JP2004147313A - 共振器、フィルタ、通信装置、共振器製造方法、およびフィルタ製造方法 - Google Patents

Abstract

　【課題】　近年、携帯電話システムでは、高感度の送受信性能や、良好な通話品質が必須となっており、基地局機器や端末のフィルタには、信号成分を殆ど劣化させない低損失な通過特性、および不要な妨害波成分を確実に除去できる急峻な減衰特性が要求されている。しかしながら、誘電体共振器のＱ値が減少しロスが増大するなどして、その性能が劣化することがあった。
　【解決手段】　誘電体共振素子１０３と、共振素子を収納する金属筐体１０４と、発生する電界が実質的に直交する誘電体共振素子１０３の共振素子面とその共振素子面に対向する金属筐体１０４の筐体面との間に所定の間隙が生成されるように誘電体共振素子１０３を保持する低誘電率材料３０１とを備えた、共振器である。
【選択図】　図３

Description

　本発明は、携帯電話などの移動体通信基地局や放送電波送信局などの基地局機器や端末のフィルタに使用される共振器、フィルタ、通信装置、共振器製造方法、およびフィルタ製造方法に関する。

　近年、携帯電話システムでは、高感度の送受信性能や、良好な通話品質が必須となっており、基地局機器や端末のフィルタには、信号成分を殆ど劣化させない低損失な通過特性、および不要な妨害波成分を確実に除去できる急峻な減衰特性が要求されている。

　また、さらに最近では、そのような高性能が要求されるとともに、小型化の要求も厳しくなってきている。

　このような要求を満たすフィルタとしては、Ｑ値（ｑｕａｌｉｔｙ　ｆａｃｔｏｒ）の高い誘電体共振器を用いたＴＥ_０１δモード誘電体フィルタが挙げられる。

　以下に図面を参照しながら、従来の小型誘電体共振器およびそれらを用いた誘電体フィルタについて説明する。

　図１２（ａ）は従来のＴＥ_０１δモード誘電体共振器のＤ−Ｄ′横断面図を示し、図１２（ｂ）は同右側面図を示す。

　１００１ａ、１００１ｂは入出力端子、１００２ａ、１００２ｂは入出力プローブ、１００３はセラミックなどからなっている誘電体共振素子、１００４は金属筐体、１００５は高周波特性が良好な低誘電率材料であるアルミナなどからなっている支持台である。

　入出力端子１００１ａ、１００１ｂの中心導体に入出力プローブ１００２ａ、１００２ｂがそれぞれ半田づけ等で接続されている。

　誘電体共振素子１００３は円柱状であり、金属筐体１００４のほぼ中央に位置するように支持台１００５を介して金属筐体１００４に接着されている。

　入出力端子１００１ａに入力された信号は、入出力プローブ１００２ａと誘電体共振素子１００３間の電磁界結合および誘電体共振素子１００３と入出力プローブ１００２ｂとの電磁界結合を介して、入出力端子１００１ｂから出力される。

　ここに、従来の誘電体共振器において発生する電磁界分布の説明図である図１８に示されているように、電界（実線で図示されている）は誘電体共振素子１００３の内部に集中して発生し、磁界（破線で図示されている）はこれに直交するように発生する。

　これにより、ＴＥ_０１δモード誘電体共振器としての特性が得られる。

　しかしながら、上記のような従来の構成では、装置の形状が要求されるサイズよりも大きくなってしまうことがあった。

　図１３は、図１２のＴＥ_０１δモード誘電体共振器を更に小型化した従来のＴＥ_０１δモード誘電体共振器の断面図を示すものである。

　図１３において、１１０１ａ、１１０１ｂは入出力端子、１１０２ａ、１１０２ｂは入出力プローブ、１１０３は誘電体共振素子、１１０４は金属筐体である。

　入出力端子１１０１ａ、１１０１ｂの中心導体に入出力プローブ１１０２ａ、１１０２ｂがそれぞれ半田づけ等で接続されている。

　誘電体共振素子１１０３は円柱形状がその中心軸を含む平面によって切断された半円柱形状であり、半円形状でない長方形の平面である側面は金属筐体１１０４に直接的に接して配置されている。

　入出力端子１１０１ａに入力された信号は、入出力プローブ１１０２ａと誘電体共振素子１１０３間の電磁界結合および誘電体共振素子１１０３と入出力プローブ１１０２ｂとの電磁界結合を介して、入出力端子１１０１ｂから出力される。

　これにより、ＴＥ_０１δモード誘電体共振器としての特性が得られる。

　また、図１４（ａ）は従来のＴＥ_０１δモード誘電体フィルタを構成する誘電体共振器のＥ−Ｅ′横断面図を示し、図１４（ｂ）は同右側面図を示す。

　このような誘電体共振器は、図１３におけるＴＥ_０１δモード誘電体共振器を四つ接続した四段フィルタである。

　図１４において、１２０１ａ、１２０１ｂは入出力端子、１２０２ａ、１２０２ｂは入出力プローブ、１２０３ａ、１２０３ｂ、１２０３ｃ、１２０３ｄは誘電体共振素子、１２０４は金属筐体である。

　入出力端子１２０１ａ、１２０１ｂの中心導体に入出力プローブ１２０２ａ、１２０２ｂがそれぞれ半田づけ等で接続されている。

　誘電体共振素子１２０３ａ、１２０３ｂ、１２０３ｃ、１２０３ｄは半円柱形状であり、半円形状でない平面である側面は金属筐体１２０４に直接的に接している。

　入出力端子１２０１ａに入力された信号は、入出力プローブ１２０２ａと誘電体共振素子１２０３ａとの電磁界結合、誘電体共振素子１２０３ａと誘電体共振素子１２０３ｂとの電磁界結合、誘電体共振素子１２０３ｂと誘電体共振素子１２０３ｃとの電磁界結合、誘電体共振素子１２０３ｃと誘電体共振素子１２０３ｄとの電磁界結合、および誘電体共振素子１２０３ｄと入出力プローブ１２０２ｂとの電磁界結合を介して、入出力端子１２０１ｂから出力される。

　これにより、バンドパスフィルタとしての特性が得られる（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
特開昭５７−１４２０１号公報 特開昭５７−１４２０２号公報

　しかしながら、誘電体共振素子１００３よりも小型の半円形状の誘電体共振素子１２０３を用いた場合においては、半円形状でない平面が直接的に金属筐体１２０４に接するので、導体損が増大してしまう。

　このため、誘電体共振器のＱ値が減少しロスが増大するなどして、その性能が劣化することがあった。

　本発明は、上記従来のこのような課題を考慮し、小型かつ高Ｑの共振器、フィルタ、通信装置、共振器製造方法、およびフィルタ製造方法を提供することを目的とする。

　第１の本発明は、共振素子と、
　前記共振素子を収納する筐体と、
　発生する電界が実質的に直交する前記共振素子の共振素子面とその共振素子面に対向する前記筐体の筐体面との間に所定の間隙が生成されるように前記共振素子を保持する保持部材とを備えた、共振器である。

　第２の本発明は、前記共振素子は、ＴＥモードで動作する共振素子であり、
　前記電界は、前記ＴＥモードで発生する電界である第１の本発明の共振器である。

　第３の本発明は、前記保持部材は、所定の低誘電率材料を利用して前記所定の間隙に形成された保持部材である第１の本発明の共振器である。

　第４の本発明は、前記共振素子の形状は、円柱形状がその中心の軸を含む平面によって切断された半円柱形状であり、
　前記共振素子面は、前記平面によって切断された面である第１の本発明の共振器である。

　第５の本発明は、前記共振素子が保持される筐体面を利用して設けられた、信号を入出力するための信号入出力プローブをさらに備えた、第４の本発明の共振器である。

　第６の本発明は、前記共振素子の形状は、円柱形状がその中心の軸を含む互いに直交する二つの平面によって切断された四分の一円柱形状であり、
　前記共振素子面は、前記二つの平面によって切断された二つの面である第１の本発明の共振器である。

　第７の本発明は、前記共振素子は、前記筐体の隣接する二つの筐体面を利用して保持され、
　前記の隣接する二つの筐体面の内の一方の筐体面を利用して設けられた、信号を入出力するための信号入出力プローブをさらに備えた、第６の本発明の共振器である。

　第８の本発明は、前記円柱形状とは、その中心に孔が空いた円柱形状である第４または第６の本発明の共振器である。

　第９の本発明は、前記共振素子の形状は、多角柱形状が平面によって切断された多角柱形状であり、
　前記共振素子面は、前記平面によって切断された面である第１の本発明の共振器である。

　第１０の本発明は、前記共振素子が保持される筐体面を利用して設けられた、信号を入出力するための信号入出力プローブをさらに備えた、第９の本発明の共振器である。

　第１１の本発明は、複数個の共振素子と、
　前記共振素子を収納する筐体と、
　発生する電界が実質的に直交する前記共振素子の共振素子面とその共振素子面に対向する前記筐体の筐体面との間に所定の間隙が生成されるように前記共振素子を保持する単数個または複数個の保持部材とを備えた、フィルタである。

　第１２の本発明は、前記共振素子は、ＴＥモードで動作する共振素子であり、
　前記電界は、前記ＴＥモードで発生する電界である第１１の本発明のフィルタである。

　第１３の本発明は、前記保持部材は、所定の低誘電率材料を利用して前記所定の間隙に形成された保持部材である第１１の本発明のフィルタである。

　第１４の本発明は、前記保持部材は、二個以上の前記共振素子を共通して保持する保持部材である第１１の本発明のフィルタである。

　第１５の本発明は、前記共振素子の形状は、円柱形状がその中心の軸を含む平面によって切断された半円柱形状であり、
　前記共振素子面は、前記平面によって切断された面である第１１の本発明のフィルタである。

　第１６の本発明は、前記共振素子が保持される筐体面を利用して設けられた、信号を入出力するための信号入出力プローブをさらに備えた、第１５の本発明のフィルタである。

　第１７の本発明は、前記共振素子の形状は、円柱形状がその中心の軸を含む互いに直交する二つの平面によって切断された四分の一円柱形状であり、
　前記共振素子面は、前記二つの平面によって切断された二つの面である第１１の本発明のフィルタである。

　第１８の本発明は、前記共振素子は、前記筐体の隣接する二つの筐体面を利用して保持され、
　前記の隣接する二つの筐体面の内の一方の筐体面を利用して設けられた、信号を入出力するための信号入出力プローブをさらに備えた、第１７の本発明のフィルタである。

　第１９の本発明は、前記円柱形状とは、その中心に孔が空いた円柱形状である第１５または第１７の本発明のフィルタである。

　第２０の本発明は、前記共振素子の形状は、多角柱形状が平面によって切断された多角柱形状であり、
　前記共振素子面は、前記平面によって切断された面である第１１の本発明のフィルタである。

　第２１の本発明は、前記共振素子が保持される筐体面を利用して設けられた、信号を入出力するための信号入出力プローブをさらに備えた、第２０の本発明のフィルタである。

　第２２の本発明は、送信および／または受信を行う送信・受信手段と、
　前記送信に利用されるべき送信信号および／または前記受信に利用されるべき受信信号に対してフィルタリングを行う第１の本発明の共振器または第１１の本発明のフィルタとを備えた、通信装置である。

　第２３の本発明は、発生する電界が実質的に直交する共振素子の共振素子面とその共振素子面に対向する前記共振素子を収納する筐体の筐体面との間に所定の間隙が生成されるように前記共振素子を保持する保持部材を形成する保持部材形成ステップを備えた、共振器製造方法である。

　第２４の本発明は、発生する電界が実質的に直交する複数個の共振素子の共振素子面とその共振素子面に対向する前記共振素子を収納する筐体の筐体面との間に所定の間隙が生成されるように前記共振素子を保持する単数個または複数個の保持部材を形成する保持部材形成ステップを備えた、フィルタ製造方法である。

　本発明は、小型かつ高Ｑの共振器、フィルタ、通信装置、共振器製造方法、およびフィルタ製造方法を提供することができるという長所を有する。

　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

　（実施の形態１）
　はじめに、本発明の実施の形態１の誘電体共振器について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態の誘電体共振器について説明しながら、本発明の共振器製造方法の一実施の形態についても説明する（以下同様）。

　図１（ａ）は本発明の実施の形態１における誘電体共振器の斜視図を示し、図１（ｂ）は同Ａ−Ａ′横断面図である。

　図１（ａ）〜（ｂ）において、１０１ａ、１０１ｂは入出力端子、１０２ａ、１０２ｂは入出力プローブ、１０３は誘電体共振素子、１０４は金属筐体である。

　入出力端子１０１ａ、１０１ｂは、その中心導体に入出力プローブ１０２ａ、１０２ｂが半田づけ等で接続され、誘電体共振素子１０３が保持される筐体面Ｘに設けられている（以下同様）。

　誘電体共振素子１０３は半円柱形状であり、半円形状でない長方形の平面である側面は金属筐体１０４に一定の間隔ｇをもって配置されている。誘電体共振素子１０３は、セラミックなどからなっている。

　電界Ｅが実質的に直交する誘電体共振素子１０３の共振素子面Ｘとその共振素子面に対向する金属筐体１０４の筐体面との間に、所定の間隙が生成されているわけである。

　ここに、電界Ｅは、誘電体共振素子１０３の内部および一定の間隔ｇに集中して発生する（実施の形態５に関する図１８参照）。

　なお、本実施の形態における円柱形状は、背が低い形状であって、いわゆる円板形状である（以下同様）。

　以上のように構成された誘電体フィルタについて、その動作を説明する。

　入出力端子１０１ａに入力された信号は、入出力プローブ１０２ａと誘電体共振素子１０３間の電磁界結合および誘電体共振素子１０３と入出力プローブ１０２ｂとの電磁界結合を介して入出力端子１０１ｂから出力される。

　これにより、ＴＥ_０１δモード誘電体共振器としての特性が得られる。

　図２は本発明の実施の形態１における誘電体共振器の誘電体共振素子１０３と金属筐体１０４との間隔ｇとＴＥ_０１δモード共振器のＱ値との関係をプロットしたグラフ（黒い丸印で記されている）と、間隔ｇとＴＥ_０１δモード共振器の共振周波数との関係をプロットしたグラフ（黒い四角印で記されている）である。

　これから分かるように、小型化に適した半円柱形状誘電体共振素子１０３と金属筐体１０４との間に間隔ｇを設けることにより、共振器のＱ値が向上する。間隔ｇが小さい場合はＱ値の上昇が小さく周波数変動が大きいため、間隔ｇを周波数変動が小さい０．２ｍｍよりやや大きい程度に設定することが望ましい。

　なお、半円柱誘電体共振素子１０３の寸法は、半径５ｍｍ、厚さ５．８ｍｍ、比誘電率９３であり、金属筐体１０４の内側のサイズは、長さ２１．４ｍｍ、高さ１３．１ｍｍ、幅１０．０ｍｍである。

　また、誘電体共振素子１０３を保持するためには、支持台１００５などを利用してもよいが、本発明の実施の形態１における誘電体共振器のＡ−Ａ′断面図である図３のように誘電体共振素子１０３の半円形状でない長方形の平面である側面と金属筐体１０４との間隔ｇにアルミナなどからなる低誘電率材料３０１を配置する（つまり、低誘電率材料３０１を誘電体共振素子１０３と金属筐体１０４とで挟持する）こともできる。かくして、誘電体共振素子１０３を金属筐体に正確に位置決めして固定することが容易になり、誘電体共振素子１０３の放熱効果を高めることが可能となる。

　もちろん、誘電体共振素子１０３は本発明の共振素子に対応し、金属筐体１０４は本発明の筐体に対応し、低誘電率材料３０１は本発明の保持部材に対応し、入出力プローブ１０２ａ、１０２ｂは本発明の信号入出力プローブに対応する。また、本実施の形態の誘電体共振器は、本発明の共振器に対応する。

　なお、低誘電率材料３０１は半円形状でない長方形の平面である側面の全面で挟持されているが、一部で挟持されていてもよい。

　また、本実施の形態において金属筐体１０４の形状は直方体としたが、半円形状でない長方形の平面である側面が金属筐体１０４と対向していればよく、例えば半円柱形状でもよい。

　なお、図４（ａ）に示すように、誘電体共振素子１０３１の形状は、ドーナッツやバームクーヘンを半分に割った形でもよい。要するに、円柱形状の中心には、孔が空いていてもよい（以下同様）。

　また、図４（ｂ）に示すように、低誘電率材料３０１１は、誘電体共振素子１０３１に対応した形状でもかまわない。

　（実施の形態２）
　以下、本発明の実施の形態２の誘電体共振器について、図面を参照しながら説明する。

　図５（ａ）は本発明の実施の形態２における誘電体共振器の斜視図を示し、図５（ｂ）は同Ｂ−Ｂ′縦断面を示す。

　実施の形態１と同一の構成要素に関する説明は省略する。また、入出力端子および入出力プローブの図示は省略する。

　４０１は誘電体共振素子、４０２は金属筐体、４０３ａ、４０３ｂは低誘電率材料である。

　誘電体共振素子４０１は円柱形状の中心軸を通る２平面で四分の一に切断された扇形柱形状誘電体共振素子であり、アルミナなどの低誘電率材料４０３ａおよび４０３ｂを誘電体共振素子４０１の切断された２面と金属筐体４０２とで挟持する構成となっている。

　より具体的には、誘電体共振素子４０１は、金属筐体４０２の隣接する二つの筐体面Ｘ１、Ｘ２を利用して、適切な位置でコンパクトに保持されている。

　図８は、誘電体共振素子４０１と金属筐体４０２との間隔ｇとＴＥ_０１δモード共振器のＱ値との関係をプロットしたグラフ（黒い丸印で記されている）と、間隔ｇとＴＥ_０１δモード共振器の共振周波数との関係をプロットしたグラフ（黒い四角印で記されている）である。なお、これらのグラフは、低誘電率材料４０３ａ、４０３ｂが取り除かれた場合のグラフである。

　これより、小型化に適した四分の一円柱形状の誘電体共振素子４０１は、誘電体共振素子４０１と金属筐体４０２との間隔ｇを設けることにより共振器のＱ値が向上することが分かる。

　なお、誘電体共振素子４０１の形状は、半径５．０ｍｍ、厚さ５．８ｍｍ、比誘電率９３であり、金属筐体４０２の内側のサイズ寸法は、直角をなす２辺はそれぞれ１３．９ｍｍであり、残る一辺は１９．７ｍｍである。

　以上のような構成により小型かつ高ＱなＴＥ_０１δモード誘電体共振器が実現できる。

　もちろん、誘電体共振素子４０１は本発明の共振素子に対応し、金属筐体４０２は本発明の筐体に対応し、低誘電率材料４０３ａ、４０３ｂは本発明の保持部材に対応する。また、本実施の形態の誘電体共振器は、本発明の共振器に対応する。

　なお、金属筐体４０２の形状は三角柱としているが、図６（ａ）のように直方体でも、図６（ｂ）のように四分の一円柱でも、同様の効果が得られる。

　また、図７に示すように、誘電体共振素子４０１は、ドーナッツを四分の一分割したものであってもよい。

　（実施の形態３）
　以下、本発明の実施の形態３の誘電体フィルタについて、図面を参照しながら説明する。

　図９（ａ）は、本発明の実施の形態３における誘電体フィルタのＣ−Ｃ′断面図を示し、図９（ｂ）は、同右側面図である。

　本実施の形態における誘電体フィルタは、実施の形態１の誘電体共振器を四つ接続した四段フィルタである。

　図９において、７０１ａ、７０１ｂは入出力端子、７０２ａ、７０２ｂは入出力プローブ、７０３ａ、７０３ｂ、７０３ｃ、７０３ｄは誘電体共振素子、７０４は金属筐体、７０５は低誘電率材料である。

　入出力端子７０１ａ、７０１ｂの中心導体に入出力プローブ７０２ａ、７０２ｂが半田づけ等で接続されている。

　誘電体共振素子７０３ａ、７０３ｂ、７０３ｃ、７０３ｄは半円柱形状であり、半円形状でない平面である側面はアルミナなど低誘電率材料で構成された低誘電率材料７０５を介して金属筐体７０４に接続している。また、半円柱状の誘電体共振素子７０３ａ、７０３ｂ、７０３ｃ、７０３ｄの中心軸はそれぞれ平行に配置されている。

　以上のように構成された誘電体フィルタについて、その動作を説明する。

　まず、入出力端子７０１ａに入力された信号は、入出力プローブ７０２ａと誘電体共振素子７０３ａとの電磁界結合、誘電体共振素子７０３ａと誘電体共振素子７０３ｂとの電磁界結合、誘電体共振素子７０３ｂと誘電体共振素子７０３ｃとの電磁界結合、誘電体共振素子７０３ｃと誘電体共振素子７０３ｄとの電磁界結合、誘電体共振素子７０３ｄと入出力プローブ７０２ｂとの電磁界結合を介して、入出力端子７０１ｂから出力される。

　これにより、バンドパスフィルタとしての特性が得られる。

　以上のように本実施の形態３によれば、誘電体共振素子７０３ａ、７０３ｂ、７０３ｃ、７０３ｄの半円形状でない長方形の平面である側面と金属筐体７０４の間隔ｇにアルミナなどからなる低誘電率材料７０５を配置することにより、導体損が軽減できる。

　また、誘電体共振器のＱ値が向上し、低損失で高性能かつ小型なフィルタを実現することができる。

　また、誘電体共振器の放熱効果の高いフィルタを得ることができる。

　もちろん、誘電体共振素子７０３ａ、７０３ｂ、７０３ｃ、７０３ｄは本発明の共振素子に対応し、金属筐体７０４は本発明の筐体に対応し、低誘電率材料７０５は本発明の保持部材に対応し、入出力プローブ７０２ａ、７０２ｂは本発明の信号入出力プローブに対応する。また、本実施の形態の誘電体フィルタは、本発明のフィルタに対応する。

　なお、本実施の形態の誘電体共振器には実施の形態１の形状を用いたが、実施の形態２の形状を用いても、同様に、誘電体共振器の放熱効果の高い、小型かつ低損失で高性能なフィルタ特性を得ることができる。

　また、低誘電率材料７０５は、四つの誘電体共振素子７０３ａ、７０３ｂ、７０３ｃ、７０３ｄに対して一つで形成されていたが、それぞれに対応させ四つの低誘電率材料で形成しても、同様の効果が得られることは言うまでも無い。

　（実施の形態４）
　以下、本発明の実施の形態４の誘電体フィルタについて、図面を参照しながら説明する。

　図１０は、本発明の実施の形態４における誘電体フィルタの斜視図を示すものである。

　本実施の形態における誘電体フィルタは、実施の形態２の誘電体共振器を四つ接続した四段フィルタである。

　図１０において、８０１ａ、８０１ｂは入出力端子、８０２ａ、８０２ｂは入出力プローブ、８０３ａ、８０３ｂ、８０３ｃ、８０３ｄは誘電体共振素子、８０４は金属筐体、８０５ａ１、８０５ｂ１、８０５ｃ１、８０５ｄ１、８０５ａ２、８０５ｂ２、８０５ｃ２、８０５ｄ２は低誘電率材料である。

　入出力端子８０１ａ、８０１ｂの中心導体に入出力プローブ８０２ａ、８０２ｂが半田づけ等で接続されている。

　誘電体共振素子８０３ａ、８０３ｂ、８０３ｃ、８０３ｄは四分の一円柱形状であり、四分の一円形状でない平面である２つの面はアルミナなど低誘電率材料で構成された低誘電率材料８０５ａ１、８０５ｂ１、８０５ｃ１、８０５ｄ１、８０５ａ２、８０５ｂ２、８０５ｃ２、８０５ｄ２を介して金属筐体８０４に接続している。

　より具体的には、誘電体共振素子８０３ａ、８０３ｂ、８０３ｃ、８０３ｄは、金属筐体８０４の隣接する二つの筐体面Ｙ１、Ｙ２を利用して保持されており、隣接する二つの筐体面Ｙ１、Ｙ２の内の一方の筐体面Ｙ１には、信号を入出力するための入出力端子８０１ａ、８０１ｂが設けられている。

　また四分の一円柱状の誘電体共振素子８０３ａ、８０３ｂ、８０３ｃ、８０３ｄの中心軸は、それぞれほぼ一直線に配置されている。

　以上のように構成された誘電体フィルタについて、その動作を説明する。

　まず、入出力端子８０１ａに入力された信号は、入出力プローブ８０２ａと誘電体共振素子８０３ａとの電磁界結合、誘電体共振素子８０３ａと誘電体共振素子８０３ｂとの電磁界結合、誘電体共振素子８０３ｂと誘電体共振素子８０３ｃとの電磁界結合、誘電体共振素子８０３ｃと誘電体共振素子８０３ｄとの電磁界結合、誘電体共振素子８０３ｄと入出力プローブ８０２ｂとの電磁界結合を介して、入出力端子８０１ｂから出力される。

　これにより、バンドパスフィルタとしての特性が得られる。

　以上のように、本実施の形態４によれば、誘電体共振素子８０３ａ、８０３ｂ、８０３ｃ、８０３ｄの半円形状でない長方形の平面である側面と金属筐体８０４との間隔ｇにアルミナなどからなる低誘電率材料８０５ａ１、８０５ｂ１、８０５ｃ１、８０５ｄ１、８０５ａ２、８０５ｂ２、８０５ｃ２、８０５ｄ２を配置することにより、導体損が軽減できる。

　また、誘電体共振器のＱ値が向上し、低損失で高性能かつ小型なフィルタを実現することができる。

　また、誘電体共振器の放熱効果の高いフィルタを得ることができる。

　もちろん、誘電体共振素子８０３ａ、８０３ｂ、８０３ｃ、８０３ｄは本発明の共振素子に対応し、金属筐体８０４は本発明の筐体に対応し、低誘電率材料８０５ａ１、８０５ｂ１、８０５ｃ１、８０５ｄ１、８０５ａ２、８０５ｂ２、８０５ｃ２、８０５ｄ２は本発明の保持部材に対応し、入出力プローブ８０２ａ、８０２ｂは本発明の信号入出力プローブに対応する。また、本実施の形態の誘電体フィルタは、本発明のフィルタに対応する。

　なお、本実施の形態の誘電体共振器には実施の形態２の形状を用いたが、実施の形態１の形状を用いても、同様に、誘電体共振器の放熱効果の高い、小型かつ低損失で高性能なフィルタ特性を得ることができる。

　また、低誘電率材料８０５ａ１、８０５ｂ１、８０５ｃ１、８０５ｄ１、８０５ａ２、８０５ｂ２、８０５ｃ２、８０５ｄ２は、四つの誘電体共振素子８０３ａ、８０３ｂ、８０３ｃ、８０３ｄのそれぞれに対してそれぞれ２つで形成されていたが、図１１のように２つの低誘電率材料９０１ａと９０１ｂとで形成しても、同様の効果が得られることは言うまでも無い。

　要するに、本発明の共振素子は複数個備えられ、本発明の保持部材は二個以上の共振素子を共通して保持してもよい。

　また、誘電体共振素子８０３ａ、８０３ｂ、８０３ｃ、８０３ｄの配置において、実施の形態３のように誘電体共振素子８０３ａ、８０３ｂ、８０３ｃ、８０３ｄの中心軸が平行に配置されていても同様の効果が得られる。

　（実施の形態５）
　以下、本発明の実施の形態５の誘電体共振器について、図面を参照しながら説明する。

　図１５は、本発明の実施の形態５における誘電体共振器の横断面図を示す。

　実施の形態１と同一の構成要素に関する説明は省略する。

　誘電体共振素子１０５は多角柱形状の中心軸を通る平面で半分に切断された多角柱形状誘電体共振素子である。

　誘電体共振素子１０５を保持するために、誘電体共振素子１０５の長方形の平面である側面と金属筐体１０４との間隔にアルミナなどからなる低誘電率材料３０１を配置する。

　ここに、本発明の実施の形態５における誘電体共振器において発生する電磁界分布の説明図である図１９に示されているように、電界（実線で図示されている）は誘電体共振素子１０５の内部および一定の間隔に集中して発生し、磁界（破線で図示されている）はこれに直交するように発生する。

　このように、本実施の形態の誘電体共振器の構成および動作は、前述した実施の形態１の誘電体共振器の構成および動作と類似している。

　なお、本発明の共振素子は、本実施の形態においては、四角柱形状が平面によって切断された四角柱形状を有する誘電体共振素子１０５であった。しかし、これに限らず、本発明の共振素子は、たとえば、本発明の実施の形態における誘電体共振器の断面図である図１６に示されているように、八角柱形状が平面によって切断された五角柱形状を有する誘電体共振素子１０６であってもよい。

　もちろん、誘電体共振素子１０５は、本発明の共振素子に対応する。また、本実施の形態の誘電体共振器は、本発明の共振器に対応する。

　（実施の形態６）
　はじめに、本発明の実施の形態６の通信装置の構成図である図１７を主として参照しながら、本実施の形態の通信装置の構成について説明する。

　本実施の形態の通信装置は、送信を行うための送信回路１１と、受信を行うための受信回路１８と、送信に利用すべき送信信号に対してフィルタリングを行うためのフィルタ１３と、受信に利用すべき受信信号に対してフィルタリングを行うためのフィルタ１６とを備えている。

　送信回路１１は、送信増幅器１２、フィルタ１３、スイッチ１４を介してアンテナ１５から送信信号を送信するための回路である。

　受信回路１８は、アンテナ１５より受信された受信信号をスイッチ１４、フィルタ１６、受信増幅器１７を介して入力するための回路である。

　フィルタ１３は、送信増幅器１２とスイッチ１４とを接続するための二つの端子を有している。

　フィルタ１６は、受信増幅器１７とスイッチ１４とを接続するための二つの端子を有している。

　つぎに、本実施の形態の通信装置の動作について説明する。

　同じことであるので、送信を行う場合の送信動作について説明する。

　送信回路１１は、送信すべき送信信号を送信増幅器１２に対して出力する。

　送信増幅器１２は、送信回路１１によって出力された送信信号を入力して増幅し、その増幅した送信信号をフィルタ１３に対して出力する。

　フィルタ１３は、送信増幅器１２によって出力された増幅後の送信信号を入力してフィルタリングし、そのフィルタリングした送信信号をスイッチ１４に対して出力する。

　スイッチ１４は、フィルタ１３によって出力されたフィルタリング後の送信信号を入力し、その送信信号をアンテナ１５から無線送信する。

　このように、本発明の通信装置は、上述したいずれかの誘電体共振器あるいは、上述したいずれかの複数段誘電体フィルタと、通信装置本体とを備えた通信装置である。

　例えば、上記共振器や複数段誘電体フィルタを、携帯電話の基地局機器や端末の送信回路或いは受信回路中に用いることができる。

　なお、スイッチ１４の代わりに、移相回路や、移相回路と送受信フィルタとを併せた共用器を利用してもよい。

　もちろん、送信回路１１および受信回路１８を含む手段は本発明の送信・受信手段に対応し、フィルタ１３、１６は本発明の共振器またはフィルタに対応する。また、本実施の形態の通信装置は、本発明の通信装置に対応する。

　以上においては、本実施の形態１〜６について詳細に説明を行った。

　なお、本発明の共振素子は、上述した実施の形態においてはＴＥ_０１δモードで動作する共振素子であったが、これに限らず、たとえば、その他のＴＥモードで動作する共振素子であってもよいし、ＴＭモードなどで動作する共振素子であってもよい。

また、 本発明の電界は、上述した実施の形態においてはＴＥ_０１δモードで発生する電界であったが、これに限らず、たとえば、その他のＴＥモードで発生する電界であってもよいし、ＴＭモードなどで発生する電界であってもよい。

　本発明は、小型かつ高Ｑの共振器、フィルタ、通信装置、共振器製造方法、およびフィルタ製造方法を提供することができ、有用である。

（ａ）本発明の実施の形態１における誘電体共振器の斜視図　（ｂ）本発明の実施の形態１における誘電体共振器のＡ−Ａ′断面図 本発明の実施の形態１における誘電体共振器の誘電体共振素子と金属筐体との間隔に対する、共振器のＱ値および最低次モードの共振周波数のグラフ 本発明の実施の形態１における誘電体共振器のＡ−Ａ′断面図 （ａ）本発明の実施の形態１の変形例（その１）を示す断面図　（ｂ）本発明の実施の形態１の変形例（その２）を示す断面図 （ａ）本発明の実施の形態２における誘電体共振器の斜視図　（ｂ）本発明の実施の形態２における誘電体共振器のＢ−Ｂ′断面図 （ａ）本発明の実施の形態２の変形例（その１）を示す断面図　（ｂ）本発明の実施の形態２の変形例（その２）を示す断面図 本発明の実施の形態２の変形例の誘電体共振器の断面図 本発明の実施の形態２における誘電体共振器の誘電体共振素子と金属筐体との間隔に対する、共振器のＱ値および最低次モードの共振周波数のグラフ （ａ）本発明の実施の形態３における誘電体フィルタのＣ−Ｃ′横断面図　（ｂ）本発明の実施の形態３における誘電体フィルタの右側面図 本発明の実施の形態４における誘電体フィルタの斜視図 本発明の実施の形態４の変形例を示す斜視図 （ａ）従来の誘電体共振器のＤ−Ｄ′横断面図　（ｂ）従来の誘電体共振器の右側面図 従来の誘電体共振器の断面図 （ａ）従来の誘電体フィルタのＥ−Ｅ′横断面図　（ｂ）従来の誘電体フィルタの右側面図 本発明の実施の形態５における誘電体共振器の断面図 本発明の実施の形態における誘電体共振器の断面図 本発明の実施の形態６における通信装置の構成図 従来の誘電体共振器において発生する電磁界分布の説明図 本発明の実施の形態５における誘電体共振器において発生する電磁界分布の説明図

符号の説明

　１０１ａ、１０１ｂ　入出力端子
　１０２ａ、１０２ｂ　入出力プローブ
　１０３　誘電体共振素子
　１０４　金属筐体
　３０１　低誘電率材料
　４０１　誘電体共振素子
　４０２　金属筐体
　４０３ａ、４０３ｂ　低誘電率材料
　５０１　金属筐体
　５０２　金属筐体
　７０１ａ、７０１ｂ　入出力端子
　７０２ａ、７０２ｂ　入出力プローブ
　７０３ａ、７０３ｂ、７０３ｃ、７０３ｄ　誘電体共振素子
　７０４　金属筐体
　７０５　低誘電率材料
　８０１ａ、８０１ｂ　入出力端子
　８０２ａ、８０２ｂ　入出力プローブ
　８０３ａ、８０３ｂ、８０３ｃ、８０３ｄ　誘電体共振素子
　８０４　金属筐体
　８０５ａ１、８０５ｂ１、８０５ｃ１、８０５ｄ１、８０５ａ２、８０５ｂ２、８０５ｃ２、８０５ｄ２　低誘電率材料
　９０１ａ、９０１ｂ　低誘電率材料
　１００１ａ、１００１ｂ　入出力端子
　１００２ａ、１００２ｂ　入出力プローブ
　１００３　誘電体共振素子
　１００４　金属筐体
　１００５　支持台
　１１０１ａ、１１０１ｂ　入出力端子
　１１０２ａ、１１０２ｂ　入出力プローブ
　１２０１ａ、１２０１ｂ　入出力端子
　１２０２ａ、１２０２ｂ　入出力プローブ
　１２０３ａ、１２０２ｂ、１２０３ｃ、１２０２ｄ　誘電体共振素子
　１２０４　金属筐体

Claims (24)

1. 　共振素子と、
   　前記共振素子を収納する筐体と、
   　発生する電界が実質的に直交する前記共振素子の共振素子面とその共振素子面に対向する前記筐体の筐体面との間に所定の間隙が生成されるように前記共振素子を保持する保持部材とを備えた、共振器。
2. 　前記共振素子は、ＴＥモードで動作する共振素子であり、
   　前記電界は、前記ＴＥモードで発生する電界である請求項１記載の共振器。
3. 　前記保持部材は、所定の低誘電率材料を利用して前記所定の間隙に形成された保持部材である請求項１記載の共振器。
4. 　前記共振素子の形状は、円柱形状がその中心の軸を含む平面によって切断された半円柱形状であり、
   　前記共振素子面は、前記平面によって切断された面である請求項１記載の共振器。
5. 　前記共振素子が保持される筐体面を利用して設けられた、信号を入出力するための信号入出力プローブをさらに備えた、請求項４記載の共振器。
6. 　前記共振素子の形状は、円柱形状がその中心の軸を含む互いに直交する二つの平面によって切断された四分の一円柱形状であり、
   　前記共振素子面は、前記二つの平面によって切断された二つの面である請求項１記載の共振器。
7. 　前記共振素子は、前記筐体の隣接する二つの筐体面を利用して保持され、
   　前記の隣接する二つの筐体面の内の一方の筐体面を利用して設けられた、信号を入出力するための信号入出力プローブをさらに備えた、請求項６記載の共振器。
8. 　前記円柱形状とは、その中心に孔が空いた円柱形状である請求項４または６記載の共振器。
9. 　前記共振素子の形状は、多角柱形状が平面によって切断された多角柱形状であり、
   　前記共振素子面は、前記平面によって切断された面である請求項１記載の共振器。
10. 　前記共振素子が保持される筐体面を利用して設けられた、信号を入出力するための信号入出力プローブをさらに備えた、請求項９記載の共振器。
11. 　複数個の共振素子と、
    　前記共振素子を収納する筐体と、
    　発生する電界が実質的に直交する前記共振素子の共振素子面とその共振素子面に対向する前記筐体の筐体面との間に所定の間隙が生成されるように前記共振素子を保持する単数個または複数個の保持部材とを備えた、フィルタ。
12. 　前記共振素子は、ＴＥモードで動作する共振素子であり、
    　前記電界は、前記ＴＥモードで発生する電界である請求項１１記載のフィルタ。
13. 　前記保持部材は、所定の低誘電率材料を利用して前記所定の間隙に形成された保持部材である請求項１１記載のフィルタ。
14. 　前記保持部材は、二個以上の前記共振素子を共通して保持する保持部材である請求項１１記載のフィルタ。
15. 　前記共振素子の形状は、円柱形状がその中心の軸を含む平面によって切断された半円柱形状であり、
    　前記共振素子面は、前記平面によって切断された面である請求項１１記載のフィルタ。
16. 　前記共振素子が保持される筐体面を利用して設けられた、信号を入出力するための信号入出力プローブをさらに備えた、請求項１５記載のフィルタ。
17. 　前記共振素子の形状は、円柱形状がその中心の軸を含む互いに直交する二つの平面によって切断された四分の一円柱形状であり、
    　前記共振素子面は、前記二つの平面によって切断された二つの面である請求項１１記載のフィルタ。
18. 　前記共振素子は、前記筐体の隣接する二つの筐体面を利用して保持され、
    　前記の隣接する二つの筐体面の内の一方の筐体面を利用して設けられた、信号を入出力するための信号入出力プローブをさらに備えた、請求項１７記載のフィルタ。
19. 　前記円柱形状とは、その中心に孔が空いた円柱形状である請求項１５または１７記載のフィルタ。
20. 　前記共振素子の形状は、多角柱形状が平面によって切断された多角柱形状であり、
    　前記共振素子面は、前記平面によって切断された面である請求項１１記載のフィルタ。
21. 　前記共振素子が保持される筐体面を利用して設けられた、信号を入出力するための信号入出力プローブをさらに備えた、請求項２０記載のフィルタ。
22. 　送信および／または受信を行う送信・受信手段と、
    　前記送信に利用されるべき送信信号および／または前記受信に利用されるべき受信信号に対してフィルタリングを行う請求項１記載の共振器または請求項１１記載のフィルタとを備えた、通信装置。
23. 　発生する電界が実質的に直交する共振素子の共振素子面とその共振素子面に対向する前記共振素子を収納する筐体の筐体面との間に所定の間隙が生成されるように前記共振素子を保持する保持部材を形成する保持部材形成ステップを備えた、共振器製造方法。
24. 　発生する電界が実質的に直交する複数個の共振素子の共振素子面とその共振素子面に対向する前記共振素子を収納する筐体の筐体面との間に所定の間隙が生成されるように前記共振素子を保持する単数個または複数個の保持部材を形成する保持部材形成ステップを備えた、フィルタ製造方法。

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