JP3353717B2 - 誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信機装置 - Google Patents
誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信機装置Info
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
- H01P1/203—Strip line filters
- H01P1/20309—Strip line filters with dielectric resonator
- H01P1/20318—Strip line filters with dielectric resonator with dielectric resonators as non-metallised opposite openings in the metallised surfaces of a substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
- H04B1/40—Circuits
- H04B1/50—Circuits using different frequencies for the two directions of communication
- H04B1/52—Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波やミリ
波帯で使用される誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ
および通信機装置に関する。
波帯で使用される誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ
および通信機装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ波やミリ波帯への使用周波数の
移行に伴って、誘電体共振器の配置や形状を電極のパタ
ーニングにより容易に且つ精緻にできるものとして平面
回路型の誘電体共振器および誘電体フィルタが提案され
ている。
移行に伴って、誘電体共振器の配置や形状を電極のパタ
ーニングにより容易に且つ精緻にできるものとして平面
回路型の誘電体共振器および誘電体フィルタが提案され
ている。
【０００３】そこで、従来の誘電体フィルタにおける第
一の例を、図8に基づいて説明する。なお、図8は従来の
誘電体フィルタの分解斜視図である。図8に示すように
従来の誘電体フィルタ110aは、対向する二面に電極が形
成された誘電体基板120aと、下ケース112および上ケー
ス111とから構成されている。誘電体基板120aに形成さ
れた電極には、電極が除去されることにより五つの円形
の開口部121a〜121eが形成され、裏面電極の対向する位
置にも同形状の開口部が形成されている。この開口部12
1a〜121eによって規定される部分および上下のケース11
1、112で誘電体共振器122a〜122eを構成し、その開口部
121a〜121eの形状や誘電体基板120aの厚みなどによっ
て、その共振周波数が決まる。
一の例を、図8に基づいて説明する。なお、図8は従来の
誘電体フィルタの分解斜視図である。図8に示すように
従来の誘電体フィルタ110aは、対向する二面に電極が形
成された誘電体基板120aと、下ケース112および上ケー
ス111とから構成されている。誘電体基板120aに形成さ
れた電極には、電極が除去されることにより五つの円形
の開口部121a〜121eが形成され、裏面電極の対向する位
置にも同形状の開口部が形成されている。この開口部12
1a〜121eによって規定される部分および上下のケース11
1、112で誘電体共振器122a〜122eを構成し、その開口部
121a〜121eの形状や誘電体基板120aの厚みなどによっ
て、その共振周波数が決まる。
【０００４】下ケース112は、基板113と基板113上に搭
載された金属枠114とからなり、金属枠114には誘電体基
板120aが搭載されるため、内部に段差部115が形成され
ている。基板113表面の所定の部分には電極116が形成さ
れ、さらに基板113表面には入出力結合手段として、マ
イクロストリップライン130、131が入力用・出力用にそ
れぞれ形成されている。また、基板113裏面のほぼ全面
に電極が形成されている。そして、不要モードの影響を
排除するためスルーホール117を通して基板113表面のマ
イクロストリップライン130、131以外の電極が基板113
裏面の電極に導通されている。
載された金属枠114とからなり、金属枠114には誘電体基
板120aが搭載されるため、内部に段差部115が形成され
ている。基板113表面の所定の部分には電極116が形成さ
れ、さらに基板113表面には入出力結合手段として、マ
イクロストリップライン130、131が入力用・出力用にそ
れぞれ形成されている。また、基板113裏面のほぼ全面
に電極が形成されている。そして、不要モードの影響を
排除するためスルーホール117を通して基板113表面のマ
イクロストリップライン130、131以外の電極が基板113
裏面の電極に導通されている。
【０００５】このような構成を有する誘電体フィルタ11
0aでは、下ケース112の内部段差部115に誘電体基板120a
が搭載され、導電性接着剤などにより固定されている。
また、下ケース112の金属枠114の上に上ケース111が搭
載されて固定されている。そして、入出力結合手段とし
てのマイクロストリップライン130に入力信号が入力さ
れると、マイクロストリップライン130と誘電体共振器1
22aとが結合し、誘電体共振器122aはTE010モードで共振
する。さらに、隣り合う誘電体共振器122a〜122e同士が
結合した後、出力側のマイクロストリップライン131か
ら信号が出力されて、誘電体フィルタ110aは五段の帯域
通過フィルタとして機能している。TE010モード誘電体
共振器の無負荷Ｑ（以下Ｑ0とする）は後述する矩形ス
ロットモードの誘電体共振器のＱ0に比べて高く、例え
ば26GHzにおいてTE010モード誘電体共振器のＱ0は1900
程度であり、矩形スロットモード誘電体共振器のＱ0は7
00程度である。このようにTE010モードを使用すると誘
電体共振器のＱ0が高いため、挿入損失の小さい誘電体
フィルタが得られる。
0aでは、下ケース112の内部段差部115に誘電体基板120a
が搭載され、導電性接着剤などにより固定されている。
また、下ケース112の金属枠114の上に上ケース111が搭
載されて固定されている。そして、入出力結合手段とし
てのマイクロストリップライン130に入力信号が入力さ
れると、マイクロストリップライン130と誘電体共振器1
22aとが結合し、誘電体共振器122aはTE010モードで共振
する。さらに、隣り合う誘電体共振器122a〜122e同士が
結合した後、出力側のマイクロストリップライン131か
ら信号が出力されて、誘電体フィルタ110aは五段の帯域
通過フィルタとして機能している。TE010モード誘電体
共振器の無負荷Ｑ（以下Ｑ0とする）は後述する矩形ス
ロットモードの誘電体共振器のＱ0に比べて高く、例え
ば26GHzにおいてTE010モード誘電体共振器のＱ0は1900
程度であり、矩形スロットモード誘電体共振器のＱ0は7
00程度である。このようにTE010モードを使用すると誘
電体共振器のＱ0が高いため、挿入損失の小さい誘電体
フィルタが得られる。
【０００６】次に、従来の誘電体フィルタにおける第二
の例を、図9に基づいて説明する。なお、図9は従来の誘
電体フィルタの分解斜視図であり、先の例と同一部には
同符号を付し詳細な説明は省略する。図9に示すように
従来の誘電体フィルタ110bにおいては、誘電体基板120b
に形成された電極の開口部123a〜123eの形状が先の例と
は異なり矩形であり、それらにより誘電体共振器124a〜
124eが構成されている。開口部123a〜123eの形状を矩形
にすることにより、共振モードは矩形スロットモードと
なる。矩形スロットモードはTE010モードよりも電磁界
の閉じ込め性が弱まるため、入出力結合手段との結合
（以下Ｑeとする）や誘電体共振器124a〜124e同士の結
合が取り易くなる。
の例を、図9に基づいて説明する。なお、図9は従来の誘
電体フィルタの分解斜視図であり、先の例と同一部には
同符号を付し詳細な説明は省略する。図9に示すように
従来の誘電体フィルタ110bにおいては、誘電体基板120b
に形成された電極の開口部123a〜123eの形状が先の例と
は異なり矩形であり、それらにより誘電体共振器124a〜
124eが構成されている。開口部123a〜123eの形状を矩形
にすることにより、共振モードは矩形スロットモードと
なる。矩形スロットモードはTE010モードよりも電磁界
の閉じ込め性が弱まるため、入出力結合手段との結合
（以下Ｑeとする）や誘電体共振器124a〜124e同士の結
合が取り易くなる。
【０００７】このことについて図10、11のグラフを用い
て説明する。図10は入出力結合手段と誘電体基板との距
離に対するＱeの関係を表すグラフであり、実線がTE010
モード誘電体共振器、破線が矩形スロットモード誘電体
共振器である。図10からも矩形スロットモードが入出力
結合手段との結合を取り易いことがわかる。また、図11
は誘電体共振器を構成する電極の開口部間の間隔に対す
る結合係数の関係を表すグラフであり、実線がTE010モ
ード誘電体共振器、破線が矩形スロットモード誘電体共
振器である。図11からも矩形スロットモードが誘電体共
振器同士の結合を取り易いことがわかる。
て説明する。図10は入出力結合手段と誘電体基板との距
離に対するＱeの関係を表すグラフであり、実線がTE010
モード誘電体共振器、破線が矩形スロットモード誘電体
共振器である。図10からも矩形スロットモードが入出力
結合手段との結合を取り易いことがわかる。また、図11
は誘電体共振器を構成する電極の開口部間の間隔に対す
る結合係数の関係を表すグラフであり、実線がTE010モ
ード誘電体共振器、破線が矩形スロットモード誘電体共
振器である。図11からも矩形スロットモードが誘電体共
振器同士の結合を取り易いことがわかる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで近年の高周波
関連分野では、特性の要求も厳しいものとなっており、
挿入損失についても2dB程度以下の誘電体フィルタが要
求されている。ここで、従来の誘電体フィルタにおける
比帯域に対する挿入損失の関係を図12のグラフに示す。
なお、図12において実線は上記第一の従来例に関するグ
ラフであり、破線は上記第二の従来例に関するグラフで
ある。図12に示すように、第一の従来例のTE010モード
を使用した誘電体フィルタではＱ0が高いこともあり挿
入損失が低くなるが、誘電体共振器と入出力結合手段と
の結合や誘電体共振器同士の結合が弱いために比帯域は
1％未満の範囲でしか利用できない。一方、第二の従来
例の矩形スロットモードを使用した誘電体フィルタでは
1％以上の比帯域の範囲でも使用可能であり、比帯域2％
以上の範囲においては挿入損失が2dB以下となって要求
特性を満たすものとなっているが、比帯域1〜2％の範囲
では挿入損失が大きくなるという問題があった。
関連分野では、特性の要求も厳しいものとなっており、
挿入損失についても2dB程度以下の誘電体フィルタが要
求されている。ここで、従来の誘電体フィルタにおける
比帯域に対する挿入損失の関係を図12のグラフに示す。
なお、図12において実線は上記第一の従来例に関するグ
ラフであり、破線は上記第二の従来例に関するグラフで
ある。図12に示すように、第一の従来例のTE010モード
を使用した誘電体フィルタではＱ0が高いこともあり挿
入損失が低くなるが、誘電体共振器と入出力結合手段と
の結合や誘電体共振器同士の結合が弱いために比帯域は
1％未満の範囲でしか利用できない。一方、第二の従来
例の矩形スロットモードを使用した誘電体フィルタでは
1％以上の比帯域の範囲でも使用可能であり、比帯域2％
以上の範囲においては挿入損失が2dB以下となって要求
特性を満たすものとなっているが、比帯域1〜2％の範囲
では挿入損失が大きくなるという問題があった。
【０００９】本発明の誘電体フィルタ、誘電体デュプレ
クサおよび通信機装置は、上述の問題を鑑みてなされた
ものであり、これらの問題を解決し、比帯域1〜2％の範
囲においても要求特性に見合った挿入損失特性を有する
誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信機装置
を提供することを目的としている。
クサおよび通信機装置は、上述の問題を鑑みてなされた
ものであり、これらの問題を解決し、比帯域1〜2％の範
囲においても要求特性に見合った挿入損失特性を有する
誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信機装置
を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の誘電体フィルタは、互いに対向する二面に電極
が形成された誘電体基板と、前記二面の電極に形成され
た複数組の開口部と、前記誘電体基板と所定の間隔を隔
てて配置された導体とからなる複数の誘電体共振器と、
該複数の誘電体共振器における入力段の誘電体共振器と
出力段の誘電体共振器にそれぞれ結合する入出力結合手
段とから構成される誘電体フィルタであって、前記入力
段の誘電体共振器と出力段の誘電体共振器の少なくとも
一つにおける電極の開口部形状が多角形であり、前記入
出力段の誘電体共振器以外の誘電体共振器の少なくとも
一つにおける電極の開口部形状が略円形である。入出力
段の少なくとも一つの誘電体共振器に入出力結合手段と
の結合の強いスロットモードを使用し、入出力段以外の
少なくとも一つの誘電体共振器にＱ0の高いTE010モード
を使用しているため、比帯域1〜2％の範囲においても要
求特性に見合う誘電体フィルタが得られる。
本発明の誘電体フィルタは、互いに対向する二面に電極
が形成された誘電体基板と、前記二面の電極に形成され
た複数組の開口部と、前記誘電体基板と所定の間隔を隔
てて配置された導体とからなる複数の誘電体共振器と、
該複数の誘電体共振器における入力段の誘電体共振器と
出力段の誘電体共振器にそれぞれ結合する入出力結合手
段とから構成される誘電体フィルタであって、前記入力
段の誘電体共振器と出力段の誘電体共振器の少なくとも
一つにおける電極の開口部形状が多角形であり、前記入
出力段の誘電体共振器以外の誘電体共振器の少なくとも
一つにおける電極の開口部形状が略円形である。入出力
段の少なくとも一つの誘電体共振器に入出力結合手段と
の結合の強いスロットモードを使用し、入出力段以外の
少なくとも一つの誘電体共振器にＱ0の高いTE010モード
を使用しているため、比帯域1〜2％の範囲においても要
求特性に見合う誘電体フィルタが得られる。
【００１１】また、請求項2に係る誘電体フィルタは、
前記入出力段の誘電体共振器以外の誘電体共振器の少な
くとも一つにおける電極の開口部形状が多角形である。
TE010モード誘電体共振器同士の結合係数よりも、TE010
モード誘電体共振器とスロットモード誘電体共振器との
結合係数の方が高いため、比帯域と挿入損失との関係を
見ながら入出力段以外の誘電体共振器に適宜スロットモ
ードを用いることで、容易に所望の比帯域と挿入損失を
有する誘電体フィルタが得られる。
前記入出力段の誘電体共振器以外の誘電体共振器の少な
くとも一つにおける電極の開口部形状が多角形である。
TE010モード誘電体共振器同士の結合係数よりも、TE010
モード誘電体共振器とスロットモード誘電体共振器との
結合係数の方が高いため、比帯域と挿入損失との関係を
見ながら入出力段以外の誘電体共振器に適宜スロットモ
ードを用いることで、容易に所望の比帯域と挿入損失を
有する誘電体フィルタが得られる。
【００１２】さらに、請求項3に係る誘電体フィルタ
は、前記多角形が矩形である。誘電体基板に形成される
電極の開口部形状を矩形にすることにより、共振モード
として使用し易い矩形スロットモードを誘電体共振器の
共振モードとできる。
は、前記多角形が矩形である。誘電体基板に形成される
電極の開口部形状を矩形にすることにより、共振モード
として使用し易い矩形スロットモードを誘電体共振器の
共振モードとできる。
【００１３】さらにまた、請求項4に係る誘電体フィル
タは、前記電極の開口部形状が矩形である誘電体共振器
について、前記開口部の一方向の長さを前記誘電体共振
器の基本共振モードにおける波長の半分よりも長くし
て、前記基本共振モードの高次モードで共振させる。基
本共振モードの高次モードで共振させると、電界強度分
布の腹と腹の間の節に無損失の電気壁が構成され、この
電気壁による導体損失が減少される分だけ誘電体共振器
のＱ0が向上し、誘電体フィルタの挿入損失は低下す
る。
タは、前記電極の開口部形状が矩形である誘電体共振器
について、前記開口部の一方向の長さを前記誘電体共振
器の基本共振モードにおける波長の半分よりも長くし
て、前記基本共振モードの高次モードで共振させる。基
本共振モードの高次モードで共振させると、電界強度分
布の腹と腹の間の節に無損失の電気壁が構成され、この
電気壁による導体損失が減少される分だけ誘電体共振器
のＱ0が向上し、誘電体フィルタの挿入損失は低下す
る。
【００１４】さらにまた、本発明の誘電体デュプレクサ
は、少なくとも二つの誘電体フィルタと、該誘電体フィ
ルタのそれぞれに接続される入出力結合手段と、前記誘
電体フィルタに共通的に接続されるアンテナ接続用手段
とを含んでなる誘電体デュプレクサであって、前記誘電
体フィルタの少なくとも一つが前記請求項1ないし4記載
の誘電体フィルタである。
は、少なくとも二つの誘電体フィルタと、該誘電体フィ
ルタのそれぞれに接続される入出力結合手段と、前記誘
電体フィルタに共通的に接続されるアンテナ接続用手段
とを含んでなる誘電体デュプレクサであって、前記誘電
体フィルタの少なくとも一つが前記請求項1ないし4記載
の誘電体フィルタである。
【００１５】さらにまた、本発明の通信機装置は、前記
請求項5記載の誘電体デュプレクサと、該誘電体デュプ
レクサの少なくとも一つの入出力結合手段に接続される
送信用回路と、該送信用回路に接続される前記入出力結
合手段と異なる少なくとも一つの入出力結合手段に接続
される受信用回路と、前記誘電体デュプレクサのアンテ
ナ接続用手段に接続されるアンテナとを含んでなる。こ
れらにより、比帯域1〜2％の範囲においても要求特性に
見合う誘電体デュプレクサおよび通信機装置が得られ
る。
請求項5記載の誘電体デュプレクサと、該誘電体デュプ
レクサの少なくとも一つの入出力結合手段に接続される
送信用回路と、該送信用回路に接続される前記入出力結
合手段と異なる少なくとも一つの入出力結合手段に接続
される受信用回路と、前記誘電体デュプレクサのアンテ
ナ接続用手段に接続されるアンテナとを含んでなる。こ
れらにより、比帯域1〜2％の範囲においても要求特性に
見合う誘電体デュプレクサおよび通信機装置が得られ
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例である誘電
体フィルタを、図1に基づいて説明する。なお、図1は本
実施例の誘電体フィルタの分解斜視図である。図1に示
すように本実施例の誘電体フィルタ10は、対向する二面
に電極が形成された誘電体基板20と、下ケース12および
上ケース11とから構成されている。誘電体基板20に形成
された電極には、電極が除去されることにより二つの矩
形の開口部21a、21eとその間に配置された三つの円形の
開口部21b、21c、21dが形成され、裏面電極の対向する
位置にも同形状の開口部が形成されている。この開口部
21a〜21eによって規定される部分および上下のケース1
1、12で誘電体共振器22a〜22eを構成し、その開口部21a
〜21eの形状や誘電体基板20の厚みなどによって、その
共振周波数が決まる。
体フィルタを、図1に基づいて説明する。なお、図1は本
実施例の誘電体フィルタの分解斜視図である。図1に示
すように本実施例の誘電体フィルタ10は、対向する二面
に電極が形成された誘電体基板20と、下ケース12および
上ケース11とから構成されている。誘電体基板20に形成
された電極には、電極が除去されることにより二つの矩
形の開口部21a、21eとその間に配置された三つの円形の
開口部21b、21c、21dが形成され、裏面電極の対向する
位置にも同形状の開口部が形成されている。この開口部
21a〜21eによって規定される部分および上下のケース1
1、12で誘電体共振器22a〜22eを構成し、その開口部21a
〜21eの形状や誘電体基板20の厚みなどによって、その
共振周波数が決まる。
【００１７】下ケース12は、基板13と基板13上に搭載さ
れた金属枠14とからなり、金属枠14には誘電体基板20が
搭載されるため、内部に段差部15が形成されている。基
板13表面の所定の部分には電極16が形成され、さらに基
板13表面には入出力結合手段として、マイクロストリッ
プライン30、31が入力用・出力用にそれぞれ形成されて
いる。また、基板13裏面のほぼ全面に電極が形成されて
いる。そして、不要モードの影響を排除するためスルー
ホール17を通して基板13表面のマイクロストリップライ
ン30、31以外の電極が基板13裏面の電極に導通されてい
る。
れた金属枠14とからなり、金属枠14には誘電体基板20が
搭載されるため、内部に段差部15が形成されている。基
板13表面の所定の部分には電極16が形成され、さらに基
板13表面には入出力結合手段として、マイクロストリッ
プライン30、31が入力用・出力用にそれぞれ形成されて
いる。また、基板13裏面のほぼ全面に電極が形成されて
いる。そして、不要モードの影響を排除するためスルー
ホール17を通して基板13表面のマイクロストリップライ
ン30、31以外の電極が基板13裏面の電極に導通されてい
る。
【００１８】このような構成を有する誘電体フィルタ10
では、下ケース12の内部段差部15に誘電体基板20が搭載
され、導電性接着剤などにより固定されている。また、
下ケース12の金属枠14の上に上ケース11が搭載されて固
定されている。そして、入出力結合手段としてのマイク
ロストリップライン30に入力信号が入力されると、マイ
クロストリップライン30と入力段の矩形スロットモード
誘電体共振器22aとが磁界結合する。その後、入力段の
誘電体共振器22aと隣接するTE010モード誘電体共振器22
bが磁界結合し、さらにTE010モード誘電体共振器22b〜2
2d同士が結合する。最後に隣接するTE010モード誘電体
共振器22dと出力段の矩形スロットモード誘電体共振器2
2eとが結合し出力側のマイクロストリップライン31から
信号が出力されて、誘電体フィルタ10は五段の帯域通過
フィルタとして機能している。
では、下ケース12の内部段差部15に誘電体基板20が搭載
され、導電性接着剤などにより固定されている。また、
下ケース12の金属枠14の上に上ケース11が搭載されて固
定されている。そして、入出力結合手段としてのマイク
ロストリップライン30に入力信号が入力されると、マイ
クロストリップライン30と入力段の矩形スロットモード
誘電体共振器22aとが磁界結合する。その後、入力段の
誘電体共振器22aと隣接するTE010モード誘電体共振器22
bが磁界結合し、さらにTE010モード誘電体共振器22b〜2
2d同士が結合する。最後に隣接するTE010モード誘電体
共振器22dと出力段の矩形スロットモード誘電体共振器2
2eとが結合し出力側のマイクロストリップライン31から
信号が出力されて、誘電体フィルタ10は五段の帯域通過
フィルタとして機能している。
【００１９】図2に本実施例の誘電体フィルタにおける
比帯域に対する挿入損失の関係を表すグラフを示す。本
実施例においては、入出力結合手段との結合を強く取れ
る矩形スロットモード誘電体共振器22a、22eを入出力段
に用い、それら以外の箇所にＱ0の高いTE010モード誘電
体共振器22b〜22dを用いた。これにより、図2にも示す
ように比帯域1〜2％の範囲においても2dB程度以下の挿
入損失特性を有する誘電体フィルタを得ることができ
る。
比帯域に対する挿入損失の関係を表すグラフを示す。本
実施例においては、入出力結合手段との結合を強く取れ
る矩形スロットモード誘電体共振器22a、22eを入出力段
に用い、それら以外の箇所にＱ0の高いTE010モード誘電
体共振器22b〜22dを用いた。これにより、図2にも示す
ように比帯域1〜2％の範囲においても2dB程度以下の挿
入損失特性を有する誘電体フィルタを得ることができ
る。
【００２０】次に、本発明の第二の実施例における誘電
体フィルタを、図3に基づいて説明する。なお、図3は本
実施例の誘電体フィルタの分解斜視図であり、第一の実
施例と同一部には同符号を付し、詳細な説明は省略す
る。図3に示すように本実施例の誘電体フィルタ10aにお
いては、第一の実施例とは異なり、誘電体基板20aに形
成された電極開口部23a〜23eから構成される五段の誘電
体共振器24a〜24eのうち、入出力段と三段目の誘電体共
振器が矩形スロットモード誘電体共振器24a、24e、24c
であり、二、四段目がTE010モード誘電体共振器22b、22
dである。
体フィルタを、図3に基づいて説明する。なお、図3は本
実施例の誘電体フィルタの分解斜視図であり、第一の実
施例と同一部には同符号を付し、詳細な説明は省略す
る。図3に示すように本実施例の誘電体フィルタ10aにお
いては、第一の実施例とは異なり、誘電体基板20aに形
成された電極開口部23a〜23eから構成される五段の誘電
体共振器24a〜24eのうち、入出力段と三段目の誘電体共
振器が矩形スロットモード誘電体共振器24a、24e、24c
であり、二、四段目がTE010モード誘電体共振器22b、22
dである。
【００２１】ここで、誘電体共振器を構成する電極の開
口部間の間隔に対する結合係数の関係を表すグラフを図
4に示す。なお、実線がTE010モード誘電体共振器同士の
グラフであり、一点鎖線がTE010モード誘電体共振器と
矩形スロットモード誘電体共振器のグラフである。図4
に示すように、TE010モード誘電体共振器同士の結合係
数よりも、TE010モード誘電体共振器と矩形スロットモ
ード誘電体共振器との結合係数の方が高い。したがっ
て、このような構成にすることにより、比帯域と挿入損
失との関係を見ながら入出力段以外の誘電体共振器に適
宜矩形スロットモードを用いることで、容易に所望の比
帯域と挿入損失を有する誘電体フィルタが得られる。
口部間の間隔に対する結合係数の関係を表すグラフを図
4に示す。なお、実線がTE010モード誘電体共振器同士の
グラフであり、一点鎖線がTE010モード誘電体共振器と
矩形スロットモード誘電体共振器のグラフである。図4
に示すように、TE010モード誘電体共振器同士の結合係
数よりも、TE010モード誘電体共振器と矩形スロットモ
ード誘電体共振器との結合係数の方が高い。したがっ
て、このような構成にすることにより、比帯域と挿入損
失との関係を見ながら入出力段以外の誘電体共振器に適
宜矩形スロットモードを用いることで、容易に所望の比
帯域と挿入損失を有する誘電体フィルタが得られる。
【００２２】さらに、本発明の第三の実施例における誘
電体フィルタを、図5に基づいて説明する。なお、図5は
本実施例の誘電体フィルタの分解斜視図であり、第一の
実施例と同一部には同符号を付し、詳細な説明は省略す
る。図5に示すように本実施例の誘電体フィルタ10bにお
いては、誘電体基板20bに形成された電極開口部25b〜25
dから構成される誘電体共振器26b〜26dは第一の実施例
と同様であるが、入出力段の誘電体共振器26a、26eにお
ける電極の開口部25a、25eの形状が第一の実施例とは異
なる。すなわち、誘電体共振器26a〜26eが並ぶ方向の開
口部の長さが、基本共振モードにおける波長の半分の二
倍であり、二次の高次モードが利用されている。矩形ス
ロットモードにおいては基本共振モードの高次モードで
共振させると、電界強度分布の腹と腹の間の節に無損失
の電気壁が構成され、この電気壁による導体損失が減少
される分だけ誘電体共振器のＱ0は向上する。これによ
り、比帯域1〜2％の範囲においてさらに誘電体フィルタ
の挿入損失が低下する。
電体フィルタを、図5に基づいて説明する。なお、図5は
本実施例の誘電体フィルタの分解斜視図であり、第一の
実施例と同一部には同符号を付し、詳細な説明は省略す
る。図5に示すように本実施例の誘電体フィルタ10bにお
いては、誘電体基板20bに形成された電極開口部25b〜25
dから構成される誘電体共振器26b〜26dは第一の実施例
と同様であるが、入出力段の誘電体共振器26a、26eにお
ける電極の開口部25a、25eの形状が第一の実施例とは異
なる。すなわち、誘電体共振器26a〜26eが並ぶ方向の開
口部の長さが、基本共振モードにおける波長の半分の二
倍であり、二次の高次モードが利用されている。矩形ス
ロットモードにおいては基本共振モードの高次モードで
共振させると、電界強度分布の腹と腹の間の節に無損失
の電気壁が構成され、この電気壁による導体損失が減少
される分だけ誘電体共振器のＱ0は向上する。これによ
り、比帯域1〜2％の範囲においてさらに誘電体フィルタ
の挿入損失が低下する。
【００２３】なお、これらの実施例においては入出力結
合手段としてマイクロストリップラインを用いたが、こ
れに限るものではなく、例えば非放射性誘電体線路やス
ロットラインあるいは導波管などであっても本発明の効
果は得られる。
合手段としてマイクロストリップラインを用いたが、こ
れに限るものではなく、例えば非放射性誘電体線路やス
ロットラインあるいは導波管などであっても本発明の効
果は得られる。
【００２４】さらにまた、本発明の実施例である誘電体
デュプレクサを、図6に基づいて説明する。なお、図6は
本実施例の誘電体デュプレクサの分解斜視図である。図
6に示すように、本実施例の誘電体デュプレクサ40は、
誘電体基板20c上の五つの開口部で構成される誘電体共
振器27a〜27e部分からなる第一誘電体フィルタ部41と、
別の五つの誘電体共振器28a〜28e部分からなる第二誘電
体フィルタ部42とからなる。第一誘電体フィルタ部41を
構成する五つの誘電体共振器27a〜27eは、それぞれ磁界
結合し送信用帯域通過フィルタとなる。第二誘電体フィ
ルタ部42を構成する、第一誘電体フィルタ部41の誘電体
共振器27a〜27eとは異なる共振周波数を有する五つの誘
電体共振器28a〜28eもまた、磁界結合し受信用帯域通過
フィルタとなる。第一誘電体フィルタ部41の入力段の誘
電体共振器27aに結合するマイクロストリップライン32
は、外部の送信用回路に接続されている。また、第二誘
電体フィルタ部42の出力段の誘電体共振器28eに結合す
るマイクロストリップライン33は、外部の受信用回路に
接続されている。さらに、第一誘電体フィルタ部41の出
力段の誘電体共振器27eに結合するマイクロストリップ
ライン34と、第二誘電体フィルタ部42の入力段の誘電体
共振器28aに結合するマイクロストリップライン35と
は、アンテナ接続用手段としてのマイクロストリップラ
インに共通に接続され、外部のアンテナに接続されてい
る。
デュプレクサを、図6に基づいて説明する。なお、図6は
本実施例の誘電体デュプレクサの分解斜視図である。図
6に示すように、本実施例の誘電体デュプレクサ40は、
誘電体基板20c上の五つの開口部で構成される誘電体共
振器27a〜27e部分からなる第一誘電体フィルタ部41と、
別の五つの誘電体共振器28a〜28e部分からなる第二誘電
体フィルタ部42とからなる。第一誘電体フィルタ部41を
構成する五つの誘電体共振器27a〜27eは、それぞれ磁界
結合し送信用帯域通過フィルタとなる。第二誘電体フィ
ルタ部42を構成する、第一誘電体フィルタ部41の誘電体
共振器27a〜27eとは異なる共振周波数を有する五つの誘
電体共振器28a〜28eもまた、磁界結合し受信用帯域通過
フィルタとなる。第一誘電体フィルタ部41の入力段の誘
電体共振器27aに結合するマイクロストリップライン32
は、外部の送信用回路に接続されている。また、第二誘
電体フィルタ部42の出力段の誘電体共振器28eに結合す
るマイクロストリップライン33は、外部の受信用回路に
接続されている。さらに、第一誘電体フィルタ部41の出
力段の誘電体共振器27eに結合するマイクロストリップ
ライン34と、第二誘電体フィルタ部42の入力段の誘電体
共振器28aに結合するマイクロストリップライン35と
は、アンテナ接続用手段としてのマイクロストリップラ
インに共通に接続され、外部のアンテナに接続されてい
る。
【００２５】このような構成の誘電体デュプレクサ40
は、第一誘電体フィルタ部41で所定の周波数を通過さ
せ、第二誘電体フィルタ部42で先の周波数とは異なる周
波数を通過させる帯域通過誘電体デュプレクサとして機
能する。なお、第一誘電体フィルタ部41と第二誘電体フ
ィルタ部42とのアイソレーションをとるため、上ケース
11と下ケース12の第一誘電体フィルタ部41と第二誘電体
フィルタ部42との間には仕切りを入れている。
は、第一誘電体フィルタ部41で所定の周波数を通過さ
せ、第二誘電体フィルタ部42で先の周波数とは異なる周
波数を通過させる帯域通過誘電体デュプレクサとして機
能する。なお、第一誘電体フィルタ部41と第二誘電体フ
ィルタ部42とのアイソレーションをとるため、上ケース
11と下ケース12の第一誘電体フィルタ部41と第二誘電体
フィルタ部42との間には仕切りを入れている。
【００２６】この実施例における誘電体デュプレクサ40
においても、第一誘電体フィルタ部41および第二誘電体
フィルタ部42の入出力段の誘電体共振器27a、27e、28
a、28eは矩形スロットモード誘電体共振器であり、それ
以外の誘電体共振器27b〜27d、28b〜28dはTE010モード
誘電体共振器である。これにより、比帯域1〜2％におい
ても要求される挿入損失を満たす誘電体デュプレクサを
提供することができる。
においても、第一誘電体フィルタ部41および第二誘電体
フィルタ部42の入出力段の誘電体共振器27a、27e、28
a、28eは矩形スロットモード誘電体共振器であり、それ
以外の誘電体共振器27b〜27d、28b〜28dはTE010モード
誘電体共振器である。これにより、比帯域1〜2％におい
ても要求される挿入損失を満たす誘電体デュプレクサを
提供することができる。
【００２７】さらにまた、本発明の実施例である通信機
装置を、図7に基づいて説明する。なお、図7は本実施例
の通信機装置の概略図である。図7に示すように、本実
施例の通信機装置50は、誘電体デュプレクサ40と、送信
用回路51と、受信用回路52と、アンテナ53から構成され
る。ここで誘電体デュプレクサ40は、先の実施例で示し
たものであり、図6における第一誘電体フィルタ部41と
接続される入出力結合手段が、送信用回路51に接続され
ており、第二誘電体フィルタ部42と接続される入出力結
合手段が、受信用回路52に接続されている。また、アン
テナ接続用手段は、アンテナ53に接続されている。
装置を、図7に基づいて説明する。なお、図7は本実施例
の通信機装置の概略図である。図7に示すように、本実
施例の通信機装置50は、誘電体デュプレクサ40と、送信
用回路51と、受信用回路52と、アンテナ53から構成され
る。ここで誘電体デュプレクサ40は、先の実施例で示し
たものであり、図6における第一誘電体フィルタ部41と
接続される入出力結合手段が、送信用回路51に接続され
ており、第二誘電体フィルタ部42と接続される入出力結
合手段が、受信用回路52に接続されている。また、アン
テナ接続用手段は、アンテナ53に接続されている。
【００２８】この実施例における通信機装置50を構成す
る誘電体デュプレクサ40においても、第一誘電体フィル
タ部41および第二誘電体フィルタ部42の入出力段の誘電
体共振器は矩形スロットモード誘電体共振器であり、そ
れ以外の誘電体共振器はTE 010モード誘電体共振器であ
る。これにより、比帯域1〜2％においても要求される挿
入損失を満たす通信機装置を提供することができる。
る誘電体デュプレクサ40においても、第一誘電体フィル
タ部41および第二誘電体フィルタ部42の入出力段の誘電
体共振器は矩形スロットモード誘電体共振器であり、そ
れ以外の誘電体共振器はTE 010モード誘電体共振器であ
る。これにより、比帯域1〜2％においても要求される挿
入損失を満たす通信機装置を提供することができる。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数の誘
電体共振器と入出力結合手段とからなる誘電体フィルタ
において、入出力段の誘電体共振器の少なくとも一つに
スロットモードを用い、それ以外の誘電体共振器の少な
くとも一つにTE010モードを用いた。スロットモード誘
電体共振器は電磁界の閉じ込め性が弱いため、入出力結
合手段との結合や誘電体共振器同士の結合が取り易く、
TE010モード誘電体共振器はＱ0が高いため挿入損失が小
さい。これにより、比帯域1〜2％の範囲においても挿入
損失の低い誘電体フィルタを供給することができる。
電体共振器と入出力結合手段とからなる誘電体フィルタ
において、入出力段の誘電体共振器の少なくとも一つに
スロットモードを用い、それ以外の誘電体共振器の少な
くとも一つにTE010モードを用いた。スロットモード誘
電体共振器は電磁界の閉じ込め性が弱いため、入出力結
合手段との結合や誘電体共振器同士の結合が取り易く、
TE010モード誘電体共振器はＱ0が高いため挿入損失が小
さい。これにより、比帯域1〜2％の範囲においても挿入
損失の低い誘電体フィルタを供給することができる。
【図１】本発明の第一の実施例における誘電体フィルタ
の分解斜視図である。
の分解斜視図である。
【図２】第一の実施例における誘電体フィルタの、比帯
域に対する挿入損失の関係を示す図である。
域に対する挿入損失の関係を示す図である。
【図３】本発明の第二の実施例における誘電体フィルタ
の分解斜視図である。
の分解斜視図である。
【図４】開口部間の間隔に対する結合係数の関係を示す
図である。
図である。
【図５】本発明の第三の実施例における誘電体フィルタ
の分解斜視図である。
の分解斜視図である。
【図６】本発明の誘電体デュプレクサの分解斜視図であ
る。
る。
【図７】本発明の通信機装置の概略図である。
【図８】従来の第一の例における誘電体フィルタの分解
斜視図である。
斜視図である。
【図９】従来の第二の例における誘電体フィルタの分解
斜視図である。
斜視図である。
【図１０】入出力結合手段と誘電体基板との距離に対す
るＱeの関係を示す図である。
るＱeの関係を示す図である。
【図１１】開口部間の間隔に対する結合係数の関係を示
す図である。
す図である。
【図１２】従来の誘電体フィルタにおける、比帯域に対
する挿入損失の関係を示す図である。
する挿入損失の関係を示す図である。
10,10a10b 誘電体フィルタ 11 上ケース 12 下ケース 14 金属枠 15 段差部 17 スルーホール 20,20a〜20d 誘電体基板 21a〜21e,23a〜23e,25a〜25e 開口部 22a〜22e,24a〜24e,26a〜26e,27a〜27e,28a〜28e 誘電
体共振器 30〜35 マイクロストリップライン 40 誘電体デュプレクサ 41 第一誘電体フィルタ部 42 第二誘電体フィルタ部 50 通信機装置 51 送信用回路 52 受信用回路 53 アンテナ
体共振器 30〜35 マイクロストリップライン 40 誘電体デュプレクサ 41 第一誘電体フィルタ部 42 第二誘電体フィルタ部 50 通信機装置 51 送信用回路 52 受信用回路 53 アンテナ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−246821（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−9633（ＪＰ，Ｕ) 石川、等，矩形スロットモード誘電体 共振器を用いた準ミリ波帯バンドパスフ ィルタ，1997年電子情報通信学会総合大 会，Ｃ−２−95 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01P 1/20 H01P 1/213 H04B 1/40
Claims (6)
- 【請求項１】互いに対向する二面に電極が形成された誘
電体基板と、前記二面の電極に形成された複数組の開口
部と、前記誘電体基板と所定の間隔を隔てて配置された
導体とからなる複数の誘電体共振器と、 該複数の誘電体共振器における入力段の誘電体共振器と
出力段の誘電体共振器にそれぞれ結合する入出力結合手
段とから構成される誘電体フィルタであって、 前記入力段の誘電体共振器と出力段の誘電体共振器の少
なくとも一つにおける電極の開口部形状が多角形であ
り、 前記入出力段の誘電体共振器以外の誘電体共振器の少な
くとも一つにおける電極の開口部形状が略円形であるこ
とを特徴とする誘電体フィルタ。 - 【請求項２】前記入出力段の誘電体共振器以外の誘電体
共振器の少なくとも一つにおける電極の開口部形状が多
角形であることを特徴とする請求項1記載の誘電体フィ
ルタ。 - 【請求項３】前記多角形が矩形であることを特徴とする
請求項1または2記載の誘電体フィルタ。 - 【請求項４】前記電極の開口部形状が矩形である誘電体
共振器について、前記開口部の一方向の長さを前記誘電
体共振器の基本共振モードにおける波長の半分よりも長
くして、前記基本共振モードの高次モードで共振させる
ことを特徴とする請求項3記載の誘電体フィルタ。 - 【請求項５】少なくとも二つの誘電体フィルタと、該誘
電体フィルタのそれぞれに接続される入出力結合手段
と、前記誘電体フィルタに共通的に接続されるアンテナ
接続用手段とを含んでなる誘電体デュプレクサであっ
て、 前記誘電体フィルタの少なくとも一つが前記請求項1な
いし4記載の誘電体フィルタであることを特徴とする誘
電体デュプレクサ。 - 【請求項６】前記請求項5記載の誘電体デュプレクサ
と、該誘電体デュプレクサの少なくとも一つの入出力結
合手段に接続される送信用回路と、該送信用回路に接続
される前記入出力結合手段と異なる少なくとも一つの入
出力結合手段に接続される受信用回路と、前記誘電体デ
ュプレクサのアンテナ接続用手段に接続されるアンテナ
とを含んでなることを特徴とする通信機装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25274798A JP3353717B2 (ja) | 1998-09-07 | 1998-09-07 | 誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信機装置 |
| DE19941881A DE19941881C2 (de) | 1998-09-07 | 1999-09-02 | Dielektrisches Filter, dielektrischer Duplexer und Sende-Empfangs-Vorrichtung |
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| US09/391,289 US6249195B1 (en) | 1998-09-07 | 1999-09-07 | Dielectric filter, dielectric duplexer, and transceiver having circular and polygonal electrode openings |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25274798A JP3353717B2 (ja) | 1998-09-07 | 1998-09-07 | 誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信機装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25274798A Expired - Fee Related JP3353717B2 (ja) | 1998-09-07 | 1998-09-07 | 誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信機装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3353717B2 (ja) |
| DE (1) | DE19941881C2 (ja) |
| FR (1) | FR2783096B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| EP0841714B1 (en) * | 1996-11-06 | 2002-03-27 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Dielectric resonator apparatus and high-frequency module |
| JPH1141002A (ja) * | 1997-05-20 | 1999-02-12 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体共振器、誘電体フィルタ、送受共用器および通信機 |
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| 石川、等，矩形スロットモード誘電体共振器を用いた準ミリ波帯バンドパスフィルタ，１９９７年電子情報通信学会総合大会，Ｃ−２−９５ |
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