JP2001189612A - 共振器、共振素子、共振器装置、フィルタ、デュプレクサおよび通信装置 - Google Patents
共振器、共振素子、共振器装置、フィルタ、デュプレクサおよび通信装置Info
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- JP2001189612A JP2001189612A JP37519499A JP37519499A JP2001189612A JP 2001189612 A JP2001189612 A JP 2001189612A JP 37519499 A JP37519499 A JP 37519499A JP 37519499 A JP37519499 A JP 37519499A JP 2001189612 A JP2001189612 A JP 2001189612A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P7/00—Resonators of the waveguide type
- H01P7/005—Helical resonators; Spiral resonators
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Waveguides (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 縁端効果による電力損失を極めて効果的に抑
えて、優れた損失特性を有し、且つ小型化を図った共振
器、共振素子、共振器装置、フィルタ、デュプレクサお
よび通信装置を得る。 【解決手段】 誘電体１の孔の内面に、ヘリカル状の線
路２を複数本配列して多重ヘリカル状線路を形成し、誘
電体１の外面にグランド電極３を形成する。この構造に
より、多重ヘリカル状線路による中心導体の軸長を短縮
化するとともに、各ヘリカル状線路の縁端部を実質的に
無くし、縁端効果による損失を極めて有効に抑制する。
えて、優れた損失特性を有し、且つ小型化を図った共振
器、共振素子、共振器装置、フィルタ、デュプレクサお
よび通信装置を得る。 【解決手段】 誘電体１の孔の内面に、ヘリカル状の線
路２を複数本配列して多重ヘリカル状線路を形成し、誘
電体１の外面にグランド電極３を形成する。この構造に
より、多重ヘリカル状線路による中心導体の軸長を短縮
化するとともに、各ヘリカル状線路の縁端部を実質的に
無くし、縁端効果による損失を極めて有効に抑制する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、無線通信や電磁
波の送受信に利用される、たとえばマイクロ波帯やミリ
波帯における共振器、共振素子、共振器装置、フィル
タ、デュプレクサおよび通信装置に関するものである。
波の送受信に利用される、たとえばマイクロ波帯やミリ
波帯における共振器、共振素子、共振器装置、フィル
タ、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】従来、マイクロ波帯やミリ波帯で用いら
れる共振器としては、誘電体ブロックに貫通孔を形成
し、貫通孔内に内導体を形成し、誘電体ブロックの外面
に外導体を形成して成る同軸共振器が用いられている。
れる共振器としては、誘電体ブロックに貫通孔を形成
し、貫通孔内に内導体を形成し、誘電体ブロックの外面
に外導体を形成して成る同軸共振器が用いられている。
【０００３】また、このような誘電体同軸共振器の小型
化を目的としたものとして、実開平４−２９２０７号お
よび特開平７−１２２９１４号が知られている。
化を目的としたものとして、実開平４−２９２０７号お
よび特開平７−１２２９１４号が知られている。
【０００４】これらはいずれも上記内導体を螺旋状に形
成することによって、貫通孔の軸長を短縮化したもので
ある。
成することによって、貫通孔の軸長を短縮化したもので
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の内導
体を螺旋状に形成した従来の同軸共振器においては、螺
旋状に形成された１本のマイクロストリップ線路による
半波長線路または１／４波長線路にて１つの共振器を構
成したものであった。したがって、従来の同軸共振器に
おいては、電気エネルギーが集中して蓄積される領域と
磁気エネルギーが集中して蓄積される領域とがそれぞれ
分離されて偏在する。具体的には、線路の開放端部近傍
に電気エネルギーが蓄積され、短絡端近傍に磁気エネル
ギーが蓄積される。
体を螺旋状に形成した従来の同軸共振器においては、螺
旋状に形成された１本のマイクロストリップ線路による
半波長線路または１／４波長線路にて１つの共振器を構
成したものであった。したがって、従来の同軸共振器に
おいては、電気エネルギーが集中して蓄積される領域と
磁気エネルギーが集中して蓄積される領域とがそれぞれ
分離されて偏在する。具体的には、線路の開放端部近傍
に電気エネルギーが蓄積され、短絡端近傍に磁気エネル
ギーが蓄積される。
【０００６】このような、１本のマイクロストリップ線
路により共振線路を構成した共振器においては、マイク
ロストリップ線路が本質的に持つ縁端効果による特性劣
化を免れないという難点があった。すなわち線路の断面
を見た場合に、線路の縁端部（幅方向の両端、および厚
み方向の上端・下端）に電流が集中する。この電流集中
による電力損失を抑えるために、仮に線路の膜厚を厚く
しても、電流集中の生じる縁端部が広がる訳ではないた
め、縁端効果による電力損失の問題は必ず生じる。した
がって上記内導体を螺旋状に形成することによって、貫
通孔の軸長は例えば１５％程度に小型化できるが、無負
荷Ｑは通常の同軸共振器が４７０であるのに対し５５と
大きく劣化する。
路により共振線路を構成した共振器においては、マイク
ロストリップ線路が本質的に持つ縁端効果による特性劣
化を免れないという難点があった。すなわち線路の断面
を見た場合に、線路の縁端部（幅方向の両端、および厚
み方向の上端・下端）に電流が集中する。この電流集中
による電力損失を抑えるために、仮に線路の膜厚を厚く
しても、電流集中の生じる縁端部が広がる訳ではないた
め、縁端効果による電力損失の問題は必ず生じる。した
がって上記内導体を螺旋状に形成することによって、貫
通孔の軸長は例えば１５％程度に小型化できるが、無負
荷Ｑは通常の同軸共振器が４７０であるのに対し５５と
大きく劣化する。
【０００７】この発明の目的は、上記縁端効果による電
力損失を極めて効果的に抑えて、優れた損失特性を有
し、且つ小型化を図った共振器、共振素子、共振器装
置、フィルタ、デュプレクサおよび通信装置を提供する
ことにある。
力損失を極めて効果的に抑えて、優れた損失特性を有
し、且つ小型化を図った共振器、共振素子、共振器装
置、フィルタ、デュプレクサおよび通信装置を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明に係る共振器は、内面に、それぞれヘリカ
ル状の複数の線路を配列した孔を誘電体内に設け、該誘
電体の外面にグランド電極を形成する。
に、この発明に係る共振器は、内面に、それぞれヘリカ
ル状の複数の線路を配列した孔を誘電体内に設け、該誘
電体の外面にグランド電極を形成する。
【０００９】この構造によって、ある１つのヘリカル状
の線路に隣接して、他のヘリカル状の線路が配置される
ことになる。したがって、ミクロ的に見た物理的な端部
は実際に存在し、それぞれの線路の端部に弱い縁端効果
が生じるが、これらの複数の線路の集合体を１つの線路
としてマクロ的に見た時、いわば或る線路の例えば右隣
りに当該線路と合同の線路の左側の縁端部が隣接するこ
とになり、線路の幅方向の端部というものがなくなる。
（端部の存在が希薄となる。）したがって、線路の縁端
部における電流集中が極めて効率的に緩和されて、全体
の電力損失が抑制される。
の線路に隣接して、他のヘリカル状の線路が配置される
ことになる。したがって、ミクロ的に見た物理的な端部
は実際に存在し、それぞれの線路の端部に弱い縁端効果
が生じるが、これらの複数の線路の集合体を１つの線路
としてマクロ的に見た時、いわば或る線路の例えば右隣
りに当該線路と合同の線路の左側の縁端部が隣接するこ
とになり、線路の幅方向の端部というものがなくなる。
（端部の存在が希薄となる。）したがって、線路の縁端
部における電流集中が極めて効率的に緩和されて、全体
の電力損失が抑制される。
【００１０】この発明に係る共振素子は、絶縁体または
誘電体からなる柱状の基材の側面にそれぞれヘリカル状
の複数の線路を配列して構成する。この構造により、そ
れぞれヘリカル状の複数の線路の配列からなる集合体が
キャビティ内に設けられて共振器として作用するための
共振素子となる。すなわち、構造的には同軸共振器の中
心導体をヘリカル状の複数の線路の集合体から構成した
ものとなる。
誘電体からなる柱状の基材の側面にそれぞれヘリカル状
の複数の線路を配列して構成する。この構造により、そ
れぞれヘリカル状の複数の線路の配列からなる集合体が
キャビティ内に設けられて共振器として作用するための
共振素子となる。すなわち、構造的には同軸共振器の中
心導体をヘリカル状の複数の線路の集合体から構成した
ものとなる。
【００１１】この発明の共振器装置は、上記の共振器ま
たは共振素子と導電性遮蔽材とから構成する。この構造
により、導電性遮蔽材により所定領域内に電磁界エネル
ギーが閉じ込められて、外部への不要輻射または外部と
の不要な結合の生じない共振器が得られる。
たは共振素子と導電性遮蔽材とから構成する。この構造
により、導電性遮蔽材により所定領域内に電磁界エネル
ギーが閉じ込められて、外部への不要輻射または外部と
の不要な結合の生じない共振器が得られる。
【００１２】また、この発明では、上記共振器、共振素
子および共振器装置におけるヘリカル状の複数の線路の
略等位相となる部分を線路で互いに接続する。これによ
り、上記線路による接続部分で同電位となるため、各線
路は所望の共振モードで安定して共振し、スプリアスが
抑制される。また、ヘリカル状の複数の線路が線路によ
り連結されて単一の線路となるため、結合用の電極との
間に大きな静電容量を形成し易く、外部回路との間で強
い結合を得ることができる。
子および共振器装置におけるヘリカル状の複数の線路の
略等位相となる部分を線路で互いに接続する。これによ
り、上記線路による接続部分で同電位となるため、各線
路は所望の共振モードで安定して共振し、スプリアスが
抑制される。また、ヘリカル状の複数の線路が線路によ
り連結されて単一の線路となるため、結合用の電極との
間に大きな静電容量を形成し易く、外部回路との間で強
い結合を得ることができる。
【００１３】この発明に係るフィルタは、上記ヘリカル
状の複数の線路を配列した孔を誘電体内に複数個、それ
ぞれの軸を異ならせて互いに略平行に配列することによ
って複数の共振器を構成し、所定の共振器に入出力手段
を結合させて構成する。これにより複数段の共振器が結
合したフィルタとして作用する。
状の複数の線路を配列した孔を誘電体内に複数個、それ
ぞれの軸を異ならせて互いに略平行に配列することによ
って複数の共振器を構成し、所定の共振器に入出力手段
を結合させて構成する。これにより複数段の共振器が結
合したフィルタとして作用する。
【００１４】また、この発明のフィルタは、上記絶縁体
または誘電体からなる柱状の基材の側面にそれぞれヘリ
カル状の複数の線路を配列してなる共振素子を、上記基
材の軸を異ならせて互いに略平行に共通の導電性キャビ
ティ内に配列することによって複数の共振器を構成し、
所定の共振器に入出力手段を結合させることにより構成
する。この構造により複数段の共振器が結合したフィル
タとして作用する。
または誘電体からなる柱状の基材の側面にそれぞれヘリ
カル状の複数の線路を配列してなる共振素子を、上記基
材の軸を異ならせて互いに略平行に共通の導電性キャビ
ティ内に配列することによって複数の共振器を構成し、
所定の共振器に入出力手段を結合させることにより構成
する。この構造により複数段の共振器が結合したフィル
タとして作用する。
【００１５】また、この発明のフィルタは、誘電体内に
孔を設け、その孔内にそれぞれヘリカル状を成す複数の
線路の集合体を同軸上に複数組配列して複数の共振器を
構成するとともに、所定の共振器に結合する入出力手段
を設ける。この構造により複数段の共振器が結合したフ
ィルタとして作用する。
孔を設け、その孔内にそれぞれヘリカル状を成す複数の
線路の集合体を同軸上に複数組配列して複数の共振器を
構成するとともに、所定の共振器に結合する入出力手段
を設ける。この構造により複数段の共振器が結合したフ
ィルタとして作用する。
【００１６】また、この発明のフィルタは、絶縁体また
は誘電体から成る柱状の基材に、それぞれヘリカル状を
成す複数の線路の集合体を同軸上に複数組配列して複数
の共振器を構成するとともに、所定の共振器に結合する
入出力手段を設ける。これにより複数段の共振器が結合
したフィルタとして作用する。
は誘電体から成る柱状の基材に、それぞれヘリカル状を
成す複数の線路の集合体を同軸上に複数組配列して複数
の共振器を構成するとともに、所定の共振器に結合する
入出力手段を設ける。これにより複数段の共振器が結合
したフィルタとして作用する。
【００１７】また、この発明に係るデュプレクサは、上
記フィルタを用いて構成する。すなわち、上記のいずれ
かの構成のフィルタを、例えば送信フィルタと受信フィ
ルタとして２組構成して、アンテナ共用器などの送受共
用器として用いられるようにする。
記フィルタを用いて構成する。すなわち、上記のいずれ
かの構成のフィルタを、例えば送信フィルタと受信フィ
ルタとして２組構成して、アンテナ共用器などの送受共
用器として用いられるようにする。
【００１８】さらに、この発明に係る通信装置は、上記
フィルタまたはデュプレクサを用いて構成する。これに
より、高周波送受信部の挿入損失を低減し、雑音特性、
伝送速度等の通信品質を向上させる。
フィルタまたはデュプレクサを用いて構成する。これに
より、高周波送受信部の挿入損失を低減し、雑音特性、
伝送速度等の通信品質を向上させる。
【００１９】
【発明の実施の形態】第１の実施形態に係る共振器の構
成を図１〜図７を参照して説明する。図１は、共振器の
上面図および断面図である。また図２はその中央破断斜
視図である。
成を図１〜図７を参照して説明する。図１は、共振器の
上面図および断面図である。また図２はその中央破断斜
視図である。
【００２０】この例では、円筒形状をなす誘電体１の孔
９の内面に、それぞれヘリカル状の線路２を複数本配列
形成し、外面にグランド電極３を形成している。各々の
ヘリカル状線路２は両端開放の半波長共振線路として作
用し、隣接するヘリカル状線路間が相互誘導により、お
よび静電容量により結合し、この集合体により１つの共
振線路（同軸共振器の中心導体）を構成する。したがっ
て、この共振器は、多重ヘリカル状線路による両端開放
の中心導体を備え、且つその両開放端とグランド間に所
定のストレー容量を生じさせた共振器として作用する。
９の内面に、それぞれヘリカル状の線路２を複数本配列
形成し、外面にグランド電極３を形成している。各々の
ヘリカル状線路２は両端開放の半波長共振線路として作
用し、隣接するヘリカル状線路間が相互誘導により、お
よび静電容量により結合し、この集合体により１つの共
振線路（同軸共振器の中心導体）を構成する。したがっ
て、この共振器は、多重ヘリカル状線路による両端開放
の中心導体を備え、且つその両開放端とグランド間に所
定のストレー容量を生じさせた共振器として作用する。
【００２１】上記円柱形状の誘電体１の両端面にはグラ
ンド電極３を形成せずに、開放面としてもよい。但し、
図１および図２に示したように、両端面にグランド電極
３を形成することにより、外部への電磁界の不要輻射お
よび外部との不要な結合を抑制することができる。しか
も、多重ヘリカル状線路の開放端とグランド電極間に生
じるストレー容量によって共振周波数が低下するので、
所定の共振周波数を得るのに要する共振器の軸長をさら
に短縮化することができる。
ンド電極３を形成せずに、開放面としてもよい。但し、
図１および図２に示したように、両端面にグランド電極
３を形成することにより、外部への電磁界の不要輻射お
よび外部との不要な結合を抑制することができる。しか
も、多重ヘリカル状線路の開放端とグランド電極間に生
じるストレー容量によって共振周波数が低下するので、
所定の共振周波数を得るのに要する共振器の軸長をさら
に短縮化することができる。
【００２２】なお、図１および図２に示した誘電体１は
磁性体材料から成る誘電体であってもよい。
磁性体材料から成る誘電体であってもよい。
【００２３】図３は、それぞれヘリカル状の複数の線路
を配列した電極パターン（以下、この集合体を「多重ヘ
リカル状線路」という。）における電磁界および電流の
分布の例を示している。図３における上段は多重ヘリカ
ル状線路の断面図であるが、線路の内周端と外周端にお
けるチャージが最大の瞬間における多重ヘリカル状線路
の図１におけるＡ−Ａ部分の断面での電界および磁界の
分布を示している。また、下段はその瞬間における同断
面での各線路の電流密度および線路の間隙を誘電体の厚
み方向に通る磁界の平均値をそれぞれ示している。
を配列した電極パターン（以下、この集合体を「多重ヘ
リカル状線路」という。）における電磁界および電流の
分布の例を示している。図３における上段は多重ヘリカ
ル状線路の断面図であるが、線路の内周端と外周端にお
けるチャージが最大の瞬間における多重ヘリカル状線路
の図１におけるＡ−Ａ部分の断面での電界および磁界の
分布を示している。また、下段はその瞬間における同断
面での各線路の電流密度および線路の間隙を誘電体の厚
み方向に通る磁界の平均値をそれぞれ示している。
【００２４】ここで各線路をミクロ的に見れば、図３に
示すようにそれぞれの縁端部において電流密度が大きく
なるが、孔の軸方向（図３における左右方向）の横断面
で見た時に、１つのヘリカル状線路の左右両端に一定の
間隙をおいて同程度の振幅と位相を持った電流の流れる
導体線路が配置されるため、縁端効果が緩和される。す
なわち多重ヘリカル状線路を１つの線路と見た場合に、
内周端と外周端が電流分布の節、中央が腹となるほぼ正
弦波状に分布し、マクロ的には縁端効果が生じない。
示すようにそれぞれの縁端部において電流密度が大きく
なるが、孔の軸方向（図３における左右方向）の横断面
で見た時に、１つのヘリカル状線路の左右両端に一定の
間隙をおいて同程度の振幅と位相を持った電流の流れる
導体線路が配置されるため、縁端効果が緩和される。す
なわち多重ヘリカル状線路を１つの線路と見た場合に、
内周端と外周端が電流分布の節、中央が腹となるほぼ正
弦波状に分布し、マクロ的には縁端効果が生じない。
【００２５】図４は比較例であり、図３に示した各線路
の線路幅を表皮深さの数倍の幅にまで広げた場合につい
て示している。このように線路幅を広げると、図に示す
ように各導体の縁端効果による電流集中が顕在化し、損
失低減効果は小さくなる。
の線路幅を表皮深さの数倍の幅にまで広げた場合につい
て示している。このように線路幅を広げると、図に示す
ように各導体の縁端効果による電流集中が顕在化し、損
失低減効果は小さくなる。
【００２６】図３および図４に示したような電磁界分布
は本来３次元解析を行わなければ得られないが、その計
算量は非常に膨大なものとなるため、実物をモデル化し
たシミュレーションではなく、縮小モデルのシミュレー
ションの結果を次に示す。
は本来３次元解析を行わなければ得られないが、その計
算量は非常に膨大なものとなるため、実物をモデル化し
たシミュレーションではなく、縮小モデルのシミュレー
ションの結果を次に示す。
【００２７】図５および図６は上記多重ヘリカル状線路
の線路間隔とＱ値との関係をシミュレーションするため
のモデルについて示している。図５の上段は多重ヘリカ
ル状線路のみを示した斜視図であり、これをＡ−Ｂおよ
びＡ’−Ｂ’ラインで切断し、２次元平面上に展開した
図が下段の図である。ここで伝搬ベクトルｋと線路の方
向ベクトルｕとのなす角度をαとしている。
の線路間隔とＱ値との関係をシミュレーションするため
のモデルについて示している。図５の上段は多重ヘリカ
ル状線路のみを示した斜視図であり、これをＡ−Ｂおよ
びＡ’−Ｂ’ラインで切断し、２次元平面上に展開した
図が下段の図である。ここで伝搬ベクトルｋと線路の方
向ベクトルｕとのなす角度をαとしている。
【００２８】図６は図５に示した解析領域を拡大したも
のである。ここでＬは線路幅、Ｓは線路間の間隙、Ｗは
線路の配列ピッチをそれぞれ表している。この解析領域
は二重周期境界条件、すなわち、ｘ軸方向とｙ軸方向と
もに断面形状（物理的境界条件）が同一であり、電気的
境界条件は一般化して任意の位相差に指定できるように
した境界条件、を満たす最小領域としている。したがっ
て、解析領域の範囲は伝搬ベクトルｋ方向（ｙ軸方向）
の距離をｌy 、同方向の位相差をΔφy で表し、これに
垂直なｘ軸方向の距離をｌx 、同方向の位相差をΔφx
で表すと、 ｌx ＝Ｗ／ｃｏｓα Δφx ＝０ ｌy ＝Ｗ／ｓｉｎα Δφy ＝Δφ／ｓｉｎ2 α となる。
のである。ここでＬは線路幅、Ｓは線路間の間隙、Ｗは
線路の配列ピッチをそれぞれ表している。この解析領域
は二重周期境界条件、すなわち、ｘ軸方向とｙ軸方向と
もに断面形状（物理的境界条件）が同一であり、電気的
境界条件は一般化して任意の位相差に指定できるように
した境界条件、を満たす最小領域としている。したがっ
て、解析領域の範囲は伝搬ベクトルｋ方向（ｙ軸方向）
の距離をｌy 、同方向の位相差をΔφy で表し、これに
垂直なｘ軸方向の距離をｌx 、同方向の位相差をΔφx
で表すと、 ｌx ＝Ｗ／ｃｏｓα Δφx ＝０ ｌy ＝Ｗ／ｓｉｎα Δφy ＝Δφ／ｓｉｎ2 α となる。
【００２９】上記解析領域における各パラメータを次の
ように定めて、Ｗを変化させた時のＱの変化は次の表１
に示すようになった。
ように定めて、Ｗを変化させた時のＱの変化は次の表１
に示すようになった。
【００３０】計算条件 〈電極〉 膜厚 ｔ＝５μｍ 線幅 Ｌ＝Ｗ／２ 間隙 Ｓ＝Ｗ／２ 間隔Ｗ （可変） 線路長 Ｌtot ＝１１．７５ｍｍ 線間位相差Δφ （可変） 伝搬角 α＝８７．６° 〈誘電体〉 比誘電率 εｒ＝８０ 誘電正接 ｔａｎδ＝０ 厚み ｈ＝１００μｍ なお、上記線路の電極間隔Ｗおよび伝搬角αはそれぞれ
次式の関係にある。
次式の関係にある。
【００３１】Ｗ＝Ｌ＋Ｓ α＝ｔａｎ-1（Δφ／π）（Ｌtot ／Ｗ） 〔表１〕 ───────────────────── Ｗ〔μｍ〕 Δφ Ｑ ───────────────────── １ ０．３６ ７９．７ ２ ０．７２ ７８．１ ３ １．０８ ７５．６ ４ １．４４ ７２．４ ５ １．８０ ６８．８ ───────────────────── また、図７は上記のＷとＱの関係をグラフとして示した
ものである。
ものである。
【００３２】ここで、伝搬角αを一定条件の下で線幅Ｌ
を可変とする場合、線幅の縮小は線数の増大を意味す
る。例えば線幅４μｍに対して、線幅２μｍは線数の比
で２倍に増大することになる。
を可変とする場合、線幅の縮小は線数の増大を意味す
る。例えば線幅４μｍに対して、線幅２μｍは線数の比
で２倍に増大することになる。
【００３３】以上に示した計算結果から、線幅が細いほ
ど、すなわち線数が多いほど、Ｑ値が大きくなることが
示された。なお、線幅が比較的太い場合には、縁端効果
による劣化要因が大きくなり所定の計算精度が得られな
いため、この計算例では５μｍまでの計算結果を示して
いる。
ど、すなわち線数が多いほど、Ｑ値が大きくなることが
示された。なお、線幅が比較的太い場合には、縁端効果
による劣化要因が大きくなり所定の計算精度が得られな
いため、この計算例では５μｍまでの計算結果を示して
いる。
【００３４】なお、上記の計算結果におけるＱ値は、前
述したように、縮小化モデルをシミュレーションしたも
のであるので、この実施形態による実際の共振器のＱ値
を示すものではないことに注意すべきである。
述したように、縮小化モデルをシミュレーションしたも
のであるので、この実施形態による実際の共振器のＱ値
を示すものではないことに注意すべきである。
【００３５】このように、各ヘリカル状線路の線幅を縮
小化し、線数を増大させることによって、縁端効果によ
る損失が改善されて、Ｑの高い共振器が得られる。な
お、通常の同軸共振器の場合には、中心導体が筒状の導
体膜であっても柱状の導体棒であっても、共振器のＱは
同じであるが、この第１の実施形態に係る共振器では、
誘電体に設けた孔の内空間も共振空間として寄与するた
め、その分、電流集中が緩和され、高いＱが得やすい。
小化し、線数を増大させることによって、縁端効果によ
る損失が改善されて、Ｑの高い共振器が得られる。な
お、通常の同軸共振器の場合には、中心導体が筒状の導
体膜であっても柱状の導体棒であっても、共振器のＱは
同じであるが、この第１の実施形態に係る共振器では、
誘電体に設けた孔の内空間も共振空間として寄与するた
め、その分、電流集中が緩和され、高いＱが得やすい。
【００３６】次に、第２の実施形態に係る共振素子の構
成を図８および図９を参照して説明する。図８は、共振
素子の正面図とそのＡ−Ａ断面およびＢ−Ｂ断面をそれ
ぞれ示している。また、図９は同共振素子の斜視図であ
る。この例では、円柱形状の誘電体１の側面にそれぞれ
ヘリカル状の複数の線路２を配列して、多重ヘリカル状
線路を構成している。各々のヘリカル状線路２は両端開
放の半波長共振線路として作用し、隣接するヘリカル状
線路間が相互誘導により、および静電容量により結合
し、この集合体により１つの内導体（同軸共振器の中心
導体）を構成する。
成を図８および図９を参照して説明する。図８は、共振
素子の正面図とそのＡ−Ａ断面およびＢ−Ｂ断面をそれ
ぞれ示している。また、図９は同共振素子の斜視図であ
る。この例では、円柱形状の誘電体１の側面にそれぞれ
ヘリカル状の複数の線路２を配列して、多重ヘリカル状
線路を構成している。各々のヘリカル状線路２は両端開
放の半波長共振線路として作用し、隣接するヘリカル状
線路間が相互誘導により、および静電容量により結合
し、この集合体により１つの内導体（同軸共振器の中心
導体）を構成する。
【００３７】なお、図８に示した例では、ヘリカル状線
路２を形成する基材として円柱形状の誘電体１を用いた
が、この基材は絶縁体や磁性体であってもよい。
路２を形成する基材として円柱形状の誘電体１を用いた
が、この基材は絶縁体や磁性体であってもよい。
【００３８】図１０は第３の実施形態に係る共振器の構
成を示す図である。この共振器は、図８に示した構造の
共振素子を用いて、その円柱状誘電体１の上面および下
面に円板形状の導電性遮蔽板４′を取り付けたものであ
る。この導電性遮蔽板４′とヘリカル状線路２の開放端
との間には所定の間隙を設けている。同図におけるＢ−
Ｂ断面ではその電磁界分布を示している。複数のヘリカ
ル状線路２による電磁界は導電遮蔽板４′によって遮蔽
されて、外部への不要輻射および外部との不要な結合が
抑制される。
成を示す図である。この共振器は、図８に示した構造の
共振素子を用いて、その円柱状誘電体１の上面および下
面に円板形状の導電性遮蔽板４′を取り付けたものであ
る。この導電性遮蔽板４′とヘリカル状線路２の開放端
との間には所定の間隙を設けている。同図におけるＢ−
Ｂ断面ではその電磁界分布を示している。複数のヘリカ
ル状線路２による電磁界は導電遮蔽板４′によって遮蔽
されて、外部への不要輻射および外部との不要な結合が
抑制される。
【００３９】図１１は第４の実施形態に係る共振器の構
成を示している。この共振器は、図８に示した構造の共
振素子を導電性キャビティ４内に設けたものである。こ
の導電性キャビティ４と複数のヘリカル状線路２による
多重ヘリカル状線路の開放端との間には所定の間隙を設
けている。したがって、この共振器は、多重ヘリカル状
線路による両端開放の中心導体を備え、且つその両開放
端とグランド間に所定のストレー容量を生じさせた共振
器として作用する。
成を示している。この共振器は、図８に示した構造の共
振素子を導電性キャビティ４内に設けたものである。こ
の導電性キャビティ４と複数のヘリカル状線路２による
多重ヘリカル状線路の開放端との間には所定の間隙を設
けている。したがって、この共振器は、多重ヘリカル状
線路による両端開放の中心導体を備え、且つその両開放
端とグランド間に所定のストレー容量を生じさせた共振
器として作用する。
【００４０】この例では、多重ヘリカル状線路の側面部
をも遮蔽しているので、図１０に示した例よりさらに高
い遮蔽効果が得られる。
をも遮蔽しているので、図１０に示した例よりさらに高
い遮蔽効果が得られる。
【００４１】図１０および図１１に示した共振器は、通
常の同軸共振器の場合とは異なり、柱状の誘電体１も共
振空間として寄与するため、その分、電流集中が緩和さ
れ、高いＱを得やすい。
常の同軸共振器の場合とは異なり、柱状の誘電体１も共
振空間として寄与するため、その分、電流集中が緩和さ
れ、高いＱを得やすい。
【００４２】次に、第５の実施形態に係る共振器の構成
を図１２を参照して説明する。図１２はそれぞれタイプ
の異なった４つの共振素子の斜視図である。（Ａ）に示
す例では、円柱状の誘電体１の側面に複数のヘリカル状
線路２による多重ヘリカル状線路を形成するとともに、
それらの一方の端部同士をリング状の線路６によって共
通に接続している。（Ｂ）に示す例では、多重ヘリカル
状線路の各線路２の中央を線路６によって共通に接続し
ている。（Ｃ）に示す例では、多重ヘリカル状線路の各
線路２の両端部分を線路６によって共通に接続してい
る。さらに（Ｄ）に示す例では、多重ヘリカル状線路の
任意の等位相部分を線路６によって共通に接続してい
る。（この例では各線路２の中央部と両端部をそれぞれ
線路６によって共通に接続している。） このように、各ヘリカル状線路の等位相部分を共通に接
続したことにより、各ヘリカル状線路における接続され
た各点の電位がそろうため高次モードが抑圧される。ま
た、各ヘリカル状線路の開放端の周上を接続する
（Ａ），（Ｃ），（Ｄ）の構成では、周上での電極断面
積が大きくなるため、外部結合用の電極をこの線路６に
近接する位置に設けるだけで外部回路との間で大きな結
合容量を構成することができ、必要に応じて強い外部結
合を容易にとることができる。
を図１２を参照して説明する。図１２はそれぞれタイプ
の異なった４つの共振素子の斜視図である。（Ａ）に示
す例では、円柱状の誘電体１の側面に複数のヘリカル状
線路２による多重ヘリカル状線路を形成するとともに、
それらの一方の端部同士をリング状の線路６によって共
通に接続している。（Ｂ）に示す例では、多重ヘリカル
状線路の各線路２の中央を線路６によって共通に接続し
ている。（Ｃ）に示す例では、多重ヘリカル状線路の各
線路２の両端部分を線路６によって共通に接続してい
る。さらに（Ｄ）に示す例では、多重ヘリカル状線路の
任意の等位相部分を線路６によって共通に接続してい
る。（この例では各線路２の中央部と両端部をそれぞれ
線路６によって共通に接続している。） このように、各ヘリカル状線路の等位相部分を共通に接
続したことにより、各ヘリカル状線路における接続され
た各点の電位がそろうため高次モードが抑圧される。ま
た、各ヘリカル状線路の開放端の周上を接続する
（Ａ），（Ｃ），（Ｄ）の構成では、周上での電極断面
積が大きくなるため、外部結合用の電極をこの線路６に
近接する位置に設けるだけで外部回路との間で大きな結
合容量を構成することができ、必要に応じて強い外部結
合を容易にとることができる。
【００４３】なお、図１２では誘電体柱の側面に多重ヘ
リカル状線路を形成した共振素子に適用した例を示した
が、図１に示したように、誘電体内に設けた孔の内面に
多重ヘリカル状線路を形成した共振器にも同様に適用で
きる。すなわち、孔の内面に形成した多重ヘリカル状線
路の各線路の等位相部分をリング状の線路によって共通
に接続してもよい。
リカル状線路を形成した共振素子に適用した例を示した
が、図１に示したように、誘電体内に設けた孔の内面に
多重ヘリカル状線路を形成した共振器にも同様に適用で
きる。すなわち、孔の内面に形成した多重ヘリカル状線
路の各線路の等位相部分をリング状の線路によって共通
に接続してもよい。
【００４４】次に、第６の実施形態に係るフィルタの構
成を図１３を参照して説明する。図１３はフィルタの上
面図および断面図である。図に示す１は単一の略直方体
形状の誘電体（誘電体ブロック）であり、９ａ，９ｂ，
９ｃで示す３つの孔を設けていて、それらの内面に、そ
れぞれ２ａ，２ｂ，２ｃで示す複数のヘリカル状線路の
集合体である多重ヘリカル状線路を形成している。誘電
体１には、その外面から孔９ａ，９ｃの一方の開口部に
かけて入出力電極５ａ，５ｃを形成している。また誘電
体１の外面には、入出力電極５ａ，５ｃの形成部分を避
けてグランド電極３を略全面に形成している。このフィ
ルタを電子機器の回路基板などに実装する際には、入出
力電極５ａ，５ｃを形成した面を実装面として表面実装
する。
成を図１３を参照して説明する。図１３はフィルタの上
面図および断面図である。図に示す１は単一の略直方体
形状の誘電体（誘電体ブロック）であり、９ａ，９ｂ，
９ｃで示す３つの孔を設けていて、それらの内面に、そ
れぞれ２ａ，２ｂ，２ｃで示す複数のヘリカル状線路の
集合体である多重ヘリカル状線路を形成している。誘電
体１には、その外面から孔９ａ，９ｃの一方の開口部に
かけて入出力電極５ａ，５ｃを形成している。また誘電
体１の外面には、入出力電極５ａ，５ｃの形成部分を避
けてグランド電極３を略全面に形成している。このフィ
ルタを電子機器の回路基板などに実装する際には、入出
力電極５ａ，５ｃを形成した面を実装面として表面実装
する。
【００４５】図１３において、孔９ａ，９ｂ，９ｃの内
面に形成した多重ヘリカル状線路、誘電体１およびグラ
ンド電極３によって、これらは３つの誘電体同軸共振器
として作用する。この３つの共振器のうち隣接する共振
器同士が電磁界結合する。また孔９ａの内面に形成した
多重ヘリカル状線路の一方の開放端は入出力電極５ａの
リング状をなす部分との間で容量性結合する。同様に、
孔９ｃの内面に形成した多重ヘリカル状線路の一方の開
放端と入出力電極５ｃのリング状をなす部分との間が容
量性結合する。これにより、３段の共振器による帯域通
過特性を有するフィルタとして作用する。
面に形成した多重ヘリカル状線路、誘電体１およびグラ
ンド電極３によって、これらは３つの誘電体同軸共振器
として作用する。この３つの共振器のうち隣接する共振
器同士が電磁界結合する。また孔９ａの内面に形成した
多重ヘリカル状線路の一方の開放端は入出力電極５ａの
リング状をなす部分との間で容量性結合する。同様に、
孔９ｃの内面に形成した多重ヘリカル状線路の一方の開
放端と入出力電極５ｃのリング状をなす部分との間が容
量性結合する。これにより、３段の共振器による帯域通
過特性を有するフィルタとして作用する。
【００４６】図１４は第７の実施形態に係るフィルタの
断面図である。この例では、３つの円柱形状の誘電体１
ａ，１ｂ，１ｃのそれぞれの側面に、２ａ，２ｂ，２ｃ
で示す複数のヘリカル状線路の集合体である多重ヘリカ
ル状線路を形成して、３つの共振素子を構成し、これを
導電性キャビティ４の内部に配置することによって、３
段の同軸共振器を構成している。またキャビティ４には
同軸コネクタ１０ａ，１０ｃを取り付け、それらの中心
導体とキャビティ４の内壁面との間に結合ループ１１
ａ，１１ｃを設けている。結合ループ１１ａ，１１ｃの
ループ面は、この例では、柱状の誘電体１ａ，１ｂ，１
ｃの軸方向に対し垂直な面に向けている。これにより、
結合ループは柱状の誘電体１ａ，１ｂ，１ｃの軸方向成
分の磁界を最も強く励振する。この構成によって、３段
の共振器による帯域通過特性を示すフィルタとして作用
する。
断面図である。この例では、３つの円柱形状の誘電体１
ａ，１ｂ，１ｃのそれぞれの側面に、２ａ，２ｂ，２ｃ
で示す複数のヘリカル状線路の集合体である多重ヘリカ
ル状線路を形成して、３つの共振素子を構成し、これを
導電性キャビティ４の内部に配置することによって、３
段の同軸共振器を構成している。またキャビティ４には
同軸コネクタ１０ａ，１０ｃを取り付け、それらの中心
導体とキャビティ４の内壁面との間に結合ループ１１
ａ，１１ｃを設けている。結合ループ１１ａ，１１ｃの
ループ面は、この例では、柱状の誘電体１ａ，１ｂ，１
ｃの軸方向に対し垂直な面に向けている。これにより、
結合ループは柱状の誘電体１ａ，１ｂ，１ｃの軸方向成
分の磁界を最も強く励振する。この構成によって、３段
の共振器による帯域通過特性を示すフィルタとして作用
する。
【００４７】次に、第８の実施形態に係るフィルタの構
成を図１５を参照して説明する。この例では、誘電体１
の内部に長手方向に延びる孔９を設けていて、この内面
に、２ａ，２ｂ，２ｃで示す複数のヘリカル状線路の集
合体である多重ヘリカル状線路を同軸上に形成してい
る。誘電体１には、その外面から孔９の所定深さの内部
にまで入出力電極５ａ，５ｃを形成している。また誘電
体１の外面には入出力電極５ａ，５ｃの形成領域を避け
てグランド電極３を形成している。
成を図１５を参照して説明する。この例では、誘電体１
の内部に長手方向に延びる孔９を設けていて、この内面
に、２ａ，２ｂ，２ｃで示す複数のヘリカル状線路の集
合体である多重ヘリカル状線路を同軸上に形成してい
る。誘電体１には、その外面から孔９の所定深さの内部
にまで入出力電極５ａ，５ｃを形成している。また誘電
体１の外面には入出力電極５ａ，５ｃの形成領域を避け
てグランド電極３を形成している。
【００４８】このようにして、３つの多重ヘリカル状線
路、誘電体１およびグランド電極３によって、それぞれ
半波長の同軸共振器として作用させる。隣接する共振器
間は容量性結合し、またヘリカル状線路２ａ，２ｃによ
る共振器と入出力電極５ａ，５ｃとはそれぞれ容量性結
合する。これにより３段の共振器による帯域通過特性を
示すフィルタとして作用する。
路、誘電体１およびグランド電極３によって、それぞれ
半波長の同軸共振器として作用させる。隣接する共振器
間は容量性結合し、またヘリカル状線路２ａ，２ｃによ
る共振器と入出力電極５ａ，５ｃとはそれぞれ容量性結
合する。これにより３段の共振器による帯域通過特性を
示すフィルタとして作用する。
【００４９】なお、図１５に示した構造で、多重ヘリカ
ル状線路の開放端に、図１２の（Ｃ）等に示したよう
に、等位相部分を共通接続する線路を設ければ、隣接す
る共振器間を強く結合させることができ、また共振器と
入出力電極５ａ，５ｂとを強く結合させることができ
る。
ル状線路の開放端に、図１２の（Ｃ）等に示したよう
に、等位相部分を共通接続する線路を設ければ、隣接す
る共振器間を強く結合させることができ、また共振器と
入出力電極５ａ，５ｂとを強く結合させることができ
る。
【００５０】図１６は第９の実施形態に係るフィルタの
構成を示している。この例では、円柱形状の誘電体１の
側面にヘリカル状線路２ａ，２ｂ，２ｃによる多重ヘリ
カル状線路を３組形成し、誘電体１の対向する両端面に
入出力電極５ａ，５ｃを形成している。この誘電体１は
導電性キャビティ４の内部に、絶縁性または誘電性の支
持体７によって支持している。導電性キャビティ４には
同軸コネクタ１０ａ，１０ｃを取り付けていて、その中
心導体を入出力電極５ａ，５ｃにそれぞれ接続してい
る。
構成を示している。この例では、円柱形状の誘電体１の
側面にヘリカル状線路２ａ，２ｂ，２ｃによる多重ヘリ
カル状線路を３組形成し、誘電体１の対向する両端面に
入出力電極５ａ，５ｃを形成している。この誘電体１は
導電性キャビティ４の内部に、絶縁性または誘電性の支
持体７によって支持している。導電性キャビティ４には
同軸コネクタ１０ａ，１０ｃを取り付けていて、その中
心導体を入出力電極５ａ，５ｃにそれぞれ接続してい
る。
【００５１】上記３つの多重ヘリカル状線路と導電性キ
ャビティ４とによって、これらはそれぞれ同軸共振器と
して作用し、隣接する共振器間は容量性結合する。また
両端部の共振器と入出力電極５ａ，５ｃとはそれぞれ容
量性結合する。これにより３段の共振器による帯域通過
特性を示すフィルタとして作用する。
ャビティ４とによって、これらはそれぞれ同軸共振器と
して作用し、隣接する共振器間は容量性結合する。また
両端部の共振器と入出力電極５ａ，５ｃとはそれぞれ容
量性結合する。これにより３段の共振器による帯域通過
特性を示すフィルタとして作用する。
【００５２】次に、多重ヘリカル状線路の線路部分の他
のいくつかの構成例を図１７〜図２０に示す線路部分の
断面図を基に説明する。
のいくつかの構成例を図１７〜図２０に示す線路部分の
断面図を基に説明する。
【００５３】図１７に示す例では、線路の幅を導体の表
皮深さ程度またはそれより細くしている。そのため、導
体の左右の間隙（スペース）を通り抜ける磁束を保持す
るために流れる電流が左右で干渉する距離となり、共振
位相からずれた位相を持つ無効電流を低減することがで
きる。その結果、電力損失が飛躍的に低減できる。
皮深さ程度またはそれより細くしている。そのため、導
体の左右の間隙（スペース）を通り抜ける磁束を保持す
るために流れる電流が左右で干渉する距離となり、共振
位相からずれた位相を持つ無効電流を低減することがで
きる。その結果、電力損失が飛躍的に低減できる。
【００５４】図１８に示す例では、誘電体の表面に薄膜
導体層、薄膜誘電体層、薄膜導体層、薄膜誘電体層の順
に積層し、さらに最上層に導体層を設けて３層構造の薄
膜多層電極として線路を構成している。このように膜厚
方向に薄膜多層化することにより、基板の界面からの表
皮効果を緩和することができ、さらなる導体損失の低減
が図れる。
導体層、薄膜誘電体層、薄膜導体層、薄膜誘電体層の順
に積層し、さらに最上層に導体層を設けて３層構造の薄
膜多層電極として線路を構成している。このように膜厚
方向に薄膜多層化することにより、基板の界面からの表
皮効果を緩和することができ、さらなる導体損失の低減
が図れる。
【００５５】図１９は上記薄膜多層電極の間隙部分に誘
電体材料を充填したものである。この構造によれば、隣
接する線路間の短絡および層間の短絡を容易に防止する
ことができ、信頼性の向上および特性安定化が図れる。
電体材料を充填したものである。この構造によれば、隣
接する線路間の短絡および層間の短絡を容易に防止する
ことができ、信頼性の向上および特性安定化が図れる。
【００５６】図２０に示す例では線路の電極材料として
超伝導体を用いている。例えばイットリウム系やビスマ
ス系の高温超伝導体材料を用いる。一般に超伝導材料を
電極として用いる場合に、その耐電力特性が低下しない
ように電流密度の上限を定める必要があるが、このよう
に、線路を多重ヘリカル状線路とすることによって、実
質的に縁端部のない線部となるため大きな電流集中がな
く、超伝導体の臨界電流密度以下のレベルで容易に動作
させることができる。その結果、超伝導体の低損失特性
が有効に利用できる。
超伝導体を用いている。例えばイットリウム系やビスマ
ス系の高温超伝導体材料を用いる。一般に超伝導材料を
電極として用いる場合に、その耐電力特性が低下しない
ように電流密度の上限を定める必要があるが、このよう
に、線路を多重ヘリカル状線路とすることによって、実
質的に縁端部のない線部となるため大きな電流集中がな
く、超伝導体の臨界電流密度以下のレベルで容易に動作
させることができる。その結果、超伝導体の低損失特性
が有効に利用できる。
【００５７】次に、デュプレクサの構成例を図２１を参
照して説明する。以上に示した各種フィルタを用いて、
アンテナ共用器としてのデュプレクサを構成するには、
受信周波数帯域を通過させ、送信周波数帯域を阻止する
受信フィルタと、送信周波数帯域を通過させ、受信周波
数帯域を阻止する送信フィルタとを組み合わせればよ
い。図２１はその構成を示すブロック図である。
照して説明する。以上に示した各種フィルタを用いて、
アンテナ共用器としてのデュプレクサを構成するには、
受信周波数帯域を通過させ、送信周波数帯域を阻止する
受信フィルタと、送信周波数帯域を通過させ、受信周波
数帯域を阻止する送信フィルタとを組み合わせればよ
い。図２１はその構成を示すブロック図である。
【００５８】上記２つのフィルタは以上に示したいずれ
かのタイプのフィルタを個別に設けてもよいが、一体化
してもよい。すなわち図１３または図１５に示した構造
であれば、ブロック状の誘電体１に、受信フィルタ用の
複数段の多重ヘリカル状線路と送信フィルタ用の複数段
の多重ヘリカル状線路とをそれぞれ配置し、送信信号入
力端子、受信信号出力端子、およびアンテナ端子として
の入出力電極をそれぞれ形成すればよい。
かのタイプのフィルタを個別に設けてもよいが、一体化
してもよい。すなわち図１３または図１５に示した構造
であれば、ブロック状の誘電体１に、受信フィルタ用の
複数段の多重ヘリカル状線路と送信フィルタ用の複数段
の多重ヘリカル状線路とをそれぞれ配置し、送信信号入
力端子、受信信号出力端子、およびアンテナ端子として
の入出力電極をそれぞれ形成すればよい。
【００５９】また、図１４に示した構造であれば、単一
の導電性キャビティ内に、受信フィルタ用の複数段の多
重ヘリカル状線路と送信フィルタ用の複数段の多重ヘリ
カル状線路とをそれぞれ配置し、送信信号入力用、受信
信号出力用、およびアンテナ用の同軸コネクタをそれぞ
れ設ければよい。
の導電性キャビティ内に、受信フィルタ用の複数段の多
重ヘリカル状線路と送信フィルタ用の複数段の多重ヘリ
カル状線路とをそれぞれ配置し、送信信号入力用、受信
信号出力用、およびアンテナ用の同軸コネクタをそれぞ
れ設ければよい。
【００６０】この構造により送信信号の受信回路への回
り込みおよび受信信号の送信回路への回り込みを防止す
るとともに、送信回路からの送信信号の送信周波数帯域
のみを通過させてアンテナへ導き、アンテナからの受信
信号の受信周波数帯域のみを通過させて受信機へ与え
る。
り込みおよび受信信号の送信回路への回り込みを防止す
るとともに、送信回路からの送信信号の送信周波数帯域
のみを通過させてアンテナへ導き、アンテナからの受信
信号の受信周波数帯域のみを通過させて受信機へ与え
る。
【００６１】図２２は通信装置の構成を示すブロック図
である。ここでデュプレクサとしては上述のアンテナ共
用器としてのデュプレクサを用いる。通信装置の回路基
板上には送信回路と受信回路を構成し、送信フィルタの
入力端子に送信回路が接続され、受信フィルタの出力端
子に受信回路が接続され、且つＡＮＴ端子にアンテナが
接続されるように、上記回路基板上にデュプレクサを実
装する。
である。ここでデュプレクサとしては上述のアンテナ共
用器としてのデュプレクサを用いる。通信装置の回路基
板上には送信回路と受信回路を構成し、送信フィルタの
入力端子に送信回路が接続され、受信フィルタの出力端
子に受信回路が接続され、且つＡＮＴ端子にアンテナが
接続されるように、上記回路基板上にデュプレクサを実
装する。
【００６２】
【発明の効果】請求項１，２に記載の発明によれば、ヘ
リカル状に線路を形成することにより、共振器が小型化
され、しかも線路の縁端部における電流集中が極めて効
率的に緩和されて、全体の電力損失が抑制される。
リカル状に線路を形成することにより、共振器が小型化
され、しかも線路の縁端部における電流集中が極めて効
率的に緩和されて、全体の電力損失が抑制される。
【００６３】請求項３，４，５に記載の発明によれば、
複数のヘリカル状線路の各線路は所望の共振モードで安
定して共振し、スプリアスモードが抑制される。また、
ヘリカル状の複数の線路が線路により連結されて単一の
線路となるため、結合用の電極との間に大きな静電容量
を形成し易く、外部回路との間で強い結合を得ることが
できる。
複数のヘリカル状線路の各線路は所望の共振モードで安
定して共振し、スプリアスモードが抑制される。また、
ヘリカル状の複数の線路が線路により連結されて単一の
線路となるため、結合用の電極との間に大きな静電容量
を形成し易く、外部回路との間で強い結合を得ることが
できる。
【００６４】請求項６に記載の発明によれば、各孔が深
くならないので、孔内へ複数の多重ヘリカル状線路を容
易に形成することができる。また、誘電体内における共
振器の配置の自由度が高いので、所定の共振器と入出力
部との結合も容易にとることができ、低挿入損失で小型
のフィルタが得られる。
くならないので、孔内へ複数の多重ヘリカル状線路を容
易に形成することができる。また、誘電体内における共
振器の配置の自由度が高いので、所定の共振器と入出力
部との結合も容易にとることができ、低挿入損失で小型
のフィルタが得られる。
【００６５】請求項７に記載の発明によれば、導電性キ
ャビティ内における複数の多重ヘリカル状線路の配置の
自由度が高いので、複数の共振器による低挿入損失で小
型のフィルタが容易に得られる。
ャビティ内における複数の多重ヘリカル状線路の配置の
自由度が高いので、複数の共振器による低挿入損失で小
型のフィルタが容易に得られる。
【００６６】請求項８に記載の発明によれば、共振器間
を電界によって結合させることができるため、ジュール
損による損失が抑えられる。
を電界によって結合させることができるため、ジュール
損による損失が抑えられる。
【００６７】請求項９に記載の発明によれば、部品点数
が削減され、また基材内にエネルギーが集中するため、
全体に小型化できる。
が削減され、また基材内にエネルギーが集中するため、
全体に小型化できる。
【００６８】請求項１０に記載の発明によれば、導電性
遮蔽材により所定領域内に電磁界エネルギーが閉じ込め
られて、外部への不要輻射または外部との不要な結合が
生じることがなく、入出力手段を介して外部との入出力
を行えるようになる。
遮蔽材により所定領域内に電磁界エネルギーが閉じ込め
られて、外部への不要輻射または外部との不要な結合が
生じることがなく、入出力手段を介して外部との入出力
を行えるようになる。
【００６９】請求項１１に記載の発明によれば、低挿入
損失で小型のデュプレクサが得られる。
損失で小型のデュプレクサが得られる。
【００７０】請求項１２に記載の発明によれば、高周波
送受信部の挿入損失が低減されて、雑音特性および伝送
速度等の通信品質が向上する。
送受信部の挿入損失が低減されて、雑音特性および伝送
速度等の通信品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る共振器の構成を示す図
【図２】同共振器の中央破断斜視図
【図３】同共振器の電磁界分布の例を示す図
【図４】他の共振器の電磁界分布の例を示す図
【図５】多重ヘリカル状線路の解析モデルを示す図
【図６】多重ヘリカル状線路の解析モデルを示す図
【図７】複数のヘリカル状線路の配列ピッチＷと共振器
のＱとの関係を示す図
のＱとの関係を示す図
【図８】第２の実施形態に係る共振器の構成を示す図
【図９】同共振素子の斜視図
【図１０】第３の実施形態に係る共振器の構成を示す図
【図１１】第４の実施形態に係る共振器の構成を示す図
【図１２】第５の実施形態に係る共振素子の構成を示す
斜視図
斜視図
【図１３】第６の実施形態に係るフィルタの構成を示す
図
図
【図１４】第７の実施形態に係るフィルタの構成を示す
図
図
【図１５】第８の実施形態に係るフィルタの構成を示す
図
図
【図１６】第９の実施形態に係るフィルタの構成を示す
図
図
【図１７】第１０の実施形態に係る共振器の線路部分の
拡大断面図
拡大断面図
【図１８】第１１の実施形態に係る共振器の線路部分の
拡大断面図
拡大断面図
【図１９】第１２の実施形態に係る共振器の線路部分の
拡大断面図
拡大断面図
【図２０】第１３の実施形態に係る共振器の線路部分の
拡大断面図
拡大断面図
【図２１】デュプレクサの構成を示す図
【図２２】通信装置の構成を示すブロック図
１−誘電体 ２−ヘリカル状線路 ３−グランド電極 ４−導電性キャビティ ４′−導電性遮蔽板 ５−入出力電極 ６−線路 ７−支持体 ９−孔 １０−同軸コネクタ １１−結合ループ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 眞 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 Ｆターム(参考） 5J006 HD01 JA01 KA01 LA02 NA02 NA04 NB07 NC03 5J014 CA00 CA42
Claims (12)
- 【請求項１】 内面に、それぞれヘリカル状の複数の線
路を配列した孔を誘電体内に設け、該誘電体の外面にグ
ランド電極を形成して成る共振器。 - 【請求項２】 絶縁体または誘電体から成る柱状の基材
の側面にそれぞれヘリカル状の複数の線路を配列して成
る共振素子。 - 【請求項３】 前記ヘリカル状の複数の線路の略等位相
となる部分を線路で互いに接続して成る請求項１に記載
の共振器。 - 【請求項４】 前記ヘリカル状の複数の線路の略等位相
となる部分を線路で互いに接続して成る請求項２に記載
の共振素子。 - 【請求項５】 請求項１もしくは３に記載の共振器また
は請求項２もしくは４に記載の共振素子と導電性遮蔽材
とから成る共振器装置。 - 【請求項６】 前記誘電体内に、それぞれの軸を異なら
せて複数の前記孔を互いに略平行に配列した請求項１ま
たは３に記載の共振器と、これらの共振器のうち所定の
共振器に結合する入出力手段とを設けたフィルタ。 - 【請求項７】 前記基材を、それぞれの軸を異ならせて
互いに平行に共通の導電性キャビティ内に配列した請求
項２または４に記載の共振素子と、これらの共振素子の
うち所定の共振素子に結合する入出力手段とを設けたフ
ィルタ。 - 【請求項８】 前記孔の内面に、それぞれヘリカル状の
複数の線路の集合体を同軸上に複数組配列した請求項１
または３に記載の共振器と、これらの共振器のうち所定
の共振器に結合する入出力手段とを設けたフィルタ。 - 【請求項９】 前記基材の側面に、前記ヘリカル状の複
数の線路の集合体を同軸上に複数組配列した請求項２ま
たは４に記載の共振素子と、これらの共振素子のうち所
定の共振素子に結合する入出力手段とを設けたフィル
タ。 - 【請求項１０】 請求項５に記載の共振器装置と入出力
手段とから成るフィルタ。 - 【請求項１１】 請求項６〜１０のうちいずれかに記載
のフィルタを用いて構成したデュプレクサ。 - 【請求項１２】 請求項６〜１０のうちいずれかに記載
のフィルタまたは請求項１１に記載のデュプレクサを用
いて構成した通信装置。
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