JP2001345610A - 誘電体共振器、フィルタ、デュプレクサおよび通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 材料コストや加工コストを増大させることな
く、導電性を有するキャビティとそのキャビティ内に配
置すべき誘電体コアとの接合部分の熱サイクル疲労に対
する信頼性を高めた誘電体共振器、それを用いたフィル
タ、デュプレクサおよびそれらを備えた通信装置を構成
する。 【解決手段】 誘電体コア３のフランジ部３ｆの端面に
電極を形成し、フランジ部３ｆの端面を覆う被覆部５ｃ
および該被覆部からフランジ部の外縁に沿って屈曲させ
たバネ部５ｆを有する金属箔を用い、その金属箔の被覆
部５ｃをフランジ部３ｆの端面に導電性接合材で接合
し、金属箔のバネ部５ｆをキャビティ１の内面に半田付
けする。さらに金属箔にはキャビティの内面側へ突出す
る突出部５ａを設け、この突出部５ａの内部に接着剤７
を充填する。

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、誘電体コアとキ
ャビティを有する誘電体共振器、その誘電体共振器を用
いたフィルタ、デュプレクサおよびそれらを備えた通信
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、マイクロ波帯において比較的大電
力を扱う小型の共振器として、キャビティ内に誘電体コ
アを配置して成る誘電体共振器が用いられている。

【０００３】例えばＴＭモードを利用する誘電体共振器
は、表面に電極膜を設けたセラミック製の、または金属
製のキャビティ内に、誘電体セラミックから成る誘電体
コアを配置することによって構成している。

【０００４】図１８および図１９に従来の誘電体共振器
の構成例を示す。図１８は分解斜視図、図１９は上面図
および断面図である。この例では、金属製のキャビティ
本体１に、両端面に電極を形成した誘電体コア３を挿入
し、その両端面とキャビティ本体１の内面との間を半田
６によって半田付けし、キャビティ本体の開口面にキャ
ビティ蓋２を取り付けるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、キャビテ
ィの内壁面に柱状の誘電体コアの両端面を接合させる構
造においては、誘電体コアとキャビティの線膨張係数が
大きく異なると、熱サイクル疲労によって誘電体コアと
キャビティとの接合部分が劣化し、十分な信頼性が得ら
れないという問題があった。

【０００６】そこで、誘電体コアをキャビティと共に一
体成形する構造も採られている。この構造では、誘電体
コアとキャビティが同一のセラミック材料であるので、
上記熱サイクル疲労の問題は本質的に生じない。

【０００７】ところが、この誘電体コアとキャビティと
を一体成形する構造では、本来誘電性を必要としないキ
ャビティの大部分にも誘電体セラミック材料を用いるこ
とになるため、材料コストが嵩み、更に成形金型も複雑
になるので製造コストも嵩むという問題があった。

【０００８】また、本願出願人は特願平１１−２８３０
３７号にて、キャビティ内に導電性を有する棒と共に誘
電体コアを設けて、誘電体コアによる共振モードと同軸
（半同軸）共振モードとを共に利用するようにした共振
器装置に関して出願している。しかし、アルミニウムな
どの通常の金属材料から成るキャビティと誘電体コアと
は線膨張係数が大きく異なるため、上述したように誘電
体コアとキャビティ内壁面との接合部分に十分な信頼性
が確保できない。誘電体コアの材料である誘電体セラミ
ックと同程度の線膨張係数を有する金属材料を用いてキ
ャビティを構成すれば、上記の問題は解消されるが、キ
ャビティの材料コストおよびその加工に要する製造コス
トが嵩むという問題が生じる。

【０００９】この発明の目的は、材料コストや加工コス
トを増大させることなく、導電性を有するキャビティと
そのキャビティ内に配置すべき誘電体コアとの接合部分
の熱サイクル疲労に対する信頼性を高めた誘電体共振
器、それを用いたフィルタ、デュプレクサおよびそれら
を備えた通信装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の誘電体共振器
は、端面に電極を形成した誘電体コアと、導電性のキャ
ビティと、前記端面に対する接合面および屈曲させたバ
ネ部を有する導電性の箔とを備え、該箔の前記接合面を
前記誘電体コアの端面に導電性接合材で接合し、前記箔
のバネ部を前記キャビティの内面に導電性接合材で接合
することによって構成する。

【００１１】また、この発明の誘電体共振器は、前記誘
電体コアの端部をフランジ部とし、前記導電性の箔に、
前記フランジ部の端面を覆う被覆部を形成し、該被覆部
からフランジ部の外縁に沿って屈曲させて前記バネ部を
形成する。

【００１２】また、この発明の誘電体共振器は、所定の
端面に電極を形成した誘電体コアと、導電性のキャビテ
ィと、中央部が一方に突出した導電性の箔とを備え、該
箔の突出部を前記誘電体コアの端面に導電性接合材で接
合し、前記箔の周辺部を前記キャビティの内面に導電性
接合材で接合することによって構成する。

【００１３】これらの構造により、誘電体コアの端面が
キャビティの内壁面に直接接合することなく、導電性を
有する箔を介して弾性的に接合することになり、誘電体
コアとキャビティの線膨張係数の差による歪みは、それ
自体が弾性を有する箔部分で吸収され、熱サイクル疲労
が誘電体コアとキャビティとの接合部分に生じることが
ない。

【００１４】また、この発明の誘電体共振器は、前記突
出部の内部に接着剤を挿入する。この構造により、誘電
体コアの端面とキャビティとの電気的接続が上記導電性
を有する箔を介して行われ、機械的な接合が上記箔およ
び接着剤により行われる。なお、キャビティと誘電体コ
アの端面電極とは導電性を有する箔によって導通されて
いるので、接着剤側へ電界が侵入することがなく、特性
劣化が生じない。

【００１５】また、この発明の誘電体共振器は、前記キ
ャビティに前記突出部の内部に通じる孔を設け、該孔お
よび前記突出部の内部に接着剤を挿入する。この構造に
より、キャビティ外部から接着剤の注入が容易となる。
さらに、硬化した接着剤が上記孔と係合して、キャビテ
ィに対する箔および誘電体コアの接合強度が高まる。

【００１６】また、この発明の誘電体共振器は、前記誘
電体コアの端面に凹凸部を形成する。これにより、誘電
体コアの端面と上記接着剤とのせん断方向の接合強度が
高まる。

【００１７】この発明のフィルタは、上記の構造を有す
る誘電体共振器と、該誘電体共振器の共振モードの電磁
界に結合する結合手段を設け、該結合手段を信号入出力
部とすることによって構成する。

【００１８】この発明のデュプレクサは、上記フィルタ
において、誘電体共振器を複数設け、これらの誘電体共
振器のうち２つの共振器と結合する結合手段を、例えば
共通のアンテナ用入出力端子として構成する。

【００１９】さらに、この発明の通信装置は、上記フィ
ルタまたはデュプレクサを用いて構成する。

【００２０】

【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５を参照して説明する。図１は誘電
体共振器の各構成部品を示す斜視図である。（Ａ）は、
誘電体セラミックからなる誘電体コアであり、外形が直
方体を成し、中央部に丸孔を設けている。この誘電体コ
ア３の両端面にはＡｇ電極膜を焼成している。

【００２１】図１の（Ｂ）は上記誘電体コア３の両端面
に半田付けする、Ｃｕ箔または、それにＡｇメッキ膜を
施した金属箔であり、中央部が一方に突出し、且つその
突出部と周辺部とがそれぞれ略平面を成す形状としてい
る。なお、ここで言う「中央部」とは、周辺部以外の少
なくとも一部という意味であり、必ずしも中心部を意味
するものではない。

【００２２】図１の（Ｃ）は、アルミニウムやインバー
などの金属にＡｇメッキを施したキャビティであり、１
はキャビティ本体、２はキャビティ蓋である。キャビテ
ィ本体１には、底面の中央部に別体または一体成形によ
る導体棒４を設けている。

【００２３】図２はキャビティに対して誘電体コアを取
り付ける際の状態を示す斜視図、図３はその断面図であ
る。この図に示すように、誘電体コア３の両端面に金属
箔５の突出部を半田付けしている。この誘電体コア３を
キャビティ内に設けるには、図２に示した状態から、両
端に金属箔を半田付けした誘電体コア３を、導体棒４が
誘電体コアの孔に挿通されるようにキャビティ本体１に
挿入し、所定高さで、金属箔５の周辺部をキャビティ本
体１の内壁面に半田付けする。また、金属箔５の凹面
（内面）側に接着剤７を付着させておき、これをキャビ
ティ内に挿入した状態で、接着剤を熱硬化させて金属箔
５の内面および誘電体コア３の端面をキャビティ本体１
の内壁面に接着する。

【００２４】この接着剤には、エポキシ系、シリコン系
またはＡｇ等を混入させた導電性接着剤を用いることが
できる。特にゴムを含有したエポキシ系接着剤を用いれ
ば高い信頼性が得られる。また、導電性接着剤は放熱性
が高いため、耐熱性も向上できる。

【００２５】その後は、キャビティ本体１の開口面に図
３に示したキャビティ蓋２を半田付け、またはネジを用
いて接合することによって１つの誘電体共振器を構成す
る。

【００２６】なお、図３において、接着剤７による接着
を先に行って、後で、金属箔５の周辺部をキャビティ本
体１の内壁面に半田付けするようにしてもよい。

【００２７】図１〜図３に示した例では、金属箔５の突
出部の中央を開口しているため、誘電体コア３の端面に
金属箔５を半田付けする際に、誘電体コア端面の電極の
一部が露出して、その半田付けが容易且つ確実に行え
る。また金属箔５の開口部で誘電体コア３の端面とキャ
ビティ本体１の内壁面とが接着剤７により直接接合され
るため、両者の接着強度を高めることができる。

【００２８】ただし、金属箔５の開口部は必須ではな
く、開口部がなくても誘電体コアの端面に金属箔５を半
田付けすることはでき、また金属箔５の凹面（内面）側
を接着剤７を介してキャビティ本体１の内壁面に接着す
ることによって、金属箔５の層を介してキャビティ本体
１の内壁面に誘電体コア３を接着固定することはでき
る。

【００２９】また、上記接着剤７も必須ではなく、この
接着剤７を用いない場合でも、金属箔５の厚みを適宜設
定して適度な剛性をもたせればよい。この金属箔５は、
中央部が一方に突出し、且つ該突出部とその周辺部とが
それぞれ略平面を成す、言わばフランジを有する皿状形
状であるので、箔そのものが薄くても全体にある程度高
い剛性が得られる。一方、金属箔５はそれ自体適度な弾
性を有しているため、誘電体コアとキャビティとの線膨
張係数の差による歪みをよく吸収し、且つ誘電体コアの
位置変動も十分に抑制できる。

【００３０】図４は、上記誘電体共振器の各モードの電
磁界分布の例を示している。図中、実線の矢印は電界ベ
クトル、破線の矢印は磁界ベクトルをそれぞれ示してい
る。（Ａ）は誘電体コア３とキャビティによるＴＭモー
ドの電磁界分布である。このモードでは、誘電体コア３
の長手方向に電界ベクトルが向き、誘電体コア３の長手
方向に垂直な面に磁界ベクトルがループを描く。ここで
は、誘電体コアが直方体形状であるが、モードの表記と
しては円柱座標系を採り、ｈを伝搬方向、θを伝搬方向
に垂直な面の面内周回方向、ｒを伝搬方向に垂直な面の
面内の放射（半径）方向にそれぞれとって、それぞれの
電界強度分布の波の数を、ＴＭθｒｈの順に表すものと
すれば、このモードはＴＭ０１０モードと表される。但
し、この例では、通常のＴＭ０１０モードとは異なり、
誘電体コアが円柱ではなく、また誘電体コア３の中央部
に導体棒４が存在するため、ＴＭ０１０モードに準じた
ものとなる。以下、このモードを「準ＴＭモード」と呼
ぶ。

【００３１】図４の（Ｂ）はキャビティと導体棒による
半同軸共振器のモードの上面図、（Ｃ）はその正面図で
ある。このモードは、導体棒からキャビティの内壁面へ
の放射方向に電界ベクトルが向き、導体棒を中心として
その周回方向に磁界ベクトルがループを描く。通常の半
同軸共振器とは異なり、誘電体コア３が装荷されてお
り、また導体棒４の頂部とキャビティの天面との間にギ
ャップが存在するため、ここでは準ＴＥＭモードとい
う。

【００３２】図５は上記２つのモードを結合させるため
の構造の例を示している。ここではキャビティ蓋を被せ
る前の上面図として示している。準ＴＥＭモードの電界
ベクトルＥ_TEM は導体棒４から放射方向に向き、準ＴＭ
モードの電界ベクトルＥ_TMは誘電体コア３の長手方向を
向くため、誘電体コア３の長手方向の一方の端部から中
央部（導体棒４部分）までの電界強度と、他方の端部か
ら中央部までの電界強度とのバランスを崩すことによっ
て両モードを結合させる。すなわち、図中のｈは結合調
整用孔であり、この結合調整用孔ｈを設けることによ
り、その付近の電界強度の対称性を崩し、これにより準
ＴＥＭモードと準ＴＭモードとを結合させる。そして結
合調整用孔ｈの大きさ（内径または深さ）によって結合
量を定める。以上のようにして、準ＴＭモードと準ＴＥ
Ｍモードの共振モードを利用した誘電体共振器を構成す
る。

【００３３】次に、第２の実施形態に係る誘電体共振器
の構成を図６を参照して説明する。図６の（Ａ）はキャ
ビティ蓋を取り除いた状態での誘電体共振器の斜視図、
（Ｂ）はその断面図である。図２および図３に示した第
１の実施形態の誘電体共振器とは異なり、この例では、
キャビティ本体１に、金属箔５の突出部の内面とキャビ
ティ本体１の内面とで囲まれる空間、すなわち金属箔５
の突出部の内部に通じる孔１４を形成している。

【００３４】この誘電体共振器の組み立て手順として
は、先ず、両端に金属箔５を半田付けした誘電体コア３
をキャビティ本体１の内部に挿入し、所定高さで仮固定
した状態で、金属箔５の周辺部をキャビティ本体１の内
面に半田付けし、さらにその後、キャビティ本体１の外
部から孔１４を通して接着剤７を空間内に注入し、接着
剤を硬化させる。その際、孔１４の内部にも接着剤７が
充填されるようにする。

【００３５】上記構造によって、硬化した接着剤７が孔
１４と係合して、キャビティ本体１に対する誘電体コア
３の接着強度が向上する。

【００３６】なお、図６の（Ａ）に示したように、接着
剤を注入する孔１４を、１つの空間に対して複数個設け
ることにより、通気が可能となり、空間内への接着剤を
極めて速やかに且つ確実に充填できる。但し、接着剤は
上記空間内に必ずしも完全に充填する必要はなく、空間
部が残存していてもよい。要は、硬化した接着剤が金属
箔５の突出部の内面とキャビティ本体１の内面とを所定
強度で接合するように作用すればよい。

【００３７】次に、第３の実施形態に係る誘電体共振器
の構成を図７および図８を参照して説明する。図７は誘
電体コアの２つの例を示す斜視図であり、いずれも両端
面に凹部１１を形成している。

【００３８】図８は、図７に示した誘電体コアをキャビ
ティ内に取り付けた状態での断面図である。この誘電体
共振器を組み立てる手順としては、先ず、誘電体コア３
の両端面に金属箔５を半田付けし、これをキャビティ本
体１の開口部から挿入し、所定高さの位置に仮固定した
状態で、金属箔５の周辺部をキャビティ本体１の内壁面
に半田付けし、さらにキャビティ本体１に設けた孔から
接着剤７を注入することによって、誘電体コア３および
金属箔５をキャビティ本体１に接着固定する。この時、
誘電体コア３の両端面に設けた凹部１１の内部にも接着
剤７が充填されるため、硬化した接着剤７と誘電体コア
３とのずれに対する機械的強度を高めることができる。

【００３９】次に、第４の実施形態に係る誘電体共振器
の構成を図９を参照して説明する。これまでに示した各
実施形態では、金属箔の周辺部をキャビティの内面に半
田付けしたが、図９に示す例は、金属箔の周辺部をキャ
ビティにネジ止め固定する。すなわち、図９において金
属箔５の周辺部およびキャビティ本体１の壁面には複数
のネジを挿通させる孔をあらかじめ形成していて、誘電
体コア３の断面形状に合わせた四角い２つのリング状の
固定具１３とネジ１２を用いて、ネジ止め固定する。

【００４０】この誘電体共振器の組み立て手順として
は、あらかじめ、誘電体コア３に２つのリング状の固定
具１３を挿通させておき、誘電体コア３の両端面に金属
箔５を半田付けし、次にこれをキャビティ本体１へ収納
し、外面からネジ１２を固定具１３に螺合させ、金属箔
５を固定する。

【００４１】以上に示した各実施形態では、誘電体コア
の端面に対して金属箔を半田付けするようにしたが、例
えば導電性接着剤やその他の導電性接合材で接合しても
よい。

【００４２】また、以上に示した各実施形態では、直方
体形状の誘電体コアを用いたが、この誘電体コアを多角
柱形状や円柱形状としてもよい。

【００４３】図１０はその他の３つの誘電体共振器の構
成を示す図であり、それぞれ上部のキャビティ蓋を取り
除いた状態での上面図である。（Ａ）に示す例では、誘
電体コア３は２つの誘電体柱が交差したような十字形状
を成し、その４つの端面に電極膜を設け、それぞれに金
属箔５を半田付けしている。これらの金属箔５の周辺部
とキャビティ本体１の内面との電気的接続、および誘電
体コア３と金属箔５のキャビティ本体１に対する機械的
固定の構造は図１〜図９に示したものと同様である。こ
の構造によれば、２つの準ＴＭモードと１つの準ＴＥＭ
モードとを用いた誘電体共振器が構成できる。

【００４４】図１０の（Ｂ）に示す例では、キャビティ
内に導体棒を設けず、誘電体コア３に、導体棒３が挿通
する孔も設けずに、単に誘電体コア３をキャビティ本体
１の内部に配置した例である。この構造により、単一の
ＴＭモードを利用した誘電体共振器を構成できる。

【００４５】図１０の（Ｃ）に示す例では、キャビティ
内に導体棒を設けずに、十字形状の誘電体コア３を配置
した例である。この構造により２つのＴＭモードを利用
した誘電体共振器が構成できる。

【００４６】次に、第５の実施形態に係る誘電体共振器
の構成を図１１〜図１４を参照して説明する。図１１は
誘電体コアと金属箔の形状を示す斜視図である。誘電体
コア３は、中央に丸孔３ｈを設けた直方体部分と、その
直方体部分の両端に広がるフランジ部３ｆから成る。こ
の誘電体コアは一体成型により、または直方体部分とフ
ランジ部とを接合させることにより、形成している。フ
ランジ部３ｆの端面にはＡｇ電極膜を、塗布・焼き付け
により形成している。

【００４７】金属箔５は、誘電体コアのフランジ部の端
面を覆う被覆部５ｃ、バネ部５ｆ、開口部５ｈ、および
突出部５ａから成る。バネ部５ｆは、被覆部５ｃを誘電
体コアのフランジ部３ｆの端面に覆ったときに、フラン
ジ部の外縁に沿うように、金属箔５を屈曲させて形成し
た部分である。突出部５ａは、被覆部５ｃの中央の開口
部５ｈから四方へ切り込みを入れて形成した片状部分
を、キャビティの内壁面側となる方向へそれぞれ切り起
こしたものである。

【００４８】図１２は、上記誘電体コアと金属箔とから
なる誘電体コアユニットの斜視図である。この誘電体コ
アユニットは、誘電体コアの２つのフランジ部の端面
に、金属箔の被覆部をそれぞれ半田付けしたものであ
る。この半田付けの際には、誘電体コアの２つのフラン
ジ部の端面もしくは金属箔の被覆部、またはその両者に
半田ペースト（クリーム半田）を塗布し、全体の加熱に
より半田付けする。他の方法として、金属箔の被覆部の
周囲に設けた８つの孔から半田ゴテで半田付けしてもよ
い。

【００４９】図１３は、キャビティとキャビティに対す
る誘電体コアユニットの装着構造を示す斜視図、図１４
はその主要部の断面図である。ただし、キャビティの開
口部を覆うキャビティ蓋は、両図において省略してい
る。キャビティ本体１はアルミニウムのダイキャストに
より成型していて、その内外の表面にＡｇ電極膜を形成
している。この例では、キャビティ本体１に４つの誘電
体コアユニットを装着する部分を備えている。キャビテ
ィ本体内に誘電体コアユニットを挿入すれば、図１４に
示すように、金属箔の下縁側のバネ部が、キャビティ内
底面付近の段差部１ｓに当接して、ｚ軸方向（誘電体コ
アユニットの挿入方向）の位置決めを行う。また、図１
３に示すように、金属箔の左右のバネ部が、キャビティ
内壁面のｚ軸方向に延びる段差部１ｔに当接して、ｘ軸
方向（複数の誘電体コアユニットの配列方向）の位置決
めを行う。さらに、図１４に示すように、２つの金属箔
の各バネ部５ｆおよび突出部５ａが、対向するキャビテ
ィの内壁面にそれぞれ当接して、ｙ軸方向（誘電体コア
の長手方向）の位置決めを行う。結局、誘電体コアユニ
ット２０は、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のいずれの方向に対して
も、金属箔のバネ部でキャビティ内に支持されることに
なり、誘電体コアがキャビティ内において、フローティ
ングされた固定構造となる。

【００５０】上記キャビティ本体内への誘電体コアユニ
ットの装着手順は次のとおりである。まず、図１２に示
した誘電体コアユニットの状態で、金属箔のバネ部の所
定面（半田付けすべき面）もしくはキャビティ内の所定
位置（半田付けすべき位置）または、その両者に半田ペ
ースト（クリーム半田）を塗布する。次に、図１３に示
すように、４つの誘電体コアユニットをキャビティ内に
挿入し、全体を加熱することにより半田付けする。その
後、図１３に示したキャビティの内壁面に設けた溝ｇか
ら接着剤を注入する。溝ｇの下端部は、キャビティに誘
電体コアユニットが挿入された状態で、金属箔の開口部
の高さとなるように位置させている。これにより、図１
４に示すように、突出部５ａの内部に接着剤を充填す
る。その後、接着剤を硬化させる。なお、この接着剤
は、突出部５ａの内部の空間に必ずしも完全に充填する
必要はない。誘電体コアユニット、金属箔およびキャビ
ティ内壁面が、硬化後の接着剤によって相互に所定強度
で接着されるように接着剤を上記空間内に挿入すればよ
い。

【００５１】このような構造により、キャビティ内にお
ける誘電体コアユニットの電気的且つ機械的な保持が同
時に可能となる。また、誘電体コアユニット３のフラン
ジ部が、バネ部を介して、および硬化した接着剤を介し
て、キャビティ１の内部に弾性保持されるので、誘電体
コアユニットとキャビティとの接合部に生じる熱応力が
低減できる。また、誘電体コアユニットとキャビティの
寸法ばらつきがバネ部で吸収でき、接合部に過度の応力
が生じることもない。さらに、誘電体コアのフランジサ
イズを統一化することにより、金属箔とキャビティの標
準化ができる。その結果、要求される特性に応じて誘電
体コアのフランジ部以外の寸法を設計するだけで、同じ
金属箔とキャビティを用いて、特性の異なった誘電体共
振器が構成できる。

【００５２】図１４に示した例では、キャビティ内に導
体棒４を設けることにより、第１の実施形態で述べたよ
うに、準ＴＥＭモードの共振器として作用する。また、
誘電体コア３とキャビティ１とによって準ＴＭモードの
共振器として作用する。

【００５３】なお、導体棒４の頂部は図外のキャビティ
蓋との対向面積を稼いで、その間に生じる静電容量を増
すために、比較的径を太くしている。また、導体棒４の
根元部は電流が集中する箇所であるので、この根元部を
広げることによって電流密度を低減し、低損失化を図っ
ている。さらに、導体棒４の頂部と根元部以外の箇所
は、キャビティの内寸法に応じて、最適な特性が得られ
る径としている。これらにより、全体に小型・低損失化
を図っている。導体棒４の頂部は、丸みをもたせてもよ
い。それにより、導体棒先端部の電界集中を緩和し、耐
電力性を向上させることができる。

【００５４】図１３に示した例では、４つの誘電体コア
ユニットによって合計８つの共振器を設けている。隣接
する共振器間の結合のさせ方については詳細には表して
いないが、これらの共振器を順に結合させることによ
り、複数段の共振器から成るフィルタを構成することが
できる。

【００５５】図１１〜図１４に示した例では、誘電体コ
アユニットにフランジ部を設けたが、このようなフラン
ジ部の無い、単なる角柱形状や円柱形状の誘電体コアを
備えた誘電体共振器に、図１１〜図１４に示したような
金属箔を適用してもよい。すなわち、その場合には、図
１１等に示した金属箔５の中央部に誘電体コアの端面を
接合させればよい。または、誘電体コアの端面の寸法に
合わせて金属箔の寸法を定めてもよい。すなわち、その
場合には、金属箔に、誘電体コアの端面に対する接合面
から誘電体コアの端面の外縁に沿って屈曲させたバネ部
を形成すればよい。

【００５６】次に、フィルタの構成例を図１５を参照し
て説明する。ここでは、キャビティを二点鎖線で表して
いる。導体棒４ａ，４ｂの頂部はキャビティの内壁面か
ら離間している。この構造により、導体棒４ａとその周
囲のキャビティとが準ＴＥＭモードの共振器として作用
し、誘電体コア３ａと周囲のキャビティとが準ＴＭモー
ドの共振器として作用する。同様に導体棒４ｂとその周
囲のキャビティとが準ＴＥＭモードの共振器として作用
し、誘電体コア３ｂと周囲のキャビティとが準ＴＭモー
ドの共振器として作用する。８ａ，８ｂはそれぞれ同軸
コネクタであり、それらの中心導体とキャビティの内面
との間を結合ループ９ａ，９ｂで接続している。これら
の結合ループ９ａ，９ｂは、それらのループ面に上記準
ＴＭモードの磁界が鎖交し、且つ準ＴＥＭモードの磁界
が殆ど鎖交しないように配置している。したがって、こ
れらの結合ループ９ａ，９ｂは上記準ＴＭモードと磁界
結合する。

【００５７】ｈａ，ｈｂは第１の実施形態において図５
に示したｈに相当する結合調整用孔であり、これにより
準ＴＭモードと準ＴＥＭモードとを結合させている。更
に隣接する２つのキャビティの壁面に窓を設けて、その
窓を跨ぐように結合ループ１０を設けている。この結合
ループ１０のループ面は、準ＴＭモードの磁界が鎖交せ
ず、且つ準ＴＥＭモードの磁界が鎖交する向きに配置し
ているので、二つのキャビティ内に生じる準ＴＥＭモー
ドにそれぞれ磁界結合する。したがって、同軸コネクタ
８ａから８ｂにかけて、準ＴＭモード→準ＴＥＭモード
→準ＴＥＭモード→準ＴＭモードの順に結合して、全体
として４段の共振器から成る帯域通過特性を有するフィ
ルタとして作用する。

【００５８】次に、送受共用器の構成例を図１６に示
す。ここで送信フィルタと受信フィルタはそれぞれ図１
５に示した構成のフィルタ等であり、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、それぞれ通過させる。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にし
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。

【００５９】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
することもできる。

【００６０】図１７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。

【００６１】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、小型の通信装置が得られる。

【００６２】

【発明の効果】この発明によれば、誘電体コアの端面が
キャビティの内壁面に直接接合することなく、導電性の
箔を介して弾性的に接合することになり、誘電体コアと
キャビティの線膨張係数の差による歪みは箔部分で吸収
され、熱サイクル疲労が誘電体コアとキャビティとの接
合部分に生じることがない。そのため、特性が安定化
し、信頼性が向上する。

【００６３】また、この発明によれば、誘電体コアの端
部をフランジ部とし、導電性の箔に、フランジ部の端面
を覆う被覆部および該被覆部からフランジ部の外縁に沿
って屈曲させてバネ部を形成したことにより、誘電体コ
ア端面の中心部から離れた箇所で、且つ広い接合面積
で、誘電体コア、金属箔、およびキャビティ内壁面が導
電性接合材で互いに接合されることになる。半田や導電
性接着剤などの導電性接合材は、その通電によりノイズ
を発生するが、この構成により、接合部が誘電体コアの
中心部から離れ、且つ接合部を通過する電流密度が小さ
くなって、ノイズの発生量の少ない誘電体共振器が得ら
れる。

【００６４】また、この発明によれば、前記突出部の内
部に接着剤を挿入することにより、誘電体コアの端面と
キャビティとの電気的接続が上記導電性を有する箔を介
して行われ、機械的な接合が上記箔および接着剤により
確実に行われ、さらなる特性の安定化が図れる。なお、
キャビティと誘電体コアの端面電極とは導電性を有する
箔によって導通されているので、接着剤に電界が侵入す
ることがなく、特性劣化が生じない。

【００６５】また、この発明によれば、箔の突出部の内
部に通じる孔をキャビティに設けたことにより、キャビ
ティ外部から接着剤の注入が容易となり、さらに、硬化
した接着剤が上記孔と係合して、キャビティに対する箔
および誘電体コアの接合強度が高まる。

【００６６】また、この発明によれば、誘電体コアの端
面に凹凸部を形成することにより、誘電体コアの端面と
上記接着剤とのせん断方向の接合強度が高まり、誘電体
コアとキャビティとの位置ずれが防止でき、信頼性が高
まる。

【００６７】さらに、この発明によれば、上記フィルタ
またはデュプレクサを用いて構成することにより、特性
の安定した信頼性の高い通信装置が得られる。

【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の各構成部
品の斜視図

【図２】同誘電体共振器の分解斜視図

【図３】同誘電体共振器の断面図

【図４】同誘電体共振器の各共振モードの電磁界分布の
例を示す図

【図５】同誘電体共振器における２つの共振モードの結
合について示す図

【図６】第２の実施形態に係る誘電体共振器の斜視図お
よび断面図

【図７】第３の実施形態に係る誘電体共振器で用いる誘
電体コアの斜視図

【図８】同誘電体共振器の断面図

【図９】第４の実施形態に係る誘電体共振器の断面図

【図１０】他の３つの誘電体共振器の構成を示す上面図

【図１１】第５の実施形態に係る誘電体共振器で用いる
誘電体コアおよび金属箔の斜視図

【図１２】同誘電体共振器で用いる誘電体コアユニット
の斜視図

【図１３】同誘電体共振器で用いる誘電体コアユニット
およびキャビティの斜視図

【図１４】同誘電体共振器のキャビティ内への誘電体コ
アユニットの装着状態を示す図

【図１５】フィルタの構成例を示す図

【図１６】デュプレクサの構成を示すブロック図

【図１７】通信装置の構成を示すブロック図

【図１８】従来の誘電体共振器の構成を示す斜視図

【図１９】同誘電体共振器の上面図および断面図

【符号の説明】

１−キャビティ本体 １ｓ，１ｔ−段差部 １ｇ−溝 ２−キャビティ蓋 ３−誘電体コア ３ｆ−フランジ部 ３ｈ−孔 ４−導体棒 ５−金属箔 ５ａ−突出部（切り起こし片） ５ｃ−被覆部 ５ｆ−バネ部 ５ｈ−開口部 ６−半田 ７−接着剤 ８−同軸コネクタ ９，１０−結合ループ １１−凹部 １２−ネジ １３−固定具 １４−孔 ２０−誘電体コアユニット ｈ−結合調整用孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若松 弘己 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 HA02 HA15 HC01 HC03 HC13 HC14 HC21 HC26 JA01 JA10 LA16 NA02 PA01

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 端面に電極を形成した誘電体コアと、導
   電性のキャビティと、前記端面に対する接合面および屈
   曲させたバネ部を有する導電性の箔とを備え、該箔の前
   記接合面を前記誘電体コアの端面に導電性接合材で接合
   し、前記箔のバネ部を前記キャビティの内面に導電性接
   合材で接合した誘電体共振器。
2. 【請求項２】 前記誘電体コアの端部をフランジ部と
   し、前記導電性の箔に、前記フランジ部の端面を覆う被
   覆部を形成し、該被覆部からフランジ部の外縁に沿って
   屈曲させて前記バネ部を形成した、請求項１に記載の誘
   電体共振器。
3. 【請求項３】 前記被覆部に開口部と、該開口部の周囲
   をキャビティの内面側へ突出させた突出部とを設け、該
   突出部の内部に接着剤を挿入した請求項１または２に記
   載の誘電体共振器。
4. 【請求項４】 所定の端面に電極を形成した誘電体コア
   と、導電性のキャビティと、中央部が一方に突出した導
   電性の箔とを備え、該箔の突出部を前記誘電体コアの端
   面に導電性接合材で接合し、前記箔の周辺部を前記キャ
   ビティの内面に接合した誘電体共振器。
5. 【請求項５】 前記突出部の内部に接着剤を挿入した請
   求項４に記載の誘電体共振器。
6. 【請求項６】 前記キャビティに前記突出部の内部に通
   じる孔を設け、該孔および前記突出部の内部に接着剤を
   充填した請求項５に記載の誘電体共振器。
7. 【請求項７】 前記誘電体コアの端面に凹凸部を形成し
   た請求項３、５または６に記載の誘電体共振器。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のうちいずれかに記載の誘
   電体共振器を有するフィルタ。
9. 【請求項９】 請求項１〜７のうちいずれかに記載の誘
   電体共振器または請求項８に記載のフィルタを有するデ
   ュプレクサ。
10. 【請求項１０】 請求項８に記載のフィルタまたは請求
    項９に記載のデュプレクサを設けて成る通信装置。