JP2008035017A - High-frequency device having two-dimensional periodic structure - Google Patents

High-frequency device having two-dimensional periodic structure Download PDF

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青路 日高
Masanori Tsuji
政則 辻
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/2005Electromagnetic photonic bandgaps [EPB], or photonic bandgaps [PBG]

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact, low-loss filter device for a GHz band (especially, millimeter waves) etc., which is suitable to plane mounting by providing a concrete simple and compact low-loss input/output structure suitable for electric coupling with an external circuit for a high-frequency device having a two-dimensional periodic structure. <P>SOLUTION: A defective region Da having an air hole 4 is formed at least in one place of a holed area Ha occupying a portion or the whole of a main surface of a dielectric substrate 1a, at least one terminal portion into which a metal pin 6 is inserted is provided for each of a plurality of air holes 41a to 41c, and 42a to 42c nearby the defective region Da, and respective metal pins 6 are electrically connected to metal electrode plates 9a to 9c of an external transmission line to provide the concrete simple and compact low-loss input/output structure suitable for electric coupling with the external circuit. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、いわゆるフォトニック結晶構造デバイスの光に対する動作を、とくにギガヘルツ帯(以下、GHz帯という)の電磁波(主にミリ波)に応用し、フォトニック結晶構造デバイスの光に対する動作原理と同様の動作原理でGHz帯の電磁波の伝送路、共振器、フィルタ、アンテナ等を形成する高周波デバイス、すなわち、2次元周期構造を有する高周波デバイスに関し、詳しくは、その電磁波の入出力構造に関する。   The present invention applies the operation of the so-called photonic crystal structure device to light, particularly to the electromagnetic wave (mainly millimeter wave) in the gigahertz band (hereinafter referred to as GHz band), and is similar to the operation principle of the photonic crystal structure device to the light. In particular, the present invention relates to a high-frequency device that forms a transmission band, a resonator, a filter, an antenna, and the like for an electromagnetic wave in the GHz band, that is, a high-frequency device having a two-dimensional periodic structure.

従来、光機能材料として注目されているフォトニック結晶構造デバイスは、誘電率(屈折率)の周期的変化を内部にもつ。   Conventionally, a photonic crystal structure device attracting attention as an optical functional material has a periodic change in dielectric constant (refractive index) therein.

そして、誘電率が3次元的に変化する3次元周期構造の立体回路のものは3次元フォトニック結晶構造デバイスと呼ばれ、誘電率が2次元的に変化する2次元周期構造の平面回路のものは2次元フォトニック結晶構造デバイスと呼ばれる。   A three-dimensional circuit having a three-dimensional periodic structure in which the dielectric constant changes three-dimensionally is called a three-dimensional photonic crystal structure device, and has a two-dimensional periodic structure in which the dielectric constant changes two-dimensionally. Is called a two-dimensional photonic crystal structure device.

つぎに、これらのフォトニック結晶構造デバイスの動作原理について説明する。   Next, the operation principle of these photonic crystal structure devices will be described.

一般に、固体結晶中においては、原子核の周期的なポテンシャルエネルギ分布が、結晶の格子定数に見合う波長の電子波に対して干渉作用を示し、電子波が結晶のポテンシャル周期に非常に近い波長であれば、3次元または2次元的な回折作用(ブラッグ回折)により反射が起こることが知られている。そして、この反射現象により特定のエネルギ領域(バンド)には電子の存在が禁止され、これが半導体デバイスなどにおける電子バンドギャップ(禁止帯)である。   In general, in a solid crystal, the periodic potential energy distribution of nuclei interferes with an electron wave having a wavelength that matches the lattice constant of the crystal, and the electron wave has a wavelength very close to the potential period of the crystal. For example, it is known that reflection occurs by three-dimensional or two-dimensional diffraction action (Bragg diffraction). The reflection phenomenon prohibits the existence of electrons in a specific energy region (band), which is an electronic band gap (forbidden band) in a semiconductor device or the like.

そして、上記のフォトニック結晶構造デバイスは、誘電率が周期的に変化する3次元構造または2次元構造をとることで、光に対して同様の干渉作用を示し、特定の周波数領域には光の存在が禁止され、これが前記の電子バンドギャップに相当し、フォトニックバンドギャップと呼ばれる。   The above-mentioned photonic crystal structure device has a three-dimensional structure or a two-dimensional structure in which the dielectric constant changes periodically, thereby exhibiting a similar interference action with respect to light. The existence is prohibited, and this corresponds to the above-described electron band gap, and is called a photonic band gap.

このフォトニック結晶構造デバイスは、誘電率が周期的に変化する構造中にその周期性を乱す欠陥を形成することで、特定周波数の光の閉じこめが可能になり、特定周波数の光の伝送路(導波路)等の種々の光回路に応用することができる。   This photonic crystal structure device enables the confinement of light of a specific frequency by forming a defect that disturbs the periodicity in a structure whose permittivity changes periodically, and a light transmission path of a specific frequency ( The present invention can be applied to various optical circuits such as waveguides).

ところで、フォトニック結晶構造デバイスは波長に対するスケーリング則が成り立つため、とくにGHz帯の電磁波(主にミリ波)の振る舞いは特定のデバイスにおいて光と共通する部分が多い。   By the way, since the scaling rule with respect to the wavelength is established in the photonic crystal structure device, in particular, the behavior of the electromagnetic wave (mainly millimeter wave) in the GHz band has a lot in common with the light in a specific device.

そこで、上記フォトニック結晶構造デバイスの光に対する動作を応用し、とくにGHz帯の電磁波に対して同様の動作原理で機能するようにした高周波デバイス、すなわち、上記フォトニック結晶構造デバイスに類似した2次元周期構造を有する高周波デバイスが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   Therefore, a high-frequency device that applies the operation of the photonic crystal structure device to light and functions on the same operating principle with respect to electromagnetic waves in the GHz band, that is, a two-dimensional similar to the photonic crystal structure device. A high-frequency device having a periodic structure has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

そして、この特許文献1の高周波デバイスは、概略、入、出力の導波路間に2次元フォトニック結晶構造デバイスの共振器を配置した構成のフィルタであり、入、出力の導波路端部が導波路(細線導波路)の外部伝送路に接続される。   The high-frequency device disclosed in Patent Document 1 is a filter having a configuration in which a resonator of a two-dimensional photonic crystal structure device is arranged between the input and output waveguides, and the input and output waveguide ends are guided. It is connected to the external transmission path of the waveguide (thin wire waveguide).

なお、特許文献1の開示は、GHz帯の電磁波の共振器を備えたフィルタに止まるが、このような2次元周期構造を有する高周波デバイスは、GHz帯の電磁波の伝送路、共振器、さらには、バンドパスフィルタやカットオフフィルタ等のフィルタに応用できるのは勿論、電磁波のアンテナ等にも応用することができる。   The disclosure of Patent Document 1 is limited to a filter having a resonator for electromagnetic waves in the GHz band, but a high-frequency device having such a two-dimensional periodic structure is a transmission path for an electromagnetic wave in the GHz band, a resonator, Of course, it can be applied to filters such as a band pass filter and a cut-off filter, and can also be applied to an electromagnetic wave antenna.

一方、上記フォトニック結晶構造デバイスの光回路の場合、構造の簡素化等を図るため、外部回路と光の入出力は、一般的にはいわゆる導波管路やセミリジットケーブルを介して行なわれるが、例えば外部伝送路としての単一モードの光ファイバの端部とフォトニック結晶構造デバイスの導波路端部とを細長いくさび形(テーパー部)に加工して接合することで、外部回路とフォトニック結晶構造デバイスとを直接接続して行なうことも提案されている(例えば、非特許文献1参照。)。
特開2004−122416号公報(要約書、段落[0046]−[0047]、図1等) 「フォトニック結晶技術の新展開」株式会社シーエムシー出版、2005年9月、p.306(図14等)
On the other hand, in the case of the optical circuit of the photonic crystal structure device, in order to simplify the structure and the like, the input / output of light with the external circuit is generally performed via a so-called waveguide path or semi-rigid cable. For example, the end of a single mode optical fiber as an external transmission line and the end of a waveguide of a photonic crystal structure device are processed into a long wedge shape (tapered portion) and joined to form an external circuit and a photonic It has also been proposed to directly connect a crystal structure device (for example, see Non-Patent Document 1).
JP 2004-122416 A (abstract, paragraphs [0046]-[0047], FIG. 1, etc.) “New development of photonic crystal technology”, CMC Publishing Co., Ltd., September 2005, p. 306 (Fig. 14 etc.)

前記特許文献1に記載の従来の2次元周期構造を有する高周波デバイスは、2次元フォトニック結晶構造デバイスに類似したデバイスであって、電波から光までの電磁波を扱うことができ、上述したように、GHz帯の電磁波の伝送路、共振器、フィルタ等に応用し得る。   The conventional high-frequency device having a two-dimensional periodic structure described in Patent Document 1 is a device similar to a two-dimensional photonic crystal structure device, and can handle electromagnetic waves from radio waves to light, as described above. It can be applied to a transmission band of an electromagnetic wave in the GHz band, a resonator, a filter, and the like.

しかしながら、この種の2次元周期構造を有する高周波デバイスにおいては、従来、外部伝送路に電気的に接続して電磁波をやりとりする具体的な入出力構造(接続構造)は発明されていない。なお、前記特許文献1には外部導波路の端部を2次元フォトニック結晶構造デバイスに接続することは記載されているが、その具体的な構成は示されていない。   However, in a high-frequency device having this type of two-dimensional periodic structure, a specific input / output structure (connection structure) that is electrically connected to an external transmission line to exchange electromagnetic waves has not been invented. In addition, although the said patent document 1 describes connecting the edge part of an external waveguide to a two-dimensional photonic crystal structure device, the specific structure is not shown.

すなわち、従来は、この種の2次元周期構造を有する高周波デバイスにおいて、スロット線路、マイクロストリップ線路、コプレーナ線路等の外部伝送路を介してマザーボード等に表面実装するような場合に好適な簡易かつ小型の入出力構造を提供することができない問題がある。   That is, conventionally, in a high-frequency device having such a two-dimensional periodic structure, a simple and small size suitable for surface mounting on a mother board or the like via an external transmission line such as a slot line, a microstrip line, or a coplanar line. There is a problem that the input / output structure cannot be provided.

ところで、デバイス間でGHz帯の電磁波をやりとり(接続)する場合、デバイスの入出力構造を立体回路である導波管とすることは容易に想到し得る。そこで、同様にして、この種の2次元周期構造を有する高周波デバイスの入出力構造を導波管路で形成すると、前記高周波デバイスと比較して導波管路は大きいため、デバイス全体が大型化するだけでなく、外部回路と導波管路、導波管路と高周波デバイスの間それぞれで電磁波のモード変換が必要になり、そのモード変換毎に電磁波の損失が発生し、挿入損失が著しく悪化するという問題もあり、実用的でない。   By the way, when exchanging (connecting) electromagnetic waves in the GHz band between devices, it can be easily conceived that the input / output structure of the device is a waveguide which is a three-dimensional circuit. Similarly, when the input / output structure of a high-frequency device having this kind of two-dimensional periodic structure is formed with a waveguide, the waveguide is larger than the high-frequency device, so that the entire device is enlarged. In addition, electromagnetic wave mode conversion is required between the external circuit and the waveguide path, and between the waveguide path and the high-frequency device. Electromagnetic wave loss occurs at each mode conversion, and the insertion loss is remarkably deteriorated. There is also a problem of doing so, it is not practical.

また、前記非特許文献1の図14等に開示されているように、この種の2次元周期構造を有する高周波デバイスの導波路端部および外部伝送路としての光ファイバの端部の双方を細長いテーパー形状に加工して接合し、導波管路を用いることなく高周波デバイスと外部回路とを直接接続する入出力構造にしたとしても、両端部をそのようなテーパー形状する複雑な加工が必要となる。しかも、両端部はある程度の長さにわたってテーパー形状に加工されて接合されるので大型化することは避けられず、その上、光ファイバのモード径が高周波デバイスにおけるモード径に比べて逢かに大きいことから結合効率が悪い(例えば−30dB以下)のは勿論、前記テーパー形状の接続距離が長いことから損失が大きく伝送特性が著しく悪化する問題もある。   Further, as disclosed in FIG. 14 of Non-Patent Document 1, both the waveguide end portion of the high-frequency device having this type of two-dimensional periodic structure and the end portion of the optical fiber as the external transmission path are elongated. Even if an input / output structure that directly connects a high-frequency device and an external circuit without using a waveguide is processed and joined into a taper shape, complicated processing to taper both ends is required. Become. In addition, since both ends are processed into a tapered shape over a certain length and joined, an increase in size is inevitable, and the mode diameter of the optical fiber is much larger than the mode diameter in a high-frequency device. For this reason, there is a problem that the coupling efficiency is low (for example, −30 dB or less), and since the connection distance of the tapered shape is long, loss is large and transmission characteristics are remarkably deteriorated.

さらに、この種の2次元周期構造を有する高周波デバイスを外部伝送路を介してマザーボード等に接続する場合、不要なスプリアスを極力抑制することも重要である。   Furthermore, when connecting a high-frequency device having this type of two-dimensional periodic structure to a mother board or the like via an external transmission path, it is also important to suppress unnecessary spurious as much as possible.

本発明は、この種の2次元周期構造を有する高周波デバイスにおいて、平面的な外部伝送路との電気的な結合に好適な簡易かつ小型で低損失かつスプリアスの少ない具体的な入出力構造を提供し、GHz帯の電磁波(とくにミリ波)の小型で低損失、かつ、平面実装に適したフィルタデバイス等を実現することを目的とする。   The present invention provides a specific input / output structure that is simple, small, low loss, and low in spurious, suitable for electrical connection with a planar external transmission line in a high-frequency device having this type of two-dimensional periodic structure. Another object of the present invention is to realize a filter device and the like that are small in size and low in loss of electromagnetic waves (especially millimeter waves) in the GHz band and suitable for planar mounting.

上記した目的を達成するために、本発明の2次元周期構造を有する高周波デバイスは、誘電体基板の主面の一部または全体を占める有孔域に前記主面に垂直で同径の空気孔を所定の周期で2次元配列して成る2次元周期構造を有する高周波デバイスであって、前記有孔域の少なくとも一個所に前記空気孔を欠いた欠陥領域を有し、前記欠陥領域の近傍の複数個の前記空気孔それぞれに金属ピンを挿通した端子部を少なくとも1個有し、前記各金属ピンが外部伝送路に電気的に接続されることを特徴としている(請求項1)。   In order to achieve the above-described object, a high-frequency device having a two-dimensional periodic structure according to the present invention has an air hole perpendicular to the main surface and having the same diameter in a perforated region that occupies a part or the whole of the main surface of the dielectric substrate. Is a high-frequency device having a two-dimensional periodic structure formed by two-dimensionally arranging at a predetermined cycle, and having a defect region lacking the air holes in at least one portion of the perforated region, Each of the plurality of air holes has at least one terminal portion through which a metal pin is inserted, and each of the metal pins is electrically connected to an external transmission line (Claim 1).

そして、前記欠陥領域は前記有孔域に連続して複数個形成されて所定周波数の内部伝送路を構成することが好ましい(請求項2)。また、前記欠陥領域は前記有孔域に不連続に複数個形成されて個別の共振器を構成することも好ましい(請求項3)。   And it is preferable that a plurality of the defect areas are continuously formed in the perforated area to constitute an internal transmission line having a predetermined frequency. It is also preferable that a plurality of the defect regions are formed discontinuously in the perforated region to constitute individual resonators (claim 3).

つぎに、本発明の2次元周期構造を有する高周波デバイスは、前記有孔域に、前記欠陥領域が連続した内部伝送路の部分と、不連続な前記欠陥領域が構成する共振器の部分とを形成し、前記内部伝送路と前記共振器との複合回路を備えるようにしたことを特徴としている(請求項4)。   Next, in the high-frequency device having a two-dimensional periodic structure according to the present invention, the perforated region includes a portion of an internal transmission line in which the defective region is continuous and a portion of a resonator formed by the discontinuous defective region. And a composite circuit of the internal transmission line and the resonator is provided (claim 4).

また、本発明の2次元周期構造を有する高周波デバイスは、前記欠陥領域が、前記有孔域において、前記2次元配列の座標軸のいずれか一方に平行な仮想軸上の起点から前記仮想軸に沿って前記主面の端縁に至るまで前記空気孔を欠く面積が末広がりに漸増するように形成され、前記端子部が前記起点の近傍にアンテナ端子として形成されることを特徴としている(請求項5)。   In the high-frequency device having a two-dimensional periodic structure according to the present invention, the defect region extends along the virtual axis from a starting point on a virtual axis parallel to any one of the coordinate axes of the two-dimensional array in the perforated region. The area lacking the air holes is formed so as to gradually increase toward the edge of the main surface, and the terminal portion is formed as an antenna terminal in the vicinity of the starting point. ).

そして、上記各構成において、結合容量の調整等の面からは、前記有孔域に局部的に異径の空気孔を形成することが好ましい(請求項6)。   And in each said structure, it is preferable to form the air hole of a different diameter locally in the said perforated area from surfaces, such as adjustment of coupling capacity | capacitance (Claim 6).

また、上記各構成において、前記端子部の少なくとも1つは2個の前記空気孔それぞれに挿通された2個の金属ピンからなり、前記2個の金属ピンの一方がシグナル電極を形成し、前記2個の金属ピンの他方がグランド電極を形成し、前記2個の金属ピンが前記外部伝送路としてのスロット線路またはマイクロストリップ線路のシグナル側導体、グランド側導体それぞれに電気的に接続されることが好ましい(請求項7)。   Further, in each of the above-described configurations, at least one of the terminal portions is composed of two metal pins inserted through the two air holes, and one of the two metal pins forms a signal electrode, The other of the two metal pins forms a ground electrode, and the two metal pins are electrically connected to the signal side conductor and the ground side conductor of the slot line or the microstrip line as the external transmission path, respectively. (Claim 7).

さらに、前記端子部の少なくとも1つは3個の前記空気孔それぞれに挿通された並設状態の3個の金属ピンからなり、前記3個の金属ピンのうちの中央の金属ピンがシグナル電極を形成し、残りの2個の金属ピンがグランド電極を形成し、前記中央の金属ピン、前記残りの2個の金属ピンが、前記外部伝送路としてのコプレーナ線路またはマイクロストリップ線路のシグナル側導体、グランド側導体それぞれに電気的に接続されることも好ましい(請求項8)。   Further, at least one of the terminal portions is composed of three metal pins arranged in parallel through the three air holes, and a central metal pin of the three metal pins serves as a signal electrode. And the remaining two metal pins form a ground electrode, the central metal pin, and the remaining two metal pins are a signal side conductor of a coplanar line or a microstrip line as the external transmission line, It is also preferable to be electrically connected to each ground side conductor.

また、支持の安定性を図る等の面からは、前記金属ピンが前記空気孔の内壁に沿うように断面弧状に湾曲した金属板からなることが好ましい(請求項9)。   From the standpoint of ensuring support stability, it is preferable that the metal pin is made of a metal plate curved in a cross-sectional arc shape along the inner wall of the air hole.

その際、前記金属ピンが挿通された空気孔は樹脂接着剤が充填されることが望ましく(請求項10)、前記樹脂接着剤が導電性であることも望ましい(請求項11)。   At this time, it is desirable that the air hole through which the metal pin is inserted is filled with a resin adhesive (Claim 10), and it is also desirable that the resin adhesive is conductive (Claim 11).

つぎに、外部の影響を受けたりしないようにするため、本発明の2次元周期構造を有する高周波デバイスは、上記各構成において、前記誘電体基板は金属ケースに収納され、該金属ケースがグランドに接続されていることも好ましい(請求項12)。   Next, in order to prevent external influences, the high-frequency device having a two-dimensional periodic structure according to the present invention has the above-described configuration in which the dielectric substrate is housed in a metal case, and the metal case is grounded. It is also preferable that they are connected (claim 12).

まず、請求項1の発明によれば、欠陥領域を有することで、光に対する2次元フォトニック結晶構造デバイスと類似の動作でGHz帯の電磁波に作用し、GHz帯の電磁波に好適な伝送路や共振器、フィルタ等の平面回路デバイスを形成することができる。   First, according to the invention of claim 1, by having a defect region, it acts on an electromagnetic wave in the GHz band with an operation similar to that of a two-dimensional photonic crystal structure device for light, and a transmission path suitable for an electromagnetic wave in the GHz band Planar circuit devices such as resonators and filters can be formed.

さらに、欠陥領域の近傍の複数個の空気孔それぞれに金属ピンを挿通して端子部が形成され、各空気孔から突き出した各金属ピンの端部をスロット線路、マイクロストリップ線路、コプレーナ線路等の外部伝送路に穿刺状に直接接続することができ、この場合、上述のテーパー形状に加工するような複雑な加工は不要であり、しかも、当該高周波デバイスが短い接続距離で外部伝送路に電気的に直接接続され、この外部伝送路を介してマザーボード等に直接平面実装することが可能であり、とくに平面的な外部伝送路との電気的な接続に好適な簡易かつ小型で低損失かつスプリアスの少ない具体的な入出力構造を提供することができ、GHz帯の電磁波(主にミリ波)の小型で低損失、特性の優れたの新規な2次元周期構造を有する高周波デバイスを提供することができる。   Further, a metal pin is inserted into each of the plurality of air holes in the vicinity of the defect area to form a terminal portion, and the end of each metal pin protruding from each air hole is a slot line, a microstrip line, a coplanar line, etc. It can be directly connected to the external transmission line in the form of a puncture. In this case, complicated processing such as the above-described taper shape is unnecessary, and the high-frequency device is electrically connected to the external transmission line with a short connection distance. Can be directly mounted on a mother board or the like via this external transmission line, and is simple, small, low loss and spurious suitable for electrical connection with a flat external transmission line. A high-frequency device having a novel two-dimensional periodic structure that can provide a small number of specific input / output structures and is small in size, low loss, and excellent in characteristics of electromagnetic waves in the GHz band (mainly millimeter waves) It is possible to provide a chair.

つぎに、請求項2の発明によれば、誘電体基板の有孔域に欠陥領域を連続して複数個形成することで所定周波数の電磁波の伝送路が形成され、請求項1の発明による効果を奏する具体的な伝送線路的構成の2次元周期構造を有する高周波デバイスを提供することができる。   Next, according to the invention of claim 2, an electromagnetic wave transmission path having a predetermined frequency is formed by continuously forming a plurality of defect areas in the perforated area of the dielectric substrate. It is possible to provide a high-frequency device having a two-dimensional periodic structure having a specific transmission line configuration.

また、請求項3の発明によれば、誘電体基板の有孔域に欠陥領域を不連続に複数個形成することにより、各欠陥領域が共振器として動作し、これらの共振器を並べて配置した多段共振器のフィルタ等が形成される。そのため、請求項1の発明による効果を奏する多段共振器のフィルタ等を提供することができる。   According to the invention of claim 3, by forming a plurality of discontinuous defect regions in the perforated region of the dielectric substrate, each defect region operates as a resonator, and these resonators are arranged side by side. A multi-stage resonator filter or the like is formed. Therefore, it is possible to provide a multistage resonator filter or the like that exhibits the effect of the first aspect of the invention.

また、請求項4の発明によれば、欠陥領域の連続、不連続の組合わせにより、内部伝送路と共振器との複合回路を備える構成であるため、請求項1の発明による効果を奏する、伝送路付きのフィルタやデュプレクサ等に好適な平面回路デバイスを容易に形成して提供することができる。   Further, according to the invention of claim 4, since it is a configuration comprising a composite circuit of an internal transmission line and a resonator by a combination of continuous and discontinuous defect regions, the effect of the invention of claim 1 is achieved. A planar circuit device suitable for a filter or a duplexer with a transmission line can be easily formed and provided.

さらに、請求項5の発明によれば、欠陥領域が仮想軸上の起点から主面の端縁に至るまで末広がりに漸増するように形成されて電磁波のアンテナが形成され、その起点に端子部がアンテナ端子として形成されるため、請求項1の発明による効果を奏する実用的なGHz帯の平面アンテナを提供することができる。   Furthermore, according to the invention of claim 5, the defect region is formed so as to gradually increase from the starting point on the imaginary axis to the edge of the main surface to form the electromagnetic wave antenna, and the terminal portion is formed at the starting point. Since it is formed as an antenna terminal, it is possible to provide a practical GHz band planar antenna having the effects of the first aspect of the invention.

つぎに、請求項6の発明によれば、上記各構成において、有孔域に局部的に異径の空気孔を形成することにより、外部伝送路との結合容量を容易に調整等し、不要なスプリアスを効果的に抑制することができる利点も生じる。   Next, according to the invention of claim 6, in each of the above-described configurations, the coupling capacity with the external transmission path can be easily adjusted by forming locally different diameter air holes in the perforated region, which is unnecessary. There is also an advantage that effective spurious can be suppressed.

つぎに、請求項7の発明によれば、前記端子部の少なくとも1つが欠陥領域の近傍の2個の空気孔それぞれに挿通された2個の金属ピンからなり、両金属ピンの一方がシグナル電極、他方がグランド電極を形成するため、両金属ピンを外部伝送路としてのスロット線路またはマイクロストリップ線路のシグナル側導体、グランド側導体それぞれに穿刺状に直接接続することにより、当該高周波デバイスを短い接続距離で平面的な外部伝送路に電気的に直接接続することができ、外部回路の伝送路がスロット線路またはマイクロストリップ線路である場合に極めて好適な2ピン端子構成で形成して請求項1〜5の発明による効果を奏することができる。   Next, according to the invention of claim 7, at least one of the terminal portions is composed of two metal pins respectively inserted into two air holes in the vicinity of the defect region, and one of the two metal pins is a signal electrode. Because the other forms a ground electrode, both metal pins are directly connected in a puncture manner to the signal side conductor and the ground side conductor of the slot line or microstrip line as an external transmission line, so that the high frequency device can be connected shortly. A 2-pin terminal configuration that can be electrically connected directly to a planar external transmission line at a distance and is extremely suitable when the transmission line of the external circuit is a slot line or a microstrip line. The effect of invention of 5 can be show | played.

また、請求項8の発明によれば、前記端子部の少なくとも1つが欠陥領域の近傍の3個の空気孔それぞれに挿通された並設状態の3個の金属ピンからなり、それらのうちの中央の金属ピンを外部伝送路としてのコプレーナ線路またはマイクロストリップ線路のシグナル電極に、残りの2個の金属ピンをそのグランド電極に穿刺状に直接接続することができるため、当該高周波デバイスを短い接続距離で平面的な外部伝送路に電気的に直接接続することができ、外部伝送路がコプレーナ線路またはマイクロストリップ線路である場合に極めて好適な3ピン端子構成で形成して請求項1〜5の発明による効果を奏することができる。   According to an eighth aspect of the present invention, at least one of the terminal portions is composed of three metal pins arranged side by side through the three air holes in the vicinity of the defect region, and the center of them is formed. The metal pin can be directly connected to the signal electrode of the coplanar line or microstrip line as an external transmission line, and the remaining two metal pins can be directly connected to the ground electrode in a puncture manner. The present invention can be electrically connected directly to a planar external transmission line, and is formed with a three-pin terminal configuration that is extremely suitable when the external transmission line is a coplanar line or a microstrip line. The effect by can be show | played.

つぎに、請求項9の発明によれば、前記端子部の金属ピンを、その金属板の弾性(バネ性)によって空気孔の内壁に密接して沿いつつ空気孔に挿通することができるので、その挿通状態を機械的に安定することができるとともに、電気的にも安定な状態にすることができる。そのため、結合容量が安定化して外部伝送路との整合を、容易に、かつ、安定にとることができる利点もある。そして、結合容量の調整は、例えば金属ピンの形状や大きさ等を調整して容易に行うことができる。   Next, according to the invention of claim 9, the metal pin of the terminal portion can be inserted into the air hole while closely contacting the inner wall of the air hole by the elasticity (spring property) of the metal plate. The insertion state can be mechanically stabilized and can also be electrically stable. Therefore, there is an advantage that the coupling capacitance is stabilized and matching with the external transmission line can be easily and stably performed. The coupling capacitance can be easily adjusted by adjusting the shape and size of the metal pin, for example.

また、請求項10の発明によれば、前記金属ピンが樹脂接着剤の充填によってさらに強固に固定されて安定化し、整合特性の変動要因を一層確実に取り除くことができ、しかも、金属ピンの周囲の空間が樹脂接着剤の均一な誘電体で充填されるため、結合容量を一層安定化することができる。   According to the invention of claim 10, the metal pin is more firmly fixed and stabilized by filling with the resin adhesive, and it is possible to more reliably remove the variation factor of the matching characteristic, and the periphery of the metal pin. Since the space is filled with a uniform dielectric of the resin adhesive, the coupling capacity can be further stabilized.

さらに、請求項11の発明によれば、前記樹脂接着剤が導電性であるため、金属ピンが強固に固定されて安定化するだけでなく、金属ピンでのさらなる容量調整等が可能になる。   Further, according to the invention of claim 11, since the resin adhesive is conductive, not only the metal pin is firmly fixed and stabilized, but further capacity adjustment with the metal pin and the like become possible.

さらに、請求項12の発明によれば、誘電体基板が金属ケースに収納されて全体がシールドされることにより、電磁波の漏れおよび不要電磁波の侵入を防ぐことができる利点もある。   Further, according to the twelfth aspect of the present invention, there is an advantage that leakage of electromagnetic waves and intrusion of unnecessary electromagnetic waves can be prevented by accommodating the dielectric substrate in the metal case and shielding the whole.

つぎに、本発明をより詳細に説明するため、実施形態について、図1〜図19にしたがって詳述する。なお、以下の説明においては、本発明の「2次元周期構造を有する高周波デバイス」を「2次元周期構造体」と称する。また、各図においては、見易くする等のため、金属部分は断面であるか否かに関わらず斜線を付し、要部以外は断面のハッチングを省いている。   Next, in order to describe the present invention in more detail, embodiments will be described in detail with reference to FIGS. In the following description, the “high-frequency device having a two-dimensional periodic structure” of the present invention is referred to as a “two-dimensional periodic structure”. In each figure, for easy understanding, the metal portion is hatched regardless of whether or not it is a cross section, and the cross section hatching is omitted except for the main portion.

(第1の実施形態)
まず、請求項1、9、10、11に対応する第1の実施形態について、図1〜図3を参照して説明する。
(First embodiment)
First, a first embodiment corresponding to claims 1, 9, 10, and 11 will be described with reference to FIGS.

図1は2次元周期構造体1aを示し、同図の(a)は2次元周期構造体1aの平面図、(b)は(a)のB1−B1線断面図、(c)は2次元周期構造体1aの裏面図、(d)は2次元周期構造体1aの正面図、(e)は(a)のA1−A1線断面図である。   FIG. 1 shows a two-dimensional periodic structure 1a, in which (a) is a plan view of the two-dimensional periodic structure 1a, (b) is a sectional view taken along line B1-B1 of (a), and (c) is a two-dimensional view. The back view of periodic structure 1a, (d) is a front view of two-dimensional periodic structure 1a, and (e) is an A1-A1 line sectional view of (a).

図2は2次元周期構造体1aの裏面の前側、後側の端子付き支持台21a、22aを示し、同図の(a)は端子付き支持台21の平面図、(b)は同裏面図、(c)は同正面図、(d)は同背面図である。   FIG. 2 shows the front and rear support bases 21a and 22a of the back surface of the two-dimensional periodic structure 1a. FIG. 2 (a) is a plan view of the support base 21 with terminals, and FIG. (C) is the same front view, (d) is the same rear view.

図3は後述の3点欠陥共振器に形成した2次元周期構造体1bの平面図である。   FIG. 3 is a plan view of a two-dimensional periodic structure 1b formed in a three-point defect resonator described later.

そして、2次元周期構造体1aは、一般的に“スラブ”と呼ばれる高Q値の誘電体セラミックスの誘電体基板3aを有し、誘電体基板3aは主面(上、下面)の例えば全部を占める有孔域Haに主面に垂直で同径(等径)の貫通した空気孔4、41a、41b、41c、42a、42b、42cが所定の周期で2次元配列に略均一に形成される。なお、有孔域Haは誘電体基板3aの主面の一部を占めるものであってもよい。また、各空気孔4、41a〜42cは通常は貫通して形成されるが、貫通していなくてもよく、また、電磁波の周波数等に応じて直径が設定される。   The two-dimensional periodic structure 1a has a dielectric substrate 3a made of a dielectric ceramic with a high Q value generally called “slab”, and the dielectric substrate 3a has, for example, the entire main surface (upper and lower surfaces). Air holes 4, 41 a, 41 b, 41 c, 42 a, 42 b, 42 c that are perpendicular to the main surface and have the same diameter (equal diameter) are formed in the two-dimensional array substantially uniformly in a predetermined cycle. . The perforated area Ha may occupy a part of the main surface of the dielectric substrate 3a. The air holes 4 and 41a to 42c are normally formed to penetrate, but may not be penetrated, and the diameter is set according to the frequency of the electromagnetic wave.

つぎに、誘電体基板3aの有孔域Haにおいて、図1(a)のA1−A1線とB1−B1線とが交差する部分は空気孔4を欠いた部分であり、この部分が欠陥領域Daである。   Next, in the perforated area Ha of the dielectric substrate 3a, the portion where the A1-A1 line and the B1-B1 line in FIG. 1 (a) intersect is a portion lacking the air holes 4, and this portion is a defect region. Da.

そして、誘電体基板3aは有孔域Haに欠陥領域Daが1個形成され、この欠陥領域Daの存在により、2次元周期構造体1aはGHz帯の所定周波数の電磁波(主にミリ波)に共振する1つの共振器を構成し、この共振器はチャンネルフィルタ(1波ろ波フィルタ)として機能する。   The dielectric substrate 3a has one defect region Da in the perforated region Ha, and the presence of the defect region Da causes the two-dimensional periodic structure 1a to generate electromagnetic waves (mainly millimeter waves) having a predetermined frequency in the GHz band. One resonating resonator is formed, and this resonator functions as a channel filter (single wave filter).

なお、この共振器は空気孔4を1個だけ欠いて欠陥領域Daが形成されているので1点欠陥共振器と呼ばれる。   This resonator is called a one-point defect resonator because only one air hole 4 is missing and a defect region Da is formed.

そして、この1点欠陥共振器は2次元フォトニック結晶構造デバイスに類似したデバイスであり、2次元フォトニック結晶構造デバイスの光に対する作用と同様のバンドギャップ作用により、電磁波のエネルギは欠陥領域Daに大部分が閉じ込められ、高Q特性を備え、漏れ出たエネルギによって電磁波が伝播される。   This one-point defect resonator is a device similar to a two-dimensional photonic crystal structure device, and the energy of electromagnetic waves is transferred to the defect region Da by a band gap action similar to that of the two-dimensional photonic crystal structure device. Most of them are confined, have high Q characteristics, and electromagnetic waves are propagated by the leaked energy.

つぎに、外部回路と電磁波をやりとりするため、この実施形態においては、誘電体基板3aにおいて、欠陥領域Daの前、後の近傍に端子部51a、52aを設けた電磁波の入出力構造を備える。   Next, in order to exchange electromagnetic waves with an external circuit, in this embodiment, the dielectric substrate 3a is provided with an electromagnetic wave input / output structure in which terminal portions 51a and 52a are provided in the vicinity of the front and rear of the defect area Da.

端子部51a、52aはそれぞれ複数個(この実施形態では3個)の空気孔41a〜41c、42a〜42cに金属ピン6を挿通して形成され、空気孔41a〜41c、42a〜42cは、端子部51a、52aが欠陥領域Daを挟んで「<Da>」の状態に対向するように、それぞれ略「く」の字の両端、中央の3点の隣接位置に並設される。   Each of the terminal portions 51a and 52a is formed by inserting a metal pin 6 into a plurality (three in this embodiment) of air holes 41a to 41c and 42a to 42c, and the air holes 41a to 41c and 42a to 42c are terminals. The portions 51a and 52a are arranged in parallel at the three positions adjacent to each other at both ends of the substantially “<” shape so as to face the state of “<Da>” across the defect area Da.

このとき、端子部51a、52aは、欠陥領域Daに近づけて配置する程、前記共振器との結合が大きくなるので、その配置が前記共振器との結合量が所望する電気的特性になるように決定される。   At this time, as the terminal portions 51a and 52a are arranged closer to the defect region Da, the coupling with the resonator becomes larger, so that the arrangement has electrical characteristics desired for the coupling amount with the resonator. To be determined.

一方、各金属ピン6は、例えば、アルミ、銅、銅合金等の金属板(薄板)の精密板金加工により、空気孔41a〜41c、42a〜42cそれぞれの内壁に沿う断面弧状(U字状)に湾曲した略半円筒状に形成される。   On the other hand, each metal pin 6 has a cross-sectional arc shape (U-shape) along the inner wall of each of the air holes 41a to 41c and 42a to 42c, for example, by precision sheet metal processing of a metal plate (thin plate) such as aluminum, copper, or a copper alloy. It is formed in a substantially semi-cylindrical shape that is curved.

そして、各金属ピン6は拡がる方向の弾性(バネ性)により空気孔41a〜41c、42a〜42cの内壁に密接しつつ空気孔41a〜41c、42a〜42cに挿通され、その挿通状態が機械的に安定するとともに電気的にも安定する。特にリン青銅は箔としても弾性が大きく好適である。また挿通損失を低下させるために金属ピン6に銀メッキを施すことが好ましい。   Each metal pin 6 is inserted into the air holes 41a to 41c and 42a to 42c while being in close contact with the inner walls of the air holes 41a to 41c and 42a to 42c by elasticity (spring property) in the expanding direction, and the inserted state is mechanical. Stable and electrically stable. Phosphor bronze is particularly suitable as a foil because of its great elasticity. In order to reduce insertion loss, the metal pin 6 is preferably subjected to silver plating.

その結果、端子部51a、52aの容量が安定し、2次元周期構造体1aと外部伝送路との結合の容量整合を容易にとることができる。なお、前記容量整合は、例えば各金属ピン6の円弧の大きさ(面積)や長さを調整することで容易に行うことができる。   As a result, the capacitances of the terminal portions 51a and 52a are stabilized, and the capacitance matching of the coupling between the two-dimensional periodic structure 1a and the external transmission path can be easily achieved. The capacity matching can be easily performed by adjusting, for example, the size (area) and length of the arc of each metal pin 6.

ところで、端子部51a、52aの各空気孔41a〜41c、42a〜42cは、他の空気孔4と同様に空孔にしておいてもよいが、樹脂接着剤7を充填し、挿通された金属ピン6をさらに強固に固定して安定化するとともに、樹脂接着剤7の一定誘電率によって端子部51a、52aの容量を安定化し、特性の変動要因を一層確実に取り除くことが好ましい。また、前記樹脂接着剤7を金属微粒を含有した導電性接着剤とし、結合容量を導電性接着剤の充填量等によっても調整できるようにしてもよい。   By the way, the air holes 41a to 41c and 42a to 42c of the terminal portions 51a and 52a may be formed in the same manner as the other air holes 4, but are filled with the resin adhesive 7 and inserted through the metal. It is preferable that the pin 6 is further firmly fixed and stabilized, and the capacitance of the terminal portions 51a and 52a is stabilized by the constant dielectric constant of the resin adhesive 7 to further remove the characteristic variation factor. Further, the resin adhesive 7 may be a conductive adhesive containing metal fine particles, and the coupling capacity may be adjusted by the filling amount of the conductive adhesive or the like.

ところで、この実施形態においては、端子部51a、52aの各金属ピン6は誘電体基板3aの裏面側の例えば前、後端側に位置した端子付き支持台21a、22aに植設され、各金属ピン6の各支持台21a、22aから突き出た上部が空気孔41a〜41c、42a〜42cに下から挿入される。   By the way, in this embodiment, each metal pin 6 of the terminal portions 51a and 52a is implanted on the support bases 21a and 22a with terminals positioned on the back surface side of the dielectric substrate 3a, for example, on the front and rear end sides. The upper portions of the pins 6 protruding from the support bases 21a and 22a are inserted into the air holes 41a to 41c and 42a to 42c from below.

そして、支持台21a、22aは同一形状であって、図2の支持台22aに示すように通常は樹脂の枠基台8を有し、この枠基台8に空気孔41a〜41c(または42a〜42c)に連通する3個の縦溝部8a、8b、8cが形成され、各縦溝部8a〜8cの半円筒状の溝面に各金属ピン6が接する。   The support bases 21a and 22a have the same shape, and usually have a resin frame base 8 as shown in the support base 22a of FIG. 2, and air holes 41a to 41c (or 42a) are formed in the frame base 8. To 42c), three vertical groove portions 8a, 8b and 8c are formed, and the metal pins 6 are in contact with the semi-cylindrical groove surfaces of the vertical groove portions 8a to 8c.

この支持台21a、22aの部分は、極力前記スラブに伝送損失の影響を及ぼさないようにすることが好ましい。そのため、前記枠基台8は低誘電率のテフロン(登録商標)、ガラスエポキシ等の材料で形成される。なお、テフロン(登録商標)はとくに低損失なので好適である。   It is preferable that the portions of the support bases 21a and 22a do not affect transmission loss on the slab as much as possible. Therefore, the frame base 8 is formed of a material such as low dielectric constant Teflon (registered trademark) or glass epoxy. Teflon (registered trademark) is particularly suitable because of its low loss.

さらに、端子部51a、52aはコプレーナ線路用の端子部であり、端子部51a、52aにおいて、空気孔41b(42b)の金属ピン6が中央の金属ピン6、空気孔41a、41c(42a、42c)が残りの2個の金属ピン6である。   Further, the terminal portions 51a and 52a are terminal portions for the coplanar line, and in the terminal portions 51a and 52a, the metal pin 6 of the air hole 41b (42b) is the central metal pin 6, and the air holes 41a and 41c (42a and 42c). ) Are the remaining two metal pins 6.

そして、枠基台8は外部伝送路としてのコプレーナ線路を形成する3分割の金属電極板9a、9b、9cが裏面(下面)に貼着され、中央の狭い金属電極板9bは空気孔41b(42b)から突出した金属ピン6の下端が穿刺状に直接接続され、金属電極板9bの左右の幅広の金属電極板9a、9cは空気孔41a、41c(42a、42c)から突出した金属ピン6の下端が穿刺状に直接接続され、これによって2次元周期構造体1aは外部伝送路に接続される。   The frame base 8 has three divided metal electrode plates 9a, 9b, and 9c forming a coplanar line as an external transmission line attached to the back surface (lower surface), and the narrow metal electrode plate 9b at the center has an air hole 41b ( 42b) the lower end of the metal pin 6 protruding from 42b) is directly connected in a puncture shape, and the wide metal electrode plates 9a, 9c on the left and right of the metal electrode plate 9b are connected to the metal pins 6 protruding from the air holes 41a, 41c (42a, 42c). The two-dimensional periodic structure 1a is connected to the external transmission line by connecting the lower ends of the two-dimensional periodic structure 1a directly.

なお、前側の支持台21aの枠基台8の金属電極板9a〜9cの前縁部分、後側の支持台22aの枠基台8の金属電極板9a〜9cの後縁部分は、剥離防止等を図るため、上方に折曲されて枠基台8の前面、背面それぞれに貼着されている。   The front edge portions of the metal electrode plates 9a to 9c of the frame base 8 of the front support base 21a and the rear edge portions of the metal electrode plates 9a to 9c of the frame base 8 of the rear support base 22a are prevented from peeling. For example, the frame base 8 is bent and attached to the front and rear surfaces of the frame base 8, respectively.

そして、支持台21a、22aの金属電極板9a〜9cを例えばマザーボードに貼着等して2次元周期構造体1aをマザーボードにバンプ接続等することなく直接接続することができ、2次元周期構造体1aが形成する高Q値の低損失かつ急峻な減衰特性を持ったGHz帯(主にミリ波)の電磁波のチャンネルフィルタの共振器を、空気孔41a〜41c、42a〜42cに差し込んだ金属ピン6により、極めて短い接続距離で外部のコプレーナ線路の伝送線路に電気的に直接接続して前記マザーボードに容易に平面実装することができる。   Then, the metal electrode plates 9a to 9c of the support bases 21a and 22a can be directly connected to the mother board without bump connection or the like by sticking the metal electrode plates 9a to 9c to the mother board, for example. A metal pin in which a resonator of a channel filter of a GHz band (mainly millimeter wave) electromagnetic wave having a high Q value, low loss, and steep attenuation formed by 1a is inserted into air holes 41a to 41c and 42a to 42c. 6 enables easy surface mounting on the mother board by being directly directly connected to the transmission line of the external coplanar line with a very short connection distance.

このとき、従来の電極等をテーパー形状に加工するような複雑な加工は不要であり、しかも、2次元周期構造体1aが短い接続距離で外部伝送路に電気的に直接接続され、この伝送路を介して2次元周期構造体1aをマザーボード等に平面実装することができ、2次元周期構造体1aの平面的な外部伝送路との電気的な接続に好適な簡易かつ小型で低損失な入出力構造を提供することができ、GHz帯の電磁波(主にミリ波)の小型で低損失、特性の優れたの新規な2次元周期構造体1aのフィルタを提供することができる。   At this time, complicated processing such as processing a conventional electrode or the like into a tapered shape is not necessary, and the two-dimensional periodic structure 1a is electrically directly connected to an external transmission line with a short connection distance. It is possible to mount the two-dimensional periodic structure 1a on a mother board or the like through a simple, small, and low-loss input suitable for electrical connection with the planar external transmission line of the two-dimensional periodic structure 1a. An output structure can be provided, and a filter of a novel two-dimensional periodic structure 1a having a small size, low loss, and excellent characteristics of electromagnetic waves (mainly millimeter waves) in the GHz band can be provided.

ところで、有孔域Haの欠陥領域は空気孔4を複数個欠いて形成することもでき、空気孔4を3個欠いて欠陥領域Dbを形成した図3の2次元周期構造体1bは、3点欠陥共振器と呼ばれる。そして、この3点欠陥共振器の2次元周期構造体1bの場合も、端子部51a、52aを設けた電磁波の入出力構造を備えることにより、前記1点欠陥共振器の場合と同様の効果を奏する。   By the way, the defect area of the perforated area Ha can also be formed by lacking a plurality of air holes 4, and the two-dimensional periodic structure 1b of FIG. It is called a point defect resonator. In the case of the two-dimensional periodic structure 1b of the three-point defect resonator, the same effect as that of the one-point defect resonator can be obtained by providing the electromagnetic wave input / output structure provided with the terminal portions 51a and 52a. Play.

なお、支持台21a、22aは必ずしも必要ではなく、例えば、2次元周期構造体1aの空気孔41a、41c(42a、42c)に挿通された各金属ピン6の下端がマザーボード等の外部回路の表面電極の外部伝送路にバンプ接続等される構成であってもよいのは勿論である。   The support bases 21a and 22a are not necessarily required. For example, the lower end of each metal pin 6 inserted into the air holes 41a and 41c (42a and 42c) of the two-dimensional periodic structure 1a is the surface of an external circuit such as a mother board. Of course, a configuration in which bumps are connected to the external transmission path of the electrodes may be used.

つぎに、外部伝送路がマイクロストリップ線路である場合は、コプレーナ線路の場合とは異なり、グランド電極が外部伝送路の信号電極と反対側の主面(裏面)に1つだけ設けられるので、外部伝送路の裏面のグランド電極から表面側にスルーホールを形成し、前記中央の金属ピン6を表面の信号電極に直接接続し、前記残りの2個の金属ピン6のいずれか一方または両方を前記スルーホールを介して裏面側のグランド電極に接続すればよい。   Next, when the external transmission line is a microstrip line, unlike the coplanar line, only one ground electrode is provided on the main surface (back surface) opposite to the signal electrode of the external transmission line. A through hole is formed on the front surface side from the ground electrode on the back surface of the transmission line, the central metal pin 6 is directly connected to the signal electrode on the front surface, and one or both of the remaining two metal pins 6 are connected to the front surface. What is necessary is just to connect to the ground electrode on the back side through a through hole.

(第2の実施形態)
つぎに、請求項2に対応する第2の実施形態について、図4を参照して説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment corresponding to claim 2 will be described with reference to FIG.

図4は2次元周期構造体1cの平面図であり、同図において、図1〜図3と同一の符号を付した部分は同一もしくは相当するものを示す。   FIG. 4 is a plan view of the two-dimensional periodic structure 1c, in which the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 denote the same or corresponding parts.

そして、この実施形態の2次元周期構造体1cが前記第1の実施形態の2次元周期構造体1aと大きく異なる点は、誘電体基板3bの有孔域Hbにおいて、端子部51、52間に空気孔4を欠いた欠陥領域Daが連続的に複数個形成され、これらの欠陥領域DaによってGHz帯の所定周波数の電磁波の内部伝送路10aが形成される点である。なお、図4の破線部分が空気孔4を1個欠いた欠陥領域Daを示す。   The two-dimensional periodic structure 1c of this embodiment is greatly different from the two-dimensional periodic structure 1a of the first embodiment in that it is between the terminal portions 51 and 52 in the perforated region Hb of the dielectric substrate 3b. A plurality of defect areas Da lacking the air holes 4 are continuously formed, and these defect areas Da form an internal transmission path 10a of an electromagnetic wave having a predetermined frequency in the GHz band. In addition, the broken line part of FIG. 4 shows the defect area | region Da which lacked one air hole 4. FIG.

すなわち、この実施形態の2次元周期構造体1cは1点欠陥の欠陥領域Daが連続することで伝送線路的構成に形成され、所定周波数の電磁波の平面伝送線路を提供することができる。   That is, the two-dimensional periodic structure 1c of this embodiment is formed in a transmission line configuration by the continuous defect area Da of one point defect, and can provide a planar transmission line of an electromagnetic wave having a predetermined frequency.

そして、この実施形態の場合も、空気孔41a〜41c、42a〜42cに挿通された各金属ピン6により、極めて短い接続距離でコプレーナ線路の外部伝送路に電気的に直接接続してマザーボード等に平面実装することができ、前記第1の実施形態の場合と同様の効果を奏する。   Also in this embodiment, the metal pins 6 inserted into the air holes 41a to 41c and 42a to 42c are electrically connected directly to the external transmission line of the coplanar line with a very short connection distance to the motherboard or the like. It can be mounted on a plane and has the same effect as in the first embodiment.

なお、内部伝送路10aは、空気孔4により囲まれている各欠陥領域Daが共振器として動作することで電磁波が伝播し、その周波数は各欠陥領域Daの形状や内部伝送路10aの長さによって設定される。   In the internal transmission line 10a, electromagnetic waves propagate when each defect area Da surrounded by the air holes 4 operates as a resonator, and the frequency is the shape of each defect area Da and the length of the internal transmission line 10a. Set by

(第3の実施形態)
つぎに、請求項3に対応する一例としての第3の実施形態について、図5を参照して説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment as an example corresponding to claim 3 will be described with reference to FIG.

図5は2次元周期構造体1dを示し、同図の(a)は2次元周期構造体1dの平面図、(b)は(a)のB2−B2線断面図、(c)は(a)の右側面図、(d)は(a)のA2−A2線断面図、(e)は2次元周期構造体1dの裏面図であり、同図において、図1〜図4と同一の符号を付した部分は同一もしくは相当するものを示す。   FIG. 5 shows a two-dimensional periodic structure 1d, where (a) is a plan view of the two-dimensional periodic structure 1d, (b) is a cross-sectional view taken along line B2-B2 of (a), and (c) is (a). ) Is a right side view, (d) is a cross-sectional view taken along line A2-A2 of (a), and (e) is a back view of the two-dimensional periodic structure 1d, in which the same reference numerals as in FIGS. The parts marked with are the same or equivalent.

そして、この実施形態の2次元周期構造体1dは誘電体基板3cの有孔域Hcにおいて、左右の端子部51b、52b間に、それぞれ3個の空気孔4を欠いた欠陥領域Dbが不連続に3個並べて形成されている。   In the two-dimensional periodic structure 1d of this embodiment, in the perforated region Hc of the dielectric substrate 3c, the defect region Db lacking three air holes 4 is discontinuous between the left and right terminal portions 51b and 52b. Are arranged side by side.

このとき、各欠陥領域Dbは個別の3個の3点欠陥共振器を構成し、2次元周期構造体1dは全体として多段共振器のフィルタ、具体的には3段のバンドパスフィルタを形成する。   At this time, each defect region Db forms three separate three-point defect resonators, and the two-dimensional periodic structure 1d forms a multistage resonator filter as a whole, specifically, a three-stage bandpass filter. .

なお、電磁波の入出力構造としての端子部51b、52bは、例えばコプレーナ線路用の端子部であり、それぞれ前記第1〜第2の実施形態の空気孔41a〜41c、42a〜42cに対応する各3個の空気孔41d〜41f、42d〜42fに、前記支持台21a、22aと同様の端子付き支持台21b、22bの各3個の金属ピン6それぞれを下から挿入して形成され、各空気孔41d〜41f、42d〜42fには樹脂接着剤7が充填されている。また、支持台21b、22bは前記支持台21a、22aと同様、それぞれ樹脂の枠基台8を有し、枠基台8の裏面の3分割の金属電極板9a、9b、9cが各空気孔41d〜41f(42d〜42f)の電極ピン6に接続されている。   The terminal portions 51b and 52b serving as the electromagnetic wave input / output structure are, for example, terminal portions for coplanar lines, and correspond to the air holes 41a to 41c and 42a to 42c of the first and second embodiments, respectively. Each of the three air holes 41d to 41f and 42d to 42f is formed by inserting each of the three metal pins 6 of the support bases 21b and 22b with terminals similar to the support bases 21a and 22a from below. The holes 41d to 41f and 42d to 42f are filled with the resin adhesive 7. Similarly to the support bases 21a and 22a, the support bases 21b and 22b each have a resin frame base 8. The metal electrode plates 9a, 9b and 9c on the back of the frame base 8 are divided into air holes. It is connected to electrode pins 6 of 41d to 41f (42d to 42f).

そして、この実施形態の2次元周期構造体1dも、空気孔41d〜41f、42d〜42fに挿通された金属ピン6により、極めて短い接続距離でコプレーナ線路の外部伝送路に電気的に直接接続し、マザーボード等に平面実装することができ、前記第1〜第2の実施形態の場合と同様の効果を奏する具体的なフィルタ的構成の2次元周期構造を有する高周波デバイス(平面回路デバイス)を提供することができる。   The two-dimensional periodic structure 1d of this embodiment is also electrically connected directly to the external transmission line of the coplanar line with a very short connection distance by the metal pin 6 inserted through the air holes 41d to 41f and 42d to 42f. Provided is a high-frequency device (planar circuit device) having a two-dimensional periodic structure with a specific filter configuration that can be mounted in a plane on a mother board or the like and has the same effects as those of the first to second embodiments. can do.

(第4の実施形態)
つぎに、請求項3、7に対応する他の例としての第4の実施形態について、図6を参照して説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment as another example corresponding to claims 3 and 7 will be described with reference to FIG.

図6は2次元周期構造体1eを示し、同図の(a)は2次元周期構造体1eの平面図、(b)は(a)のB3−B3線断面図、(c)は(a)の右側面図、(d)は(a)のA3−A3線断面図、(e)は2次元周期構造体1eの裏面図であり、同図において、図1〜図5と同一の符号を付した部分は同一もしくは相当するものを示す。   FIG. 6 shows a two-dimensional periodic structure 1e, in which (a) is a plan view of the two-dimensional periodic structure 1e, (b) is a cross-sectional view taken along line B3-B3 of (a), and (c) is (a). ) Is a right side view, (d) is a cross-sectional view taken along line A3-A3 of (a), and (e) is a back view of the two-dimensional periodic structure 1e, in which the same reference numerals as in FIGS. The parts marked with are the same or equivalent.

そして、この実施形態の2次元周期構造体1eは誘電体基板3dの有孔域Hdにおいて、左右の端子部51c、52c間に、それぞれ1個の空気孔4を欠いた欠陥領域Dcが不連続に3個並べて形成されている。   In the two-dimensional periodic structure 1e of this embodiment, in the perforated region Hd of the dielectric substrate 3d, the defect region Dc lacking one air hole 4 between the left and right terminal portions 51c and 52c is discontinuous. Are arranged side by side.

このとき、各欠陥領域Dcは個別の3個の1点欠陥共振器を構成し、2次元周期構造体1eは全体として第3の実施形態の場合と同様に多段共振器のフィルタ、具体的には3段のバンドパスフィルタを形成する。   At this time, each defect region Dc constitutes three individual one-point defect resonators, and the two-dimensional periodic structure 1e as a whole is a multistage resonator filter, specifically as in the case of the third embodiment. Form a three-stage bandpass filter.

ところで、電磁波の入出力構造としての端子部51c、52cは、例えばスロット線路用の2ピンの端子部であり、それぞれ2個の空気孔41gと41h、42gと42hに、前記支持台21a、22aと同様の支持台21c、22cの各2個の金属ピン6それぞれを下から挿入して形成される。   By the way, the terminal portions 51c and 52c as the electromagnetic wave input / output structure are, for example, two-pin terminal portions for slot lines, and the support bases 21a and 22a are respectively connected to the two air holes 41g and 41h and 42g and 42h. Each of the two metal pins 6 of the support bases 21c and 22c is inserted from below.

なお、各2個の空気孔41gと41h、42gと42hはそれぞれ樹脂接着剤7が充填されている。また、支持台21c、22cもそれぞれ樹脂の枠基台8を有し、枠基台8の裏面には外部伝送路としての2分割の金属電極板9d、9eが貼着され、空気孔41g、41h(42g、42h)それぞれの電極ピン6の下端が金属電極板9d、9eに穿刺状に接続されている。   Each of the two air holes 41g and 41h and 42g and 42h are filled with the resin adhesive 7, respectively. Each of the support bases 21c and 22c also has a resin frame base 8. Two-sided metal electrode plates 9d and 9e as external transmission paths are attached to the back surface of the frame base 8, and air holes 41g, The lower ends of the respective electrode pins 6 of 41h (42g, 42h) are connected to the metal electrode plates 9d, 9e in a puncture manner.

そして、この実施形態の2次元周期構造体1eの場合も、空気孔41g、41h、42g、42hに挿通された金属ピン6により、極めて短い接続距離で外部伝送路としてのスロット線路に電気的に直接接続されてマザーボード等に平面実装することができ、前記第1〜第3の実施形態の場合と同様の効果を奏する具体的なフィルタ的構成の2次元周期構造を有する高周波デバイス(平面回路デバイス)を提供することができる。   And also in the case of the two-dimensional periodic structure 1e of this embodiment, the metal pin 6 inserted into the air holes 41g, 41h, 42g, 42h is electrically connected to the slot line as the external transmission line with an extremely short connection distance. A high-frequency device (planar circuit device) having a two-dimensional periodic structure with a specific filter configuration that can be directly connected and mounted in a plane on a mother board or the like and has the same effect as in the first to third embodiments. ) Can be provided.

なお、この実施形態においても、支持台21c、22cや樹脂接着剤7は必ずしも必要ではないのは勿論である。   In this embodiment as well, it goes without saying that the support bases 21c and 22c and the resin adhesive 7 are not necessarily required.

(第5の実施形態)
つぎに、請求項6に対応する第5の実施形態について、図7を参照して説明する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment corresponding to claim 6 will be described with reference to FIG.

図7の(a)〜(e)は図6の(a)〜(e)と同様の2次元周期構造体1fの平面図、B4−B4線断面図、右側面図、A4−A4線断面図、裏面図であり、同図において、図6と同一の符号を付した部分は同一もしくは相当するものを示す。   7A to 7E are a plan view, a B4-B4 sectional view, a right side view, and an A4-A4 sectional view of a two-dimensional periodic structure 1f similar to FIGS. 6A to 6E. It is a figure and a back view, In the same figure, the part which attached | subjected the code | symbol same as FIG. 6 shows the same or equivalent thing.

この実施形態の2次元周期構造体1fが前記第4の実施形態の2次元周期構造体1eと異なる点は、誘電体基板3dの有孔域Hdの局所に、他の各空気孔4とは異径の空気孔4sが形成された点であり、具体的には、左、右の端子部51c、52cと欠陥領域Dcとの間および欠陥領域Dc同士間それぞれに空気孔4より小径の空気孔4sが形成され、これらの空気孔4sの径の選定等により結合容量の調整が一層容易に行なえる。   The two-dimensional periodic structure 1f of this embodiment is different from the two-dimensional periodic structure 1e of the fourth embodiment in that the other air holes 4 are locally located in the perforated area Hd of the dielectric substrate 3d. Specifically, air holes 4s having different diameters are formed. Specifically, air having a diameter smaller than that of the air holes 4 is provided between the left and right terminal portions 51c and 52c and the defect region Dc and between the defect regions Dc. Holes 4s are formed, and the coupling capacity can be adjusted more easily by selecting the diameter of the air holes 4s.

なお、各空気孔4sは例えばレーザ加工等の手段で誘電体基板3dを部分的に削除して形成することができ、その削りの程度等によって結合容量を自在に調整することができる。   Each air hole 4s can be formed by, for example, laser processing or the like by partially removing the dielectric substrate 3d, and the coupling capacity can be freely adjusted depending on the degree of the cutting.

そして、各欠陥領域Dcが個別の3個の1点欠陥共振器を構成し、2次元周期構造体1eが全体として3段のバンドパスフィルタを形成する点は前記第4の実施形態の場合と同様であり、この実施形態の場合も、空気孔4sの径の選定等により結合容量の調整が可能になる点を除き、第4の実施形態と略同様の効果を奏する。   And each defect area | region Dc comprises three separate one-point defect resonators, and the point that the two-dimensional periodic structure 1e forms a three-stage band pass filter as a whole is the same as in the case of the fourth embodiment. This is the same, and this embodiment also has substantially the same effect as that of the fourth embodiment except that the coupling capacity can be adjusted by selecting the diameter of the air hole 4s.

(第6の実施形態)
つぎに、請求項4に対応する一例としての第6の実施形態について、図8を参照して説明する。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment as an example corresponding to claim 4 will be described with reference to FIG.

図8は2次元周期構造体1jの平面図であり、同図において、図1〜図7と同一の符号を付した部分は同一もしくは相当するものを示す。   FIG. 8 is a plan view of the two-dimensional periodic structure 1j, in which the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 7 denote the same or corresponding parts.

そして、2次元周期構造体1jは誘電体基板3eの有孔域Heの左、右端部に図4の端子部51a、52aと同様の3ピン構成の端子部51d、52dが設けられ、両端子部51d、52d間に、図4の内部伝送路10aを複数個所で切断したのと等価な構成の複合回路が形成されている。   The two-dimensional periodic structure 1j is provided with terminal portions 51d and 52d having a 3-pin configuration similar to the terminal portions 51a and 52a in FIG. 4 at the left and right end portions of the perforated region He of the dielectric substrate 3e. A composite circuit having a configuration equivalent to that obtained by cutting the internal transmission line 10a of FIG. 4 at a plurality of locations is formed between the portions 51d and 52d.

すなわち、空気孔4を欠いた図1の欠陥領域Daが複数個連続した第1、第2の内部伝送路部分10b、10cと、単独の欠陥領域Daからなる3個の不連続な1点欠陥共振器部分11aとが、両端子部51d、52d間に、第1の内部伝送路部分10b、各1点欠陥共振器部分11a、第2の内部伝送路部分10cの順に配置されて内部伝送路と共振器との前記複合回路が形成されている。   That is, three discontinuous one-point defects comprising a first and second internal transmission line portions 10b and 10c in which a plurality of defect areas Da of FIG. 1 lacking air holes 4 are continuous, and a single defect area Da. The resonator portion 11a is arranged between the two terminal portions 51d and 52d in the order of the first internal transmission line portion 10b, each one-point defect resonator portion 11a, and the second internal transmission line portion 10c. And the resonator are formed.

この複合回路は、空気孔4により囲われている第1、第2の内部伝送路部分10b、10cおよび、各1点欠陥共振器部分11aがそれぞれ共振器として動作し、全体として、バンドパス用の複合フィルタ等を形成する。   In this composite circuit, the first and second internal transmission line portions 10b and 10c surrounded by the air holes 4 and the one-point defect resonator portions 11a each operate as a resonator, and as a whole, for a band pass. Forming a composite filter or the like.

そして、この実施形態の複合回路も、空気孔41a〜41c、42a〜42cに挿通された金属ピン6により、極めて短い接続距離でスロット線路等の外部伝送路に電気的に直接接続し、マザーボード等に平面実装することができ、前記第1〜第5の実施形態の場合と同様の効果を奏する具体的なフィルタ的構成の2次元周期構造を有する高周波デバイス(平面回路デバイス)を提供することができる。   The composite circuit of this embodiment is also electrically connected directly to an external transmission line such as a slot line by a metal pin 6 inserted through the air holes 41a to 41c and 42a to 42c, with a very short connection distance, such as a motherboard. It is possible to provide a high-frequency device (planar circuit device) having a two-dimensional periodic structure with a specific filter configuration that can be mounted in a plane and has the same effects as those of the first to fifth embodiments. it can.

(第7の実施形態)
つぎに、請求項4に対応する他の例としての第7の実施形態について、図9を参照して説明する。
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment as another example corresponding to claim 4 will be described with reference to FIG.

図9は2次元周期構造体1gの平面図であり、同図において、図1〜図8と同一の符号を付した部分は同一もしくは相当するものを示す。   FIG. 9 is a plan view of the two-dimensional periodic structure 1g, in which the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 8 denote the same or corresponding parts.

そして、2次元周期構造体1gは誘電体基板3fの有孔域Heの左端部に図6、図7の端子部51cと同様の2ピン構成の共通の端子部51eが設けられ、有孔域Hfの右端部に図6、図7の端子部52cと同様の2ピン構成の独立した端子部52ea、52ebが上下方向に間隔をとって設けられている。なお、図9の41i、41j、42ia、42ib、42ja、42jbは端子部51e、52ea、52ebの金属ピン6が挿入された空気孔である。   The two-dimensional periodic structure 1g is provided with a common terminal portion 51e having a 2-pin configuration similar to the terminal portion 51c of FIGS. 6 and 7 at the left end of the porous region He of the dielectric substrate 3f. At the right end of Hf, independent terminal portions 52ea and 52eb having a two-pin configuration similar to the terminal portion 52c of FIGS. 6 and 7 are provided at intervals in the vertical direction. In FIG. 9, 41i, 41j, 42ia, 42ib, 42ja, and 42jb are air holes into which the metal pins 6 of the terminal portions 51e, 52ea, and 52eb are inserted.

端子部52eaの近傍にこの端子部52eaに直接電磁界結合する1つの1点欠陥共振器部分11cが設けられており、他の1点欠陥共振器部分11cがこれに連続して形成され4段のバンドパスフィルタを成している。同様に端子部52ebの近傍にこの端子部52ebに直接電磁界結合する1つの1点欠陥共振器部分11bが設けられており、他の1点欠陥共振器部分11bがこれに連続して形成され4段のバンドパスフィルタを成している。これら2つのバンドパスフィルタは並設して設けられ、有孔域Hfのバンドギャップ作用によりアイソレートされ独立したフィルタとして存在する。   One single point defect resonator portion 11c that is directly electromagnetically coupled to the terminal portion 52ea is provided in the vicinity of the terminal portion 52ea, and the other single point defect resonator portion 11c is formed continuously with the one point defect resonator portion 11c. This is a band pass filter. Similarly, one single point defect resonator portion 11b that is directly electromagnetically coupled to the terminal portion 52eb is provided in the vicinity of the terminal portion 52eb, and the other single point defect resonator portion 11b is continuously formed. A four-stage bandpass filter is formed. These two band pass filters are provided side by side, and are isolated as independent filters by the band gap action of the perforated region Hf.

一方、端子部51eの近傍にこの端子部51eに直接電磁界結合する「Y」字型に分岐する内部伝送路部分10dが設けられている。内部伝送路部分10dは図8の内部伝送領域10b、10cと同様に欠陥領域Daが連続したものである。内部伝送路部分10dが分岐した一方は、1点欠陥共振器部分11cからなるバンドパスフィルタに電磁界結合するようにされ、他方は1点欠陥共振器部分11bからなるバンドパスフィルタに電磁界結合するようにされている。   On the other hand, in the vicinity of the terminal portion 51e, there is provided an internal transmission line portion 10d that branches into a “Y” shape that is directly electromagnetically coupled to the terminal portion 51e. The internal transmission line portion 10d is formed by a continuous defective area Da, similar to the internal transmission areas 10b and 10c of FIG. One of the branched internal transmission line portions 10d is electromagnetically coupled to a bandpass filter composed of a single point defect resonator portion 11c, and the other is electromagnetically coupled to a bandpass filter composed of a single point defect resonator portion 11b. Have been to.

各バンドパスフィルタの中心周波数は、1点欠陥共振器部分を囲む孔の間隔、もしくは孔の径で定めることができる。所望の通過周波数に合わせてこれらのパラメータを決定し、それぞれ所望の通過帯域を有するバンドパスフィルタを形成することができる。内部伝送路部分10dはこれら2つのバンドパスフィルタを合成する合成線路として機能し、2次元周期構造体1gは、全体としてGHz帯のデュプレクサもしくはダイプレクサとして動作する。   The center frequency of each bandpass filter can be determined by the interval between holes surrounding the one-point defect resonator portion or the hole diameter. These parameters are determined in accordance with a desired pass frequency, and a band pass filter having a desired pass band can be formed. The internal transmission line portion 10d functions as a combined line that combines these two bandpass filters, and the two-dimensional periodic structure 1g operates as a GHz band duplexer or diplexer as a whole.

この実施形態の2次元周期構造体1gの場合も、空気孔41i、41j、42ia〜42jbに挿通された金属ピン6により、極めて短い接続距離でスロット線路等の外部伝送路に電気的に直接接続し、マザーボード等に平面実装することができ、前記第1〜第6の実施形態の場合と同様の効果を奏するデュプレクサ等を提供することができる。   Also in the case of the two-dimensional periodic structure 1g of this embodiment, the metal pins 6 inserted into the air holes 41i, 41j, and 42ia to 42jb are electrically connected directly to an external transmission line such as a slot line with an extremely short connection distance. In addition, it is possible to provide a duplexer or the like that can be mounted in a plane on a mother board or the like and has the same effects as those of the first to sixth embodiments.

(第8の実施形態)
つぎに、請求項5に対応する第8の実施形態について、図10を参照して説明する。
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment corresponding to claim 5 will be described with reference to FIG.

図10の(a)〜(d)は2次元周期構造体1hの平面図、B5−B5線断面図、裏面図、正面図であり、同図において、図1〜図9と同一の符号を付した部分は同一もしくは相当するものを示す。   FIGS. 10A to 10D are a plan view, a sectional view taken along line B5-B5, a rear view, and a front view of the two-dimensional periodic structure 1h, in which the same reference numerals as those in FIGS. The attached parts indicate the same or corresponding parts.

この実施形態の2次元周期構造体1hは、例えば図1の2次元周期構造体1aから端子付き支持台22aを省き、誘電体基板3gの有孔域Hgに前側の端子付き支持台21aに基づくアンテナ端子としての1個の端子部51fが設けられる。   The two-dimensional periodic structure 1h of this embodiment is based on, for example, the support base with terminal 21a on the front side in the perforated area Hg of the dielectric substrate 3g by omitting the support base with terminal 22a from the two-dimensional periodic structure 1a in FIG. One terminal portion 51f as an antenna terminal is provided.

ところで、有孔域Hgにおける空気孔4の2次元配列の座標軸は、図10の直交する前後軸Bと左右軸Aである。   By the way, the coordinate axes of the two-dimensional arrangement of the air holes 4 in the perforated region Hg are the front-rear axis B and the left-right axis A orthogonal to each other in FIG.

また、有孔域Hgの例えば図1の1個の欠陥領域Daと同じ位置の1点欠陥領域Ddaを起点の欠陥領域とすると、1点欠陥領域Daの前後方向の中心を通る図10の切断位置のB5−B5線が、座標軸B、Aのいずれか一方、ここでは軸Bに平行な請求項5の仮想軸となる。   In addition, when the one-point defect area Dda at the same position as the one defect area Da in FIG. 1, for example, in the perforated area Hg is defined as the starting defect area, the cutting in FIG. The B5-B5 line of the position becomes one of the coordinate axes B and A, here the virtual axis of claim 5 parallel to the axis B.

そして、図10の破線に示すように、誘電体基板3gの有孔域Hgに起点の1点欠陥領域Ddaから前記仮想軸に沿って誘電体基板3gの後端縁に至るまで、空気孔4を欠く面積が末広がりに漸増するように複数個の1点欠陥領域Ddが連続的に形成され、その結果、有孔域HgにGHz帯の平面アンテナ部12が形成される。   Then, as shown by the broken line in FIG. 10, the air hole 4 extends from the one-point defect region Dda starting from the perforated region Hg of the dielectric substrate 3g to the rear edge of the dielectric substrate 3g along the virtual axis. A plurality of one-point defect regions Dd are continuously formed so that the area lacking the diameter gradually increases, and as a result, the planar antenna portion 12 in the GHz band is formed in the perforated region Hg.

そして、金属ピン6で励振された電磁界エネルギが平面アンテナ部12を通して空中に放射する送信のアンテナ、あるいは、空中の電磁界エネルギを平面アンテナ部12で受信して金属ピン6に取り出す受信のアンテナとして動作し、このとき、平面アンテナ部12の向きや大きさ、形状等によってアンテナの指向性等を制御することができる。   Then, a transmitting antenna in which electromagnetic field energy excited by the metal pin 6 radiates into the air through the planar antenna unit 12, or a receiving antenna that receives electromagnetic field energy in the air by the planar antenna unit 12 and extracts it to the metal pin 6. At this time, the directivity of the antenna can be controlled by the orientation, size, shape, etc. of the planar antenna unit 12.

したがって、この実施形態の2次元周期構造体1hも、空気孔41a〜41cに挿通された金属ピン6により、極めて短い接続距離でスロット線路の外部伝送路に電気的に直接接続し、マザーボード等に平面実装することができ、前記第1〜第5の実施形態の場合と同様の効果を奏する平面アンテナを提供することができる。   Therefore, the two-dimensional periodic structure 1h of this embodiment is also electrically connected directly to the external transmission line of the slot line with a very short connection distance by the metal pin 6 inserted through the air holes 41a to 41c, and is connected to the motherboard or the like. It is possible to provide a planar antenna that can be mounted in a plane and has the same effects as those of the first to fifth embodiments.

(第9の実施形態)
つぎに、請求項12に対応する第9の実施形態について、図11を参照して説明する。
(Ninth embodiment)
Next, a ninth embodiment corresponding to claim 12 will be described with reference to FIG.

図11は金属ケース13に収納した状態の図1の2次元周期構造体1aを示し、同図の(a)は平面図、(b)は(a)の右側面図、(c)は(a)のB6−B6線断面図、(d)は(a)の正面図、(e)は(a)のA6−A6線断面図であり、同図において、図1と同一の符号を付した部分は同一もしくは相当するものを示す。   11 shows the two-dimensional periodic structure 1a of FIG. 1 in a state of being housed in a metal case 13, where (a) is a plan view, (b) is a right side view of (a), and (c) is ( (a) is a front view of (a), (e) is a sectional view taken along line A6-A6 of (a), and in FIG. The parts shown are identical or equivalent.

そして、この実施形態においては、2次元周期構造体1aは概略下面が開放した蓋体状の金属ケース13が上から被せられて金属ケース13に覆われる。   In this embodiment, the two-dimensional periodic structure 1 a is covered with the metal case 13 by covering the metal case 13 with a lid shape whose upper surface is generally open.

金属ケース13は例えばアルミ板、鋼板等を加工して形成され、その前側、後側の下端縁部が、支持台21a、21bのグランド電極としての金属電極板9a、9cに接触し、金属電極板9a、9cを介してグランドに接続される。なお、信号電極としての金属電極板9cには接触しないように金属ケース13に切り欠き13aが形成されている。   The metal case 13 is formed by processing, for example, an aluminum plate, a steel plate or the like, and the lower edge of the front side and the rear side is in contact with the metal electrode plates 9a and 9c as the ground electrodes of the support bases 21a and 21b. It is connected to the ground via the plates 9a and 9c. A notch 13a is formed in the metal case 13 so as not to contact the metal electrode plate 9c as a signal electrode.

そのため、誘電体基板1aが金属ケース13に収納されて全体がシールドされ、誘電体基板1aの電磁波の漏れおよび不要電磁波の侵入を防ぐことができる利点がある。   Therefore, the dielectric substrate 1a is housed in the metal case 13 and is shielded as a whole, and there is an advantage that leakage of electromagnetic waves on the dielectric substrate 1a and intrusion of unnecessary electromagnetic waves can be prevented.

(上記各実施形態の共振の説明)
つぎに、上記各実施形態のバンドギャップ及び共振について、図12〜図19を参照して説明する。
(Description of resonance in each of the above embodiments)
Next, the band gap and resonance of each of the above embodiments will be described with reference to FIGS.

まず、図12はこの発明の2次元周期構造体1αのシールドされた3点欠陥共振器モデルを示し、同図の(a)はその斜視図、(b)はその誘電体基板3αの平面図である。   First, FIG. 12 shows a shielded three-point defect resonator model of the two-dimensional periodic structure 1α according to the present invention, where (a) is a perspective view and (b) is a plan view of the dielectric substrate 3α. It is.

そして、図12の誘電体基板3αは6面体の遮へい導体(金属シールド)14に収容され、誘電体基板3αにおいて、4αは2次元配列の空気孔、Dαは三角形状に隣り合った3個の空気孔4αを欠いて形成された欠陥領域である。さらに、図中の各寸法a〜sはa=1.1、b=1.9、d=0.8、t=0.8、s=1.0(単位はmm)であり(a、b:空気孔4の格子定数、t:誘電体基板3αの厚み、s:誘電体基板3αの上、下空間の高さ)、誘電体基板3αの材料定数である比誘電率は25、誘電正接(誘電力率)は0.001である。   12 is accommodated in a hexahedral shielding conductor (metal shield) 14. In the dielectric substrate 3α, 4α is a two-dimensional array of air holes, and Dα is three adjacent triangles. This is a defect area formed by lacking the air holes 4α. Further, each dimension a to s in the figure is a = 1.1, b = 1.9, d = 0.8, t = 0.8, s = 1.0 (unit is mm) (a, b: lattice constant of the air holes 4, t: thickness of the dielectric substrate 3α, s: height of the space above and below the dielectric substrate 3α), and the relative dielectric constant as the material constant of the dielectric substrate 3α is 25. Tangent (dielectric power factor) is 0.001.

また、図13は図12の共振器モデルのベースとなる1点欠陥共振器モデルのバンドギャップ解析の一例を示し、同図の(a)はその欠陥領域Dβの説明図、(b)は欠陥領域Dβの波数空間における解析経路の説明図、(c)は解析結果の波数空間でのバンドギャップの特性図、(d)は空気孔4の径変化に対するバンドギャップの特性図である。   FIG. 13 shows an example of a band gap analysis of the single-point defect resonator model that is the base of the resonator model of FIG. 12, where (a) is an explanatory diagram of the defect region Dβ, and (b) is a defect. FIG. 5C is an explanatory diagram of an analysis path in the wave number space of the region Dβ, FIG. 5C is a band gap characteristic diagram in the wave number space of the analysis result, and FIG. 6D is a band gap characteristic diagram with respect to a change in the diameter of the air hole 4.

そして、図13(a)の欠陥領域Dβはその近傍の空気孔4αが取り囲んで形成する形状がわざと正六角にならないように、各空気孔4αの配列を微妙にずらす等して形成される。   13A is formed by slightly shifting the arrangement of the air holes 4α so that the shape formed by surrounding the air holes 4α in the vicinity thereof does not become a regular hexagon.

そのため、欠陥領域Dβの1点欠陥共振器モデルは、欠陥が90°中心点対称でなく、GHz帯の電磁波に対して、例えば図14の周波数の異なる複数モードの共振が生じる。   For this reason, in the one-point defect resonator model of the defect region Dβ, the defect is not 90 ° center point symmetric, and resonance of multiple modes having different frequencies as shown in FIG.

そして、TEモードの電磁波の入力に対して、共振周波数の低いモードから順の各モードを周波数f1、f2、f3、f4、f5、…のモードとすると、同1点欠陥共振器モデルの場合、波数空間においては図13(c)の解析結果が得られ、近傍の空気孔4の径に対しては図13(d)の解析結果が得られ、空気孔4の径が増大するにしたがってバンドギャップBGの帯域が広がる。   And, in the case of the same point defect resonator model, if each mode in the order from the low resonance frequency mode is the mode of frequency f1, f2, f3, f4, f5,. In the wave number space, the analysis result of FIG. 13C is obtained, and for the diameter of the air hole 4 in the vicinity, the analysis result of FIG. 13D is obtained, and the band increases as the diameter of the air hole 4 increases. The band of the gap BG is widened.

また、電磁波のエネルギはバンドギャップBGの作用により、欠陥領域Dβに大部分が閉じ込められるが、ある程度拡がりをもって周囲に拡散して隣の欠陥領域に伝播していく。   The energy of the electromagnetic wave is mostly confined in the defect region Dβ by the action of the band gap BG, but spreads to the periphery with a certain extent and propagates to the adjacent defect region.

これらのことから、複数の空気孔4を欠いた2点欠陥、3点欠陥、…の共振器についても、同様にして複数モードの共振が生じ、同様のバンドギャップBGの特性が得られることが分かる。   For these reasons, the resonators of two-point defect, three-point defect,... Lacking the plurality of air holes 4 may similarly cause multi-mode resonance and obtain the same band gap BG characteristics. I understand.

そして、図12の3点欠陥共振器モデルの場合、バンドギャップBGを43.0〜71.7(GHz)、中心周波数を57.4GHz、比帯域幅を49.97%として、共振モードを解析すると、図14(a)に示す波数空間の周波数特性、同図(b)に示す無負荷Q特性が得られた。ただし、誘電体材料の誘電正接は0.001のものを計算の条件として用いた。   In the case of the three-point defect resonator model shown in FIG. 12, the resonance mode is analyzed with a band gap BG of 43.0 to 71.7 (GHz), a center frequency of 57.4 GHz, and a specific bandwidth of 49.97%. Then, the frequency characteristic of the wave number space shown in FIG. 14A and the no-load Q characteristic shown in FIG. 14B were obtained. However, the dielectric loss tangent of the dielectric material was 0.001 as the calculation condition.

このとき、目的とする共振周波数(設計ねらいの共振モードの周波数)を57.97GHzとすると、図15の共振モード群に示すように、バンドギャップBGの周波数範囲内において、その上下に多数のモードの共振が生じ得る。なお、図中の各Mはそれぞれ共振モードの電磁波の状態を示す。   At this time, if the target resonance frequency (frequency of the resonance mode intended for design) is 57.97 GHz, as shown in the resonance mode group of FIG. 15, a number of modes above and below the frequency range of the band gap BG. Resonance can occur. In addition, each M in a figure shows the state of the electromagnetic wave of a resonance mode, respectively.

そして、1点欠陥共振器、2点欠陥共振器及び2種類の3点欠陥共振器の同様のモデルについて、いくつかの共振モードの状態を解析したところ、図16〜19の結果が得られた。   And when the state of several resonance modes was analyzed about the same model of a 1 point defect resonator, a 2 point defect resonator, and two types of 3 point defect resonators, the result of FIGS. 16-19 was obtained. .

図16(a)、(b)は1点欠陥共振器モデルの2共振モードそれぞれの電磁波の状態を示し、図17(a)〜(d)は2点欠陥共振器モデルの4共振モードそれぞれの電磁波の状態を示す。図18(a)〜(e)は直線状に並んだ3個の空気孔4αを欠いて形成された3点欠陥共振器モデルの5共振モードそれぞれの電磁波の状態を示し、図19(a)〜(d)は図12のモデルと同様に3角形状に隣接した3個の空気孔4αを欠いて形成された3角形型の3点欠陥共振器モデルの4共振モードそれぞれの電磁波の状態を示す。   FIGS. 16A and 16B show the electromagnetic wave states of the two resonance modes of the one-point defect resonator model. FIGS. 17A to 17D show the four resonance modes of the two-point defect resonator model. Indicates the state of electromagnetic waves. FIGS. 18A to 18E show the states of electromagnetic waves in each of the five resonance modes of the three-point defect resonator model formed by lacking the three air holes 4α arranged in a straight line. (D) shows the electromagnetic wave states of the four resonance modes of a triangular type three-point defect resonator model formed by lacking the three air holes 4α adjacent to the triangular shape as in the model of FIG. Show.

そして、これらの共振器モデルの第1のモードが目的とする周波数のモード(主モード)であり、例えば図16の1点欠陥共振器モデルによって主モードのフィルタを形成すると、第2のモードがスプリアスモードとなり、このモードのレベルが大きいと、フィルタ特性が劣化する。同様に、他の共振器モデルの場合も、主モードのフィルタを形成する際。その他の派生モードのレベルが大きいと、フィルタ特性が劣化する。   The first mode of these resonator models is the mode of the target frequency (main mode). For example, when the main mode filter is formed by the one-point defect resonator model of FIG. 16, the second mode is When the spurious mode is set and the level of this mode is large, the filter characteristics deteriorate. Similarly, in the case of other resonator models, when forming a main mode filter. When the level of other derived modes is large, the filter characteristics deteriorate.

しかしながら、本発明の2次元周期構造体の場合、上記各実施形態において、入出力構造の各金属ピン6の形状や大きさ等を選定して容易に結合容量を調整することができ、また、樹脂接着剤7の充填量や導電性を選定すること等によっても前記結合容量を容易に調整することができ、これらの調整によって共振モードの選択性を高くすることができる。   However, in the case of the two-dimensional periodic structure according to the present invention, the coupling capacity can be easily adjusted by selecting the shape and size of each metal pin 6 of the input / output structure in each of the above embodiments. The coupling capacity can also be easily adjusted by selecting the filling amount and conductivity of the resin adhesive 7, and the resonance mode selectivity can be increased by these adjustments.

そのため、例えば第1のモードを主モードとするフィルタを形成する場合に、第2のモード等の他の共振モードヘの電磁波のエネルギ供給が少なくなるように結合容量を調整することで、スプリアスのレベルが極めて小さくなり、2つの大きなパスバンドをもつバンドパスフィルタになったりせず、主モードの電磁波をろ波する優れたフィルタ特性にすることができる。   Therefore, for example, when forming a filter having the first mode as the main mode, the spurious level is adjusted by adjusting the coupling capacitance so that the energy supply of electromagnetic waves to other resonance modes such as the second mode is reduced. Becomes extremely small and does not become a bandpass filter having two large passbands, and can have excellent filter characteristics for filtering the electromagnetic waves of the main mode.

なお、上述の3角形型の3点欠陥共振器モデルのような3角形型の3点欠陥共振器のフィルタを形成する場合は、図19からも明らかなように、主モード(第1のモード)の近傍のおよそ土1GHzの範囲にはスプリアスモードは存在しないことから、入出力構造による結合容量の特別な調整を施さなくても、主モード通過帯域の極近傍にスプリアスがほとんど現れず、極めて良好な特性のフィルタが実現できる。   In the case of forming a triangular type three-point defect resonator filter such as the above-described triangular type three-point defect resonator model, as is apparent from FIG. Since no spurious mode exists in the range of about 1 GHz in the vicinity of), almost no spurious appears in the vicinity of the main mode pass band even without special adjustment of the coupling capacitance by the input / output structure. A filter with good characteristics can be realized.

そして、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、有孔域Ha〜Hgが誘電体基板3a〜3gの一部に形成される構成であってもよい。   And this invention is not limited to each above-mentioned embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it is possible to perform a various change other than what was mentioned above, for example, for perforated area Ha-Hg, The structure formed in a part of dielectric substrate 3a-3g may be sufficient.

また、各金属ピン6は、半円筒形のものに限られるものではなく、筒状や板状の種々形状のものであってよく、さらには、線状体や針(棒)状体であってもよい。   Further, each metal pin 6 is not limited to a semi-cylindrical shape, and may have various shapes such as a cylindrical shape and a plate shape, and may be a linear shape or a needle (rod) shape. May be.

さらに、誘電体基板3a〜3gは、フォトニック結晶構造に類似した種々のセラミック基板によって形成することができるのは勿論である。   Furthermore, the dielectric substrates 3a to 3g can of course be formed of various ceramic substrates similar to the photonic crystal structure.

そして、本発明の2次元周期構造体は、GHz帯の種々の伝送線路、フィルタ、アンテナ等に用いることができるのは勿論である。   Of course, the two-dimensional periodic structure of the present invention can be used for various transmission lines, filters, antennas and the like in the GHz band.

第1の実施形態を示し、(a)は平面図、(b)は一断面図、(c)は裏面図、(d)は正面図、(e)は他の断面図である。1A is a plan view, FIG. 1B is a cross-sectional view, FIG. 1C is a back view, FIG. 3D is a front view, and FIG. 図1の端子付き支持台を示し、(a)は平面図、(b)は裏面図、(c)は正面図、(d)は背面図である。1 shows a support base with a terminal in FIG. 1, (a) is a plan view, (b) is a rear view, (c) is a front view, and (d) is a rear view. FIG. 3点欠陥の2次元周期構造を有する高周波デバイスの一例の平面図である。It is a top view of an example of the high frequency device which has a two-dimensional periodic structure of a three-point defect. 第2の実施形態の平面図である。It is a top view of a 2nd embodiment. 第3の実施形態を示し、(a)は平面図、(b)は一断面図、(c)は側面図、(d)は他の断面図、(e)は裏面図である。A third embodiment is shown, in which (a) is a plan view, (b) is a cross-sectional view, (c) is a side view, (d) is another cross-sectional view, and (e) is a back view. 第4の実施形態を示し、(a)は平面図、(b)は一断面図、(c)は側面図、(d)は他の断面図、(e)は裏面図である。A 4th embodiment is shown, (a) is a top view, (b) is one sectional view, (c) is a side view, (d) is another sectional view, and (e) is a back view. 第5の実施形態を示し、(a)は平面図、(b)は一断面図、(c)は側面図、(d)は他の断面図、(e)は裏面図である。A 5th embodiment is shown, (a) is a top view, (b) is one sectional view, (c) is a side view, (d) is another sectional view, and (e) is a back view. 第6の実施形態の平面図である。It is a top view of a 6th embodiment. 第7の実施形態の平面図である。It is a top view of a 7th embodiment. 第8の実施形態を示し、(a)は平面図、(b)は一断面図、(c)は裏面図、(d)は正面図である。FIG. 8A is a plan view, FIG. 8B is a sectional view, FIG. 8C is a rear view, and FIG. 8D is a front view. 第9の実施形態を示し、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)は一断面図、(d)は正面図、(e)は他の断面図である。FIG. 9A is a plan view, FIG. 9B is a side view, FIG. 9C is a cross-sectional view, FIG. 9D is a front view, and FIG. この発明の共振説明用の3点欠陥共振器モデルを示し、(a)は斜視図、(b)は平面図である。3 shows a three-point defect resonator model for explaining resonance of the present invention, in which (a) is a perspective view and (b) is a plan view. FIG. 図12のモデルのバンドギャップ解析の一例を示し、(a)は欠陥領域の説明図、(b)は波数空間における解析経路の説明図、(c)、(d)はそれぞれバンドギャップの特性図である。12 shows an example of band gap analysis of the model of FIG. 12, where (a) is an explanatory diagram of a defect region, (b) is an explanatory diagram of an analysis path in wave number space, and (c) and (d) are band gap characteristic diagrams, respectively. It is. 図12のモデルの共振モードの解析結果を示し、(a)は波数空間の周波数特性、(b)は無負荷Q特性である。The analysis result of the resonance mode of the model of FIG. 12 is shown, (a) is the frequency characteristic of wave number space, (b) is a no-load Q characteristic. 図12のモデルの共振モード群の説明図である。It is explanatory drawing of the resonance mode group of the model of FIG. (a)、(b)は1点欠陥共振器の2共振モードの観測例の説明図である。(A), (b) is explanatory drawing of the example of an observation of 2 resonance modes of a 1 point defect resonator. (a)〜(d)は2点欠陥共振器の4共振モードの観測例の説明図である。(A)-(d) is explanatory drawing of the example of observation of 4 resonance modes of a 2 point defect resonator. (a)〜(e)は3点欠陥共振器の一例の5共振モードの観測例の説明図である。(A)-(e) is explanatory drawing of the example of observation of 5 resonance modes of an example of a 3 point defect resonator. (a)〜(d)は3点欠陥共振器の他の例の4共振モードの観測例の説明図である。(A)-(d) is explanatory drawing of the example of observation of 4 resonance modes of the other example of a 3 point defect resonator.

符号の説明Explanation of symbols

1a〜1h、1j、1α 2次元周期構造体(2次元周期構造を有する高周波デバイス)
3a〜3g、3α 誘電体基板
4、41a〜41j、42a〜42h、42ia、42ib、42ja、42jb、4s、4α 空気孔
51a〜51f、52a〜52d、52ea、52eb 端子部
6 金属ピン
7 樹脂接着剤
9a〜9e 金属電極板
10a 内部伝送路
10b〜10d 内部伝送路部分
11a〜11c 1点欠陥共振器部分
13 金属ケース
Da〜Dd、Dda、Dα、Dβ 欠陥領域
Ha〜Hg 有孔域
1a to 1h, 1j, 1α Two-dimensional periodic structure (high-frequency device having a two-dimensional periodic structure)
3a to 3g, 3α Dielectric substrate 4, 41a to 41j, 42a to 42h, 42ia, 42ib, 42ja, 42jb, 4s, 4α Air hole 51a to 51f, 52a to 52d, 52ea, 52eb Terminal portion 6 Metal pin 7 Resin bonding Agents 9a to 9e Metal electrode plate 10a Internal transmission line 10b to 10d Internal transmission line part 11a to 11c One-point defect resonator part 13 Metal case Da to Dd, Dda, Dα, Dβ Defect area Ha to Hg Perforated area

Claims (12)

誘電体基板の主面の一部または全体を占める有孔域に前記主面に垂直で同径の空気孔を所定の周期で2次元配列して成る2次元周期構造を有する高周波デバイスであって、
前記有孔域の少なくとも一個所に前記空気孔を欠いた欠陥領域を有し、
前記欠陥領域の近傍の複数個の前記空気孔それぞれに金属ピンを挿通した端子部を少なくとも1個有し、
前記各金属ピンが外部伝送路に電気的に接続されることを特徴とする2次元周期構造を有する高周波デバイス。
A high-frequency device having a two-dimensional periodic structure in which air holes perpendicular to the main surface and having the same diameter are two-dimensionally arranged at a predetermined period in a perforated region that occupies a part or the whole of the main surface of the dielectric substrate. ,
Having a defective region lacking the air holes in at least one of the perforated regions;
Having at least one terminal portion through which a metal pin is inserted into each of the plurality of air holes in the vicinity of the defect region;
A high-frequency device having a two-dimensional periodic structure, wherein each of the metal pins is electrically connected to an external transmission line.
前記欠陥領域は前記有孔域に連続的に複数個形成されて所定周波数の内部伝送路を構成することを特徴とする請求項1記載の2次元周期構造を有する高周波デバイス。   2. The high-frequency device having a two-dimensional periodic structure according to claim 1, wherein a plurality of the defect regions are continuously formed in the perforated region to constitute an internal transmission path having a predetermined frequency. 前記欠陥領域は前記有孔域に不連続に複数個形成されて個別の共振器を構成することを特徴とする請求項1記載の2次元周期構造を有する高周波デバイス。   2. The high-frequency device having a two-dimensional periodic structure according to claim 1, wherein a plurality of the defect regions are formed discontinuously in the perforated region to constitute individual resonators. 前記有孔域に、前記欠陥領域が連続した内部伝送路の部分と、不連続な前記欠陥領域が構成する共振器の部分とを形成し、
前記内部伝送路と前記共振器との複合回路を備えるようにしたことを特徴とする請求項1記載の2次元周期構造を有する高周波デバイス。
In the perforated region, forming a part of the internal transmission path in which the defect region is continuous, and a part of the resonator constituted by the discontinuous defect region,
The high-frequency device having a two-dimensional periodic structure according to claim 1, further comprising a composite circuit of the internal transmission path and the resonator.
前記欠陥領域は、前記2次元配列の座標軸のいずれか一方に平行な仮想軸上の起点から前記仮想軸に沿って前記主面の端縁に至るまで前記空気孔を欠く面積が末広がりに漸増するように形成され、
前記端子部は前記起点の近傍にアンテナ端子として形成されることを特徴とする請求項1記載の2次元周期構造を有する高周波デバイス。
The defect region gradually increases in the area lacking the air holes from the starting point on a virtual axis parallel to one of the coordinate axes of the two-dimensional array to the edge of the main surface along the virtual axis. Formed as
The high-frequency device having a two-dimensional periodic structure according to claim 1, wherein the terminal portion is formed as an antenna terminal in the vicinity of the starting point.
前記有孔域に局所的に異径の空気孔が形成されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の2次元周期構造を有する高周波デバイス。   The high-frequency device having a two-dimensional periodic structure according to claim 1, wherein air holes having different diameters are locally formed in the perforated region. 前記端子部の少なくとも1つは2個の前記空気孔それぞれに挿通された2個の金属ピンからなり、
前記2個の金属ピンの一方がシグナル電極を形成し、前記2個の金属ピンの他方がグランド電極を形成し、
前記2個の金属ピンが前記外部伝送路としてのスロット線路またはマイクロストリップ線路のシグナル側導体、グランド側導体それぞれに電気的に接続されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の2次元周期構造を有する高周波デバイス。
At least one of the terminal portions is composed of two metal pins inserted into the two air holes,
One of the two metal pins forms a signal electrode, the other of the two metal pins forms a ground electrode,
The two metal pins are electrically connected to a signal side conductor and a ground side conductor of a slot line or a microstrip line as the external transmission path, respectively. A high-frequency device having the two-dimensional periodic structure described in 1.
前記端子部の少なくとも1つは3個の前記空気孔それぞれに挿通された並設状態の3個の金属ピンからなり、
前記3個の金属ピンのうちの中央の金属ピンがシグナル電極を形成し、残りの2個の金属ピンがグランド電極を形成し、
前記中央の金属ピン、前記残りの2個の金属ピンが、前記外部伝送路としてのコプレーナ線路またはマイクロストリップ線路のシグナル側導体、グランド側導体それぞれに電気的に接続されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の2次元周期構造を有する高周波デバイス。
At least one of the terminal portions is composed of three metal pins arranged in parallel inserted through the three air holes,
Of the three metal pins, a central metal pin forms a signal electrode, and the remaining two metal pins form a ground electrode.
The center metal pin and the remaining two metal pins are electrically connected to a signal side conductor and a ground side conductor of a coplanar line or microstrip line as the external transmission path, respectively. Item 7. A high-frequency device having the two-dimensional periodic structure according to any one of items 1 to 6.
前記金属ピンが前記空気孔の内壁に沿うように断面弧状に湾曲した金属板からなることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の2次元周期構造を有する高周波デバイス。   9. The high-frequency device having a two-dimensional periodic structure according to claim 1, wherein the metal pin is made of a metal plate that is curved in a cross-sectional arc shape along the inner wall of the air hole. 前記金属ピンが挿通された空気孔は樹脂接着剤が充填されることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の2次元周期構造を有する高周波デバイス。   The high-frequency device having a two-dimensional periodic structure according to claim 1, wherein the air hole through which the metal pin is inserted is filled with a resin adhesive. 前記樹脂接着剤は導電性であることを特徴とする請求項10に記載の2次元周期構造を有する高周波デバイス。   The high-frequency device having a two-dimensional periodic structure according to claim 10, wherein the resin adhesive is conductive. 前記誘電体基板は金属ケースに収納され、該金属ケースがグランドに接続されることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の2次元周期構造を有する高周波デバイス。   The high-frequency device having a two-dimensional periodic structure according to claim 1, wherein the dielectric substrate is housed in a metal case, and the metal case is connected to a ground.
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