DE69909000T2 - Dielektrischer Resonator, dielektrisches Filter, dielektrischer Duplexer und Kommunikationsgerät - Google Patents

Dielektrischer Resonator, dielektrisches Filter, dielektrischer Duplexer und Kommunikationsgerät Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen kompakten dielektrischen Resonator mit einem sehr hohen Wert für Q, einen dielektrischen Filter, bei dem der Resonator zur Anwendung kommt, und ein dielektrischen Duplexer und eine Kommunikationsvorrichtung.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Kürzlich wurden dielektrische Resonatoren, bei denen ein Dielektrikum als ein Material für die Konstruktion eines Resonators zur Anwendung kam, in breitem Umfang eingesetzt, um das Resonanzsystem eines elektrischen Schaltkreises, welches Hochfrequenzwellen, wie Mikrowellen, handhabt, zu miniaturisieren. Solche dielektrischen Resonatoren nutzen das Phänomen, dass die Wellenlänge einer elektromagnetischen Welle in einem Dielektrikum 1/(εr)1/2 (worin εr für eine relative dielektrische Konstante steht) jener in freiem Raum gemessenen entspricht. Dielektrische Resonatoren werden in einer Vielzahl von Resonanzmodi verwendet, einschließlich den TE-, TM- und TEM-Modi. Um zu verhindern, dass elektromagnetische Energie verstreut wird und verloren geht, werden dielektrische Resonatoren für gewöhnlich in ein Metallgehäuse eingebaut, oder alternativ, werden Metallelektroden auf der dielektrischen Oberfläche ausgebildet.
  • In Resonanzsystemen der oben erwähnten Typen variiert Qu (d. h. Q unter Nichtbelastung) nicht nur in Abhängigkeit von Qd (= 1/tan δ, Q des Dielektrikums per se), sondern auch in Abhängigkeit von Qc (d. h. dem einem Konduktorverlust zugeschriebenen Q, welcher durch den Strom verursacht wird, welcher auf der Metalloberfläche fließt). Qu wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt: 1/Qu = (1/Qd) + (1/Qc). Um ein Resonanzsystem mit hohem Qu zu realisieren, ist es somit wesentlich, dass ein dielektrisches Material mit hohem Qd verwendet wird, und darüber hinaus ist es wesentlich, dass Elektroden mit hohem Qc – mit anderen Worten, Elektroden mit kleinerem Leiterverlust – verwendet werden.
  • Die offengelegte japanische Patentanmeldung (kokai) Nr. 1-154603 beschreibt ein Verfahren zum Erreichen eines Qu (Q unter Nichtbelastung) durch Ausbilden von supraleitenden Elektroden auf RE-M-Cu-O-Basis auf einer dielektrischen Keramik von einer Vielzahl von Typen, einschließlich dielektrischen Keramik auf MgTiO3-(Ca, Me)TiO3-Basis, dielektrischer Keramik auf Ba(Zr, Zn, Ta)O3-Basis, dielektrischer Keramik auf (Zr, Sn)TiO4- und BaO-PbO-Nd2O3-TiO2- Basis. Ebenfalls ist in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (kokai) Nr. 9-298404 ein Verfahren beschrieben, welches Ba(Mg, Ta)O3 als ein dielektrisches Material nutzt. Das Dokument WO-A-9741616 beschreibt Resonanzstrukturen, welche YBCO als Supraleiter und auf Bariumtetratitanat basierende Dielektrika kombiniert sind.
  • Die 6 und 7 sind Graphen, welche Temperatur-Abhängigkeits-Charakteristika von tan δ (= 1/Qd) bei 10 GHz einer Vielzahl von dielektrischen Materialien zeigen. Wie in den 6 und 7 gezeigt, zeigt Material auf MgTiO3-(Ca, Me)TiO3-Basis, Material auf Ba(Zr, Zn, Ni, Ta)O3-Basis, Material auf BaO-PbO-Nd2O3-TiO2-Basis und Material auf Ba(Mg, Ta)O3-Basis in nachteiliger Weise schlechte Niedrig-Temperatur-Charakteristika, da in jedem Fall tan δ nicht mit konstanter Rate vermindert wird über den gesamten Bereich von niedrigen Temperaturen.
  • Bei einem dielektrischen Material auf (Zr, Sn)TiO4-Basis nimmt tan δ mit einer konstanten Rate über den niedrigen Temperaturbereich ab. Gleichwohl weist dieses Material insofern einen Nachteil auf, als dass eine heftige Grenzflächenreaktion zwischen den resultierenden dielektrischen und supraleitenden Elektroden auftritt. Insbesondere wenn ein dicker Film durch Siebdruck ausgebildet wird, wirft eine Grenzflächenreaktion zwischen einem dielektrischen und einem supraleitenden Oxidmaterial einen kritischen Sachverhalt auf; eine heftige Grenzflächenreaktion baut das supraleitende Material ab, und deshalb kann keine supraleitende Charakteristik erhalten werden. Deshalb besteht, um die praktische Verwendung von verschiedenen Produkten, die sich von supraleitenden Materialien ableiten, zu verfolgen, ein starker Bedarf nach einem neuen Substratmaterial, welches keine Grenzflächenreaktion verursacht. MgO ist ein dielektrisches Kandidatmaterial, welches keine Grenzflächenreaktion zwischen dem Dielektrikum und supraleitendem Oxidmaterial verursacht, und es ist somit geeignet zur Verwendung mit Hochfrequenzwellen. Gleichwohl besitzt MgO einen εr-Wert (relative dielektrische Konstante) von 9 bis 10, welche niedrig ist im Vergleich zu dem des oben erwähnten Dielektrikums (εr = 20 bis 30), was MgO hinsichtlich der Miniaturisierung des Resonanzsystems nachteilig macht.
  • Demzufolge ist ein primäres Ziel der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines kompakten dielektrischen Resonators mit hohem Qu-Wert, bei dem eine Elektrode, gebildet aus supraleitendem Oxidmaterial, auf einer Oberfläche des Dielektrikums vorgesehen ist.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines dielektrischen Filters, welcher einen solchen kompakten Resonator nutzt.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines dielektrischen Duplexers, welcher den kompakten Resonator nutzt.
  • Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Kommunikationsvorrichtung, bei der der kompakte Resonator verwendet wird.
  • In einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein dielektrischer Resonator bereitgestellt, umfassend ein Dielektrikum und eine auf einer Oberfläche des Dielektrikums vorgesehene supraleitende Oxid-Elektrode, wobei das Dielektrikum ein Dielektrikum auf Ba(Mg, Ma)O3-Basis ist (wobei Ma mindestens ein fünfwertiges elementares Metall ist, aber nicht Ta allein sein kann), und die supraleitende Oxid-Elektrode aus einem supraleitenden Oxidmaterial gebildet ist, gewählt aus supraleitendem Oxidmaterial auf RE-M-Cu-O-Basis (wobei RE ein Seltenerdelement ist und M ein Erdalkalimetallelement ist), einem supraleitenden Oxidmaterial auf Bi-Sr-Ca-Cu-O-Basis (welches jene umfasst, bei welchen Bi teilweise durch Pb substituiert ist) und einem supraleitenden Oxidmaterial auf Tl-Ba-Ca-Cu-O-Basis.
  • Vorzugsweise ist Ma mindestens ein Element, gewählt unter Ta, Sb und Nb (mit der Ausnahme des Falles, bei dem Ta allein verwendet wird).
  • In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein dielektrischer Resonator bereitgestellt, umfassend ein Dielektrikum und eine auf einer Oberfläche des Dielektrikums vorgesehene supraleitende Oxid-Elektrode, wobei das Dielektrikum ein Dielektrikum auf Ba(Mb, Mg, Ta)O3-Basis ist (wobei Mb ein vierwertiges oder fünfwertiges elementares Metall ist), und die supraleitende Oxid-Elektrode aus einem supraleitenden Oxidmaterial gebildet ist, gewählt aus einem supraleitenden Oxidmaterial auf RE-M-Cu-O-Basis (wobei RE ein Seltenerdelement ist und M ein Erdalkalielement ist), einem supraleitenden Oxidmaterial auf Bi-Sr-Ca-Cu-O-Basis (welches jene umfasst, bei welchen Bi teilweise durch Pb substituiert ist) und einem supraleitenden Oxid-Material auf TI-Ba-Ca-Cu-O-Basis.
  • Vorzugsweise ist Mb mindestens ein Element, das aus Sn, Zr, Sb und Nb gewählt ist.
  • Vorzugsweise ist das Dielektrikum auf Ba(Mb, Mg, Ta)O3-Basis ein Dielektrikum auf Ba(Sn, Mg, Ta)O3-Basis ist. Vorzugsweise ist die Zusammensetzung des Dielektrikums auf Ba(Sn, Mg, Ta)O3-Basis Ba(Snx, Mgy, Taz)O7/2-x/2-3y/2 (worin x + y + z = 1, 0,04 ≤ x ≤ 0,26, 0,23 ≤ y ≤ 0,31 und 0,51 ≤ z ≤ 0,65).
  • In einem dielektrischen Resonator gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Dielektrikum auf Ba(Mb, Mg, Ta)O3-Basis ein Dielektrikum auf Ba(Mg, Sb, Ta)O3-Basis sein. In diesem Fall ist die Zusammensetzung des Dielektrikums auf Ba(Mg, Sb, Ta)O3-Basis BaxMgy(Sby, Ta1-y)zOw (worin x + y + z = 1 ist, w eine beliebige Zahl ist und x, y und z in dem durch die Verbindungspunkte A, B, C und D definierten Tetraeder, gezeigt in Tabelle 1, liegen, und 0,001 ≤ v ≤ 0,300 ist.
  • Tabelle 1
    Figure 00040001
  • In dem ersten und zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das supraleitende Oxidmaterial auf RE-M-Cu-O-Basis YBa2Cu3O7-x sein, das supraleitende Oxidmaterial auf Bi-Sr-Ca-Cu-O-Basis (Bi, Pb)2Sr2Ca2Cu3OX oder Bit, Sr2CaCu2Ox sein, und das supraleitende Oxidmaterial auf Tl-Ba-Ca-Cu-O-Basis Tl2Ba2Ca2Cu3Ox sein.
  • In einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein dielektrischer Filter bereitgestellt, umfassend einen dielektrischen Resonator nach mindestens einem der obigen Aspekte der vorliegenden Erfindung und eine externe Verbindungseinrichtung.
  • Beispiele für das RE-Element, welches als ein Bauteil des supraleitendem Oxidmaterials auf RE-M-Cu-O-Basis dient, schließt Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu ein. M (d. h. ein Erdalkalimetallelement) ist unter anderem vorzugsweise Ba oder Sr.
  • Da der Oberflächenwiderstand (Rs) eines supraleitenden Oxidmaterials länger als der von Metall bei einer Temperatur unterhalb der kritischen Temperatur (Tc) ist, tritt ein kleinerer Leiterverlust in den Elektroden auf, was dadurch in starkem Maße Qc verbessert. Ebenfalls zeigt das Dielektrikum, welches in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, eine ausgezeichnete tan δ-Charakteristik bei niedriger Temperatur, und es verursacht keine Grenzflächenreaktion mit einem supraleitenden Oxidmaterial. Deshalb ist das Dielektrikum der vorliegenden Erfindung zur Ausbildung einer supraleitenden Oxidelektrode auf der Oberfläche davon geeignet.
  • Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leicht erkannt werden, wenn dieselben besser verstanden werden mit Bezug auf die nachfolgende genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen betrachtet werden, wobei:
  • die 1 eine erklärende Skizze ist, welche einen dielektrischen Beispiel-Resonator gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • die 2 ein Graph ist, welcher die Niedrig-Temperatur-Charakteristik Qu (Q unter keiner Belastung) von dielektrischen Resonatoren im TE011-Modus zeigt;
  • die 3 eine erklärende Skizze ist, welche einen anderen dielektrischen Beispiel-Resonator gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • die 4 ein Graph ist, der die Niedrig-Temperatur-Charakteristik Qu (Q unter keiner Belastung) von dielektrischen Resonatoren im TE010-Modus zeigt;
  • die 5 ein Blockdiagramm ist, welches eine beispielhafte Kommunikationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • die 6 ein Graph ist, welcher die Temperatur versus tan 6 (bei 10 GHz)-Kurven von unterschiedlichen Dielektrika zeigt; und
  • die 7 ein anderer Graph ist, welcher die Temperatur versus tan 6 (bei 10 GHz)-Kurven einer Vielzahl von Dielektrika zeigt.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die 1 ist eine erklärende Skizze eines beispielhaften dielektrischen Resonators im TE011-Modus der vorliegenden Erfindung.
  • Das Resonanzsystem des dielektrischen Resonators 10 verwendet ein dielektrisches Resonatorvertahren vom Beide-Terminal-Kurz-Schaltkreis-Typ (Hakki & Colemann-Verfahren), welches ein Verfahren ist, welches allgemein zur Beurteilung von dielektrischen Charakteristika im Mikrowellen-Band eines dielektrischen Materials und zur Mes sung des Oberflächenwiderstandes eines Supraleiters angewendet wird. Das Hakki & Colemann-Verfahren wendet allgemein eine Struktur an, bei der ein Dielektrikum sandwichartig zwischen zwei Metallplatten liegt; gleichwohl besitzt der in 1 gezeigte dielektrische Resonator 10 eine Struktur, bei der eine der Metallplatten durch eine supraleitende Elektrode, die auf der Oberfläche des Dielektrikums ausgebildet ist, substituiert ist. Das heißt, der in 1 gezeigte dielektrische Resonator 10 schließt ein dielektrisches Substrat 12 ein, und eine filmgeformte supraleitende Elektrode 14 ist auf der Oberfläche des dielektrischen Substrats 12 ausgebildet. Eine Kupferplatte 16 ist so angeordnet, dass sie der supraleitenden Elektrode 14 gegenübersteht. Ein Dielektrikum 18 ist zwischen der supraleitenden Elektrode 14 und der Kupferplatte 16 sandwichartig angeordnet. Ferner sind zwei Anregungskabel 20 und 22 auf gegenüber liegenden Seiten des Dielektrikums 18 und zwischen der supraleitenden Elektrode 14 und der Kupferplatte 16 angeordnet, so dass die Kabel 20 und 22 einander gegenüber stehen.
  • In dem dielektrischen Resonator von 1 wird ein Dielektrikum auf Ba(Sn, Mg, Ta)O3-Basis (Größe: φ 8,5 mm × t 3,8 mm) als ein Dielektrikum 18 venrwendet. Die Zusammensetzung ist Ba(SnxMgyTaz)O7/2-x/2-3y/2 (worin x + y + z = 1, 0,04 ≤ x ≤ 0,26, 0,23 ≤ y ≤ 0,31, 0,51 ≤ z ≤ 0,65). Das dielektrische Substrat 12, auf dem die supraleitende Elektrode 14 ausgebildet ist, wurde ebenfalls aus Ba(Sn, Mg, Ta)O3 erzeugt.
  • In diesem dielektrischen Resonator wird ein Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O-Film oder Y-Ba-Cu-O-Film als supraleitende Elektrode 14 ausgebildet. Spezieller wird z. B. (Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3Ox oder YBa2Cu3O7-x verwendet. Die supraleitende Elektrode 14, welche eines von diesen Materialien verwendet, kann z. B. in folgender Weise ausgebildet werden.
  • Ein Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O-Film kann ausgebildet werden durch die Verwendung des folgenden Verfahrens. Ein Pulver der Zusammensetzung Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O (2223-Phase) und eines organischen Vehikels werden gemischt, einer Einstellung der Viskosität davon unterzogen und auf das dielektrische Substrat 12 siebgedruckt. Der resultierende Film wird bei 100 bis 150°C getrocknet, und der getrocknete Film wird bei 840 bis 860°C 100 bis 200 Stunden in Luft gebrannt.
  • Ein Y-Ba-Cu-O-Film kann ausgebildet werden durch Anwendung der folgenden Methode. Ein Pulver der Zusammensetzung Y-Ba-Cu-O und ein organisches Vehikel werden gemischt, eine Einstellung der Viskosität davon unterzogen und auf die dielektrische Keramik siebgedruckt. Der resultierende Film wird bei 860 bis 880°C 5 bis 10 Stunden in einer Sauerstoffatmosphäre gebrannt.
  • Ein dielektrischen Resonator 10 mit dem Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O-Film, welcher als supraleitende Elektrode 14 dient, und ein dielektrischen Resonator 10 mit dem Y-Ba-Cu-O-Film wurden ausgebildet, und Niedrig-Temperatur-Qu wurde gemessen. Die Ergebnisse sind durch Verwendung von weißen Kreisen und weißen Dreiecken in der 2 aufgetragen. BPSCCO, erscheinend in 2, steht für Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O, und YBCO steht darin für Y-Ba-Cu-O.
  • Ferner wurde als ein erstes Vergleichsbeispiel ein dielektrischer Resonator mit der gleichen Struktur wie der dielektrische Resonator 10, welcher in 1 gezeigt ist, erzeugt, außer dass eine Kupferplatte anstelle der supraleitenden Elektrode 14 vorgesehen wurde. Mit anderen Worten besitzt der dielektrische Resonator des ersten Vergleichsbeispiels die gleiche Struktur wie der dielektrische Resonator 10, welcher in 1 gezeigt ist, außer dass das Dielektrikum 18 sandwichartig zwischen zwei Kupferplatten vorliegt. Niedrig-Temperatur-Qu des dielektrischen Resonators des ersten Vergleichsbeispiels wurde gemessen, und die Ergebnisse sind unter Verwendung von schwarzen Rhomben in 2 aufgetragen.
  • Wie es aus der 2 ersichtlich ist, können die dielektrischen Resonatoren 10 einen Qu-Wert erreichen, welcher höher als jener des-dielektrischen Resonators in dem ersten Vergleichsbeispiel ist, in dem das Dielektrikum sandwichartig zwischen zwei Kupferplatten angeordnet ist. Das heißt, die supraleitende Elektrode 14, welche auf dem dielektrischen Substrat 12 ausgebildet ist, erfährt keine Grenzflächenreaktion mit dem Dielektrikum, sondern zeigt supraleitende Charakteristika.
  • Die 3 ist eine erklärende Skizze eines beispielhaften dielektrischen Resonators vom TM010-Modus der vorliegenden Erfindung. Der dielektrische Resonator 30, welcher in 3 gezeigt ist, schließt ein dielektrisches Substrat 32 ein. Supraleitende Elektroden mit Filmform 34 und 36 werden auf der oberen bzw. unteren Oberfläche des dielektrischen Substrats 32 ausgebildet. Das dielektrische Substrat 32 wird innerhalb eines Metallgehäuses 40 durch Vermittlung eines Teflonblattes 38 fixiert. Ein Anregungskabel 42 wird an einem Ende des Metallgehäuses 40 angebracht, und ein Anregungskabel 44 wird am anderen Ende angebracht.
  • Das dielektrische Substrat 32 dieses Resonators 30 wurde aus Dielektrikum auf Ba(Sn, Mg, Ta)O3-Basis wie bei dem dielektrischen Resonator 10 erzeugt. Die supraleitenden Elektroden 34 und 36 wurden aus Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O-Film durch die Verwendung des oben erwähnten Verfahrens erzeugt. Niedrig-Temperatur-Qu wurde gemes sen, und die Ergebnisse wurden unter Verwendung von weißen Kreisen in 4 aufgetragen. BPSCCO, erscheinend in 4, steht für Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-0.
  • Ferner wurde als ein zweites Vergleichsbeispiel ein dielektrischer Resonator der gleichen Struktur wie der dielektrische Resonator 30, welcher in 3 gezeigt ist, erzeugt, außer dass ein Kupferdünnfilm auf dem dielektrischen Substrat 32 anstelle der supraleitenden Elektroden 34 und 36 ausgebildet wurde. Mit anderen Worten, der dielektrische Resonator des zweiten Vergleichsbeispiels besitzt die gleiche Struktur wie der dielektrische Resonator 30, welcher in 3 gezeigt ist, außer dass das Dielektrikum 32 sandwichartig zwischen zwei Kupferdünnfilmen angeordnet ist. Der Niedrig-Temperatur-Qu-Wert des dielektrischen Resonators des zweiten Vergleichsbeispiels wurde gemessen, und die Ergebnisse sind unter Verwendung von schwarzen Rhomben in 4 aufgetragen.
  • Wie es aus der 4 ersichtlich ist, können die dielektrischen Resonatoren 30 einen höheren Qu-Wert als jenen des dielektrischen Resonators des zweiten Vergleichsbeispiels erreichen. Das heißt, die supraleitenden Elektroden 34 und 36, die auf der oberen und unteren Oberfläche des dielektrischen Substrats 32 ausgebildet sind, erfahren keine Grenzflächenreaktion mit dem Dielektrikum, sondern zeigen supraleitende Charakteristika.
  • Der Fall, bei dem Dielektrikum auf Ba(Sn, Mg, Ta)O3-Basis als ein Dielektrikum verwendet wurde, wurde beschrieben mit Bezug auf Ausführungsbeispiele und den darauf bezogenen Daten, die in den 1 bis 4 gezeigt sind; gleichwohl kann, wenn die anderen oben beschriebenen Dielektrika verwendet werden, der gleiche Effekt erzeugt werden. Ferner ist das supraleitende Oxidmaterial nicht nur auf die in den Ausführungsformen verwendeten Materialien, wie in Bezug auf 1 und 3 beschrieben, beschränkt; wenn andere obenstehende supraleitende Oxidmaterialien verwendet werden, kann der gleiche Effekt erzeugt werden.
  • Ein dielektrischen Resonator im TE011-Modus und ein dielektrischer Resonator im TE010-Modus wurden mit Bezug auf die 1 bis 4 beschrieben; gleichwohl ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf diese Typen von Resonatoren beschränkt. Die Erfindung kann ebenfalls auf andere Typen von dielektrischen Resonatoren angewendet werden, z. B. andere dielektrische Resonatoren vom TE-Modus, TM-Modus, TEM-Modus, oder Resonatoren, bei denen Streifenlinien auf dem dielektrischen Substrat davon erzeugt sind.
  • Die 5 ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Kommunikationsvorrichtung unter Verwendung des dielektrischen Resonators der vorliegenden Erfindung. Die Kommunikationsvorrichtung 50 schließt einen dielektrischen Duplexer 52, einen Übertragungsschaltkreis 54, einen Empfangsschaltkreis 56 und eine Antenne 58 ein. Der Übertragungsschaltkreis 54 ist mit einer Input-Einrichtung 60 des dielektrischen Duplexers 52 verbunden, und der Empfangsschaltkreis 56 ist mit einer Output-Einrichtung 62 des dielektrischen Duplexers 52 verbunden. Die Antenne 58 ist mit einer Antennenverbindungseinrichtung 64 des dielektrischen Duplexers 52 verbunden. Der dielektrische Duplexer 52 schließt zwei dielektrische Filter 66 und 68 ein. Die dielektrischen Filter 66 und 68 schließen jeweils den dielektrischen Resonator der vorliegenden Erfindung und externe Verbindungseinrichtungen, die an dem Resonator gebunden sind, ein. Bei dieser beispielhaften Kommunikationsvorrichtung werden die Filter ausgebildet durch Verbinden der externen Verbindungseinrichtung 70 mit den Anregungskabeln der dielektrischen Resonatoren 10 (30); ein dielektrischen Filter 66 wird zwischen der Input-Einrichtung 60 und der Antennenverbindungseinrichtung 64 verbunden, und der dielektrische Filter 68 wird zwischen der Antennenverbindungseinrichtung 64 und der Output-Einrichtung 62 verbunden.
  • Wie oben beschrieben, tritt bei dem dielektrischen Resonator gemäß der vorliegenden Erfindung keine Grenzflächenreaktion zwischen dem Dielektrikum und dem supraleitenden Material auf, wodurch eine ausgezeichnete supraleitende Charakteristik bereitgestellt wird, wodurch ein höherer Qu-Wert als jener in dem Fall, bei dem Metallelektroden verwendet werden, erreicht wird. Wenn ein solcher dielektrischen Resonator der vorliegenden Erfindung in einen dielektrischen Filter, dielektrischen Duplexer oder eine Kommunikationsvorrichtung eingebracht wird, können mithin ausgezeichnete Betriebscharakteristika erhalten werden.

Claims (14)

  1. Dielektrischer Resonator, umfassend ein Dielektrikum und eine auf einer Oberfläche des Dielektrikums vorgesehene supraleitende Oxid-Elektrode, wobei die supraleitende Oxid-Elektrode aus einem supraleitenden Oxidmaterial gebildet ist, gewählt aus einem supraleitenden Oxidmaterial auf RE-M-Cu-O-Basis, wobei RE ein Seltenerdelement ist und M ein Erdalkalimetallelement ist, einem supraleitenden Oxidmaterial auf Bi-Sr-Ca-Cu-O-Basis, welches jene umfasst, bei welchen Bi teilweise durch Pb substituiert ist, und einem supraleitenden Oxidmaterial auf Tl-Ba-Ca-Cu-O-Basis, dadurch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum ein Dielektrikum auf Ba(Mg, Ma)O3-Basis ist, wobei Ma mindestens ein fünfwertiges elementares Metall ist, aber nicht Ta allein sein kann.
  2. Dielektrischer Resonator, umfassend ein Dielektrikum und eine auf einer Oberfläche des Dielektrikums vorgesehene supraleitende Oxid-Elektrode, wobei die supraleitende Oxid-Elektrode aus einem supraleitenden Oxidmaterial gebildet ist, gewählt aus einem supraleitenden Oxidmaterial auf RE-M-Cu-O-Basis (wobei RE ein Seltenerdelement ist und M ein Erdalkalielement ist), einem supraleitenden Oxidmaterial auf Bi-Sr-Ca-Cu-O-Basis, welches jene umfasst, bei welchen Bi teilweise durch Pb substituiert ist, und einem supraleitenden Oxid-Material auf TI-Ba-Ca-Cu-O-Basis, dadurch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum ein Dielektrikum auf Ba(Mb, Mg, Ta)O3-Basis ist, wobei Mb ein vierwertiges oder fünfwertiges elementares Metall ist.
  3. Dielektrischer Resonator gemäß Anspruch 1, wobei das Ma mindestens ein Element gewählt aus Ta, Sb und Nb ist, mit Ausnahme des Falls, wo Ta allein verwendet wird.
  4. Dielektrischer Resonator gemäß Anspruch 2, wobei das Mb mindestens ein Element gewählt aus Sn, Zr, Sb und Nb ist.
  5. Dielektrischer Resonator gemäß Anspruch 2, wobei das Dielektrikum auf Ba(Mb, Mg, Ta)O3-Basis ein Dielektrikum auf Ba(Sn, Mg, Ta)O3-Basis ist.
  6. Dielektrischer Resonator gemäß Anspruch 5, wobei das Dielektrikum auf Ba(Sn, Mg, Ta)O3-Basis eine durch Ba(Snx, Mgy, Taz)O7/2-x/2-3y/2 angegebene Zusammensetzung hat, worin x + y + z = 1, 0,04 ≤ x ≤ 0,26, 0,23 ≤ y ≤ 0,31 und 0,51 ≤ z ≤ 0,65 ist.
  7. Dielektrischer Resonator gemäß Anspruch 2, wobei das Dielektrikum auf Ba(Mb, Mg, Ta)O3-Basis ein Dielektrikum auf Ba(Mg, Sb, Ta)O3-Basis ist.
  8. Dielektrischer Resonator gemäß Anspruch 7, wobei das Dielektrikum auf Ba(Mg, Sb, Ta)O3-Basis eine durch BaxMgy(Sb, Ta1-y)zOw angegebene Zusammensetzung aufweist, wobei x + y + z = 1 ist, w eine beliebige Zahl ist und x, y und z in den durch die Verbindungspunkte A, B, C und D definierten Tetraeder liegen:
    Figure 00110001
    und 0,001 ≤ v ≤ 0,300 ist.
  9. Dielektrischer Resonator nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das supraleitende Oxidmaterial auf RE-M-Cu-O-Basis YBa2Cu3O7-x ist.
  10. Dielektrischer Resonator nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das supraleitende Oxidmaterial auf Bi-Sr-Ca-Cu-O-Basis (Bi, Pb)2Sr2Ca2Cu3Ox oder Bit, Sr2CaCu2Ox sein kann.
  11. Dielektrischer Resonator nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das supraleitende Oxidmaterial auf Tl-Ba-Ca-Cu-O-Basis Tl2Ba2Ca2Cu3Ox ist.
  12. Dielektrischer Filter, umfassend einen dielektrischen Resonator nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11 und eine externe Verbindungseinrichtung.
  13. Dielektrischer Duplexer, umfassend mindestens zwei dielektrische Filter, Input-Output-Verbindungseinrichtungen für jeden der dielektrischen Filter und eine Antennenverbindungseinrichtung, die mit dem dielektrischen Filter verbunden ist, wobei mindestens einer der dielektrischen Filter ein dielektrischer Filter ist, wie in Anspruch 12 beschrieben ist.
  14. Kommunikationsvorrichtung, umfassend einen diektrischen Duplexer wie in Anspruch 13 beschrieben, einen Übertragungsschaltkreis, welcher mit mindestens einer Input-Output-Verbindungseinrichtung des dielektrischen Duplexers verbunden ist, einen Empfangsschaltkreis, welcher mit mindestens einer anderen Input-Output-Verbindungseinrichtung verbunden ist als der mit dem Übertragungsschaltkreis zu verbindenden, und eine Antenne, die mit der Antennenverbindungseinrichtung des dielektrischen Duplexers verbunden ist.
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