JP3501026B2 - 誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、通信装置、および誘電体共振器装置の設計方法 - Google Patents
誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、通信装置、および誘電体共振器装置の設計方法Info
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- H01P1/208—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure
- H01P1/2084—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure with dielectric resonators
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- H01P7/10—Dielectric resonators
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、誘電体ブロック
を用いた誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、それら
を用いた通信装置、および誘電体共振器装置の設計方法
に関するものである。
を用いた誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、それら
を用いた通信装置、および誘電体共振器装置の設計方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、誘電体ブロックを用いた誘電体フ
ィルタは、誘電体ブロックに複数の共振器孔を設けると
ともに、共振器孔の内径を部分的に異ならせて、その線
路インピーダンスを開放端側と短絡端側とで異ならせる
ようにした構造が採られている。特に、特開平８−２
５０９０４号には、共振器孔の内径の異なった部分での
断面形状を非相似形にするとともに、内径の小さな部分
の中心軸を内径の大きな部分の中心軸に対して偏心させ
るようにしたものが示されている。また特開平１０−
３０８６０４号には、共振器孔の内径の大きな部分の断
面形状を長円形状または楕円形状にして、その長径方向
を共振器孔の配列方向に対して傾斜させるようにしたも
のが示されている。
ィルタは、誘電体ブロックに複数の共振器孔を設けると
ともに、共振器孔の内径を部分的に異ならせて、その線
路インピーダンスを開放端側と短絡端側とで異ならせる
ようにした構造が採られている。特に、特開平８−２
５０９０４号には、共振器孔の内径の異なった部分での
断面形状を非相似形にするとともに、内径の小さな部分
の中心軸を内径の大きな部分の中心軸に対して偏心させ
るようにしたものが示されている。また特開平１０−
３０８６０４号には、共振器孔の内径の大きな部分の断
面形状を長円形状または楕円形状にして、その長径方向
を共振器孔の配列方向に対して傾斜させるようにしたも
のが示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の誘電体フィ
ルタにおいては、共振周波数、結合度、減衰周波数の設
計自由度を大幅に向上させることができる。また、内径
の大きな部分との間で外部結合を生じさせる入出力電極
を誘電体ブロックに形成した場合には、外部結合の設計
自由度をも大幅に向上させることができる。
ルタにおいては、共振周波数、結合度、減衰周波数の設
計自由度を大幅に向上させることができる。また、内径
の大きな部分との間で外部結合を生じさせる入出力電極
を誘電体ブロックに形成した場合には、外部結合の設計
自由度をも大幅に向上させることができる。
【０００４】ところが、共振器孔の大径部と小径部の形
状および両者の中心軸の位置を任意に定めて、所望の誘
電体フィルタの特性を得るためには、共振器間の結合と
外部結合とを同時に設定しなければならず、その設計方
法が非常に高度になる、という問題が生じる。また、大
径部の長径方向を共振器孔の配列方向に対して傾斜させ
ると、誘電体ブロックのサイズが全体に大きくなるとい
う問題が生じる。
状および両者の中心軸の位置を任意に定めて、所望の誘
電体フィルタの特性を得るためには、共振器間の結合と
外部結合とを同時に設定しなければならず、その設計方
法が非常に高度になる、という問題が生じる。また、大
径部の長径方向を共振器孔の配列方向に対して傾斜させ
ると、誘電体ブロックのサイズが全体に大きくなるとい
う問題が生じる。
【０００５】この発明の目的は、上述の問題を解消し
て、共振器間の結合度を変えることなく外部結合の強度
を任意に定められるようにし、また小型化を可能とした
誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、通信装置、およ
び誘電体共振器装置の設計方法を提供することにある。
て、共振器間の結合度を変えることなく外部結合の強度
を任意に定められるようにし、また小型化を可能とした
誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、通信装置、およ
び誘電体共振器装置の設計方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の誘電体フィル
タは、誘電体ブロックの内部に大径部と小径部とによる
ステップ構造の複数の共振器孔を互いに略平行に配列し
た誘電体フィルタにおいて、共振器孔を、該共振器孔の
配列方向に垂直で且つ前記共振器孔の貫通方向の中心軸
に垂直な向きに伸びた断面長円形の大径部と該大径部よ
り内径の小さな断面円形の小径部とによるステップ構造
とし、該共振器孔の前記大径部側の端部または端部付近
を開放端、小径部側の端部を短絡端とし、前記誘電体ブ
ロックの前記共振器孔の開放端側とは反対側の面に入出
力電極を設け、該入出力電極に一端が導通し、他端が前
記共振器孔の開放端側の前記誘電体ブロック外面の外導
体に導通する励振孔を前記誘電体ブロックの内部に設
け、前記複数の共振器孔のうち隣接する共振器孔の小径
部間を一定にしつつ、前記大径部の前記中心軸に対する
該大径部の伸びる方向への前記小径部の偏心により前記
小径部と前記励振孔との間の距離を定め、当該距離によ
って外部結合を所望の結合度に定める。また、前記共振
器孔を、該共振器孔の配列方向に垂直で且つ前記共振器
孔の貫通方向の中心軸に垂直な向きに伸びた断面長円形
の大径部と該大径部より内径の小さな断面円形の小径部
とによるステップ構造とし、該共振器孔の前記大径部側
の端部を短絡端、小径部側の端部を開放端とし、前記誘
電体ブロック外面の前記共振器孔の前記開放端付近に入
出力電極を設け、前記複数の共振器孔のうち隣接する共
振器孔の小径部間を一定にしつつ、前記大径部の前記中
心軸に対する該大径部の伸びる方向への前記小径部の偏
心により前記小径部と前記入出力電極との間の距離を定
め、当該距離によって外部結合を所望の結合度に定め
る。
タは、誘電体ブロックの内部に大径部と小径部とによる
ステップ構造の複数の共振器孔を互いに略平行に配列し
た誘電体フィルタにおいて、共振器孔を、該共振器孔の
配列方向に垂直で且つ前記共振器孔の貫通方向の中心軸
に垂直な向きに伸びた断面長円形の大径部と該大径部よ
り内径の小さな断面円形の小径部とによるステップ構造
とし、該共振器孔の前記大径部側の端部または端部付近
を開放端、小径部側の端部を短絡端とし、前記誘電体ブ
ロックの前記共振器孔の開放端側とは反対側の面に入出
力電極を設け、該入出力電極に一端が導通し、他端が前
記共振器孔の開放端側の前記誘電体ブロック外面の外導
体に導通する励振孔を前記誘電体ブロックの内部に設
け、前記複数の共振器孔のうち隣接する共振器孔の小径
部間を一定にしつつ、前記大径部の前記中心軸に対する
該大径部の伸びる方向への前記小径部の偏心により前記
小径部と前記励振孔との間の距離を定め、当該距離によ
って外部結合を所望の結合度に定める。また、前記共振
器孔を、該共振器孔の配列方向に垂直で且つ前記共振器
孔の貫通方向の中心軸に垂直な向きに伸びた断面長円形
の大径部と該大径部より内径の小さな断面円形の小径部
とによるステップ構造とし、該共振器孔の前記大径部側
の端部を短絡端、小径部側の端部を開放端とし、前記誘
電体ブロック外面の前記共振器孔の前記開放端付近に入
出力電極を設け、前記複数の共振器孔のうち隣接する共
振器孔の小径部間を一定にしつつ、前記大径部の前記中
心軸に対する該大径部の伸びる方向への前記小径部の偏
心により前記小径部と前記入出力電極との間の距離を定
め、当該距離によって外部結合を所望の結合度に定め
る。
【０００７】 また、この発明の誘電体共振器装置の設
計方法は、誘電体ブロックの内部に大径部と小径部とに
よるステップ構造の複数の共振器孔を互いに略平行に配
列された誘電体共振器装置の設計方法であって、共振器
孔を、該共振器孔の配列方向に垂直で且つ前記共振器孔
の貫通方向の中心軸に垂直な向きに伸びた断面長円形の
大径部と該大径部より内径の小さな断面円形の小径部と
によるステップ構造とし、該共振器孔の大径部側の端部
または端部付近を開放端、小径部側の端部を短絡端と
し、誘電体ブロックの共振器孔の開放端側とは反対側の
面に入出力電極を設け、該入出力電極に一端が導通し、
他端が前記共振器孔の開放端側の誘電体ブロック外面の
外導体に導通する励振孔を誘電体ブロックの内部に設
け、前記複数の共振器孔のうち隣接する共振器孔の小径
部間を一定にしつつ、大径部の中心軸に対する該大径部
の伸びる方向への小径部の偏心により小径部と励振孔と
の間の距離を定め、当該距離によって所望の外部結合に
定める。また、この発明の誘電体共振器装置の設計方法
は、共振器孔を、該共振器孔の配列方向に垂直で且つ共
振器孔の貫通方向の中心軸に垂直な向きに伸びた断面長
円形の大径部と該大径部より内径の小さな断面円形の小
径部とによるステップ構造とし、該共振器孔の大径部側
の端部を短絡端、小径部側の端部を開放端とし、誘電体
ブロック外面の共振器孔の開放端付近に入出力電極を設
け、前記複数の共振器孔のうち隣接する共振器孔の小径
部間を一定にしつつ、大径部の中心軸に対する該大径部
の伸びる方向への小径部の偏心により小径部と入出力電
極との間の距離を定め、当該距離によって所望の外部結
合に定める。
計方法は、誘電体ブロックの内部に大径部と小径部とに
よるステップ構造の複数の共振器孔を互いに略平行に配
列された誘電体共振器装置の設計方法であって、共振器
孔を、該共振器孔の配列方向に垂直で且つ前記共振器孔
の貫通方向の中心軸に垂直な向きに伸びた断面長円形の
大径部と該大径部より内径の小さな断面円形の小径部と
によるステップ構造とし、該共振器孔の大径部側の端部
または端部付近を開放端、小径部側の端部を短絡端と
し、誘電体ブロックの共振器孔の開放端側とは反対側の
面に入出力電極を設け、該入出力電極に一端が導通し、
他端が前記共振器孔の開放端側の誘電体ブロック外面の
外導体に導通する励振孔を誘電体ブロックの内部に設
け、前記複数の共振器孔のうち隣接する共振器孔の小径
部間を一定にしつつ、大径部の中心軸に対する該大径部
の伸びる方向への小径部の偏心により小径部と励振孔と
の間の距離を定め、当該距離によって所望の外部結合に
定める。また、この発明の誘電体共振器装置の設計方法
は、共振器孔を、該共振器孔の配列方向に垂直で且つ共
振器孔の貫通方向の中心軸に垂直な向きに伸びた断面長
円形の大径部と該大径部より内径の小さな断面円形の小
径部とによるステップ構造とし、該共振器孔の大径部側
の端部を短絡端、小径部側の端部を開放端とし、誘電体
ブロック外面の共振器孔の開放端付近に入出力電極を設
け、前記複数の共振器孔のうち隣接する共振器孔の小径
部間を一定にしつつ、大径部の中心軸に対する該大径部
の伸びる方向への小径部の偏心により小径部と入出力電
極との間の距離を定め、当該距離によって所望の外部結
合に定める。
【０００８】このように、複数の共振器孔の配列方向と
共振器孔の軸方向にそれぞれ垂直な向き、すなわち誘電
体ブロックの厚み方向に、共振器孔の大径部が伸びるよ
うに配置することにより、隣接する共振器孔の大径部の
中心軸間の間隔を狭くできるようにし、誘電体フィルタ
の小型化を図る。また、小径部の中心軸を大径部の中心
軸からずらせて、入出力手段と小径部との間隔で外部結
合を定め、共振器間の結合を、主として大径部間の間隔
で定めるようにし、共振器間の結合と外部結合とをほぼ
独立して定める。
共振器孔の軸方向にそれぞれ垂直な向き、すなわち誘電
体ブロックの厚み方向に、共振器孔の大径部が伸びるよ
うに配置することにより、隣接する共振器孔の大径部の
中心軸間の間隔を狭くできるようにし、誘電体フィルタ
の小型化を図る。また、小径部の中心軸を大径部の中心
軸からずらせて、入出力手段と小径部との間隔で外部結
合を定め、共振器間の結合を、主として大径部間の間隔
で定めるようにし、共振器間の結合と外部結合とをほぼ
独立して定める。
【０００９】上記入出力手段としては、誘電体ブロック
内に励振孔を設けて、励振孔とその近傍の共振器孔の小
径部とによる分布定数線路同士の電磁界結合によって外
部結合の強度を定める。また、誘電体ブロックの外面に
電極を設けて、その電極と近傍の共振器孔の小径部とに
よる電極同士の電磁界結合（静電容量）によって外部結
合の強度を定める。
内に励振孔を設けて、励振孔とその近傍の共振器孔の小
径部とによる分布定数線路同士の電磁界結合によって外
部結合の強度を定める。また、誘電体ブロックの外面に
電極を設けて、その電極と近傍の共振器孔の小径部とに
よる電極同士の電磁界結合（静電容量）によって外部結
合の強度を定める。
【００１０】また、この発明の誘電体デュプレクサは、
上記の誘電体フィルタの構成を、単一の誘電体ブロック
に２組設けて、たとえば一方を送信フィルタ、他方を受
信フィルタするアンテナ共用器として作用させる。
上記の誘電体フィルタの構成を、単一の誘電体ブロック
に２組設けて、たとえば一方を送信フィルタ、他方を受
信フィルタするアンテナ共用器として作用させる。
【００１１】さらに、この発明の通信装置は、上記の誘
電体フィルタまたは誘電体デュプレクサを用いて構成す
る。
電体フィルタまたは誘電体デュプレクサを用いて構成す
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】第１の実施形態に係る誘電体フィ
ルタの構成を図１を参照して説明する。図１の（Ａ）は
各共振器孔の軸方向に見た正面図、（Ｂ）は底面図、
（Ｃ）は背面図である。（Ｃ′）は比較例としての別構
造の誘電体フィルタの背面図である。この図において、
１は略直方体形状の誘電体ブロックであり、その内部に
共振器孔２ａ，２ｂおよび励振孔７ａ，７ｂを設けてい
る。共振器孔２ａ，２ｂは、その断面が長円形状の大径
部と、断面が円形の小径部とのステップ構造としてい
る。励振孔７ａ，７ｂは内径一定のストレート孔であ
る。共振器孔２ａ，２ｂの内面には内導体３ａ，３ｂを
形成していて、大径部の開口面付近に内導体非形成部６
を設けている。励振孔７ａ，７ｂの内面には励振用内導
体８ａ，８ｂを形成している。誘電体ブロック１の外面
（六面）には外導体４を形成している。また励振孔７
ａ，７ｂの一方の開口部には、励振用内導体８ａ，８ｂ
から連続する入出力電極５ａ，５ｂを外導体４から分離
形成している。
ルタの構成を図１を参照して説明する。図１の（Ａ）は
各共振器孔の軸方向に見た正面図、（Ｂ）は底面図、
（Ｃ）は背面図である。（Ｃ′）は比較例としての別構
造の誘電体フィルタの背面図である。この図において、
１は略直方体形状の誘電体ブロックであり、その内部に
共振器孔２ａ，２ｂおよび励振孔７ａ，７ｂを設けてい
る。共振器孔２ａ，２ｂは、その断面が長円形状の大径
部と、断面が円形の小径部とのステップ構造としてい
る。励振孔７ａ，７ｂは内径一定のストレート孔であ
る。共振器孔２ａ，２ｂの内面には内導体３ａ，３ｂを
形成していて、大径部の開口面付近に内導体非形成部６
を設けている。励振孔７ａ，７ｂの内面には励振用内導
体８ａ，８ｂを形成している。誘電体ブロック１の外面
（六面）には外導体４を形成している。また励振孔７
ａ，７ｂの一方の開口部には、励振用内導体８ａ，８ｂ
から連続する入出力電極５ａ，５ｂを外導体４から分離
形成している。
【００１３】このような構造により、共振器孔２ａ，２
ｂによる２つの共振器は、内導体非形成部６に生じるス
トレー容量によりコムライン結合する。また共振器孔２
ａと励振孔７ａとがインターディジタル結合する。同様
に共振器孔２ｂと励振孔７ｂとがインターディジタル結
合する。共振器孔２ａ−２ｂ間の結合度は大径部の間隔
ｗ１、小径部の間隔ｗ２および内導体非形成部６に生じ
るストレー容量によって定める。（ここでは、大径部間
の間隔は内導体間の距離で表し、小径部間の間隔は中心
軸間の距離で表す。）外部結合の強度は共振器孔２ａ，
２ｂの小径部と励振孔７ａ，７ｂとの間の間隔（両者の
中心軸間の距離で表せばＬａ，Ｌｂ）によって定める。
換言すると、大径部の中心軸に対する小径部の中心軸の
偏心量によって定める。但し、このとき、共振器孔２
ａ，２ｂの小径部間の間隔ｗ２は一定とする。
ｂによる２つの共振器は、内導体非形成部６に生じるス
トレー容量によりコムライン結合する。また共振器孔２
ａと励振孔７ａとがインターディジタル結合する。同様
に共振器孔２ｂと励振孔７ｂとがインターディジタル結
合する。共振器孔２ａ−２ｂ間の結合度は大径部の間隔
ｗ１、小径部の間隔ｗ２および内導体非形成部６に生じ
るストレー容量によって定める。（ここでは、大径部間
の間隔は内導体間の距離で表し、小径部間の間隔は中心
軸間の距離で表す。）外部結合の強度は共振器孔２ａ，
２ｂの小径部と励振孔７ａ，７ｂとの間の間隔（両者の
中心軸間の距離で表せばＬａ，Ｌｂ）によって定める。
換言すると、大径部の中心軸に対する小径部の中心軸の
偏心量によって定める。但し、このとき、共振器孔２
ａ，２ｂの小径部間の間隔ｗ２は一定とする。
【００１４】このように、大径部の中心軸に対して小径
部の中心軸を偏心させても、共振器間の結合度には殆ど
影響を与えないので、共振器間の結合度を変えることな
く、外部結合の強度を独立して定めることができる。
部の中心軸を偏心させても、共振器間の結合度には殆ど
影響を与えないので、共振器間の結合度を変えることな
く、外部結合の強度を独立して定めることができる。
【００１５】なお、この実施形態に示したように、共振
器孔の大径部を、共振器孔の配列方向および軸方向にそ
れぞれ垂直な向き、すなわち誘電体ブロックの厚み方向
に、伸びた形状とすることにより、共振器孔間の間隔を
狭くすることができ、誘電体ブロックの共振器孔配列方
向の長さＬを全体に短縮化できる。
器孔の大径部を、共振器孔の配列方向および軸方向にそ
れぞれ垂直な向き、すなわち誘電体ブロックの厚み方向
に、伸びた形状とすることにより、共振器孔間の間隔を
狭くすることができ、誘電体ブロックの共振器孔配列方
向の長さＬを全体に短縮化できる。
【００１６】図１の（Ｃ′）は共振器孔の小径部を励振
孔から遠ざかる方向に偏心させ、その分、励振孔７ａ，
７ｂと共振器孔との間隔を狭くした例である。このよう
な構造によれば、共振器孔の大径部と励振孔との間隔を
狭くしても、その共振器孔の小径部と励振孔との距離を
稼ぐことができるので、誘電体ブロックの共振器孔配列
方向の長さを（Ｃ）に比較して、ＬからＬ′に短縮化す
ることができる。
孔から遠ざかる方向に偏心させ、その分、励振孔７ａ，
７ｂと共振器孔との間隔を狭くした例である。このよう
な構造によれば、共振器孔の大径部と励振孔との間隔を
狭くしても、その共振器孔の小径部と励振孔との距離を
稼ぐことができるので、誘電体ブロックの共振器孔配列
方向の長さを（Ｃ）に比較して、ＬからＬ′に短縮化す
ることができる。
【００１７】図２は第２の実施形態に係る誘電体フィル
タの構成を示す図である。図１に示した誘電体フィルタ
と異なり、共振器孔２ａ，２ｂの内面には、それらの全
面に内導体３ａ，３ｂを形成していて、大径部の開口部
に外導体非形成部９ａ，９ｂを設け、この部分でストレ
ー容量を生じさせている。このような構造においても共
振器孔２ａ，２ｂによる２つの共振器間の結合度は、大
径部間の間隔ｗ１、小径部間の間隔ｗ２および外導体非
形成部９ａ，９ｂに生じるストレー容量とにより定め、
外部結合の強度は、小径部と励振孔７ａ，７ｂとの間隔
（両者の中心軸間の距離で表せばＬａ，Ｌｂ）によって
定める。換言すると、大径部の中心軸に対する小径部の
中心軸の偏心量によって定める。
タの構成を示す図である。図１に示した誘電体フィルタ
と異なり、共振器孔２ａ，２ｂの内面には、それらの全
面に内導体３ａ，３ｂを形成していて、大径部の開口部
に外導体非形成部９ａ，９ｂを設け、この部分でストレ
ー容量を生じさせている。このような構造においても共
振器孔２ａ，２ｂによる２つの共振器間の結合度は、大
径部間の間隔ｗ１、小径部間の間隔ｗ２および外導体非
形成部９ａ，９ｂに生じるストレー容量とにより定め、
外部結合の強度は、小径部と励振孔７ａ，７ｂとの間隔
（両者の中心軸間の距離で表せばＬａ，Ｌｂ）によって
定める。換言すると、大径部の中心軸に対する小径部の
中心軸の偏心量によって定める。
【００１８】図３は第３の実施形態に係る誘電体フィル
タの構成を示す図である。略直方体形状の誘電体ブロッ
ク１の内部に、内面に内導体３ａ，３ｂをそれぞれ形成
した共振器孔２ａ，２ｂを設けている。また誘電体ブロ
ック１の外面（五面）には外導体４を形成している。共
振器孔２ａ，２ｂの小径部側の開口面は外導体の無い開
放面としている。そして、この開放面寄りに外導体４か
ら分離した入出力電極５ａ，５ｂを形成している。
タの構成を示す図である。略直方体形状の誘電体ブロッ
ク１の内部に、内面に内導体３ａ，３ｂをそれぞれ形成
した共振器孔２ａ，２ｂを設けている。また誘電体ブロ
ック１の外面（五面）には外導体４を形成している。共
振器孔２ａ，２ｂの小径部側の開口面は外導体の無い開
放面としている。そして、この開放面寄りに外導体４か
ら分離した入出力電極５ａ，５ｂを形成している。
【００１９】このように、共振器孔を開放端側と短絡端
側とで線路インピーダンスの異なるステップ構造とする
ことにより、偶モードと奇モードの共振周波数に差を生
じさせて共振器間を結合させる。共振器孔２ａ，２ｂに
よる２つの共振器の結合度は、大径部の内径を一定とし
た場合、主に共振器孔２ａ，２ｂの大径部同士の間隔
（両者の中心軸間の距離で表せばｗ）によって定める。
また、外部結合は小径部の中心軸と入出力電極５ａ，５
ｂとの間隔Ｌａ，Ｌｂによって定める。換言すれば、大
径部の中心軸に対する小径部の中心軸の偏心量Ｓａ，Ｓ
ｂによって定める。
側とで線路インピーダンスの異なるステップ構造とする
ことにより、偶モードと奇モードの共振周波数に差を生
じさせて共振器間を結合させる。共振器孔２ａ，２ｂに
よる２つの共振器の結合度は、大径部の内径を一定とし
た場合、主に共振器孔２ａ，２ｂの大径部同士の間隔
（両者の中心軸間の距離で表せばｗ）によって定める。
また、外部結合は小径部の中心軸と入出力電極５ａ，５
ｂとの間隔Ｌａ，Ｌｂによって定める。換言すれば、大
径部の中心軸に対する小径部の中心軸の偏心量Ｓａ，Ｓ
ｂによって定める。
【００２０】図４は第４の実施形態に係る誘電体フィル
タの構成を示す図である。図３に示した誘電体フィルタ
の構造とは異なり、ここでは共振器孔２ａ，２ｂの小径
部側の開口部に外導体非形成部９を設けて、そこを開放
端としている。この構造によれば、共振器孔２ａ，２ｂ
のステップ構造による誘導性結合と外導体非形成部９部
分に生じるストレー容量による誘導性結合とによって共
振器間の結合度を定める。外部結合は図３の場合と同様
に、小径部の中心軸と入出力電極５ａ，５ｂとの間隔Ｌ
ａ，Ｌｂによって、すなわち大径部の中心軸に対する小
径部の中心軸の偏心量Ｓａ，Ｓｂによって定める。
タの構成を示す図である。図３に示した誘電体フィルタ
の構造とは異なり、ここでは共振器孔２ａ，２ｂの小径
部側の開口部に外導体非形成部９を設けて、そこを開放
端としている。この構造によれば、共振器孔２ａ，２ｂ
のステップ構造による誘導性結合と外導体非形成部９部
分に生じるストレー容量による誘導性結合とによって共
振器間の結合度を定める。外部結合は図３の場合と同様
に、小径部の中心軸と入出力電極５ａ，５ｂとの間隔Ｌ
ａ，Ｌｂによって、すなわち大径部の中心軸に対する小
径部の中心軸の偏心量Ｓａ，Ｓｂによって定める。
【００２１】次に、第５の実施形態に係る誘電体デュプ
レクサの例を図５を参照して説明する。図に示すよう
に、略直方体形状の誘電体ブロックの内部に共振器孔２
ａ〜２ｇおよび励振孔７ａ〜７ｃをそれぞれ設けてい
る。各共振器孔２ａ〜２ｇの内面には、一方の開口部付
近を内導体非形成部６とする内導体３ａ〜３ｇを形成し
ている。また励振孔７ａ〜７ｃの内面には、全面の励振
用内導体８ａ〜８ｃをそれぞれ形成している。共振器孔
２ａ〜２ｇの各々は開放端側を大径部、短絡端側を小径
部とするステップ孔としている。誘電体ブロックの外面
（六面）には外導体４を形成していて、励振用内導体８
ａ〜８ｃから連続する入出力電極５ａ〜５ｃを、各共振
器孔の短絡面から側面にかけて、外導体４から分離形成
している。
レクサの例を図５を参照して説明する。図に示すよう
に、略直方体形状の誘電体ブロックの内部に共振器孔２
ａ〜２ｇおよび励振孔７ａ〜７ｃをそれぞれ設けてい
る。各共振器孔２ａ〜２ｇの内面には、一方の開口部付
近を内導体非形成部６とする内導体３ａ〜３ｇを形成し
ている。また励振孔７ａ〜７ｃの内面には、全面の励振
用内導体８ａ〜８ｃをそれぞれ形成している。共振器孔
２ａ〜２ｇの各々は開放端側を大径部、短絡端側を小径
部とするステップ孔としている。誘電体ブロックの外面
（六面）には外導体４を形成していて、励振用内導体８
ａ〜８ｃから連続する入出力電極５ａ〜５ｃを、各共振
器孔の短絡面から側面にかけて、外導体４から分離形成
している。
【００２２】共振器孔２ｂ，２ｃによる２つの共振器は
内導体非形成部６に生じるストレー容量によりコムライ
ン結合し、共振器孔２ｂによる共振器と励振孔７ａとは
インターディジタル結合する。同様に共振器孔２ｃによ
る共振器と励振孔７ｂとはインターディジタル結合す
る。この共振器孔２ｂ，２ｃによる２つの共振器は帯域
通過型フィルタとして作用する。また共振器孔２ａによ
る共振器は励振孔７ａとインターディジタル結合して、
トラップフィルタとして作用する。
内導体非形成部６に生じるストレー容量によりコムライ
ン結合し、共振器孔２ｂによる共振器と励振孔７ａとは
インターディジタル結合する。同様に共振器孔２ｃによ
る共振器と励振孔７ｂとはインターディジタル結合す
る。この共振器孔２ｂ，２ｃによる２つの共振器は帯域
通過型フィルタとして作用する。また共振器孔２ａによ
る共振器は励振孔７ａとインターディジタル結合して、
トラップフィルタとして作用する。
【００２３】一方、共振器孔２ｄ〜２ｆによる３つの共
振器は、内導体非形成部６に生じるストレー容量により
コムライン結合し、共振器孔２ｄによる共振器と励振孔
７ｂとはインターディジタル結合する。同様に共振器孔
２ｆによる共振器と励振孔７ｃとはインターディジタル
結合する。この共振器孔２ｄ〜２ｆによる３つの共振器
は帯域通過型フィルタとして作用する。また共振器孔２
ｇによる共振器は励振孔７ｃとインターディジタル結合
して、トラップフィルタとして作用する。
振器は、内導体非形成部６に生じるストレー容量により
コムライン結合し、共振器孔２ｄによる共振器と励振孔
７ｂとはインターディジタル結合する。同様に共振器孔
２ｆによる共振器と励振孔７ｃとはインターディジタル
結合する。この共振器孔２ｄ〜２ｆによる３つの共振器
は帯域通過型フィルタとして作用する。また共振器孔２
ｇによる共振器は励振孔７ｃとインターディジタル結合
して、トラップフィルタとして作用する。
【００２４】上記共振器孔２ｂ，２ｃによる帯域通過フ
ィルタの通過帯域を送信周波数帯域とし、共振器孔２ａ
によるトラップフィルタの減衰周波数を送信周波数帯と
受信周波数帯の間の周波数に定めている。また共振器孔
２ｄ〜２ｆによる帯域通過フィルタの通過帯域を受信周
波数帯とし、共振器孔２ｇによるトラップフィルタの減
衰周波数を受信周波数帯と送信周波数帯の間に定めてい
る。これによって、入出力電極５ａ，５ｂ，５ｃを、そ
れぞれ送信信号入力端子(Tx)，アンテナ端子(ANT) ，受
信信号出力端子(Rx)とするアンテナ共用器として用い
る。
ィルタの通過帯域を送信周波数帯域とし、共振器孔２ａ
によるトラップフィルタの減衰周波数を送信周波数帯と
受信周波数帯の間の周波数に定めている。また共振器孔
２ｄ〜２ｆによる帯域通過フィルタの通過帯域を受信周
波数帯とし、共振器孔２ｇによるトラップフィルタの減
衰周波数を受信周波数帯と送信周波数帯の間に定めてい
る。これによって、入出力電極５ａ，５ｂ，５ｃを、そ
れぞれ送信信号入力端子(Tx)，アンテナ端子(ANT) ，受
信信号出力端子(Rx)とするアンテナ共用器として用い
る。
【００２５】上記誘電体デュプレクサにおいて、共振器
孔２ｂ，２ｃによる共振器間の結合度は、主に大径部同
士の間隔により定め、共振器孔２ｂによる共振器と励振
孔７ａとの外部結合の強度は、共振器孔２ｂの小径部と
励振孔７ａとの間隔により定める。同様に、共振器孔２
ｃによる共振器と励振孔７ｂとの外部結合の強度は、共
振器孔２ｃの小径部と励振孔７ｂとの間隔により定め、
共振器孔２ａによる共振器と励振孔７ａとの外部結合の
強度も、共振器孔２ａの小径部と励振孔７ａとの間隔に
より定める。また、共振器孔２ｄ〜２ｆによる共振器間
の結合度は、主に大径部同士の間隔により定め、共振器
孔２ｄによる共振器と励振孔７ｂとの外部結合の強度
は、共振器孔２ｄの小径部と励振孔７ｂとの間隔により
定める。同様に、共振器孔２ｆによる共振器と励振孔７
ｃとの外部結合の強度は、共振器孔２ｆの小径部と励振
孔７ｃとの間隔により定め、共振器孔２ｇによる共振器
と励振孔７ｃとの外部結合の強度も、共振器孔２ｇの小
径部と励振孔７ｃとの間隔により定める。
孔２ｂ，２ｃによる共振器間の結合度は、主に大径部同
士の間隔により定め、共振器孔２ｂによる共振器と励振
孔７ａとの外部結合の強度は、共振器孔２ｂの小径部と
励振孔７ａとの間隔により定める。同様に、共振器孔２
ｃによる共振器と励振孔７ｂとの外部結合の強度は、共
振器孔２ｃの小径部と励振孔７ｂとの間隔により定め、
共振器孔２ａによる共振器と励振孔７ａとの外部結合の
強度も、共振器孔２ａの小径部と励振孔７ａとの間隔に
より定める。また、共振器孔２ｄ〜２ｆによる共振器間
の結合度は、主に大径部同士の間隔により定め、共振器
孔２ｄによる共振器と励振孔７ｂとの外部結合の強度
は、共振器孔２ｄの小径部と励振孔７ｂとの間隔により
定める。同様に、共振器孔２ｆによる共振器と励振孔７
ｃとの外部結合の強度は、共振器孔２ｆの小径部と励振
孔７ｃとの間隔により定め、共振器孔２ｇによる共振器
と励振孔７ｃとの外部結合の強度も、共振器孔２ｇの小
径部と励振孔７ｃとの間隔により定める。
【００２６】図６は第６の実施形態に係る誘電体デュプ
レクサの構成を示す図である。この例では、略直方体形
状の誘電体ブロック１の内部に共振器孔２ａ〜２ｅおよ
び励振孔７をそれぞれ設けている。各共振器孔２ａ〜２
ｅの内面には、一方の開口部付近を開放端とする内導体
３ａ〜３ｅを形成している。また励振孔７の内面には、
全面の励振用内導体８を形成している。共振器孔２ａ〜
２ｅの各々は開放端側を小径部、短絡端側を大径部とす
るステップ孔としている。誘電体ブロックの外面（五
面）には外導体４を形成していて、励振用内導体８から
連続する入出力電極５ｂを、各共振器孔の短絡面から側
面にかけて、外導体４から分離形成している。また、誘
電体部の側面には更に入出力電極５ａ，５ｃを外導体か
ら分離形成している。
レクサの構成を示す図である。この例では、略直方体形
状の誘電体ブロック１の内部に共振器孔２ａ〜２ｅおよ
び励振孔７をそれぞれ設けている。各共振器孔２ａ〜２
ｅの内面には、一方の開口部付近を開放端とする内導体
３ａ〜３ｅを形成している。また励振孔７の内面には、
全面の励振用内導体８を形成している。共振器孔２ａ〜
２ｅの各々は開放端側を小径部、短絡端側を大径部とす
るステップ孔としている。誘電体ブロックの外面（五
面）には外導体４を形成していて、励振用内導体８から
連続する入出力電極５ｂを、各共振器孔の短絡面から側
面にかけて、外導体４から分離形成している。また、誘
電体部の側面には更に入出力電極５ａ，５ｃを外導体か
ら分離形成している。
【００２７】共振器孔２ａ，２ｂによる２つの共振器は
ステップ孔により結合し、帯域通過型フィルタとして作
用する。共振器孔２ｂによる共振器と励振孔７とはイン
ターディジタル結合する。同様に、共振器孔２ｃ〜２ｅ
による３つの共振器はステップ孔により結合し、帯域通
過型フィルタとして作用する。共振器孔２ｃによる共振
器と励振孔７とはインターディジタル結合する。更に、
共振器孔２ａ，２ｅによる共振器の開放端付近と入出力
電極５ａ，５ｃとは静電容量によりそれぞれ結合する。
ステップ孔により結合し、帯域通過型フィルタとして作
用する。共振器孔２ｂによる共振器と励振孔７とはイン
ターディジタル結合する。同様に、共振器孔２ｃ〜２ｅ
による３つの共振器はステップ孔により結合し、帯域通
過型フィルタとして作用する。共振器孔２ｃによる共振
器と励振孔７とはインターディジタル結合する。更に、
共振器孔２ａ，２ｅによる共振器の開放端付近と入出力
電極５ａ，５ｃとは静電容量によりそれぞれ結合する。
【００２８】上記共振器孔２ａ，２ｂによる帯域通過フ
ィルタの通過帯域を送信周波数帯域とし、また共振器孔
２ｃ〜２ｅによる帯域通過フィルタの通過帯域を受信周
波数帯としている。これによって、入出力電極５ａ，５
ｂ，５ｃを送信信号入力端子(Tx)，アンテナ端子(ANT)
，受信信号出力端子(Rx)とするアンテナ共用器として
用いる。
ィルタの通過帯域を送信周波数帯域とし、また共振器孔
２ｃ〜２ｅによる帯域通過フィルタの通過帯域を受信周
波数帯としている。これによって、入出力電極５ａ，５
ｂ，５ｃを送信信号入力端子(Tx)，アンテナ端子(ANT)
，受信信号出力端子(Rx)とするアンテナ共用器として
用いる。
【００２９】上記誘電体デュプレクサにおいて、共振器
孔２ａ，２ｂによる共振器間の結合度は、主に大径部同
士の間隔により定め、共振器孔２ｃ〜２ｅによる共振器
間の結合度は、主にそれらの大径部同士の間隔により定
める。共振器孔２ａ，２ｅによる共振器と入出力電極５
ａ，５ｃとの外部結合の強度は、共振器孔２ａ，２ｅの
小径部と入出力電極５ａ，５ｃの形成面とのそれぞれの
間隔により定める。
孔２ａ，２ｂによる共振器間の結合度は、主に大径部同
士の間隔により定め、共振器孔２ｃ〜２ｅによる共振器
間の結合度は、主にそれらの大径部同士の間隔により定
める。共振器孔２ａ，２ｅによる共振器と入出力電極５
ａ，５ｃとの外部結合の強度は、共振器孔２ａ，２ｅの
小径部と入出力電極５ａ，５ｃの形成面とのそれぞれの
間隔により定める。
【００３０】図７は第７の実施形態に係る通信装置の構
成を示す図である。ここで、デュプレクサは、送信フィ
ルタと受信フィルタとから成り、図５または図６に示し
た構造の誘電体デュプレクサを用いる。このデュプレク
サの送信信号入力ポートには送信回路を接続し、受信信
号出力ポートには受信回路を接続し、さらにアンテナポ
ートにはアンテナを接続している。また、送信回路にお
ける出力部および受信回路における入力部には、それぞ
れ帯域通過フィルタを備えていて、これらのフィルタ
は、図１〜図４に示した構造の誘電体フィルタを用い
る。
成を示す図である。ここで、デュプレクサは、送信フィ
ルタと受信フィルタとから成り、図５または図６に示し
た構造の誘電体デュプレクサを用いる。このデュプレク
サの送信信号入力ポートには送信回路を接続し、受信信
号出力ポートには受信回路を接続し、さらにアンテナポ
ートにはアンテナを接続している。また、送信回路にお
ける出力部および受信回路における入力部には、それぞ
れ帯域通過フィルタを備えていて、これらのフィルタ
は、図１〜図４に示した構造の誘電体フィルタを用い
る。
【００３１】このようにして、小型で且つ所定の特性を
有する誘電体フィルタまたは誘電体デュプレクサを用い
ることにより、全体に小型軽量化した通信装置を得る。
有する誘電体フィルタまたは誘電体デュプレクサを用い
ることにより、全体に小型軽量化した通信装置を得る。
【００３２】
【発明の効果】請求項１、４および６に記載の発明によ
れば、隣接する共振器孔の大径部の中心軸間の間隔を狭
くでき、誘電体フィルタの小型化が図れる。また、共振
器間の結合度と外部結合の強度とをほぼ独立して定めら
れるようになり、設計が容易となり、所定の特性を有す
る誘電体フィルタ等の誘電体共振器装置が容易に得られ
る。
れば、隣接する共振器孔の大径部の中心軸間の間隔を狭
くでき、誘電体フィルタの小型化が図れる。また、共振
器間の結合度と外部結合の強度とをほぼ独立して定めら
れるようになり、設計が容易となり、所定の特性を有す
る誘電体フィルタ等の誘電体共振器装置が容易に得られ
る。
【００３３】請求項２に記載の発明によれば、共振器孔
の小径部の位置と励振孔の形成位置とによって外部結合
の強度を定めることができるので、誘電体ブロックの成
形によって、安定した特性が容易に得られる。
の小径部の位置と励振孔の形成位置とによって外部結合
の強度を定めることができるので、誘電体ブロックの成
形によって、安定した特性が容易に得られる。
【００３４】請求項３に記載の発明によれば、共振器孔
の小径部の位置と誘電体ブロック外面の入出力電極の位
置とによって外部結合の強度を定めることができるの
で、入出力電極の形成位置の調整によって、所定の外部
結合強度が容易に得られる。
の小径部の位置と誘電体ブロック外面の入出力電極の位
置とによって外部結合の強度を定めることができるの
で、入出力電極の形成位置の調整によって、所定の外部
結合強度が容易に得られる。
【００３５】請求項５に記載の発明によれば、小型で且
つ所定の特性を有する誘電体フィルタまたは誘電体デュ
プレクサを用いるので、全体に小型軽量化した通信装置
が得られる。
つ所定の特性を有する誘電体フィルタまたは誘電体デュ
プレクサを用いるので、全体に小型軽量化した通信装置
が得られる。
【図１】第１の実施形態に係る誘電体フィルタの構成を
示す図
示す図
【図２】第２の実施形態に係る誘電体フィルタの構成を
示す図
示す図
【図３】第３の実施形態に係る誘電体フィルタの構成を
示す図
示す図
【図４】第４の実施形態に係る誘電体フィルタの構成を
示す図
示す図
【図５】第５の実施形態に係る誘電体デュプレクサの構
成を示す図
成を示す図
【図６】第６の実施形態に係る誘電体デュプレクサの構
成を示す図
成を示す図
【図７】第７の実施形態に係る通信装置の構成を示す図
１−誘電体ブロック
２−共振器孔
３−内導体
４−外導体
５−入出力電極
６−内導体非形成部
７−励振孔
８−励振用内導体
９−外導体非形成部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 加藤 英幸
京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株
式会社村田製作所内
(56)参考文献 特開 平８−18306（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−250904（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−256807（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−283908（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01P 1/20 - 1/219
H01P 7/00 - 7/10
Claims (6)
- 【請求項１】 誘電体ブロックの内部に大径部と小径部
とによるステップ構造の複数の共振器孔を互いに略平行
に配列した誘電体フィルタにおいて、 前記共振器孔を、該共振器孔の配列方向に垂直で且つ前
記共振器孔の貫通方向の中心軸に垂直な向きに伸びた断
面長円形の大径部と該大径部より内径の小さな断面円形
の小径部とによるステップ構造とし、該共振器孔の前記
大径部側の端部または端部付近を開放端、小径部側の端
部を短絡端とし、 前記誘電体ブロックの前記共振器孔の開放端側とは反対
側の面に入出力電極を設け、該入出力電極に一端が導通
し、他端が前記共振器孔の開放端側の前記誘電体ブロッ
ク外面の外導体に導通する励振孔を前記誘電体ブロック
の内部に設け、 前記複数の共振器孔のうち隣接する共振器孔の小径部間
を一定にしつつ、 前記大径部の前記中心軸に対する該大
径部の伸びる方向への前記小径部の偏心により前記小径
部と前記励振孔との間の距離を定め、当該距離によって
外部結合を所望の結合度に定めたことを特徴とする誘電
体フィルタ。 - 【請求項２】 誘電体ブロックの内部に大径部と小径部
とによるステップ構造の複数の共振器孔を互いに略平行
に配列した誘電体フィルタにおいて、 前記共振器孔を、該共振器孔の配列方向に垂直で且つ前
記共振器孔の貫通方向の中心軸に垂直な向きに伸びた断
面長円形の大径部と該大径部より内径の小さな断面円形
の小径部とによるステップ構造とし、該共振器孔の前記
大径部側の端部を短絡端、小径部側の端部を開放端と
し、 前記誘電体ブロック外面の前記共振器孔の前記開放端付
近に入出力電極を設け、 前記複数の共振器孔のうち隣接する共振器孔の小径部間
を一定にしつつ、前記大径部の前記中心軸に対する該大
径部の伸びる方向への前記小径部の偏心により前記小径
部と前記入出力電極との間の距離を定め、当該距離によ
って外部結合を所望の結合度に定めたことを特徴とする
誘電体フィルタ。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の誘電体フィル
タを前記誘電体ブロックに２組構成して成る誘電体デュ
プレクサ。 - 【請求項４】 請求項１もしくは２に記載の誘電体フィ
ルタまたは請求項３に記載の誘電体デュプレクサを用い
た通信装置。 - 【請求項５】 誘電体ブロックの内部に大径部と小径部
とによるステップ構造の複数の共振器孔を互いに略平行
に配列された誘電体共振器装置の設計方法であって、 前記共振器孔を、該共振器孔の配列方向に垂直で且つ前
記共振器孔の貫通方向の中心軸に垂直な向きに伸びた断
面長円形の大径部と該大径部より内径の小さな断面円形
の小径部とによるステップ構造とし、該共振器孔の前記
大径部側の端部または端部付近を開放端、小径部側の端
部付近を短絡端とし、前記誘電体ブロックの前記共振器
孔の開放端側とは反対側の面に入出力電極を設け、該入
出力電極に一端が導通し、他端が前記共振器孔の開放端
側に導通する励振孔を前記誘電体ブロックの内部に設
け、前記複数の共振器孔のうち隣接する共振器孔の小径
部間を一定にしつつ、前記大径部の前記中心軸に対する
該大径部の伸びる方向への前記小径部の偏心により前記
小径部と前記励振孔との間の距離を定め、当該距離によ
って所望の外部結合に定めることを特徴とする誘電体共
振器装置の設計方法。 - 【請求項６】 誘電体ブロックの内部に大径部と小径部
とによるステップ構造の複数の共振器孔を互いに略平行
に配列された誘電体共振器装置の設計方法であって、 前記共振器孔を、該共振器孔の配列方向に垂直で且つ前
記共振器孔の貫通方向の中心軸に垂直な向きに伸びた断
面長円形の大径部と該大径部より内径の小さな断面円形
の小径部とによるステップ構造とし、該共振器孔の前記
大径部側の端部を短絡端、小径部側の端部を開放端と
し、前記誘電体ブロック外面の前記共振器孔の前記開放
端付近に入出力電極を設け、前記複数の共振器孔のうち
隣接する共振器孔の小径部間を一定にしつつ、前記大径
部の前記中心軸に対する該大径部の伸びる方向への前記
小径部の偏心により前記小径部と入出力電極との間の距
離を定め、当該距離によって所望の外部結合に定めるこ
とを特徴とする誘電体共振器装置の設計方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20150499A JP3501026B2 (ja) | 1999-07-15 | 1999-07-15 | 誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、通信装置、および誘電体共振器装置の設計方法 |
| US09/616,281 US6580338B1 (en) | 1999-07-15 | 2000-07-14 | Dielectric filter, dielectric duplexer, communication apparatus, and method of designing dielectric resonator apparatus |
| KR1020000040517A KR20010021088A (ko) | 1999-07-15 | 2000-07-14 | 유전체 필터, 유전체 듀플렉서, 통신 장치, 및 유전체공진기 장치의 설계 방법 |
| DE10034310A DE10034310A1 (de) | 1999-07-15 | 2000-07-14 | Dielektrisches Filter, dielektrischer Duplexer, Kommunikationsvorrichtung und Verfahren zum Entwerfen einer dielektrischen Resonatorvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20150499A JP3501026B2 (ja) | 1999-07-15 | 1999-07-15 | 誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、通信装置、および誘電体共振器装置の設計方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001036303A JP2001036303A (ja) | 2001-02-09 |
| JP3501026B2 true JP3501026B2 (ja) | 2004-02-23 |
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|---|---|---|---|
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