JP3506077B2 - 多重モード誘電体共振器装置、フィルタ、デュプレクサおよび通信装置 - Google Patents
多重モード誘電体共振器装置、フィルタ、デュプレクサおよび通信装置Info
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- JP3506077B2 JP3506077B2 JP33340599A JP33340599A JP3506077B2 JP 3506077 B2 JP3506077 B2 JP 3506077B2 JP 33340599 A JP33340599 A JP 33340599A JP 33340599 A JP33340599 A JP 33340599A JP 3506077 B2 JP3506077 B2 JP 3506077B2
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- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
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- H01P7/10—Dielectric resonators
- H01P7/105—Multimode resonators
-
- H—ELECTRICITY
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- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/207—Hollow waveguide filters
- 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
- H01P1/2086—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure with dielectric resonators multimode
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、多重モードで動
作する誘電体共振器装置、それを用いたフィルタ、デュ
プレクサおよびこれらを用いた通信装置に関するもので
ある。
作する誘電体共振器装置、それを用いたフィルタ、デュ
プレクサおよびこれらを用いた通信装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、キャビティ内に誘電体コアを配置
してなる誘電体共振器は、ＴＥ０１δモードやＴＭ０１
δモードが利用されている。このような誘電体コアを用
いた誘電体共振器によって複数段の誘電体共振器装置を
構成する場合、キャビティ内に複数の誘電体コアを配列
することになる。
してなる誘電体共振器は、ＴＥ０１δモードやＴＭ０１
δモードが利用されている。このような誘電体コアを用
いた誘電体共振器によって複数段の誘電体共振器装置を
構成する場合、キャビティ内に複数の誘電体コアを配列
することになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
単一の誘電体コアに生じる単一の共振モードを利用する
構造では、共振器を多段化すると全体に大型化し、しか
も複数の誘電体コアを高精度に位置決め固定しなければ
ならないため、特性の揃った誘電体フィルタなどの誘電
体共振器装置の製造が困難であった。
単一の誘電体コアに生じる単一の共振モードを利用する
構造では、共振器を多段化すると全体に大型化し、しか
も複数の誘電体コアを高精度に位置決め固定しなければ
ならないため、特性の揃った誘電体フィルタなどの誘電
体共振器装置の製造が困難であった。
【０００４】そこで、本願出願人は、特開平１１−１４
５７０４号にて、単一の誘電体コアを用いながら多重化
数を増した誘電体共振器装置に関して出願している。上
記出願に係る誘電体共振器装置では、共振空間をｘ，
ｙ，ｚの直角座標形で表した場合に、ｘ，ｙ，ｚのそれ
ぞれの軸方向に電界ベクトルが向くＴＭｘ，ＴＭｙ，Ｔ
Ｍｚモードと、ｘ，ｙ，ｚのそれぞれの軸に垂直な面方
向に電界ベクトルがループを描くＴＥｘ，ＴＥｙ，ＴＥ
ｚモードを生じさせて、最大６つのモードを利用できる
ようにするものである。但し、６つのモード全てを使用
するために６つのモードをそれぞれ結合させるのは、結
合溝の形成位置などの関係から、非常に高い技術的困難
性を伴う。
５７０４号にて、単一の誘電体コアを用いながら多重化
数を増した誘電体共振器装置に関して出願している。上
記出願に係る誘電体共振器装置では、共振空間をｘ，
ｙ，ｚの直角座標形で表した場合に、ｘ，ｙ，ｚのそれ
ぞれの軸方向に電界ベクトルが向くＴＭｘ，ＴＭｙ，Ｔ
Ｍｚモードと、ｘ，ｙ，ｚのそれぞれの軸に垂直な面方
向に電界ベクトルがループを描くＴＥｘ，ＴＥｙ，ＴＥ
ｚモードを生じさせて、最大６つのモードを利用できる
ようにするものである。但し、６つのモード全てを使用
するために６つのモードをそれぞれ結合させるのは、結
合溝の形成位置などの関係から、非常に高い技術的困難
性を伴う。
【０００５】この発明の目的は、上記出願に係る多重化
構造を踏襲し、且つ各共振モード間の結合を容易にし、
単一の誘電体コア当たりの共振モードの順次結合段数を
多くとれるようにした多重モード誘電体共振器装置と、
それを用いたフィルタ、デュプレクサ、およびをこれら
を用いた通信装置を提供することにある。
構造を踏襲し、且つ各共振モード間の結合を容易にし、
単一の誘電体コア当たりの共振モードの順次結合段数を
多くとれるようにした多重モード誘電体共振器装置と、
それを用いたフィルタ、デュプレクサ、およびをこれら
を用いた通信装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の多重モード誘
電体共振器装置は、キャビティ内に誘電体コアを配置し
てなる誘電体共振器であって、少なくとも１つのＴＭモ
ードが使用周波数帯で共振し、他のＴＭモードが使用周
波数帯より高い周波数で共振するように、主としてＴＭ
モードの共振周波数を定めるＴＭモード用誘電体コア部
分と、多重のＴＥモードのそれぞれのＴＥモードが使用
周波数帯で共振するように、主としてＴＥモードの共振
周波数を定めるＴＥモード用誘電体コア部分とによって
誘電体コアを構成する。
電体共振器装置は、キャビティ内に誘電体コアを配置し
てなる誘電体共振器であって、少なくとも１つのＴＭモ
ードが使用周波数帯で共振し、他のＴＭモードが使用周
波数帯より高い周波数で共振するように、主としてＴＭ
モードの共振周波数を定めるＴＭモード用誘電体コア部
分と、多重のＴＥモードのそれぞれのＴＥモードが使用
周波数帯で共振するように、主としてＴＥモードの共振
周波数を定めるＴＥモード用誘電体コア部分とによって
誘電体コアを構成する。
【０００７】この構造により、使用周波数帯より高い周
波数に設定したＴＭモードの影響を受けることなく、残
るＴＭモードとＴＥモードを利用できるようにし、３つ
のＴＭモードを用いる場合の１つのＴＭモードが他の共
振モードに不要な結合を起こすという問題を解消すると
ともに、所定の共振モード同士を所定の状態で結合させ
た多重モード誘電体共振器装置を得る。
波数に設定したＴＭモードの影響を受けることなく、残
るＴＭモードとＴＥモードを利用できるようにし、３つ
のＴＭモードを用いる場合の１つのＴＭモードが他の共
振モードに不要な結合を起こすという問題を解消すると
ともに、所定の共振モード同士を所定の状態で結合させ
た多重モード誘電体共振器装置を得る。
【０００８】 また、ＴＭモード用誘電体コア部分を板
状とし、ＴＥモード用誘電体コア部分をＴＭモード用誘
電体コア部分の一部から膨出させた形状として、ＴＭモ
ード用誘電体コア部分とＴＥモード用誘電体コア部分と
を一体化する。この構造により、板状を成すＴＭモード
用誘電体コア部分の厚み方向に電界ベクトルが向くＴＭ
モードの共振周波数を、面方向に電界ベクトルが向くＴ
Ｍモードの共振周波数より高くし、前者のＴＭモードの
共振周波数を使用周波数帯より高い周波数に設定する。
一方、このＴＭモード用誘電体コア部分の形状に影響を
受けることなく、該ＴＭモード用誘電体コア部分の一部
から膨出した形状を有するＴＥモード用誘電体コア部分
を、多重のＴＥモードの共振器として作用させる。
状とし、ＴＥモード用誘電体コア部分をＴＭモード用誘
電体コア部分の一部から膨出させた形状として、ＴＭモ
ード用誘電体コア部分とＴＥモード用誘電体コア部分と
を一体化する。この構造により、板状を成すＴＭモード
用誘電体コア部分の厚み方向に電界ベクトルが向くＴＭ
モードの共振周波数を、面方向に電界ベクトルが向くＴ
Ｍモードの共振周波数より高くし、前者のＴＭモードの
共振周波数を使用周波数帯より高い周波数に設定する。
一方、このＴＭモード用誘電体コア部分の形状に影響を
受けることなく、該ＴＭモード用誘電体コア部分の一部
から膨出した形状を有するＴＥモード用誘電体コア部分
を、多重のＴＥモードの共振器として作用させる。
【０００９】また、この発明のフィルタは、上記多重モ
ード誘電体共振器装置と、この多重モード誘電体共振器
装置の所定の共振モードに結合する入出力手段とを設け
て構成する。この構造により、共振器間の結合損失を低
減し、また、共振器のＱを高めて、単一の誘電体コアお
よび単一のキャビティを用いながら、多段の共振器によ
る小型で低損失なフィルタを得る。
ード誘電体共振器装置と、この多重モード誘電体共振器
装置の所定の共振モードに結合する入出力手段とを設け
て構成する。この構造により、共振器間の結合損失を低
減し、また、共振器のＱを高めて、単一の誘電体コアお
よび単一のキャビティを用いながら、多段の共振器によ
る小型で低損失なフィルタを得る。
【００１０】また、この発明のフィルタは、上記入出力
手段がＴＭモードに結合するものとし、ＴＭモードとＴ
Ｅモードとを結合させる手段およびＴＥモード同士を結
合させる手段を設ける。この構造により、入出力手段
を、ＴＥモードと比較して誘電体コア外への電磁界の漏
れの大きなＴＭモードの電磁界と強く結合させて広帯域
化を容易にする。
手段がＴＭモードに結合するものとし、ＴＭモードとＴ
Ｅモードとを結合させる手段およびＴＥモード同士を結
合させる手段を設ける。この構造により、入出力手段
を、ＴＥモードと比較して誘電体コア外への電磁界の漏
れの大きなＴＭモードの電磁界と強く結合させて広帯域
化を容易にする。
【００１１】また、この発明のフィルタは、上記誘電体
共振器装置と、その所定の共振モードに結合する同軸共
振器または半同軸共振器と、該共振器に結合する入出力
手段とから構成する。
共振器装置と、その所定の共振モードに結合する同軸共
振器または半同軸共振器と、該共振器に結合する入出力
手段とから構成する。
【００１２】一般に磁界結合によって結合をとると強い
結合が得られるが、多重モードの誘電体共振器の１つの
モードにのみ結合する結合ループを設けることは一般に
は困難である。そこで上記の構造により、半同軸共振器
または同軸共振器に対して外部結合をとり、結合ループ
による強い外部結合により広帯域化を図る。また上記多
重モードの誘電体共振器によるスプリアスモードを、半
同軸共振器または同軸共振器により抑圧し、全体のスプ
リアス特性を改善する。さらに、多重モード誘電体共振
器部分における入出力手段を小さくして、入出力間の信
号の直接パスを少なくし、直接パスによる特性の劣化を
防止できるようにする。
結合が得られるが、多重モードの誘電体共振器の１つの
モードにのみ結合する結合ループを設けることは一般に
は困難である。そこで上記の構造により、半同軸共振器
または同軸共振器に対して外部結合をとり、結合ループ
による強い外部結合により広帯域化を図る。また上記多
重モードの誘電体共振器によるスプリアスモードを、半
同軸共振器または同軸共振器により抑圧し、全体のスプ
リアス特性を改善する。さらに、多重モード誘電体共振
器部分における入出力手段を小さくして、入出力間の信
号の直接パスを少なくし、直接パスによる特性の劣化を
防止できるようにする。
【００１３】この発明のデュプレクサは、上記フィルタ
を２組設けて構成する。
を２組設けて構成する。
【００１４】さらに、この発明の通信装置は、上記フィ
ルタまたはデュプレクサを用いて、高周波回路部におい
て送信信号または受信信号を帯域通過させたり、アンテ
ナ共用器として設けて、通信装置を構成する。
ルタまたはデュプレクサを用いて、高周波回路部におい
て送信信号または受信信号を帯域通過させたり、アンテ
ナ共用器として設けて、通信装置を構成する。
【００１５】
【発明の実施の形態】この発明の第１の実施形態に係る
多重モード誘電体共振器装置の構成を図１〜図７を参照
して説明する。図１は多重モード誘電体共振器装置の基
本構成部分の斜視図である。１０は誘電体コア、２は誘
電体コア１０を内部に収めるキャビティである。誘電体
コア１０は、板状を成すＴＭモード用誘電体コア部分１
１と、この部分から球状に膨出したＴＥモード用誘電体
コア部分１２とからなる。キャビティ２は、誘電体セラ
ミックス製の角筒状部材の外側面に導電体膜を形成した
ものである。このキャビティ２の図における上下の開口
面には、導電体膜を形成した誘電体板または金属板を配
置して、略直方体形状のシールド空間を構成する。な
お、この図１ではキャビティ内における誘電体コアの配
置構造を明瞭に示すために、誘電体コア１０をキャビテ
ィ内に支持する支持体および外部との間で信号の入出力
を行う入出力手段については省略している。
多重モード誘電体共振器装置の構成を図１〜図７を参照
して説明する。図１は多重モード誘電体共振器装置の基
本構成部分の斜視図である。１０は誘電体コア、２は誘
電体コア１０を内部に収めるキャビティである。誘電体
コア１０は、板状を成すＴＭモード用誘電体コア部分１
１と、この部分から球状に膨出したＴＥモード用誘電体
コア部分１２とからなる。キャビティ２は、誘電体セラ
ミックス製の角筒状部材の外側面に導電体膜を形成した
ものである。このキャビティ２の図における上下の開口
面には、導電体膜を形成した誘電体板または金属板を配
置して、略直方体形状のシールド空間を構成する。な
お、この図１ではキャビティ内における誘電体コアの配
置構造を明瞭に示すために、誘電体コア１０をキャビテ
ィ内に支持する支持体および外部との間で信号の入出力
を行う入出力手段については省略している。
【００１６】図２の（Ａ）は図１に示した多重モード誘
電体共振器装置の上面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−
Ｂ部分の断面図である。図２において、３はそれぞれ誘
電体コアのＴＭモード用誘電体コア部分１１の一部とキ
ャビティ２の内壁面との間を連結する支持体であり、誘
電体コア１０より低誘電率材料から成る。１５は、後述
するように主としてＴＥｚモードの共振周波数を上昇方
向に設定する溝である。
電体共振器装置の上面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−
Ｂ部分の断面図である。図２において、３はそれぞれ誘
電体コアのＴＭモード用誘電体コア部分１１の一部とキ
ャビティ２の内壁面との間を連結する支持体であり、誘
電体コア１０より低誘電率材料から成る。１５は、後述
するように主としてＴＥｚモードの共振周波数を上昇方
向に設定する溝である。
【００１７】図３は、この多重モード誘電体共振器装置
で用いる５つの共振モードの電界分布の例を示してい
る。ここで（Ａ）はＴＭｘモード、（Ｂ）はＴＭｙモー
ドについてそれぞれ示している。このようにＴＭｘモー
ドは、キャビティの外面に形成されている一方の導電体
膜からそれに対向する他方の導電体膜にかけて、ｘ軸方
向に電界ベクトルが向き、同様にＴＭｙモードはｙ軸方
向に電界ベクトルが向く。また図３において（Ｃ）はＴ
Ｅｚモード、（Ｄ）はＴＥｙモード、（Ｅ）はＴＥｘモ
ードについてそれぞれ示している。ＴＥｚモードは、ｚ
軸に垂直な面方向に電界ベクトルがループを描き、ＴＥ
ｙモードはｙ軸に垂直な面方向に電界ベクトルがループ
を描き、さらにＴＥｘモードはｘ軸に垂直な面方向に電
界ベクトルがループを描く。
で用いる５つの共振モードの電界分布の例を示してい
る。ここで（Ａ）はＴＭｘモード、（Ｂ）はＴＭｙモー
ドについてそれぞれ示している。このようにＴＭｘモー
ドは、キャビティの外面に形成されている一方の導電体
膜からそれに対向する他方の導電体膜にかけて、ｘ軸方
向に電界ベクトルが向き、同様にＴＭｙモードはｙ軸方
向に電界ベクトルが向く。また図３において（Ｃ）はＴ
Ｅｚモード、（Ｄ）はＴＥｙモード、（Ｅ）はＴＥｘモ
ードについてそれぞれ示している。ＴＥｚモードは、ｚ
軸に垂直な面方向に電界ベクトルがループを描き、ＴＥ
ｙモードはｙ軸に垂直な面方向に電界ベクトルがループ
を描き、さらにＴＥｘモードはｘ軸に垂直な面方向に電
界ベクトルがループを描く。
【００１８】なお、ｚ軸方向に電界ベクトルが向くＴＭ
ｚモードも生じるが、板状を成すＴＭモード用誘電体コ
ア部分１１の厚み方向寸法が、他方向の寸法より小さい
ため、ＴＭｚモードの共振周波数は、他のモードの共振
周波数すなわち使用周波数帯より高い。
ｚモードも生じるが、板状を成すＴＭモード用誘電体コ
ア部分１１の厚み方向寸法が、他方向の寸法より小さい
ため、ＴＭｚモードの共振周波数は、他のモードの共振
周波数すなわち使用周波数帯より高い。
【００１９】図４は、誘電体コアを、図１に示した状態
からＴＥモード用誘電体コア部分１２を取り除いた正方
形板状にするとともに、そのｚ方向の寸法を変化させた
時の上記６つの共振モードの共振周波数の変化を示して
いる。図５はその装置の例を示している。ここでキャビ
ティの縦方向と横方向の幅および高さはそれぞれ４０ｍ
ｍである。
からＴＥモード用誘電体コア部分１２を取り除いた正方
形板状にするとともに、そのｚ方向の寸法を変化させた
時の上記６つの共振モードの共振周波数の変化を示して
いる。図５はその装置の例を示している。ここでキャビ
ティの縦方向と横方向の幅および高さはそれぞれ４０ｍ
ｍである。
【００２０】図４に示すように、誘電体コアのｚ方向
（厚み方向）寸法を小さくすることにより、ＴＭｚモー
ドの共振周波数はＴＭｘモードおよびＴＭｙモードの共
振周波数より高い方向へ離すことができる。（図におい
てはＴＭｘモードの共振周波数を示すマークとＴＭｙモ
ードの共振周波数を示すマークとが重なっている。ま
た、ＴＥｘモードの共振周波数を示すマークとＴＥｙモ
ードの共振周波数を示すマークとが重なっている。）例
えば誘電体コアのｘ軸方向とｙ軸方向の幅をそれぞれ３
０ｍｍとし、ｚ軸方向の幅（厚み）をその５０％以下
（１５ｍｍ以下）にすることによって、ＴＭｚモードの
共振周波数をＴＭｘモードおよびＴＭｙモードの共振周
波数より１０％以上離すことができる。市場において要
求される一般的なフィルタ特性を得るためには、使用周
波数帯以外の共振モードの共振周波数は、使用周波数帯
より１０％以上離れていることが必要であるので、ＴＭ
モード用誘電体コア部分の厚み寸法は、他の２方向の寸
法より５０％以下に薄くすればよい。
（厚み方向）寸法を小さくすることにより、ＴＭｚモー
ドの共振周波数はＴＭｘモードおよびＴＭｙモードの共
振周波数より高い方向へ離すことができる。（図におい
てはＴＭｘモードの共振周波数を示すマークとＴＭｙモ
ードの共振周波数を示すマークとが重なっている。ま
た、ＴＥｘモードの共振周波数を示すマークとＴＥｙモ
ードの共振周波数を示すマークとが重なっている。）例
えば誘電体コアのｘ軸方向とｙ軸方向の幅をそれぞれ３
０ｍｍとし、ｚ軸方向の幅（厚み）をその５０％以下
（１５ｍｍ以下）にすることによって、ＴＭｚモードの
共振周波数をＴＭｘモードおよびＴＭｙモードの共振周
波数より１０％以上離すことができる。市場において要
求される一般的なフィルタ特性を得るためには、使用周
波数帯以外の共振モードの共振周波数は、使用周波数帯
より１０％以上離れていることが必要であるので、ＴＭ
モード用誘電体コア部分の厚み寸法は、他の２方向の寸
法より５０％以下に薄くすればよい。
【００２１】但し、このままではＴＥｘモードおよびＴ
Ｅｙモードも高くなる。そこで、ＴＭモード用誘電体コ
ア部分から膨出するＴＥモード用誘電体コア部分１２を
設けて、ＴＥｘモードおよびＴＥｙモードの共振周波数
を使用周波数帯内に入るように定める。
Ｅｙモードも高くなる。そこで、ＴＭモード用誘電体コ
ア部分から膨出するＴＥモード用誘電体コア部分１２を
設けて、ＴＥｘモードおよびＴＥｙモードの共振周波数
を使用周波数帯内に入るように定める。
【００２２】図６はＴＥモード用誘電体コア部分である
球状を成す部分の半径を変化させた時の上記６つの共振
モードの共振周波数の変化を示している。このように球
状部分の半径を大きくすることにより、ＴＭｘモードお
よびＴＭｙモードの共振周波数は殆ど変化しないのに対
し、ＴＥｘモードおよびＴＥｙモードの共振周波数は低
下する。（図においては、ＴＭｘモードの共振周波数を
示すマークとＴＭｙモードの共振周波数を示すマークと
が重なっている。またＴＥｘモードの共振周波数を示す
マークとＴＥｙモードの共振周波数を示すマークとが重
なっている。）この例では、半径が約１１ｍｍの時、Ｔ
Ｍｘモード、ＴＭｙモード、ＴＥｘモード、およびＴＥ
ｙモードがほぼ等しい周波数で共振する。なお、ＴＭｚ
モードの共振周波数は、球状部分の半径を大きくするこ
とにより低くなるが、もともと高い周波数にシフトさせ
ているため、他のモードに影響を与えない。
球状を成す部分の半径を変化させた時の上記６つの共振
モードの共振周波数の変化を示している。このように球
状部分の半径を大きくすることにより、ＴＭｘモードお
よびＴＭｙモードの共振周波数は殆ど変化しないのに対
し、ＴＥｘモードおよびＴＥｙモードの共振周波数は低
下する。（図においては、ＴＭｘモードの共振周波数を
示すマークとＴＭｙモードの共振周波数を示すマークと
が重なっている。またＴＥｘモードの共振周波数を示す
マークとＴＥｙモードの共振周波数を示すマークとが重
なっている。）この例では、半径が約１１ｍｍの時、Ｔ
Ｍｘモード、ＴＭｙモード、ＴＥｘモード、およびＴＥ
ｙモードがほぼ等しい周波数で共振する。なお、ＴＭｚ
モードの共振周波数は、球状部分の半径を大きくするこ
とにより低くなるが、もともと高い周波数にシフトさせ
ているため、他のモードに影響を与えない。
【００２３】一方、ＴＥｚモードについては、板状のＴ
Ｍモード用誘電体コア部分にもＴＥｚモードの電界ベク
トルが広がるため、その共振周波数はＴＥｘモードおよ
びＴＥｙモードの共振周波数より低くなるが、図１およ
び図２に示したように、周波数設定溝１５をＴＭモード
用誘電体コアに設けることにより、ＴＥｚモードに対す
る実効誘電率を低下させ、ＴＥｚモードの共振周波数
を、この図６に示した場合より高く定める。
Ｍモード用誘電体コア部分にもＴＥｚモードの電界ベク
トルが広がるため、その共振周波数はＴＥｘモードおよ
びＴＥｙモードの共振周波数より低くなるが、図１およ
び図２に示したように、周波数設定溝１５をＴＭモード
用誘電体コアに設けることにより、ＴＥｚモードに対す
る実効誘電率を低下させ、ＴＥｚモードの共振周波数
を、この図６に示した場合より高く定める。
【００２４】また、球状を成すＴＥモード用誘電体コア
部分のｚ軸方向の径がＴＥｘモードおよびＴＥｙモード
の共振周波数を決定し、ｘ軸方向およびｙ軸方向の径が
ＴＥｚモードの共振周波数を決定するため、図１および
図２に示したように、ＴＥモード用誘電体コア部分のｚ
軸方向の径を、ｘ軸方向およびｙ軸方向より大きくする
ことにより、ＴＥｚモードの共振周波数を一定にしたま
まＴＥｘモードおよびＴＥｙモードの共振周波数を低く
することができる。
部分のｚ軸方向の径がＴＥｘモードおよびＴＥｙモード
の共振周波数を決定し、ｘ軸方向およびｙ軸方向の径が
ＴＥｚモードの共振周波数を決定するため、図１および
図２に示したように、ＴＥモード用誘電体コア部分のｚ
軸方向の径を、ｘ軸方向およびｙ軸方向より大きくする
ことにより、ＴＥｚモードの共振周波数を一定にしたま
まＴＥｘモードおよびＴＥｙモードの共振周波数を低く
することができる。
【００２５】このように、周波数設定溝１５の大きさお
よびＴＥモード用誘電体コア部分の形状によって、ＴＥ
ｚモードの共振周波数もＴＥｘモードおよびＴＥｙモー
ドの共振周波数に相対的に接近させることができ、全体
として５重モードの誘電体共振器装置として利用でき
る。
よびＴＥモード用誘電体コア部分の形状によって、ＴＥ
ｚモードの共振周波数もＴＥｘモードおよびＴＥｙモー
ドの共振周波数に相対的に接近させることができ、全体
として５重モードの誘電体共振器装置として利用でき
る。
【００２６】なお、誘電体コア１０の中央部は上記ＴＭ
モードとＴＥモードの各モードの電磁界が共存するた
め、この部分はＴＭモード用誘電体コア部分１１でもあ
り、且つＴＥモード用誘電体コア部分１２でもある。仮
にこの２つの部分を形式的に完全に分離しようとすれ
ば、図７の（Ａ）に示すように、板状のＴＭモード用誘
電体コア部分１１と２つの半球状のＴＥモード用誘電体
コア部分１２ａ，１２ｂとに分けるか、（Ｂ）に示すよ
うに、中央部に孔を設けた板状のＴＭモード用誘電体コ
ア部分１１と、その孔に挿入される球状のＴＥモード用
誘電体コア部分１２とに分けることになる。しかし、
（Ａ）の場合でも、ＴＭモード用誘電体コア部分１１に
ＴＥモードの電界ベクトルが通り、（Ｂ）の場合でも、
ＴＥモード用誘電体コア部分１２にＴＭモードの電界ベ
クトルが通る。この発明に係るＴＭモード用誘電体コア
部分とＴＥモード用誘電体コア部分のそれぞれの一部
は、誘電体コアの中央部において、ＴＭモードとＴＥモ
ードに共用するものであることに注意すべきである。
モードとＴＥモードの各モードの電磁界が共存するた
め、この部分はＴＭモード用誘電体コア部分１１でもあ
り、且つＴＥモード用誘電体コア部分１２でもある。仮
にこの２つの部分を形式的に完全に分離しようとすれ
ば、図７の（Ａ）に示すように、板状のＴＭモード用誘
電体コア部分１１と２つの半球状のＴＥモード用誘電体
コア部分１２ａ，１２ｂとに分けるか、（Ｂ）に示すよ
うに、中央部に孔を設けた板状のＴＭモード用誘電体コ
ア部分１１と、その孔に挿入される球状のＴＥモード用
誘電体コア部分１２とに分けることになる。しかし、
（Ａ）の場合でも、ＴＭモード用誘電体コア部分１１に
ＴＥモードの電界ベクトルが通り、（Ｂ）の場合でも、
ＴＥモード用誘電体コア部分１２にＴＭモードの電界ベ
クトルが通る。この発明に係るＴＭモード用誘電体コア
部分とＴＥモード用誘電体コア部分のそれぞれの一部
は、誘電体コアの中央部において、ＴＭモードとＴＥモ
ードに共用するものであることに注意すべきである。
【００２７】次に、他の異なった形状を有する誘電体コ
アを用いた多重モード誘電体共振器装置の構成を図８〜
図１３を参照して説明する。これらの図において（Ａ）
は図２に示した形態と同様に上面図、（Ｂ）はその断面
図である。
アを用いた多重モード誘電体共振器装置の構成を図８〜
図１３を参照して説明する。これらの図において（Ａ）
は図２に示した形態と同様に上面図、（Ｂ）はその断面
図である。
【００２８】図８に示す例では、ＴＥモード用誘電体コ
ア部分１２を、言わば階段ピラミッド形状に設けてい
る。すなわちＴＭモード用誘電体コア部分１１から上下
方向に四角錐台を階段状に形成したものである。
ア部分１２を、言わば階段ピラミッド形状に設けてい
る。すなわちＴＭモード用誘電体コア部分１１から上下
方向に四角錐台を階段状に形成したものである。
【００２９】図９に示す例では、ＴＭモード用誘電体コ
ア部分１１の上下に四角錐形状のＴＭモード用誘電体コ
ア部分１２を膨出させている。
ア部分１１の上下に四角錐形状のＴＭモード用誘電体コ
ア部分１２を膨出させている。
【００３０】図１０に示す例では、ＴＭモード用誘電体
コア部分１１の上下に四角柱形状のＴＭモード用誘電体
コア部分１２を膨出させている。
コア部分１１の上下に四角柱形状のＴＭモード用誘電体
コア部分１２を膨出させている。
【００３１】図１１に示す例では、ＴＭモード用誘電体
コア部分１１の上下に円柱形状のＴＭモード用誘電体コ
ア部分１２を膨出させている。
コア部分１１の上下に円柱形状のＴＭモード用誘電体コ
ア部分１２を膨出させている。
【００３２】図１２に示す例では、ＴＭモード用誘電体
コア部分１１の上下に六角柱形状のＴＭモード用誘電体
コア部分１２を膨出させている。
コア部分１１の上下に六角柱形状のＴＭモード用誘電体
コア部分１２を膨出させている。
【００３３】図１３に示す例では、ＴＭモード用誘電体
コア部分１１の上下に八角錐台形状のＴＭモード用誘電
体コア部分１２を膨出させている。
コア部分１１の上下に八角錐台形状のＴＭモード用誘電
体コア部分１２を膨出させている。
【００３４】これらの他にも、多角柱形状、多角錐形
状、多角錐台形状およびその他の多面体形状の膨出部を
ＴＥモード用誘電体コア部分として設けてもよい。
状、多角錐台形状およびその他の多面体形状の膨出部を
ＴＥモード用誘電体コア部分として設けてもよい。
【００３５】これらのいずれの形状においても、板状を
成すＴＭモード用誘電体コア部分１１とキャビティとが
主としてＴＭｘモードおよびＴＭｙモードの共振器とし
て作用し、ＴＥモード用誘電体コア部分１２が主として
ＴＥｘ，ＴＥｙ，ＴＥｚモードの共振器として作用す
る。
成すＴＭモード用誘電体コア部分１１とキャビティとが
主としてＴＭｘモードおよびＴＭｙモードの共振器とし
て作用し、ＴＥモード用誘電体コア部分１２が主として
ＴＥｘ，ＴＥｙ，ＴＥｚモードの共振器として作用す
る。
【００３６】図１４は、ＴＭモード用誘電体コア部分の
他の形状の例を示す図である。これらはいずれも板状を
成すＴＭモード用誘電体コア部分の平面図である。
（Ａ）の例では、板状部分の四隅を凹ませた形状として
いる。（Ｂ）に示す例では、四隅に丸みを持たせた形状
としている。（Ｃ）の例では、各辺の中央部をテーパー
形状に窪ませた例を示している。
他の形状の例を示す図である。これらはいずれも板状を
成すＴＭモード用誘電体コア部分の平面図である。
（Ａ）の例では、板状部分の四隅を凹ませた形状として
いる。（Ｂ）に示す例では、四隅に丸みを持たせた形状
としている。（Ｃ）の例では、各辺の中央部をテーパー
形状に窪ませた例を示している。
【００３７】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のように、ＴＭモ
ード用誘電体コアの端面とキャビティの内壁面との対向
面積を少なくすれば、その間の静電容量が小さくなるた
め、ＴＭｘモードおよびＴＭｙモードの共振周波数を高
めることができる。また、（Ｃ）のように、正方形板状
の各辺の中央部を、端面から内部方向へ誘電体部分を取
り除く形状とすることにより、ＴＥｚモードの共振周波
数を高めることができる。したがって、板状を成すＴＭ
モード用誘電体コア部分の形状によって、２つのＴＭモ
ードとＴＥｚモードの共振周波数をそれぞれ定めること
ができる。
ード用誘電体コアの端面とキャビティの内壁面との対向
面積を少なくすれば、その間の静電容量が小さくなるた
め、ＴＭｘモードおよびＴＭｙモードの共振周波数を高
めることができる。また、（Ｃ）のように、正方形板状
の各辺の中央部を、端面から内部方向へ誘電体部分を取
り除く形状とすることにより、ＴＥｚモードの共振周波
数を高めることができる。したがって、板状を成すＴＭ
モード用誘電体コア部分の形状によって、２つのＴＭモ
ードとＴＥｚモードの共振周波数をそれぞれ定めること
ができる。
【００３８】次に、キャビティ内における誘電体コアの
支持構造の他のいくつかの例を図１５〜図１８を参照し
て説明する。これらの図において（Ａ）は図２に示した
形態と同様に上面図、（Ｂ）はその断面図である。
支持構造の他のいくつかの例を図１５〜図１８を参照し
て説明する。これらの図において（Ａ）は図２に示した
形態と同様に上面図、（Ｂ）はその断面図である。
【００３９】図１５に示す例では、誘電体コアのＴＭモ
ード用誘電体コア部分１１の各端面の中央部をそれぞれ
支持体３により支持している。
ード用誘電体コア部分１１の各端面の中央部をそれぞれ
支持体３により支持している。
【００４０】図１６に示す例では、誘電体コアのＴＭモ
ード用誘電体コア部分１１の四隅をそれぞれ支持体３に
より支持している。
ード用誘電体コア部分１１の四隅をそれぞれ支持体３に
より支持している。
【００４１】図１７に示す例では、ＴＭモード用誘電体
コア部分１１の四隅の上下面に支持体３′をそれぞれ取
り付け、この支持体３′部分を支持体３によりキャビテ
ィ内に支持している。
コア部分１１の四隅の上下面に支持体３′をそれぞれ取
り付け、この支持体３′部分を支持体３によりキャビテ
ィ内に支持している。
【００４２】さらに図１８に示す例では、ＴＭモード用
誘電体コア部分の四隅付近の上下面と、キャビティの開
口部を被う蓋との間に支持体３を設けている。
誘電体コア部分の四隅付近の上下面と、キャビティの開
口部を被う蓋との間に支持体３を設けている。
【００４３】これらの支持体３，３′は、誘電体コアよ
り低誘電率材料を用いることにより、各共振モードに対
する影響を少なくしている。
り低誘電率材料を用いることにより、各共振モードに対
する影響を少なくしている。
【００４４】次に、上記５つの共振モードを順に結合さ
せたフィルタの例を図１９を参照して説明する。図１９
において、５ａ，５ｂはそれぞれ同軸コネクタであり、
それらの中心導体にはキャビティ２内に突出するプロー
ブ４ａ，４ｂを取り付けている。１３ａはＴＭｘモード
とＴＥｙモードとの結合溝、１３ｂはＴＭｙモードとＴ
Ｅｘモードとの結合溝、また１４ａ，１４ａ′はＴＥｙ
モードとＴＥｚモードとの結合溝、さらに１４ｂ，１４
ｂ′はＴＥｘモードとＴＥｚモードとの結合溝である。
せたフィルタの例を図１９を参照して説明する。図１９
において、５ａ，５ｂはそれぞれ同軸コネクタであり、
それらの中心導体にはキャビティ２内に突出するプロー
ブ４ａ，４ｂを取り付けている。１３ａはＴＭｘモード
とＴＥｙモードとの結合溝、１３ｂはＴＭｙモードとＴ
Ｅｘモードとの結合溝、また１４ａ，１４ａ′はＴＥｙ
モードとＴＥｚモードとの結合溝、さらに１４ｂ，１４
ｂ′はＴＥｘモードとＴＥｚモードとの結合溝である。
【００４５】図２０の（Ａ），（Ｂ）は、結合溝１３ａ
の作用について示している。図中の曲線で示す矢印はＴ
ＭｘモードとＴＥｙモードの電界ベクトルを表してい
る。（Ａ）に示すモードを偶モード、（Ｂ）に示す状態
を奇モードとすれば、結合溝１３ａが２つのモードにお
ける電界強度の分布に摂動を与えることになり、ＴＭｘ
モードとＴＥｙモードとの間でエネルギーの授受が行わ
れ、この２つのモードが結合する。
の作用について示している。図中の曲線で示す矢印はＴ
ＭｘモードとＴＥｙモードの電界ベクトルを表してい
る。（Ａ）に示すモードを偶モード、（Ｂ）に示す状態
を奇モードとすれば、結合溝１３ａが２つのモードにお
ける電界強度の分布に摂動を与えることになり、ＴＭｘ
モードとＴＥｙモードとの間でエネルギーの授受が行わ
れ、この２つのモードが結合する。
【００４６】同様にして、図１９に示したようにｘ軸方
向に延びる結合溝１３ｂを設けることにより、ＴＭｙモ
ードとＴＥｘモードとを結合させる。
向に延びる結合溝１３ｂを設けることにより、ＴＭｙモ
ードとＴＥｘモードとを結合させる。
【００４７】図２１は上記結合溝１４ｂ，１４ｂ′の作
用を示す図である。図２１の（Ａ）はＴＥｘモードとＴ
Ｅｚモードの電界ベクトルを斜視図として表したもの、
（Ｂ）はｘｚ面での断面における２つのモードの電界ベ
クトルを示している。ここでＴＥｘモードとＴＥｚモー
ドとを足し合わせたモード（ＴＥｘ＋ｚモード）を考え
ると、このモードは（Ｃ）に示すように、ｘ＋ｚ軸方向
に垂直な面に電界ベクトルがループを描くモードとな
る。また、ＴＥｘモードとＴＥｚモードの差のモード
（ＴＥｘ−ｚモード）の電界ベクトルは（Ｄ）に示すよ
うに、ｘ−ｚ軸方向に垂直な面にループを描くモードと
なる。
用を示す図である。図２１の（Ａ）はＴＥｘモードとＴ
Ｅｚモードの電界ベクトルを斜視図として表したもの、
（Ｂ）はｘｚ面での断面における２つのモードの電界ベ
クトルを示している。ここでＴＥｘモードとＴＥｚモー
ドとを足し合わせたモード（ＴＥｘ＋ｚモード）を考え
ると、このモードは（Ｃ）に示すように、ｘ＋ｚ軸方向
に垂直な面に電界ベクトルがループを描くモードとな
る。また、ＴＥｘモードとＴＥｚモードの差のモード
（ＴＥｘ−ｚモード）の電界ベクトルは（Ｄ）に示すよ
うに、ｘ−ｚ軸方向に垂直な面にループを描くモードと
なる。
【００４８】結合溝１４ｂ，１４ｂ′はＴＥｘ−ｚモー
ドの電界ベクトルのループが通る位置にあるため、ＴＥ
ｘ−ｚモードの電界を弱める方向に作用し、この摂動に
よってＴＥｘモードとＴＥｚモードとが結合する。
ドの電界ベクトルのループが通る位置にあるため、ＴＥ
ｘ−ｚモードの電界を弱める方向に作用し、この摂動に
よってＴＥｘモードとＴＥｚモードとが結合する。
【００４９】同様に、図１９において結合溝１４ａ，１
４ａ′はＴＥｙ＋ｚモードとＴＥｙ−ｚモードに摂動を
与えて、ＴＥｙモードとＴＥｚモードとを結合させる。
４ａ′はＴＥｙ＋ｚモードとＴＥｙ−ｚモードに摂動を
与えて、ＴＥｙモードとＴＥｚモードとを結合させる。
【００５０】このようにして、結合溝１３ａによりＴＭ
ｘモード→ＴＥｙモードの結合が生じ、結合溝１４ａに
よりＴＥｙモード→ＴＥｚモードの結合が生じ、結合溝
１４ｂによりＴＥｚ→ＴＥｘモードの結合が生じ、さら
に結合溝１３ｂによりＴＥｘモード→ＴＭｙモードの結
合が生じるため、結局５つの共振器が順に結合した５重
モード共振器として作用する。
ｘモード→ＴＥｙモードの結合が生じ、結合溝１４ａに
よりＴＥｙモード→ＴＥｚモードの結合が生じ、結合溝
１４ｂによりＴＥｚ→ＴＥｘモードの結合が生じ、さら
に結合溝１３ｂによりＴＥｘモード→ＴＭｙモードの結
合が生じるため、結局５つの共振器が順に結合した５重
モード共振器として作用する。
【００５１】図１９において、プローブ４ａは初段の共
振器であるＴＭｘモードと電界結合し、プローブ４ｂは
終段の共振器であるＴＭｙモードと電界結合する。以上
のようにして、同軸コネクタ５ａ−５ｂの間が、５段の
共振器による帯域通過フィルタ特性を示すフィルタを構
成する。
振器であるＴＭｘモードと電界結合し、プローブ４ｂは
終段の共振器であるＴＭｙモードと電界結合する。以上
のようにして、同軸コネクタ５ａ−５ｂの間が、５段の
共振器による帯域通過フィルタ特性を示すフィルタを構
成する。
【００５２】次に、上記５つの共振モードと所定の共振
モード間の結合モードのそれぞれをｘｙ平面で４５°回
転させた形態の例を図２２を参照して説明する。図２２
において、ＴＭモード用誘電体コア部分１１によって、
ｘ＋ｙ軸方向に電界ベクトルが向くＴＭｘ＋ｙモード
と、ｘ−ｙ軸方向に電界ベクトルが向くＴＭｘ−ｙモー
ドが生じ、またＴＥモード用誘電体コア部分１２によっ
て、ｘ＋ｙ軸方向に垂直な面に電界ベクトルがループを
描くＴＥｘ＋ｙモード、ｘ−ｙ軸方向に垂直な面に電界
ベクトルがループを描くＴＥｘ−ｙモード、およびｚ軸
方向に垂直な面に電界ベクトルがループを描くＴＥｚモ
ードがそれぞれ生じる。
モード間の結合モードのそれぞれをｘｙ平面で４５°回
転させた形態の例を図２２を参照して説明する。図２２
において、ＴＭモード用誘電体コア部分１１によって、
ｘ＋ｙ軸方向に電界ベクトルが向くＴＭｘ＋ｙモード
と、ｘ−ｙ軸方向に電界ベクトルが向くＴＭｘ−ｙモー
ドが生じ、またＴＥモード用誘電体コア部分１２によっ
て、ｘ＋ｙ軸方向に垂直な面に電界ベクトルがループを
描くＴＥｘ＋ｙモード、ｘ−ｙ軸方向に垂直な面に電界
ベクトルがループを描くＴＥｘ−ｙモード、およびｚ軸
方向に垂直な面に電界ベクトルがループを描くＴＥｚモ
ードがそれぞれ生じる。
【００５３】したがって、この装置は図１９に示した構
造をｘｙ平面で４５°回転させたものと同様であり、結
合溝１３ｂはＴＭｘ＋ｙモードとＴＥｘ−ｙモードとを
結合させ、結合溝１３ａはＴＭｘ−ｙモードとＴＥｘ＋
ｙモードとを結合させる。また結合溝１４ａはＴＥｘ＋
ｙモードとＴＥｚモードとを結合させ、結合溝１４ｂは
ＴＥｘ−ｙモードとＴＥｚモードとをそれぞれ結合させ
る。また、プローブ４ａはＴＭｘ＋ｙモードと電界結合
し、プローブ４ｂはＴＭｘ−ｙモードと電界結合する。
造をｘｙ平面で４５°回転させたものと同様であり、結
合溝１３ｂはＴＭｘ＋ｙモードとＴＥｘ−ｙモードとを
結合させ、結合溝１３ａはＴＭｘ−ｙモードとＴＥｘ＋
ｙモードとを結合させる。また結合溝１４ａはＴＥｘ＋
ｙモードとＴＥｚモードとを結合させ、結合溝１４ｂは
ＴＥｘ−ｙモードとＴＥｚモードとをそれぞれ結合させ
る。また、プローブ４ａはＴＭｘ＋ｙモードと電界結合
し、プローブ４ｂはＴＭｘ−ｙモードと電界結合する。
【００５４】以上のようにして、図１９に示したものと
同様に、同軸コネクタ５ａ−５ｂ間が、５つの共振器を
順次結合させた帯域通過特性を示すフィルタを構成す
る。
同様に、同軸コネクタ５ａ−５ｂ間が、５つの共振器を
順次結合させた帯域通過特性を示すフィルタを構成す
る。
【００５５】次に、図２２に示した多重モード誘電体共
振器装置に他の共振器を組み合わせてなるフィルタの構
成例を図２３を参照して説明する。図２３の（Ａ）は、
上部の蓋を取り除いた状態での上面図、（Ｂ）は（Ａ）
におけるＢ−Ｂ部分の断面図である。図２３において２
０は図２２に示した５重モード共振器である。また２
１，２２はそれぞれ半同軸共振器である。この半同軸共
振器２１，２２は、キャビティ内に中心導体８を備え、
周波数調整ネジ９の下端部と中心導体８の上端部との間
に生じる静電容量と中心導体８の長さ等によって共振周
波数を定めている。同軸コネクタ５ａの中心導体とキャ
ビティの内面との間には結合ループ７ａを設けていて、
この結合ループによって外部結合をとっている。同様に
同軸コネクタ５ｂの中心導体とキャビティの内面との間
には結合ループ７ｄを設けていて、この結合ループによ
って外部結合をとっている。また共振器２０のプローブ
４ａ，４ｂには結合ループ７ｂ，７ｃをそれぞれ接続し
ていて、結合ループ７ｂ，７ｃを半同軸共振器２１，２
２にそれぞれ磁界結合させている。
振器装置に他の共振器を組み合わせてなるフィルタの構
成例を図２３を参照して説明する。図２３の（Ａ）は、
上部の蓋を取り除いた状態での上面図、（Ｂ）は（Ａ）
におけるＢ−Ｂ部分の断面図である。図２３において２
０は図２２に示した５重モード共振器である。また２
１，２２はそれぞれ半同軸共振器である。この半同軸共
振器２１，２２は、キャビティ内に中心導体８を備え、
周波数調整ネジ９の下端部と中心導体８の上端部との間
に生じる静電容量と中心導体８の長さ等によって共振周
波数を定めている。同軸コネクタ５ａの中心導体とキャ
ビティの内面との間には結合ループ７ａを設けていて、
この結合ループによって外部結合をとっている。同様に
同軸コネクタ５ｂの中心導体とキャビティの内面との間
には結合ループ７ｄを設けていて、この結合ループによ
って外部結合をとっている。また共振器２０のプローブ
４ａ，４ｂには結合ループ７ｂ，７ｃをそれぞれ接続し
ていて、結合ループ７ｂ，７ｃを半同軸共振器２１，２
２にそれぞれ磁界結合させている。
【００５６】以上の構成により、初段と終段の共振器
と、その間の５段の誘電体共振器によって、合計７段の
共振器から成る帯域通過特性を有するフィルタとして作
用することになる。このように初段と終段の共振器を半
同軸共振器とし、結合ループにより強い外部結合をとる
ようにしたため、広帯域特性が容易に得られる。また５
重モードの共振器２０によるスプリアスモードが、半同
軸共振器２１，２２により抑圧されるため、全体のスプ
リアス特性が改善される。さらに、外部と直接結合させ
る必要が無いので、５重モード共振器２０におけるプロ
ーブ４ａ，４ｂは小さくてすみ、入出力間の信号の直接
パスも少なくなり、直接パスによる特性の劣化も生じな
い。
と、その間の５段の誘電体共振器によって、合計７段の
共振器から成る帯域通過特性を有するフィルタとして作
用することになる。このように初段と終段の共振器を半
同軸共振器とし、結合ループにより強い外部結合をとる
ようにしたため、広帯域特性が容易に得られる。また５
重モードの共振器２０によるスプリアスモードが、半同
軸共振器２１，２２により抑圧されるため、全体のスプ
リアス特性が改善される。さらに、外部と直接結合させ
る必要が無いので、５重モード共振器２０におけるプロ
ーブ４ａ，４ｂは小さくてすみ、入出力間の信号の直接
パスも少なくなり、直接パスによる特性の劣化も生じな
い。
【００５７】なお、図２３に示した例では半同軸共振器
を用いたが、同様にして初段と終段に同軸共振器を用い
ることができ、同様の効果を奏する。
を用いたが、同様にして初段と終段に同軸共振器を用い
ることができ、同様の効果を奏する。
【００５８】次に、デュプレクサの構成例を図２４を参
照して説明する。図２４において、２０ＴＸ，２０ＲＸ
はそれぞれ図２２に示したものと同様の５重モード共振
器、２１ＴＸ，２２ＴＸ，２１ＲＸ，２２ＲＸはそれぞ
れ図２３に示したものと同様の半同軸共振器である。こ
の２つの半同軸共振器２１ＴＸ，２２ＴＸおよび５重モ
ード共振器２０ＴＸによって送信フィルタ部分を構成
し、同様に２つの半同軸共振器２１ＲＸ，２２ＲＸおよ
び５重モード共振器２０ＲＸによって受信フィルタ部分
を構成している。
照して説明する。図２４において、２０ＴＸ，２０ＲＸ
はそれぞれ図２２に示したものと同様の５重モード共振
器、２１ＴＸ，２２ＴＸ，２１ＲＸ，２２ＲＸはそれぞ
れ図２３に示したものと同様の半同軸共振器である。こ
の２つの半同軸共振器２１ＴＸ，２２ＴＸおよび５重モ
ード共振器２０ＴＸによって送信フィルタ部分を構成
し、同様に２つの半同軸共振器２１ＲＸ，２２ＲＸおよ
び５重モード共振器２０ＲＸによって受信フィルタ部分
を構成している。
【００５９】なお、同軸コネクタ５ａの中心導体に接続
している結合ループ７ｅは半同軸共振器２２ＴＸおよび
２１ＲＸにそれぞれ磁界結合し、送信信号と受信信号を
分岐する。このようにしてアンテナ共用器としてのデュ
プレクサを構成する。
している結合ループ７ｅは半同軸共振器２２ＴＸおよび
２１ＲＸにそれぞれ磁界結合し、送信信号と受信信号を
分岐する。このようにしてアンテナ共用器としてのデュ
プレクサを構成する。
【００６０】図２５は上記デュプレクサを用いた通信装
置の構成を示すブロック図である。このように、送信フ
ィルタの入力ポートに送信回路、受信フィルタの出力ポ
ートに受信回路をそれぞれ接続し、デュプレクサの入出
力ポートにアンテナを接続することによって、通信装置
の高周波部を構成する。
置の構成を示すブロック図である。このように、送信フ
ィルタの入力ポートに送信回路、受信フィルタの出力ポ
ートに受信回路をそれぞれ接続し、デュプレクサの入出
力ポートにアンテナを接続することによって、通信装置
の高周波部を構成する。
【００６１】この例以外に、上記５重モード共振器を単
独の帯域通過フィルタとして設けてもよい。
独の帯域通過フィルタとして設けてもよい。
【００６２】なお、各実施形態では、誘電体コアの正方
形板状部分でＴＭｘモードとＴＭｙモードを生じさせ
て、その両方を用いる例を示したが、これを長方形板状
にすることにより、例えばＴＭｘモードのみを使用周波
数帯で共振させ、ＴＭｙモードとＴＭｚモードの共振周
波数を使用周波数帯より高めて、単一のＴＭモードのみ
を利用するようにしてもよい。また、実施形態ではＴＥ
モードの３つのモードをすべて用いたが、このうち２つ
のＴＥモードのみを用いるようにしてもよい。
形板状部分でＴＭｘモードとＴＭｙモードを生じさせ
て、その両方を用いる例を示したが、これを長方形板状
にすることにより、例えばＴＭｘモードのみを使用周波
数帯で共振させ、ＴＭｙモードとＴＭｚモードの共振周
波数を使用周波数帯より高めて、単一のＴＭモードのみ
を利用するようにしてもよい。また、実施形態ではＴＥ
モードの３つのモードをすべて用いたが、このうち２つ
のＴＥモードのみを用いるようにしてもよい。
【００６３】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、使用周
波数帯より高い周波数に設定したＴＭモードの影響を受
けることなく、残るＴＭモードとＴＥモードが利用でき
るので、３つのＴＭモードを用いる場合の１つのＴＭモ
ードが、他の共振モードに不要な結合を起こすという問
題がなく、所定の共振モード同士を所定の状態で結合さ
せた多重モード誘電体共振器装置が得られる。
波数帯より高い周波数に設定したＴＭモードの影響を受
けることなく、残るＴＭモードとＴＥモードが利用でき
るので、３つのＴＭモードを用いる場合の１つのＴＭモ
ードが、他の共振モードに不要な結合を起こすという問
題がなく、所定の共振モード同士を所定の状態で結合さ
せた多重モード誘電体共振器装置が得られる。
【００６４】 また、ＴＭモード用誘電体コア部分とＴ
Ｅモード用誘電体コア部分とが一体であるので、誘電体
コアの製造が容易となり、且つキャビティ内における誘
電体コアの配置も容易となる。
Ｅモード用誘電体コア部分とが一体であるので、誘電体
コアの製造が容易となり、且つキャビティ内における誘
電体コアの配置も容易となる。
【００６５】 請求項２に記載の発明によれば、共振モ
ードの多重化により、共振器間の結合損失が低減され、
また、誘電体コアをキャビティ中央部に設けた構造であ
るため、誘電体コアに電磁界が集中し、導体損失が少な
くなって、共振器のＱが高まる。そのため単一の誘電体
コアおよび単一のキャビティを用いながら多段の共振器
による小型で低損失なフィルタとして用いることができ
る。
ードの多重化により、共振器間の結合損失が低減され、
また、誘電体コアをキャビティ中央部に設けた構造であ
るため、誘電体コアに電磁界が集中し、導体損失が少な
くなって、共振器のＱが高まる。そのため単一の誘電体
コアおよび単一のキャビティを用いながら多段の共振器
による小型で低損失なフィルタとして用いることができ
る。
【００６６】 請求項３に記載の発明によれば、入出力
手段が、比較的誘電体コア外への電磁界の漏れの大きな
ＴＭモードに結合するため、強い外部結合が得られ、広
帯域化が図れる。また、ＴＥモード同士を順に結合させ
ることにより、結合手段の構造が簡単となり、その設計
も容易となる。
手段が、比較的誘電体コア外への電磁界の漏れの大きな
ＴＭモードに結合するため、強い外部結合が得られ、広
帯域化が図れる。また、ＴＥモード同士を順に結合させ
ることにより、結合手段の構造が簡単となり、その設計
も容易となる。
【００６７】 請求項４に記載の発明によれば、半同軸
共振器または同軸共振器に対して外部結合をとるため、
結合ループによる磁界結合で強い外部結合が得られ、広
帯域化が図れる。また上記多重モードの誘電体共振器に
よるスプリアスモードが、半同軸共振器または同軸共振
器により抑圧されるため、全体のスプリアス特性が改善
される。さらに、半同軸共振器または同軸共振器と多重
誘電体共振器間とは強く結合させる必要がないため、多
重モード誘電体共振器における入出力手段は小さくてす
み、入出力間の信号の直接パスも少なくなり、直接パス
による特性の劣化も生じない。
共振器または同軸共振器に対して外部結合をとるため、
結合ループによる磁界結合で強い外部結合が得られ、広
帯域化が図れる。また上記多重モードの誘電体共振器に
よるスプリアスモードが、半同軸共振器または同軸共振
器により抑圧されるため、全体のスプリアス特性が改善
される。さらに、半同軸共振器または同軸共振器と多重
誘電体共振器間とは強く結合させる必要がないため、多
重モード誘電体共振器における入出力手段は小さくてす
み、入出力間の信号の直接パスも少なくなり、直接パス
による特性の劣化も生じない。
【００６８】 請求項５に記載の発明によれば、全体に
小型で低損失なデュプレクサが得られ、アンテナ共用器
として用いることができる。
小型で低損失なデュプレクサが得られ、アンテナ共用器
として用いることができる。
【００６９】 請求項６に記載の発明によれば、全体に
小型で低損失な通信装置が得られる。
小型で低損失な通信装置が得られる。
【図１】第１の実施形態に係る多重モード誘電体共振器
装置の基本部分の構成を示す斜視図
装置の基本部分の構成を示す斜視図
【図２】同共振器装置の上面図および断面図
【図３】同共振器装置の各モードにおける電界分布を示
す図
す図
【図４】誘電体コアの板状部分の厚み寸法と各共振モー
ドの共振周波数との関係を示す図
ドの共振周波数との関係を示す図
【図５】その誘電体共振器の構成を示す斜視図
【図６】誘電体コアの板状部分から膨出させた球状部分
の大きさと各モードの共振周波数との関係を示す図
の大きさと各モードの共振周波数との関係を示す図
【図７】ＴＭモード用誘電体コア部分とＴＥモード用誘
電体コア部分との関係を説明するための図
電体コア部分との関係を説明するための図
【図８】ＴＥモード用誘電体コア部分の他の形状の例を
示す図
示す図
【図９】ＴＥモード用誘電体コア部分の他の形状の例を
示す図
示す図
【図１０】ＴＥモード用誘電体コア部分の他の形状の例
を示す図
を示す図
【図１１】ＴＥモード用誘電体コア部分の他の形状の例
を示す図
を示す図
【図１２】ＴＥモード用誘電体コア部分の他の形状の例
を示す図
を示す図
【図１３】ＴＥモード用誘電体コア部分の他の形状の例
を示す図
を示す図
【図１４】ＴＭモード用誘電体コア部分の形状を異なら
せたいくつかの例を示す図
せたいくつかの例を示す図
【図１５】誘電体コアのキャビティ内における支持構造
の他の例を示す図
の他の例を示す図
【図１６】誘電体コアのキャビティ内における支持構造
の他の例を示す図
の他の例を示す図
【図１７】誘電体コアのキャビティ内における支持構造
の他の例を示す図
の他の例を示す図
【図１８】誘電体コアのキャビティ内における支持構造
の他の例を示す図
の他の例を示す図
【図１９】各共振モードを順に結合させて成る５重モー
ド共振器を用いたフィルタの例を示す図
ド共振器を用いたフィルタの例を示す図
【図２０】ＴＭモードとＴＥモード間の結合の様子を示
す図
す図
【図２１】ＴＥモード同士の結合の様子を示す図
【図２２】他の５重モード共振器を用いたフィルタの例
を示す図
を示す図
【図２３】半同軸共振器と５重モード共振器を用いたフ
ィルタの構成例を示す図
ィルタの構成例を示す図
【図２４】デュプレクサの構成例を示す図
【図２５】通信装置の構成を示すブロック図
２−キャビティ
３，３′−支持体
４−プローブ
５−同軸コネクタ
６−蓋
７−結合ループ
８−中心導体
９−周波数調整ネジ
１０−誘電体コア
１１−ＴＭモード用誘電体コア部分
１２−ＴＥモード用誘電体コア部分
１３，１４−結合溝
１５−周波数設定溝
２０−５重モード共振器
２１−半同軸共振器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 伊勢 智之
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11−145704（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】 導電性を有するキャビティ内に誘電体コ
アを配置して成る誘電体共振器装置において、 少なくとも１つのＴＭモードが使用周波数帯で共振し、
他のＴＭモードが使用周波数帯より高い周波数で共振す
るように、主としてＴＭモードの共振周波数を定めるＴ
Ｍモード用誘電体コア部分と、 多重ＴＥモードのそれぞれのＴＥモードが使用周波数帯
で共振するように、主としてＴＥモードの共振周波数を
定めるＴＥモード用誘電体コア部分とによって前記誘電
体コアを構成し、 前記ＴＭモード用誘電体コア部分を板状とし、前記ＴＥ
モード用誘電体コア部分を前記ＴＭモード用誘電体コア
部分の上下面から膨出させた形状として、前記ＴＭモー
ド用誘電体コア部分と前記ＴＥモード用誘電体コア部分
とを一体化し、前記ＴＭモード用誘電体コア部分の上下
面から対称的に膨出させた形状の対称性を崩すことによ
って、ＴＭモードとＴＥモードとを結合させた多重モー
ド誘電体共振器装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の多重モード誘電体共振
器装置と、該多重モード誘電体共振器装置の所定の共振
モードに結合する入出力手段とから成るフィルタ。 - 【請求項３】 前記入出力手段が複数の共振モードのう
ちＴＭモードに結合するものとし、結合溝によってＴＭ
モードとＴＥモードとを結合させる手段およびＴＥモー
ド同士を結合させる手段を設けた請求項２に記載のフィ
ルタ。 - 【請求項４】 請求項１に記載の多重モード誘電体共振
器装置と、該多重モード誘電体共振器装置の所定の共振
モードに結合する同軸共振器または半同軸共振器と、該
共振器に結合する入出力手段とから成るフィルタ。 - 【請求項５】 請求項２、３または４に記載のフィルタ
を、２組設けて成るデュプレクサ。 - 【請求項６】 請求項２、３もしくは４に記載のフィル
タまたは請求項５に記載のデュプレクサを用いた通信装
置。
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|---|---|---|---|
| JP33340599A JP3506077B2 (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 多重モード誘電体共振器装置、フィルタ、デュプレクサおよび通信装置 |
| EP00125440A EP1104044B1 (en) | 1999-11-24 | 2000-11-20 | Multimode dielectric resonator apparatus, filter, duplexer, and communication apparatus |
| DE60013740T DE60013740T2 (de) | 1999-11-24 | 2000-11-20 | Multimodales dielektrisches Resonatorgerät, Filter, Duplexer, und Kommunikationsgerät |
| US09/718,555 US6518857B1 (en) | 1999-11-24 | 2000-11-22 | Multimode dielectric resonator apparatus, filter, duplexer, and communication apparatus |
| CNB001283588A CN1156048C (zh) | 1999-11-23 | 2000-11-24 | 多模介质谐振器装置、滤波器、收发共用器和通信装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33340599A JP3506077B2 (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 多重モード誘電体共振器装置、フィルタ、デュプレクサおよび通信装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001156502A JP2001156502A (ja) | 2001-06-08 |
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|---|---|---|---|
| JP33340599A Expired - Fee Related JP3506077B2 (ja) | 1999-11-23 | 1999-11-24 | 多重モード誘電体共振器装置、フィルタ、デュプレクサおよび通信装置 |
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| US8031036B2 (en) | 2008-10-15 | 2011-10-04 | Com Dev International Ltd. | Dielectric resonator and filter with low permittivity material |
| CN105280997B (zh) * | 2014-06-30 | 2019-05-03 | 深圳光启创新技术有限公司 | Te模介质谐振腔、滤波器及滤波方法 |
| CN105006617B (zh) * | 2015-08-19 | 2018-02-13 | 江苏吴通连接器有限公司 | 三模介质腔体滤波器 |
| CN111164827B (zh) * | 2017-11-14 | 2021-09-14 | 华为技术有限公司 | 介质谐振器及滤波器 |
| CN109346806B (zh) * | 2018-09-30 | 2020-11-24 | 香港凡谷發展有限公司 | 一种外凸的空腔三模谐振结构及含有该谐振结构的滤波器 |
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| JP3425704B2 (ja) * | 1993-11-30 | 2003-07-14 | 株式会社村田製作所 | 誘電体共振器及び誘電体共振器の共振周波数調整方法 |
| DE19537477A1 (de) * | 1995-10-09 | 1997-04-10 | Bosch Gmbh Robert | Dielektrischer Resonator sowie Verwendung |
| 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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-
1999
- 1999-11-24 JP JP33340599A patent/JP3506077B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-11-20 DE DE60013740T patent/DE60013740T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-20 EP EP00125440A patent/EP1104044B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-22 US US09/718,555 patent/US6518857B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-24 CN CNB001283588A patent/CN1156048C/zh not_active Expired - Fee Related
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