JP2001251110A - 共振器、フィルタ、発振器、デュプレクサおよび通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極の開口部における電磁界の閉じ込め性を
高め、且つ電流集中を抑えて導体損を低減した、共振
器、フィルタ、発振器、デュプレクサおよびそれらを用
いた通信装置を構成する。 【解決手段】 スロット３の短絡位置付近に、スロット
幅を分割する電極パターン２′を形成する。これにより
電磁界の閉じ込め性を高め、且つ導体損を低減する。

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、誘電体基板に電
極を形成してなる共振器、フィルタ、発振器、デュプレ
クサおよびそれらを用いた通信装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】マイクロ波帯やミリ波帯で用いられる、
誘電体基板に設けた共振器として、スロット線路による
共振器がある。従来のスロット線路共振器は、直線状の
１／２波長のスロット線路により１つの共振器を構成し
たものであった。スロット線路による共振器は、その構
造上、スロットの周囲に連続して電極が存在するため、
共振器部分での電磁界エネルギーの閉じ込め性が高く、
モジュールとして高周波回路部分に実装した際、他の回
路との干渉が少ないという利点を備えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、両端短絡型の
１／２波長スロット共振器の例を図１８に示す。図１８
において１は誘電体基板であり、その上面に、一部をス
ロット３とする電極２を形成している。図１８の（Ｂ）
はスロット共振器の電磁界分布を示す図であり、図中の
実線の矢印は電界、破線の矢印は磁界の分布を表してい
る。

【０００４】このようなスロット線路を応用した共振器
の電磁界の閉じ込め性はスロットの幅に依存している。
すなわち、スロット３のスロット幅（線路幅）が大きい
程、スロット共振器の電磁界の拡がりは大きくなる。

【０００５】この現象の物理的意味は次のとおりであ
る。例えば、スロットモードの断面内の電界分布は図１
９の（Ａ）に示すようなものであるが、これを等価回路
で表すと同図の（Ｂ），（Ｃ）のようになる。この等価
回路において、静電容量Ｃ２（Ｃ２′）およびＣ３（Ｃ
３′）の割合が全体の静電容量に対して大きい、すなわ
ち寄与が大きい場合には、電磁界の拡がりが大きいとみ
なせる。逆に、その割合が小さい、すなわち寄与が小さ
い場合には、スロット部分における電磁界の集中度が高
いとみなせる。図１９の（Ｂ）はスロット幅が広い場
合、（Ｃ）はスロット幅が狭い場合の等価回路である。

【０００６】ここで、静電容量Ｃ１（Ｃ１′），Ｃ２
（Ｃ２′），Ｃ３（Ｃ３′）を構成する電気力線の経路
長をそれぞれｗ１（ｗ１′），ｗ２（ｗ２′），ｗ３
（ｗ３′）とすれば、上記の各静電容量は、それぞれの
経路長に反比例する。一方、上記各静電容量を構成する
電気力線の経路長を図１９の（Ｂ）に示した状態から
（Ｃ）の状態へ、スロット幅をΔｗだけ細くしたとすれ
ば、 ｗ１′＝ｗ１−Δｗ ｗ２′＝ｗ２−Δｗ ｗ３′＝ｗ３−Δｗ の関係が成り立ち、且つｗ１＜ｗ２＜ｗ３の関係である
から、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３からＣ１’，Ｃ２’，Ｃ３’へ
の変化のうち、Ｃ１からＣ１′への変化割合が最も大き
くなる。すなわち、スロット幅を細くした場合の全体に
対する静電容量の寄与する割合はＣ１（Ｃ１’）が最大
となる。このことは、線路幅を細くすることで電磁界集
中度が高くなることを意味している。したがって、スロ
ット共振器の電磁界の閉じ込め性を高めるためには、ス
ロット幅を細くすればよい。このようにして、スロット
共振器の電磁界の閉じ込め性を高めれば、例えば、誘電
体基板上にスロット共振器と共に他の線路を配置した高
周波回路モジュールにおいて、スロット共振器と線路と
の間隔を、より狭くしても、不要な結合が生じにくくな
るので、モジュール全体の小型化が図れる。

【０００７】ところが、スロット共振器において線路幅
を細くすると、電極のエッジへの電流集中度が増し、こ
れにより縁端効果が顕著になり、導体損が大きくなっ
て、共振器の無負荷Ｑ（Ｑｏ）が低下する。その結果、
この共振器をフィルタなどに用いた場合に、挿入損失が
増大するなどの新たな問題が生じる。

【０００８】この発明の目的は、電極の開口部における
電磁界の閉じ込め性を高め、且つ電流集中を抑えて導体
損を低減した、共振器、フィルタ、発振器、デュプレク
サおよびそれらを用いた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】この発明の共振器は、誘
電体基板上に、スロット状の開口部を設けて成る共振器
において、前記スロット状開口部に、当該スロット状開
口部のスロット幅を分割する電極パターンを形成する。
なお、このスロット幅を分割する電極パターンは、電極
パターン上の縁端効果を十分に低減できる程度の幅で形
成する。

【００１０】この構造により、上記電極パターンによっ
て分割された各スロットのスロット幅が細くなるので、
電磁界の閉じ込め性が向上する。また、この共振器は、
全体として、上記電極パターンによって区切られた複数
のスロット共振器を並列に並べた構造となるので、スロ
ット幅を分割する電極パターンの一方の縁端部と、それ
に平行な他方の縁端部とでは電流の方向が逆であり、互
いに逆方向の電流が近接するため、電極パターン部分で
の損失は殆どなくなり、両側の縁端部の導体損だけが残
る。ここで、両側の縁端部で導体損を生じさせる抵抗を
Ｒａ，Ｒｂとして、スロット共振器のＱｏを、Ｑｏ＝ω
Ｌ／（Ｒａ＋Ｒｂ）で表せば、複数のスロット共振器の
並列配置によって、ωＬが並列配置分大きくなるので、
Ｑｏが向上する。

【００１１】また、この発明の共振器は、前記電極パタ
ーンを、前記スロット状開口部の短絡位置または等価的
短絡位置を含む箇所にのみ設けて、隣接するスロット同
士を一部で連続させる。この構造により、電流密度の高
い部分の導通損が効果的に低減する。しかも、上記電極
パターンの無い部分で、隣接する分割されたスロット同
士が連続することにより、上記電極パターンで細線化さ
れた各スロット線路に生じるスプリアスモードが抑圧さ
れる。また、スロット幅を分割する電極パターンの形成
領域が少なくなるため、電極パターンの形成が容易とな
る。

【００１２】また、この発明の共振器は、前記スロット
状の開口部の全体をスパイラル状にパターン化する。こ
れにより、スパイラル状を成すスロット線路の隣接２線
路間を流れようとする縁端部の電流が相殺され、そのス
ロット線路間における縁端部の導体損が一層効果的に低
減できる。

【００１３】また、この発明の共振器は、前記スロット
状開口部を複数個平行に配置するとともに、各スロット
状開口部の等価的開放位置付近におけるスロット幅を太
くする。短絡位置または等価的短絡位置にスロット幅を
分割する電極パターンを形成することによって磁界の拡
がりが抑えられるため、スロット共振器を平行に配置し
た際に共振器間の結合度が低下するが、スロット共振器
の等価的開放位置付近は電界成分が支配的であるため、
上記のように等価的開放位置付近におけるスロット幅を
太くしたスロット状開口部を複数個平行に配置すること
によって、隣接する共振器間の結合度を増すことができ
る。

【００１４】また、この発明の共振器は、誘電体基板上
に、一部を開口部とした電極を設けるとともに、該開口
部の周縁から内方へ複数の電極パターンを張り出して、
複数のスロットを略放射状に配置する。内方へ張り出さ
れる電極パターンを十分に細い幅に形成することで、上
記複数の電極パターンのそれぞれの一方の縁端部とそれ
に平行な他方の縁端部とでは、流れようとする電流の方
向が逆であるので、縁端効果が相殺される。しかもスロ
ットが略放射状に配置されているので、複数のスロット
共振器のそれぞれの左右には必ず他のスロット共振器が
隣接するため、縁端効果の生じる縁端部というものが無
くなり、単一のスロット共振器の場合に比べて、全体と
しての導体損がさらに抑えられる。そのため、単一のス
ロット共振器の場合に比べて、全体の導体損が抑えられ
る。

【００１５】この発明のフィルタは、上記いずれかの構
造の共振器に信号入出力部を設けて構成する。

【００１６】この発明の発振器は、上記の共振器に反射
増幅回路を結合させて、帯域反射型の共振器を構成す
る。

【００１７】この発明のデュプレクサは、送信信号入力
ポートと送受共用入出力ポートとの間、および該送受共
用入出力ポートと受信信号出力ポートとの間に、上記フ
ィルタを送信フィルタおよび受信フィルタとしてそれぞ
れ設けることによって構成する。

【００１８】この発明の通信装置は、上記構成の共振
器、フィルタ、発振器またはデュプレクサを用いて構成
する。

【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４を参照して説明する。図１の（Ａ）は共
振器の斜視図、（Ｂ）はその電流分布の例を示す平面図
である。この図において１は誘電体基板であり、その図
における上面に矩形状のスロット３を有する電極２を形
成している。このスロット３にはスロット幅を分割する
電極パターン２′を形成している。この電極パターンに
より細線化された各スロットはそれぞれ両端短絡型の１
／２波長共振器として作用する。

【００２０】図１に示した共振器と図１９に示した従来
の共振器とを比べれば、電極パターン２′によりスロッ
ト幅が分割されて、各スロット部分のスロット幅が狭く
なるので、電磁界の閉じ込め性が向上する。

【００２１】また、この共振器は、電極パターン２′に
よって分割された３つの、両端短絡の１／２波長スロッ
ト共振器が並列に３つ並んだ構造となり、これらの３つ
のスロット共振器は互いに結合しているものとみなせ
る。そのため、電流集中が緩和され、導体損が低減す
る。また、図１の（Ｂ）に示すように、電極パターン
２′の一方の縁端部に流れようとする電流と、それに平
行な他方の縁端部に流れようとする電流の方向が逆であ
るので、縁端部における電流集中が緩和され、電極パタ
ーン２′部分には殆ど電流が流れない。

【００２２】上記電極パターン２′による平行３線路
（スロット線路）での電流の相殺による効果を実証する
ために、その磁界強度分布を有限要素法（ＦＥＭ）を用
いて計算した。図２において、上部の図は磁界強度分
布、中央の図は平行３線路の断面図、下部の図はその平
面図である。ここで３つの線路にそれぞれ同相の電磁波
が励起されるものと仮定し、各構造パラメータを図２に
示すように設定した。

【００２３】この図２の結果から明らかなように、スロ
ットによる電極の縁端部には電流が極端に集中し、それ
から遠ざかるにしたがって急激に減衰する。図２におい
てはエッジに磁界が集中する部分を、隣接２線路の影響
のある領域Ｂと、その効果のない領域Ａとに分けている
が、領域Ａに比べて領域Ｂでは磁界の集中が明らかに緩
和されている。したがって、隣接スロット間での電流密
度は非常に低くなり、電流パターン２′における導体損
は大幅に低減される。上記効果は、電極パターンが３本
以上の場合についても同様である。

【００２４】なお、この第１の実施形態では、誘電体基
板の下面に電極を形成しない例を示したが、誘電体基板
の下面に全面の接地電極を形成してもよい。また、誘電
体基板の下面にも上面のスロット３および電極パターン
２′に対向する（鏡対称の）スロットおよび電極パター
ンを有する電極を形成してもよい。これにより、誘電体
基板の両面をスロットで挟んだ構造のＰＤＴＬ（平面誘
電体線路）による共振器として作用する。

【００２５】次に、第２の実施形態に係る共振器の構成
を図３〜図５を参照して説明する。図３の（Ａ）は共振
器の斜視図、（Ｂ）はその電流分布の例を示す平面図で
ある。この図において１は誘電体基板であり、その図に
おける上面にスロット３を有する電極２を形成してい
る。このスロット３には等価的短絡位置に、スロット幅
を分割する電極パターン２′を短絡端から内側へ張り出
している。この共振器は、両端短絡の１／２波長共振器
として作用する。

【００２６】ところで、誘電体基板の比誘電率が高けれ
ば、スロットの等価的開放端付近における電界の広がり
は少ないため、短絡端付近における磁界の広がりが電磁
界の閉じ込め性を低下させる主要因である。そのため、
この図３に示したように、少なくとも短絡端付近のスロ
ット幅を分割する電極パターン２′を設けることによっ
て、磁界成分の閉じ込め性を高めることができる。

【００２７】また、電流についても、短絡端付近に集中
するので、図３に示したように、短絡端付近のスロット
幅を分割する電極パターン２′を設けることによって、
電流集中が緩和される。また、短絡部に設けている電極
パターン２′には、図３の（Ｂ）に示すように、各電極
パターンの一方の縁端部に流れる電流と、それに隣接す
る他の縁端部に流れる電流の方向とが逆方向となり、電
極パターン２′による導体損は殆ど発生しない。その結
果、共振器全体の導体損が低減される。

【００２８】上記電極パターン２′により、細いスロッ
ト線路を複数個配列した場合の電磁界の閉じ込め性の向
上効果を実証するために、Ａｎｓｏｆｔ社製のシミュレ
ーターＨＦＳＳを用いて、従来のスロット共振器を比較
例として、電磁界分布をシミュレーションした。

【００２９】図４はその斜視図上に、図５はスロットの
延びる方向に垂直な断面図上に、それぞれ等磁界強度線
により、磁界の分布を示している。（Ａ）はこの第２の
実施形態に係る共振器の場合、（Ｂ）は従来のスロット
共振器の場合である。ここで、誘電体基板の厚みを０．
６ｍｍ、誘電体基板の比誘電率を２４とし、誘電体基板
に平行な上下のシールド板までの間隔を上下それぞれ
１．０ｍｍとしている。なお、（Ａ）に示す例では共振
周波数を３８ＧＨｚとし、従来例としての（Ｂ）では共
振周波数を３７．８ＧＨｚとしている。このように、電
極パターンの形成によってスロット幅を狭くしたことに
より電磁界の閉じ込め性が高められる。

【００３０】ところで、上記電極パターン２′により区
分された複数のスロット共振器が並行配置されたとき
に、幾つかのスプリアスモードが生じようとするが、図
３においてスロット共振器の等価的に開放となる位置に
は、電極パターン２′を設けていないので、この部分で
位相の揃わないスプリアスモードが打ち消される、とい
う効果を奏する。

【００３１】なお、図３などでは、誘電体基板の下面に
電極を形成しない例を示したが、誘電体基板の下面に全
面の接地電極を形成してもよい。また、誘電体基板の下
面にも上面のスロット３および電極パターン２′に対向
するスロットおよび電極パターンを有する電極を形成し
てＰＤＴＬ（平面誘電体線路）による共振器を構成して
もよい。

【００３２】次に、第３の実施形態に係る共振器の構成
を図６を基にして説明する。図６の（Ａ）に示す例で
は、誘電体基板１の上面に、スロット３を有する電極２
を形成しているが、このスロット３は誘電体基板１の両
端まで開放していて、両端開放型の１／２波長スロット
共振器として作用する。ただし、このスロットの中央
部、すなわち等価的短絡位置付近に、そのスロット幅を
分割する電極パターン２′を形成している。この電極パ
ターン２′が存在しない時、スロット３の縁端部のう
ち、特に等価的短絡位置付近での電流密度が高くなる
が、その部分に電極パターン２′を設けたことにより、
先に示した実施形態の場合と同様に電流集中が緩和され
て、共振器のＱｏを高めることができる。また、電極パ
ターン２′を形成した部分のスロット幅が狭くなること
により、電磁界の閉じ込め性が向上する。

【００３３】図６の（Ｂ）に示した例では、スロット３
の一方を短絡端、他方を開放端として、３／４波長型の
スロット共振器として作用させる。この場合にも、等価
的短絡位置付近に、スロット幅を分割する電極パターン
２′を設けることによって、Ｑｏを低下させることなく
電磁界の閉じ込め性を向上させる。

【００３４】図６の（Ｃ）に示す例では、スロット３の
一方を短絡端、他方を開放端とする電極２を誘電体基板
１の上面に形成している。また、開放端から（１／２＋
α）λｇの長さの電極パターン２′を形成している。こ
こでαは１／４以下の任意の値である。これは、図６の
（Ｂ）に示した電極パターン２′を連続して設けたもの
に相当する。このような構造であっても、Ｑｏを低下さ
せることなく電磁界の閉じ込め性を向上させることがで
きる。

【００３５】次に、第４の実施形態に係る共振器の構成
を図７に示す。この例では、誘電体基板１の上面に、両
端開放のスロット３を有する電極２を形成している。こ
こでスロットの開放部は電極を円形に開口して成り、２
つの円形開口パターン間の線路が共振器として作用す
る。そのスロット部分には、スロット幅を分割する電極
パターン２′を形成している。この構造により、スロッ
ト線路部分での導体損を低減し、且つ電磁界の閉じ込め
性を高める。

【００３６】図８は第５の実施形態に係る共振器の構成
を示す図である。この例では、長さλｇのスロット３を
有する電極２を誘電体基板２の上面に形成している。た
だし、この例では２倍波のモードを利用する。したがっ
て、スロットの両端と中央部が等価的に短絡位置とな
り、その短絡位置付近に、スロット幅を分割する電極パ
ターン２′を形成している。

【００３７】次に、第６の実施形態としてフィルタの構
成例を図９を参照して説明する。図９において、１は誘
電体基板であり、その上面に図に示すような所定パター
ンのスロットを有する電極２を形成している。ここでス
ロット３ａ，３ｂはそれぞれ図８に示した、両端短絡の
２倍波のスロット共振器として用いる。この２つの共振
器を隣接させることによって両者を結合させている。ま
た、スロット３ａ，３ｂには、その長手方向に垂直な向
きに中心電極４ａ，４ｂを形成していて、これらの中心
電極４ａ，４ｂとその両側部の電極２とによってコプレ
ーナ線路を構成している。これらのコプレーナ線路の中
心電極４ａ，４ｂは、それぞれのスロット共振器に磁界
結合し、これらのコプレーナ線路を信号の入出力線路と
して用いる。

【００３８】以上の構成によって、２段の共振器が結合
した帯域通過特性を示すフィルタとして作用する。

【００３９】次に、第７の実施形態に係るフィルタの例
を図１０に示す。この例では、全体にスパイラル状のス
ロット３を有する電極２を、誘電体基板１の上面に形成
している。また、スロットの端部は短絡端として、そこ
から所定長だけ、スロット幅を分割する電極パターン
２′を形成している。そのため、電磁界の閉じ込め性が
高く、外部との不要な結合および外部への不要輻射が抑
制できる。また、スパイラル状を成すスロット線路の隣
接２線路間を流れようとする縁端部の電流が相殺され、
そのスロット線路間における縁端部の導体損も低減でき
る。そのため、より高いＱｏの共振器が得られる。

【００４０】上記スパイラル状のスロットは線対称とし
ていて、その中心の等価的開放端には、スロットの長手
方向に垂直な方向に中心電極４を形成している。この中
心電極４とその両側部の電極２によるコプレーナ線路
は、スロット共振器と磁界結合する。このコプレーナ線
路による入出力端子を、所定の線路に接続することによ
って、このスロット共振器の共振周波数に相当する周波
数の信号を大きく減衰させるトラップフィルタとして作
用する。

【００４１】次に、第８の実施形態に係る共振器の構成
を図１１に示す。ここで誘電体基板の上面には、スロッ
ト３ａ，３ｂ，３ｃを開口した電極２を形成している。
また、これらのスロットの等価的短絡位置に、スロット
幅を分割する電極パターン２′をそれぞれ形成してい
る。この３つのスロット共振器は、隣接するスロット共
振器同士が電磁結合するが、電極パターン２′は磁界の
拡がりを小さくするように作用するため、電極パターン
２′が存在しない場合に比べて共振器間の結合が弱くな
る傾向にある。しかしこの図１１に示すように、電界成
分の支配的な線路中央部を太くすれば、共振器間の電界
結合による結合を強くすることができる。

【００４２】次に、第９の実施形態に係る共振器の例を
図１２を参照して説明する。図１２の（Ａ）は斜視図、
（Ｂ）は上面図である。誘電体基板１の上面には、全体
に円形の開口部６を有する電極２を形成している。この
円形の開口部６の周縁から内方へ電極パターン２′を中
心方向へ（放射状に）張り出している。この構造によっ
て、中心から放射方向に複数のスロットを配置した構造
としている。

【００４３】このように、スロット幅の狭い複数のスロ
ット共振器を放射状に配置したことにより、磁界の閉じ
込め性が向上する。また、短絡端付近すなわち開口部６
の周縁付近における電流集中が緩和され、且つ電極上を
流れる電流は、図１２の（Ｂ）に示すように、各電極パ
ターン２′の一方の縁端部に流れる電流と、それに対向
する他方の縁端部に流れる電流とが逆向きとなって、電
極パターン２′には殆ど電流が流れないため、導体損が
低減され共振器のＱｏが高くなる。

【００４４】仮に、図１２に示した開口部６を、電極パ
ターン２′の無い、単なる円形にした場合には、ＴＥ０
１０モードの共振器として作用するが、このＴＥ０１０
モードの共振器に比べて、スロットを放射状に配置した
上記共振器では、電磁界モードが異なるため、同一共振
周波数の下で、開口部の面積は１／４以下となる。その
ため、ＴＥ０１０モードの共振器に比べても、全体に大
幅な小型化が図れる。

【００４５】なお、図６〜図１２では、いずれも誘電体
基板の下面に電極を形成しない例を示したが、誘電体基
板の下面に全面の接地電極を形成してもよい。また、誘
電体基板の下面にも上面のスロット３および電極パター
ン２′に対向するスロットおよび電極パターンを有する
電極を形成して、ＰＤＴＬ（平面誘電体線路）による共
振器を構成してもよい。

【００４６】次に、第１０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。この例では、誘電体
基板の上面にＲ１，Ｒ２，Ｒ３で示す３つの共振器を構
成している。これらは、それぞれ図１２に示したものと
同様の、複数のスロット共振器を放射状に配置して成る
共振器である。また誘電体基板の上面には、中心電極４
ａ，４ｂとそれらの両側部の電極２とによってコプレー
ナ線路を構成している。

【００４７】共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３のうち、隣接する
共振器同士は、それぞれ磁界結合する。また、中心電極
４ａ，４ｂは共振器Ｒ１，Ｒ３とそれぞれ磁界結合す
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。

【００４８】なお、誘電体基板の下面には、共振器Ｒ
１，Ｒ２，Ｒ３部分の電極開口部に対向する同様の電極
開口部を形成していてもよく、全面に接地電極を形成し
てもよく、さらには全面に電極を形成しない状態として
もよい。

【００４９】次に、第１１の実施形態に係るデュプレク
サの構成例を図１４に示す。図１４において、送信フィ
ルタと受信フィルタは、それぞれ図１０に示したものと
同様の２つのスパイラル状スロット線路による共振器を
近接させて成る誘電体フィルタである。送信フィルタは
送信周波数帯域で通過特性、受信周波数帯域で遮断特性
を示し、受信フィルタは受信周波数帯域で通過特性、送
信周波数帯域で遮断特性を示す。

【００５０】図１４においてＴｘは送信信号入力ポー
ト、Ｒｘは受信信号出力ポート、ＡＮＴは送受共用の入
出力ポートである。これらの伝送線路としては、いずれ
もコプレーナ線路としている。また、ＡＮＴポートと、
送信フィルタの終段（２段目）の共振器および受信フィ
ルタの初段（１段目）の共振器との間にコプレーナ線路
による分岐回路を構成している。これらＴｘ，Ｒｘ，Ａ
ＮＴの各ポートに送信回路，受信回路，アンテナをそれ
ぞれ接続することによって、誘電体デュプレクサを通信
装置におけるアンテナ共用器として用いる。

【００５１】次に、第１２の実施形態に係る発振器の構
成を図１５を参照して説明する。図１５においてＲは図
１２に示したものと同様の共振器であり、その近傍に線
路５を配置している。この線路５は両側の電極２とによ
ってコプレーナ線路を構成していて、共振器Ｒと磁界結
合する。線路５の一方端は終端抵抗８によって終端して
いて、他方端にＦＥＴ７を接続している。このＦＥＴ７
のドレインは接地していて、ドレイン・ゲート間に共振
器を含む帰還回路が挿入されるように回路を構成してい
る。共振器Ｒは帯域阻止特性を示すので、共振器ＲとＦ
ＥＴ７との距離を適宜設定して共振器Ｒの共振周波数で
発振させる。

【００５２】図１５に示した誘電体基板上に、共振器Ｒ
に結合する他の線路を設け、且つその線路にバラクタダ
イオード等の可変リアクタンス素子を装荷し、その可変
リアクタンス素子に制御電圧を印加する回路を設けれ
ば、電圧制御発振器を構成することができる。

【００５３】このように、電磁界の閉じ込め性の高い共
振器Ｒを用いることにより、ＦＥＴ７に接続されている
線路や電極と共振器Ｒとの距離を近くしても、両者間の
結合が少ないため、小さな誘電体基板上に発振器を構成
することができ、全体に小型化が図れる。

【００５４】次に、第１３の実施形態に係るフィルタの
構成例を図１６を参照して説明する。この例では、誘電
体基板１の上面にスロット３および３′を形成してい
て、誘電体基板１の下面には、これらのスロットに対向
する位置に同一形状のスロットを形成している。この誘
電体基板１の上下にはシールド板９，１０を設けてい
る。

【００５５】誘電体基板１の上下面に設けたスロット３
と上下のシールド板９，１０とは、ＰＤＴＬ（平面誘電
体線路）として作用し、スロット３′と上下のシールド
板９，１０とは、ＰＤＴＬ（平面誘電体線路）形成の、
両端短絡の１／２波長型スロット共振器として作用す
る。このスロット３′の短絡端付近に、スロット幅を分
割する電極パターン２′を形成しているため、スロット
線路の途中にＱｏの高いスロット共振器を接続したフィ
ルタとして作用する。

【００５６】なお、上述の構造を、一般的に知られるフ
ィンラインに適用してもよい。その場合、フィンライン
型の伝送線路の途中に共振器を設けたフィルタとして作
用する。

【００５７】次に第１４の実施形態に係る通信装置の構
成をブロック図として図１７に示す。図１７においてＡ
ＮＴは送受信アンテナ、ＤＰＸはデュプレクサ、ＢＰＦ
ａ，ＢＰＦｂ，ＢＰＦｃはそれぞれ帯域通過フィルタ、
ＡＭＰａ，ＡＭＰｂはそれぞれ増幅回路、ＭＩＸａ，Ｍ
ＩＸｂはそれぞれミキサ、ＯＳＣはオシレータ、ＤＩＶ
は分配器である。ＶＣＯは送信信号（送信データ）に応
じた信号により発振周波数を変調する電圧制御発振器で
ある。

【００５８】ＭＩＸａはＶＣＯで変調された信号と、Ｏ
ＳＣから出力され、ＤＩＶで分配された信号とを混合
し、ＢＰＦａはＭＩＸａからの混合出力信号のうち送信
周波数帯域のみを通過させ、ＡＭＰａはこれを電力増幅
してＤＰＸを介しＡＮＴより送信する。ＢＰＦｂはＤＰ
Ｘから出力される受信信号のうち受信周波数帯域のみを
通過させ、ＡＭＰｂはそれを増幅する。ＭＩＸｂは、Ｏ
ＳＣから出力されＤＩＶで分配されＢＰＦｃより出力さ
れる周波数信号と受信信号とをミキシングして中間周波
信号ＩＦを出力する。

【００５９】図１７に示したデュプレクサＤＰＸ部分に
は、図１４に示した構造のデュプレクサを用いる。また
帯域通過フィルタＢＰＦａ，ＢＰＦｂ，ＢＰＦｃには、
図９，図１０，図１３に示したフィルタまたは図１〜図
１２に示した各共振器に信号入出力部を設けて成るフィ
ルタを用いる。また、ＶＣＯには図１５に示した発振器
による電圧制御発振器を用いる。

【００６０】

【発明の効果】請求項１，６，８に記載の発明によれ
ば、スロット幅を分割する電極パターンによって各スロ
ットのスロット幅が細くなるので電磁界の閉じ込め性が
向上する。しかも電流の集中が緩和され、スロット幅が
狭くなることによるＱｏの低下が抑制される。

【００６１】請求項２に記載の発明によれば、電流密度
の高い部分の導通損が効果的に低減され、しかも、上記
電極パターンの無い部分で、隣接するスロット同士が連
続することにより、上記電極パターンで細線化された各
スロット線路に生じるスプリアスモードが抑圧される。
また、スロット幅を分割する電極パターンの形成領域が
少なくなって、電極パターンの形成が容易となる。

【００６２】請求項３に記載の発明によれば、スパイラ
ル状を成すスロット線路の隣接２線路間を流れようとす
る縁端部の電流が相殺され、そのスロット線路間におけ
る縁端部の導体損が一層効果的に低減できる。

【００６３】請求項４に記載の発明によれば、隣接する
共振器間の結合度を容易に増すことができる。

【００６４】請求項５に記載の発明によれば、複数のス
ロット共振器のそれぞれの左右には必ず他のスロット共
振器が隣接するため、縁端効果の生じる縁端部というも
のが無くなり、単一のスロット共振器の場合に比べて、
全体としての導体損がさらに抑えられる。

【００６５】請求項７に記載の発明によれば、Ｑｏの高
い共振器の特性を活かして、発振周波数の安定性を高め
ることができる。

【００６６】請求項９に記載の発明によれば、Ｑｏの高
い共振器の特性を活かして、低損失で電力利用効率の高
い通信装置が得られる。また、電磁界の閉じ込め性の高
い共振器、フィルタ、発振器またはデュプレクサを用い
るため、これらの素子と他の回路や素子とを近接配置で
き、全体の小型化が図れる。

【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】スロット線路の磁界分布の例を示す図

【図３】第２の実施形態に係る共振器の構成を示す図

【図４】同共振器と、比較例としての従来の共振器との
磁界強度分布の例を示す図

【図５】同磁界強度分布の平面図

【図６】第３の実施形態に係る共振器の構成を示す図

【図７】第４の実施形態に係る共振器の構成を示す図

【図８】第５の実施形態に係る共振器の構成を示す図

【図９】第６の実施形態に係るフィルタ共振器の構成を
示す図

【図１０】第７の実施形態に係るフィルタの構成を示す
図

【図１１】第８の実施形態に係る共振器の構成を示す図

【図１２】第９の実施形態に係る共振器の構成を示す図

【図１３】第１０の実施形態に係るフィルタの構成を示
す斜視図

【図１４】第１１の実施形態に係るデュプレクサの構成
を示す斜視図

【図１５】第１２の実施形態に係る発振器の構成を示す
図

【図１６】第１３の実施形態に係るフィルタの構成を示
す部分破断斜視図

【図１７】第１４の実施形態に係る通信装置の構成を示
すブロック図

【図１８】従来のスロット共振器の構成を示す斜視図

【図１９】スロット線路の断面における電界分布とその
等価回路について示す図

【符号の説明】

１−誘電体基板 ２−電極 ２′−電極パターン ３−スロット ４−中心電極 ５−線路 ６−開口部 ７−ＦＥＴ ８−終端抵抗 ９，１０−シールド板 １１−導波管

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体基板上に電極を設け、該電極にス
   ロット状の開口部を設けて成る共振器において、 前記スロット状開口部に、当該スロット状開口部の少な
   くとも一部のスロット幅を分割する電極パターンを形成
   した共振器。
2. 【請求項２】 前記電極パターンを、前記スロット状開
   口部の短絡位置または等価的短絡位置を含む箇所に設け
   て、前記隣接する分割されたスロット同士を一部で連続
   させた請求項１に記載の共振器。
3. 【請求項３】 前記スロット状の開口部の全体をスパイ
   ラル状にパターン化した請求項１または２に記載の共振
   器。
4. 【請求項４】 前記スロット状開口部を複数個平行に配
   置するとともに、各スロット状開口部の等価的開放位置
   付近におけるスロット幅を太くした請求項１または２に
   記載の共振器。
5. 【請求項５】 誘電体基板上に、一部を開口部とした電
   極を設けるとともに、該開口部の周縁から内方へ複数の
   電極パターンを張り出して、複数のスロットを略放射状
   に配置した共振器。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のうちいずれかに記載の共
   振器に信号入出力部を設けて成るフィルタ。
7. 【請求項７】 請求項１〜５のうちいずれかに記載の共
   振器に反射増幅回路を結合させて成る発振器。
8. 【請求項８】 送信信号入力ポートと送受共用入出力ポ
   ートとの間、および該送受共用入出力ポートと受信信号
   出力ポートとの間に、請求項６に記載のフィルタを、送
   信フィルタおよび受信フィルタとしてそれぞれ設けて成
   るデュプレクサ。
9. 【請求項９】 請求項１〜５のうちいずれかに記載の共
   振器、請求項６に記載のフィルタ、請求項７に記載の発
   振器または請求項８に記載のデュプレクサを備えた通信
   装置。