JP3389673B2 - Ｔｍ多重モード誘電体共振器装置 - Google Patents
Ｔｍ多重モード誘電体共振器装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、キャビティ内に誘電
体柱を配置したＴＭ多重モード誘電体共振器装置に関す
る。
体柱を配置したＴＭ多重モード誘電体共振器装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＴＭ110 モードなどのＴＭモードを用い
た誘電体共振器を小型化する目的で、同一キャビティ内
に複数のＴＭモード誘電体共振器を構成するとともに、
それぞれのモードを交差させたＴＭ多重モード誘電体共
振器装置が例えばマイクロ波帯における帯域通過フィル
タなどとして用いられている。
た誘電体共振器を小型化する目的で、同一キャビティ内
に複数のＴＭモード誘電体共振器を構成するとともに、
それぞれのモードを交差させたＴＭ多重モード誘電体共
振器装置が例えばマイクロ波帯における帯域通過フィル
タなどとして用いられている。
【０００３】このような多重モードの誘電体共振器装置
を用いて複数段の共振器からなる帯域通過フィルタなど
を構成する場合、互いに交差する誘電体柱の交差部に溝
を形成して、その交差する２つの誘電体柱に生じる偶モ
ードと奇モードの共振周波数に差を生じさせることによ
って２つの共振器同士を結合させている。
を用いて複数段の共振器からなる帯域通過フィルタなど
を構成する場合、互いに交差する誘電体柱の交差部に溝
を形成して、その交差する２つの誘電体柱に生じる偶モ
ードと奇モードの共振周波数に差を生じさせることによ
って２つの共振器同士を結合させている。
【０００４】図１２に従来のＴＭ二重モード誘電体共振
器装置における共振モードの例を示す。図１２において
１ｘはＸ方向の誘電体柱、１ｙはＹ方向の誘電体柱、ｇ
はこの２つの誘電体柱の交差部に設けた溝である。図１
２の（Ａ）を偶モード、（Ｂ）を奇モードの電気力線を
それぞれ示すものとすれば、偶モードの共振周波数ｆev
enと奇モードの共振周波数ｆodd は異なり、２つの誘電
体柱１ｘ，１ｙからなる２つの共振器に結合が生じる。
一般に結合係数ｋは次式で示される。
器装置における共振モードの例を示す。図１２において
１ｘはＸ方向の誘電体柱、１ｙはＹ方向の誘電体柱、ｇ
はこの２つの誘電体柱の交差部に設けた溝である。図１
２の（Ａ）を偶モード、（Ｂ）を奇モードの電気力線を
それぞれ示すものとすれば、偶モードの共振周波数ｆev
enと奇モードの共振周波数ｆodd は異なり、２つの誘電
体柱１ｘ，１ｙからなる２つの共振器に結合が生じる。
一般に結合係数ｋは次式で示される。
【０００５】
ｆodd およびｆevenは溝ｇの幅および／または深さによ
って変化するため、溝ｇの幅および／または深さが結合
係数の決定要素の１つとして設定されている。
って変化するため、溝ｇの幅および／または深さが結合
係数の決定要素の１つとして設定されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このようなＴＭ多重モ
ード誘電体共振器装置を例えば帯域通過フィルタなどと
して構成する場合、要求される通過帯域幅に応じて共振
器間の結合係数を設定すればよいが、中心周波数が異な
る場合や所望の通過帯域特性を得るためには、各共振器
の共振周波数を変えなければならず、そのために従来は
誘電体柱の厚み（図１２に示した例では、紙面に垂直方
向の寸法）を変えることによって共振周波数を設定して
いた。その結果、各共振器の共振周波数の差に応じて各
誘電体柱の厚みが異なるものとなり、要求される特性に
応じて多種類の成形金型を用意しなければならなかっ
た。また、誘電体柱の厚みが一定でないため、隣接する
他のＴＭ多重モード誘電体共振器装置の誘電体柱との間
隔が不定となり、また初段または終段の共振器となる誘
電体柱と信号入出力用の結合ループなどの結合素子との
距離も不定となり、誘電体柱の厚み寸法の差により、共
振器間の結合係数およびＱｅが変化する。そのため、場
合によっては隣接するＴＭ多重モード誘電体共振器装置
間に挿入する仕切窓の寸法や結合素子の大きさを変更す
る必要が生じる。
ード誘電体共振器装置を例えば帯域通過フィルタなどと
して構成する場合、要求される通過帯域幅に応じて共振
器間の結合係数を設定すればよいが、中心周波数が異な
る場合や所望の通過帯域特性を得るためには、各共振器
の共振周波数を変えなければならず、そのために従来は
誘電体柱の厚み（図１２に示した例では、紙面に垂直方
向の寸法）を変えることによって共振周波数を設定して
いた。その結果、各共振器の共振周波数の差に応じて各
誘電体柱の厚みが異なるものとなり、要求される特性に
応じて多種類の成形金型を用意しなければならなかっ
た。また、誘電体柱の厚みが一定でないため、隣接する
他のＴＭ多重モード誘電体共振器装置の誘電体柱との間
隔が不定となり、また初段または終段の共振器となる誘
電体柱と信号入出力用の結合ループなどの結合素子との
距離も不定となり、誘電体柱の厚み寸法の差により、共
振器間の結合係数およびＱｅが変化する。そのため、場
合によっては隣接するＴＭ多重モード誘電体共振器装置
間に挿入する仕切窓の寸法や結合素子の大きさを変更す
る必要が生じる。
【０００７】特に、１．５ＧＨｚ以上の周波数帯域にな
ると、誘電体柱のサイズが小さくなり、誘電体柱の厚み
寸法の変化による結合係数およびＱｅの変化は相対的に
大きくなって上述の問題が顕著になる。
ると、誘電体柱のサイズが小さくなり、誘電体柱の厚み
寸法の変化による結合係数およびＱｅの変化は相対的に
大きくなって上述の問題が顕著になる。
【０００８】この発明の目的は、各誘電体柱の全体の寸
法を一定としたまま各誘電体柱による共振器の共振周波
数を可変し得るＴＭ多重モード誘電体共振器装置を提供
することにある。
法を一定としたまま各誘電体柱による共振器の共振周波
数を可変し得るＴＭ多重モード誘電体共振器装置を提供
することにある。
【０００９】この発明の他の目的は結合係数とは独立し
て各誘電体柱による共振器の共振周波数を可変としたＴ
Ｍ多重モード誘電体共振器装置を提供することにある。
て各誘電体柱による共振器の共振周波数を可変としたＴ
Ｍ多重モード誘電体共振器装置を提供することにある。
【００１０】この発明のさらに他の目的は複数の誘電体
柱による共振器のうち少なくとも１つの共振器の共振周
波数を一定にしたまま他の共振器の共振周波数を可変と
したＴＭ多重モード誘電体共振器装置を提供することに
ある。
柱による共振器のうち少なくとも１つの共振器の共振周
波数を一定にしたまま他の共振器の共振周波数を可変と
したＴＭ多重モード誘電体共振器装置を提供することに
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
るＴＭ多重モード誘電体共振器装置は、複数の誘電体柱
を互いに交差させてキャビティ内に配置するとともに、
誘電体柱同士の交差部に生じるコーナ部に溝を形成し
て、複数の誘電体柱による複数の共振器同士を結合させ
た多重ＴＭモード誘電体共振器装置において、前記複数
の誘電体柱のうち互いに交差する２つの誘電体柱の交差
角を２分割する角度方向以外の方向に前記溝を形成し
て、この２つの誘電体柱の交差部での各誘電体柱の幅を
互いに異ならせたことを特徴とする。この発明の請求項
２に係るＴＭ多重モード誘電体共振器装置は、複数の誘
電体柱を互いに交差させてキャビティ内に配置するとと
もに、誘電体柱同士の交差部に生じるコーナ部に溝を形
成して、複数の誘電体柱による複数の共振器同士を結合
させた多重ＴＭモード誘電体共振器装置において、前記
複数の誘電体柱のうち互いに交差する２つの誘電体柱の
交差部に設けられた隣接する２つの溝の大きさにより２
つの誘電体柱による各共振器の共振周波数を定めるとと
もに、前記２つの溝の大きさの差によって前記２つの誘
電体柱による２つの共振器間の結合係数を定めたことを
特徴とする。
るＴＭ多重モード誘電体共振器装置は、複数の誘電体柱
を互いに交差させてキャビティ内に配置するとともに、
誘電体柱同士の交差部に生じるコーナ部に溝を形成し
て、複数の誘電体柱による複数の共振器同士を結合させ
た多重ＴＭモード誘電体共振器装置において、前記複数
の誘電体柱のうち互いに交差する２つの誘電体柱の交差
角を２分割する角度方向以外の方向に前記溝を形成し
て、この２つの誘電体柱の交差部での各誘電体柱の幅を
互いに異ならせたことを特徴とする。この発明の請求項
２に係るＴＭ多重モード誘電体共振器装置は、複数の誘
電体柱を互いに交差させてキャビティ内に配置するとと
もに、誘電体柱同士の交差部に生じるコーナ部に溝を形
成して、複数の誘電体柱による複数の共振器同士を結合
させた多重ＴＭモード誘電体共振器装置において、前記
複数の誘電体柱のうち互いに交差する２つの誘電体柱の
交差部に設けられた隣接する２つの溝の大きさにより２
つの誘電体柱による各共振器の共振周波数を定めるとと
もに、前記２つの溝の大きさの差によって前記２つの誘
電体柱による２つの共振器間の結合係数を定めたことを
特徴とする。
【００１２】
【００１３】
【作用】この発明の請求項１に係るＴＭ多重モード誘電
体共振器装置では、複数の誘電体柱のうち互いに交差す
る２つの誘電体柱の交差角を２分割する角度方向以外の
方向に、誘電体柱同士の交差部に溝が形成されているた
め、この２つの誘電体柱の交差部での誘電体柱の幅に差
が生じる。これにより上記２つの誘電体柱による共振器
の共振周波数が異なった値となる。 また、この発明の請
求項２に係るＴＭ多重モード誘電体共振器装置では、複
数の誘電体柱のうち互いに交差する２つの誘電体柱の交
差部に設けられた隣接する２つの溝の大きさによって２
つの誘電体柱による各共振器の共振周波数が定められ、
さらに両溝の大きさの差によって２つの誘電体柱による
２つの共振器間の結合係数が定められる。即ち上記少な
くとも２つの溝が誘電体柱の交差部に設けられることに
よって、その交差部における誘電体柱の幅が狭くなり、
この幅に応じて上記２つの誘電体柱による共振器の各共
振周波数は定められる。一方、上記２つの溝の大きさの
差によって偶モードの共振周波数と奇モードの共振周波
数とに差が生じ、２つの溝の大きさの差によって２つの
誘電体柱による２つの共振器間の結合係数が定められ
る。
体共振器装置では、複数の誘電体柱のうち互いに交差す
る２つの誘電体柱の交差角を２分割する角度方向以外の
方向に、誘電体柱同士の交差部に溝が形成されているた
め、この２つの誘電体柱の交差部での誘電体柱の幅に差
が生じる。これにより上記２つの誘電体柱による共振器
の共振周波数が異なった値となる。 また、この発明の請
求項２に係るＴＭ多重モード誘電体共振器装置では、複
数の誘電体柱のうち互いに交差する２つの誘電体柱の交
差部に設けられた隣接する２つの溝の大きさによって２
つの誘電体柱による各共振器の共振周波数が定められ、
さらに両溝の大きさの差によって２つの誘電体柱による
２つの共振器間の結合係数が定められる。即ち上記少な
くとも２つの溝が誘電体柱の交差部に設けられることに
よって、その交差部における誘電体柱の幅が狭くなり、
この幅に応じて上記２つの誘電体柱による共振器の各共
振周波数は定められる。一方、上記２つの溝の大きさの
差によって偶モードの共振周波数と奇モードの共振周波
数とに差が生じ、２つの溝の大きさの差によって２つの
誘電体柱による２つの共振器間の結合係数が定められ
る。
【００１４】ここで、１つのＴＭ多重モード誘電体共振
器装置の特性と溝との関係について説明する。
器装置の特性と溝との関係について説明する。
【００１５】図４はＴＭ多重モード誘電体共振器装置の
一方の開口部から見た正面図であり、（Ａ）は溝を形成
していない場合、（Ｂ）は溝ｇ，ｇを形成している場合
を示す。（Ａ）のように、溝を形成していないときの誘
電体柱１ｘによる共振器の共振周波数をｆｘ０、誘電体
柱１ｙによる共振器の共振周波数をｆｙ０とすると、誘
電体柱１ｘと１ｙの各部が同一寸法であればｆｘ０＝ｆ
ｙ０となる。一方、溝ｇ，ｇによる偶モードの共振周波
数と奇モードの共振周波数が等しいため、結合係数ｋｏ
は０となる。同図（Ｂ）のように、誘電体柱の交差部に
おいて対角する２つの位置に溝ｇ，ｇを形成すれば、誘
電体柱の交差部における誘電体柱１ｘの幅はＲＷｘ、誘
電体柱１ｙの幅はＲＷｙと狭くなる。これにより誘電体
柱１ｘによる共振器の共振周波数ｆｘ１と誘電体柱１ｙ
による共振器の共振周波数ｆｙ１はともに上昇する。こ
の例のように２つの溝ｇ，ｇを対角方向に同じ大きさで
設けた場合、ＲＷｘとＲＷｙは等しいためｆｘ１＝ｆｙ
１の関係となる。一方、溝ｇ，ｇによる偶モードの共振
周波数と奇モードの共振周波数に差が生じ、その差に応
じた結合係数ｋ１で２つの共振器が結合する。
一方の開口部から見た正面図であり、（Ａ）は溝を形成
していない場合、（Ｂ）は溝ｇ，ｇを形成している場合
を示す。（Ａ）のように、溝を形成していないときの誘
電体柱１ｘによる共振器の共振周波数をｆｘ０、誘電体
柱１ｙによる共振器の共振周波数をｆｙ０とすると、誘
電体柱１ｘと１ｙの各部が同一寸法であればｆｘ０＝ｆ
ｙ０となる。一方、溝ｇ，ｇによる偶モードの共振周波
数と奇モードの共振周波数が等しいため、結合係数ｋｏ
は０となる。同図（Ｂ）のように、誘電体柱の交差部に
おいて対角する２つの位置に溝ｇ，ｇを形成すれば、誘
電体柱の交差部における誘電体柱１ｘの幅はＲＷｘ、誘
電体柱１ｙの幅はＲＷｙと狭くなる。これにより誘電体
柱１ｘによる共振器の共振周波数ｆｘ１と誘電体柱１ｙ
による共振器の共振周波数ｆｙ１はともに上昇する。こ
の例のように２つの溝ｇ，ｇを対角方向に同じ大きさで
設けた場合、ＲＷｘとＲＷｙは等しいためｆｘ１＝ｆｙ
１の関係となる。一方、溝ｇ，ｇによる偶モードの共振
周波数と奇モードの共振周波数に差が生じ、その差に応
じた結合係数ｋ１で２つの共振器が結合する。
【００１６】図５は図４（Ｂ）に示した状態から溝ｇ，
ｇの寸法を大きくした例を示す。図５（Ａ）は溝ｇ，ｇ
の深さを大きくした場合、図５（Ｂ）は溝ｇ，ｇの幅を
大きくした場合について示している。何れの場合でも、
誘電体柱の交差部における誘電体柱１ｘの幅ＲＷｘと誘
電体柱１ｙの幅ＲＷｙがより狭くなり、誘電体柱１ｘ，
１ｙによる共振器の共振周波数がともに上昇し、且つ結
合係数が増大する。
ｇの寸法を大きくした例を示す。図５（Ａ）は溝ｇ，ｇ
の深さを大きくした場合、図５（Ｂ）は溝ｇ，ｇの幅を
大きくした場合について示している。何れの場合でも、
誘電体柱の交差部における誘電体柱１ｘの幅ＲＷｘと誘
電体柱１ｙの幅ＲＷｙがより狭くなり、誘電体柱１ｘ，
１ｙによる共振器の共振周波数がともに上昇し、且つ結
合係数が増大する。
【００１７】さて、ここで図６のように、溝を形成した
場合について考える。図６（Ａ）と（Ｂ）との差異は溝
ｇ２，ｇ４の有無である。（Ａ）の場合、図４（Ｂ）ま
たは図５（Ａ），（Ｂ）の場合と同様に、誘電体柱１
ｘ，１ｙによる２つの共振器の共振周波数は、誘電体柱
１ｘと１ｙの交差部における溝ｇ１とｇ３による誘電体
柱の幅ＲＷｘ，ＲＷｙに応じた周波数となる。また、溝
ｇ１，ｇ３による偶モードの共振周波数と奇モードの共
振周波数の差に応じた結合係数ｋ４で２つの共振器間が
結合する。一方、（Ｂ）の場合、（Ａ）に比較して交差
部における誘電体柱の幅ＲＷｘ，ＲＷｙがより狭くな
り、２つの共振器の共振周波数はそれに応じてより高く
なる。また、溝ｇ２，ｇ４は溝ｇ１，ｇ３に対して隣接
する位置にあるため、溝ｇ１，ｇ３により生じる偶モー
ドの共振周波数と奇モードの共振周波数の差を小さくす
る方向に作用する。即ち、溝ｇ１，ｇ３が例えば偶モー
ドにおける電気力線の通路を狭めるように作用する場
合、溝ｇ２，ｇ４は奇モードにおける電気力線の通路を
狭めるように作用する。そのため、溝ｇ１，ｇ３により
生じる偶モードの共振周波数と奇モードの共振周波数と
の差を、溝ｇ２，ｇ４が減少させる方向に作用する。そ
のため、結合係数ｋ５は（Ａ）の結合係数ｋ４に比較し
て低下する。
場合について考える。図６（Ａ）と（Ｂ）との差異は溝
ｇ２，ｇ４の有無である。（Ａ）の場合、図４（Ｂ）ま
たは図５（Ａ），（Ｂ）の場合と同様に、誘電体柱１
ｘ，１ｙによる２つの共振器の共振周波数は、誘電体柱
１ｘと１ｙの交差部における溝ｇ１とｇ３による誘電体
柱の幅ＲＷｘ，ＲＷｙに応じた周波数となる。また、溝
ｇ１，ｇ３による偶モードの共振周波数と奇モードの共
振周波数の差に応じた結合係数ｋ４で２つの共振器間が
結合する。一方、（Ｂ）の場合、（Ａ）に比較して交差
部における誘電体柱の幅ＲＷｘ，ＲＷｙがより狭くな
り、２つの共振器の共振周波数はそれに応じてより高く
なる。また、溝ｇ２，ｇ４は溝ｇ１，ｇ３に対して隣接
する位置にあるため、溝ｇ１，ｇ３により生じる偶モー
ドの共振周波数と奇モードの共振周波数の差を小さくす
る方向に作用する。即ち、溝ｇ１，ｇ３が例えば偶モー
ドにおける電気力線の通路を狭めるように作用する場
合、溝ｇ２，ｇ４は奇モードにおける電気力線の通路を
狭めるように作用する。そのため、溝ｇ１，ｇ３により
生じる偶モードの共振周波数と奇モードの共振周波数と
の差を、溝ｇ２，ｇ４が減少させる方向に作用する。そ
のため、結合係数ｋ５は（Ａ）の結合係数ｋ４に比較し
て低下する。
【００１８】図７は図４〜図６に示した各溝の形成位置
と寸法の関係をまとめて示したものである。このよう
に、溝ｇ１，ｇ２，ｇ３，ｇ４の深さまたは幅によっ
て、誘電体柱１ｘにおける溝の深さｇｄｘ１，ｇｄｘ
２，ｇｄｘ３，ｇｄｘ４および誘電体柱１ｙにおける溝
の深さｇｄｙ１，ｇｄｙ２，ｇｄｙ３，ｇｄｙ４がそれ
ぞれ変わり、交差部における誘電体柱の幅ＲＷｘおよび
ＲＷｙが変わって共振器の共振周波数が定まる。また、
隣接する２つの溝の間、即ち溝ｇ１−ｇ２間，溝ｇ２−
ｇ３間，溝ｇ３−ｇ４間，溝ｇ４−ｇ１間の大きさ（深
さおよび／または幅）の差によって結合係数が定まる。
と寸法の関係をまとめて示したものである。このよう
に、溝ｇ１，ｇ２，ｇ３，ｇ４の深さまたは幅によっ
て、誘電体柱１ｘにおける溝の深さｇｄｘ１，ｇｄｘ
２，ｇｄｘ３，ｇｄｘ４および誘電体柱１ｙにおける溝
の深さｇｄｙ１，ｇｄｙ２，ｇｄｙ３，ｇｄｙ４がそれ
ぞれ変わり、交差部における誘電体柱の幅ＲＷｘおよび
ＲＷｙが変わって共振器の共振周波数が定まる。また、
隣接する２つの溝の間、即ち溝ｇ１−ｇ２間，溝ｇ２−
ｇ３間，溝ｇ３−ｇ４間，溝ｇ４−ｇ１間の大きさ（深
さおよび／または幅）の差によって結合係数が定まる。
【００１９】
【００２０】次に、図８を基に、複数の誘電体柱のうち
互いに交差する２つの誘電体柱の交差角を２分割する角
度方向以外の方向に、誘電体柱同士の交差部に溝を形成
した場合の作用を説明する。図８は、溝ｇ１，ｇ３の方
向を４５°からずれた方向に形成した例を示す。（Ａ）
の場合、交差部における誘電体柱１ｙの幅ＲＷｙは誘電
体柱１ｘの交差部における幅ＲＷｘより小さくなるた
め、この２つの溝ｇ１，ｇ３の存在によって、誘電体柱
１ｙによる共振器の共振周波数ｆｙは誘電体柱１ｘによ
る共振器の共振周波数ｆｘより高くなる。また、溝ｇ
１，ｇ３の深さを深くすることによって、ｆｘ＜ｆｙの
関係で両共振器の結合係数を設定することができる。一
方、（Ｂ）の場合、交差部における誘電体柱１ｙの幅Ｒ
Ｗｘは誘電体柱１ｙの交差部における幅ＲＷｙより小さ
くなるため、この２つの溝ｇ１，ｇ３の存在によって、
誘電体柱１ｘによる共振器の共振周波数ｆｘは誘電体柱
１ｙによる共振器の共振周波数ｆｙより高くなる。ま
た、溝ｇ１，ｇ３の深さを深くすることによって、ｆｘ
＞ｆｙの関係で両共振器の結合係数を設定することがで
きる。このように、２つの誘電体柱の交差角を二分割す
る角度方向（この例では２つの誘電体柱１ｘ，１ｙの交
差角が９０°であるため、４５°方向）以外の方向に溝
を形成することによって、２つの誘電体柱の交差部での
各誘電体柱の幅に差が生じる。これにより結合係数を略
一定としたまま上記２つの誘電体柱による共振器の共振
周波数を異なった値に設定することができる。
互いに交差する２つの誘電体柱の交差角を２分割する角
度方向以外の方向に、誘電体柱同士の交差部に溝を形成
した場合の作用を説明する。図８は、溝ｇ１，ｇ３の方
向を４５°からずれた方向に形成した例を示す。（Ａ）
の場合、交差部における誘電体柱１ｙの幅ＲＷｙは誘電
体柱１ｘの交差部における幅ＲＷｘより小さくなるた
め、この２つの溝ｇ１，ｇ３の存在によって、誘電体柱
１ｙによる共振器の共振周波数ｆｙは誘電体柱１ｘによ
る共振器の共振周波数ｆｘより高くなる。また、溝ｇ
１，ｇ３の深さを深くすることによって、ｆｘ＜ｆｙの
関係で両共振器の結合係数を設定することができる。一
方、（Ｂ）の場合、交差部における誘電体柱１ｙの幅Ｒ
Ｗｘは誘電体柱１ｙの交差部における幅ＲＷｙより小さ
くなるため、この２つの溝ｇ１，ｇ３の存在によって、
誘電体柱１ｘによる共振器の共振周波数ｆｘは誘電体柱
１ｙによる共振器の共振周波数ｆｙより高くなる。ま
た、溝ｇ１，ｇ３の深さを深くすることによって、ｆｘ
＞ｆｙの関係で両共振器の結合係数を設定することがで
きる。このように、２つの誘電体柱の交差角を二分割す
る角度方向（この例では２つの誘電体柱１ｘ，１ｙの交
差角が９０°であるため、４５°方向）以外の方向に溝
を形成することによって、２つの誘電体柱の交差部での
各誘電体柱の幅に差が生じる。これにより結合係数を略
一定としたまま上記２つの誘電体柱による共振器の共振
周波数を異なった値に設定することができる。
【００２１】
【実施例】この発明の実施例であるＴＭ多重モード誘電
体共振器装置の構成を図１〜図３に示す。
体共振器装置の構成を図１〜図３に示す。
【００２２】図１は１ユニット分のＴＭ多重モード誘電
体共振器装置の分解斜視図である。
体共振器装置の分解斜視図である。
【００２３】図１において１は十字型の誘電体柱、２は
その外面にシールド導体を形成したキャビティである。
この誘電体柱１とキャビティ２は誘電体セラミック材料
の一体成形から成る。また同図において３はキャビティ
２の一方の開口部を被うセラミック板であり、その一方
の主面には複数のスリット状導体開口部３３を配列する
とともに、その主面と４側面にシールド導体３０を形成
している。
その外面にシールド導体を形成したキャビティである。
この誘電体柱１とキャビティ２は誘電体セラミック材料
の一体成形から成る。また同図において３はキャビティ
２の一方の開口部を被うセラミック板であり、その一方
の主面には複数のスリット状導体開口部３３を配列する
とともに、その主面と４側面にシールド導体３０を形成
している。
【００２４】図２は図１に示したＴＭ多重モード誘電体
共振器装置を３つ配列して成るフィルタ装置の構成を示
す図であり、（Ａ）は金属カバー（不図示）を取り外し
た状態における平面図、（Ｂ）は同じく金属カバーを取
り外した状態における正面図である。同図において２
ａ，２ｂ，２ｃはそれぞれ図１に示したＴＭ多重モード
誘電体共振器装置におけるキャビティを示し、３ａ，３
ｃは図１に示したセラミック板３と同一構造の仕切り板
としてのセラミック板である。キャビティ２ｂの２つの
開口部には仕切り板を設けず、キャビティ２ａ，２ｃの
それぞれの一方の開口部にセラミック板３ａ，３ｃを接
合することによって、隣接する共振器間に電磁界結合用
窓を構成している。隣接するキャビティの上部同士は金
属板１０を介して半田付けなどにより接合している。ま
た金属ケース９にはコネクタ５，６を取り付け、コネク
タ５，６の中心導体と金属ケース９との間に７，８で示
す結合ループをそれぞれ形成している。このようにして
同図に示す例では、コネクタ５，６との間に６段の共振
器から成る帯域通過フィルタを構成している。
共振器装置を３つ配列して成るフィルタ装置の構成を示
す図であり、（Ａ）は金属カバー（不図示）を取り外し
た状態における平面図、（Ｂ）は同じく金属カバーを取
り外した状態における正面図である。同図において２
ａ，２ｂ，２ｃはそれぞれ図１に示したＴＭ多重モード
誘電体共振器装置におけるキャビティを示し、３ａ，３
ｃは図１に示したセラミック板３と同一構造の仕切り板
としてのセラミック板である。キャビティ２ｂの２つの
開口部には仕切り板を設けず、キャビティ２ａ，２ｃの
それぞれの一方の開口部にセラミック板３ａ，３ｃを接
合することによって、隣接する共振器間に電磁界結合用
窓を構成している。隣接するキャビティの上部同士は金
属板１０を介して半田付けなどにより接合している。ま
た金属ケース９にはコネクタ５，６を取り付け、コネク
タ５，６の中心導体と金属ケース９との間に７，８で示
す結合ループをそれぞれ形成している。このようにして
同図に示す例では、コネクタ５，６との間に６段の共振
器から成る帯域通過フィルタを構成している。
【００２５】図３は図１に示した誘電体柱１部分の構造
を示す斜視図である。図３に示すように、誘電体柱１は
Ｘ方向の誘電体柱１ｘとＹ方向の誘電体柱１ｙとが直交
した形状を成し、その交差部には対角位置に２つの溝
ｇ，ｇを設けている。一方の誘電体柱１ｙに注目する
と、誘電体柱の幅ＲＷ、誘電体中の厚みＲＴおよび誘電
体中の長さＲＬのそれぞれについて、寸法が大きくなれ
ば誘電体柱１ｙによる共振器の共振周波数が低下し、寸
法が小さくなれば共振周波数が上昇する。この関係は誘
電体柱１ｘについても同様である。誘電体柱による共振
器の共振周波数は上記ＲＷ，ＲＴ，ＲＬの各寸法と溝の
形状、大きさおよび形成位置によって定める。
を示す斜視図である。図３に示すように、誘電体柱１は
Ｘ方向の誘電体柱１ｘとＹ方向の誘電体柱１ｙとが直交
した形状を成し、その交差部には対角位置に２つの溝
ｇ，ｇを設けている。一方の誘電体柱１ｙに注目する
と、誘電体柱の幅ＲＷ、誘電体中の厚みＲＴおよび誘電
体中の長さＲＬのそれぞれについて、寸法が大きくなれ
ば誘電体柱１ｙによる共振器の共振周波数が低下し、寸
法が小さくなれば共振周波数が上昇する。この関係は誘
電体柱１ｘについても同様である。誘電体柱による共振
器の共振周波数は上記ＲＷ，ＲＴ，ＲＬの各寸法と溝の
形状、大きさおよび形成位置によって定める。
【００２６】図９は、図１および図３に示したＴＭ多重
モード誘電体共振器の２つの例を示す正面図である。作
用の説明で用いた図６（Ｂ）の場合とは異なり、図９
（Ａ）では、溝ｇ２，ｇ４を誘電体柱１ｙの幅ＲＷｙの
みを減少させる方向に形成している。溝ｇ２，ｇ４によ
っては誘電体柱１ｘの交差部における幅ＲＷｘが減少し
ないため、交差部において２つの誘電体柱の幅に差が生
じ、この場合には誘電体柱１ｙによる共振器の共振周波
数ｆｙ６が誘電体柱１ｘによる共振器の共振周波数より
上昇し、誘電体柱１ｘによる共振器の共振周波数ｆｘ６
は図６（Ａ）の共振周波数ｆｘ４に等しい。また、溝ｇ
２，ｇ４は溝ｇ１，ｇ３により生じる偶モードの共振周
波数と奇モードの共振周波数との差を減少させるため、
結合係数ｋ６は図６（Ａ）の場合の結合係数ｋ４より減
少する。一方、図９（Ｂ）では、溝ｇ２，ｇ４を誘電体
柱１ｘの幅ＲＷｘのみを減少させる方向に形成してい
る。溝ｇ２，ｇ４によっては誘電体柱１ｙの交差部にお
ける幅ＲＷｙが減少しないため、交差部において２つの
誘電体柱の幅に差が生じ、この場合には誘電体柱１ｘに
よる共振器の共振周波数ｆｙ７が誘電体柱１ｙによる共
振器の共振周波数より上昇し、誘電体柱１ｙによる共振
器の共振周波数ｆｙ７は図６（Ａ）の共振周波数ｆｙ４
に等しい。また、溝ｇ２，ｇ４は溝ｇ１，ｇ３により生
じる偶モードの共振周波数と奇モードの共振周波数との
差を減少させるため、結合係数ｋ７は図６（Ａ）の場合
の結合係数ｋ４より減少する。
モード誘電体共振器の２つの例を示す正面図である。作
用の説明で用いた図６（Ｂ）の場合とは異なり、図９
（Ａ）では、溝ｇ２，ｇ４を誘電体柱１ｙの幅ＲＷｙの
みを減少させる方向に形成している。溝ｇ２，ｇ４によ
っては誘電体柱１ｘの交差部における幅ＲＷｘが減少し
ないため、交差部において２つの誘電体柱の幅に差が生
じ、この場合には誘電体柱１ｙによる共振器の共振周波
数ｆｙ６が誘電体柱１ｘによる共振器の共振周波数より
上昇し、誘電体柱１ｘによる共振器の共振周波数ｆｘ６
は図６（Ａ）の共振周波数ｆｘ４に等しい。また、溝ｇ
２，ｇ４は溝ｇ１，ｇ３により生じる偶モードの共振周
波数と奇モードの共振周波数との差を減少させるため、
結合係数ｋ６は図６（Ａ）の場合の結合係数ｋ４より減
少する。一方、図９（Ｂ）では、溝ｇ２，ｇ４を誘電体
柱１ｘの幅ＲＷｘのみを減少させる方向に形成してい
る。溝ｇ２，ｇ４によっては誘電体柱１ｙの交差部にお
ける幅ＲＷｙが減少しないため、交差部において２つの
誘電体柱の幅に差が生じ、この場合には誘電体柱１ｘに
よる共振器の共振周波数ｆｙ７が誘電体柱１ｙによる共
振器の共振周波数より上昇し、誘電体柱１ｙによる共振
器の共振周波数ｆｙ７は図６（Ａ）の共振周波数ｆｙ４
に等しい。また、溝ｇ２，ｇ４は溝ｇ１，ｇ３により生
じる偶モードの共振周波数と奇モードの共振周波数との
差を減少させるため、結合係数ｋ７は図６（Ａ）の場合
の結合係数ｋ４より減少する。
【００２７】図１０は図１および図３に示したＴＭ多重
モード誘電体共振器の他の２つの例を示す正面図であ
る。同図（Ａ）の場合、４つの溝のすべてを誘電体柱１
ｙの幅を狭める方向に設けたため、誘電体柱１ｙの交差
部における幅ＲＷｙのみが減少し、誘電体柱１ｘの交差
部における幅ＲＷｘは減少しないため、誘電体柱１ｙに
よる共振器の共振周波数ｆｙは誘電体柱１ｘによる共振
器の共振周波数ｆｘより上昇することになる。同図
（Ｂ）の場合は、４つの溝のすべてを誘電体柱１ｘの幅
を狭める方向に設けたため、誘電体柱１ｘの交差部にお
ける幅ＲＷｘのみが減少し、誘電体柱１ｙの交差部にお
ける幅ＲＷｙは減少しないため、誘電体柱１ｘによる共
振器の共振周波数ｆｘは誘電体柱１ｙによる共振器の共
振周波数ｆｙより上昇することになる。このように図９
および図１０に示した構成により、複数の誘電体柱によ
る共振器のうち少なくとも１つの共振器の共振周波数を
一定にしたまま他の共振器の共振周波数を可変設定する
ことができる。
モード誘電体共振器の他の２つの例を示す正面図であ
る。同図（Ａ）の場合、４つの溝のすべてを誘電体柱１
ｙの幅を狭める方向に設けたため、誘電体柱１ｙの交差
部における幅ＲＷｙのみが減少し、誘電体柱１ｘの交差
部における幅ＲＷｘは減少しないため、誘電体柱１ｙに
よる共振器の共振周波数ｆｙは誘電体柱１ｘによる共振
器の共振周波数ｆｘより上昇することになる。同図
（Ｂ）の場合は、４つの溝のすべてを誘電体柱１ｘの幅
を狭める方向に設けたため、誘電体柱１ｘの交差部にお
ける幅ＲＷｘのみが減少し、誘電体柱１ｙの交差部にお
ける幅ＲＷｙは減少しないため、誘電体柱１ｘによる共
振器の共振周波数ｆｘは誘電体柱１ｙによる共振器の共
振周波数ｆｙより上昇することになる。このように図９
および図１０に示した構成により、複数の誘電体柱によ
る共振器のうち少なくとも１つの共振器の共振周波数を
一定にしたまま他の共振器の共振周波数を可変設定する
ことができる。
【００２８】以上に示した何れの例でも、溝は２つの誘
電体柱の交差部に生じる４箇所のコーナ部のうち互いに
対角位置にある２つのコーナ部を対として溝を形成した
例を示したが、溝は対角位置に２つずつ設ける必要性は
なく、何れか一方にのみ形成してもよい。その例を図１
１に示す。図１１（Ａ）の場合、誘電体柱１ｘと１ｙの
交差部における溝ｇ１とｇ４による誘電体柱の幅はＲＷ
ｘ＞ＲＷｙであるため、誘電体柱１ｘ，１ｙによる共振
器の共振周波数ｆｘ，ｆｙはｆｘ＜ｆｙの関係となる。
また、２つの共振器は溝ｇ１とｇ４による偶モードの共
振周波数と奇モードの共振周波数の差に応じた結合係数
で結合する。同図（Ｂ）の場合、誘電体柱１ｘと１ｙの
交差部における溝ｇ１とｇ２による誘電体柱の幅はＲＷ
ｘ＜ＲＷｙであるため、誘電体柱１ｘ，１ｙによる共振
器の共振周波数ｆｘ，ｆｙはｆｘ＞ｆｙの関係となる。
また、２つの共振器は溝ｇ１とｇ２による偶モードの共
振周波数と奇モードの共振周波数の差に応じた結合係数
で結合するが、溝ｇ２と溝ｇ４が同一の大きさであれ
ば、図１１の（Ａ）と（Ｂ）とでは結合係数が等しくな
る。
電体柱の交差部に生じる４箇所のコーナ部のうち互いに
対角位置にある２つのコーナ部を対として溝を形成した
例を示したが、溝は対角位置に２つずつ設ける必要性は
なく、何れか一方にのみ形成してもよい。その例を図１
１に示す。図１１（Ａ）の場合、誘電体柱１ｘと１ｙの
交差部における溝ｇ１とｇ４による誘電体柱の幅はＲＷ
ｘ＞ＲＷｙであるため、誘電体柱１ｘ，１ｙによる共振
器の共振周波数ｆｘ，ｆｙはｆｘ＜ｆｙの関係となる。
また、２つの共振器は溝ｇ１とｇ４による偶モードの共
振周波数と奇モードの共振周波数の差に応じた結合係数
で結合する。同図（Ｂ）の場合、誘電体柱１ｘと１ｙの
交差部における溝ｇ１とｇ２による誘電体柱の幅はＲＷ
ｘ＜ＲＷｙであるため、誘電体柱１ｘ，１ｙによる共振
器の共振周波数ｆｘ，ｆｙはｆｘ＞ｆｙの関係となる。
また、２つの共振器は溝ｇ１とｇ２による偶モードの共
振周波数と奇モードの共振周波数の差に応じた結合係数
で結合するが、溝ｇ２と溝ｇ４が同一の大きさであれ
ば、図１１の（Ａ）と（Ｂ）とでは結合係数が等しくな
る。
【００２９】
【発明の効果】請求項１に係るＴＭ多重モード誘電体共
振器装置によれば、複数の誘電体柱のうち互いに交差す
る２つの誘電体柱の交差角を２分割する角度方向以外の
方向に、誘電体柱同士の交差部に溝が形成されているた
め、この２つの誘電体柱の交差部での誘電体柱の幅に差
が生じ、２つの誘電体柱による共振器の共振周波数が異
なった値となる。これにより結合係数とは独立して各誘
電体柱による共振器の共振周波数を設定することがで
き、また、複数の誘電体柱による共振器のうち少なくと
も１つの共振器の共振周波数を一定にしたまま他の共振
器の共振周波数を設定することができる。そのため設計
が容易となり、所望の特性を有する誘電体共振器装置が
容易に得られる。 また、請求項２に係るＴＭ多重モード
誘電体共振器装置によれば、複数の誘電体柱のうち互い
に交差する２つの誘電体柱の交差部に設けられた隣接す
る２つの溝の大きさによって２つの誘電体柱による各共
振器の共振周波数が定められ、さらに両溝の大きさの差
によって２つの誘電体柱による２つの共振器間の結合係
数が定められるため、各誘電体柱の全体の寸法を一定と
したまま、各誘電体柱による共振器の共振周波数を設定
することができる。そのため結合ループ等の結合素子の
大きさや仕切窓の寸法を変更する必要がなく、設計が容
易となり、所望の特性を有する誘電体共振器装置が容易
に得られる。
振器装置によれば、複数の誘電体柱のうち互いに交差す
る２つの誘電体柱の交差角を２分割する角度方向以外の
方向に、誘電体柱同士の交差部に溝が形成されているた
め、この２つの誘電体柱の交差部での誘電体柱の幅に差
が生じ、２つの誘電体柱による共振器の共振周波数が異
なった値となる。これにより結合係数とは独立して各誘
電体柱による共振器の共振周波数を設定することがで
き、また、複数の誘電体柱による共振器のうち少なくと
も１つの共振器の共振周波数を一定にしたまま他の共振
器の共振周波数を設定することができる。そのため設計
が容易となり、所望の特性を有する誘電体共振器装置が
容易に得られる。 また、請求項２に係るＴＭ多重モード
誘電体共振器装置によれば、複数の誘電体柱のうち互い
に交差する２つの誘電体柱の交差部に設けられた隣接す
る２つの溝の大きさによって２つの誘電体柱による各共
振器の共振周波数が定められ、さらに両溝の大きさの差
によって２つの誘電体柱による２つの共振器間の結合係
数が定められるため、各誘電体柱の全体の寸法を一定と
したまま、各誘電体柱による共振器の共振周波数を設定
することができる。そのため結合ループ等の結合素子の
大きさや仕切窓の寸法を変更する必要がなく、設計が容
易となり、所望の特性を有する誘電体共振器装置が容易
に得られる。
【００３０】
【図１】この発明の実施例であるＴＭ多重モード誘電体
共振器装置の構成を示す分解斜視図である。
共振器装置の構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示すＴＭ多重モード誘電体共振器装置を
用いて構成したフィルタ装置の構成を示す図であり、
（Ａ）はカバーを取り外した状態における平面図、
（Ｂ）はカバーを取り外した状態における正面図であ
る。
用いて構成したフィルタ装置の構成を示す図であり、
（Ａ）はカバーを取り外した状態における平面図、
（Ｂ）はカバーを取り外した状態における正面図であ
る。
【図３】図１に示すＴＭ多重モード誘電体共振器装置に
おける誘電体柱の構成を示す斜視図である。
おける誘電体柱の構成を示す斜視図である。
【図４】ＴＭ多重モード誘電体共振器装置の正面図であ
り、溝の形成による共振周波数と結合係数の変化を示す
図である。
り、溝の形成による共振周波数と結合係数の変化を示す
図である。
【図５】ＴＭ多重モード誘電体共振器装置の正面図であ
り、溝の大きさと共振周波数および結合係数との関係を
示す図である。
り、溝の大きさと共振周波数および結合係数との関係を
示す図である。
【図６】ＴＭ多重モード誘電体共振器装置の正面図であ
り、溝の形成位置と共振周波数および結合係数との関係
を示す図である。
り、溝の形成位置と共振周波数および結合係数との関係
を示す図である。
【図７】ＴＭ多重モード誘電体共振器装置の正面図であ
り、各溝の形成位置と寸法の関係をまとめて示す図であ
る。
り、各溝の形成位置と寸法の関係をまとめて示す図であ
る。
【図８】ＴＭ多重モード誘電体共振器装置の正面図であ
り、溝の形成方向と共振周波数および結合係数との関係
を示す図である。
り、溝の形成方向と共振周波数および結合係数との関係
を示す図である。
【図９】ＴＭ多重モード誘電体共振器装置の正面図であ
り、溝の形成位置、形成方向、共振周波数および結合係
数の関係を示す図である。
り、溝の形成位置、形成方向、共振周波数および結合係
数の関係を示す図である。
【図１０】ＴＭ多重モード誘電体共振器装置の正面図で
あり、溝の形成位置、形成方向、共振周波数および結合
係数の関係を示す図である。
あり、溝の形成位置、形成方向、共振周波数および結合
係数の関係を示す図である。
【図１１】ＴＭ多重モード誘電体共振器装置の正面図で
あり、溝の形成位置、形成方向、共振周波数および結合
係数の関係を示す図である。
あり、溝の形成位置、形成方向、共振周波数および結合
係数の関係を示す図である。
【図１２】ＴＭ多重モード誘電体共振器装置の共振モー
ドを説明する図である。
ドを説明する図である。
１，１ｘ，１ｙ，１ｚ−誘電体柱
２−キャビティ
３−セラミック板
５，６−コネクタ
７，８−結合ループ
９−金属ケース
１０−金属板
３０−シールド導体
３３−スリット状導体開口部
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−67905（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−142912（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−202530（ＪＰ，Ａ)
小西良弘，通信用フィルタ回路の設計
とその応用，日本，総合電子出版社,
1994年 ２月 １日，第１版，ＰＰ.
131−135
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01P 1/20 - 1/219
H01P 7/00 - 7/10
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の誘電体柱を互いに交差させてキャ
ビティ内に配置するとともに、誘電体柱同士の交差部に
生じるコーナ部に溝を形成して、複数の誘電体柱による
複数の共振器同士を結合させたＴＭ多重モード誘電体共
振器装置において、 前記複数の誘電体柱のうち互いに交差する２つの誘電体
柱の交差角を２分割する角度方向以外の方向に前記溝を
形成して、この２つの誘電体柱の交差部での各誘電体柱
の幅を互いに異ならせたことを特徴とするＴＭ多重モー
ド誘電体共振器装置。 - 【請求項２】 前記複数の誘電体柱のうち互いに交差す
る２つの誘電体柱の交差部に設けられた隣接する２つの
溝の大きさにより２つの誘電体柱による各共振器の共振
周波数を定めるとともに、前記２つの溝の大きさの差に
よって前記２つの誘電体柱による２つの共振器間の結合
係数を定めた請求項１に記載のＴＭ多重モード誘電体共
振器装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07210294A JP3389673B2 (ja) | 1994-04-11 | 1994-04-11 | Ｔｍ多重モード誘電体共振器装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07210294A JP3389673B2 (ja) | 1994-04-11 | 1994-04-11 | Ｔｍ多重モード誘電体共振器装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07283601A JPH07283601A (ja) | 1995-10-27 |
| JP3389673B2 true JP3389673B2 (ja) | 2003-03-24 |
Family
ID=13479712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07210294A Expired - Fee Related JP3389673B2 (ja) | 1994-04-11 | 1994-04-11 | Ｔｍ多重モード誘電体共振器装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3389673B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3298485B2 (ja) * | 1997-02-03 | 2002-07-02 | 株式会社村田製作所 | 多重モード誘電体共振器 |
| JP2004186712A (ja) * | 2001-12-13 | 2004-07-02 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体共振素子、誘電体共振器、フィルタ、発振器装置、および通信装置 |
| GB201303027D0 (en) * | 2013-02-21 | 2013-04-03 | Mesaplexx Pty Ltd | Filter |
| GB201303033D0 (en) | 2013-02-21 | 2013-04-03 | Mesaplexx Pty Ltd | Filter |
| GB201303024D0 (en) * | 2013-02-21 | 2013-04-03 | Mesaplexx Pty Ltd | Filter |
| GB201303030D0 (en) | 2013-02-21 | 2013-04-03 | Mesaplexx Pty Ltd | Filter |
| GB201303019D0 (en) * | 2013-02-21 | 2013-04-03 | Mesaplexx Pty Ltd | Filter |
| GB201303018D0 (en) * | 2013-02-21 | 2013-04-03 | Mesaplexx Pty Ltd | Filter |
| GB201303016D0 (en) * | 2013-02-21 | 2013-04-03 | Mesaplexx Pty Ltd | Filter |
-
1994
- 1994-04-11 JP JP07210294A patent/JP3389673B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 小西良弘，通信用フィルタ回路の設計とその応用，日本，総合電子出版社，１９９４年 ２月 １日，第１版，ＰＰ．１３１−１３５ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07283601A (ja) | 1995-10-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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