koppeln wird dadurch gemäß Koppelschleifen erhalten, um den Bandbereich zu erhöhen. Zusätzlich wird eine Störmode gemäß dem zuvor erwähnten mehrmodigen dielektrischen Resonator gemäß entweder den Semikoaxialresonatoren oder den Koaxialresonatoren minimiert und die gesamten Störmoden-Charakteristika werden dadurch verringert. Ferner müssen weder die Semikoaxialresonatoren noch die Koaxialresonatoren sicher mit dem mehrmodigen dielektrischen Resonator gekoppelt sein. Deshalb kann die Eingang/Ausgang-Einrichtung in dem mehrmodigen dielektrischen Resonatorabschnitt miniaturisiert sein, kann ein direktes Durchlaufen von Signalen zwischen dem Eingang und dem Ausgang reduziert werden und kann zusätzlich eine Verschlechterung bei Charakteristika aufgrund des direkten Durchlaufens dadurch verhindert werden.
  • Gemäß noch einem anderen Aspekt der Erfindung weist ein Duplexer zwei Sätze des zuvor erwähnten Filters auf. Gemäß diesem Aufbau kann der Duplexer als ganzes klein sein und kann ein Niedrigverlusttyp sein. Der Duplexer, der so gebildet ist, kann als eine Einheit einer gemeinsamen Antennenverwendung verwendet werden.
  • Gemäß noch einem anderen Aspekt der Erfindung verwendet eine Kommunikationsvorrichtung entweder das zuvor erwähnte Filter oder den zuvor erwähnten Duplexer, um zu gestatten, dass Sendesignale und Empfangssignale das Band in einem Hochfrequenzschaltungsabschnitt durchlaufen, und ist konfiguriert, um als eine Einheit einer gemeinsamen Antennenverwendung verwendet zu werden. Gemäß diesem Aufbau kann die Kommunikationsvorrichtung insgesamt klein sein und kann ein Niedrigverlusttyp sein.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Grundkonfiguration einer mehrmodigen dielektrischen Resonatorvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 2A ist eine obere Ansicht der mehrmodigen dielektrischen Resonatorvorrichtung in 1, und
  • 2B ist eine Querschnittsansicht derselben;
  • 3A bis 3E zeigen Elektrisches-Feld-Verteilungen bei einzel nen Moden;
  • 4A und 4B zeigen Zustände eines Koppelns zwischen einer TMx-Mode und einer TEy-Mode;
  • 5 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Abweichungsgröße eines sphärischen Abschnitts, der einen dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitt bildet, mit Bezug auf einen plattenähnlichen Ab schnitt und die Kopplungsbeziehung zwischen TM-Moden und TE-Moden zeigt;
  • 6A und 6B zeigen die Beziehung zwischen einem dielektri schen TM-Mode-Kernabschnitt und einem dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitt;
  • 7A und 7B zeigen eine beispielhafte Form des dielektri schen TE-Mode-Kernabschnitts;
  • 8A und 8B zeigen eine weitere beispielhafte Form des di elektrischen TE-Mode-Kernabschnitts;
  • 9A und 9B zeigen noch eine weitere beispielhafte Form des dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitts;
  • 10A und 10B zeigen noch eine weitere beispielhafte Form des dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitts;
  • 11A und 11B zeigen noch eine weitere beispielhafte Form des dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitts;
  • 12A und 12B zeigen noch eine weitere beispielhafte Form des dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitts;
  • 13A und 13B zeigen noch weitere beispielhafte Formen des di elektrischen TE-Mode-Kernabschnitts;
  • 14 zeigt eine beispielhafte Trägerstruktur für einen dielektrischen Kern in einem Hohlraum;
  • 15A und 15B zeigen ein beispielhaftes Filter, das einen Fünf fach-Mode-Resonator verwendet, der aus den einzelnen Moden konfiguriert ist, die sequentiell miteinander gekoppelt sind;
  • 16A bis 16D zeigen Zustände eines Koppelns zwischen TEx-Moden und TEz-Moden;
  • 17A bis 17D zeigen beispielhafte Filter, die andere Fünffach Mode-Resonatoren verwenden;
  • 18A und 18B zeigen Zustände eines Koppelns zwischen einer TEz-Mode und einer TEx-Mode;
  • 19A bis 19D zeigen beispielhafte Filter, die andere Fünffach Mode-Resonatoren verwenden;
  • 20A und 20B zeigen Zustände eines Koppelns zwischen einer TEz-Mode und einer TEx-Mode;
  • 21A und 21B zeigen andere beispielhafte Trägerstrukturen für einen dielektrischen Kern in einem Hohlraum;
  • 22A und 22B zeigen Ansichten, die beispielhafte Konfigura tionen von Filtern zeigen, die jeweils Semikoaxialresonatoren und den Fünffach-Mode-Resonator verwenden;
  • 23 zeigt eine beispielhafte Konfiguration eines Duplexers; und
  • 24 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Kommunikationsvorrichtung zeigt.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Unter Bezugnahme auf 1 bis 6B wird eine Beschreibung einer Konfiguration einer mehrmodigen dielektrischen Resonatorvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung abgegeben.
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Grundabschnitts der mehrmodigen dielektrischen Resonatorvorrichtung. Bezugszeichen 10 bezeichnet einen dielektrischen Kern und 2 bezeichnet einen Hohlraum zum Häusen des dielektri schen Kerns 10. Der dielektrische Kern 10 ist aus einem plattenähnlichen dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitt 11 und einem dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitt 12 gebildet, der sphärisch von dem dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitt 11 vorspringt. Der Hohlraum 2 ist gebildet, derart, dass leitfähige Filme auf peripheren Oberflächen eines keramischen, vierseitigen, gehäuseähnlichen Bauglieds gebildet sind. Auf einer oberen und einer unteren Öffnungsfläche des Hohlraums 2 in der Figur sind entweder dielektrische Platten oder Metallplatten, auf denen leitfähige Filme gebildet sind, und dadurch ein wesentlicher Parallelepiped-Abschirmungsraum gebildet. In 1 sind Trägerbauglieder zum Tragen des dielektrischen Kerns 10 in dem Hohlraum 2 und eine Eingang/Ausgang-Einrichtung, die eine Eingabe und/oder eine Ausgabe von Signalen mit der Außenseite durchführt, weggelassen, um die Anordnung der Struktur des dielektrischen Kerns 10 in dem Hohlraum deutlich zu zeigen.
  • 2A ist eine obere Ansicht der mehrmodigen dielektrischen Resonatorvorrichtung, die in 1 gezeigt ist, und 2B ist eine Querschnittsansicht eines Abschnitts B–B in 2A. In 2A und 2B bezeichnet Bezugszeichen 3 einzelne Trägerbauglieder. Die Trägerbauglieder 3 sind aus einem Material hergestellt, das eine niedrigere Permittivität als der dielektrische Kern 10 aufweist. Bezugszeichen 15 bezeichnet Rillen 15 hauptsächlich zum Einstellen einer TEz-Mode-Resonanzfrequenz auf Pegel in die ansteigende Richtung, wie es unten beschrieben ist.
  • 3A bis 3E zeigen fünf beispielhafte Resonanz-Mode-Elektrisches-Feld-Verteilungen, die bei der mehrmodigen dielektrischen Resonatorvorrichtung bewirkt werden. 3A zeigt eine TMx-Mode und 3B zeigt eine TMy-Mode. Bei der TMx-Mode erstrecken sich Elektrisches-Feld-Vektoren von einem der leitfähigen Filme, die auf den peripheren Oberflächen des Hohlraums gebildet sind, zu dem gegenüberliegenden anderen der leitfähigen Filme entlang der x-Achse. Auf eine ähnliche Weise erstrecken sich bei der TMy-Mode Elektrisches-Feld-Vektoren entlang der y-Achse. 3C zeigt eine TEz-Mode, 3D zeigt eine TEy-Mode und 3E zeigt eine TEx-Mode. Bei der TEz-Mode bilden Elektrisches-Feld-Vektoren eine Schleife in der Ebenenrichtung senkrecht zu der y-Achse; zusätzlich bilden Elektrisches-Feld-Vektoren eine Schleife in der Ebenenrichtung senkrecht zu der x-Achse.
  • Eine TMz-Mode, bei der sich Elektrisches-Feld-Vektoren entlang der z-Achse erstrecken, wird ebenfalls erzeugt. Da jedoch eine Abmessung in die Dickenrichtung des plattenähnlichen dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitts 11 kleiner als Abmessungen in andere Richtungen ist, ist die Resonanzfrequenz der TMz-Mode höher erhöht als Resonanzfrequenzen der anderen Moden, d. h. das Betriebsfrequenzband.
  • 4A und 4B zeigen Zustände eines Koppelns der oben beschriebenen TMy-Mode und der TEy-Mode. Pfeile, die in der Figur mit gekrümmten Linien angegeben sind, stellen Elektrisches-Feld-Vektoren dar. Wenn angenommen wird, dass die Mode, die in 4A gezeigt ist, eine gerade Mode ist, und angenommen wird, dass die Mode, die in 4B gezeigt ist, eine ungerade Mode ist, sind Störungen auf die Elektrisches-Feld-Intensitätsverteilungen bei der TMx-Mode und der TEy-Mode angelegt, da die Vorspringgröße des sphärischen dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitts 12 mit Bezug auf den plattenähnlichen dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitt 11 asymmetrisch ist. Folglich wird eine Energie zwischen der TMx-Mode und der TEy-Mode übertragen und die zwei Moden sind miteinander gekoppelt.
  • Beispiele in 4A und 4B zeigen Ansichten hinsichtlich eines Querschnitts der xy-Ebene, die sich durch die Mitte des dielektrischen Kerns 10 erstreckt. Die Elektrisches-Feld-Vektoren bei der TMy-Mode und der TEx-Mode jedoch bilden ähnliche Muster ebenfalls auf einem Querschnitt der xy-Ebene, die sich durch die Mitte des dielektrischen Kerns 10 erstreckt. Dies ermöglicht, dass die TMy-Mode und die TEx-Mode auf eine ähnliche Weise miteinander gekoppelt sind.
  • 5 zeigt die Beziehung bei der Größe einer Abweichung des sphärischen Abschnitts, der der dielektrische TE-Mode-Kernabschnitt 12 ist, mit Bezug auf den plattenähnlichen Abschnitt, der der dielektrische TM-Mode-Kernabschnitt 11 ist, zu der z-Achsenrichtung und den Koeffizienten eines Koppelns zwischen den zuvor erwähnten TM- und TE-Moden. Proportional zu einer Erhöhung bei der zuvor erwähnten Abweichungsgröße erhöht sich der Kopplungskoeffizient hinsichtlich der zwei Moden. Unter Verwendung dieser Beziehung wird die zuvor erwähnte Abweichungsgröße bestimmt, um einen vorbestimmten Kopplungskoeffizienten einzuhalten.
  • Da elektromagnetische Felder bei den beschriebenen einzelnen Moden der TM-Mode und der TE-Mode in einem mittleren Abschnitt des dielektrischen Kerns 10 koexistieren, ist der mittlere Abschnitt der dielektrische TM-Mode-Kernabschnitt 11 und gleichzeitig der dielektrische TE-Mode-Kernabschnitt 12. Um diese zwei Abschnitte oberflächlich und vollständig zu trennen, in 6A gezeigt, können dieselben in einen plattenähnlichen dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitt 11 und zwei hemisphärische dielektrische TE-Mode-Kernabschnitte 12a und 12b getrennt werden. Wie es in 6B gezeigt ist, können dieselben alternativ in einen plattenähnlichen dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitt 11, der eine Öffnung in dem mittleren Abschnitt aufweist, und einen sphärischen dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitt 12 getrennt werden, der in dieselbe eingebracht werden soll. Selbst bei dem Fall, der in 6A gezeigt ist, erstrecken sich jedoch TM-Mode-Elektrisches-Feld-Vektoren zu dem dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitt 11 und sogar bei dem Fall, der in 6B gezeigt ist, erstrecken sich TE-Mode-Elektrisches-Feld-Vektoren zu dem dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitt 12. Es ist anzumerken, dass der einzelne dielektrische TM-Mode-Kernabschnitt 11 und der dielektrische TE-Mode-Kernabschnitt 12 gemäß der vorliegenden Erfin dung bei den TM-Moden und den TE-Moden in dem mittleren Abschnitt des dielektrischen Kerns gemeinschaftlich verwendet werden.
  • Hierin wird unten mit Bezug auf 7A bis 12B eine Beschreibung von Konfigurationen mehrmodiger dielektrischer Resonatorvorrichtungen abgegeben, die andere dielektrische Kerne verwenden, die unterschiedliche Formen aufweisen. Bei den einzelnen Figuren sind die Figuren, die das Bezugssymbol „A" an denselben angebracht aufweisen, obere Ansichten und sind Figuren, die das Bezugssymbol „B" an denselben angebracht aufweisen, Querschnittsansichten derselben.
  • Bei einem Beispiel, das in 7A und 7B gezeigt ist, ist ein dielektrischer TE-Mode-Kernabschnitt 12 vorgesehen, um die Form wie eine gestufte Pyramide aufzuweisen. Das heißt, eine vierseitige pyramidenähnliche Basis ist in die Richtung von oben nach unten mit Stufen von dem dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitt 11 gebildet. Bei einem Beispiel, das in 8A und 8B gezeigt ist, ist ein dielektrischer TM-Mode-Kernabschnitt 12, der die Form einer vierseitigen Pyramide aufweist, gebildet, um an der oberen und der unteren Seite des dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitts 11 vorzuspringen. Bei einem Beispiel, das in 9A und 9B gezeigt ist, ist ein dielektrischer TM-Mode-Kernabschnitt 12, der die Form einer vierseitigen Säule aufweist, gebildet, um an der oberen und der unteren Seite des dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitts 11 vorzuspringen. Bei einem Beispiel, das in 10A und 10B gezeigt ist, ist ein dielektrischer TM-Mode-Kernabschnitt 12, der die Form einer kreisförmigen Säule aufweist, gebildet, um an der unteren und der oberen Seite des dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitts 11 vorzuspringen. Bei einem Beispiel, das in 11A und 11B gezeigt ist, ist ein dielektrischer TE-Mode-Kernabschnitt 12, der die Form einer hexagonalen Säule aufweist, gebildet, um an der oberen und der unteren Seite des dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitts 11 vorzuspringen. Bei einem Beispiel, das in 12A und 12B gezeigt ist, ist ein dielektrischer TM-Mode-Kernabschnitt 12, der die Form einer oktagonalen Säule aufweist, gebildet, um an der oberen und der unteren Seite des dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitts 11 vorzuspringen. Alternativ kann ein polyedrischer vorspringender Abschnitt, der die Form als eine polyedrische Säule, eine polyedrische Pyramide oder ein polyedrisches Trapez aufweist, als ein dielektrischer TE-Mode-Kernabschnitt vorgesehen sein.
  • Bei einer jeglichen dieser Formen wirken der plattenähnliche dielektrische TM-Mode-Kernabschnitt 11 und der Hohlraum 2 hauptsächlich als ein Resonator in der TMx-Mode und der TMy-Mode; und der dielektrische TE-Mode-Kernabschnitt 12 wirkt hauptsächlich als ein Resonator in der TEx-Mode, der TEy-Mode und der TEz-Mode. Ferner sind die Vorspringgrößen der oberen und der unteren Abschnitte des dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitts 12 mit Bezug auf den dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitt 11 angeordnet, um asymmetrisch zu sein. Dadurch kann ein Koppeln zwischen der TMx-Mode und der TEy-Mode gleichzeitig mit einem Koppeln zwischen der TMy-Mode und der TEx-Mode erhalten werden.
  • 13A und 13B zeigen Querschnittsansichten von Typen, die demselben ähnlich sind, der in 2B gezeigt ist, und zeigen zwei beispielhafte dielektrische Kerne, die sich in der Form voneinander unterscheiden. Bei den oben beschriebenen Beispielen sind die Vorspringgrößen der unteren und oberen Abschnitte des dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitts 12 mit Bezug auf den dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitt 11 bestimmt und vorbestimmte dielektrische Kerne 10 sind gebildet. Alternativ kann jedoch, wie es in 13A und 13B gezeigt ist, der dielektrische TE-Mode-Kernabschnitt 12 eine Form sein, die gebildet ist, derart, dass der dielektrische TE-Mode-Kernabschnitt 12, der ursprünglich symmetrisch mit Bezug auf den dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitt 11 ist, teilweise entfernt ist und die Symmetrie dadurch bereitgestellt ist.
  • 14 ist eine Querschnittsansicht eines Typs ähnlich demselben, der in 2A und 2B gezeigt ist. Das Beispiel ist derart, dass Trägerbauglieder 3' an einem dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitt 11 angebracht sind und andere Trägerbauglieder 3 verwendet werden, um die Abschnitte zwischen dem Hohlraum 2 und den Trägerbaugliedern 3' zu tragen. Gemäß diesem Aufbau ist die Symmetrie der dielektrischen Bauglieder, die an den oberen und unteren Abschnitten des dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitts 11 existiert, verformt und elektrische Felder der einzelnen Resonanzmoden bewegen sich zu einer Seite, wo viele dielektrische Bauglieder existieren. Dies ermöglicht, dass die Asymmetrie angeordnet werden kann. Dadurch wird ein Koppeln zwischen der TMx-Mode und der TEy-Mode und zwischen der TMy-Mode und der TMy-Mode erzeugt. Aus diesem Grund sind die Kopplungsgrößen gemäß den relativen Permittivitäten und den Anordnungspositionen der Trägerbauglieder 3 und 3' bestimmt.
  • Unter Bezugnahme auf 15A und 15B wird hierin unten eine Beschreibung eines beispielhaften Filters abgegeben, bei dem die oben beschriebenen fünf Resonanzmoden sequenziell miteinander gekoppelt sind.
  • Ähnlich dem Typ, der in 2A und 2B gezeigt ist, ist 15A eine obere Ansicht und ist 15B eine Querschnittsansicht derselben. In diesen Figuren bezeichnen Bezugssymbole 5a und 5b jeweils einen Koaxialverbinder und Sonden 4a und 4b, die jeweils in einem Hohlraum 2 herausragen, sind an mittleren Leitern derselben angebracht. Bezugssymbole 14a und 14a' bezeichnen Rillen zum Koppeln der TEy-Mode und der TEz-Mode miteinander und zusätzlich bezeichnen Bezugssymbole 14b und 14b' Kopplungsrillen zum Koppeln der TEx-Mode und der TEz-Mode miteinander.
  • 16A bis 16D zeigen einen Betrieb der oben beschriebenen Kopplungsrillen 14 und 14'. 16A stellt perspektivisch Elektrisches-Feld-Vektoren bei der TEx-Mode und der TEz-Mode dar und 16B zeigt Elektrisches-Feld-Vektoren bei den zwei Moden in einem xy-Ebene-Querschnitt. Wenn in diesem Fall eine addierte Mode der TEx-Mode und der TEz-Mode (TEx+z-Mode) betrachtet wird, bildet die Mode eine Schleife auf einer Ebene senkrecht zu der x+y-Achsenrichtung, wie es in 16C gezeigt ist. Wie es in 16D gezeigt ist, wird ferner ein Vektor bei einer Differenzmode zwischen der TEx-Mode und der TEz-Mode (TEx-z-Mode) eine Mode, die eine Schleife auf einer Ebene senkrecht zu der x-z-Achsenrichtung bildet.
  • Da die Kopplungsrillen 14b und 14b' bei einer Position existieren, wo der Elektrisches-Feld-Vektor bei der TEx-z-Mode durchläuft, wirken dieselben in die Richtung eines Schwächens des elektrischen Feldes bei der TEx-z-Mode und die TEx-Mode und die TEz-Mode sind gemäß den Störungen miteinander gekoppelt. Gleichermaßen liefern in 15A und 15B die Kopplungsrillen 14 und 14' Störungen zu einer TEy+z-Mode und einer TEy-z-Mode und ermöglichen dadurch, dass die TEy-Mode und die TEz-Mode miteinander gekoppelt werden.
  • Da somit eine TMx-Mode→TEy-Mode-Kopplung und eine TEx-Mode→TMy-Mode-Kopplung gemäß der vertikalen Asymmetrie eines dielektrischen TM-Mode-Kerns und eines dielektrischen TE-Mode-Kerns bewirkt werden, wird eine TEx-Mode→TEz-Mode-Kopplung gemäß der Kopplungsrille 14a bewirkt, wird eine TEz-Mode → TEx-Mode-Kopplung gemäß der Kopplungsrille 14b bewirkt, wirkt die Konfiguration als ein Fünffach-Mode-Resonator, bei dem fünf Resonatoren miteinander in der Reihenfolge von TMx→TEy→TEz→TEx→TMy gekoppelt sind.
  • In 15A und 15B koppelt die Sonde 4a durch elektrische Felder mit der TMx-Mode, was ein Erste-Stufe-Resonator ist; und die Sonde 4b koppelt durch elektrische Felder mit einer TMy-Mode, was ein Letzte-Stufe-Resonator ist. Deshalb bildet der Abschnitt zwischen den Koaxialverbindern 5a und 5b ein Filter, das Charakteristika eines Bandpassfilters, das fünf Stufen von Resonatoren verwendet, zeigt.
  • Unter Bezugnahme auf 17A bis 20B wird hierin unten eine Beschreibung von beispielhaften Filtern abgegeben, bei denen ein so genanntes indirektes Koppeln vorgesehen ist.
  • 17A bis 17D sind obere Ansichten von Filtern, die sich einzeln in einem Zustand befinden, wobei eine obere Abdeckung eines Hohlraums entfernt ist. Bei dem Beispiel, das in 17A gezeigt ist, ist die Mitte eines dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitts 11 in der Mitte eines dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitts 12 vorgesehen und die Mitte des dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitts 12 ist von der Mitte des dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitts 11 in die y-Achsenrichtung verschoben.
  • 18A und 18B zeigen einzeln einen Zustand, bei dem eine TMx-Mode und eine TEz-Mode sich in dem Zustand befinden, der in 17A gezeigt ist. Somit werden durch ein Veranlassen des dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitts 11 und des dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitts 12, um asymmetrisch zueinander zu sein, Störungen bei den Elektrisches-Feld-Verteilungen der TEx-Mode und der TEz-Mode erzeugt und die zwei Moden werden dadurch miteinander gekoppelt. Da die zwei Moden eine erste und eine dritte Stufe von Resonatoren sind, sind dieselben indirekt miteinander gekoppelt. Wie es in 17B gezeigt ist, werden gleichermaßen durch ein Verschieben des dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitts 12 in die x-Achsenrichtung Störungen bei den Elektrisches-Feld-Verteilungen der TMy-Mode und der TEz-Mode erzeugt und die zwei Moden dadurch miteinander gekoppelt. Da diese zwei Moden eine dritte und eine fünfte Stufe von Resonatoren sind, sind dieselben indirekt miteinander gekoppelt.
  • Wie es in 17C gezeigt ist, sind ferner durch ein Verschieben des dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitts 12 zu der einzelnen x-Achsenrichtung und der y-Achsenrichtung die TMx-Mode und die TEz-Mode indirekt miteinander gekoppelt und gleichzeitig sind die TMy-Mode und die TEz-Mode indirekt miteinander gekoppelt. Das heißt, die erste Stufe und die dritte Stufe sind indirekt miteinander gekoppelt und zusätzlich sind die dritte Stufe und die fünfte Stufe indirekt miteinander gekoppelt.
  • Bei dem Beispiel, das in 17D gezeigt ist, ist eine Sonde 4a, die mit einem mittleren Leiter eines Koaxialverbinders 5a verbunden ist, in eine x+y-Achsenrichtung angeordnet und ist in einem Eckabschnitt eines dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitts 11 vorgesehen. Eine Sonde 4b, die mit einem mittleren Leiter eines Koaxialverbinders 5b verbunden ist, ist in eine x-y-Achsenrichtung angeordnet und ist in einem anderen Eckabschnitt des dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitts 11 vorgesehen. Deshalb koppelt die Sonde 4a mit einer TMx+y-Mode und die Sonde 4b koppelt mit einer TMx-y-Mode. Somit sind Fünffach-Resonanzmoden gemäß dem dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitt 11 miteinander in der Reihenfolge von TMx + y → TEx – y → TEz → TEx + y → TMx – y gekoppelt. Da bei diesem Beispiel ein dielektrischer TE-Mode-Kernabschnitt 12 von der Mitte eines dielektrischen Kerns zu der y-Achsenrichtung verschoben ist, werden Störungen bei den einzelnen Elektrisches-Feld-Verteilungen der TMx+y-Mode und der TEz-Mode erzeugt und diese zwei Moden werden dadurch miteinander gekoppelt. Gleichermaßen werden Störungen bei den einzelnen Elektrisches-Feld-Verteilungen der TMx-y-Mode und der TEz-Mode erzeugt und diese zwei Moden werden dadurch miteinander gekoppelt. Deshalb sind eine erste Stufe und eine dritte Stufe indirekt miteinander gekoppelt und sind die dritte Stufe und eine fünfte Stufe indirekt miteinander gekoppelt.
  • 19A bis 19D zeigen Beispiele, bei denen jeweils vorbestimmte TM-Moden und vorbestimmte TE-Moden gekoppelt sind, um eine indirekte Kopplung zwischen denselben zu bewirken. Bei dem Beispiel, das in denselben gezeigt ist, ist die Entität eines dielektrischen Kerns 10 bei einer Position angeordnet, die von der Mitte eines Hohlraums 2 zu der y-Achsenrichtung verschoben ist.
  • 20A und 20B zeigen einzeln einen Zustand, bei dem eine TMx-Mode und eine TEz-Mode sich in dem Zustand befinden, der in 19A gezeigt ist. Somit sind abhängig von der Position des dielektrischen Kerns in dem Hohlraum 2 die Elektrisches-Feld-Vektoren bei der TMx-Mode zu der Wandflächenseite des Hohlraums 2 hin angezogen. Deshalb werden Störungen in die TMx-Mode und die TMz-Mode erzeugt, die TMx-Mode und die TEz-Mode werden miteinander gekoppelt; d. h. und die erste Stufe und die dritte Stufe sind indirekt miteinander gekoppelt. Wie es in 19B gezeigt ist, sind gleichermaßen durch ein Verschieben eines dielektrischen Kerns 10 in die x-Achsenrichtung die TMy-Mode und die TEz-Mode miteinander gekoppelt; d. h. eine dritte Stufe und eine fünfte Stufe sind indirekt miteinander gekoppelt. Wie es in 19C gezeigt ist, sind ferner durch ein Verschieben eines dielektrischen Kerns 10 einzeln in die x-Achsenrichtung und die y-Achsenrichtung die TMx-Mode und die TEz-Mode miteinander gekoppelt und sind die TEz-Mode und die TMy-Mode miteinander gekoppelt; d. h. eine dritte Stufe und eine fünfte Stufe sind indirekt miteinander gekoppelt und die dritte Stufe und eine fünfte Stufe sind indirekt miteinander gekoppelt.
  • Zusätzlich koppelt bei dem Beispiel, das in 19D gezeigt ist, eine Sonde 4a mit einer TMx+y-Mode und koppelt eine Sonde 4b mit einer TMx-y-Mode; somit sind Fünffach-Resonanzmoden miteinander in der Reihenfolge von TMx + y → TEx – y → TEz → TEx + y → TMx – y gekoppelt. Bei diesem Beispiel ist ein dielektrischer Kern 10 von der Mitte eines dielektrischen Kerns zu der y-Achsenrichtung verschoben. Deshalb werden Störungen bei den einzelnen Elektrisches-Feld-Verteilungen der TMx+y-Mode und der TEz-Mode erzeugt und werden diese zwei Moden dadurch miteinander gekoppelt. Gleichermaßen werden Störungen bei den einzelnen Elektrisches-Feld-Verteilungen der TMx-y-Mode und der TEz-Mode erzeugt und diese zwei Moden werden dadurch miteinander gekoppelt. Das heißt, eine erste Stufe und eine dritte Stufe sind indirekt miteinander gekoppelt und die dritte Stufe und eine fünfte Stufe sind indirekt miteinander gekoppelt.
  • Auf die oben beschriebenen Weisen ist ein indirektes Koppeln in entweder einem Abschnitt oder zwei Abschnitten bewirkt und entweder ein Dämpfungspol oder zwei Dämpfungspole werden abhängig von dem indirekten Koppeln erzeugt. Ein Dämpfungspol wird z. B. entweder in der Tiefbandseite eines Durchlassbands gemäß fünf Stufen von Resonatoren oder in der Hochbandseite desselben erzeugt; alternativ wird der Dämpfungspol in jeder der zwei Seiten erzeugt, wodurch Charakteristika bei dem Übergang von dem Durchlassband zu dem Dämpfungspol bei den Durchlassband-Charakteristika geschärft werden.
  • Unter Bezugnahme auf 21A und 21B wird hierin unten eine Beschreibung einer mehrmodigen dielektrischen Resonatorvorrichtung abgegeben, die einen dielektrischen Kern verwendet, der einen Aufbau aufweist, der sich von denselben, die oben beschrieben sind, unterscheidet.
  • 21A zeigt eine Querschnittsfläche bei einer mittleren Höhe der mehrmodigen dielektrischen Resonatorvorrichtung und 21B zeigt eine Querschnittsfläche, die sich durch die Mitte erstreckt. Genau gesagt ist 21A eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A und 21B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B.
  • In 21A und 21B bezeichnet Bezugszeichen 11 einen dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitt, der eine Form ähnlich einer dielektrischen Platte aufweist, bei der ein mittlerer kreisförmiger Abschnitt ausgeschnitten ist, und Bezugszeichen 12 bezeichnet einen sphärischen dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitt, der in die zuvor erwähnte Öffnung eingebracht werden soll. Der dielektrische TM-Mode- Kernabschnitt 11 ist in einem Hohlraum 2 getragen, derart, dass vier Ecken desselben durch Trägerbauglieder 3a bis 3d getragen sind. Der dielektrische TE-Mode-Kernabschnitt 12 ist getragen, derart, dass obere und untere Abschnitte desselben durch Trägerbauglieder 3e und 3f zu Abdeckungsabschnitten 6 getragen sind, die eine obere und eine untere Öffnungsfläche des Hohlraums 2 bedecken. Alle Trägerbauglieder 3a bis 3f sind aus einem Material mit niedriger Permittivität gebildet. Bevor die dielektrischen Kernabschnitte 11 und 12 immobilisiert werden, werden die einzelnen Trägerbauglieder 3a bis 3f bereitgestellt, um mit Bezug auf den Hohlraum 2 und die Abdeckungsabschnitte 6 bewegbar zu sein. Deshalb ist der dielektrische TM-Mode-Kernabschnitt 11 um eine spezifische Größe in die xy-Ebenenrichtung bewegbar. Gemäß einer Immobilisierung der Trägerbauglieder 3a bis 3d bei vorbestimmten Positionen von Wandflächen des Hohlraums 2 kann die Position des dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitts 11 in dem Hohlraum 2 bestimmt werden. Bevor die Trägerbauglieder 3e und 3f zu den Abdeckungsabschnitten 6 immobilisiert werden, ist gleichermaßen der dielektrische TE-Mode-Kernabschnitt 12 in die z-Achsenrichtung bewegbar. Ferner wird gemäß einer Immobilisierung der Trägerbauglieder 3e und 3f zu den Abdeckungsabschnitten 6 in einem Zustand, in dem der dielektrische TE-Mode-Kernabschnitt 12 bei einer vorbestimmten Position angeordnet ist, die relative Position des dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitts 12 mit Bezug auf den dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitt 11 bestimmt.
  • Gemäß der Anordnung, die so vorgenommen wurde, um zu ermöglichen, dass die relative Position des dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitts 12 in die z-Achsenrichtung mit Bezug auf den dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitt 11 verschoben wird, kann die Intensität einer Kopplung zwischen einer TMx-Mode und einer TEy-Mode und einer Kopplung zwischen einer TMy-Mode und einer TEx-Mode in einem beliebig breiten Bereich eingestellt werden und eine Modulation derselben kann implementiert werden. Zusätzlich kann gemäß der Anord nung, die vorgenommen wird, um zu ermöglichen, dass die Position des dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitts 11 auf der xy-Ebene mit Bezug auf den dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitt 12 und dem Hohlraum 2 verschoben wird, entweder eine Kopplung zwischen einer TEz-Mode und der TMx-Mode oder der TMy-Mode, die beliebig eingestellt werden soll, und eine Modulation derselben implementiert werden.
  • Unter Bezugnahme auf 22A und 22B wird hierin im Folgenden eine Beschreibung einer beispielhaften Konfiguration eines Filters abgegeben, das durch ein Hinzufügen anderer Resonatoren in der mehrmodigen dielektrischen Resonatorvorrichtung gebildet ist. In 22A und 22B bezeichnet Bezugszeichen 20 einen Fünffach-Mode-Resonator. Dieser Resonator ist gebildet, derart, dass der dielektrische Kern des Fünffach-Mode-Resonators, der in 15A und 15B gezeigt ist, aus einem plattenähnlichen dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitt und einem dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitt ähnlich einer gestuften Pyramide konfiguriert ist und die Eingang/Ausgang-Richtungen um 45° in der xy-Ebene gedreht sind. Deshalb sind Fünffach-Resonanzmoden gemäß dem dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitt 11 miteinander in der Reihenfolge von TMx + y → TEx – y → TEz → TEx + y → TMx – y gekoppelt. Ferner bezeichnen Bezugszeichen 21 und 22 einzeln Semikoaxialresonatoren 21 und 22. Die einzelnen Semikoaxialresonatoren 21 und 22 weisen einen mittleren Leiter 8 in einem Hohlraum auf und die Resonanzfrequenz ist gemäß einer elektrostatischen Kapazität bestimmt, die zwischen dem unteren Endabschnitt einer Frequenzeinstellschraube 9 und einem oberen Endabschnitt des mittleren Leiters 8, der Länge des mittleren Leiters 8 und dergleichen erzeugt wird. Eine Kopplungsschleife 7a ist zwischen einem mittleren Leiter eines Koaxialverbinders 5a und einer inneren Fläche des Hohlraums vorgesehen und eine äußere Kopplung wird durch die Kopplungsschleife 7a vorgenommen. Gleichermaßen ist eine Kopplungsschleife 7d zwischen einem mittleren Leiter eines Koaxialverbinders 5b und einer inneren Fläche des Hohlraums vorgesehen und eine äußere Kopplung wird durch die Kopplungsschleife 7b vorgenommen. Kopplungsschleifen 7b und 7c sind mit den Sonden 4a bzw. 4b verbunden; und die Kopplungsschleifen 7b und 7c sind in einem Magnetfeld mit den Semikoaxialresonatoren 21 bzw. 22 gekoppelt.
  • Die oben beschriebene Konfiguration, die zumindest die erste und die letzte Stufe von Resonatoren und fünf dielektrische Resonatoren dazwischen aufweist, ist als ein Filter wirksam, das insgesamt sieben gestapelte Resonatoren aufweist und das Bandpass-Charakteristika aufweist. Wie es oben beschrieben ist, können, da die erste und die letzte Stufe von Resonatoren die Semikoaxialresonatoren sind und eine sichere Kopplung durch die Kopplungsschleifen erhalten werden kann, Breitband-Charakteristika ohne weiteres erhalten werden. Da zusätzlich die Störmode aufgrund des Fünffach-Mode-Resonators 20 durch die Semikoaxialresonatoren 21 und 22 minimiert wird, können die gesamten Stör-Charakteristika verringert werden. Da ferner ein direktes Koppeln mit der Außenseite nicht notwendig ist, können die Sonden 4a und 4b bei dem Fünffach-Mode-Resonator 20 miniaturisiert werden, ist ein direktes Durchlaufen von Signalen zwischen dem Eingang und dem Ausgang reduziert und wird deshalb keine Verschlechterung bei Charakteristika wegen des direkten Durchlaufens bewirkt.
  • Bei dem Beispiel, das in 22A und 22B gezeigt ist, können, obwohl die Semikoaxialresonatoren verwendet werden, Semikoaxialresonatoren gleichermaßen für die erste Stufe und die letzte Stufe verwendet werden. Selbst in diesem Fall können Wirkungen, die dem Obigen ähnlich sind, erzeugt werden.
  • Unter Bezugnahme auf 23 wird hierin unten eine Beschreibung einer beispielhaften Konfiguration eines Duplexers abgegeben.
  • In 23 bezeichnen Bezugssymbole 20TX und 20RX einzeln Fünffach-Mode-Resonatoren, die denselben ähnlich sind, die in 22 gezeigt sind; und Bezugssymbole 21TX, 22TX, 21RX und 22RX bezeichnen einzeln Semikoaxialresonatoren, die denselben ähnlich sind, die in 22 gezeigt sind. Durch die zwei Semikoaxialresonatoren 21TX und 22TX und den Fünffach-Mode-Resonator 20TX ist ein Sendefilterabschnitt konfiguriert; und gleichermaßen ist durch die zwei Semikoaxialresonatoren 21RX und 22RX und den Fünffach-Mode-Resonator 20RX ein Empfangsfilterabschnitt konfiguriert.
  • Kopplungsschleifen 7e, die mit einem mittleren Leiter eines Koaxialverbinders 5a verbunden sind, sind einzeln in einem Magnetfeld mit den Semikoaxialresonatoren 22TX und 21RX gekoppelt und Sendesignale und Empfangssignale sind dadurch getrennt. Somit ist der Duplexer als eine Vorrichtung einer gemeinsamen Antennenverwendung konfiguriert.
  • 24 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Kommunikationsvorrichtung zeigt, bei der der oben beschriebene Duplexer verwendet wird. Auf diese Weise ist durch ein Verbinden einer Sendeschaltung und einer Empfangsschaltung mit einem Eingangstor des Sendefilters bzw. einem Ausgangstor des Empfangsfilters und durch ein Verbinden einer Antenne mit dem Eingangs- und dem Ausgangstor des Duplexers ein Hochfrequenzabschnitt der Kommunikationsvorrichtung konfiguriert.
  • Zusätzlich zu diesem Beispiel kann der oben beschriebene Fünffach-Mode-Resonator als ein unabhängiges Bandpassfilter vorgesehen sein.
  • Bei den einzelnen Ausführungsbeispielen werden sowohl die TMx-Mode als auch die TMy-Mode in dem quadratischen plattenähnlichen Abschnitt des dielektrischen Kerns erzeugt. Die Anordnung kann jedoch derart sein, dass durch ein Bewirken, dass dieselbe sich in einem rechteckigen plattenähnlichen Zustand befindet, z. B. lediglich die TMx-Mode in einem Betriebsfrequenzband in Resonanz ist, die Resonanzfrequenzen der TMy-Mode und der TMz-Mode erhöht sind, um höher als das Betriebsfrequenzband zu sein, und lediglich die einzige TM-Mode verwendet wird. Obwohl die drei Moden der TE-Mode bei den Ausführungsbeispielen verwendet werden, kann ferner die Anordnung derart sein, dass lediglich zwei TE-Moden derselben verwendet werden.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind der dielektrische TM-Mode-Kernabschnitt und der dielektrische TE-Mode-Kernabschnitt unabhängig in dem Hohlraum getragen. Es ist anzumerken, dass dieses Ausführungsbeispiel nicht in den Figuren gezeigt ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind dadurch entweder die Position eines der dielektrischen Kernabschnitte oder die Positionen der zwei dielektrischen Kernabschnitte bestimmt.

Claims (8)

  1. Eine mehrmodige dielektrische Resonatorvorrichtung, die in einer dielektrischen Resonatorvorrichtung konfiguriert ist, die durch ein Anordnen eines dielektrischen Kerns (10) in einem leitfähigen Hohlraum (2) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Kern (10) folgende Merkmale aufweist: einen dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitt (11), der Resonanzfrequenzen von TM-Moden bestimmt, so daß zumindest eine der TM-Moden in einem Betriebsfrequenzband in Resonanz ist und andere TM-Moden bei höheren Frequenzen als dem Betriebsfrequenzband in Resonanz sind; und einen dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitt (12), der eine Mehr-TE-Mode erzeugt, die Resonanzfrequenzen von TE-Moden bestimmt, so daß die einzelnen TE-Moden der Mehr-TE-Mode in dem Betriebsfrequenzband in Resonanz sind, wobei entweder der dielektrische TM-Mode-Kernabschnitt (11) gebildet ist, um eine plattenähnliche Form aufzuweisen, der dielektrische TE-Mode-Kernabschnitt (12) gebildet ist, um eine Form aufzuweisen, die von einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des plattenähnlichen Abschnitts vorspringt, und die Asymmetrie daher gemäß der Differenz zwischen der oberseitigen Vorspringgröße und der unterseitigen Vorspringgröße angeordnet ist, oder Trägerbauglieder (3), die den dielektrischen TM-Mode-Kernabschnitt (11) und den dielektrischen TE-Mode-Kernabschnitt (12) in dem Hohlraum tragen, asymmetrisch zu dem dielektrischen TM-Mode-Kern angeordnet sind, und vorbestimmte TM-Moden und TE-Moden miteinander gekoppelt sind, so daß in Bereichen, wo elektrische Felder der vorbestimmten TM-Moden verteilt sind, elektrische TE-Mode-Felder, die die gleichen direktionalen Komponenten wie die der elektrischen Felder der TM-Moden aufweisen, erzeugt werden.
  2. Eine mehrmodige dielektrische Resonatorvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der der dielektrische TM-Mode-Kernabschnitt (11) und der dielektrische TE-Mode-Kernabschnitt (12) unabhängig in dem Hohlraum (2) getragen sind und entweder die Position (11, 12) eines der dielektrischen Kernabschnitte (11, 12) oder die Positionen der zwei dielektrischen Kernabschnitte dadurch bestimmt sind.
  3. Eine mehrmodige dielektrische Resonatorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1–2, bei der der dielektrische TM-Mode-Kernabschnitt (11) gebildet ist, um eine plattenähnliche Form aufzuweisen, der dielektrische TE-Mode-Kernabschnitt (12) gebildet ist, um eine Form aufzuweisen, die von einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des plattenähnlichen Abschnitts vorspringt, und der dielektrische TE-Mode-Kernabschnitt (12) an einer Position vorgesehen ist, die von der Mitte des plattenähnlichen Abschnitts, der der dielektrische TM-Mode-Kernabschnitt (11) ist, in die Flächenrichtung des plattenähnlichen Abschnitts abweicht, wodurch die Asymmetrie auf dieselbe übertragen wird.
  4. Eine mehrmodige dielektrische Resonatorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1–2, bei der dielektrische TM-Mode-Kernabschnitt (11) gebildet ist, um eine plattenähnliche Form aufzuweisen, der dielektrische TE-Mode-Kernabschnitt (12) gebildet ist, um eine Form aufzuweisen, die von einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des plattenähnlichen Abschnitts vorspringt, und der dielektrische Kern (10) an einer Po sition vorgesehen ist, die von der Mitte des Hohlraums (2) in die Flächenrichtung des plattenähnlichen Abschnitts, der der dielektrische TM-Mode-Kernabschnitt (11) ist, abweicht, wodurch die Asymmetrie an dieselbe übertragen wird.
  5. Ein Filter, das folgende Merkmale aufweist: die mehrmodige dielektrische Resonatorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 und eine Eingang/Ausgang-Einrichtung (5a, 5b), die mit vorbestimmten Resonanzmoden in der mehrmodigen dielektrischen Resonatorvorrichtung gekoppelt ist.
  6. Ein Filter, das folgende Merkmale aufweist: die mehrmodige dielektrische Resonatorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, entweder Koaxialresonatoren oder Semikoaxialresonatoren (4a, 4b), die mit vorbestimmten Moden gekoppelt sind, und eine Eingang/Ausgang-Einrichtung (3a, 5b), die mit den Resonatoren gekoppelt ist.
  7. Ein Duplexer, der aus zwei Sätzen des Filters gemäß einem der Ansprüche 5 und 6 konfiguriert ist.
  8. Eine Kommunikationsvorrichtung, die entweder das Filter gemäß einem der Ansprüche 5 und 6 oder den Duplexer gemäß Anspruch 7 aufweist.
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