JP2003347804A - 誘電体送受共用器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】誘電体送受共用器を構成する２つのフィルタの
通過周波数帯域の分離を確実にし、かつ、シンプルで小
型の送受共用器を提供する。 【解決手段】概略直方体の誘電体ブロックと、第１の共
振孔を含む少なくとも１つの第１の共振器を有し、第１
の周波数帯域を通過させる第１のフィルタと、第２の共
振孔を含む少なくとも１つの第２の共振器を有し、前記
第１の周波数帯域より高い第２の周波数帯域を通過させ
る第２のフィルタと、前記第１のフィルタと前記第２の
フィルタとの間に配置され、第３の共振孔を有する第３
の共振器と、前記第３の共振孔の内導体が前記誘電体ブ
ロックの上面に形成された接続導体により接続されてい
る入出力共通電極と、を有する誘電体送受共用器であっ
て、前記第１のフィルタの他端と前記入出力共通電極と
が磁界結合しており、前記第２のフィルタの他端と前記
入出力共通電極とが電界結合していることを特徴とする
誘電体送受共振器。

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、同軸型誘電体共
振器を複数個組合わせてなる誘電体送受共用器に関する
ものである。特に、入出力共通電極とフィルタ端部との
間の結合を制限することにより、誘電体送受共用器に形
成された２つのフィルタの送信周波数帯域と受信周波数
帯域を効率良く分離することを特徴とする誘電体送受共
用器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、無線器等に搭載されて送信回
路から入力される送信信号をアンテナへ出力しかつアン
テナから入力される受信信号を受信回路へと出力する機
能を持った送受共用器（デュプレクスフィルタまたはデ
ュプレクサ）が使用されている。

【０００３】このような送受共用器においては、送信側
フィルタ及び受信側フィルタとして、誘電体ブロックの
内部に複数の共振孔を備え誘電体ブロックの外面に外導
体及び信号の入出力のための電極を備えた同軸型誘電体
共振器を複数配列したものが用いられる。

【０００４】このように単一の誘電体ブロックに２つの
フィルタを構成して誘電体送受共用器（アンテナ共用
器）を構成した例として、特開平１０−９３３０５号公
報に記載されているように２つのフィルタの入出力部分
に共用の入出力電極を設けたものや、本発明者らにより
特開２０００−１４２１４５号公報に開示されているよ
うに２つのフィルタ間に１つの共振器を設けて、その共
振器に入出力共通電極を接続した送受共用器などがあ
る。

【０００５】このように単一の誘電体グロックに２つの
フィルタを構成して誘電体送受共用器を構成する場合、
それぞれのフィルタの通過周波数帯域の分離を確実に
し、不要な結合を避ける必要がある。具体的には、低周
波数帯域を通過帯域とする第１のフィルタと高周波数帯
域を通過帯域とする第２のフィルタが１つの誘電体ブロ
ックに形成されている場合、第１のフィルタでは、第２
のフィルタの通過帯域またはその近辺で減衰量を多く取
る必要があり、第２のフィルタでは、第１のフィルタの
通過帯域またはその近辺で減衰量を多く取る必要があ
る。

【０００６】誘電体ブロックを用いた従来の誘電体送受
共用器は、上記特性を実現するために前記第１のフィル
タ及び前記第２のフィルタの誘電体ブロック端部にある
電極の更に外側に別の共振器（特定帯域阻止用共振器）
を設け、前記それぞれの電極と上記特定帯域阻止用共振
器とを結合させ、第１のフィルタは第２のフィルタの通
過周波数帯域またはその近辺に、第２のフィルタは第１
のフィルタの通過周波数帯域またはその近辺に減衰極を
形成する方法を用いている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記方法
は、第１のフィルタ（または送信側フィルタ）及び第２
のフィルタ（または受信側フィルタ）のそれぞれに特定
帯域阻止用共振器を付加しなければならず、共振器の数
も多くなり、それに伴いサイズも大きく小型化の要求に
応えることができない。

【０００８】本発明は、誘電体送受共用器のもつ上記問
題を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、誘電
体送受共用器を構成する２つのフィルタの通過周波数帯
域の分離を確実にし、かつ、シンプルで小型の送受共用
器を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、互いに対向す
る第１面と第２面及び前記第１面と前記第２面との間の
側面からなり、前記第２面と前記側面が外導体で被われ
た誘電体ブロックと、前記誘電体ブロックの前記第１面
と前記第２面とを貫通し、その全内部が内導体で被覆さ
れた第１の共振孔を含む少なくとも１つの第１の共振器
を有し、第１の周波数帯域を通過させる第１のフィルタ
と、前記誘電体ブロックの前記第１面と前記第２面とを
貫通し、その全内部が内導体で被覆された第２の共振孔
を含む少なくとも１つの第２の共振器を有し、前記第１
の周波数帯域より高い第２の周波数帯域を通過させる第
２のフィルタと、前記第１のフィルタと前記第２のフィ
ルタとの間に配置され、前記誘電体ブロックの前記第１
面と前記第２面とを貫通しその全内部が内導体で被覆さ
れた第３の共振孔を有する第３の共振器と、前記第１の
フィルタの一端と結合する第１の電極と、前記第２のフ
ィルタの一端と結合する第２の電極と、前記第３の共振
孔の内導体が前記誘電体ブロックの前記第１面に形成さ
れた接続導体により接続されている入出力共通電極とを
有する誘電体送受共用器であって、前記第１のフィルタ
の他端と前記入出力共通電極とが実質的に磁界結合して
おり、前記第２のフィルタの他端と前記入出力共通電極
とが実質的に電界結合していることを特徴とする誘電体
送受共用器に関する。

【００１０】ここで、実質的に磁界結合しているとは、
十分な結合が取れるほど磁界結合が電界結合よりも大き
く、磁界結合が支配的であることを意味し、また、実質
的に電界結合しているとは、十分な結合が取れるほど電
界結合が磁界結合よりも大きく、電界結合が支配的であ
ることを意味する。

【００１１】本発明においては、誘電体ブロックの第１
面に形成された接続導体により第３の共振器が接続され
た入出力共通電極は、低い通過周波数帯域を有する第１
のフィルタ端部と磁界結合することにより、高い通過周
波数帯域を有する第２のフィルタの通過周波数帯域また
はその近辺に減衰極を形成でき第１のフィルタの通過周
波数特性の減衰量を大きくとることが出来る。これによ
り、第２のフィルタの通過周波数帯域の信号を第１のフ
ィルタで効率良く除去でき、そのために従来用いていた
特定帯域阻止用の共振器を設ける必要もない。

【００１２】また、本発明では、さらに、第３の共振器
に接続された入出力共通電極が、高い通過周波数帯域を
有する第２のフィルタと電界結合することにより、低い
通過周波数帯域を有する第１のフィルタの通過周波数帯
域またはその近辺に減衰極を形成でき第２のフィルタの
通過周波数特性の減衰量を大きく取ることができる。こ
れにより、第１のフィルタの通過周波数帯域の信号を第
２のフィルタで効率良く除去でき、従来用いていた特定
周波数帯域阻止用の共振器を設ける必要もない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の具体的実施形態を説明する。図１は、本発明による誘電
体送受共用器の一実施形態を示す模式的斜視図である。
本発明の誘電体送受共用器は、図１に示したように、互
いに対向する第１面１００（図の上方の面）と第２面１
０１（図の下方の面）を含む略直方体形状の誘電体ブロ
ック２から構成されており、前記第１面１００（図の上
方の面）と第２面１０１（図の下方の面）との間の４つ
の側面と前記第２面には導体膜である外導体５が形成さ
れている。該誘電体ブロック２の材料としては例えばＢ
ａＴｉＯ_３系のセラミックスを使用することができる。

【００１４】該誘電体ブロック２には前記誘電体ブロッ
クの第１面と第２面とを貫通する円形状断面を持つ貫通
孔が複数互いに平行に形成されており、該貫通孔の全内
面は導体膜である内導体３で被覆され、少なくとも１つ
の第１の共振孔１２、少なくとも１つの第２の共振孔１
４、および第３の共振孔１６が形成されている。

【００１５】前記内導体３と外導体５およびその他の導
体膜の材料としては例えばＡｇを用いることができる。
このようにして、該誘電体ブロック２に複数のλ/４同
軸型誘電体共振器２２Ａ〜２２Ｃ、２４Ａ〜２４Ｃ，２
６が形成される。

【００１６】前記誘電体ブロック２には、第１の共振孔
１２を有する少なくとも１つの第１の共振器により第１
のフィルタ３２が形成され、第２の共振孔１４を有する
少なくとも１つの第２の共振器により第２のフィルタ３
４が形成され、さらに、前記第３の共振孔１６を有する
第３の共振器２６が前記第１のフィルタ３２と前記第２
のフィルタ３４との間に配置されている。

【００１７】第２のフィルタ３４の通過周波数帯域であ
る第２の周波数帯域は、第１のフィルタ３２の通過周波
数帯域である第１の周波数帯域より高く設定されてい
る。

【００１８】第１のフィルタ３２と第２のフィルタ３４
は、一方が送信用周波数帯域、他方が受信用周波数帯域
を通過させるフィルタであるが、どちらを受信用、送信
用にしてもよく、また、誘電体ブロック２内での第１の
フィルタと第２のフィルタの配置も特に限定されない。
以下の説明では、説明を容易にするため、第１のフィル
タは送信用フィルタ、第２のフィルタは受信用フィルタ
として説明するがこれに限定されるものではない。

【００１９】本発明の誘電体共振器の第１面には、図示
されているように、各共振孔１２、１４の内導体３のそ
れぞれに接続された導体膜からなる結合用導体４が形成
されており、第１のフィルタ３２には、必要により、第
１の共振器１２同士を磁界的に結合するため結合用導体
１０が外導体５に接続されて形成されている。

【００２０】本実施形態では、互いに同一の向きに並列
配置された３つの第１の共振器２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ
により３段の第１のフィルタ(送信用帯域通過フィルタ)
３２が形成されており、互いに同一の向きに並列配置さ
れた３つの第２の共振器２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃにより
３段の第２のフィルタ(受信用帯域通過フィルタ)３４が
形成されており、この場合、第１のフィルタ３２の送信
用帯域は第２のフィルタ３４の受信用帯域より低く設定
されている。第１のフィルタ(送信用帯域通過フィルタ)
３２と第２のフィルタ(受信用帯域通過フィルタ)３４と
の間、即ち、共振器２２Ｃと共振器２４Ａとの間にこれ
らと同一の向きに第３の共振器２６が配置されている。

【００２１】図１において、第１のフィルタ（送信側フ
ィルタ）３２の左端の共振器２２Ａの近傍の誘電体ブロ
ック外面には、外導体５と絶縁された導体膜からなる第
１の電極（送信信号入力電極）６が形成されており、第
２のフィルタ（受信側フィルタ）３４の右端の共振器２
４Ｃの近傍の誘電体ブロック外面には、外導体５と絶縁
された導体膜からなる第２の電極（受信信号出力電極）
７が形成されている。即ち、第１の電極６は、前記第１
のフィルタ３２の一端（図の左端）と結合しており、第
２の電極７は、前記第２のフィルタ３４の一端（図の右
端）と結合している。

【００２２】また、第３の共振器２６の近傍の誘電体ブ
ロック外面には、外導体５と絶縁された導体膜からなる
入出力共通電極８が形成されており、また、外導体５と
絶縁された導体膜からなり入出力共通電極８と第３の共
振器の内導体とを接続する接続導体９が形成されてい
る。該接続導体９は、上記第２の共振器２４Ａ〜２４Ｃ
の内導体に接続された結合用導体４と同様に、電界結合
用導体（または容量電極）としての機能をも発揮し第２
のフィルタ（受信用フィルタ）３４は入出力共通電極８
と電界結合で外部結合を得ている。また、第１のフィル
タ３２の他端（図１の中央寄り）の第１の共振器２２Ｃ
と第３の共振器２６との間には、電界結合を制限する手
段、例えば、誘電体ブロックの前記第１面に外導体５に
接続された導体膜からなる磁界結合用導体１８が形成さ
れている。磁界結合用導体１８により、第１のフィルタ
３２の他端（図の共振器２２Ｃ側）と第３の共振器２６
とは実質的に磁界結合している。ここで、実質的に磁界
結合しているとは、十分な結合が取れるほど磁界結合が
電界結合よりも大きく、磁界結合が支配的であることを
意味する。従って、第１のフィルタ３２の他端は入出力
共通電極８とで磁界結合が支配的となり、外部結合を得
ている。

【００２３】このように、誘電体ブロック２の第１面１
００に形成された接続導体９により第３の共振器２６が
接続された入出力共通電極８は、低い通過周波数帯域を
有する第１のフィルタ３２と実質的に磁界結合すること
により、高い通過周波数帯域を有する第２のフィルタ３
４の通過周波数帯域またはその近辺に減衰極を形成でき
第１のフィルタ３２の通過周波数特性の減衰量を大きく
とることが出来る。これにより、第２のフィルタの通過
周波数帯域の信号を第１のフィルタで効率良く除去で
き、そのために従来用いていた特定帯域阻止用の共振器
を設ける必要もない。

【００２４】また、第３の共振器２６が接続された入出
力共通電極８が、高い通過周波数帯域を有する第２のフ
ィルタ３４の他端（図１の第２の共振器２４Ａ側）と実
質的に電界結合することにより、低い通過周波数帯域を
有する第１のフィルタの通過周波数帯域またはその近辺
に減衰極を形成することができ第２のフィルタ３４の通
過周波数特性の減衰量を大きく取ることができる。ここ
で、実質的に電界結合しているとは、十分な結合が取れ
るほど電界結合が磁界結合よりも大きく、電界結合が支
配的であることを意味する。これにより、第１のフィル
タの通過周波数帯域の信号を第２のフィルタで効率良く
除去でき、従来用いていた特定帯域阻止用の共振器を設
ける必要もない。

【００２５】第１のフィルタ３２の他端と前記入出力電
極８との間で磁界結合を得る手段、および第２のフィル
タ３４の他端と前記入出力電極８との間で電界結合を得
る手段としては、図１に示された形態の他に様々な形態
があり、図１の形態に限定されるものではない。

【００２６】図２は、第１のフィルタ３２の他端と入出
力共通電極８との間の磁界結合および、第２のフィルタ
３４の他端と入出力共通電極８との間の電界結合を得る
他の実施形態の要部を示す模式的部分斜視図である。図
２の実施形態では、誘電体ブロックの第１面の各共振孔
の開放端に凹部を形成し、該凹部内面に導体膜を前記各
共振器の内導体に接続して形成している。なお、本発明
においては、前記凹部内面も前記第１面の一部である。
そして、図２に示すように、誘電体ブロックの前記第１
面に第１の共振器２２Ｃと第３の共振器２６との間に溝
を形成し、この溝に沿って外導体５に接続された磁界結
合用導体１８を形成している。これにより、第１のフィ
ルタ３２の他端（図の共振器２２Ｃ側）と第３の共振器
２６との間の電界結合は制限されて、より大きな磁界結
合を得ることができる。一方、第２のフィルタ３４の端
部（共振器２４Ａ側）と入出力共通電極８との間は、前
述のように、凹部に形成された導体膜（結合用導体４）
により、より大きな電界結合得ることが可能となる。

【００２７】図３は、第１のフィルタ３２と入出力共通
電極８との間の磁界結合および、第２のフィルタ３４と
入出力共通電極８との間の電界結合を得る更に他の実施
形態の要部を示す模式的部分斜視図である。図３の実施
形態では、図１の実施形態で示された誘電体ブロックの
前記第１面に形成された磁界結合用導体１８が誘電体ブ
ロックの１側面から他の側面に完全には繋がっておら
ず、一部途切れたように形成されている。このような形
態においても、相対的に磁界結合が電界結合より強く、
磁界結合が第１のフィルタ３２の他端（図の共振器２２
Ｃ側）と第３の共振器２６の間の結合を支配し、実質的
に磁界結合することができる。これにより、第１のフィ
ルタの周波数特性で、高周波側の第２のフィルタの周波
数通過帯域またはその近辺に減衰極を形成する効果を有
する。また、図３の実施形態では、入出力共通電極８が
誘電体ブロックの側面において第２のフィルタの方に延
長して形成されている。これにより、第２のフィルタ３
４の端部（共振器２４Ａ側）に形成された結合用導体４
と入出力共通電極８との電界結合をより強くすることが
できる。

【００２８】なお、上記図１〜３の実施形態では、第１
面から第２面への共振孔の内径、特に、第３の共振孔１
６とそれに隣接する共振孔２２Ｃまたは２４Ａは、第１
面から第２面にかけてすべて同一径であったが、これら
の共振孔の内径は、共振孔の内部で径を変えて、第１面
に近い側と第２面に近い側で異なっていてもよい。

【００２９】また、図１の実施形態において第１のフィ
ルタ（送信側フィルタ）の他端と第３の共振器との関係
は同一面に開放面があるコムラインタイプであるが、開
放面を（図中における上下端面）交互にしたインターデ
ィジタルタイプとして磁界結合を得ても良い。

【００３０】また、上記の説明では、便宜上、第１のフ
ィルタを送信用フィルタとし、第２のフィルタを受信用
フィルタとしたが、送信用フィルタの通過周波数帯域を
受信用フィルタの通過周波数帯域より高く設定し、第１
のフィルタを受信用フィルタ、第２のフィルタを送信用
フィルタとしてもよい。その場合、受信用フィルタと入
出力共通電極８との結合は実質的に磁界結合が支配的で
あり、送信用フィルタと入出力共通電極８との結合は実
質的に電界結合が支配的となるようにすればよい。

【００３１】図４は、図１の実施形態の誘電体送受共用
器で得られた周波数通過特性であり、図４（ａ）は、第
１のフィルタ（送信用フィルタ）の周波数通過特性であ
り、図４（ｂ）は、第２のフィルタ（受信用フィルタ）
の周波数通過特性である。図４（ａ）の第１のフィルタ
の通過周波数帯域より高い周波数帯域（約２．２５ＧＨ
ｚ）に見られる減衰極は、本発明の第１のフィルタ３２
の端部と入出力共通電極８との磁界結合により得られる
ものであり、これにより、第２のフィルタの通過周波数
帯域との分離を確実にすることができる。

【００３２】また、図４（ｂ）の第２のフィルタの通過
周波数帯域より低い周波数帯域（約１．７５ＧＨｚ）に
見られる減衰極は、本発明の第２のフィルタ３４の端部
と入出力共通電極８との電界結合により得られるもので
あり、これにより、第１のフィルタの通過周波数帯域と
の分離を確実に行なうことができる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来の
ように第１の電極（送信信号入力電極）および第２の電
極（受信信号出力電極）の結合部の外側部に別の特定帯
域阻止用共振器を設ける必要も無く、入出力共通電極と
各フィルタとの結合を制限することにより、第１のフィ
ルタ（送信側フィルタ）は第２の周波数（受信周波数）
帯域またはその近辺に減衰極を生じ第２の周波数（受信
周波数）帯域の減衰量を多く取ることができ、第２のフ
ィルタ（受信側フィルタ）は第１の周波数（送信周波
数）帯域またはその近辺に減衰極を生じ送信周波数帯域
の近くに減衰量を多く取ることができる。このため、別
の特定帯域阻止用共振器を省略することができ、シンプ
ルで小型の送受共用器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による誘電体送受共用器の一実施形態
を示す模式的斜視図である。

【図２】 本発明による誘電体送受共用器の他の実施形
態の要部を示す模式的部分斜視図である。

【図３】 本発明による誘電体送受共用器の他の実施形
態の要部を示す模式的部分斜視図である。

【図４】 （ａ）は、第１のフィルタ（送信フィルタ）
の周波数通過特性であり、（ｂ）は、第２のフィルタ
（受信フィルタ）の周波数通過特性である。

【符号の説明】

１ 誘電体送受共用器 ２ 誘電体ブロック ３ 内導体 ４ 結合用導体 ５ 外導体 ６ 第１の電極 ７ 第２の電極 ８ 入出力共通電極 ９ 接続導体 １０ 結合用導体 １２ 第１の共振孔 １４ 第２の共振孔 １６ 第３の共振孔 １８ 磁界結合用導体 ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ 第１の共振器 ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ 第２の共振器 ２６ 第３の共振器 ３２ 第１のフィルタ ３４ 第２のフィルタ １００ 誘電体ブロック第１面 １０１ 誘電体ブロック第２面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北島 正彦 山口県美祢市大嶺町奥分字麦川2023番地２ 宇部エレクトロニクス株式会社内 Ｆターム(参考） 5J006 HA04 HA25 JA01 JA11 KA06 LA03 LA23 NA04 NB03 NB04 NB05 NB07 NC02 NC03 NF03

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向する第１面と第２面及び前記
   第１面と前記第２面との間の側面からなり、前記第２面
   と前記側面が外導体で被われた誘電体ブロックと、前記
   誘電体ブロックの前記第１面と前記第２面とを貫通し、
   その全内部が内導体で被覆された第１の共振孔を含む少
   なくとも１つの第１の共振器を有し、第１の周波数帯域
   を通過させる第１のフィルタと、前記誘電体ブロックの
   前記第１面と前記第２面とを貫通し、その全内部が内導
   体で被覆された第２の共振孔を含む少なくとも１つの第
   ２の共振器を有し、前記第１の周波数帯域より高い第２
   の周波数帯域を通過させる第２のフィルタと、前記第１
   のフィルタと前記第２のフィルタとの間に配置され、前
   記誘電体ブロックの前記第１面と前記第２面とを貫通
   し、その全内部が内導体で被覆された第３の共振孔を有
   する第３の共振器と、前記第１のフィルタの一端と結合
   する第１の電極と、前記第２のフィルタの一端と結合す
   る第２の電極と、前記第３の共振孔の内導体が前記誘電
   体ブロックの前記第１面に形成された接続導体により接
   続されている入出力共通電極とを有する誘電体送受共用
   器であって、前記第１のフィルタの他端と前記入出力共
   通電極とが実質的に磁界結合しており、前記第２のフィ
   ルタの他端と前記入出力共通電極とが実質的に電界結合
   していることを特徴とする誘電体送受共用器。