JP2009095011A - 誘電体共振器フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】狭帯域化が図られた誘電体共振器フィルタを提供する。
【解決手段】誘電体共振器フィルタは，空洞を有する外部導体と，前記空洞内に配置され，第１の底面と，第１の軸と，を有する柱状または板状の第１の２重モード誘電体共振器と，前記空洞内に配置され，前記第１の底面と対向する第２の底面と，第２の軸と，を有する柱状または板状の第２の２重モード誘電体共振器と，前記第１の２重モード誘電体共振器上に，前記第１の軸から見て第１の方向に配置される第１の切欠きと，前記第２の２重モード誘電体共振器上に，前記第２の軸から見て，前記第１の方向となす角度が略直角の整数倍となる，第２の方向に配置される第２の切欠きと，前記第１の２重モード誘電体共振器の側面に対向する端部を有する第１の信号端子と，前記第２の２重モード誘電体共振器の側面に対向する端部を有する第２の信号端子と，を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は，誘電体共振器フィルタに関する。

携帯電話の基地局等において，送受信する無線周波数の帯域を規定するためのバンドパスフィルタとして共振器フィルタが用いられている。基地局の小型化のために共振器フィルタの小型化が要請され，誘電体材料を共振器とする誘電体共振器フィルタが利用されている。この誘電体共振器フィルタのさらなる小型化のために，多重モードの誘電体共振器（１つの誘電体共振器内で複数の共振モードが共存する）を用いることが提案されている。例えば，複数の多重モード誘電体共振器を結合して構成されるフィルタの技術が開示されている（特許文献１参照）。

特開２００２−３３６０５号公報

ここで，無線通信の周波数範囲の有効利用のために，誘電体共振器フィルタの狭帯域化の要請がある。
本発明は，狭帯域化が図られた誘電体共振器フィルタを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る誘電体共振器フィルタは，空洞を有する外部導体と，前記空洞内に配置され，第１の底面と，第１の軸と，を有する柱状または板状の第１の誘電体共振器と，前記空洞内に配置され，前記第１の底面と対向する第２の底面と，第２の軸と，を有する柱状または板状の第２の誘電体共振器と，前記第１の誘電体共振器上に，前記第１の軸から見て第１の方向に配置される第１の切欠きと，前記第２の誘電体共振器上に，前記第２の軸から見て，前記第１の方向となす角度が略直角の整数倍となる，第２の方向に配置される第２の切欠きと，前記第１の誘電体共振器の側面に対向する端部を有する第１の信号端子と，前記第２の誘電体共振器の側面に対向する端部を有する第２の信号端子と，を具備することを特徴とする。

本発明によれば，狭帯域化が図られた誘電体共振器フィルタを提供することができる。

以下，本発明の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１は，本発明の第１の実施形態における誘電体共振器フィルタ１００の斜視図である。図２，図３はそれぞれ，上段，下段の誘電体共振器１１１，１２１を軸Ａｘ１０の方向から見た状態を表す平面図である。

誘電体共振器フィルタ１００は，所望の周波数帯域の信号を通過させる帯域通過フィルタとして機能し，外部導体１０１，誘電体共振器１１１，１２１，信号端子１４，１５を有する。

外部導体１０１は，略筒状であり，空洞（キャビティ）１０２を有する。なお，見やすさのために外部導体１０１は仮想線（二点鎖線）で表されている。
本実施形態では，この空洞１０２を円柱形状としている。但し，空洞１０２を他の形状，例えば，角柱形状としても良い。なお，空洞１０２の中心軸が後述の軸Ａｘ１０と一致することが好ましい。
外部導体１０１が導電性であることから，空洞１０２中に電界を閉じこめることが可能となる。即ち，誘電体共振器１１１，１２１から漏れ出す電界が空洞１０２内に閉じこめられる。その結果，外界からの影響が遮断され，誘電体共振器フィルタ１００の特性が安定化する。

誘電体共振器１１１，１２１は，柱状または板状の誘電体材料から構成され，空洞１０２内に，互いに略同軸（軸Ａｘ１０）に配置される。即ち，誘電体共振器１１１，１２１それぞれの底面（ここでは，円形）の中心Ｃ１０１，Ｃ１０２が軸Ａｘ１０とほぼ一致する。
本実施形態では，誘電体共振器１１１，１２１を円柱形状としている。但し，円柱形状に換えて，楕円柱形状，角柱形状を採用しても良い。これらの誘電体共振器１１１，１２１はそれぞれ図示しないアルミナなどからなる支持台に固定される。

誘電体共振器１１１，１２１はそれぞれ，所望の周波数帯域において２重のＥＨモードで共振するように寸法が規定される。即ち，誘電体共振器１１１，１２１内で，互いの電場，磁場が直交する２つの共振モード（ＥＨ１，ＥＨ２モード）が共存可能である。誘電体共振器１１１，１２１全体として，４つの振動が共存し得る。

ここで，誘電体共振器１１１，１２１は，略同一の半径，および高さを有する。この結果，誘電体共振器１１１，１２１での共振モードが共通性（略同一の共振周波数）を有することになる。誘電体共振器１１１，１２１によって，略同一の共振周波数の４つの共振（実質的に４つの共振器）を利用することが可能となり，誘電体共振器フィルタ１００の小型化と狭帯域化の両立が容易となる。

誘電体共振器１１１，１２１は，互いの底面が対向するように配置されることで，電気的に結合される。即ち，一方の誘電体共振器１１１，１２１の共振の成分の一部が伝達され，他方の誘電体共振器１１１，１２１での共振に寄与する。誘電体共振器１１１，１２１間での結合の強さは，誘電体共振器１１１，１２１間の距離によって調節できる。また，誘電体共振器１１１，１２１間にスタッド，スロットを配置することで，結合の強さを調節しても良い。スタッドは，導電性材料から構成される棒状体（例えば，円柱，角柱）である。スロットは，導電性の板状部材に配置される溝穴である。即ち，誘電体共振器１１１，１２１間へのスロットの配置は，スロットを有する板状部材の配置を意味する。

誘電体共振器１１１，１２１はそれぞれ，切欠き１１２，１２２を有する。この切欠きは，誘電体共振器１１１，１２１それぞれ内での２つの共振モード（ＥＨ１，ＥＨ２モード）を結合させるためのものである。この切欠き１１２，１２２が無い場合，誘電体共振器１１１，１２１内でのＥＨ１，ＥＨ２モードは互いに独立である。例えば，誘電体共振器１１１内でＥＨ１モードが励起されても，ＥＨ２モードが励起されることは無い。一方，この切欠き１１２が有る場合，誘電体共振器１１１内でＥＨ１，ＥＨ２モードが結合され，例えば，誘電体共振器１１１内でＥＨ１モードが励起されると，ＥＨ２モードも励起される。切欠き１１２，１２２の存在によって，一方の共振モード（ＥＨ１，ＥＨ２モード）の成分から他方の共振モードの成分への変換が生じる（モード結合）。

切欠き１１２，１２２はそれぞれ，誘電体共振器１１１，１２１上に，軸Ａｘ１０から見て，軸Ａｘ１０に垂直な方向Ａ１１，Ａ１２に配置される。この方向Ａ１１，Ａ１２は，切欠き１１２，１２２の面Ｓ１１，Ｓ１２（誘電体共振器１１１，１２１が切り欠かれた断面）の中心Ｃ１１，Ｃ１２（重心）を基準として規定することができる。方向Ａ１１，Ａ１２は，軸Ａｘ１０に垂直な方向Ａ１０からの角度θ１１，θ１２によって規定することができる。
ここで，軸Ａｘ１０から見て方向Ａ１１，Ａ１２のなす角度θ１６（＝θ１２−θ１１）が誘電体共振器フィルタ１００の狭帯域化の狭帯域化に際して重要な要素であることが判った。具体的には，角度θ１６が略直角の整数倍となるようにすることで，誘電体共振器フィルタ１００の狭帯域化が可能である。この詳細は後述する。

本実施形態では，切欠き１１２，１２２の面Ｓ１１，Ｓ１２は，図１の左右に平行な辺を有する平面形状（矩形）である。但し，面Ｓ１１，Ｓ１２として，これ以外の形状を採用することができる。切欠き１１２，１２２（面Ｓ１１，Ｓ１２）の形状を特定しなくとも，誘電体共振器１１１，１２１内でモード結合が生じるからである。例えば，面Ｓ１１，Ｓ１２を曲面とすることが可能である。なお，誘電体共振器１１１，１２１を同一の形状，寸法とし，切欠き１１２，１２２を同一の形状，寸法とすると，誘電体共振器１１１，１２１それぞれでのモード結合の大きさを同一とすることができる。
なお，切欠き１１２，１２２は，軸Ａｘ１０に沿って，誘電体共振器１１１，１２１を軸Ａｘ１０に向かって深さＨ１１，Ｈ１２研磨することで形成できる。

信号端子１４，１５は信号を入出力する端子である。ここでは，信号端子１４，１５をそれぞれ，信号入力端子，信号出力端子とする。
信号端子１４，１５は，誘電体共振器１１１，１２１の側面に対向する端部を有する。信号端子１４，１５はそれぞれ，誘電体共振器１１１，１２１と電界により結合される。信号端子１４から誘電体共振器１１１に電界を印加できる（信号端子１４から誘電体共振器フィルタ１００への信号の入力）。また，誘電体共振器１２１から信号端子１５に電界を印加できる（誘電体共振器フィルタ１００から信号端子１５への信号の出力）。

信号端子１４，１５はそれぞれ，誘電体共振器１１１，１２１の側面に対向して，軸Ａｘ１０から軸Ａｘ１０に垂直な方向Ａ１４，Ａ１５に配置される。この方向Ａ１４，Ａ１５は，信号端子１４，１５の端部の中心を基準として規定することができる。方向Ａ１４，Ａ１５は，軸Ａｘ１０に垂直な方向Ａ１０からの角度θ１４，θ１５によって規定することができる。

信号端子１４，１５の方向Ａ１４，Ａ１５それぞれと，切欠き１１２，１２２の方向Ａ１１，Ａ１２のなす角度θ１８，θ１９（θ１８＝θ１４−θ１１，θ１９＝θ１５−θ１２）が，「略４５°±９０°×ｎ」であることが好ましい（ｎ：整数）。言い換えれば，信号端子１４，１５の方向Ａ１４，Ａ１５と，切欠き１１２，１２２の方向Ａ１１，Ａ１２とが平行，垂直でないことが好ましい。方向Ａ１４，Ａ１５を方向Ａ１１，Ａ１２の斜方向とすることで，誘電体共振器１１１，１２１内でのモード結合を大きくすることができるためである。方向Ａ１４，Ａ１５を方向Ａ１１，Ａ１２に対して平行，垂直とすると，信号端子１４，１５からの電界によって誘電体共振器１１１，１２１内に励起される共振モードＥＨ１は，これと直交する共振モードＥＨ２と事実上結合しない。

信号端子１４，１５は，軸Ａｘ１０を基準として，互いに略９０°の整数倍の角度φ（＝θ１５−θ１４）をなすように配置される。例えば，信号入出力のための配線の取り回しの関係で信号端子１４，１５が略同一方向（略平行）となるように配置される。誘電体共振器１１１，１２１がＥ−Ｈモードで共振される関係で，角度θ１９が略９０°の整数倍となる。

図４は，誘電体共振器フィルタ１００の等価回路を表す回路図である。誘電体共振器１１１，１２１それぞれでの２重のＥＨモードに対応して，容量素子（コンデンサ）Ｃ１１１，Ｃ１１２，Ｃ１２１，Ｃ１２２，インダクタンス素子（コイル）Ｌ１１１，Ｌ１１２，Ｌ１２１，Ｌ１２２が４つの共振器（Ｃ１１１−Ｌ１１１，Ｃ１１２−Ｌ１１２，Ｃ１２１−Ｌ１２１，Ｃ１２２−Ｌ１２２）を構成する。誘電体共振器１１１，１２１それぞれ内の共振器は容量素子Ｃ１１３，Ｃ１２３で結合される。容量素子Ｃ１１３，Ｃ１２３はそれぞれ，切欠き１１２，１２２に対応する。

容量素子Ｃ１４は，信号端子１４と誘電体共振器１１１間での容量結合に対応する。容量素子Ｃ１５は，信号端子１５と誘電体共振器１２１間での容量結合に対応する。容量素子Ｃ１６は，誘電体共振器１１１，１２１間の容量結合に対応する。即ち，ここでは，誘電体共振器１１１，１２１間が容量で結合される例を示している。誘電体共振器１１１，１２１間にスリットを配置すれば、共振器１１１，１２１間は誘導結合され，容量素子Ｃ１６はインダクンス素子Ｌ１６で置換される。

（実施例）
上記実施形態の誘電体共振フィルタ１００での実験結果につき説明する。なお，本実験において，各誘電体共振器１１１，１２１および切欠き１１２，１２２を次のように規定した。
・誘電体共振器１１１，１２１の構成材料： チタン酸カルシウム（比誘電率εｒ＝４４ ）
・誘電体共振器１１１，１２１の直径Ｄ１１，Ｄ１２： ３７ｍｍ
・誘電体共振器１１１，１２１の長さＬ１１，Ｌ１２： １０ｍｍ
・切欠き１１２，１２２の深さＨ１１，Ｈ１２： １．７５ｍｍ

切欠き１１２，１２２，信号端子１４，１５の角度（θ１１，θ１２，θ１４，θ１５）と誘電体共振器フィルタ１００の特性との対応関係を調べた。
表１，表２，図５〜図８は，信号端子１４，１５の角度（θ１４，θ１５）を一定とし，切欠き１１２，１２２の角度（θ１１，θ１２）を変化させたときの誘電体共振器フィルタ１００の特性を表す。図５〜８のグラフの縦軸が透過信号の強度［ｄＢ］，横軸が周波数［ＧＨｚ］を表す。

表１，２に示すように，試料Ｇ１２，Ｇ１４，Ｇ２１，Ｇ２３，Ｇ３２，Ｇ３４，Ｇ４１，Ｇ４３において，他の試料（試料Ｇ１１，Ｇ１３，Ｇ２２，Ｇ２４，Ｇ３１，Ｇ３３，Ｇ４２，Ｇ４４）よりも波形が急峻となり，減衰極による狭帯域化が図られた。このとき，角度θ１１，θ１２の差θ１６（θ１２−θ１１）の絶対値が９０°であった。

以上のように，誘電体共振器１１１，１２１に切欠き１１２，１２２を配置し，軸Ａｘ１０から切欠き１１２，１２２に向かう方向Ａ１１，Ａ１２の絶対値が略９０°とすることで，誘電体共振器フィルタ１００の狭帯域化を図ることができる。

（第２の実施形態）
図９は，本発明の第２の実施形態における誘電体共振器フィルタ２００の斜視図である。図１０〜図１２はそれぞれ，上段，中断，下段の誘電体共振器２１１〜２３１を軸Ａｘ２０の方向から見た状態を表す平面図である。

誘電体共振器フィルタ２００は，所望の周波数帯域の信号を通過させる帯域通過フィルタとして機能し，外部導体２０１，隔壁２１０，２２０，誘電体共振器２１１〜２３１，信号端子２４，２５を有する。

外部導体２０１は，略筒状であり，空洞（キャビティ）２０２を有する。なお，見やすさのために外部導体１０１は仮想線（二点鎖線）で表されている。
本実施形態では，この空洞２０２を円柱形状としている。但し，空洞２０２を他の形状，例えば，角柱形状としても良い。なお，空洞２０２の中心軸が後述の軸Ａｘ２０と一致することが好ましい。

隔壁２１０，２２０は，空洞２０２を３つの区画に区切り，誘電体共振器２１１〜２３１それぞれが個別の区画に配置されるようにする。隔壁２１０，２２０には誘電体共振器２１１〜２３１を電気的に結合するためのスロット（図示せず）が形成される。

誘電体共振器２１１〜２３１は，柱状または板状の誘電体材料から構成され，空洞１０２内に，互いに略同軸（軸Ａｘ２０）に配置される。即ち，誘電体共振器２１１〜２３１それぞれの底面（ここでは，円形）の中心Ｃ２０１〜Ｃ２０３が軸Ａｘ１０とほぼ一致する。
本実施形態では，誘電体共振器２１１〜２３１を円柱形状としている。但し，円柱形状に換えて，楕円柱形状，角柱形状を採用しても良い。これらの誘電体共振器２１１〜２３１はそれぞれ図示しないアルミナなどからなる支持台に固定される。

誘電体共振器２１１〜２３１はそれぞれ，所望の周波数帯域において２重のＥＨモードで共振するように寸法が規定される。即ち，誘電体共振器２１１〜２３１内で，互いの電場，磁場が直交する２つの共振モード（ＥＨ１，ＥＨ２モード）が共存可能である。誘電体共振器２１１〜２３１全体として，６つの振動が共存し得る。

誘電体共振器２１１〜２３１は，互いの底面が対向するように配置されることで，隔壁２１０，２２０のスロットを介して電気的に結合される。

誘電体共振器２１１〜２３１はそれぞれ，切欠き２１２〜２３２を有する。この切欠きは，誘電体共振器２１１〜２３１それぞれ内での２つの共振モード（ＥＨ１，ＥＨ２モード）を結合させるためのものである（モード結合）。

切欠き２１２〜２３２はそれぞれ，誘電体共振器２１１〜２３１上に，軸Ａｘ２０から見て，軸Ａｘ２０に垂直な方向Ａ２１〜Ａ２３に配置される。この方向Ａ２１〜Ａ２３は，切欠き２１２〜２３２の面Ｓ２１〜Ｓ２３（誘電体共振器２１１〜２３１が切り欠かれた断面）の中心Ｃ２１〜Ｃ２３（重心）を基準として規定することができる。方向Ａ２１〜Ａ２３は，軸Ａｘ２０に垂直な方向Ａ２０からの角度θ２１〜θ２３によって規定することができる。

本実施形態では，切欠き２１２〜２３２の面Ｓ２１〜Ｓ２３は，図１３の左右に平行な辺を有する平面形状（矩形）である。但し，面Ｓ２１〜Ｓ２３として，これ以外の形状，例えば，曲面を採用することができる。切欠き２１２〜２３２（面Ｓ２１〜Ｓ２３）の形状を特定しなくとも，誘電体共振器２１１〜２３１内でモード結合が生じるからである。
なお，切欠き２１２〜２３２は，軸Ａｘ２０に沿って，誘電体共振器２１１〜２３１を軸Ａｘ２０に向かって深さＨ２１〜Ｈ２３研磨することで形成できる。

信号端子２４，２５は信号を入出力する端子である。ここでは，信号端子２４，２５をそれぞれ，信号入力端子，信号出力端子とする。
信号端子２４，２５は，誘電体共振器２１１，２３１の側面に対向する端部を有する。信号端子２４，２５はそれぞれ，誘電体共振器２１１，２３１と電界により結合される。

信号端子２４，２５はそれぞれ，誘電体共振器２１１，２３１の側面に対向して，軸Ａｘ２０から軸Ａｘ２０に垂直な方向Ａ２４，Ａ２５に配置される。この方向Ａ２４，Ａ２５は，信号端子２４，２５の端部の中心を基準として規定することができる。方向Ａ２４，Ａ２５は，軸Ａｘ２０に垂直な方向Ａ２０からの角度θ２４，θ２５によって規定することができる。

信号端子２４，２５の方向Ａ２４，Ａ２５それぞれと，切欠き２１２，２３２の方向Ａ２１，Ａ２３のなす角度θ２８，θ２９（θ２８＝θ２４−θ２１，θ２９＝θ２５−θ２２）が，「略４５°±９０°×ｎ」であることが好ましい（ｎ：整数）。

信号端子２４，２５は，軸Ａｘ２０を基準として，互いに略９０°の整数倍の角度φ（＝θ２５−θ２４）をなすように配置される。例えば，信号入出力のための配線の取り回しの関係で信号端子２４，２５が略直交するように配置される。

図１３は，誘電体共振器フィルタ２００の等価回路を表す回路図である。誘電体共振器２１１〜２３１それぞれでの２重のＥＨモードに対応して，容量素子（コンデンサ）Ｃ２１１，Ｃ２１２，Ｃ２２１，Ｃ２２２，Ｃ２３１，Ｃ２３２，インダクタンス素子（コイル）Ｌ２１１，Ｌ２１２，Ｌ２２１，Ｌ２２２，Ｌ２３１，Ｌ２３２が６つの共振器を構成する。誘電体共振器２１１〜２３１それぞれ内の共振器は容量素子Ｃ２１３〜Ｃ２３３で結合される。容量素子Ｃ２１３〜Ｃ２３３はそれぞれ，切欠き２１２〜２３２に対応する。

容量素子Ｃ２４は，信号端子２４と誘電体共振器２１１間での容量結合に対応する。容量素子Ｃ２５は，信号端子２５と誘電体共振器２３１間での容量結合に対応する。インダクタンス素子Ｌ２６，Ｌ２７はそれぞれ，誘電体共振器２１１〜２３１間の誘導結合に対応する。この例では，隔壁２１０，２２０のスロットにより誘電体共振器２１１〜２３１間が誘導結合する。

（実施例）
上記実施形態の誘電体共振器フィルタ２００での実験結果につき説明する。なお，本実験において，各誘電体共振器２１１〜２３１および切欠き２１２〜２３２を次のように規定した。
・誘電体共振器２１１〜２３１の構成材料： チタン酸カルシウム（比誘電率εｒ＝４４ ）
・誘電体共振器２１１〜２３１の直径Ｄ２１〜Ｄ２３： ３７ｍｍ
・誘電体共振器２１１〜２３１の長さＬ２１〜Ｌ２３： １０ｍｍ
・切欠き２１２〜２３２の深さＨ２１〜Ｈ２３： １．７５ｍｍ

切欠き２１２〜２３２，信号端子２４，２５の角度（θ１１，θ１２，θ１４，θ１５）と誘電体共振器フィルタ２００の特性との対応関係を調べた。
図１４，図１５はそれぞれ，切欠き２１２〜２３２の角度（θ２１，θ２２，θ２３）を（０°，０°，０°），（０°，０°，９０°）としたときの誘電体共振器フィルタ２００の特性を表す。なお，減衰極の位置を下向きの矢印で表している。

図１４，図１５において，２つの減衰極が出現し，特に，図１５において波形が急峻であった。このとき，角度θ２２，θ２１の差θ２６（θ２２−θ２１），角度θ２３，θ２１の差θ２７（θ２３−θ２１）はそれぞれ，０°，９０°であった。

以上のように，誘電体共振器２１１〜２３１に切欠き２１２〜２３２を配置し，軸Ａｘ２０から切欠き２１２〜２３２に向かう方向Ａ２１〜Ａ２３のなす角度差θ２５，差θ２６をそれぞれ，０°，９０°とすることで，誘電体共振器フィルタ２００の狭帯域化を図ることができる。

（変形例）
以下，変形例として，第１，第２の実施形態において，誘電体共振フィルタまたは切り欠きの形状を変化させた場合を説明する。以下に示すように，これらの形状が異なっていても切り欠きの角度を適切に規定することで，減衰極を発生させ，特性の狭帯域化を図ることができる。

Ａ．変形例１
第１の実施形態において誘電体共振フィルタの切欠きの形状を変化させた場合につき説明する。本発明の第１の実施形態の変形例（変形例１）における誘電体共振器フィルタ１００Ａは，上段，下段の誘電体共振器１１１Ａ，１２１Ａを有する。図１６Ａ，図１６Ｂはそれぞれ，誘電体共振器１１１Ａ，１２１Ａを軸方向から見た状態を表す平面図である。

ここで，誘電体共振器１１１Ａ，１２１Ａはそれぞれ，切欠き１１２Ａ，１２２Ａを有する。第１の実施形態において，切欠き１１２，１２２は平面形状の面Ｓ１１，Ｓ１２を有していた。これに対し，変形例１では，切欠き１１２Ａ，１２２Ａはそれぞれ，１の底面および２つの側面を有する略直方体形状の溝である。
なお，誘電体共振器フィルタ１００Ａは，切欠き１１２Ａ，１２２Ａの形状以外の点では，誘電体共振器フィルタ１００と実質的な相違が無いので，斜視図を省略することとする。

上記変形例１での実験結果につき説明する。なお，本実験において，各誘電体共振器１１１Ａ，１２１Ａおよび切欠き１１２Ａ，１２２Ａを次のように規定した。
・誘電体共振器１１１Ａ，１２１Ａの構成材料： チタン酸カルシウム（比誘電率εｒ＝４４ ）
・誘電体共振器１１１A，１２１Aの直径Ｄ１１A，Ｄ１２A： ３７ｍｍ
・誘電体共振器１１１A，１２１Aの長さＬ１１A，Ｌ１２A： １０ｍｍ
・切欠き１１２A，１２２Aの深さＨ１１A，Ｈ１２A： ２．１ｍｍ
・切欠き１１２A，１２２Aの幅Ｄ１１A，Ｄ１２A： ３．０ｍｍ

図１７は，表１，表２のG１４（θ１１＝０°，θ１２＝２７０°），Ｇ４１（θ１１＝２７０°，θ１２＝０°）それぞれと同一の角度条件のときの誘電体共振器フィルタ１００ＡのグラフＧＡ１，ＧＡ２を表す。図１７のグラフの縦軸が透過信号の強度［ｄＢ］，横軸が周波数［ＧＨｚ］を表す。グラフＧＡ１，ＧＡ２はほぼ重なり，いずれも１．９２ＧＨｚ付近に減衰極を有する（矢印で図示）。

Ｂ．変形例２
第１の実施形態において誘電体共振フィルタの形状を変化させた場合につき説明する。本発明の第１の実施形態の変形例（変形例２）における誘電体共振器フィルタ１００Ｂは，上段，下段の誘電体共振器１１１Ｂ，１２１Ｂを有する。図１８Ａ，図１８Ｂはそれぞれ，誘電体共振器１１１Ｂ，１２１Ｂを軸方向から見た状態を表す平面図である。

ここで，誘電体共振器１１１Ｂ，１２１Ｂはそれぞれ，切欠き１１２Ｂ，１２２Ｂを有する。第１の実施形態において，誘電体共振器１１１Ｂ，１２１Ｂは円柱形状である。これに対し，変形例２では，誘電体共振器１１１Ｂ，１２１Ｂはそれぞれ，正４角柱形状である。
なお，誘電体共振器フィルタ１００Ｂは，誘電体共振器１１１Ｂ，１２１Ｂの形状以外の点では，誘電体共振器フィルタ１００と実質的な相違が無いので，斜視図を省略する。

上記変形例２での実験結果につき説明する。なお，本実験において，各誘電体共振器１１１A，１２１Aおよび切欠き１１２Ｂ，１２２Ｂを次のように規定した。
・誘電体共振器１１１Ｂ，１２１Ｂの構成材料： チタン酸カルシウム（比誘電率εｒ＝４４ ）
・誘電体共振器１１１Ｂ，１２１Ｂの辺の長さＸ１１Ｂ，Ｘ１２Ｂ：２６ｍｍ
・誘電体共振器１１１Ｂ，１２１Ｂの長さＬ１１Ｂ，Ｌ１２Ｂ： １０ｍｍ
・切欠き１１２Ｂ，１２２Ｂの深さＨ１１Ｂ，Ｈ１２Ｂ： ６ｍｍ

図１９は，表１，表２のＧ１４（θ１１＝０°，θ１２＝２７０°），Ｇ４１（θ１１＝２７０°，θ１２＝０°）それぞれと同一の角度条件のときの誘電体共振器フィルタ１００ＢのグラフＧＢ１，ＧＢ２を表す。図１９のグラフの縦軸が透過信号の強度［ｄＢ］，横軸が周波数［ＧＨｚ］を表す。グラフＧＢ１，ＧＢ２はそれぞれ，２．０６ＧＨｚ付近に１つおよび２つの減衰極を有する（矢印で図示）。

Ｃ．変形例３
第２の実施形態において誘電体共振フィルタの切欠きの形状を変化させた場合につき説明する。本発明の第２の実施形態の変形例（変形例３）における誘電体共振器フィルタ２００Ａは，誘電体共振器２１１Ａ〜２３１Ａを有する。

ここで，誘電体共振器２１１Ａ〜２３１Ａはそれぞれ，切欠き２１２Ａ〜２３２Ａを有する。切欠き２１２Ａ〜２３２Ａはそれぞれ，変形例１と同様，１の底面および２つの側面を有する略直方体形状の溝である。
なお，誘電体共振器フィルタ２００Ａは，誘電体共振器の個数以外の点では，誘電体共振器フィルタ１００Ａと実質的な相違が無いので，図示を省略することとする。

上記変形例３での実験結果につき説明する。なお，本実験において，各誘電体共振器２１１Ａ〜２３１Ａおよび切欠き２１２Ａ〜２３２Ａそれぞれを第１の変形例と同様に規定した。

図２０は，切欠き２１２〜２３２の角度（θ２１，θ２２，θ２３）を（０°，０°，０°），（０°，０°，９０°）としたときの誘電体共振器フィルタ２００Ａの特性（グラフＧＣ１，ＧＣ２）を表す。グラフＧＣ１は，１．７５ＧＨｚおよび２．１９ＧＨｚ近傍，グラフＧＣ２は，１．８６ＧＨｚおよび２．２７ＧＨｚ近傍にそれぞれ２つの減衰極を有する（矢印で図示）。

Ｄ．変形例４
第２の実施形態において誘電体共振フィルタの形状を変化させた場合につき説明する。本発明の第２の実施形態の変形例（変形例４）における誘電体共振器フィルタ２００Ｂは，誘電体共振器２１１Ｂ〜２３１Ｂを有する。誘電体共振器２１１Ｂ〜２３１Ｂはそれぞれ，切欠き２１２Ｂ〜２３２Ｂを有する。

ここで，誘電体共振器２１１Ｂ〜２３１Ｂはそれぞれ，変形例２と同様，正４角柱形状である。
なお，誘電体共振器フィルタ２００Ｂは，誘電体共振器の個数以外の点では，誘電体共振器フィルタ１００Ｂと実質的な相違が無いので，図示を省略することとする。

上記変形例４での実験結果につき説明する。なお，本実験において，各誘電体共振器２１１Ｂ〜２３１Ｂおよび切欠き２１２Ｂ〜２３２Ｂを第２の変形例と同様に規定した。

図２１はそれぞれ，切欠き２１２〜２３２の角度（θ２１，θ２２，θ２３）を（０°，０°，０°），（０°，０°，９０°）としたときの誘電体共振器フィルタ２００Ｃの特性（グラフＧＤ１，ＧＤ２）を表す。グラフＧＤ１は，１．７８ＧＨｚおよび２．０４ＧＨｚ近傍，グラフＧＤ２は，１．６６ＧＨｚおよび２．０７ＧＨｚ近傍にそれぞれ２つの減衰極を有する（矢印で図示）。

（その他の実施形態）
本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張，変更可能であり，拡張，変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

既述のように，誘電体共振器および切欠きには種々の形状が適用できる。上記実施形態に示したように，誘電体共振器として，円柱，正４角柱を利用できる。これに加えて，これらの中間的な形状，例えば，八角柱，楕円柱を利用できる。柱状以外に板状も利用できる。上記実施形態に示したように，切欠きとして，平板状，溝形状を利用できる。また，複数の誘電体共振器間で別形状を用いることも可能である。誘電体共振器間での電磁的な結合は，誘電体共振器間に配置するスタッドあるいはスロットの影響が大きく，誘電体共振器あるいは切り欠き自体の形状は電磁的な結合への影響がそれほど大きくないと考えられる。

角度関係には，多少の幅が認められる。例えば，切欠き１１１，１２１の方向Ａ１１，Ａ１２のなす角度θ１６（θ１２−θ１１）は９０°を中心として，実質的に±１０°（好ましくは，±５°）程度の幅が認められ，この範囲で誘電体共振器フィルタ１００の狭帯域化を図ることができる。他の角度についても同様の幅が認められた。

本発明の第１の実施形態における誘電体共振器フィルタの斜視図である。 上段の誘電体共振器を示す平面図である。 下段の誘電体共振器を示す平面図である。 図１に示す誘電体共振器フィルタの等価回路の一例を示す回路図である。 誘電体共振器フィルタの電気特性の一例を示すグラフである。 誘電体共振器フィルタの電気特性の一例を示すグラフである。 誘電体共振器フィルタの電気特性の一例を示すグラフである。 誘電体共振器フィルタの電気特性の一例を示すグラフである。 本発明の第２の実施形態における誘電体共振器フィルタの斜視図である。 上段の誘電体共振器を示す平面図である。 中段の誘電体共振器を示す平面図である。 下段の誘電体共振器を示す平面図である。 図１３に示す誘電体共振器フィルタの等価回路の一例を示す回路図である。 誘電体共振器フィルタの電気特性の一例を示すグラフである。 誘電体共振器フィルタの電気特性の一例を示すグラフである。 変形例１における上段の誘電体共振器を示す平面図である。 変形例１における下段の誘電体共振器を示す平面図である。 変形例１における誘電体共振器フィルタの電気特性の一例を示すグラフである。 変形例２における上段の誘電体共振器を示す平面図である。 変形例２における下段の誘電体共振器を示す平面図である。 変形例２における誘電体共振器フィルタの電気特性の一例を示すグラフである。 変形例３における誘電体共振器フィルタの電気特性の一例を示すグラフである。 変形例４における誘電体共振器フィルタの電気特性の一例を示すグラフである。

符号の説明

１００ 誘電体共振器フィルタ
１０１ 外部導体
１０２ 空洞
１１１，１２１ 誘電体共振器
１１２，１２２ 切欠き
１４，１５ 信号端子
２００ 誘電体共振器フィルタ
２０１ 外部導体
２０２ 空洞
２１０，２２０ 隔壁
２１１-２３１ 誘電体共振器
２１２，２３２ 切欠き

Claims (5)

1. 空洞を有する外部導体と，
   前記空洞内に配置され，第１の底面と，第１の軸と，を有する柱状または板状の第１の２重モード誘電体共振器と，
   前記空洞内に配置され，前記第１の底面と対向する第２の底面と，第２の軸と，を有する柱状または板状の第２の２重モード誘電体共振器と，
   前記第１の２重モード誘電体共振器上に，前記第１の軸から見て第１の方向に配置される第１の切欠きと，
   前記第２の２重モード誘電体共振器上に，前記第２の軸から見て，前記第１の方向となす角度が略直角の整数倍となる，第２の方向に配置される第２の切欠きと，
   前記第１の２重モード誘電体共振器の側面に対向する端部を有する第１の信号端子と，
   前記第２の２重モード誘電体共振器の側面に対向する端部を有する第２の信号端子と，
   を具備することを特徴とする誘電体共振器フィルタ。
2. 前記第１，第２の２重モード誘電体共振器の少なくともいずれかの断面形状が円状，楕円形状，または多角形状であることを特徴とする請求項１に記載の誘電体共振器フィルタ。
3. 前記角度が略直角であることを特徴とする請求項１または２に記載の誘電体共振器フィルタ。
4. 前記第１，第２の２重モード誘電体共振器の間に配置され，前記第１，第２の面とそれぞれ対向する第３，第４の底面を有する柱状の第３の２重モード誘電体共振器と，
   前記第３の２重モード誘電体共振器上に，前記第３の軸から見て，第３の方向に配置される第３の切欠きと，
   をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の誘電体共振器フィルタ。
5. 前記第１，第２の切欠きがそれぞれ，前記第１，第２の軸に沿って配置される，
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の誘電体共振器フィルタ。

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