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[Technisches Gebiet]
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein dielektrisches Filter,
das in Radiokommunikationen und ähnlichem
in einem Hochfrequenzband als Mikrowellenband, Quasimikrowellenband
und ähnliches
benutzt wird, und einen dielektrischen Resonator, der in dem dielektrischen
Filter benutzt wird, und insbesondere auf einen dielektrischen Resonator
mit Tripelmode, bei dem drei Resonanzmoden in einem dielektrischen
Block verfügbar
sind, und ein dielektrisches Filter, das den dielektrischen Resonator
darin benutzt.
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[Technischer Hintergrund]
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Herkömmlicherweise
wird ein dielektrisches Filter, das einen abgeschnittenen Wellenleiter
mit zylindrischen oder rechteckigen Parallelepiped-Dielektrika vorsieht,
die aufeinanderfolgend darin vorgesehen sind und Resonanz einer
zylindrischen TE01δ-Mode
oder eine eckige TE11δ-Mode
von Dielektrika benutzen, weit verbreitet in Filtern benutzt, die
niedrigen Verlust und Größenreduzierung
verlangen, da das dielektrische Filter einen hohen Leerlaufgütefaktor
aufweist und in der Größe leichter
verkleinert werden kann als ein Filter vom Wellenleitertyp (ein
erstes herkömmliches
Beispiel). Eine Resonanz der Mode wird durch ein elektrisches Feld
erzeugt, das Reflektionen an einer Schnittstellenoberfläche des
dielektrischen Resonators und der Luft wiederholt. Die Resonanzfrequenz
des dielektrischen Resonators ist umgekehrt proportional zu der
Länge des Resonators
und der Quadratwurzel der dielektrischen Konstante, so daß je größer die
dielektrische Konstante ist, desto kleiner der Resonator ist. Ein durch
die Resonanz erzeug tes Magnetfeld regt einen Resonator der nächsten Stufe
an, und die Anregung entspricht der Kopplung zwischen Stufen des
dielektrischen Filters. Als eine Größe der Kopplung wird hauptsächlich der
Abstand zwischen Resonatoren bestimmt, je weiter der Abstand ist,
desto schwächer ist
die Kopplung. Als Einstellmittel für das oben erwähnte dielektrische
Filter sind ein Verfahren des Einstellens der Resonanzfrequenz durch
eine Schraube in einer Richtung orthogonal zu der reflektierenden
Oberfläche
des Magnetfeldes oder ein Verfahren des Einstellens der Kopplung
zwischen den Resonatoren durch eine Schraube und ähnliches
annehmbar.
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Es
gibt auch ein dielektrisches Filter, das einen dielektrischen Resonator
mit Dualmode zum Erzielen der Größenverringerung
benutzt (zweites herkömmliches
Beispiel). Der oben erwähnte
dielektrische Resonator sieht zwei Resonanzen durch einen Resonator
vor, bei dem ein zylindrischer dielektrischer Resonator in dem Zentrum
eines zylindrischen Wellenleiters durch Einstellen der Achsen des
Zylinders zum Beispiel vorgesehen ist, und zwei Resonanzen (HE11δ), die in
zwei Richtungen orthogonal zu den Achsen der Zylinder erzeugt sind,
werden durch Stören
des elektromagnetischen Feldes der Resonanz von der Seite des Wellenleiters
unter Benutzung von Mitteln wie Schrauben und ähnliches gekoppelt.
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Bezüglich der
Beschreibung des obigen ersten herkömmlichen Beispiels hängt die
Resonanzfrequenz des Resonators durch eine zylindrische TE01δ-Modus oder
eine rechteckige TE11δ-Mode, der
Dielektrika von der Dielektrizitätskonstante
und der Größe der Dielektrika
ab, und ein Resonator kann kleiner sein, wenn die Dielektrizitätskonstante
größer wird,
folglich ist es das einfachste Verfahren der Verringerung der Größe des Filters
bei Benutzen von dem dielektrischen Resonator, die Dielektrizitätskonstante
der Dielektrika anzuheben.
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Da
jedoch Dielektrika mit niedrigem dielektrischem Verlust, die im
Mikrowellenbereich benutzt werden, allgemein eine Eigenschaft aufweisen,
daß der
dielektrische Verlust davon zunimmt, wenn die Dielektrizitätskonstante
höher wird,
hat die Größenverringerung
des Filters bei Aufrechterhalten des niedrigen Einführungsverlustes
gewisse Grenzen. Da weiter die Dielektrika mit geringem Verlust,
wie oben erwähnt
wurde, teuer sind, wird folglich das Filter teuer, wenn das Filter
mehrere Stufen vorsieht, d.h. mehrere darin benutzte Dielektrika.
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Ein
Filter, das sich auf das zweite herkömmliche Beispiel bezieht, das
einen dielektrischen Resonator mit HE11δ-Dualmode eine Menge unerwünschter
Moden, die in der Nähe
des Paßbandes
erzeugt sind, in unechten Eigenschaften resultieren, die leicht verschlechtern,
da HE11δ nicht
die dominierende Mode ist.
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Andererseits
zum Beispiel, in dem Fall, daß ein
in Mikrowellenkommunikationen benutztes dielektrisches Filter und ähnliches
zusammengesetzt wird, ist es herkömmlicherweise schwierig, Größe und Gewicht
eines dielektrischen Filters zu verringern, da viele Resonatoren
und jeweils Räume
zwischen den Resonatoren einen großen Betrag von Volumen und
Gewicht gemäß der Anforderung
eines Resonators für
eine Resonanz und Raum zum Koppeln zwischen den Resonatoren belegen.
Daher ist es immer noch ein Problem, daß das dielektrische Filter
unvermeidbar kompliziert und groß zusammengesetzt ist, selbst
wenn es ein Bandpaßfilter
ist, das dielektrische Resonatoren relativ kleiner Größe benutzt.
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Folglich
wird das Zusammensetzen eines dielektrischen Filters unter Benutzung
von dielektrischen Resonatoren, die multiple Modenresonanz durchführen können, zum
Realisieren eines Bandpaßfilters
mit einer sehr kleinen und einfachen Zusammensetzung vorgeschlagen,
wodurch die Vorteile beim Benutzen dielektrischer Resonatoren voll ausgeschöpft werden.
Zum Beispiel ist die Größenverringern
eines Bandpaßfilters
mit einer doppelabgestimmten Bandeigenschaft durch Variieren der
Resonanzfrequenz der zwei Resonanzmoden miteinander in der ungeprüften japanischen
Patentveröffentlichung
HEI 7-58516 vorgeschlagen, in der entartete Kopplung von zwei Resonanzmoden
in Bezug auf die TE101 und TE01δ-Moden
offenbart ist (ein drittes herkömmliches
Beispiel). Ein dielektrischer Resonator mit Vielfachmoden, der eine
TM01δ-Mode
und eine TE01δ-Mode
erzeugen kann, die auf einer Oberfläche parallel zu jeder Oberfläche (x-y-Oberfläche, y-z-Oberfläche, x-z-Oberfläche) in
einem rechteckigen Koordinatensystem in einem allgemein rechteckigen
parallelepipedförmigen
dielektrischen Block erzeugt werden, in der ungeprüften japanischen
Patentveröffentlichung
HEI 11-145704 vorgeschlagen (ein viertes herkömmliches Beispiel).
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Es
ist jedoch immer noch unvermeidbar, daß ein dielektrischer Resonator
einen großen
Volumenbetrag in einem Bandpaßfilter
belegt, der einen Resonator vieler Stufen benötigt, selbst wenn durch die entartete
Kopplung zweier Resonanzmoden bezüglich des oben erwähnten dritten
herkömmlichen
Beispieles, wie es in der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
HEI 7-58516 beschrieben ist, benutzt wird. Selbst ein dielektrischer
Resonator mit einer Dreifachmode bezüglich des oben beschriebenen
vierten Beispieles in der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
HEI 11-145704 weist ein Problem auf, daß der Herstellungsprozeß kompliziert
wird, da die Benutzung der Hybridkopplung der TM01-Mode und TE01δ-Mode, die
räumlich orthogonal
sind, verlangt, daß die
Dicke des dielektrischen Resonators auf die Resonanzfrequenz eingestellt wird.
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Aus
der JP 9-148810 A kann ein dielektrischer Resonator entnommen werden
mit einem kubischen Dielektrikum, das mit Metallen bedeckt ist,
das vier angeschrägte
Gratabschnitte aufweist, worin in dem Inneren des gleichförmigen Mediums,
das von Metallen umgeben ist, erzeugt ist, benutzt werden.
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Es
ist daher eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein dielektrisches
Filter zu realisieren, das die Zahl von dielektrischen Resonatoren in
einem großen
Ausmaße
verringern kann, wobei auf die Größenverringerung und Kostenverringerung gezielt
wird und das Vorsehen einer vorteilhaften Außerbandeigenschaft.
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Es
ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Problem
des oben erwähnten
dritten und des vierten herkömmlichen
Beispieles zu lösen und
einen sehr kleinen dielektrischen Resonator vorzusehen mit einer
einfachen Zusammensetzung trotz der Ermöglichung einer Tripelmodenresonanz
und ein dielektrisches Filter, das den oben erwähnten dielektrischen Resonator
benutzt.
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[Offenbarung der Erfindung]
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Die
vorliegende Erfindung ist auf die Größenverringerung eines dielektrischen
Filters durch Benutzen von drei Resonanzmoden in einem dielektrischen
Block zum Erzielen einer ersten Aufgabe der oben erwähnten vorliegenden
Erfindung gerichtet. Das heißt,
in einem Block eines allgemein rechteckigen Parallelepipeds, der
aus dielektrischem Material besteht, können drei Resonanzmoden in
einem einzelnen dielektrischen Block durch Abschrägen eines Gratabschnittes
des dielektrischen Blocks und eines Gratabschnittes und parallel
dazu gekoppelt werden.
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Das
heißt,
der in Anspruch 1 beanspruchte dielektrische Resonator ist gekennzeichnet
in Kombinieren dreier Resonanzmoden des oben erwähnten dielektrischen Blocks
durch Entfernen eines Gratabschnittes und eines anderen Gratabschnittes
nicht parallel dazu in einem Block eines allgemein rechteckigen
Parallelepipeds.
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Es
ist aus physikalischen Symmetrieeigenschaften ersichtlich, daß eine rechteckige
TE11δ-Mode
in jeder der drei rechtwinkligen axialen Richtungen in einem Block
eines allgemein rechteckigen Parallelepipeds existieren kann. In
einem herkömmlichen
dielektrischen Filter, der das TE11δ-Mode oder die HE11δ-Mode benutzt,
ist das Filter zusammengesetzt, indem nur ein oder zwei Resonanzen
aus den oben erwähnten
Resonanzen der drei Axialrichtungen benutzt werden, während der
Rest der Resonanz einen schädlichen
Effekt als unerwünschte
Resonanz ausübt.
Bei der vorliegenden Erfindung wird der Rest der Resonanz positiv
zu benutzt, daß ein
Resonator als drei Resonatoren wirkt.
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Ein
in Anspruch 2 beanspruchtes dielektrisches Filter ist gekennzeichnet
in Vorsehen von mindestens einem dielektrischen Resonator, wie er
in Anspruch 1 beansprucht ist, in einem abgeschnittenen Wellenleiter.
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Da
ein kleines dielektrisches Filter mit einem niedrigen Einführungsverlust
hergestellt werden kann durch Zusammensetzen eines Filters, indem
einer oder mehrere der oben erwähnten
dielektrischen Resonatoren in dem abgeschnittenen Wellenleiter vorgesehen
sind.
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Weiter
ist ein dielektrisches Filter, wie es in Anspruch 3 beansprucht
ist, gekennzeichnet in Vorsehen von zwei oder mehr der oben erwähnten dieletrischen
Resonatoren in dem oben erwähnten
abgeschnittenen Wellenleiter und Vorsehen eines Mittels zum Unterteilen,
das aus elektrisch leitendem Material besteht, zwischen den oben
erwähnten
dielektrischen Resonatoren.
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Da
in dem Fall des Benutzens einer Mehrzahl von Resonatoren es möglich wird,
das Koppeln einer jeden Mode zwischen Resonatoren richtig einzustellen,
das gewünschte
Koppeln für
die Bandpaßeigenschaften
zu nehmen und einen Abschwächungspol
außerhalb
des Phasenbandes durch Vorsehen von leitenden Unterteilungen zwischen
jedem der Resonatoren zu bilden.
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Ein
dielektrisches Filter, wie es in Anspruch 4 beansprucht ist, ist
gekennzeichnet in Vorsehen einer Metallstange, die mit dem oben
erwähnten
Wellenleiter durch ein Ende parallel zu einer Seitenoberfläche des
oben erwähnten
dielektrischen Resonators an einer Position entfernt von der oben
erwähnten
Seitenoberfläche
um einen vorbestimmten Abstand in Kontakt steht, wobei die Resonanzfrequenz einer
jeden Resonanz und die Kopplung zwischen jeder der Resonanz anstellbar
sind in Abhängigkeit
der Länge
der oben erwähnten
Metallstange.
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Da
ein Filter, das einen dielektrischen Resonator mit Tripelmode gemäß der vorliegenden
Erfindung benutzt, die Resonanzfrequenz und den Betrag des Koppelns
einstellen kann durch Setzen einer Metallstange als eine Schraube
von dem weggeschnittenen Wellenleiter parallel zu der Seitenoberfläche des
dielektrischen Resonators an der Position entfernt von der Seitenoberfläche des
dielektrischen Resonators um einen vorbe stimmten Abstand und weites
Belegen eines einstellbaren Bereichs des Filters durch Kombinieren
der oben erwähnten
Tätigkeit
mit einem herkömmlichen
Mittel zum Einstellen.
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Nebenbei,
ein in Anspruch 5 beanspruchtes dielektrisches Filter ist gekennzeichnet
in weiter Einbauen eines Resonators ungleich dem in Anspruch 1 beanspruchten
dielektrischen Resonator ebenfalls in dem oben erwähnten Wellenleiter.
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Daher
kann ein kleines Filter mit einer willkürlichen Zahl von Stufen zusammengesetzt
werden durch Kombinieren des dielektrischen Resonators mit Tripelmode
gemäß der vorliegenden
Erfindung und Resonatoren einer dielektrischen TE01δ-Mode oder
einer TEM-Mode durch metallische Leiter und ähnlichem. Weiterhin können die
Außerbandeigenschaften über das
ganze Filter verbessert werden durch Benutzen eines Resonators mit
weniger unerwünschter
Resonanz oder mit unerwünschter
Resonanz entfernt von dem notwendigen Band wie bei dem oben erwähnten kombinierten
Resonator entfernt.
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Auf
der anderen Seite ist ein dielektrischer Resonator bei der vorliegenden
Erfindung aus einem dielektrischen Block eines allgemein rechteckigen Parallelepipeds
zusammengesetzt, bei dem drei Gratabschnitte davon abgeschrägt sind,
und die TE01δ-Mode wird auf den
elektromagnetisch individuellen drei Oberflächen des oben erwähnten dielektrischen
Blocks erzeugt, wie er in Anspruch 6 beansprucht ist, zum Erzielen
der oben erwähnten
zweiten Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
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Nebenbei,
es ist bevorzugt für
den oben erwähnten
dielektrischen Block, daß er
in einem abgeschnittenen Wellenleiter eines allgemein rechteckigen
Parallelepipeds angebracht ist, wie in Anspruch 7 beansprucht ist.
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Ein
dielektrischer Resonator, wie er in Anspruch 8 beansprucht ist,
ist dadurch gekennzeichnet, daß er
drei Oberflächen
von A1, A2, A3 (hier im folgenden Oberflächen A genannt) aufweist, die durch
Abschrägen
von drei Gratabschnitten gebildet sind, die sich eine Spitze des
oben erwähnten
dielektrischen Blocks teilen, und drei Oberflächen B1, B2, B3 (hier im folgenden
Oberflächen
B genannt) benachbart jeder der Oberflächen A, worin ein Winkel zwischen
40° und
50°, beide
inklusive, durch die Oberflächen
A und B aufgespannt wird und ein Flächenverhältnis der oben erwähnten Oberflächen A in Bezug
auf die Oberflächen
B zwischen 1% und 200% liegt, beide inklusive.
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Weiter
ist ein dielektrischer Resonator, wie er in Anspruch 9 beansprucht
ist, dadurch gekennzeichnet, daß er
drei Oberflächen
aufweist, die durch drei Gratabschnitten gebildet sind, die sich
eine Spitze des oben erwähnten
dielektrischen Blocks teilen, andere drei Oberflächen von A'4, A'5,
A'6 (hier im folgenden
Oberflächen
A' genannt), die
durch Abschrägen
von drei Gratabschnitten gebildet sind, die sich eine andere Spitze
auf einer Linie diagonal zu dem oben erwähnten Punkt teilen, andere
drei Oberflächen
von B'1, B'2, B'3 (im folgenden hier
Oberflächen B' genannt) benachbart
von Oberflächen
A bzw. Oberflächen
A' und noch anderen
drei Oberflächen von
C'1, C'2, C'3 (hier im folgenden
Oberflächen
C' genannt) benachbart
zu jeder von Oberflächen
A bzw. Oberflächen
A', worin ein Winkel
zwischen 40° und
50°, beide
inklusive durch die Oberflächen
A und B' oder durch
die Oberflächen
A' und C' geöffnet ist, und
ein Flächenverhältnis der
oben genannten Oberflächen
A in Bezug auf die oben erwähnten
Oberflächen
B' oder ein Flächenverhältnis der
oben erwähnten
Oberflächen
A' in Bezug auf
die oben erwähnten Oberflächen C' zwischen 1% und
200% liegt, beide inklusive.
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Andererseits
ist ein dielektrisches Filter, das in Anspruch 10 beansprucht ist,
ein dielektrisches Filter, das einen dielektrischen Resonator benutzt,
in dem ein Winkel zwischen 40° und
50°, beide
inklusive, durch die oben erwähnten
drei Oberflächen
A oder A' und andere
drei Oberflächen
B oder B' benachbart
dazu geöffnet
ist, und die Oberflächen
A oder A' und die
Oberflächen
B oder B' benachbart dazu
drei gegenüberliegende
Oberflächen
von C1, C2, C3 (hier im folgenden Oberflächen C genannt) oder die Oberflächen C' aufweisen, und gekennzeichnet
in Vorsehung einer Vorschubprobe nahe den Oberflächen B und B', den Oberflächen B' und B', den Oberflächen C und
C' oder den Oberflächen C' und C'.
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Ein
dielektrisches Filter, das in Anspruch 11 beansprucht ist, ist ein
dielektrisches Filter, das einen dielektrischen Resonator benutzt
mit den drei oben erwähnten
Oberflächen
A, die durch Abschrägen
von drei Gratabschnitten gebildet sind, die sich eine Spitze des
oben erwähnten
dielektrischen Blocks teilen, andere drei Oberflächen B benachbart zu den oben erwähnten drei
Oberflächen
A, die einen Winkel von 40° bis
50° bilden,
und drei Oberflächen
C gegenüber den
oben erwähnten
drei Oberflächen
B, wobei eine Vorschubprobe auf den Oberflächen B und den Oberflächen C vorgesehen
ist.
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Nebenbei,
als ein in Anspruch 12 beanspruchtes dielektrisches Filter ist ein
Winkel, der durch die Richtung p und p' der Vorschubprobe in Bezug auf die
x-, y-, z-Achse des oben erwähnten
dielektrischen Resonators geöffnet
ist, innerhalb des Bereiches von –45° bis +45° in der Benutzung variabel.
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Als
ein in Anspruch 13 beanspruchtes dielektrisches Filter kann eine
Frequenz und eine Abschwächung,
die den Abschwä chungspol
an einem unteren Seitenband erzeugen, durch Variieren einer Position
zum Vorsehen einer Vorschubprobe auf den oben erwähnten Oberflächen B und
einer Position zum Vorsehen einer Vorschubprobe auf den oben erwähnten Oberflächen C variieren.
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Hier
ist entweder der Stangentyp, wie er in Anspruch 14 beansprucht ist,
oder der Schleifentyp, wie er in Anspruch 15 beansprucht ist als
die oben erwähnte
Vorschubprobe akzeptierbar.
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Weiter
kann, wie in Anspruch 16 beansprucht ist, ein dielektrisches Filter,
das auf verschiedene Arten von Anwendungen angewendet werden kann,
durch zwei oder mehr der oben erwähnten dielektrischen Resonatoren
in dem oben erwähnten
abgeschnittenen Wellenleiter eines allgemein rechteckigen Parallelepipeds
darin zusammengesetzt sein.
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[Kurze Beschreibung der
Zeichnungen]
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1 ist
ein perspektivisches Bild zum Zeigen eines dielektrischen Resonators
mit Tripelmode bezüglich
einer ersten bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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2 ist
ein Bild zum Darstellen von Resonanz einer rechteckigen TE11δ-Mode, (a)
bezeichnet eine Richtung, in die ein elektrisches Feld wirkt, und (b)
bezeichnet eine Richtung, in die ein magnetisches Feld wirkt;
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3 ist
ein Bild zum Darstellen des Prinzips eines Resonators, der drei
Resonanzen aufeinanderfolgend an regt, (a) bezeichnet Resonanz einer
Richtung z auf einer ersten Stufe eines Filters, (b) bezeichnet
Resonanz in einer Richtung x auf einer zweiten Stufe und (c) bezeichnet
Resonanz in einer Richtung y auf einer dritten Stufe;
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4 ist
ein Bild zum Darstellen, wie das Koppeln variiert werden kann in
dem Fall des Variierens der Größe des Gratabschnittes,
der abzuschrägen
ist, (a) zeigt ein Diagramm, das das Resultat anzeigt, und (b) zeigt,
wie eine Größe C des
Gratabschnittes zu nehmen ist, der abzuschrägen ist, und eine Größe L der
gesamten Oberfläche
einschließlich
des oben erwähnten
abgeschrägten
Abschnittes;
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5 ist
ein perspektivisches Bild zum Zeigen eines dielektrischen Filters
des Beispiels 1, das in dem dielektrischen Resonator mit Tripelmoden
benutzt wird;
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6 ist
ein Bild zum Zeigen eines Beispiels von Eigenschaften des in 5 gezeigten
dielektrischen Filters, (a) zeigt eine Beziehung zwischen Einführungsverlust
und Reflexionsverlust mit Frequenz und (b) zeigt eine Breitbandeigenschaft
des Transmissionsverlustes;
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7 ist
ein perspektivisches Bild zum Zeigen eines Vergleichsbeispiels 1
eines dielektrischen Filters mit drei Stufen, das die herkömmliche TE11δ-Mode benutzt;
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8 ist
ein perspektivisches Bild zum Zeigen eines Vergleichsbeispiels 2
eines dielektrischen Filters, das die herkömmliche HE11δ-Dualmode
benutzt;
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9 zeigt
Paßbandeigenschaften
des dielektrischen Filters des in 8 gezeigten
Vergleichsbeispiels 2;
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10 ist
ein perspektivisches Bild zum Zeigen eines dielektrischen Filters
eines Beispiels 2, das zwei dielektrische Resonatoren mit Tripelmoden
benutzt;
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11 ist
ein perspektivisches Bild zum Zeigen eines dielektrischen Filters
eines Beispiels 3, das einen dielektrischen Filter vorsieht, der
zwei dielektrische Resonatoren mit Tripelmoden benutzt, wobei zwei
metallische Unterteilungen zwischen zwei dielektrischen Blöcken vorgesehen
sind;
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12 ist
ein Bild zum Zeigen einer Frequenzeigenschaft des in 11 gezeigten
dielektrischen Filters;
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13 ist
ein Bild, das ein Verfahren zum Einstellen des dielektrischen Filters
zeigt, wobei eine Metallstange benutzt wird;
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14 ist
ein perspektivisches Bild zum Zeigen eines dielektrischen Filters
mit acht Stufen, was sich auf das Beispiel 5 bezieht, das aus einer
Kombination eines dielektrischen Resonators mit Tripelmoden der
vorliegenden Erfindung und einem metallischen TEM-Modenresonator besteht;
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15 ist
ein Bild zum Darstellen eines dielektrischen Resonators mit Tripelmoden,
der sich auf eine zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung bezieht, (a) ist ein Bild zum Zeigen einer Basiszusammensetzung
des dielektrischen Resonators mit Tripelmoden, (b) ist ein Bild
zum Zeigen von Ebenen, in denen jedes elektrische Feld der Tripelmodenresonanz
in dem dielektrischen Resonator vorhanden ist, und (c) ist ein Bild
zum Zeigen eines Verfahrens zum Anregen einer einzelnen Mode (mit anderen
Worten Anregen in einem entarteten Zustand) in dem dielektrischen
Resonator;
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16 ist
ein Bild zum Zeigen von Bandpaßeigenschaften
und Reflexionsverlust in dem Fall des Anregens in einer einzelnen
Mode (mit anderen Worten Anregen in einem entarteten Zustand), wie
in 5(c) gezeigt ist;
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17 ist
ein Bild zum Zeigen eines dielektrischen Resonators eines Beispiels
1, (a) ist eine perspektivische Ansicht des dielektrischen Resonators, wie
er von einem bestimmten Gesichtspunkt gesehen wird, und (b) ist
eine perspektivische Ansicht des dielektrischen Resonators, wie
er von einem anderen Gesichtspunkt gesehen wird;
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18 ist
ein Bild zum Zeigen einer Zusammensetzung des dielektrischen Filters,
der einen dielektrischen Resonator des Beispiels 1 darin angebracht
aufweist;
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19 zeigt
Anpaßeigenschaften
und Reflexionsverlust;
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20 ist
ein Bild zum Zeigen eines dielektrischen Resonators des Beispiels
2, (a) ist eine perspektivische Ansicht des dielektrischen Resonators, wie
sie von einem bestimmten Gesichtspunkt gesehen wird, und (b) ist
eine perspektivische Ansicht des dielektrischen Resonators, wie
sie von einem anderen Gesichtspunkt gesehen wird;
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21 ist
ein Bild zum Zeigen einer Beziehung zwischen einem dielektrischen
Resonator und einer Vorschubprobe des Beispiels 3;
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22 ist
ein Bild zum Zeigen einer Beziehung zwischen einem dielektrischen
Resonator und einer Vorschubprobe eines Beispiels 4, (a) ist ein
Bild zum Zeigen eines Hauptabschnittes des dielektrischen Filters
des Beispiels 4 und (b) ist ein Bild zum Zeigen einer Einbauposition
der Vorschubprobe;
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23 ist
ein Bild zum Zeigen von Abschwächungseigenschaften
des dielektrischen Filters von Beispiel 4; und
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24 ist
ein Bild zum Darstellen eines Falles des Benutzens einer Mehrzahl
von dielektrischen Resonatoren, (a) ist ein Bild zum Zeigen eines
Beispiels 5, das zwei dielektrische Resonatoren benutzt, und (b)
ist ein Diagramm zum Zeigen eines Beispiels 6, das vier dielektrische
Resonatoren auf einen Duplexer anwendet.
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[Bevorzugte Ausführungsform
zum Ausführen
der Erfindung]
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Bezug
nehmend auf die Zeichnungen wird eine Erläuterung zum Beschreiben der
vorliegenden Erfindung im einzelnen wie folgt gegeben.
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Zuerst
wird eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist ein
perspektivisches Bild zum Zeigen eines dielektrischen Resonators
mit Tripelmode, der sich auf eine erste bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bezieht. Der dielektrische Resonator
mit Tripelmode, der sich auf die vorliegende bevorzugte Ausführungsform
bezieht, ist aus einer Kombination von drei Resonanzmoden in einem
dielektrischen Block zusammengesetzt, indem er eine Oberfläche 2a,
die durch Abschrägen
eines Gratabschnittes/Kantenabschnittes eines dielektrischen Blocks 1 eines
im allgemeinen rechtwinkligen Parallelepipeds gebildet ist, und
eine Oberfläche 2b,
die durch Abschrägen
eines anderen Gratabschnittes gebildet ist, der nicht parallel zu
dem oben erwähnten
Gratabschnitt ist, aufweist. Nebenbei, obwohl Achsen x, y und z
getrennt von dem dielektrischen Block 1 in 1 gezeigt
sind, sind die Achsen x, y, z in Beziehung, so daß sie orthogonal
zu jeder der zwei Oberflächen
des dielektrischen Blocks 1 eines im allgemeinen rechtwinkligen
Parallelepipeds sind. Diese Beziehung ist in den folgenden Zeichnungen übernommen.
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Das
heißt,
nun in dem orthogonalen x-y-z-Koordinatensystem wird das elektrische
Feld anfänglich
so erregt, daß eine
Richtung z einer Ausbreitungsrichtung einer TE-Welle entspricht.
Dann wiederholt ein elektrisches Feld Reflexionen in der Richtung
z um 180° Reflexion
des elektrischen Feldes an einer Schnittstellenoberfläche des
Dielektrikums und der Luft und erregt Resonanz einer rechteckigen
TE11δ-Mode
bei einer bestimmten Frequenz, wie in 2(a) und
(b) gezeigt ist. Wie jedoch in 1 gezeigt
ist, wenn der dielektrische Block 1 die Oberfläche 2a aufweist,
die durch Abschrägen
eines Gratabschnittes parallel zu der Achse y gebildet ist, reflektiert
eine Tangentenkomponente (Komponente y) des elektrischen Feldes
in eine 90°-Richtung
auf der Oberfläche 2a und
breitet sich in der Richtung x aus. Das heißt, die Komponente y in der
Ausbreitungsrichtung z reflektiert auf der Oberfläche 2a und wird
Komponente y in der Ausbreitungsrichtung x. Die elektrische Welle,
die in der Richtung x erzeugt ist, wiederholt auch Reflexionen an
der Schnittstellenoberfläche ähnlich zu
der Richtung z und erregt Resonanz. Gemäß dem ähnlichen Prinzip, wenn der dielektrische
Block 1 die Oberfläche 2b aufweist,
die durch Abschrägen
eines Gradabschnittes parallel zu der Achse z gebildet ist, wird
Resonanzrichtung x erregt, und drei Resonanzen werden aufeinanderfolgend
durch einen Resonator erregt. Was oben beschrieben ist, ist das
Prinzip der Kombination. Obwohl das tatsächliche elektrische Feld in
einem Resonator degeneriert ist, so daß Komponenten in den drei Richtungen
zusammenlaufend vorhanden sein können,
ist es verständlich,
daß die
Richtung z in einer ersten Stufe ist, wie in 3(a) gezeigt
ist, die Richtung x ist in einer zweiten Stufe, wie in 3(b) gezeigt ist, die Richtung y ist in
einer dritten Stufe, wie in 3(c) gezeigt
ist. Wenn der dielektrische Block ein Würfel ist, wird die Resonanzfrequenz
in der zweiten Stufe höher
angehoben. Zum Einstellen der drei Resonanzfrequenzen kann die Größe des dielektrischen
Blocks 1 in der zweiten Stufe verkürzt werden, d.h. in der Richtung
x. Und in Hinblick auf die Kopplung kann verstanden werden, daß die Oberfläche 2a mit
einem abgeschrägten
Gradatschnitt die erste und die zweite Stufe koppelt, und die Oberfläche 2b mit
einem abgeschrägten
Gratabschnitt ist eine Kombination der zweiten oder dritten Kopplung.
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Das
Resultat des Prüfens,
wie die Kopplung in dem Fall des Änderns der Größe des Abschrägens des
oben erwähnten
Gratabschnittes variiert, ist in 4 gezeigt.
Hier wird, indem eine Größe C des
abgeschrägten
Gratabschnittes des dielektrischen Blocks 1 eines im allgemeinen
rechtwinkligen Parallelepipeds und eine Größe L der gesamten Oberfläche einschließlich des
abgeschrägten
Abschnittes genommen wird, eine Variation von Koeffizienten der Kopplung
für vier
Fälle des
Variierens C/L geprüft. Wie
in 4(a) gezeigt ist, wenn die Belegungsrate der
Größe L des
Gesamten durch die Größe C des abgeschrägten Gratabschnittes
hoch geht, tut es der Koeffizient für die Kopplung monoton. Daher
kann die Kopplung intensiviert werden, wenn die Größe des abgeschrägten Gradabschnittes
größer in dem
dielektrischen Block 1 genommen wird.
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(Beispiel 1)
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5 ist
ein perspektivisches Bild eines dielektrischen Filters eines Beispiels
1, bei dem einer der oben erwähnten
dielektrischen Resonatoren mit Tripelmoden benutzt wird. Das heißt, wie
in 5 gezeigt ist, das dielektrische Filter des vorliegenden Beispiels
ist aus einem dielektrischen Resonator 50 der Tripelmode,
der in einem abgeschnitten Wellenleiter 3 vorgesehen ist,
zusammengesetzt, wobei drei Resonanzmoden eines dielektrischen Blocks 1 eines im
allgemeinen rechtwinkligen Parallelepipeds gekoppelt sind durch
Bilden einer Oberfläche 2a durch Abschrägen eines
Gratabschnittes und einer Oberfläche 2b durch
Abschrägen
eines Gratabschnittes auf den dielektrischen Block 1, und
zwei stangenartigen Antennen 8,8, deren Spitzen
durch Eingangs/Ausgangsanschlüsse 9,9 geöffnet sind,
sind als Mittel zur Erregung vorgesehen. In dem dielektrischen Filter
des Beispiels 1 werden die Antennen 8,8 mit einer
offenen Spitze als Mittel zum Erregen des dielektrischen Resonators 50 benutzt.
Tatsächlich wird
der dielektrische Resonator 50 durch Dielektrika mit niedriger
Dielektrizitätskonstante
und ähnliches getragen,
um nicht den abgeschnittenen Wellenleiter 3 zu kontaktieren,
während
Dielektrikum mit niedriger Dielektrizitätskonstante in dem vorliegenden
Bild nicht gezeigt ist. Ein charakteristisches Beispiel des in 5 gezeigten
dielektrischen Filters ist in 6(a) und
(b) gezeigt. Wie in 6(a) gezeigt ist, treten
drei Pole des Reflexionsverlustes auf, und das bezeichnet Eigenschaften
entsprechend den Eigenschaften eines Filters, in dem drei Stufen
erhalten sind. Und wie in 6(b) gezeigt
ist, ist es ersichtlich, daß zwei
Abschwächungspole 62, 64 auf
einer Seite höherer
Frequenz als die Zentralfrequenz erzeugt sind.
-
(Vergleichsbeispiel 1)
-
7 ist
ein perspektivisches Bild zum Zeigen eines Vergleichsbeispiels 1
eines dielektrischen Filters mit drei Stufen unter Benutzung einer
herkömmlichen
TE11δ-Mode.
Das heißt,
das dielektrische Filter des Vergleichsbeispiels 1 ist aus drei
dielektrischen Blöcken 1 zusammengesetzt,
die einen vorbestimmten Abstand zueinander einhalten, in einem abgeschnittenen
länglichen
Wellenleiter 3 vorgesehen sind, und stangenartige Antennen 8,8,
deren Spitzen entsprechend durch Eingangs/Ausgangsanschlüsse 9,9 geöffnet sind,
die als Mittel zum Erregen an beiden Enden in der Längsrichtung
des abgeschnittenen Wellenleiters 3 vorgesehen sind. Schrauben 4,4 mit
einem Ende, das mit dem abgeschnittenen Wellenleiter 3 in
Kontakt steht, sind zwischen jedem der drei dielektrischen Blöcke 1 zum Einstellen
der Kopplung zwischen den Dielektrika vorgese hen. Nebenbei, 40 bezeichnet
Anbringungen zum Lagern eines jeden Resonators (dielektrischer Block 1),
und Resonanzfrequenz eines jeden Resonators (dielektrischer Block 1)
wird durch jede Metallstange 42 eingestellt.
-
In
Hinblick auf das Volumen des dielektrischen Blocks 1 ist
das dielektrische Filter gemäß dem in 5 gezeigten
Beispiel größer in einem
gewissen Ausmaß,
als das entsprechende für
das in der oben erwähnten 7 gezeigte
Vergleichsbeispiel, obwohl ein gewisser Betrag des Abstandes entsprechend
der Kopplung zwischen einem dielektrischen Block 1 und
einem anderen dielektrischen Block 1 benötigt wird,
wie in 7 gezeigt ist. Da Eigenschaften entsprechend einem
Filter mit Dreifachstufen erhalten werden können durch einen dielektrischen
Block 1 in dem dielektrischen Filter gemäß dem in 5 gezeigten
Beispiel 1, ist der oben erwähnte
Abstand nicht notwendig, und das Volumen des gesamten Filters ist
möglicherweise
ein Drittel des Vergleichsbeispiels 1. Wie oben erwähnt wurde, bei
dem Beispiel 1 ist es möglich
zum Realisieren eines kleinen dielektrischen Filters, indem ein
dielektrischer Resonator mit Tripelmode benutzt wird.
-
(Vergleichsbeispiel 2)
-
8 ist
ein perspektivisches Bild zum Zeigen eines Vergleichsbeispiels 2
eines dielektrischen Filters, das eine herkömmliche HE11δ-Dualmode
benutzt. Das heißt,
das dielektrische Filter ist aus einem zylindrischen dielektrischen
Block 1 zusammengesetzt, der durch Dielektrika mit niedriger
Dielektrizitätskonstante
und ähnliches
(nicht gezeigt) gelagert ist, damit nicht mit einem abgeschnittenen
Wellenleiter 3 Kontakt aufgenommen wird, der in dem zylindrischen
abgeschnittenen Wellenleiter 3 vorgesehen ist, und stangenartige
Antennen 8,8, deren Spitze entsprechend durch
Eingangs/Ausgangsanschlüsse 9,9 geöffnet sind,
wie an beiden Enden des abgeschnittenen Wellenleiters 3 vorgesehen
sind, wobei die Winkel zueinander variieren. Zwei Resonanzen in dem
dielektrischen Resonator mit Dualmode werden durch die Kopplung
durch eine Metallstange 13 eingestellt. Bandpaßeigenschaften
des dielektrischen Filters des Vergleichsbeispiels 2, das in 8 gezeigt
ist, sind in 9 gezeigt. Nebenbei, 9 zeigt das
gleiche Band wie 6.
-
Wie
in dem Bezugszeichen 92 von 9 gezeigt
ist, wird eine unerwünschte
Resonanz nahe der Hochfrequenzseite des Bandpasses in dem dielektrischen
Filter des Vergleichsbeispiels 2 angeregt. Dagegen werden bei dem
dielektrischen Filter gemäß dem Beispiel
1, das eben erwähnt
wurde, abrupte Abschwächungspole 62, 64 auf
der Hochfrequenzseite des Bandpasses erzeugt, es scheint, daß das dielektrische
Filter hervorragende Eigenschaften als ein Filter aufweist.
-
(Beispiel 2)
-
10 ist
ein perspektivisches Bild eines dielektrischen Filters eines Beispiels
2, das der oben erwähnten
dielektrischen Resonatoren mit Tripelmoden zusammengesetzt, die
in 1 gezeigt sind, wobei ein vorbestimmter Abstand
zueinander gesetzt ist, der in einem länglichen abgeschnittenen Wellenleiter 3 vorgesehen
ist, und stangenartige Antennen 8,8, deren beiden
Endoberflächen
durch Eingangs/Ausgangsanschlüsse 9,9 geöffnet sind,
sind in einer Richtung der Achse x von den oben erwähnten beiden
Endoberflächen
in Längsrichtung
abgeschnittenen Wellenleiters 3 vorgesehen. Eine Schraube 4, die
mit einer oberen Oberfläche
des abgeschnittenen Wellenleiters 3 mit einem Ende in Kontakt
steht, ist zwischen zwei dielektrischen Resonatoren mit Tripelmode
zum Einstellen der Kopplung zwischen den Dielektrika vorgesehen.
Nebenbei, Anbringungen zum Lagern jedes Resonators (dielektrischer
Block) sind nicht in dem vorliegenden Bild gezeigt.
-
In
dem dielektrischen Filter des Beispiels 2 sind zwei der dielektrischen
Resonatoren mit Tripelmode vorgesehen, was insgesamt sechs Stufen
von Filter-bringt. In 10 ist eine Metallstange (Schraube) 4 zwischen
die Resonatoren zum Koppeln der zwei dielektrischen Resonatoren
stark durch die Resonanz in der Richtung y eingeführt.
-
(Beispiel 3)
-
11 ist
ein perspektivisches Bild eines dielektrischen Filters eines Beispiels
3, das ein dielektrisches Filter ist, das die oben erwähnten dielektrischen
Resonatoren mit Tripelmode benutzt, wobei eine metallische Unterteilung 5 zwischen
den zwei dielektrischen Blöcken 1 darin
vorgesehen ist. Das heißt,
auf die gleiche Weise wie bei dem oben erwähnten Beispiel 2 ist das dielektrische
Filter des Beispiels 3 aus zwei der in 1 gezeigten
dielektrischen Resonatoren mit Tripelmoden zusammengesetzt, die
in einem länglichen
abgeschnittenen Wellenleiter 3 vorgesehen sind, und stangenartige
Antennen 8,8, deren beiden Endoberflächen durch
Eingangs/Ausgangsanschlüsse 9,9 geöffnet sind,
sind in einer Richtung einer Achse x von den oben erwähnten beiden
Endoberflächen
in Längsrichtung
des abgeschnittenen Wellenleiters vorgesehen. Bei dem vorliegenden
Beispiel ist eine metallische Unterteilung 5 anstelle einer
Schraube 4 des Beispiels 2 zwischen den zwei dielektrischen
Resonatoren vorgesehen. Wie in 11 gezeigt
ist, ist eine Oberfläche 2b mit
dem oben erwähnten
anderen Gratabschnitt, der auf einer Seite des dielektrischen Blocks 1 abgeschrägt ist,
an einer anderen Position von der Oberfläche des in 10 gezeigten
Beispiels 2 gebildet. Nebenbei, Anbringungen zum Lagern jedes Resonators
(dielektrischer Block 1) sind nicht in dem vorliegenden
Bild gezeigt.
-
Eine
Frequenzeigenschaft des dielektrischen Filters ist in 12 gezeigt.
Bei dem dielektrischen Filter des Beispiels 3 kann eine Kopplung
zwischen Resonatoren durch Resonanz in der Richtung x und der Richtung
z durch die metallische Unterteilung 5 geschwächt werden,
und die Kopplung zwischen den Resonatoren kann hauptsächlich durch die
Resonanz in der Richtung y erhalten werden. Und es ist möglich, einen
Abschwächungspol
an jeder Position willkürlich
durch Variieren der metallischen Unterteilung 5 und der
Richtung eines jeden dielektrischen Blocks vorzusehen. Wie in 12 gezeigt
ist, können
Abschwächungspole 122, 124 entsprechend sowohl
auf der Niederfrequenzseite als auf der Hochfrequenzseite des Bandpasses
durch Benutzen einer Form des Resonators des in 11 gezeigten
Beispiels 3, einem Mittel zum Erregen und die metallische Unterteilung 5 vorgesehen
werden.
-
(Beispiel 4)
-
13 ist
ein Bild zum Zeigen eines Verfahrens des Einstellens des oben erwähnten dielektrischen
Filters durch eine Metallstange. Tatsächlich wird eine Schraube als
eine Metallstange benutzt, und das Einstellen wird durchgeführt durch
Einführen und
Herausziehen der Schraube. Die Metallstange wirkt auf das magnetische
Feld, das von den Dielektrika leckt. Als die Metallstange in der
Position 6a in 7 eine Zwischenverbindung mit
dem magnetischen Fluß der
Resonanz in dem Fall der Resonanz in der Richtung x aufweist, wird
das magnetische Feld verstärkt,
und die Resonanzfrequenz wird niedri ger. Das Phänomen ist gleich einem Wachstum
einer äquivalenten
Induktanz in einem parallelen Resonanzschaltkreis. Auf die gleiche
Weise senkt 6b die Resonanzfrequenz der y-Richtung. Herkömmlicherweise,
da eine Metallstange in einer Position von 6c die Resonanzfrequenz
anhebt, kann die Frequenz in einem weiten Bereich durch Kombinieren
der Einstellung in den drei Richtungen x, y, z eingestellt werden. In
Bezug auf die Kopplung, da 7a das Koppeln der Resonanz
in der Richtung x schwächt
und in der Richtung y, während 7b zum
Verstärken
der Kopplung wirkt, ist der einstellbare Bereich weit. Wie oben erwähnt wurde,
kann wegen der nachherigen Einstellung unter Benutzung einer Metallstange
eine Präzision,
die für
Größen oder
dielektrische Konstante eines dielektrischen Blocks bei dem Herstellen
eines Resonators notwendig ist, vermieden werden, und Herstellungskosten
können
im Resultat gespart werden.
-
(Beispiel 5)
-
14 ist
ein perspektivisches Bild zum Zeigen eines dielektrischen Filters
mit acht Stufen, das aus einer Kombination eines dielektrischen
Resonators mit Tripelmode der vorliegenden Erfindung einem TEM-Modenresonator,
der aus Metall hergestellt ist, zusammengesetzt ist, der sich auf
ein Beispiel 5 bezieht. Das heißt,
das dielektrische Filter des Beispiels 5 ist aus zwei der in 1 gezeigten
dielektrischen Resonatoren mit Tripelmode zusammengesetzt, die in
einem vorbestimmten Abstand zueinander gesetzt sind und in einem
abgeschnittenen Wellenleiter 3 vorgesehen sind, und einem
TEM-Modenresonator 41, der aus Metall hergestellt ist,
der auf beiden Seiten der Resonatoren vorgesehen ist. Nebenbei,
stangenartige Antennen 8,8, die durch Eingangs/Ausgangsanschlüsse 9,9 geöffnet sind,
sind in einer Richtung der Achse y an beiden Endabschnitten des
abgeschnittenen Wellenleiters 3 vorgesehen. Bei der vor liegenden
Erfindung sind insgesamt drei metallische Unterteilungen 5 zwischen
den zwei dielektrischen Resonatoren mit Tripelmode und zwischen
jedem dielektrischen Resonator mit Tripelmode und dem TEM-Modenresonator 41 vorgesehen. Nebenbei,
Anbringungen zum Lagern eines jeden Resonators sind in dem vorliegenden
Bild nicht gezeigt. Wenn ein Filter durch Benutzen nur eines dielektrischen
Resonators mit Tripelmode hergestellt wird, kann das Filter aus
Stufen zusammengesetzt werden durch Vielfaches von drei, ein Filter
jedoch, das aus Stufen einer willkürlichen Zahl zusammengesetzt
ist, kann durch Kombinieren des dielektrischen Resonators mit Tripelmode
der vorliegenden Erfindung und zum Beispiel eines Resonators einer einzelnen
TE01δ-Mode
von Dielektrika gemäß dem Stand
der Technik und ähnlichem.
Und wie in 14 gezeigt ist, kann eine unerwünschte Resonanz
durch Kombinieren des TEM-Modenresonators 41 stattdessen
unterdrückt
werden.
-
Als
nächstes
wird eine zweite bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wie folgt beschrieben.
-
15(a) ist ein Bild zum Zeigen einer fundamentalen
Zusammensetzung eines dielektrischen Resonators mit Tripelmode,
der sich auf die zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung bezieht, und 15(b) ist ein
Bild zum Zeigen von Ebenen, in denen jeweils ein elektrisches Feld der
Tripelmodenresonanz in dem in 15(a) gezeigten
dielektrischen Resonator vorhanden ist.
-
Wie
in 15(a) gezeigt ist, besteht der
dielektrische Resonator 10 der vorliegenden bevorzugten
Ausführungsform
aus dielektrischen Blöcken
allgemein vom Würfeltyp,
bei denen drei Gratabschnitte abgeschrägt sind und gekennzeichnet
durch Erzeugen der TE01δ-Mode
in elektromagnetisch unabhängigen
drei Oberflächen
m1, m2, m3 des dielektrischen Blocks, wie in 15(b) gezeigt
ist. Nebenbei, die elektromagnetisch unabhängigen drei Resonanzmoden werden
auf jeder Oberfläche
von m1, m2, m3 erzeugt, und ein Winkel von 60,0° ist zwischen jeder Oberfläche von
m1, m2, m3 in 15(b) geöffnet.
-
15(c) ist ein Bild zum Zeigen eines Verfahrens
des Erregens einer einzelnen Mode (in anderen Worten, Erregen in
dem entarteten Zustand) in dem in 15(a) gezeigten
dielektrischen Resonator. Wie in 15(c) gezeigt
ist, sind Vorschubproben 24 und 25 zum Beispiel
in der gleichen Richtung auf gegenüberliegenden Oberflächen des
dielektrischen Blocks zum Erregen einer einzelnen Mode vorgesehen.
-
16 ist
ein Bild zum Zeigen von Anpaßeigenschaften
in dem Fall des Erregens nur einer einzelnen Mode (mit anderen Worten,
Erregen in dem entarteten Zustand), wie 15(c).
In 16 sind die Bandpaßeigenschaften in dem oben
erwähnten Fall
durch eine durchgezogene Linie bezeichnet, der Reflexionsverlust
wird durch eine entsprechende gepunktete Linie bezeichnet.
-
Wie
aus 16 ersichtlich ist, sind alle drei Resonanzmoden
TE01δ-Moden
und weisen die ähnliche
Resonanzfrequenz von ungefähr
1,935 [GHz] in dem dielektrischen Resonator der Tripelmode der vorliegenden
bevorzugten Ausführungsform
auf.
-
(Beispiel 6)
-
Dielektrische
Resonatoren des vorliegenden Beispiels sind in 17(a) und
(b) gezeigt. 17(a) und (b) sind Bilder
zum Zeigen des gleichen dielektrischen Resonators 10, der
von entsprechenden verschiedenen Gesichtspunkten betrachtet wird.
Nebenbei, ein dielektrischer Block, der aus dielektrischen Materialien
des BaO-TiO2-Systems besteht, der eine relative
Dielektrizitätskonstante ε γ von 37 vorsieht, wird
bei dem dielektrischen Resonator 10 des vorliegenden Beispiels
benutzt.
-
Zum
Herstellen des dielektrischen Resonators 10 des vorliegenden
Beispiels werden drei Gratabschnitte, die sich einen Punkt eines
dielektrischen Blocks teilen, der aus einem Würfel mit einer Seite von 22
mm (22 mm × 22
mm × 22
mm) besteht, zum Öffnen
eines Winkels von 45° zu
der Oberfläche
des dielektrischen Blocks abgeschrägt, und jede Oberfläche A1,
A2, A3 ist in einer Ebene mit einer Breite von ungefähr 7 mm
gebildet, wie in 17(a) gezeigt ist. Als
Resultat gibt es Abschnitte der drei Oberflächen des ursprünglichen
Würfels,
die nicht abgeschrägt sind,
und eine Oberfläche
B1 benachbart zu den Oberflächen
A2, A3, eine Oberfläche
B2 benachbart zu den Oberflächen
A1, A3 und eine Oberfläche
B3 benachbart zu den Oberflächen
A1, A2 sind entsprechend gebildet. Die Oberflächen B1, B2 und B3 sind Quadrate
mit einer Seite von 17 mm (17 mm × 17 mm). Daher sind bei dem
vorliegenden Beispiel die Flächenverhältnisse
der Oberflächen
A1, A2, A3 in Bezug auf die Oberflächen B1, B2 bzw. B3 ungefähr 45%.
-
Weiter
ist, wie in 17 gezeigt ist, jede der Oberflächen C (Oberfläche C2 gegenüber der
Oberfläche
B1, Oberfläche
C1 gegenüber
der Oberfläche B3,
Oberfläche
C3 gegenüber
der Oberfläche
B2), die den Oberflächen
B gegenüberliegen,
in ein Quadrat geformt mit einer Seite von 22 mm (22 mm × 22 mm),
wobei eine Ecke durch ein gleichschenkliges Dreieck mit zwei Seiten
von 5 mm und einer Seite von 7 mm abgeschnitten ist. Obwohl der
Abschnitt, in dem die Oberflächen
A (A1, A2, A3) Umstellung in einem dreieckigen Kegel gebildet ist,
gibt es kein Problem in der Eigenschaft des Abschrägens des
dreieckigen Kegelabschnittes, daß er eben ist.
-
18 ist
ein Bild zum Darstellen eines dielektrischen Filters 20,
das den dielektrischen Resonator 10 des Beispiels 1 in
einem abgeschnittenen Wellenleiter 21 eines allgemein rechteckigen
Parallelepipeds anbringt. Nebenbei, obwohl Achsen x, y, z getrennt
von dem dielektrischen Resonator 10 in 18 gezeigt
sind, ist jede der Achsen x, y, z in Beziehung orthogonal zu jeder
der zwei Oberflächen des
dielektrischen Blocks des ursprünglichen
Würfels
des dielektrischen Resonators 10. Das gleiche findet in
den folgenden Zeichnungen statt. Das dielektrische Filter 20 ist
gebildet durch Vorsehen des dielektrischen Resonators 10,
der in 17(a) und 17(b) gezeigt
ist, in dem weggeschnittene Wellenleiter 21 eines allgemein
rechteckigen Parallelepipeds, der hergestellt wird durch Verarbeiten
von Kupfer-(Cu)Platten mit einer Dicke von 1 mm oder durch Schleifen
eines Aluminium-(Al)Blocks mit einer Dicke von 3 mm. Nebenbei, wie
in 18 gezeigt ist, sieht das dielektrische Filters 20 Vorschubproben 22, 23 vor,
die an zwei Positionen darin vorgesehen sind. Ein Stangenmaterial
wird für
die Vorschubproben 24, 25 benutzt. Die Richtung
p (nicht gezeigt) der zwei Vorschubproben 24 und 25 ist
parallel zu der Achse x in Bezug auf die Achsen x, y, z des dielektrischen Resonators 10,
daher wird ein Winkel p' (nicht
gezeigt), der durch die Vorschubproben 24 und 25 geöffnet ist,
gleich 0°.
-
In 19 sind
die Bandpaßeigenschaften des
dielektrischen Filters 20 durch eine durchgezogene Linie
bezeichnet, und der Reflektionsverlust ist durch eine gepunktete
Linie gezeichnet.
-
Wie
in 19 gezeigt ist, weist das dielektrische Filter 20 des
vorliegenden Beispiels ein Durchlaßband zwischen 1,916 [GHz]
und 1,934 [GHz], beide inklusiv, auf. Weiter bezeichnen Pole in 19 den
Reflektionsverlust 51, 52, 53, daß ein Dreistufenbandpaßfilter
durch das dielektrische Filter 20 des vorliegenden Beispiels
gebildet ist.
-
(Beispiel 7)
-
Ein
dielektrischer Resonator 11 des vorliegenden Beispiels
ist in 20(a) und (b) gezeigt. 20(a) und (b) sind Bilder des gleichen
dielektrischen Resonators 11, wie er von verschiedenen
Gesichtspunkten gesehen wird. Nebenbei, ein dielektrischer Block
besteht aus dielektrischem Material des BaO-TiO2-Systems,
das eine relative Dielektrizitätskonstante ε γ von 37 vorsieht,
und wird in dem dielektrischen Resonator 10 des vorliegenden
Beispiels in der gleichen Weise wie das Beispiel 1 benutzt.
-
Der
dielektrische Resonator 11 des vorliegenden Beispiels weist
drei Oberflächen
A (A1, A2, A3) auf, die durch Abschrägen von drei Gratabschnitten
gebildet sind, die sich einen Punkt eines dielektrischen Blocks
teilen, wie in 20(a) gezeigt ist,
und drei Oberflächen
A'4, A'5, A'6 (hier im folgenden Oberflächen A' genannt) auf, die
weiter durch Abschrägen
von drei Gratabschnitten gebildet sind, die sich einen anderen Punkt
auf einer Diagonallinie des oben erwähnten Punktes teilen. In dem
vorliegenden Beispiel beträgt
ein Winkel, der durch die drei Oberflächen A oder die drei Oberflächen A' mit den anderen
benachbarten drei Oberflächen
B'1, B'2, B'3 [siehe 20(a)] (hier im folgenden als Oberflächen B' genannt) oder mit
anderen benachbarten drei Oberflächen
(C'1, C'2, C'3) [siehe 20(b)] (hier im folgenden als Oberflächen C' genannt) geöffnet wird, 45°.
-
Zum
Herstellen des dielektrischen Resonators 11 des vorliegenden
Beispiels werden drei Gratabschnitte, die sich einen Punkt auf einem
dielektrischen Block teilen, der aus einem Würfel besteht mit einer Seite
von 22 mm (22 mm × 22
mm × 22
mm) so abgeschrägt,
daß die
Oberfläche
des dielektrischen Blocks und Oberflächen A1, A2, A3 45° öffnen, und jede
der Oberflächen
A1, A2, A3 ist in einer Ebene mit einer Breite von 7 mm gebildet,
wie in 20(a) gezeigt ist. Weiter sind
drei Gratabschnitte, die sich einen anderen Punkt auf einer Diagonallinie
des oben erwähnten
Punktes teilen, so abgeschrägt,
daß die
Oberfläche
des dielektrischen Blocks und Oberflächen A4', A5',
A6' entsprechend
45° öffnen, und jede
der Oberflächen
A4', A5', A6' ist in einer Ebene mit
einer Breite von 7 mm gebildet, wie in 20(b) gezeigt
ist. Als Resultat gibt es Abschnitte der drei Oberflächen des
ursprünglichen
Würfels,
die unabgeschrägt
verbleiben, eine Oberfläche
B'1 benachbart zu
den Oberflächen
A2, A3, eine Oberfläche
B'2 benachbart zu
den Oberflächen
A1, A3 und eine Oberfläche
B'3 benachbart zu
den Oberflächen
A1, A2 sind entsprechend gebildet, und eine Oberfläche C'1 gegenüber der
Oberfläche
B'3, eine Oberfläche C'2 gegenüber der
Oberfläche
B'1 und eine Oberfläche C'3 gegenüber der
Oberfläche
B'2 sind entsprechend
gebildet. Die Oberflächen
B'1, B'2, B'3 sind Quadrate mit
einer Seite von 17 mm (17 mm × 17 mm),
die an einer Ecke davon abgeschrägt
sind. Als Resultat, daß die
Ecke der Oberflächen
B'1, B'2, B'3 abgeschrägt ist,
beträgt
das Flächenverhältnis der Oberflächen A in
Bezug auf die Oberflächen
B' ungefähr 48% in
dem vorliegenden Beispiel, was etwas größer ist als bei dem oben erwähnten Beispiel
1. Die Flächen
und die Formen der Oberflächen
C' gegenüber den
Oberflächen
B' sind ähnlich zu
den Oberflächen
B'.
-
Ein ähnliches
dielektrisches Filter kann gebildet werden durch Anbringen des dielektrischen
Resonators 11 des vorliegenden Beispiels 7 in einem abgeschnittenen
Wellenleiter eines allgemein rechteckigen Parallelepipeds auf die
gleiche Weise wie bei dem Beispiel 6.
-
(Beispiel 8)
-
Ein
Hauptabschnitt eines dielektrischen Filters des vorliegenden Beispiels
ist in 21 gezeigt. Das dielektrische
Filter dieses vorliegenden Beispiels ist ein dielektrisches Filter,
das den dielektrischen Resonator 10 ähnlich zu dem in 17(a) und (b) gezeigten Beispiel 6 in
einem abgeschnittenen Wellenleiter eines allgemein rechteckigen
Parallelepipeds anbringt, aber nur der dielektrische Resonator 10 und
die Vorschubproben 24 und 25 sind in 21 gezeigt.
-
In
dem Fall, daß eine
Richtung p der Vorschubprobe 24 in Bezug auf die Achsen
x, y, z des dielektrischen Resonators 10 auf einer x-y-Oberfläche schwingt
und ein Winkel Θ1
gleich 0° ist,
wenn die Richtung p parallel zu der Achse x ist, kann die Richtung
p innerhalb des Bereichs zwischen –45° und +45°, beide inklusive, variiert
werden, und in dem Fall, daß eine
Richtung p' der
Vorschubprobe 25 auf einer z-x-Oberfläche schwingt und ein Winkel Θ2 gleich
0° ist,
wenn die Richtung p' parallel
zu der Achse x ist, kann die Richtung p' innerhalb des Bereichs zwischen –45° und +45°, beide inklusive,
variiert werden. Nebenbei, die Winkel sind als Θ1 gleich 5°, Θ2 gleich 8° in dem vorliegenden Beispiel
eingestellt.
-
(Beispiel 9)
-
Ein
Hauptabschnitt eines dielektrischen Filters des vorliegenden Beispiels
ist in 22(a) gezeigt. Das dielektrische
Filter des vorliegenden Beispiels ist ein dielektrisches Filter,
das den dielektrischen Resonator 10 ähnlich zu dem in 17(a) und (b) gezeigten Beispiel 6 in
einem abgeschnittenen Wellenleiter eines allgemein rechteckigen
Parallelepipeds anbringt, aber nur der dielektrische Resonator 10 und
die Vorschubproben 24 und 25 sind in 22(a) gezeigt.
-
Bei
dem vorliegenden Beispiel sind die Vorschubproben 24 und 25 auf
den Oberflächen
B [den Oberflächen
B2 in 17(a)] und den Oberflächen C [den
Oberflächen
C2 in 18(b)] des dielektrischen Resonators 10 vorgesehen.
Positionen zum Vorsehen der Vorschubproben 24 und 25 sind
in 22(b) gezeigt. 22(b) ist
ein Bild des dielektrischen Resonators 10 und der Vorschubproben 24 und 25,
wie sie aus einer Richtung der Achse x gesehen werden. Die Richtungen
p (nicht gezeigt) und p' (nicht
gezeigt) der Vorschubproben 24 und 25 sind parallel
zu der Achse x, wie in 22(b) gezeigt
ist, und die Vorschubprobe 24 kann parallel zu der Achse
y versetzt werden, und die Vorschubprobe 25 kann parallel
mit der Richtung der Achse z versetzt werden, wie in 22(b) gezeigt ist.
-
In 22(b) wird eine Bewegung der Vorschubproben 24 und 25,
um sich einander anzunähern,
als a bezeichnet (siehe das Bild). Hier ist der Betrag, wie in 22(b) gezeigt ist, als a = 0 in dem Fall
angegeben, daß die
Vorschubproben 24 und 25 entsprechend auf einer
Zentrallinie des dielektrischen Resonators 10 positioniert
sind.
-
Bei
dem vorliegenden Beispiel werden Abschwächungseigenschaften in den
folgenden drei Fällen
gemessen, daß die
Vorschubproben 24 und 25 entsprechend auf der
Zentrallinie des dielektrischen Resonators 10 sind [a =
0], daß die
Vorschubproben 24 und 25 sich um 1 mm in eine
Richtung des Einanderannäherns
bewegt haben [a = 1] und daß die
Vorschubproben 24 und 25 um 1 mm in eine Richtung
des Einanderverlassens bewegt haben [a = –1]. In 23 sind
die Abschwächungseigenschaften des
dielektrischen Filters des vorliegenden Beispiels gezeigt. Zuerst,
wie in dem Diagramm gezeigt ist, in dem Fall a = 0, wird ein Abschwächungspol 90 an
einer Frequenz von ungefähr
1,873 [GHz] erzeugt. Somit wird der Abschwächungspol auf einer Seite der niedrigeren
Frequenz als eine Zentralfrequenz erhalten, d.h. auf einem unteren
Seitenband. Und es erscheint, daß in dem Fall, in dem sich
die Vorschubproben 24 und 25 in die Richtung des
Annäherns
um 1 mm zueinander bewegen [a = 1 mm], wird der Abschwächungspol 90 an
einer Frequenz von ungefähr 1,805
[GHz] erzeugt, das heißt,
er bewegt sich zu der Seite der niedrigeren Frequenz im Vergleich
mit dem Fall von a = 0. In dem Fall dagegen, daß sich die Vorschubproben 24 und 25 in
die Richtung des Einanderverlassens um 1 mm bewegen [a = –1 mm],
wird der Abschwächungspol 90 an
einer Frequenz von ungefähr
1,90 [GHz] erzeugt, d.h., er bewegt sich zu der Seite der höheren Frequenz
im Vergleich mit dem Fall von a = 0.
-
(Beispiel 10)
-
In
den obigen Beispielen 6 bis 9 sind Beispiele beschrieben, die nur
einen dielektrischen Resonator benutzen, aber in dem vorliegenden
Beispiel werden, wie in 24 gezeigt
ist, zwei dielektrische Resonatoren 10 benutzt, und ein
dielektrisches Filter 100 mit sechs Stufen ist gebildet.
Zu der Zeit gibt es zwei Vorschubproben, und die Eigenschaften davon können auf die
gleiche Weise variiert werden, wie in den Beispielen 8 und 9 beschrieben
ist.
-
Obwohl
es nicht in dem Bild gezeigt ist, ist es auch annehmbar, drei oder
mehr elektrische Resonatoren 10 zu benutzen, und die Eigenschaften
des dielektrischen Filters können
variiert werden durch Variieren der Position oder Winkel der Vorschubprobe.
-
(Beispiel 11)
-
Das
vorliegende Beispiel ist ein Beispiel, das vier dielektrische Resonatoren 10 benutzt,
wie in 24(b) gezeigt ist. Das vorliegende
Beispiel ist ein Beispiel zum Anwenden eines dielektrischen Filters 150,
das zum Übertragen
und Empfangen kombiniert ist, wobei zwei dielektrische Resonatoren 10 benutzt werden,
und ein Duplexer 200 ist zusammengesetzt.
-
Während bevorzugte
Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung oben beschrieben worden sind, ist es verständlich,
daß die
vorliegende Erfindung nicht begrenzt ist und auf andere bevorzugte Ausführungsformen
innerhalb des Umfangs der Erfindung angewendet werden kann, der
darin beansprucht wird.
-
Obwohl
eine stangenartige Antenne als eine Vorschubprobe innerhalb der
Beispiele 6 bis 9 benutzt wird, kann ein ähnlicher Effekt erzielt werden, indem
eine Schleifenantenne statt dessen benutzt wird.
-
Obwohl
der durch die drei Oberflächen
A geöffnete
Winkel, der durch Abschrägen
von drei Gratabschnitten gebildet ist, die sich einen Punkt des
dielektrischen Blocks teilen, und drei andere Oberflächen B oder
B' benachbart dazu,
auf 45° gesetzt ist, kann
der ähnliche
Effekt erzielt bei einem Winkel in dem Bereich zwischen 40° und 50°, beide inklusive. Obwohl
weiter der durch die drei Oberflächen
A', die durch Abschrägen der
drei Gratabschnitte gebildet sind, die sich eine Spitze des dielektrischen
Blocks teilen, und andere drei Oberflächen C' benachbart dazu geöffnete Winkel auf 45° gesetzt
ist, kann der ähnliche
Effekt erhalten werden durch einen Winkel in dem Bereich zwischen
40° und
50°, beide
inklusive.
-
Obwohl
das Flächenverhältnis der
Oberflächen
A in Bezug auf die Oberflächen
B auf 45° gesetzt
ist, kann der ähnliche
Effekt weiterhin erhalten werden durch ein Flächenverhältnis innerhalb des Bereichs
zwischen 1% und 200%, beide inklusive.
-
[Industrielle Benutzbarkeit]
-
Gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen dielektrischen
Resonator mit Tripelmode zu realisieren, der als drei Resonatoren
wirken kann, mit einem dielektrischen Block, wie oben beschrieben wurde.
Durch Benutzen des dielektrischen Resonators mit Tripelmode ist
es möglich,
eine Größenverringerung
der dielektrischen Filter zu erzielen. Bei dem Resultat der Größenverringerung
können
das Gewicht und die Zahl der benötigten
Resonatoren verringert werden, und folglich können die Kosten gesenkt werden.
Nebenbei, es ist ebenfalls wirksam für ein willkürliches Positionieren eines
Abschwächungspols,
wobei unerwünschte
Resonanz und ähnliches
vermieden wird.
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Weiter
als ein dielektrischer Resonator, der sich auf eine zweite bevorzugte
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bezieht, einen dielektrischen Block aufweist,
der durch Abschrägen
von drei Gratabschnitten eines im allgemeinen recht eckigen Parallelepipeds
gebildet ist, und degenerierte Kopplung der Tripelmode (TE01δ-Mode) der
gleichen Resonanzfrequenz bewirkt, die auf drei Oberflächen erzeugt
sind, die elektromagnetisch unabhängig von dem oben erwähnten dielektrischen
Block sind, ist es möglich
für einen
sehr kleinen dielektrischen Resonator mit einer einfachen Zusammensetzung,
leicht realisiert zu werden, während
Resonanz der Tripelmode verfügbar
ist. Durch Anbringen des dielektrischen Resonators, der sich auf
die zweite bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bezieht, zum Beispiel in einem abgeschnittenen
Wellenleiter eines allgemein rechteckigen Parallelepipeds und Vorsehen
einer Vorschubprobe darin, kann ein klein bemessenes dielektrisches
Filter mit einer einfachen Zusammensetzung vorgesehen werden.