JP3475779B2 - 誘電体共振器、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
誘電体共振器、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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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は小型で極めて高いＱ
値を有する誘電体共振器、およびそれを用いた誘電体フ
ィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信機装置に関す
る。
値を有する誘電体共振器、およびそれを用いた誘電体フ
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】近年、マイクロ波などの高周波を扱う電
子回路の共振系を小型化するため、共振器の材料として
誘電体を用いた誘電体共振器が汎用されている。これら
の誘電体共振器は、誘電体中では電磁波の波長が自由空
間中に比べて１／（εｒ）1/2（εｒは比誘電率）に短
縮されることを利用したもので、ＴＥ、ＴＭ、ＴＥＭモ
ードなどの各種の共振モードで使用されるが、通常、電
磁エネルギーの散逸を防止するため、金属ケース中に収
納されるか、あるいは誘電体表面に金属電極が形成され
る。この種の共振系では、その無負荷Ｑ（Ｑｕ）が誘電
体自体のＱ（Ｑｄ＝１／ｔａｎδ）のみならず、金属表
面の電流によって引き起こされる導体損によるＱ（Ｑ
ｃ）にも依存し、そのＱｕは次式： １／Ｑｕ＝（１／Ｑｄ）＋（１／Ｑｃ） で与えられる。そのため、無負荷Ｑ（Ｑｕ）の高い共振
系を実現するにはＱｄの高い誘電体材料を用いることに
加えて、Ｑｃの高い、すなわち導体損失の小さい電極を
用いる必要がある。そこで、特開平１−１５４６０３号
公報には、ＭｇＴｉＯ3 −（Ｃａ，Ｍｅ）ＴｉＯ3 系、
Ｂａ（Ｚｒ，Ｚｎ，Ｔａ）Ｏ3 系、（Ｚｒ，Ｓｎ）Ｔｉ
Ｏ4 系、およびＢａＯ−ＰｂＯ−Ｎｄ2 Ｏ3 −ＴｉＯ2
系のそれぞれの誘電体磁器にＲｅ−Ｍ−Ｃｕ−Ｏ系超伝
導体電極を形成して、高い無負荷Ｑ（Ｑｕ）を実現する
方法が開示されている。また、特開平９−２９８４０４
号公報には、Ｂａ（Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3 を誘電体材料とし
て用いた方法が開示されている。
子回路の共振系を小型化するため、共振器の材料として
誘電体を用いた誘電体共振器が汎用されている。これら
の誘電体共振器は、誘電体中では電磁波の波長が自由空
間中に比べて１／（εｒ）1/2（εｒは比誘電率）に短
縮されることを利用したもので、ＴＥ、ＴＭ、ＴＥＭモ
ードなどの各種の共振モードで使用されるが、通常、電
磁エネルギーの散逸を防止するため、金属ケース中に収
納されるか、あるいは誘電体表面に金属電極が形成され
る。この種の共振系では、その無負荷Ｑ（Ｑｕ）が誘電
体自体のＱ（Ｑｄ＝１／ｔａｎδ）のみならず、金属表
面の電流によって引き起こされる導体損によるＱ（Ｑ
ｃ）にも依存し、そのＱｕは次式： １／Ｑｕ＝（１／Ｑｄ）＋（１／Ｑｃ） で与えられる。そのため、無負荷Ｑ（Ｑｕ）の高い共振
系を実現するにはＱｄの高い誘電体材料を用いることに
加えて、Ｑｃの高い、すなわち導体損失の小さい電極を
用いる必要がある。そこで、特開平１−１５４６０３号
公報には、ＭｇＴｉＯ3 −（Ｃａ，Ｍｅ）ＴｉＯ3 系、
Ｂａ（Ｚｒ，Ｚｎ，Ｔａ）Ｏ3 系、（Ｚｒ，Ｓｎ）Ｔｉ
Ｏ4 系、およびＢａＯ−ＰｂＯ−Ｎｄ2 Ｏ3 −ＴｉＯ2
系のそれぞれの誘電体磁器にＲｅ−Ｍ−Ｃｕ−Ｏ系超伝
導体電極を形成して、高い無負荷Ｑ（Ｑｕ）を実現する
方法が開示されている。また、特開平９−２９８４０４
号公報には、Ｂａ（Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3 を誘電体材料とし
て用いた方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図６および図７は、各
種誘電体材料の１０ＧＨｚにおけるｔａｎδ（＝１／Ｑ
ｄ）の温度特性を示すグラフである。図６および図７に
示すように、上記材料系の中、ＭｇＴｉＯ3 −（Ｃａ，
Ｍｅ）ＴｉＯ3 系、Ｂａ（Ｚｒ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ｔａ）Ｏ
3 系、ＢａＯ−ＰｂＯ−Ｎｄ2 Ｏ3 −ＴｉＯ2 系、Ｂａ
（Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3 系の材料は、それぞれ低温でｔａｎ
δが単調に減少しないため低温特性が悪いという問題点
を有している。一方、（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 系におい
ては、ｔａｎδが低温においても単調に減少するが、超
伝導体電極との界面反応が激しいという問題点を有して
いる。特にスクリーン印刷による厚膜形成の場合には、
誘電体と酸化物超伝導体との界面反応が大きな問題であ
り、界面反応が激しいと超伝導体が分解し超伝導特性が
得られない。したがって、超伝導体を応用した製品の実
用化を目指すには、界面反応を生じない基板材料を発見
することが極めて重要である。なお、酸化物超伝導体と
界面反応が生じず、高周波での用途に適した誘電体とし
ては、ＭｇＯが考えられるが、ＭｇＯはεｒ（比誘電
率）が９〜１０であり、上述の誘電体のεｒ（比誘電
率）２０〜３０に比べて低いため、共振系の小型化に不
利である。
種誘電体材料の１０ＧＨｚにおけるｔａｎδ（＝１／Ｑ
ｄ）の温度特性を示すグラフである。図６および図７に
示すように、上記材料系の中、ＭｇＴｉＯ3 −（Ｃａ，
Ｍｅ）ＴｉＯ3 系、Ｂａ（Ｚｒ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ｔａ）Ｏ
3 系、ＢａＯ−ＰｂＯ−Ｎｄ2 Ｏ3 −ＴｉＯ2 系、Ｂａ
（Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3 系の材料は、それぞれ低温でｔａｎ
δが単調に減少しないため低温特性が悪いという問題点
を有している。一方、（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 系におい
ては、ｔａｎδが低温においても単調に減少するが、超
伝導体電極との界面反応が激しいという問題点を有して
いる。特にスクリーン印刷による厚膜形成の場合には、
誘電体と酸化物超伝導体との界面反応が大きな問題であ
り、界面反応が激しいと超伝導体が分解し超伝導特性が
得られない。したがって、超伝導体を応用した製品の実
用化を目指すには、界面反応を生じない基板材料を発見
することが極めて重要である。なお、酸化物超伝導体と
界面反応が生じず、高周波での用途に適した誘電体とし
ては、ＭｇＯが考えられるが、ＭｇＯはεｒ（比誘電
率）が９〜１０であり、上述の誘電体のεｒ（比誘電
率）２０〜３０に比べて低いため、共振系の小型化に不
利である。
【０００４】それゆえに、本発明の主たる目的は、誘電
体表面に酸化物超伝導体からなる電極を形成し、小型で
高い無負荷Ｑ（Ｑｕ）を実現できる誘電体共振器、およ
びそれを用いた誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサお
よび通信機装置を提供することである。
体表面に酸化物超伝導体からなる電極を形成し、小型で
高い無負荷Ｑ（Ｑｕ）を実現できる誘電体共振器、およ
びそれを用いた誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサお
よび通信機装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる誘電体共
振器は、誘電体の表面に酸化物超伝導体電極を形成して
なる誘電体共振器であって、前記誘電体は、Ｂａ（Ｓｎ
x Ｍｇ y Ｔａ z ）Ｏ 7/2-x/2-3y/2 （ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝
１、０．０４≦ｘ≦０．２６、０．２３≦ｙ≦０．３
１、０．５１≦ｚ≦０．６５）であるＢａ（Ｓｎ，Ｍ
ｇ，Ｔａ）Ｏ 3 系誘電体であり、前記酸化物超伝導体
は、Ｒｅ−Ｍ−Ｃｕ−Ｏ系（ただし、Ｒｅは希土類元
素、Ｍはアルカリ土類金属元素）酸化物超伝導体、Ｂｉ
−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系（ただし、Ｂｉの一部をＰｂ
で置換したものも含む）酸化物超伝導体、およびＴｌ−
Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超伝導体のうちのいずれ
かの酸化物超伝導体であることを特徴とする。
振器は、誘電体の表面に酸化物超伝導体電極を形成して
なる誘電体共振器であって、前記誘電体は、Ｂａ（Ｓｎ
x Ｍｇ y Ｔａ z ）Ｏ 7/2-x/2-3y/2 （ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝
１、０．０４≦ｘ≦０．２６、０．２３≦ｙ≦０．３
１、０．５１≦ｚ≦０．６５）であるＢａ（Ｓｎ，Ｍ
ｇ，Ｔａ）Ｏ 3 系誘電体であり、前記酸化物超伝導体
は、Ｒｅ−Ｍ−Ｃｕ−Ｏ系（ただし、Ｒｅは希土類元
素、Ｍはアルカリ土類金属元素）酸化物超伝導体、Ｂｉ
−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系（ただし、Ｂｉの一部をＰｂ
で置換したものも含む）酸化物超伝導体、およびＴｌ−
Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超伝導体のうちのいずれ
かの酸化物超伝導体であることを特徴とする。
【０００６】また、本発明に係る誘電体共振器は、誘電
体の表面に酸化物超伝導体電極を形成してなる誘電体共
振器であって、前記誘電体は、Ｂａ x Ｍｇ y （Ｓｂ v Ｔａ
1-v ） z Ｏ w （ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、ｗは任意、ｘ，
ｙ，ｚはそれぞれ表１に示すＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄで囲まれる
モル比の領域にあり、かつ０．００１≦ｖ≦０．３００
の範囲にある）であるＢａ（Ｍｇ，Ｓｂ，Ｔａ）Ｏ 3 系
誘電体であり、前記酸化物超伝導体は、Ｒｅ−Ｍ−Ｃｕ
−Ｏ系（ただし、Ｒｅは希土類元素、Ｍはアルカリ土類
金属元素）酸化物超伝導体、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−
Ｏ系（ただし、Ｂｉの一部をＰｂで置換したものも含
む）酸化物超伝導体、およびＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−
Ｏ系酸化物超伝導体のうちのいずれかの酸化物超伝導体
であることを特徴とする。
体の表面に酸化物超伝導体電極を形成してなる誘電体共
振器であって、前記誘電体は、Ｂａ x Ｍｇ y （Ｓｂ v Ｔａ
1-v ） z Ｏ w （ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、ｗは任意、ｘ，
ｙ，ｚはそれぞれ表１に示すＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄで囲まれる
モル比の領域にあり、かつ０．００１≦ｖ≦０．３００
の範囲にある）であるＢａ（Ｍｇ，Ｓｂ，Ｔａ）Ｏ 3 系
誘電体であり、前記酸化物超伝導体は、Ｒｅ−Ｍ−Ｃｕ
−Ｏ系（ただし、Ｒｅは希土類元素、Ｍはアルカリ土類
金属元素）酸化物超伝導体、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−
Ｏ系（ただし、Ｂｉの一部をＰｂで置換したものも含
む）酸化物超伝導体、およびＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−
Ｏ系酸化物超伝導体のうちのいずれかの酸化物超伝導体
であることを特徴とする。
【０００７】
【表１】
【０００８】また、本発明にかかる誘電体共振器におい
て、Ｒｅ−Ｍ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超伝導体としては、Ｙ
Ｂａ 2 Ｃｕ 3 Ｏ 7-x を用いることができ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超伝導体としては、（Ｂｉ，Ｐ
ｂ）2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏx、またはＢｉ2Ｓｒ2ＣａＣｕ2
Ｏxを用いることができ、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ
系酸化物超伝導体としては、Ｔｌ2Ｂａ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏx
を用いることができる。
て、Ｒｅ−Ｍ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超伝導体としては、Ｙ
Ｂａ 2 Ｃｕ 3 Ｏ 7-x を用いることができ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超伝導体としては、（Ｂｉ，Ｐ
ｂ）2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏx、またはＢｉ2Ｓｒ2ＣａＣｕ2
Ｏxを用いることができ、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ
系酸化物超伝導体としては、Ｔｌ2Ｂａ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏx
を用いることができる。
【０００９】さらに、本発明にかかる誘電体フィルタ
は、上述のいずれかの誘電体共振器に外部結合手段を含
んでなることを特徴とする。また、本発明にかかる誘電
体デュプレクサは、少なくとも二つの誘電体フィルタ
と、誘電体フィルタのそれぞれに接続される入出力接続
手段と、誘電体フィルタに共通に接続されるアンテナ接
続手段とを含んでなる誘電体デュプレクサであって、誘
電体フィルタの少なくとも一つが本発明にかかる誘電体
フィルタであることを特徴とする。また、本発明にかか
る通信機装置は、上述の誘電体デュプレクサと、誘電体
デュプレクサの少なくとも一つの入出力接続手段に接続
される送信用回路と、送信用回路に接続される入出力接
続手段と異なる少なくとも一つの入出力接続手段に接続
される受信用回路と、誘電体デュプレクサのアンテナ接
続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。
は、上述のいずれかの誘電体共振器に外部結合手段を含
んでなることを特徴とする。また、本発明にかかる誘電
体デュプレクサは、少なくとも二つの誘電体フィルタ
と、誘電体フィルタのそれぞれに接続される入出力接続
手段と、誘電体フィルタに共通に接続されるアンテナ接
続手段とを含んでなる誘電体デュプレクサであって、誘
電体フィルタの少なくとも一つが本発明にかかる誘電体
フィルタであることを特徴とする。また、本発明にかか
る通信機装置は、上述の誘電体デュプレクサと、誘電体
デュプレクサの少なくとも一つの入出力接続手段に接続
される送信用回路と、送信用回路に接続される入出力接
続手段と異なる少なくとも一つの入出力接続手段に接続
される受信用回路と、誘電体デュプレクサのアンテナ接
続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。
【００１０】なお、Ｒｅ−Ｍ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超伝導
体を構成するＲｅ（希土類元素）としては、Ｙ，Ｌａ，
Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，およびＬｕが挙げられ
る。また、Ｍ（アルカリ土類金属元素）としては、Ｂ
ａ，およびＳｒなどが好ましい。
体を構成するＲｅ（希土類元素）としては、Ｙ，Ｌａ，
Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，およびＬｕが挙げられ
る。また、Ｍ（アルカリ土類金属元素）としては、Ｂ
ａ，およびＳｒなどが好ましい。
【００１１】
【作用】酸化物超伝導体の表面抵抗（Ｒｓ）は、臨界温
度（Ｔｃ）以下の温度域において金属よりも小さくなる
ため、電極での導体損が小さくなりＱｃが大幅に向上す
る。また、本発明で用いた誘電体は、低温で優れたｔａ
ｎδ特性を有し、酸化物超伝導体との界面反応が生じな
いため、その表面に酸化物超伝導体電極を形成するのに
好適である。
度（Ｔｃ）以下の温度域において金属よりも小さくなる
ため、電極での導体損が小さくなりＱｃが大幅に向上す
る。また、本発明で用いた誘電体は、低温で優れたｔａ
ｎδ特性を有し、酸化物超伝導体との界面反応が生じな
いため、その表面に酸化物超伝導体電極を形成するのに
好適である。
【００１２】本発明の上述の目的，その他の目的，特徴
および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施の
形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施の
形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１３】
【実施例】図１は本発明にかかるＴＥ011 モードの誘電
体共振器の一例を示す図解図である。この誘電体共振器
１０の共振系は、誘電体材料のマイクロ波帯における誘
電特性の評価方法として、また、超伝導体の表面抵抗測
定法として一般的な両端短絡型誘電体共振器法（Ｈａｋ
ｋｉ ＆ Ｃｏｌｅｍａｎｎ法）である。この方法にお
いては、通常は誘電体を二枚の金属板で挟み込む構造と
するが、この実施例の誘電体共振器１０は、そのうちの
一枚を誘電体表面に形成した超伝導体電極に置き換えた
構造である。すなわち、図１に示す誘電体共振器１０
は、誘電体基板１２を含む。誘電体基板１２の表面に
は、膜状の超伝導体電極１４が形成されている。この超
電導体電極１４と対向して銅板１６が配置される。そし
て、超伝導体電極１４と銅板１６との間には、誘電体１
８が挟持される。さらに、２つの励振ケーブル２０，２
２が超伝導体電極１４と銅板１６との間において誘電体
１８の両側に互いに対向して配置される。
体共振器の一例を示す図解図である。この誘電体共振器
１０の共振系は、誘電体材料のマイクロ波帯における誘
電特性の評価方法として、また、超伝導体の表面抵抗測
定法として一般的な両端短絡型誘電体共振器法（Ｈａｋ
ｋｉ ＆ Ｃｏｌｅｍａｎｎ法）である。この方法にお
いては、通常は誘電体を二枚の金属板で挟み込む構造と
するが、この実施例の誘電体共振器１０は、そのうちの
一枚を誘電体表面に形成した超伝導体電極に置き換えた
構造である。すなわち、図１に示す誘電体共振器１０
は、誘電体基板１２を含む。誘電体基板１２の表面に
は、膜状の超伝導体電極１４が形成されている。この超
電導体電極１４と対向して銅板１６が配置される。そし
て、超伝導体電極１４と銅板１６との間には、誘電体１
８が挟持される。さらに、２つの励振ケーブル２０，２
２が超伝導体電極１４と銅板１６との間において誘電体
１８の両側に互いに対向して配置される。
【００１４】この実施例では、誘電体１８としてＢａ
（Ｓｎ，Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3 系誘電体（寸法：φ８．５ｍ
ｍ×ｔ３．８ｍｍ）を用いた。その組成は、Ｂａ（Ｓｎ
x Ｍｇy Ｔａz ）Ｏ7/2-x/2-3y/2（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ
＝１、０．０４≦ｘ≦０．２６、０．２３≦ｙ≦０．３
１、０．５１≦ｚ≦０．６５）である。また、超伝導体
電極１４形成用の誘電体基板１２もＢａ（Ｓｎ，Ｍｇ，
Ｔａ）Ｏ3 を用いて形成した。
（Ｓｎ，Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3 系誘電体（寸法：φ８．５ｍ
ｍ×ｔ３．８ｍｍ）を用いた。その組成は、Ｂａ（Ｓｎ
x Ｍｇy Ｔａz ）Ｏ7/2-x/2-3y/2（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ
＝１、０．０４≦ｘ≦０．２６、０．２３≦ｙ≦０．３
１、０．５１≦ｚ≦０．６５）である。また、超伝導体
電極１４形成用の誘電体基板１２もＢａ（Ｓｎ，Ｍｇ，
Ｔａ）Ｏ3 を用いて形成した。
【００１５】この実施例では、超伝導体電極１４とし
て、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ膜またはＹ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−Ｏ膜を使用した。具体的には、たとえば（Ｂ
ｉ，Ｐｂ）2 Ｓｒ2 Ｃａ2 Ｃｕ3 Ｏx またはＹＢａ2 Ｃ
ｕ3 Ｏ7-x を用いた。これらの超電導体電極１４は、た
とえば次のようにして形成することができる。Ｂｉ−Ｐ
ｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ膜は、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏ（２２２３相）組成粉末を有機ビヒクルと
混合し、適度な粘度に調整した後に誘電体基板１４上に
スクリーン印刷し、得られた膜を１００℃〜１５０℃で
乾燥し、乾燥した膜を大気中８４０℃〜８６０℃で１０
０時間〜２００時間焼成することにより形成することが
できる。また、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ膜は、Ｙ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−Ｏ組成粉末を有機ビヒクルと混合し、適度な粘度に
調整した後に誘電体磁器上にスクリーン印刷し、得られ
た膜を酸素雰囲気中８６０℃〜８８０℃で５時間〜１０
時間焼成することにより形成することができる。
て、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ膜またはＹ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−Ｏ膜を使用した。具体的には、たとえば（Ｂ
ｉ，Ｐｂ）2 Ｓｒ2 Ｃａ2 Ｃｕ3 Ｏx またはＹＢａ2 Ｃ
ｕ3 Ｏ7-x を用いた。これらの超電導体電極１４は、た
とえば次のようにして形成することができる。Ｂｉ−Ｐ
ｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ膜は、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏ（２２２３相）組成粉末を有機ビヒクルと
混合し、適度な粘度に調整した後に誘電体基板１４上に
スクリーン印刷し、得られた膜を１００℃〜１５０℃で
乾燥し、乾燥した膜を大気中８４０℃〜８６０℃で１０
０時間〜２００時間焼成することにより形成することが
できる。また、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ膜は、Ｙ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−Ｏ組成粉末を有機ビヒクルと混合し、適度な粘度に
調整した後に誘電体磁器上にスクリーン印刷し、得られ
た膜を酸素雰囲気中８６０℃〜８８０℃で５時間〜１０
時間焼成することにより形成することができる。
【００１６】超伝導体電極１４としてＢｉ−Ｐｂ−Ｓｒ
−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ膜を用いた誘電体共振器１０とＹ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−Ｏ膜を用いた誘電体共振器１０とを形成し、
それぞれの無負荷Ｑの低温特性を測定した。それぞれの
結果を図２に白丸および白三角でプロットして示す。な
お、図２中、ＢＰＳＣＣＯとは、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏの略であり、ＹＢＣＯとは、Ｙ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−Ｏの略である。
−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ膜を用いた誘電体共振器１０とＹ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−Ｏ膜を用いた誘電体共振器１０とを形成し、
それぞれの無負荷Ｑの低温特性を測定した。それぞれの
結果を図２に白丸および白三角でプロットして示す。な
お、図２中、ＢＰＳＣＣＯとは、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏの略であり、ＹＢＣＯとは、Ｙ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−Ｏの略である。
【００１７】また、比較例として、超伝導体電極１４の
代わりに銅板を設けた以外は図１に示す誘電体共振器１
０と同様の構成の誘電体共振器を形成した。すなわち、
この比較例の誘電体共振器は、誘電体１８を２枚の銅板
で挟持した以外は図１に示す誘電体共振器１０と同様の
構成である。この比較例の誘電体共振器の無負荷Ｑ（Ｑ
ｕ）の低温特性を図２に黒菱形でプロットして示す。
代わりに銅板を設けた以外は図１に示す誘電体共振器１
０と同様の構成の誘電体共振器を形成した。すなわち、
この比較例の誘電体共振器は、誘電体１８を２枚の銅板
で挟持した以外は図１に示す誘電体共振器１０と同様の
構成である。この比較例の誘電体共振器の無負荷Ｑ（Ｑ
ｕ）の低温特性を図２に黒菱形でプロットして示す。
【００１８】図２から明らかなように、この誘電体共振
器１０は、二枚の銅板で誘電体を挟持した比較例の誘電
体共振器よりも高い無負荷Ｑ（Ｑｕ）を実現できる。す
なわち、誘電体基板１２上に形成した超伝導体電極１４
は誘電体と界面反応を生じずに超伝導特性を示すことが
わかる。
器１０は、二枚の銅板で誘電体を挟持した比較例の誘電
体共振器よりも高い無負荷Ｑ（Ｑｕ）を実現できる。す
なわち、誘電体基板１２上に形成した超伝導体電極１４
は誘電体と界面反応を生じずに超伝導特性を示すことが
わかる。
【００１９】図３は本発明にかかるＴＭ010 モードの誘
電体共振器の一例を示す図解図である。図３に示す誘電
体共振器３０は、誘電体基板３２を含む。誘電体基板３
２の表裏面には、膜状の超伝導体電極３４，３６が形成
されている。そして、この誘電体基板３２はテフロンシ
ート３８を介して金属ケース４０内に固定される。金属
ケース４０の一端側には励振ケーブル４２が設けられ、
他端側には励振ケーブル４４が設けられる。
電体共振器の一例を示す図解図である。図３に示す誘電
体共振器３０は、誘電体基板３２を含む。誘電体基板３
２の表裏面には、膜状の超伝導体電極３４，３６が形成
されている。そして、この誘電体基板３２はテフロンシ
ート３８を介して金属ケース４０内に固定される。金属
ケース４０の一端側には励振ケーブル４２が設けられ、
他端側には励振ケーブル４４が設けられる。
【００２０】この共振器３０の誘電体基板３２は、誘電
体共振器１０と同様にＢａ（Ｓｎ，Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3 系
誘電体を用いて形成した。また、超電導体電極３４、３
６としては、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ膜を上
述と同様の方法で形成した。そして、その無負荷Ｑの低
温特性を測定した。その結果を図４に白丸でプロットし
て示す。なお、図４中、ＢＰＳＣＣＯとは、Ｂｉ−Ｐｂ
−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏの略である。
体共振器１０と同様にＢａ（Ｓｎ，Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3 系
誘電体を用いて形成した。また、超電導体電極３４、３
６としては、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ膜を上
述と同様の方法で形成した。そして、その無負荷Ｑの低
温特性を測定した。その結果を図４に白丸でプロットし
て示す。なお、図４中、ＢＰＳＣＣＯとは、Ｂｉ−Ｐｂ
−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏの略である。
【００２１】また、比較例として、超伝導体電極３４、
３６の代わりに銅薄膜を設けた以外は図３に示す誘電体
共振器３０と同様の構成の誘電体共振器を形成した。す
なわち、この比較例の誘電体共振器は、誘電体３２を２
枚の銅薄膜で挟持した以外は図３に示す誘電体共振器３
０と同様の構成である。この比較例の誘電体共振器の無
負荷Ｑ（Ｑｕ）の低温特性を図４に黒菱形でプロットし
て示す。
３６の代わりに銅薄膜を設けた以外は図３に示す誘電体
共振器３０と同様の構成の誘電体共振器を形成した。す
なわち、この比較例の誘電体共振器は、誘電体３２を２
枚の銅薄膜で挟持した以外は図３に示す誘電体共振器３
０と同様の構成である。この比較例の誘電体共振器の無
負荷Ｑ（Ｑｕ）の低温特性を図４に黒菱形でプロットし
て示す。
【００２２】図４から明らかなように、この誘電体共振
器３０は、比較例の誘電体共振器よりも高い無負荷Ｑ
（Ｑｕ）を実現できる。すなわち、誘電体基板３２の表
裏面に形成した超伝導体電極３４，３６は誘電体と界面
反応を生じずに超伝導特性を示すことがわかる。
器３０は、比較例の誘電体共振器よりも高い無負荷Ｑ
（Ｑｕ）を実現できる。すなわち、誘電体基板３２の表
裏面に形成した超伝導体電極３４，３６は誘電体と界面
反応を生じずに超伝導特性を示すことがわかる。
【００２３】なお、上述の各実施例では、誘電体として
Ｂａ（Ｓｎ，Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3 系誘電体を用いた場合を
説明したが、課題を解決する手段の欄に記載した他の誘
電体を用いた場合にも同様の効果を得ることができる。
また、酸化物超伝導体も上述の実施例で使用したものに
限るものではなく、課題を解決する手段の欄に記載した
他の酸化物超伝導体を使用した場合にも同様の効果を得
ることができる。
Ｂａ（Ｓｎ，Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3 系誘電体を用いた場合を
説明したが、課題を解決する手段の欄に記載した他の誘
電体を用いた場合にも同様の効果を得ることができる。
また、酸化物超伝導体も上述の実施例で使用したものに
限るものではなく、課題を解決する手段の欄に記載した
他の酸化物超伝導体を使用した場合にも同様の効果を得
ることができる。
【００２４】また、上述の各実施例では、ＴＥ011 モー
ドの誘電体共振器とＴＭ010 モードの誘電体共振器とに
ついて説明したが、本発明はこれらに限定されるもので
はなく、他の形式の誘電体共振器、たとえば、他のＴＥ
モード、ＴＭモード、ＴＥＭモードの誘電体共振器、ま
たは誘電体基板上にストリップラインを形成した共振器
にも同様に適用することができる。
ドの誘電体共振器とＴＭ010 モードの誘電体共振器とに
ついて説明したが、本発明はこれらに限定されるもので
はなく、他の形式の誘電体共振器、たとえば、他のＴＥ
モード、ＴＭモード、ＴＥＭモードの誘電体共振器、ま
たは誘電体基板上にストリップラインを形成した共振器
にも同様に適用することができる。
【００２５】図５は、本発明にかかる誘電体共振器を用
いた通信機装置の一例を示すブロック図である。この通
信機装置５０は、誘電体デュプレクサ５２、送信回路５
４、受信回路５６およびアンテナ５８を含む。送信回路
５４は、誘電体デュプレクサ５２の入力手段６０に接続
され、受信回路５６は、誘電体デュプレクサ５２の出力
手段６２に接続される。また、アンテナ５８は、誘電体
デュプレクサ５２のアンテナ接続手段６４に接続され
る。この誘電体デュプレクサ５２は、２つの誘電体フィ
ルタ６６，６８を含む。誘電体フィルタ６６，６８は、
本発明にかかる誘電体共振器に外部結合手段を接続して
なるものである。この実施例では、たとえば、誘電体共
振器１０（３０）の励振ケーブルにそれぞれ外部結合手
段７０を接続して形成される。そして、一方の誘電体フ
ィルタ６６は入力手段６０とアンテナ接続用手段６４と
の間に接続され、他方の誘電体フィルタ６８は、アンテ
ナ接続用手段６４と出力手段６２との間に接続される。
いた通信機装置の一例を示すブロック図である。この通
信機装置５０は、誘電体デュプレクサ５２、送信回路５
４、受信回路５６およびアンテナ５８を含む。送信回路
５４は、誘電体デュプレクサ５２の入力手段６０に接続
され、受信回路５６は、誘電体デュプレクサ５２の出力
手段６２に接続される。また、アンテナ５８は、誘電体
デュプレクサ５２のアンテナ接続手段６４に接続され
る。この誘電体デュプレクサ５２は、２つの誘電体フィ
ルタ６６，６８を含む。誘電体フィルタ６６，６８は、
本発明にかかる誘電体共振器に外部結合手段を接続して
なるものである。この実施例では、たとえば、誘電体共
振器１０（３０）の励振ケーブルにそれぞれ外部結合手
段７０を接続して形成される。そして、一方の誘電体フ
ィルタ６６は入力手段６０とアンテナ接続用手段６４と
の間に接続され、他方の誘電体フィルタ６８は、アンテ
ナ接続用手段６４と出力手段６２との間に接続される。
【００２６】
【発明の効果】本発明にかかる誘電体共振器によれば、
誘電体と超伝導体との界面反応が生じず良好な超伝導特
性が得られ、金属電極を用いるよりも高い無負荷Ｑ（Ｑ
ｕ）を実現することができる。また、本発明にかかる誘
電体共振器を用いて誘電体フィルタ、誘電体デュプレク
サ、および通信機装置を形成することにより、それぞれ
良好な特性を得ることができる。
誘電体と超伝導体との界面反応が生じず良好な超伝導特
性が得られ、金属電極を用いるよりも高い無負荷Ｑ（Ｑ
ｕ）を実現することができる。また、本発明にかかる誘
電体共振器を用いて誘電体フィルタ、誘電体デュプレク
サ、および通信機装置を形成することにより、それぞれ
良好な特性を得ることができる。
【図１】本発明にかかる誘電体共振器の一例を示す図解
図である。
図である。
【図２】ＴＥ011 モードの誘電体共振器の無負荷Ｑ（Ｑ
ｕ）の低温特性を示すグラフである。
ｕ）の低温特性を示すグラフである。
【図３】本発明にかかる誘電体共振器の他の例を示す図
解図である。
解図である。
【図４】ＴＭ010 モードの誘電体共振器の無負荷Ｑ（Ｑ
ｕ）の低温特性を示すグラフである。
ｕ）の低温特性を示すグラフである。
【図５】本発明にかかる通信機装置の一例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図６】各種誘電体の１０ＧＨｚにおけるｔａｎδの温
度特性を示すグラフである。
度特性を示すグラフである。
【図７】各種誘電体の１０ＧＨｚにおけるｔａｎδの温
度特性を示すグラフである。
度特性を示すグラフである。
１０，３０ 誘電体共振器
１２，３２ 誘電体基板
１４，３４、３６ 超伝導体電極
１６ 銅板
１８ 誘電体
２０，２２ 励振ケーブル
４０ 金属ケース
５０ 通信機装置
５２ 誘電体デュプレクサ
５４ 送信回路
５６ 受信回路
５８ アンテナ
６０ 入力手段
６２ 出力手段
６４ アンテナ接続手段
６６，６８ 誘電体フィルタ
７０ 外部結合手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｐ 1/213 ＺＡＡ Ｈ０１Ｐ 1/213 ＺＡＡＭ
(56)参考文献 特開 平９−246803（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−254839（ＪＰ，Ａ)
特表 平７−500956（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01P 7/10 ZAA
C01G 1/00
C01G 3/00 ZAA
H01L 39/00 ZAA
H01P 1/20 ZAA
H01P 1/213 ZAA
Claims (8)
- 【請求項１】 誘電体の表面に酸化物超伝導体電極を形
成してなる誘電体共振器であって、前記誘電体は、Ｂａ（Ｓｎ x Ｍｇ y Ｔａ z ）Ｏ
7/2-x/2-3y/2 （ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０．０４≦ｘ
≦０．２６、０．２３≦ｙ≦０．３１、０．５１≦ｚ≦
０．６５）であるＢａ（Ｓｎ，Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ 3 系誘電
体であり、 前記酸化物超伝導体は、Ｒｅ−Ｍ−Ｃｕ−Ｏ系（ただ
し、Ｒｅは希土類元素、Ｍはアルカリ土類金属元素）酸
化物超伝導体、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系（ただ
し、Ｂｉの一部をＰｂで置換したものも含む）酸化物超
伝導体、およびＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超
伝導体のうちのいずれかの酸化物超伝導体であることを
特徴とする、 誘電体共振器。 - 【請求項２】 誘電体の表面に酸化物超伝導体電極を形
成してなる誘電体共振器であって、前記誘電体は、Ｂａ x Ｍｇ y （Ｓｂ v Ｔａ 1-v ） z Ｏ w （ただ
し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、ｗは任意、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれ
以下に示すＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄで囲まれるモル比の領域にあ
り、かつ０．００１≦ｖ≦０．３００の範囲にある）で
あるＢａ（Ｍｇ，Ｓｂ，Ｔａ）Ｏ 3 系誘電体であり、 前記酸化物超伝導体は、Ｒｅ−Ｍ−Ｃｕ−Ｏ系（ただ
し、Ｒｅは希土類元素、Ｍはアルカリ土類金属元素）酸
化物超伝導体、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系（ただ
し、Ｂｉの一部をＰｂで置換したものも含む）酸化物超
伝導体、およびＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超
伝導体のうちのいずれかの酸化物超伝導体であることを
特徴とする、 誘電体共振器。 【表１】 - 【請求項３】 前記Ｒｅ−Ｍ−Ｃｕ−Ｏ系酸化物超伝導
体は、ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-xであることを特徴とする、請
求項１または請求項２に記載の誘電体共振器。 - 【請求項４】 前記Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化
物超伝導体は、（Ｂｉ，Ｐｂ）2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏx、
またはＢｉ2Ｓｒ2ＣａＣｕ2Ｏxであることを特徴とす
る、請求項１または請求項２に記載の誘電体共振器。 - 【請求項５】 前記Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系酸化
物超伝導体は、Ｔｌ2Ｂａ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏxであることを
特徴とする、請求項１または請求項２に記載の誘電体共
振器。 - 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれかに記
載の誘電体共振器に外部結合手段を含んでなることを特
徴とする、誘電体フィルタ。 - 【請求項７】 少なくとも二つの誘電体フィルタと、 前記誘電体フィルタのそれぞれに接続される入出力接続
手段と、 前記誘電体フィルタに共通に接続されるアンテナ接続手
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請求項６に記載
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８】 請求項７に記載の誘電体デュプレクサ
と、 前記誘電体デュプレクサの少なくとも一つの入出力接続
手段に接続される送信用回路と、 前記送信用回路に接続される前記入出力接続手段と異な
る少なくとも一つの入出力接続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手段に接続され
るアンテナと、 含んでなることを特徴とする、通信機装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09852098A JP3475779B2 (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信機装置 |
| US09/274,616 US6487427B1 (en) | 1990-03-25 | 1999-03-23 | Dielectric resonator, dielectric filter, dielectric duplexer, and communications device having specific dielectric and superconductive compositions |
| DE69909000T DE69909000T2 (de) | 1998-03-25 | 1999-03-24 | Dielektrischer Resonator, dielektrisches Filter, dielektrischer Duplexer und Kommunikationsgerät |
| EP99105959A EP0945914B1 (en) | 1998-03-25 | 1999-03-24 | Dielectric resonator, dielectric filter, dielectric duplexer and communications device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09852098A JP3475779B2 (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信機装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003168202A Division JP2004064752A (ja) | 2003-06-12 | 2003-06-12 | 誘電体共振器、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 |
|---|---|
| JPH11274821A JPH11274821A (ja) | 1999-10-08 |
| JP3475779B2 true JP3475779B2 (ja) | 2003-12-08 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09852098A Expired - Fee Related JP3475779B2 (ja) | 1990-03-25 | 1998-03-25 | 誘電体共振器、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 |
|---|---|
| US (1) | US6487427B1 (ja) |
| EP (1) | EP0945914B1 (ja) |
| JP (1) | JP3475779B2 (ja) |
| DE (1) | DE69909000T2 (ja) |
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| JP2002145668A (ja) * | 2000-11-07 | 2002-05-22 | Murata Mfg Co Ltd | 高周波用誘電体磁器組成物、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信機装置 |
| JP2003204212A (ja) * | 2002-01-08 | 2003-07-18 | Murata Mfg Co Ltd | 共振器、フィルタ、デュプレクサ、複合フィルタ装置、送受信装置、および通信装置 |
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| KR100598446B1 (ko) * | 2004-12-01 | 2006-07-11 | 한국전자통신연구원 | 밀리미터파 대역 평면형 필터용 에어 캐비티 모듈 |
| WO2006098093A1 (ja) * | 2005-03-16 | 2006-09-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 高周波用誘電体磁器組成物、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、及び通信機装置 |
| DE102009005468B4 (de) * | 2009-01-21 | 2019-03-28 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Mikrowellen-Oberflächenwiderstandes |
| CN116854472B (zh) * | 2023-09-04 | 2023-12-08 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种微波介质材料及其制备方法 |
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| US5750473A (en) * | 1995-05-11 | 1998-05-12 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Planar high temperature superconductor filters with backside coupling |
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- 1998-03-25 JP JP09852098A patent/JP3475779B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1999
- 1999-03-23 US US09/274,616 patent/US6487427B1/en not_active Expired - Fee Related
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- 1999-03-24 DE DE69909000T patent/DE69909000T2/de not_active Expired - Lifetime
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