JP2004349981A - Resonator device, filter, compound filter device, and communication apparatus - Google Patents

Resonator device, filter, compound filter device, and communication apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2004349981A
JP2004349981A JP2003144068A JP2003144068A JP2004349981A JP 2004349981 A JP2004349981 A JP 2004349981A JP 2003144068 A JP2003144068 A JP 2003144068A JP 2003144068 A JP2003144068 A JP 2003144068A JP 2004349981 A JP2004349981 A JP 2004349981A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mode
cavity
resonator
center conductor
end side
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003144068A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4059141B2 (en
Inventor
Takaya Wada
貴也 和田
Hiroyuki Kubo
浩行 久保
Jun Hattori
準 服部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2003144068A priority Critical patent/JP4059141B2/en
Publication of JP2004349981A publication Critical patent/JP2004349981A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4059141B2 publication Critical patent/JP4059141B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
  • Transceivers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To constitute a quadruple or more multi-mode resonator by easily equalizing a resonance frequency in the multiple mode resonance of a dielectric resonator and a frequency in the quasi-TEM mode of a semi-coaxial resonator. <P>SOLUTION: A dielectric core 3 is arranged in a cavity (a cavity body 1 and a cavity cover 2) having conductivity, together with a center conductor 4 having one end made conductive to the cavity. This resonator is caused to function as a multi-mode dielectric resonator of a TM mode and a TE mode by the dielectric core 3 and is caused to function as a TEM-mode resonator by the center conductor 4 and the cavity. Dimensions from the side surface of the center conductor 4 to the inside surface opposed to it of the cavity, in a cavity conductive end side 41 of the center conductor are made shorter than those in an open end side 42. Thus the resonance frequency in the TEM mode is equalized to that in the TM mode and the TE mode. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の共振モードを多重化した共振器装置、その構成を有するフィルタ、複合フィルタ装置およびそれらを備えた通信装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、半同軸共振器と誘電体共振器を組み合わせた多重モードの共振器装置が開示されている(特許文献1参照)。この特許文献1に開示されている共振器装置は、TMモードを2重化した誘電体共振器と準TEMモードで共振する半同軸共振器を組み合わせて3重モードの共振器装置を構成している。また、TMモードで共振する誘電体共振器と準TEMモードで共振する半同軸共振器とを組み合わせて2重モードの共振器装置を構成している。図23は特許文献1に示されている共振器装置の分解斜視図である。上面が開口し下面が閉塞したキャビティ本体1とその開口面を覆うキャビティ蓋2とによってキャビティを構成している。キャビティ本体1の内底面の中央には、それぞれのキャビティの内壁面に平行な方向に中心導体4を突出させている。また、略直方体形状を成し導体棒4を挿通させる孔を有している誘電体コア3をキャビティ内に配置している。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−177313公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1に開示されている共振器装置の構造では、誘電体共振器と半同軸共振器の共振周波数を合わせにくいという問題があった。例えば、4重モード以上の共振器装置を構成しようとすると、TEモードとTMモードを組み合わせた3重以上の多重モードで共振する誘電体共振器を半同軸共振器に組み合わせることになる。この誘電体共振器のTEモードとTMモードの周波数を揃えるためには、誘電体コアの厚みを大きくする必要がある。しかし、誘電体コアを内部に含むキャビティは半同軸共振器のキャビティでもあるので、誘電体コアの厚みを大きくすると、半同軸共振器の共振周波数も低下してしまう。そのため、誘電体コアの厚みを定めるだけでは半同軸共振器の共振モードをTEモードとTMモードの共振周波数に揃えることは困難であった。
【0005】
そこで、この発明の目的は、誘電体共振器の多重モードの共振周波数と半同軸共振器の準TEMモードの周波数を容易に揃えられるようにして、4重モード以上の共振器を備えた共振器装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明の共振器装置は、導電性を有するキャビティ内に、一端が前記キャビティに導通した中心導体とともに誘電体コアを設けた共振器装置において、中心導体が側面を有する棒状または柱状を成し、中心導体の側面からそれに対向する前記キャビティの内面までの寸法を、中心導体の開放端側に比べてキャビティへの導通端側が小さくなるようにしたことを特徴としている。
この構造により、誘電体共振器の共振に影響を与えずに、半同軸共振器の準TEMモードの共振周波数を高めて、準TEMモードの周波数を誘電体共振器のTEモードまたはTMモードの周波数に揃える。
【0007】
また、この発明の共振器装置は、上記中心導体の長手方向に対して直角方向の断面の大きさを、中心導体の開放端側に比べてキャビティへの導通端側が大きくなるようにしたことを特徴としている。この構造により、キャビティの内寸法を変えることなく中心導体の形状を変えるだけで半同軸共振器の準TEMモードの周波数を高める。
【0008】
また、この発明の共振器装置は、上記キャビティの内寸法を中心導体の開放端側の側面に対向する部分に比べてキャビティへの導通端側の側面に対向する部分が小さくなるようにしたことを特徴としている。この構造により、中心導体の形状を変えることなくキャビティ内の形状を変えるだけで半同軸共振器の準TEMモードの周波数を高める。
【0009】
また、この発明の共振器装置は、前記誘電体コアに前記中心導体が挿通する孔を設けるとともに、当該孔に前記中心導体が挿通した状態で、前記誘電体コアを前記キャビティ内に配置したことを特徴としている。この構造により、誘電体コアを中心導体と干渉することなくキャビティの中央部に配置し、誘電体コアとキャビティとによって誘電体共振器として作用させる。
【0010】
また、この発明の共振器装置は、キャビティと中心導体による半同軸共振器を準TEMモードで共振させ、キャビティと誘電体コアによる誘電体共振器を少なくともTM01δモードで共振させ、該TM01δモードと前記準TEMモードとを含む複数の共振モードを結合させて複数段の共振器として作用させたことを特徴としている。この構造により、1つのキャビティ内に段数の多い共振器を設けてなる共振器装置を構成する。
【0011】
また、この発明の共振器装置は、キャビティと中心導体による半同軸共振器を準TEMモードで共振させ、キャビティと誘電体コアによる誘電体共振器をTE01δモードと2重のTM01δモードで共振させ、全体で4重モードの共振器としたことを特徴としている。
【0012】
この構造により、1つのキャビティ内に4重モードの共振器を備え、例えば4段の共振器を備えた共振器装置を構成する。
【0013】
また、この発明の共振器装置は、準TEMモードの共振周波数に対する温度補償用の誘電体部材をキャビティ内に設けたことを特徴としている。これにより、半同軸共振器の準TEMモードの温度−周波数特性を安定化させ、誘電体共振器のTM01δモードまたはTE01δモードとの組み合わせによる周波数特性を安定化させる。
【0014】
この発明のフィルタは、上記構成の共振器装置に、上記各共振モードのうち所定の共振モードに結合して信号の入出力を行う入出力導体を設けて構成する。
【0015】
この発明の複合フィルタ装置は、上記フィルタを複数組設けて構成する。
【0016】
さらに、この発明の通信装置は、上記フィルタまたはフィルタ装置を用いて構成する。
【0017】
【発明の実施の形態】
第1の実施形態に係る共振器装置について図1〜図8を基に説明する。
図1〜図6は各共振モードの電磁界分布の例を示している。これらの図において(A)は上部のキャビティ蓋2を取り除いた状態での上面図、(B)は共振装置の縦断面図である。またこれらの図において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。
【0018】
図1〜図6において、キャビティ本体1は上面が開口していて、その開口部をキャビティ蓋2で被っている。このキャビティ本体1とキャビティ蓋2とによって六面体形状のキャビティを構成している。キャビティ本体1の内底面の中央には、キャビティ本体1の内底面以外の内壁面に平行な方向に中心導体4を突出させている。これらの図に示すように、中心導体4は、その径を中心導体4の開放端側よりキャビティへの導通端側を大きくしている。誘電体コア3は略八角形板形状を成し、その中央部に中心導体4を挿通させる孔を形成している。この誘電体コア3は、その中央の孔を中心導体4に挿通させた状態で円筒形状の支持台5によってキャビティ本体1の内底面から所定高さ位置に支持している。図1〜図6において支持台5は、その断面を表している。
【0019】
中心導体4は、その頂部とキャビティ蓋2の内面との間に所定の間隙が生じる長さとし、キャビティ本体1と一体に成形している。キャビティ本体1およびキャビティ蓋2は金属材料の鋳造または切削加工により形成するか、セラミックや樹脂の表面に導体膜を被覆することにより構成する。
【0020】
なお、中心導体4はキャビティ本体1とは別体として、これをキャビティ本体1にネジ留めまた半田付けなどにより固定してもよい。また、この中心導体4もキャビティ本体1やキャビティ蓋2と同様に、金属材料の鋳造または切削加工により形成するか、セラミックや樹脂の表面に導体膜を被覆することによって構成してもよい。
【0021】
図1はTM01δxモード、図2はTM01δyモード、図3はTE01δモード、図4は半同軸共振器の共振モードについてそれぞれ示している。
【0022】
TM01δxモードは図1に示すように誘電体コア3の内部をx軸方向に電界ベクトルが向き、その電界ベクトルを取り巻くように磁界ベクトルがループを描く。ここでは、誘電体コアが八角形板形状であるが、モードの表記としては円柱座標系を採り、hを伝搬方向、φ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、TMφrhの順に表すものとする。ここで、h方向には電界強度の変化があるのでそれをδで表し、このモードをTM01δモードと表す。また、電界ベクトルの向く方向を最後に付す。したがって、この図1に示したモードはTM01δxモードと表すことになる。
【0023】
TM01δyモードは、図2に示すように誘電体コア3の内部をy軸方向に電界ベクトルが向き、その電界ベクトルを取り巻くように磁界ベクトルがループを描く。
【0024】
TE01δモードは、図3に示すように、誘電体コア3内をz軸周りに電界ベクトルがループを描き、その電界ベクトルを取り巻くように磁界ベクトルがループを描く。この例では、z軸周りに電界ベクトルがループを描くので、「TE01δzモード」と表すことができるが、この実施形態でTE01δモードについては1つのモードのみを用いるので、ここでは単に「TE01δモード」と表す。
【0025】
半同軸共振器の共振モードは、図4に示すように、中心導体4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、中心導体4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が装荷されているので、また中心導体4の上部とキャビティの天面との間のギャップが存在するので準TEMモードとなるが、この半同軸共振器の共振モードを以下、単に「TEMモード」という。
以上のようにして4つの共振モードが生じる。
【0026】
図5および図6は、上記共振器装置の変形例を示している。ここでは誘電体コア3をキャビティ本体1の内壁面に接合している。したがって、この例では図5に示すTM010xモードと図6に示すTM010yモードでTMモードの2重モードが生じる。TE01δモ−ドおよびTEMモードについては図1〜図4に示したものと同様である。
【0027】
図7は、中心導体の形状について示している。ここで、(A)は図1〜図6に示した共振器装置に採用した中心導体について示している。中心導体4は側面を有する棒状または柱状を成し、中心導体4の側面からそれに対向するキャビティ本体1の内面までの寸法を、中心導体4の開放端側に比べてキャビティへの導通端側が小さくなるようにしている。具体的には、中心導体4の長手方向に対して直角方向の断面の大きさを、中心導体4の開放端側に比べてキャビティへの導通端側が大きくなるようにしている。換言すると、中心導体4はキャビティ導通端側41より開放端側42の内径を小さくしている。(B)に示す例では、キャビティ導通端側から開放端側にかけて中心導体4の内径を所定高さまで次第に細くし、その後一定としている。
【0028】
このような中心導体の形状による各共振モードの共振周波数および無負荷Q(Qo)の特性を図8に示す。図8の(A)は横軸に、図7の(A)に示した中心導体のステップ高さ(中心導体4の内径が細くなる位置のキャビティ導通端からの高さ)をとり、縦軸に各共振モードの共振周波数をとっている。このように中心導体のステップ高さを変化させた時、TE01δモード、TM01δxモード、TM01δyモードのいずれもほとんど変化しないのに対し、TEMモードは中心導体のステップ高さを高くするにしたがって、その共振周波数が上昇する。これは、中心導体4の磁界強度の高いキャビティ導通端側のインダクタンス成分が小さくなり、また電界強度の高い開放端側の容量成分が小さくなる結果である。なお、図中TM111モードはスプリアスモードであるが、中心導体4のステップ高さを変えてもTM111モードの共振周波数は殆ど変化せず、その悪影響を受けることがない。
【0029】
図8の(A)に示すように、中心導体4のステップ高さを8mm程度にするとTEMモードの周波数をTE01δモード、TM01δxモード、TM01δyモードの周波数に揃えることができる。図8の(A)で楕円で示す部分は上記各共振モードの周波数が揃っている範囲を示している。通常はこの範囲で使用する。
【0030】
図8の(B)は横軸に中心導体4のステップ高さ、縦軸に各共振モードの無負荷Q(Qo)をとっている。このように、中心導体4のステップ高さを高くするにつれてTEMモードのQoは上昇する。このときTE01δ、TM01δx,TMδyの各モードのQoは低下するが、いずれもその低下量は少ない。したがって、Qoについても誘電体共振器のモードに殆ど影響を与えることがない。
【0031】
図9・図10は、第2の実施形態に係る共振器装置について示している。ここで、いずれの図もキャビティの内側の形状と中心導体4の形状について示している。誘電体コア3については図1〜図6に示したものと同様である。
【0032】
図9に示す例では、キャビティ本体1の内寸法を、中心導体4の開放端側の側面との対向部分に比べてキャビティへの導通端側の側面との対向部分の方が小さくなるようにしている。また図10では、さらに中心導体の径を、その開放端側の側面に比べてキャビティ導通端側の側面が大きくなるようにしている。この形状により、中心導体4の磁界強度の高いキャビティ導通端側のインダクタンス成分が小さくなり、また電界強度の高い開放端側の容量成分が小さくなり、TEMモードの周波数が上昇する。図10に示した構造では、中心導体を図7に示したようにステップ形状にしているので上記効果がさらに大きくなる。
【0033】
次に、第3の実施形態に係る共振器装置について図11〜図14を基に説明する。
図11〜図13のいずれもTEMモードとTM01δモードとの結合をとるようにした構造を示している。これらの図において、(A)は上部のキャビティ蓋2を取り除いた状態での上面図、(B)は共振装置の縦断面図である。
【0034】
図11は、中心導体4の開放端側42の中心軸をキャビティの中心からxy平面に沿って変位させた例である。図12は、中心導体4の位置をxy平面に沿ってキャビティの中央から変位させた例である。また、図13は誘電体コア3をxy平面に沿ってキャビティの中央から変位させた例である。
【0035】
いずれの場合も、TEMモードとTM01δモードの電界分布の対称性が失われることにより両者が結合する。
【0036】
図11の(C)は、(A),(B)に示した構造での、中心導体の開放端側42の変位量に対するTEMモード−TM01δxモード間の結合量の関係を示している。このように、中心導体の開放端側42の変位量を大きくするほど、2つのモード間の結合量が大きくなる。この関係は、図12に示したように中心導体全体を変位させた場合も同様であり、その変位量を増すほどTM01δxモードとTEMモードとの結合量が大きくなる。
【0037】
図13に示した例では、誘電体コア3をx軸およびy軸の両方に(x+y軸方向に)変位させたことにより、x+y方向に電界ベクトルが向くTM01δモード(TM01δx+yモード)とTEMモードとが結合する。
【0038】
図14は、誘電体コア3に結合用の溝g1,g2を設けている。溝g1の存在により、TM01δxモードの電界とTE01δモードの電界の偶モードと奇モードとに摂動が加わり、TM01δxモードとTE01δモードとが結合する。同様に、溝g2の存在により、TM01δyモードの電界とTE01δモードの電界の偶モードと奇モードとに摂動が加わり、TM01δyモードとTE01δモードとが結合する。
【0039】
図14の(C)は溝g1,g2の深さに対する結合係数の関係を示している。このように、結合用の溝を深くするほど、TM01δxモードまたはTM01δyモードとTE01δモードとの結合量が大きくなる。
【0040】
次に、第4の実施形態に係る共振器装置について図15を基に説明する。
第1〜第3の実施形態で示した共振器装置において、TE01δモード,TM01δxモード,TM01δyモードで共振する誘電体共振器は誘電体コア3の周波数温度係数(その誘電体コアを用いた誘電体共振器の共振周波数−温度特性)は誘電体材料を選ぶことによって安定化させることができる。しかし、中心導体4とキャビティとによる半同軸共振器のTEMモードについては、中心導体4およびキャビティ(キャビティ本体1,キャビティ蓋2)の線膨張係数に応じて共振周波数−温度特性を持つことになる。すなわち、温度上昇に伴って半同軸共振器全体の寸法が大きくなるのでTEMモードの周波数は低下する。そこで、図15に示すように、温度補償用の誘電体部材6をキャビティ内に設ける。特に、この誘電体部材6を中心導体4の開放端側42の対向部分に設けることによって、TEMモードの電界強度の高い部分での容量成分が誘電体部材6の周波数温度係数の影響をより大きく受けることになる。
【0041】
この例では、温度補償用誘電体部材6の周波数温度係数は正(温度上昇に伴い共振周波数が上昇(比誘電率が低下)する方向の係数)であるので、この誘電体部材6の存在により、TEMモードの共振周波数は温度上昇に伴い上昇方向に補償成分が加えられることになる。すなわち、図15の(B)に示すように誘電体部材6の作用によって、温度変化に対するTEMモードの共振周波数を安定化することができる。
【0042】
次に、第5の実施形態に係るフィルタについて図16〜図18を基に説明する。
これらの図において(A)は上部のキャビティ蓋2を取り除いた状態での上面図、(B)は共振装置の縦断面図である。
【0043】
図16に示す例で、誘電体コア3に結合用溝g1,g2を設けている。この溝g1によってTM01δxモードとTE01δモードとが結合し、溝g2によってTM01δyモードとTE01δモードとが結合する。また、中心導体4の開放端側42はy軸方向に変位させている。したがって、TM01δyモードとTEMモードとが結合する。
【0044】
キャビティ本体1の側面には同軸コネクタ8a,8bをそれぞれ設けている。同軸コネクタ8aの中心導体には、その端部をキャビティ本体1の内壁面に導通させた結合ループ9を設けている。また、同軸コネクタ8bの中心導体には、その端部が中心導体4のキャビティ導通端側41に導通させた結合用導体10を設けている。
【0045】
この構造によって、結合ループ9はTM01δxモードの磁界と結合し、結合用導体10はTEMモードに結合する。したがって、同軸コネクタ8a−8b間には、TM01δx→TE01δ→TM01δy→TEMの4つのモードによる共振器が順に結合された構造となる。このことにより、4段の共振器による帯域通過フィルタ特性を備えたフィルタとして作用する。
【0046】
このように、TM01δモードまたはTEMモードを入出力段の共振器として用いるようにしたことにより、外部結合が容易となる。すなわちTE01δモードを入出力段にして、例えば結合ループで外部結合をとろうとすると、その結合ループは他の共振モードとも結合してしまうという問題が生じるが、TM01δモードまたはTEMモードを入出力段の共振器とすれば、そのような問題は生じない。このことは、この第5の実施形態における他の例でも同様であり、それ以降に述べる第6〜第8の実施形態についても同様である。
【0047】
図17に示す例では、同軸コネクタ8aの中心導体からプローブ11aを延ばしている。このプローブ11aは誘電体コア3によるTM01δxモードと電界結合する。誘電体コア3には結合用の溝g1,g2を形成している。溝g1の存在によりTM01δxモードはTE01δモードと結合する。また、溝g2の存在により、TE01δモードはTM01δyモードと結合する。さらに、中心導体4の開放端側42がy軸方向に変位させている。そのため、TM01δyモードはTEMモードと結合する。このTEMモードは同軸コネクタ8bのプローブ11bと結合する。結局、同軸コネクタ8a−8b間に、TM01δx→TE01δ→TM01δy→TEMの4つのモードの共振器が順に結合することになる。このことにより、4段の共振器による帯域通過フィルタ特性を備えたフィルタとして作用する。
【0048】
図18に示す例では、同軸コネクタ8bの中心導体と中心導体のキャビティ導通端側41との間に結合用導体10をループ状に設けている。誘電体コア3に溝g1,g2を設けている点と中心導体の開放端側をy軸方向に変位させている点は図16・図17に示したものと同様である。
【0049】
この構造により、結合用導体10はTEMモードと結合する。図17に示した例では、プローブ11bが単にx軸方向に延びているだけであるので、TM01δxモードともある程度結合するが、この図18に示す例ではTM01δxモードとの磁界結合を避けるように迂回しているのでTM01δxモードとは殆ど結合しない。なお、結合用導体10は部分的にはTM01δyモードと結合するが、その結合部分はx軸を中心として対称形であるので互いに打ち消されて、TM01δyモードとも結合しない。
【0050】
次に、第6の実施形態に係るフィルタの構成を図19を基に説明する。このフィルタはUa,Ubで示す2つのユニットにそれぞれ4段の共振器を構成した、合計8段の共振器からなるフィルタである。すなわち、同軸コネクタ8aの中心導体に接続した結合ループ9aは誘電体コア3aによるTM01δxモードの磁界と結合し、TM01δxモードは溝g1aの存在によってTE01δモードと結合する。このTE01δモードは溝g2aの存在によってTM01δyモードと結合する。このTM01δyモードは中心導体4aの開放端側42aが変位していることによりTEMモードと結合する。キャビティ本体1a,1bの内部に設けた結合ループ9cは上記TEMモードと磁界結合する。また、この結合ループ9cはユニットUb側のTEMモードとも結合する。このユニットUbはユニットUaと同様の構成であるので、結局同軸コネクタ8a−8b間に合計8段の共振器が構成されることになる。このことにより、8段の共振器からなる帯域通過特性を有するフィルタとして作用する。
【0051】
図20は第7の実施形態に係るデュプレクサの構成を示す図であり、(A)はキャビティ蓋を取り除いた状態での上面図、(B)はその縦断面図である。同軸コネクタ8aのプローブ11aはユニットUaのTEMモードと結合する。このTEMモードは中心導体4aの開放端側42aが図の(A)における右45°方向(x+y方向)に変位しているので、TM01δx+yモードと結合する。このTM01δx+yモードは溝g1aの存在によりTE01δモードと結合する。このTE01δモードは溝g2aの存在によりTM01δx−yモードと結合する。同軸コネクタ8cのプローブの11cはユニットUaの上記TM01δx−yモードと結合する。ユニットUbはユニットUaと同様の構成であり、プローブ11cは右側のユニットのTM01δx+yモードと結合する。したがって、同軸コネクタ8a−8c間に順に結合した4段の共振器が構成され、同様に同軸コネ クタ8c−8b間にも順に結合した4段の共振器が構成される。そして、それぞれのフィルタの通過帯域を定めることによって、たとえば8aを送信信号入力端子、8bを受信信号出力端子、8cをアンテナ端子とするデュプレクサとして作用する。
【0052】
図21は第8の実施形態に係るフィルタの構成を示す図である。ユニットUaは中心導体4aとその周囲のキャビティとによってTEMモードで共振する。同軸コネクタ8aの結合用導体10aはそのTEMモードと結合する。ユニットUbの構成は図20に示したユニットUaと同様である。プローブ11abはこのユニットUbのTEMモードと結合する。またプローブ11bcはユニットUbのTM01δx−yモードと結合する。またプローブ11bcはユニットUcのTEMモードと結合する。同軸コネクタ8cの結合用導体10cはユニットUcのTEMモードと結合する。結局、同軸コネクタ8a−8c間に6段(1+4+1=6)の共振器が構成される。これにより6段の共振器からなる帯域通過特性を有するフィルタとして作用する。
【0053】
次に、第9の実施形態として通信装置の構成を図22に示す。ここで、デュプレクサは図20に示した構成からなり、受信フィルタは受信信号の周波数を、送信フィルタは送信信号の周波数をそれぞれ通過させる。受信フィルタの出力ポートには受信回路を、送信フィルタの入力ポートには送信回路を、デュプレクサの入出力ポートにはアンテナをそれぞれ接続している。このことによって通信装置の高周波部を構成している。なお、通信装置の高周波部に単体のフィルタを用いる場合には、図16〜図19または図21に示した構成のフィルタを用いることができる。
【0054】
【発明の効果】
この発明によれば、導電性を有するキャビティ内に設ける中心導体の側面からそれに対向する前記キャビティの内面までの寸法を、中心導体の開放端側に比べてキャビティへの導通端側が小さくなるようにしたことにより、誘電体共振器の共振に影響を与えずに、半同軸共振器の準TEMモードの共振周波数を高めて、準TEMモードの周波数を誘電体共振器のTEモードまたはTMモードの周波数に揃えることが可能となり、より多重化した共振器装置が得られる。
【0055】
また、この発明によれば、中心導体の長手方向に対して直角方向の断面の大きさを中心導体の開放端側に比べてキャビティへの導通端側が大きくなるようにしたことにより、キャビティの内寸法を変えることなく中心導体の形状を変えるだけで半同軸共振器の準TEMモードの周波数が高められる。
【0056】
また、この発明によれば、キャビティの内寸法を中心導体の開放端側の側面に対向する部分に比べてキャビティへの導通端側の側面に対向する部分が小さくなるようにしたことにより、中心導体の形状を変えることなくキャビティ内の形状を変えるだけで半同軸共振器の準TEMモードの周波数が高められる。
【0057】
また、この発明によれば、誘電体コアに中心導体が挿通する孔を設けるとともに、当該孔に中心導体が挿通した状態で、誘電体コアをキャビティ内に配置したことにより、誘電体コアがキャビティの中央部に位置することになり、不要なスプリアスモードが生じることもなく、誘電体共振器のモードを利用できるようになる。
【0058】
また、この発明によれば、キャビティと中心導体による半同軸共振器を準TEMモードで共振させ、キャビティと誘電体コアによる誘電体共振器を少なくともTM01δモードで共振させ、該TM01δモードと準TEMモードとを含む複数の共振モードを結合させて複数段の共振器として作用させるとともに、TM01δモードまたは準TEMモードを入出力段の共振器として作用させたことにより、1つのキャビティ内に段数の多い共振器を設けることができ、限られたスペースに所定段数の共振器からなる共振器装置を容易に構成できる。
【0059】
また、この発明によれば、キャビティと中心導体による半同軸共振器を準TEMモードで共振させ、キャビティと誘電体コアによる誘電体共振器をTE01δモードと2重のTM01δモードで共振させ、全体で4重モードの共振器としたことにより、1つのキャビティ内に4重モードの共振器を備え、例えば4段の共振器を備えた共振器装置を構成できる。
【0060】
また、この発明によれば、準TEMモードの共振周波数に対する温度補償用の誘電体部材をキャビティ内に設けたことにより、半同軸共振器の準TEMモードの温度−周波数特性が安定化し、誘電体共振器のTM01δモードまたはTE01δモードとの組み合わせによる周波数特性が安定化する。
【0061】
また、発明によれば、上記構成の共振器装置を備えたフィルタ・複合フィルタ装置を構成することにより、小型軽量で段数の多いフィルタ・複合フィルタ装置が得られる。
また、この発明によれば、小型・軽量の通信装置が構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係る共振器装置で用いるTM01δxモードの電磁界分布の例を示す図
【図2】同共振器装置で用いるTM01δyモードの電磁界分布の例を示す図
【図3】同共振器装置で用いるTE01δモードの電磁界分布の例を示す図
【図4】同共振器装置で用いるTEMモードの電磁界分布の例を示す図
【図5】同共振器装置で用いる他のTMモードの電磁界分布の例を示す図
【図6】同共振器装置で用いる他のTMモードの電磁界分布の例を示す図
【図7】同共振器装置における中心導体の構成を示す図
【図8】中心導体のステップ高さに対する各モードの共振周波数および無負荷Qの関係を示す図
【図9】第2の実施形態に係る共振器装置の中心導体およびキャビティ内部の構成を示す図
【図10】第2の実施形態に係る共振器装置の中心導体およびキャビティ内部の構成を示す図
【図11】第3の実施形態に係る共振器装置のTEMモードとTM01δモードとの結合構造を示す図
【図12】同共振器装置のTEMモードとTM01δモードとの結合構造を示す図
【図13】同共振器装置のTEMモードとTM01δモードとの結合構造を示す図
【図14】同共振器装置における誘電体共振器の2つのモード間の結合構造を示す図
【図15】第4の実施形態に係る共振器装置の温度補償の例を示す図
【図16】第5の実施形態に係るフィルタの構成を示す図
【図17】第5の実施形態に係る他のフィルタの構成を示す図
【図18】第5の実施形態に係る他のフィルタの構成を示す図
【図19】第6の実施形態に係るフィルタの構成を示す図
【図20】第7の実施形態に係るデュプレクサの構成を示す図
【図21】第8の実施形態に係るフィルタの構成を示す図
【図22】第9の実施形態に係る通信装置の構成を示すブロック図
【図23】従来の共振器装置の構成を示す分解斜視図
【符号の説明】
1−キャビティ本体
2−キャビティ蓋
3−誘電体コア
4−中心導体
5−支持台
6−誘電体部材
8−同軸コネクタ
9−結合ループ
10−結合用導体
11−プローブ
41−キャビティ導通端側
42−開放端側
g−溝
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a resonator device in which a plurality of resonance modes are multiplexed, a filter having the configuration, a composite filter device, and a communication device including the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a multi-mode resonator device combining a semi-coaxial resonator and a dielectric resonator has been disclosed (see Patent Document 1). The resonator device disclosed in Patent Literature 1 combines a dielectric resonator having a duplexed TM mode with a semi-coaxial resonator that resonates in a quasi-TEM mode to form a triple mode resonator device. I have. Also, a dual mode resonator device is configured by combining a dielectric resonator that resonates in the TM mode and a semi-coaxial resonator that resonates in the quasi-TEM mode. FIG. 23 is an exploded perspective view of the resonator device disclosed in Patent Document 1. A cavity is constituted by a cavity body 1 having an upper surface opened and a lower surface closed, and a cavity lid 2 covering the opening surface. At the center of the inner bottom surface of the cavity body 1, a central conductor 4 is projected in a direction parallel to the inner wall surface of each cavity. A dielectric core 3 having a substantially rectangular parallelepiped shape and having a hole through which the conductor rod 4 is inserted is disposed in the cavity.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-177313 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The structure of the resonator device disclosed in Patent Document 1 has a problem that it is difficult to match the resonance frequencies of the dielectric resonator and the semi-coaxial resonator. For example, when an attempt is made to configure a resonator device of a quadruple mode or more, a dielectric resonator that resonates in a multiplex mode of a triple or more combination of a TE mode and a TM mode is combined with a semi-coaxial resonator. In order to make the frequencies of the TE mode and the TM mode of this dielectric resonator uniform, it is necessary to increase the thickness of the dielectric core. However, since the cavity including the dielectric core therein is also the cavity of the semi-coaxial resonator, if the thickness of the dielectric core is increased, the resonance frequency of the semi-coaxial resonator also decreases. Therefore, it is difficult to make the resonance mode of the semi-coaxial resonator equal to the resonance frequencies of the TE mode and the TM mode only by determining the thickness of the dielectric core.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a resonator provided with a resonator of four or more modes so that the resonance frequency of the multimode of the dielectric resonator and the frequency of the quasi-TEM mode of the semi-coaxial resonator can be easily matched. It is to provide a device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The resonator device of the present invention is a resonator device in which a dielectric core is provided in a conductive cavity together with a center conductor having one end connected to the cavity, wherein the center conductor has a rod shape or a column shape having side surfaces, The dimension from the side surface of the central conductor to the inner surface of the cavity opposed thereto is such that the conductive end side to the cavity is smaller than the open end side of the central conductor.
By this structure, the resonance frequency of the semi-coaxial resonator is increased without affecting the resonance of the dielectric resonator, and the frequency of the quasi-TEM mode is changed to the frequency of the TE mode or TM mode of the dielectric resonator. Align with
[0007]
Further, the resonator device of the present invention is characterized in that the size of the cross section in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the center conductor is made larger on the conductive end side to the cavity than on the open end side of the center conductor. Features. With this structure, the frequency of the quasi-TEM mode of the semi-coaxial resonator is increased only by changing the shape of the center conductor without changing the inner dimensions of the cavity.
[0008]
Further, in the resonator device of the present invention, the inner dimension of the cavity may be smaller at a portion facing a side surface at a conduction end side to the cavity than at a portion facing a side surface at an open end side of the center conductor. It is characterized by. With this structure, the frequency of the quasi-TEM mode of the semi-coaxial resonator is increased only by changing the shape in the cavity without changing the shape of the center conductor.
[0009]
In the resonator device of the present invention, the dielectric core may be provided with a hole through which the center conductor is inserted, and the dielectric core may be arranged in the cavity with the center conductor inserted through the hole. It is characterized by. With this structure, the dielectric core is arranged at the center of the cavity without interfering with the center conductor, and the dielectric core and the cavity act as a dielectric resonator.
[0010]
Further, the resonator device of the present invention resonates a semi-coaxial resonator composed of a cavity and a center conductor in a quasi-TEM mode, and resonates a dielectric resonator composed of a cavity and a dielectric core in at least a TM01δ mode. It is characterized in that a plurality of resonance modes including a quasi-TEM mode are coupled to function as a multistage resonator. With this structure, a resonator device including a resonator having many stages in one cavity is configured.
[0011]
Also, the resonator device of the present invention resonates a semi-coaxial resonator including a cavity and a center conductor in a quasi-TEM mode, and resonates a dielectric resonator including a cavity and a dielectric core in a TE01δ mode and a double TM01δ mode, It is characterized in that a quadruple mode resonator is provided as a whole.
[0012]
With this structure, a four-mode resonator is provided in one cavity, and for example, a resonator device having four-stage resonators is configured.
[0013]
Further, the resonator device according to the present invention is characterized in that a dielectric member for temperature compensation with respect to the resonance frequency in the quasi-TEM mode is provided in the cavity. Thereby, the temperature-frequency characteristics of the semi-coaxial resonator in the quasi-TEM mode are stabilized, and the frequency characteristics of the dielectric resonator in combination with the TM01δ mode or the TE01δ mode are stabilized.
[0014]
The filter according to the present invention is configured such that the resonator device having the above configuration is provided with input / output conductors for inputting / outputting signals by coupling to a predetermined resonance mode among the above resonance modes.
[0015]
The composite filter device of the present invention is configured by providing a plurality of the above filters.
[0016]
Further, a communication device according to the present invention is configured using the above filter or filter device.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A resonator device according to a first embodiment will be described with reference to FIGS.
1 to 6 show examples of the electromagnetic field distribution in each resonance mode. In these figures, (A) is a top view with the upper cavity lid 2 removed, and (B) is a longitudinal sectional view of the resonator. In these figures, solid arrows indicate electric field vectors, and broken arrows indicate magnetic field vectors.
[0018]
In FIG. 1 to FIG. 6, the upper surface of the cavity body 1 is open, and the opening is covered with the cavity lid 2. The cavity body 1 and the cavity lid 2 form a hexahedral cavity. At the center of the inner bottom surface of the cavity body 1, a center conductor 4 is projected in a direction parallel to an inner wall surface other than the inner bottom surface of the cavity body 1. As shown in these figures, the diameter of the center conductor 4 is larger on the conductive end side to the cavity than on the open end side of the center conductor 4. The dielectric core 3 has a substantially octagonal plate shape, and has a hole formed in the center thereof to allow the center conductor 4 to pass therethrough. The dielectric core 3 is supported at a predetermined height from the inner bottom surface of the cavity main body 1 by a cylindrical support base 5 with the center hole inserted through the center conductor 4. 1 to 6, the support table 5 shows a cross section thereof.
[0019]
The center conductor 4 has such a length that a predetermined gap is formed between the top and the inner surface of the cavity lid 2, and is formed integrally with the cavity main body 1. The cavity body 1 and the cavity lid 2 are formed by casting or cutting a metal material or by coating a ceramic or resin surface with a conductive film.
[0020]
The center conductor 4 may be separated from the cavity body 1 and fixed to the cavity body 1 by screwing or soldering. Further, similarly to the cavity main body 1 and the cavity lid 2, the center conductor 4 may be formed by casting or cutting a metal material, or may be configured by coating a ceramic or resin surface with a conductor film.
[0021]
1 shows the TM01δx mode, FIG. 2 shows the TM01δy mode, FIG. 3 shows the TE01δ mode, and FIG. 4 shows the resonance mode of the semi-coaxial resonator.
[0022]
In the TM01δx mode, the electric field vector is oriented in the x-axis direction inside the dielectric core 3 as shown in FIG. 1, and the magnetic field vector draws a loop so as to surround the electric field vector. Here, the dielectric core has an octagonal plate shape, but the notation of the mode is a cylindrical coordinate system, h is the propagation direction, φ is the in-plane rotation direction of a plane perpendicular to the propagation direction, and r is the propagation direction. The number of waves of each electric field intensity distribution is represented in the order of TMφrh in each of the radiation (radius) directions in a vertical plane. Here, since there is a change in the electric field strength in the h direction, it is represented by δ, and this mode is represented as TM01δ mode. Also, the direction in which the electric field vector is directed is given last. Therefore, the mode shown in FIG. 1 is represented as TM01δx mode.
[0023]
In the TM01δy mode, the electric field vector is oriented in the y-axis direction inside the dielectric core 3 as shown in FIG. 2, and the magnetic field vector forms a loop surrounding the electric field vector.
[0024]
In the TE01δ mode, as shown in FIG. 3, the electric field vector forms a loop around the z-axis in the dielectric core 3, and the magnetic field vector forms a loop around the electric field vector. In this example, since the electric field vector draws a loop around the z-axis, it can be expressed as “TE01δz mode”. However, in this embodiment, only one mode is used for the TE01δ mode. It expresses.
[0025]
In the resonance mode of the semi-coaxial resonator, as shown in FIG. 4, the electric field vector is directed in the radiation direction from the center conductor 4 to the inner wall surface of the cavity, and the magnetic field vector draws a loop around the center conductor 4 in the circumferential direction. . Unlike a normal semi-coaxial resonator, since the dielectric core 3 is loaded and a gap exists between the upper part of the center conductor 4 and the top surface of the cavity, a quasi-TEM mode is obtained. Hereinafter, the resonance mode of the coaxial resonator is simply referred to as “TEM mode”.
As described above, four resonance modes are generated.
[0026]
5 and 6 show a modification of the above-described resonator device. Here, the dielectric core 3 is joined to the inner wall surface of the cavity body 1. Therefore, in this example, the TM010x mode shown in FIG. 5 and the TM010y mode shown in FIG. The TE01δ mode and the TEM mode are the same as those shown in FIGS.
[0027]
FIG. 7 shows the shape of the center conductor. Here, (A) shows the center conductor used in the resonator device shown in FIGS. The center conductor 4 is formed in a rod shape or a column shape having a side surface, and the dimension from the side surface of the center conductor 4 to the inner surface of the cavity body 1 facing the center conductor 4 is smaller on the conduction end side to the cavity than on the open end side of the center conductor 4. I am trying to become. Specifically, the size of the cross section in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the center conductor 4 is set such that the conduction end side to the cavity is larger than the open end side of the center conductor 4. In other words, the inner diameter of the center conductor 4 is smaller on the open end side 42 than on the cavity conduction end side 41. In the example shown in (B), the inner diameter of the center conductor 4 is gradually reduced to a predetermined height from the cavity conduction end side to the open end side, and is thereafter kept constant.
[0028]
FIG. 8 shows characteristics of the resonance frequency and the no-load Q (Qo) of each resonance mode according to the shape of the center conductor. 8A, the horizontal axis represents the step height of the center conductor shown in FIG. 7A (the height from the cavity conduction end at the position where the inner diameter of the central conductor 4 becomes smaller), and the vertical axis represents the vertical axis. , The resonance frequency of each resonance mode is taken. When the step height of the center conductor is changed in this way, the TE01δ mode, the TM01δx mode, and the TM01δy mode hardly change, whereas in the TEM mode, the resonance increases as the step height of the center conductor increases. The frequency increases. This is a result of a decrease in the inductance component of the center conductor 4 on the side of the cavity conduction end where the magnetic field intensity is high, and a decrease in the capacitance component on the open end side where the electric field intensity is high. Although the TM111 mode is a spurious mode in the figure, even if the step height of the center conductor 4 is changed, the resonance frequency of the TM111 mode hardly changes and is not adversely affected.
[0029]
As shown in FIG. 8A, when the step height of the center conductor 4 is set to about 8 mm, the frequency of the TEM mode can be adjusted to the frequency of the TE01δ mode, the TM01δx mode, and the TM01δy mode. The portion indicated by an ellipse in FIG. 8A indicates a range where the frequencies of the respective resonance modes are uniform. Usually it is used in this range.
[0030]
In FIG. 8B, the horizontal axis represents the step height of the center conductor 4, and the vertical axis represents the no-load Q (Qo) of each resonance mode. As described above, Qo in the TEM mode increases as the step height of the center conductor 4 increases. At this time, the Qo of each of the modes TE01δ, TM01δx, and TMδy decreases, but the amount of reduction is small for all modes. Therefore, Qo hardly affects the mode of the dielectric resonator.
[0031]
9 and 10 show a resonator device according to the second embodiment. Here, both figures show the shape inside the cavity and the shape of the center conductor 4. The dielectric core 3 is the same as that shown in FIGS.
[0032]
In the example shown in FIG. 9, the inner dimension of the cavity main body 1 is set such that a portion facing the side surface on the conduction end side to the cavity is smaller than a portion facing the side surface on the open end side of the center conductor 4. ing. Further, in FIG. 10, the diameter of the center conductor is made larger on the side face on the cavity conduction end side than on the side face on the open end side. With this shape, the inductance component on the side of the cavity conducting end where the magnetic field strength of the center conductor 4 is high becomes small, and the capacitance component on the open end side where the electric field strength is high becomes small, and the frequency of the TEM mode increases. In the structure shown in FIG. 10, the above effect is further enhanced because the center conductor has a step shape as shown in FIG.
[0033]
Next, a resonator device according to a third embodiment will be described with reference to FIGS.
11 to 13 show a structure in which the TEM mode and the TM01δ mode are coupled. In these figures, (A) is a top view with the upper cavity lid 2 removed, and (B) is a longitudinal sectional view of the resonator.
[0034]
FIG. 11 shows an example in which the central axis of the open end side 42 of the central conductor 4 is displaced from the center of the cavity along the xy plane. FIG. 12 shows an example in which the position of the center conductor 4 is displaced from the center of the cavity along the xy plane. FIG. 13 shows an example in which the dielectric core 3 is displaced from the center of the cavity along the xy plane.
[0035]
In either case, the TEM mode and the TM01δ mode lose their symmetry in the electric field distribution, so that the two are coupled.
[0036]
FIG. 11C shows the relationship between the amount of displacement between the TEM mode and the TM01δx mode with respect to the amount of displacement of the open end side 42 of the center conductor in the structure shown in FIGS. As described above, the larger the displacement of the open end 42 of the center conductor, the larger the coupling between the two modes. This relationship is the same when the entire center conductor is displaced as shown in FIG. 12, and as the amount of displacement increases, the amount of coupling between the TM01δx mode and the TEM mode increases.
[0037]
In the example shown in FIG. 13, since the dielectric core 3 is displaced in both the x-axis and the y-axis (in the x + y-axis direction), the TM01δ mode (TM01δx + y mode) in which the electric field vector is oriented in the x + y direction and the TEM mode Are combined.
[0038]
FIG. 14 shows that the dielectric core 3 is provided with coupling grooves g1 and g2. Due to the presence of the groove g1, perturbation is applied to the even mode and the odd mode of the electric field of the TM01δx mode and the electric field of the TE01δ mode, and the TM01δx mode and the TE01δ mode are coupled. Similarly, due to the presence of the groove g2, perturbation is applied to the even mode and the odd mode of the electric field of the TM01δy mode and the electric field of the TE01δ mode, and the TM01δy mode and the TE01δ mode are coupled.
[0039]
FIG. 14C shows the relationship between the coupling coefficient and the depth of the grooves g1 and g2. As described above, the deeper the coupling groove, the greater the coupling amount between the TM01δx mode or the TM01δy mode and the TE01δ mode.
[0040]
Next, a resonator device according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG.
In the resonator devices shown in the first to third embodiments, the dielectric resonator that resonates in the TE01δ mode, the TM01δx mode, and the TM01δy mode uses the frequency temperature coefficient of the dielectric core 3 (dielectric temperature using the dielectric core). The resonance frequency-temperature characteristic of the resonator can be stabilized by selecting a dielectric material. However, the TEM mode of the semi-coaxial resonator including the center conductor 4 and the cavity has a resonance frequency-temperature characteristic according to the linear expansion coefficient of the center conductor 4 and the cavity (the cavity body 1 and the cavity lid 2). . That is, the size of the entire semi-coaxial resonator increases with an increase in temperature, so that the frequency of the TEM mode decreases. Therefore, as shown in FIG. 15, a dielectric member 6 for temperature compensation is provided in the cavity. In particular, by providing this dielectric member 6 at a portion facing the open end side 42 of the center conductor 4, the capacitance component at the portion where the electric field strength in the TEM mode is high makes the influence of the frequency temperature coefficient of the dielectric member 6 larger. Will receive it.
[0041]
In this example, the frequency temperature coefficient of the temperature compensating dielectric member 6 is positive (coefficient in the direction in which the resonance frequency increases (relative permittivity decreases) as the temperature rises). The compensation component is added to the resonance frequency of the TEM mode in the rising direction as the temperature rises. That is, as shown in FIG. 15B, the resonance frequency of the TEM mode with respect to a temperature change can be stabilized by the action of the dielectric member 6.
[0042]
Next, a filter according to a fifth embodiment will be described with reference to FIGS.
In these figures, (A) is a top view with the upper cavity lid 2 removed, and (B) is a longitudinal sectional view of the resonator.
[0043]
In the example shown in FIG. 16, coupling grooves g1 and g2 are provided in the dielectric core 3. The groove g1 couples the TM01δx mode and the TE01δ mode, and the groove g2 couples the TM01δy mode and the TE01δ mode. The open end side 42 of the center conductor 4 is displaced in the y-axis direction. Therefore, the TM01δy mode and the TEM mode are coupled.
[0044]
Coaxial connectors 8a and 8b are provided on side surfaces of the cavity body 1, respectively. The center conductor of the coaxial connector 8a is provided with a coupling loop 9 whose end is connected to the inner wall surface of the cavity body 1. The coupling conductor 10 whose end is electrically connected to the cavity conducting end 41 of the central conductor 4 is provided in the central conductor of the coaxial connector 8b.
[0045]
With this structure, the coupling loop 9 couples to the TM01δx mode magnetic field, and the coupling conductor 10 couples to the TEM mode. Therefore, between the coaxial connectors 8a and 8b, a resonator having four modes of TM01δx → TE01δ → TM01δy → TEM is sequentially coupled. As a result, the filter functions as a filter having a band-pass filter characteristic of the four-stage resonator.
[0046]
As described above, by using the TM01δ mode or the TEM mode as the resonator at the input / output stage, external coupling is facilitated. That is, when the TE01δ mode is set as the input / output stage and the external coupling is attempted by a coupling loop, for example, the coupling loop is coupled with another resonance mode. However, the TM01δ mode or the TEM mode is set to the input / output stage. With a resonator, such a problem does not occur. This is the same in the other examples of the fifth embodiment, and also in the sixth to eighth embodiments described later.
[0047]
In the example shown in FIG. 17, the probe 11a extends from the center conductor of the coaxial connector 8a. This probe 11a is electrically coupled to the TM01δx mode by the dielectric core 3. Grooves g1 and g2 for coupling are formed in the dielectric core 3. The TM01δx mode couples with the TE01δ mode due to the presence of the groove g1. Further, the presence of the groove g2 couples the TE01δ mode with the TM01δy mode. Further, the open end side 42 of the center conductor 4 is displaced in the y-axis direction. Therefore, the TM01δy mode couples with the TEM mode. This TEM mode is coupled to the probe 11b of the coaxial connector 8b. As a result, resonators in four modes of TM01δx → TE01δ → TM01δy → TEM are sequentially coupled between the coaxial connectors 8a-8b. Thus, the filter functions as a filter having a band-pass filter characteristic of the four-stage resonator.
[0048]
In the example shown in FIG. 18, the coupling conductor 10 is provided in a loop between the center conductor of the coaxial connector 8b and the cavity conductive end side 41 of the center conductor. The point where the grooves g1 and g2 are provided in the dielectric core 3 and the point where the open end side of the center conductor is displaced in the y-axis direction are the same as those shown in FIGS.
[0049]
With this structure, the coupling conductor 10 couples with the TEM mode. In the example shown in FIG. 17, since the probe 11b merely extends in the x-axis direction, the probe 11b is also coupled to the TM01δx mode to some extent. However, in the example shown in FIG. 18, the probe 11b is detoured so as to avoid magnetic field coupling with the TM01δx mode. Therefore, it hardly couples with the TM01δx mode. Although the coupling conductor 10 is partially coupled to the TM01δy mode, the coupling portion is mutually symmetrical with respect to the x-axis, so that the coupling portions cancel each other out and are not coupled to the TM01δy mode.
[0050]
Next, the configuration of a filter according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. This filter is a filter composed of a total of eight stages of resonators, each having four stages of resonators in two units Ua and Ub. That is, the coupling loop 9a connected to the center conductor of the coaxial connector 8a is coupled to the magnetic field of the TM01δx mode by the dielectric core 3a, and the TM01δx mode is coupled to the TE01δ mode by the presence of the groove g1a. The TE01δ mode is combined with the TM01δy mode by the presence of the groove g2a. The TM01δy mode is coupled with the TEM mode by displacing the open end 42a of the center conductor 4a. A coupling loop 9c provided inside the cavity bodies 1a and 1b is magnetically coupled to the TEM mode. This coupling loop 9c also couples with the TEM mode on the unit Ub side. Since the unit Ub has the same configuration as the unit Ua, a total of eight stages of resonators are formed between the coaxial connectors 8a and 8b. As a result, the filter functions as a filter having band-pass characteristics composed of eight stages of resonators.
[0051]
FIGS. 20A and 20B are diagrams illustrating a configuration of a duplexer according to a seventh embodiment, in which FIG. 20A is a top view with a cavity lid removed, and FIG. 20B is a longitudinal sectional view thereof. The probe 11a of the coaxial connector 8a couples with the TEM mode of the unit Ua. This TEM mode is coupled to the TM01δx + y mode because the open end side 42a of the center conductor 4a is displaced in the right 45 ° direction (x + y direction) in FIG. The TM01δx + y mode is combined with the TE01δ mode due to the presence of the groove g1a. The TE01δ mode is combined with the TM01δx-y mode by the presence of the groove g2a. The probe 11c of the coaxial connector 8c is coupled to the TM01δx-y mode of the unit Ua. The unit Ub has the same configuration as the unit Ua, and the probe 11c is coupled to the TM01δx + y mode of the right unit. Therefore, four-stage resonators are sequentially coupled between the coaxial connectors 8a-8c, and similarly, four-stage resonators are sequentially coupled between the coaxial connectors 8c-8b. By determining the pass band of each filter, the filter functions as, for example, a duplexer having a transmission signal input terminal 8a, a reception signal output terminal 8b, and an antenna terminal 8c.
[0052]
FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration of a filter according to the eighth embodiment. The unit Ua resonates in the TEM mode by the center conductor 4a and the surrounding cavity. The coupling conductor 10a of the coaxial connector 8a couples with the TEM mode. The configuration of the unit Ub is the same as that of the unit Ua shown in FIG. The probe 11ab couples with the TEM mode of this unit Ub. Further, the probe 11bc couples with the TM01δx-y mode of the unit Ub. The probe 11bc couples with the TEM mode of the unit Uc. The coupling conductor 10c of the coaxial connector 8c couples with the TEM mode of the unit Uc. As a result, six stages (1 + 4 + 1 = 6) of resonators are formed between the coaxial connectors 8a-8c. As a result, the filter functions as a filter having band-pass characteristics including six resonators.
[0053]
Next, FIG. 22 shows a configuration of a communication device as a ninth embodiment. Here, the duplexer has the configuration shown in FIG. 20, and the reception filter passes the frequency of the reception signal, and the transmission filter passes the frequency of the transmission signal. A receiving circuit is connected to an output port of the receiving filter, a transmitting circuit is connected to an input port of the transmitting filter, and an antenna is connected to an input / output port of the duplexer. This constitutes the high frequency section of the communication device. When a single filter is used in the high-frequency section of the communication device, a filter having the configuration shown in FIGS. 16 to 19 or 21 can be used.
[0054]
【The invention's effect】
According to the present invention, the dimension from the side surface of the center conductor provided in the conductive cavity to the inner surface of the cavity opposed thereto is set such that the conduction end side to the cavity is smaller than the open end side of the center conductor. By doing so, the resonance frequency of the quasi-TEM mode of the semi-coaxial resonator is increased without affecting the resonance of the dielectric resonator, and the frequency of the quasi-TEM mode is changed to the frequency of the TE mode or TM mode of the dielectric resonator. And a more multiplexed resonator device can be obtained.
[0055]
Further, according to the present invention, the size of the cross section in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the center conductor is set to be larger on the conductive end side to the cavity than on the open end side of the center conductor. By changing the shape of the center conductor without changing the dimensions, the frequency of the quasi-TEM mode of the semi-coaxial resonator can be increased.
[0056]
Further, according to the present invention, the inner dimension of the cavity is made smaller at a portion facing the side surface on the conduction end side to the cavity than at a portion facing the side surface on the open end side of the center conductor. By changing the shape in the cavity without changing the shape of the conductor, the frequency of the quasi-TEM mode of the semi-coaxial resonator can be increased.
[0057]
Further, according to the present invention, the dielectric core is provided with a hole through which the center conductor is inserted, and the dielectric core is disposed in the cavity in a state where the center conductor is inserted through the hole, so that the dielectric core is formed in the cavity. , And the mode of the dielectric resonator can be used without generating unnecessary spurious modes.
[0058]
According to the invention, the semi-coaxial resonator formed by the cavity and the center conductor resonates in the quasi-TEM mode, and the dielectric resonator formed by the cavity and the dielectric core resonates in at least the TM01δ mode. By combining a plurality of resonance modes including the above and operating as a multi-stage resonator and operating the TM01δ mode or the quasi-TEM mode as an input / output stage resonator, a resonance having a large number of stages is provided in one cavity. A resonator device can be provided, and a resonator device including a predetermined number of resonators in a limited space can be easily configured.
[0059]
According to the present invention, the semi-coaxial resonator formed by the cavity and the center conductor resonates in the quasi-TEM mode, and the dielectric resonator formed by the cavity and the dielectric core resonates in the TE01δ mode and the double TM01δ mode. The use of the quad-mode resonator makes it possible to provide a quad-mode resonator in one cavity, for example, to configure a resonator device having four-stage resonators.
[0060]
According to the present invention, the temperature-frequency characteristic of the semi-coaxial resonator in the quasi-TEM mode is stabilized by providing the dielectric member for temperature compensation for the resonance frequency in the quasi-TEM mode in the cavity, and The frequency characteristics of the resonator in combination with the TM01δ mode or the TE01δ mode are stabilized.
[0061]
Further, according to the invention, by forming a filter / composite filter device including the resonator device having the above configuration, a filter / composite filter device having a small number of stages and a large number of stages can be obtained.
Further, according to the present invention, a small and lightweight communication device can be configured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a TM01δx mode electromagnetic field distribution used in a resonator device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a TM01δy mode electromagnetic field distribution used in the resonator device.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a TE01δ mode electromagnetic field distribution used in the resonator device.
FIG. 4 is a view showing an example of a TEM mode electromagnetic field distribution used in the resonator device.
FIG. 5 is a diagram showing an example of an electromagnetic field distribution of another TM mode used in the resonator device.
FIG. 6 is a diagram showing an example of an electromagnetic field distribution of another TM mode used in the resonator device.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a center conductor in the resonator device.
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between the step height of the center conductor and the resonance frequency and the no-load Q of each mode.
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the center conductor and the inside of the cavity of the resonator device according to the second embodiment;
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the center conductor and the inside of the cavity of the resonator device according to the second embodiment;
FIG. 11 is a diagram showing a coupling structure between a TEM mode and a TM01δ mode of the resonator device according to the third embodiment.
FIG. 12 is a diagram showing a coupling structure between a TEM mode and a TM01δ mode of the resonator device.
FIG. 13 is a diagram showing a coupling structure between a TEM mode and a TM01δ mode of the resonator device.
FIG. 14 is a diagram showing a coupling structure between two modes of a dielectric resonator in the resonator device.
FIG. 15 is a diagram showing an example of temperature compensation of the resonator device according to the fourth embodiment.
FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a filter according to a fifth embodiment.
FIG. 17 is a diagram showing a configuration of another filter according to the fifth embodiment.
FIG. 18 is a diagram showing a configuration of another filter according to the fifth embodiment.
FIG. 19 is a diagram showing a configuration of a filter according to a sixth embodiment.
FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration of a duplexer according to a seventh embodiment.
FIG. 21 is a diagram showing a configuration of a filter according to an eighth embodiment.
FIG. 22 is a block diagram showing a configuration of a communication device according to a ninth embodiment.
FIG. 23 is an exploded perspective view showing a configuration of a conventional resonator device.
[Explanation of symbols]
1-cavity body
2-cavity lid
3- Dielectric core
4-Center conductor
5-Support
6- Dielectric member
8-coaxial connector
9-coupling loop
10-conductor for coupling
11-probe
41-Cavity conduction end side
42-Open end side
g-groove

Claims (10)

導電性を有するキャビティ内に、一端が前記キャビティに導通した中心導体とともに誘電体コアを設けた共振器装置において、
前記中心導体が側面を有する棒状または柱状を成し、該中心導体の側面からそれに対向する前記キャビティの内面までの寸法を、前記中心導体の開放端側に比べてキャビティへの導通端側が小さくなるようにした共振器装置。
In a resonator device provided with a dielectric core together with a center conductor having one end connected to the cavity in a conductive cavity,
The center conductor has a rod shape or a column shape having a side surface, and a dimension from a side surface of the center conductor to an inner surface of the cavity opposed thereto is smaller on a conductive end side to the cavity than on an open end side of the center conductor. Resonator device.
前記中心導体の長手方向に対して直角方向の断面の大きさを、該中心導体の開放端側に比べてキャビティへの導通端側が大きくなるようにした請求項1に記載の共振器装置。2. The resonator device according to claim 1, wherein a size of a cross section in a direction perpendicular to a longitudinal direction of the center conductor is larger at a conduction end side to the cavity than at an open end side of the center conductor. 3. 前記キャビティの内寸法を、前記中心導体の開放端側の側面に対向する部分に比べてキャビティへの導通端側の側面に対向する部分が小さくなるようにした請求項1または2に記載の共振器装置。3. The resonance according to claim 1, wherein an inner dimension of the cavity is smaller in a portion facing a side surface on a conduction end side to the cavity than in a portion facing a side surface on an open end side of the center conductor. 4. Equipment. 前記誘電体コアに前記中心導体が挿通する孔を設けるとともに、当該孔に前記中心導体が挿通した状態で、前記誘電体コアを前記キャビティ内に配置した請求項1,2または3に記載の共振器装置。4. The resonance according to claim 1, wherein the dielectric core is provided with a hole through which the center conductor is inserted, and the dielectric core is disposed in the cavity with the center conductor inserted through the hole. 5. Equipment. 前記キャビティと前記中心導体による半同軸共振器を準TEMモードで共振させ、前記キャビティと前記誘電体コアによる誘電体共振器を少なくともTM01δモードで共振させ、該TM01δモードと前記準TEMモードとを含む複数の共振モードを結合させて複数段の共振器として作用させた請求項1〜4のいずれかに記載の共振器装置。A semi-coaxial resonator formed by the cavity and the center conductor resonates in a quasi-TEM mode, and a dielectric resonator formed by the cavity and the dielectric core resonates in at least a TM01δ mode, including the TM01δ mode and the quasi-TEM mode. The resonator device according to any one of claims 1 to 4, wherein a plurality of resonance modes are combined to function as a plurality of resonators. 前記キャビティと前記中心導体による半同軸共振器を準TEMモードで共振させ、前記キャビティと前記誘電体コアによる誘電体共振器をTE01δモードと2重のTM01δモードで共振させ、全体で4重モードの共振器として作用させた請求項1〜5のいずれかに記載の共振器装置。A semi-coaxial resonator formed by the cavity and the center conductor is resonated in a quasi-TEM mode, and a dielectric resonator formed by the cavity and the dielectric core is resonated in a TE01δ mode and a double TM01δ mode. The resonator device according to claim 1, wherein the resonator device functions as a resonator. 前記準TEMモードの共振周波数に対する温度補償用の誘電体部材を前記キャビティ内に設けた請求項1〜6のいずれかに記載の共振器装置。The resonator device according to any one of claims 1 to 6, wherein a dielectric member for temperature compensation for a resonance frequency in the quasi-TEM mode is provided in the cavity. 請求項1〜7のいずれかに記載の共振器装置に前記各共振モードのうち所定の共振モードに結合して信号の入出力を行う入出力導体を設けて成るフィルタ。A filter comprising the resonator device according to any one of claims 1 to 7, wherein an input / output conductor for inputting / outputting a signal is provided while being coupled to a predetermined resonance mode among the resonance modes. 請求項8に記載のフィルタを複数組設けて成る複合フィルタ装置。A composite filter device comprising a plurality of the filters according to claim 8. 請求項8に記載のフィルタまたは請求項9に記載の複合フィルタ装置を設けて成る通信装置。A communication device comprising the filter according to claim 8 or the composite filter device according to claim 9.
JP2003144068A 2003-05-21 2003-05-21 RESONATOR DEVICE, FILTER, COMPOSITE FILTER DEVICE, AND COMMUNICATION DEVICE Expired - Fee Related JP4059141B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003144068A JP4059141B2 (en) 2003-05-21 2003-05-21 RESONATOR DEVICE, FILTER, COMPOSITE FILTER DEVICE, AND COMMUNICATION DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003144068A JP4059141B2 (en) 2003-05-21 2003-05-21 RESONATOR DEVICE, FILTER, COMPOSITE FILTER DEVICE, AND COMMUNICATION DEVICE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004349981A true JP2004349981A (en) 2004-12-09
JP4059141B2 JP4059141B2 (en) 2008-03-12

Family

ID=33531648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003144068A Expired - Fee Related JP4059141B2 (en) 2003-05-21 2003-05-21 RESONATOR DEVICE, FILTER, COMPOSITE FILTER DEVICE, AND COMMUNICATION DEVICE

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4059141B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102694227A (en) * 2011-03-24 2012-09-26 日本电业工作株式会社 Coaxial dual-mode resonator and filter
CN105470617A (en) * 2014-09-10 2016-04-06 罗森伯格技术(昆山)有限公司 Dual-mode resonator
WO2018212570A1 (en) * 2017-05-17 2018-11-22 주식회사 에이스테크놀로지 Triple mode dielectric resonator filter, manufacturing method therefor, and bandpass filter using dielectric resonator and nrn stub
KR101932947B1 (en) 2017-05-17 2018-12-27 주식회사 에이스테크놀로지 Triple mode Dielectric Resonator Filter using Compensation Block and Manufacturing Method Thereof

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101468409B1 (en) * 2013-11-08 2014-12-04 주식회사 웨이브일렉트로닉스 Dual mode resonator including the disk with notch and filter using the same

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102694227A (en) * 2011-03-24 2012-09-26 日本电业工作株式会社 Coaxial dual-mode resonator and filter
CN102694227B (en) * 2011-03-24 2015-08-05 日本电业工作株式会社 Coaxial dual-mode resonator and filter
CN105470617A (en) * 2014-09-10 2016-04-06 罗森伯格技术(昆山)有限公司 Dual-mode resonator
WO2018212570A1 (en) * 2017-05-17 2018-11-22 주식회사 에이스테크놀로지 Triple mode dielectric resonator filter, manufacturing method therefor, and bandpass filter using dielectric resonator and nrn stub
KR101932947B1 (en) 2017-05-17 2018-12-27 주식회사 에이스테크놀로지 Triple mode Dielectric Resonator Filter using Compensation Block and Manufacturing Method Thereof
US11108123B2 (en) 2017-05-17 2021-08-31 Ace Technologies Corporation Triple-mode dielectric resonator filter, method for manufacturing the same, and band pass filter using dielectric resonator and NRN stub

Also Published As

Publication number Publication date
JP4059141B2 (en) 2008-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6549092B1 (en) Resonator device, filter, composite filter device, duplexer, and communication device
KR101239209B1 (en) Suspended dielectric combline cavity filter
EP0104735B1 (en) Electromagnetic filter with multiple resonant cavities
US20080122559A1 (en) Microwave Filter Including an End-Wall Coupled Coaxial Resonator
US7605678B2 (en) Multiple-mode dielectric resonator, dielectric filter, and communication device
US10116026B2 (en) Coaxial filter having first to fifth resonators, where the fourth resonator is an elongated resonator
US10847861B2 (en) Multimode resonator
US6756865B2 (en) Resonator device, filter, duplexer, and communication apparatus using the same
WO2009067056A1 (en) A filter for use in a wireless communications network
JP2004186712A (en) Dielectric resonance element, dielectric resonator, filter, resonator device, and communication device
US6529094B1 (en) Dielectric resonance device, dielectric filter, composite dielectric filter device, dielectric duplexer, and communication apparatus
JP2001156511A (en) Multiple mode dielectric resonator, filter, duplexer and communication device
US6965283B2 (en) Dielectric resonator device, communication filter, and communication unit for mobile communication base station
JP2001189612A (en) Resonator, resonating element, resonator system, filter, duplexer and communication equipment
JP4059141B2 (en) RESONATOR DEVICE, FILTER, COMPOSITE FILTER DEVICE, AND COMMUNICATION DEVICE
KR20150021138A (en) Triple-mode Filter
JP2001156502A (en) Multiple mode dielectric resonator, filter duplexer and communication device
JP2007300171A (en) Band pass filter
JP2005159597A (en) Resonator apparatus, filter, duplexer, and communication apparatus
JP2001085908A (en) Multimode resonator device, filter, composite filter device, duplexer and communication equipment
JP2020072450A (en) Dielectric resonance component
JP4284832B2 (en) Multimode dielectric resonator device, filter, duplexer, and communication device
JP2007150750A (en) Dielectric resonator and dielectric filter
JP2000068708A (en) Dielectric resonator equipment, transmission/reception multicoupler and communication equipment
JP2004349823A (en) Resonator device, filter, composite filter device, and communication apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060125

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070606

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070612

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070809

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20071127

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071210

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101228

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101228

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111228

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111228

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121228

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131228

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees