JP2001060801A - 誘電体共振器装置、誘電体フィルタ、複合誘電体フィルタ装置、誘電体デュプレクサおよび通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 誘電体コアおよび支持台の線膨張係数とキャ
ビティの線膨張係数の違いによるＴＭ０１δモードの共
振周波数の温度特性を安定化させ、またＴＭ０１δモー
ドとＴＥ０１δモードとを多重化した場合の、温度変化
に伴う周波数特性の変動を抑制する。 【解決手段】 キャビティ本体１の内部に段差部Ｓを設
けて、誘電体コア３の外周面とキャビティ内壁面との間
隙Ｇｅと、誘電体コア３の支持台取付面の外周部と段差
部Ｓとの間隙Ｇｂとを、温度変化に伴って互いに逆方向
に増減させて、温度変化に対するＴＭ０１δモードの共
振周波数変化を抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、キャビティ内に
誘電体コアを設けてなる誘電体共振器装置と、それを用
いた誘電体フィルタ、複合誘電体フィルタ装置、誘電体
デュプレクサおよび通信装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本願の出願人は、小型で且つ多段化を容
易にした誘電体共振器として、特願平１０−２２０３７
１号および特願平１０−２２０３７２号を出願してい
る。これらの出願に係る誘電体共振器は、略直方体形状
の誘電体コアを略直方体形状のキャビティ内に配置し、
誘電体コアを多重モードで共振させるようにしたもので
ある。

【０００３】このように、キャビティ内にキャビティか
ら分離された誘電体コアを配置する誘電体共振器装置の
典型的な構成例は、上記の出願の実施形態にも示したよ
うに、誘電体共振器をキャビティ内の所定位置に支持台
を介して支持するようにしたものである。その例を図１
６および図１７に示す。図１６はその分解斜視図、図１
７は縦方向の中央断面図である。両図において３は直方
体形状の誘電体共振器であり、低誘電率の支持台４を介
してキャビティ本体１の内底面に取り付け、キャビティ
本体１の上部開口面にキャビティ蓋２を被せている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記誘電体共振器装置
における誘電体コア３がＴＭ０１δ_-xモードまたはＴＭ
０１δ_-yモードで共振する場合、それらの共振周波数
は、図１７においてコンデンサの記号で示すように、誘
電体コア３の端面が対向するキャビティ内壁面間の静電
容量の変化に応じて変化する。したがって、誘電体コア
およびその支持台の線膨張係数がキャビティの線膨張係
数と異なっていれば、温度変化に応じて、誘電体コア端
部とキャビティ内壁面との間の静電容量が変化して共振
周波数が変化する。また、誘電体コアの温度係数に応じ
ても共振周波数が変化する。

【０００５】図１８はその例を示す図である。図１８の
（Ａ）において、横軸は時刻、縦軸は２５℃のときの共
振周波数に対する共振周波数の変化量である。また
（Ｂ）において、横軸は温度、縦軸は２５℃のときの共
振周波数に対する共振周波数の変化量である。この例で
は、誘電体共振器装置の温度を−３０℃にしたとき、Ｔ
Ｍ０１δ_-xモードとＴＭ０１δ_-yモードの共振周波数は
０．５〜０．６ＭＨｚ低下し、＋８５℃にしたとき、こ
の２つのモードの共振周波数は０．７〜０．８ＭＨｚ上
昇する。

【０００６】このような共振周波数の温度特性を改善す
るためには、キャビティに、インバーや４２％ニッケル
鉄合金などの低線膨張係数の材料を用いればよいが、高
価になる。また、図１６，図１７に示したような構造の
誘電体共振器装置において、誘電体コアのＴＥ０１δモ
ードも利用する場合には、そのモードの温度特性も問題
となる。すなわちＴＥ０１δモードの共振周波数は、誘
電体コア端部とキャビティ内壁面との間の静電容量には
直接関係がなく、キャビティの大きさと誘電体コアの温
度係数によって決定される。図１８に示した例では、Ｔ
Ｅ０１δモードの共振周波数は、−３０℃のとき、約
０．３ＭＨｚだけ上昇し、＋８５℃にしたとき約０．４
ＭＨｚだけ低下する。この変化はＴＭ０１δ_-xモードや
ＴＭ０１δ _-yモードの変化方向と全く逆である。従って
上記ＴＭ０１δモードとＴＥ０１δモードとでは共振周
波数の温度特性が異なり、温度変化によって、共振器装
置全体の周波数特性が変化する、という別の問題も生じ
る。

【０００７】この発明の目的は、誘電体コアおよび支持
台の線膨張係数とキャビティの線膨張係数の違いによ
る、ＴＭモードの共振周波数の温度特性を安定化させた
誘電体共振器装置と、それを用いた誘電体フィルタ、複
合誘電体フィルタ装置、誘電体デュプレクサおよび通信
装置を提供することにある。

【０００８】また、この発明の他の目的は、ＴＭモード
とＴＥモードの両方を用いて多重化した場合の、温度変
化に伴う周波数特性の変動を防止した誘電体共振器装置
と、それを用いた誘電体フィルタ、複合誘電体フィルタ
装置、誘電体デュプレクサおよび通信装置を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の誘電体共振器
装置は、導電性を有するキャビティ内にＴＭモードで共
振する誘電体コアを設け、その誘電体コアを支持台を介
してキャビティ内に固定するとともに、キャビティ内の
支持台固定面と、誘電体コアの支持台取付面との間の所
定位置に誘電体コアの支持台取付面の外周部との間で静
電容量が生じる、キャビティと同電位の電極を設ける。

【００１０】この構造により、誘電体コア端面とキャビ
ティ内壁面との間隙と、誘電体コアの支持台取付面の外
周部と上記電極との間隙は、温度変化に伴って互いに逆
方向に変化する。そのため誘電体コアとキャビティとの
間の静電容量の変化が抑えられ、ＴＭモードの共振周波
数が安定化される。

【００１１】また、この発明の誘電体共振器装置は、キ
ャビティの内部に段差部を設けて、その段差部の面を誘
電体コアの支持台取付面の外周部に対向させることによ
って、段差部を上記電極とする。

【００１２】また、この発明の誘電体共振器装置は、キ
ャビティの内面に、誘電体コアの支持台取付面の外周部
に対向する導体板を設けて、その導体板を上記電極とす
る。

【００１３】また、この発明の誘電体共振器装置は、キ
ャビティ内にネジを突出させて、そのネジを上記電極と
する。

【００１４】また、この発明の誘電体共振器装置は、上
記誘電体コアが、略同一共振周波数のＴＭ０１δモード
とＴＥ０１δモードでそれぞれ共振するものとし、温度
変化に対するＴＭ０１δモードの共振周波数の変化方向
がＴＥ０１δモードの共振周波数の変化方向に一致する
ように、誘電体コア、キャビティおよび静電容量設定用
電極の形状と寸法を定める。すなわちＴＥ０１δモード
の共振周波数は、誘電体コア端部とキャビティとの間ま
たは誘電体コアの外周部と静電容量設定用電極との間の
静電容量には直接関係せず、キャビティの大きさと、誘
電体コアの温度係数により定まるが、温度変化に対する
ＴＭ０１δモードの共振周波数変化方向と、ＴＥ０１δ
モードの共振周波数変化方向（極性）とを一致させるこ
とによって、誘電体共振器装置全体の温度変化に対する
周波数特性の崩れを抑制する。

【００１５】この発明の誘電体フィルタは、上記誘電体
共振器装置の誘電体コアに結合する手段を設けて、その
結合手段により信号の入出力を行うようにする。

【００１６】また、この発明の複合誘電体フィルタ装置
は、上記誘電体フィルタを複数組設けて構成する。

【００１７】この発明の誘電体デュプレクサは、第１・
第２のフィルタを設けて、第１のフィルタの入力ポート
を送信信号入力ポートとし、第２のフィルタの出力ポー
トを受信信号出力ポートとし、第１と第２のフィルタの
共用の入出力ポートをアンテナポートとする。

【００１８】さらに、この発明の通信装置は、上記誘電
体フィルタ、複合誘電体フィルタ装置または誘電体デュ
プレクサを用いて、例えば移動体通信システムにおける
基地局用の通信装置を構成する。

【００１９】

【発明の実施の形態】第１の実施形態に係る誘電体共振
器の構成を図１〜図７を参照して説明する。図１は誘電
体共振器装置の分解斜視図、図２は同誘電体共振器装置
の中央縦断面図である。両図において、３は誘電体材料
からなる略直方体形状の誘電体コアである。１は金属製
のキャビティ本体、２はキャビティ本体１の開口面を覆
う金属製のキャビティ蓋である。誘電体コア３は支持台
４を介してキャビティ本体１の内底面に接合している。
この支持台４と誘電体コア３との間も接着剤により、ま
たは焼き付けにより接合している。また、キャビティ蓋
２はキャビティ本体１の開口面にネジ止め固定してい
る。（図においてはネジおよびネジ穴を省略してい
る。）なお、キャビティ本体１およびキャビティ蓋２
は、金属以外にセラミック材や樹脂材などの基材に導体
膜を形成したものを用いてもよい。

【００２０】キャビティ本体１の内壁面にはＳで示す段
差部を設けている。この構造により、誘電体コア３の端
面とキャビティ本体１の内壁面との間には間隙Ｇｅが生
じ、誘電体コアの支持台固定面（誘電体コアの図におけ
る下面）とキャビティ本体１の段差部Ｓとの間に間隙Ｇ
ｂが生じるようにしている。

【００２１】図２の（Ｂ）は（Ａ）における各部の寸法
を示している。キャビティの内空間の寸法は段差部を除
けば、５０×５０×５０ｍｍであり、誘電体コア３の寸
法は４５×４５×７ｍｍである。

【００２２】図４は上記誘電体コアに生じるＴＭ０１δ
_-xモードの電磁界分布の例を示している。また、図５は
上記誘電体コアに生じるＴＭ０１δ_-yモードの電磁界分
布の例を示している。図中の実線の矢印は電界ベクト
ル、破線の矢印は磁界ベクトル、ドット記号および×記
号は電界または磁界の方向を示している。ここでモード
表記は、θを周回方向、ｒを放射（半径）方向、ｈを伝
搬方向にとって、それぞれの電磁界強度分布の波の数
を、ＴＭθｒｈの順に表すものとする。さらに、伝搬方
向を添字で表すものとする。したがって、ＴＭ０１δ_-x
モードは、誘電体コアのｙ−ｚ面に平行に磁界ベクトル
が回るモード、ＴＭ０１δ_-yモードは、誘電体コアのｘ
−ｚ面に平行に磁界ベクトルが回るモードである。な
お、“δ”は１未満の数字であること、すなわち伝搬方
向に波が完全には乗っていないが、強度の変化があるこ
とを表すものである。

【００２３】上記キャビティ本体１をアルミニウムで構
成し、誘電体コア３を誘電セラミック、支持台４を絶縁
セラミックで構成した場合に、一般に線膨張係数はキャ
ビティの方が大きい。そのため、誘電体共振器装置の温
度上昇に伴い、キャビティ本体１の内壁面は図２におい
て破線で示すように変位する。その結果、誘電体コア３
の端面とキャビティ内壁面との間隙Ｇｅは広くなり、誘
電体コアの支持台取付面と段差部Ｓとの間隙Ｇｂは狭く
なる。逆に、誘電体共振器装置の温度が低下した場合に
は、Ｇｅが狭くなり、Ｇｂが広くなる方向に変化する。
従って、間隙Ｇｅ部分に生じる静電容量の変化と、間隙
Ｇｂ部分に生じる静電容量の変化とが相殺されて、ＴＭ
０１δモードの共振周波数の温度変化に対する変動が抑
えられる。

【００２４】図３は上記誘電体コアに生じるＴＥ０１δ
_-zモードの電磁界分布を示している。図中の実線の矢印
は電界ベクトル、破線の矢印は磁界ベクトル、ドット記
号および×記号は電界または磁界の方向を示している。
ＴＥ０１δモードは、その電界エネルギーの殆どが誘電
体コア内に閉じ込められるため、誘電体コアの外周部付
近とキャビティ内壁面との間の静電容量には殆ど影響を
受けない。そのため、ＴＥ０１δモードは、その磁界が
広がるキャビティの空間の大きさの変化と誘電体コアの
温度係数Ｔｆ（温度変化による誘電率の変化係数）によ
って、その共振周波数が変動する。

【００２５】図６は上記３つのモードの共振周波数の温
度特性を示している。図６において横軸は時刻、縦軸は
２５℃のときの共振周波数に対する共振周波数の変化量
である。この例では、ＴＭ０１δモードの共振周波数は
誘電体共振器装置の温度を−３０℃にしたとき、＋０．
４ＭＨｚだけ変化し、＋８５℃にしたとき、−０．５Ｍ
Ｈｚだけ変化する。一方のＴＥ０１δモードについて
は、−３０℃にしたとき、＋０．５ＭＨｚ、＋８５℃に
したとき−０．６ＭＨｚだけ変化する。このようにＴＭ
０１δモードの共振周波数の温度特性をＴＥ０１δモー
ドの特性に略一致させることによって、誘電体共振器装
置全体の温度変化による周波数特性の変動を抑える。

【００２６】上述した例は、温度係数Ｔｆ＝０の誘電体
材料から成る誘電体コアを用いた場合について示した
が、誘電体コアの温度係数Ｔｆによる周波数変化とキャ
ビティの変形による周波数変化とが互いに相殺するよう
に設計すれば、誘電体共振器装置は温度に依存せずに常
に一定の周波数特性を示すことになる。

【００２７】但し、共振モードによって、誘電体コア内
に蓄積される電界エネルギーに差があるので、この点を
考慮すれば、上記温度変化による周波数特性の安定性を
さらに高めることができる。すなわち、誘電体コア内に
蓄積される電界エネルギーは、ＴＥ０１δモードの場合
ほぼ１００％、ＴＭ０１δモードの場合ほぼ６０％であ
る。そのため、誘電体コアの温度係数Ｔｆによる周波数
変動の割合は、前者を１００としたとき、後者は６０と
なる。そこで、温度変化にともなうキャビティの変形に
よる共振周波数の変動が、ＴＥ０１δモードを１００と
したとき、ＴＭ０１δモードが６０の割合となるよう
に、誘電体コアの形状・寸法および誘電体材料を定める
とともに、キャビティの形状・寸法を定める。

【００２８】図７にその例を示したものである。図７に
おいて（Ａ）は誘電体コアの温度係数Ｔｆによる周波数
変化、（Ｂ）はキャビティの変形による周波数変化、
（Ｃ）は両者の足し合わせによる周波数変化の特性を示
している。これらの図において、横軸は温度、縦軸は２
５℃のときの共振周波数に対する共振周波数の変化量で
ある。ここでは、図２に示した間隙Ｇｂを１．５ｍｍと
して、図６に示した特性を得る場合より、間隙Ｇｂを広
くしている。

【００２９】ここで用いている誘電体コアの温度係数Ｔ
ｆは４．４ｐｐｍ／℃であり、この温度係数による周波
数変化は、図７の（Ａ）に示すように、ＴＥ０１δモー
ドの場合、−３０℃にしたとき−０．５ＭＨｚ、＋８５
℃にしたとき＋０．５ＭＨｚだけ変化する。一方のＴＭ
０１δモードの共振周波数は、−３０℃にしたとき−
０．３ＭＨｚだけ変化し、＋８５℃にしたとき＋０．３
ＭＨｚだけ変化する。これに合わせて、（Ｂ）に示すよ
うに、キャビティの変形によるＴＥ０１δモードの周波
数変化が、−３０℃のとき＋０．５ＭＨｚ、＋８５℃の
とき−０．５ＭＨｚとなるように、キャビティの大きさ
と誘電体コアの大きさおよび誘電率を定める。また、Ｔ
Ｍ０１δモードの共振周波数が、−３０℃のとき＋０．
３ＭＨｚだけ変化し、＋８５℃のとき−０．３ＭＨｚだ
け変化するように（ＴＭ０１δモードの共振周波数のキ
ャビティの変形による変化量がＴＥ０１δモードの場合
の６０％になるように）図２に示した間隙Ｇｅ，Ｇｂお
よび間隙部の対向面積を定める。

【００３０】以上のようにして、各モードの共振周波数
の総合的な温度特性は、図７の（Ａ）の特性と（Ｂ）の
特性を合成したものとなり、（Ｃ）に示すように一定と
なる。

【００３１】次に、第２の実施形態に係る誘電体フィル
タの構成を図８および図９を参照して説明する。この誘
電体フィルタは、第１の実施形態で示した誘電体共振器
装置に対して、共振モードに結合する結合手段を設けた
ものである。図８の（Ａ）は誘電体コアと結合手段であ
る結合ループとの位置関係を示している。二点鎖線はキ
ャビティの概略形状を示しているが、キャビティの構造
および誘電体コアの支持構造は第１の実施形態に示した
ものと同様である。

【００３２】図８の（Ｂ）はこの誘電体フィルタの３つ
の共振モードの電磁界分布、（Ｃ）は上記３つの共振モ
ードを３段の共振器として用いる際の、段間結合の様子
を示している。（Ａ）に示した結合ループ７ａは、ＴＭ
０１δ_-xモードと磁界結合し、結合ループ７ｂはＴＭ０
１δ_-yモードと磁界結合する。これらの結合ループ７
ａ，７ｂの一端はキャビティに接続し、他端は例えば同
軸コネクタの中心導体に接続する。

【００３３】誘電体コア３には結合調整用孔ｈ１２およ
びｈ２３を形成している。図８（Ｃ）の左側の図に示す
ように、Ａ点とＢ点での電界の強さのバランスを崩すこ
とによって、ＴＭ０１δ_-xモードからＴＥ０１δ_-zモー
ドへのエネルギーが移る。この関係を利用して結合調整
用孔ｈ１２の大きさによって１段目と２段目の共振器間
の結合係数ｋ１２を定める。また図８（Ｃ）の右側の図
に示すように、Ｃ点とＤ点での電界の強さのバランスを
崩すことによって、ＴＥ０１δ_-zモードからＴＭ０１δ
_-yモードへエネルギーが移る。この関係を利用して結合
調整用孔ｈ２３によって２段目と３段目の共振器間の結
合係数ｋ２３を定める。

【００３４】このようにして３段の共振器からなる帯域
通過型の誘電体フィルタを構成する。図９は上記誘電体
フィルタの周波数特性を示している。誘電体フィルタの
温度変化があったとき、上記３段の共振器の各共振周波
数は同一方向に変化するため、通過特性および反射特性
は略同一の形を保ったまま周波数軸上を僅かにシフトす
ることになる。上記３つのモードの共振周波数の温度特
性が図６に示したものと同様である場合、誘電体フィル
タの温度が上昇するに伴って通過帯域の中心周波数は低
い方へシフトすることになる。また、第１の実施形態で
も述べたように、上記３つの共振モードの共振周波数の
総合的な温度特性が、図７の（Ｃ）に示したようにほぼ
一定であれば、誘電体フィルタの温度変化に関わらず、
通過特性および反射特性は広い温度範囲に亘ってほぼ一
定となる。

【００３５】次に、第３の実施形態に係る誘電体共振器
装置の構成を図１０および図１１を参照して説明する。
第１の実施形態では、キャビティの内部に段差部を設け
て、その段差部の面と誘電体コアの外周部との間で静電
容量を生じさせたが、この図１０および図１１に示すよ
うに、キャビティに段差部を設ける代わりにキャビティ
の内面に導体板を取り付けてもよい。図１０は誘電体共
振器装置の分解斜視図、図１１はその中央縦断面図であ
る。両図において５はキャビティ本体１の内面に取り付
けた導体板である。すなわち、誘電体コア３の支持台取
付面の外周部と導体板４との間の間隙Ｇｂ部分に静電容
量を生じさせるようにしている。

【００３６】このように静電容量設定用電極を導体板に
より設けても、キャビティの内部に段差部を設けた場合
と同様に、誘電体共振器装置の温度変化に伴う、間隙Ｇ
ｅ，Ｇｂの変化方向が逆であるので、誘電体コアの端部
付近とキャビティ内壁面との間に生じる静電容量の変化
が抑制されて、ＴＭ０１δモードの共振周波数の温度係
数が低く抑えられる。

【００３７】次に、第４の実施形態に係る誘電体共振器
装置の構成を図１２を参照して説明する。図１２は誘電
体共振器装置の中央縦断面図である。図１２において３
は略直方体形状の誘電体コアであり、支持台４を介して
キャビティ本体１の内底面に接合固定している。キャビ
ティ本体１の上部開口面にはキャビティ蓋２を取り付け
ている。この例では、キャビティ本体１の支持台固定面
（内底面）に、内面にネジ溝を刻んだブッシュ８を取り
付けるとともに、それにネジ６を螺合させている。ネジ
６の頂部には、誘電体コア３の支持台取付面（下面）と
の間に生じる静電容量を稼ぐために偏平部分を設けてい
る。

【００３８】このような構造により、キャビティ本体１
とネジ６の線膨張係数が、誘電体コア３と支持台４の線
膨張係数より大きい場合に、誘電体共振器装置の温度変
化があっても、誘電体コア端部とキャビティ本体１の内
壁面間の間隙Ｇｅと、誘電体コア下面の外周部とネジ６
の頂部間の間隙Ｇｂとは互いに逆方向に変化するため、
ＴＭ０１δモードの共振周波数の温度特性をＴＥ０１δ
モードの特性に略一致させることができ、このことによ
って、誘電体共振器装置の温度変化による周波数特性の
変動を抑えることができる。

【００３９】また、このように誘電体コアと静電容量設
定用電極との間隙を容易に調整できるような構造とする
ことにより、その間の間隙を調整することによって、間
隙Ｇｅの静電容量変化に対するＧｂの静電容量変化によ
る相殺作用の程度を調整することができ、これによっ
て、温度変化によるＴＭ０１δモードの共振周波数の安
定性を最適にすることができる。

【００４０】なお、図１２に示した例では、ネジの回転
量の調整によって、誘電体コア下面の外周部とネジとの
間の間隙を調整するように構成したが、例えばネジをキ
ャビティ本体１の図における垂直面に取り付け、ネジの
回転調整によって誘電体コア下面の外周部とネジとの対
向面積を調整できるようにし、その間の静電容量を設定
できるようにしてもよい。

【００４１】次に、第５の実施形態に係る誘電体フィル
タの構成を図１３を参照して説明す図１３の（Ａ）にお
いて、３ａ，３ｂは２辺が略同一長さで他の１辺が２辺
の長さより短い正方形板状の誘電体コアであり、３重モ
ードの誘電体共振器として用いる。二点鎖線はキャビテ
ィの概略形状を示しているが、キャビティの構造および
誘電体コアの支持構造は第１の実施形態に示したものと
同様である。ここでは、図１３の（Ｂ）に示したとお
り、ＴＭ０１δ_-(x-y)モード、ＴＥ０１δ_-zモード、Ｔ
Ｍ０１δ_-(x+y)モードの３つのモードを用いる。（Ｃ）
は上記３つの共振モードを３段の共振器として用いる際
の、段間結合の様子を示している。

【００４２】７ａ〜７ｃはそれぞれ結合ループである。
結合ループ７ａの一端はキャビティに接続し、他端はた
とえば同軸コネクタ（不図示）の中心導体に接続してい
る。誘電体コア３ａによるＴＭ０１δ_-(x-y)モードの磁
界（磁力線）が結合ループ７ａのループ面を過る向きに
結合ループ７ａを配置することによって、結合ループ７
ａは誘電体コア３ａによるＴＭ０１δ_-(x-y)モードに磁
界結合する。結合ループ７ｃの一方の端部付近は誘電体
コア３ａのＴＭ０１δ_-(x+y)モードに磁界結合する向き
に延びていて、他方の端部付近は誘電体コア３ｂのＴＭ
０１δ_-(x-y)モードに磁界結合する向きに延びている。
そして、結合ループ７ｃの両端をキャビティに接続して
いる。結合ループ７ｃの一方の端部付近は誘電体コア３
ｂのＴＭ０１δ_-(x+y)モードに磁界結合する向きに延び
ていて、他方の端部は同軸コネクタ（不図示）の中心導
体に接続している。

【００４３】誘電体コア３ａによる３重モードの誘電体
共振器および誘電体コア３ｂによる３重モードの誘電体
共振器には結合調整用孔ｈ１〜ｈ４をそれぞれ形成して
いる。図１３の（Ｃ）に示したように、結合調整用孔ｈ
２とｈ３のバランスを崩すことによりＴＭ０１δ_-(x-y)
モードからＴＥ０１δ_-zモードへエネルギーが移るよう
にし、結合調整用孔ｈ１とｈ４のバランスを崩すことに
より、ＴＥ０１δ_-zモードからＴＭ０１δ_-(x+y)モード
へエネルギーが移るようにしている。これにより、誘電
体コア３ａ，３ｂはそれぞれ３段の共振器が接続された
共振器回路を構成する。したがって、全体として６段の
共振器を接続して成る誘電体フィルタとして作用する。

【００４４】次に、送受共用器の構成例を図１４に示
す。ここで送信フィルタと受信フィルタは上記誘電体フ
ィルタの構成から成る帯域通過フィルタであり、送信フ
ィルタは送信信号の周波数を、受信フィルタは受信信号
の周波数を通過させる。送信フィルタの出力ポートと受
信フィルタの入力ポートとの接続位置は、その接続点か
ら、送信フィルタの最終段の共振器の等価的な短絡面ま
での電気長が、受信信号の周波数の波長で１／４波長の
奇数倍となり、且つ上記接続点から、受信フィルタの初
段の共振器の等価的な短絡面までの電気長が、送信信号
の周波数の波長で１／４波長の奇数倍となる関係として
いる。これにより、送信信号と受信信号とを確実に分岐
させる。

【００４５】このように、共通に用いるポートと個別の
ポートとの間に複数の誘電体フィルタを設けることによ
って、同様にしてダイプレクサやマルチプレクサを構成
することができる。

【００４６】図１５は上記送受共用器（デュプレクサ）
を用いた通信装置の構成を示すブロック図である。この
ように、送信フィルタの入力ポートに送信回路、受信フ
ィルタの出力ポートに受信回路をそれぞれ接続し、デュ
プレクサの入出力ポートにアンテナを接続することによ
って、通信装置の高周波部を構成する。

【００４７】なお、その他に上記ダイプレクサ、マルチ
プレクサ、合成器、分配器等の回路素子を上記誘電体共
振器装置で構成して、これらの回路素子を用いて通信装
置を構成することにより、広い温度範囲に亘って、所定
の通信特性を示す通信装置を得ることができる。

【００４８】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、誘電体
コア端面とキャビティ内壁面との間隙と、誘電体コアの
支持台取付面の外周部と上記電極との間隙は、温度変化
に伴って互いに逆方向に変化するため、温度変化による
誘電体コアとキャビティとの間の静電容量の変化が抑え
られ、ＴＭ０１δモードの共振周波数が安定化される。

【００４９】請求項２に記載の発明によれば、キャビテ
ィに誘電体コアの支持台取付面の外周部に対向する電極
部分を設けるだけであるので、部品点数を増すことな
く、特性の改善を図ることができる。

【００５０】請求項３に記載の発明によれば、導体板の
取付によって上記電極を設けるので、導体板取付前のキ
ャビティの構造は単純化され、その製造が容易となる。
また、複数種の導体板を選択的に取り付けることによっ
て、特性の切り替えや調整を行うことも可能となる。

【００５１】請求項４に記載の発明によれば、ネジの調
整によって誘電体共振器装置の温度特性を容易に最適化
することができる。

【００５２】請求項５に記載の発明によれば、ＴＭ０１
δモードとＴＥ０１δモードの多重化を行う場合に、Ｔ
Ｍ０１δモードの共振周波数の温度特性がＴＥ０１δモ
ードの共振周波数の温度特性に近くなって、温度変化に
よる周波数特性の崩れがなくなる。

【００５３】請求項６，７，８に記載の発明によれば、
温度変化に対する周波数特性の安定性が優れたものとな
り、また広い温度範囲での使用が可能となる。

【００５４】請求項９に記載の発明によれば、温度変化
に対する通信特性の安定性が優れたものとなり、また広
い温度範囲での使用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る誘電体共振器装置の分解
斜視図

【図２】同誘電体共振器装置の縦断面図

【図３】誘電体共振器の各モードにおける電磁界分布の
例を示す図

【図４】誘電体共振器の各モードにおける電磁界分布の
例を示す図

【図５】誘電体共振器の各モードにおける電磁界分布の
例を示す図

【図６】同誘電体共振器装置における各共振モードの温
度変化に対する共振周波数変化の例を示す図

【図７】同誘電体共振器装置における各共振モードの温
度変化に対する共振周波数変化の他の例を示す図

【図８】第２の実施形態に係る誘電体フィルタの構成を
示す図

【図９】同誘電体フィルタの周波数特性の例を示す図

【図１０】第３の実施形態に係る誘電体共振器装置の分
解斜視図

【図１１】同誘電体共振器装置の縦断面図

【図１２】第４の実施形態に係る誘電体共振器装置の縦
断面図

【図１３】第５の実施形態に係る誘電体フィルタの構成
を示す図

【図１４】誘電体デュプレクサの構成を示す図

【図１５】通信装置の構成を示す図

【図１６】従来の誘電体共振器装置の構成を示す分解斜
視図

【図１７】同誘電体共振器装置の縦断面図

【図１８】同誘電体共振器装置における各共振モードの
温度変化に対する共振周波数変化の例を示す図

【図１９】同誘電体フィルタの周波数特性の例を示す図

【符号の説明】

１−キャビティ本体 ２−キャビティ蓋 ３−誘電体コア ４−支持台 ５−導体板 ６−ネジ ７−結合ループ ８−ブッシュ Ｓ−段差部 ｈ−結合調整用孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J006 HC03 HC12 HC13 HC14 HC21 JA01 KA03 LA16 NA02 ND00 PA01 PA06 5J013 DA06

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性を有するキャビティ内に、ＴＭモ
   ードで共振する誘電体コアを設けた誘電体共振器装置に
   おいて、 前記誘電体コアを、支持台を介して前記キャビティ内に
   固定し、前記キャビティ内の支持台固定面と、前記誘電
   体コアの支持台取付面との間の所定位置に、前記誘電体
   コアの前記支持台取付面の外周部との間で静電容量が生
   じる、前記キャビティと同電位の静電容量設定用電極を
   設けたことを特徴とする誘電体共振器装置。
2. 【請求項２】 前記静電容量設定用電極を前記キャビテ
   ィの段差部の面で構成した請求項１に記載の誘電体共振
   器装置。
3. 【請求項３】 前記静電容量設定用電極を前記キャビテ
   ィの内面に取り付けた導体板で構成した請求項１に記載
   の誘電体共振器装置。
4. 【請求項４】 前記静電容量設定用電極を、前記キャビ
   ティ内に突出するネジで構成した請求項１に記載の誘電
   体共振器装置。
5. 【請求項５】 前記誘電体コアが、略同一共振周波数の
   ＴＭ０１δモードとＴＥ０１δモードでそれぞれ共振す
   るものとし、温度変化に対する前記ＴＭ０１δモードの
   共振周波数の変化方向が前記ＴＥ０１δモードの共振周
   波数の変化方向に一致するように、前記誘電体コア、前
   記キャビティおよび前記静電容量設定用電極の形状と寸
   法を定めたことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれ
   かに記載の誘電体共振器装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のうちいずれかに記載の誘
   電体共振器装置の共振器モードに結合する結合手段を設
   け、該結合手段により信号の入出力を行うようにした誘
   電体フィルタ。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の誘電体フィルタを複数
   組設けて成る複合誘電体フィルタ装置。
8. 【請求項８】 請求項６に記載の誘電体フィルタを２組
   設け、第１のフィルタの入力ポートを送信信号入力ポー
   トとし、第２のフィルタの出力ポートを受信信号出力ポ
   ートとし、第１と第２のフィルタの共用の入出力ポート
   をアンテナポートとしてなる誘電体デュプレクサ。
9. 【請求項９】 請求項６に記載の誘電体フィルタ、請求
   項７に記載の複合誘電体フィルタ装置または請求項８に
   記載の誘電体デュプレクサを設けて成る通信装置。