JP3620454B2 - 誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信装置 - Google Patents
誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3620454B2 JP3620454B2 JP2001041847A JP2001041847A JP3620454B2 JP 3620454 B2 JP3620454 B2 JP 3620454B2 JP 2001041847 A JP2001041847 A JP 2001041847A JP 2001041847 A JP2001041847 A JP 2001041847A JP 3620454 B2 JP3620454 B2 JP 3620454B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dielectric
- mode
- dielectric filter
- inner conductor
- recess
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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
- H01P1/213—Frequency-selective devices, e.g. filters combining or separating two or more different frequencies
- H01P1/2136—Frequency-selective devices, e.g. filters combining or separating two or more different frequencies using comb or interdigital filters; using cascaded coaxial cavities
-
- 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
- H01P1/205—Comb or interdigital filters; Cascaded coaxial cavities
- H01P1/2056—Comb filters or interdigital filters with metallised resonator holes in a dielectric block
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Transceivers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主にマイクロ波帯で用いられる誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の略直方体形状の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、各内導体、および外導体により、ＴＥＭモードの共振器を構成するとともに、内導体非形成部に生じるストレー容量により各共振器同士をコムライン結合させて誘電体フィルタを構成している。
しかし、このような略直方体形状の誘電体ブロックの外面に外導体を形成した誘電体デュプレクサにおいては、誘電体ブロックと外導体とにより、例えば図２２の（ａ）に示すようなＴＥ１０１ モードなどの、基本共振モードであるＴＥＭモード以外の共振モードが生じる。
【０００３】
図２２の（ａ）は従来の誘電体フィルタに発生するＴＥ１０１ モードの磁界分布図であり、図２２の（ｂ）は、従来の誘電体フィルタの減衰特性図である。
図２２の（ｂ）に示すように、ＴＥモード等の、基本モードとは異なる共振モードが発生すると、所望のＴＥＭ共振周波数以外に、ＴＥモードによる複数の共振周波数が、所望の特性を得る必要帯域外に生じてしまい、誘電体フィルタのスプリアス特性が悪化する。
【０００４】
ここで、ＴＥモードの影響を防止した誘電体フィルタとして、▲１▼ＴＥモードの周波数は誘電体フィルタの外形寸法の影響を受けるため、外形寸法を変更し、ＴＥモードの共振周波数を変化させて、スプリアス特性の悪化を防止した誘電体フィルタが、また、▲２▼誘電体フィルタの外導体の一部を削ることにより、誘電体ブロックと外導体とによるＴＥ共振モードに摂動を起こし、ＴＥモードの周波数を変化させて、スプリアス特性の悪化を防止した誘電体フィルタが存在する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の誘電体フィルタにおいては、次のような解決すべき課題があった。
【０００６】
すなわち、▲１▼の誘電体フィルタにおいては、ＴＥモードの影響を考慮しながらＴＥＭモードによるフィルタ設計を行わなければならない。また、常に小型化が求められている誘電体フィルタにおいては、外形寸法を大きくすることは難しい。このため、フィルタの設計自由度が低くなってしまう。
また、▲２▼の誘電体フィルタにおいては、外導体を削る工程が別途必要となり、リードタイムも長くなり、作業的にも負荷が増えてしまうため、製造コストが増加してしまう。
【０００７】
この発明の目的は、製造コストを増加させずに、一定の外形寸法において、ＴＥモードの共振周波数を変化させてスプリアス特性の改善した誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および通信装置を構成することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、略直方体形状の誘電体ブロックの内部に、該誘電体ブロックの一方の面から、それに対向する他方の面にかけて、それぞれの内面に内導体を形成した複数の内導体形成孔を略一列に配列して設け、外面に外導体を形成し、内導体形成孔の配列方向の少なくとも一方の端面の略中央部に少なくとも一つの凹部を形成し、凹部の内面に外導体を形成して、内導体形成孔の軸方向および内導体形成孔の配列方向にそれぞれ垂直な向きに電界が向くＴＥモードの共振周波数を高周波数側にシフトさせた誘電体フィルタを構成する。
【００１３】
また、この発明は、前記誘電体フィルタを備えて誘電体デュプレクサを構成する。
【００１４】
また、この発明は、前記誘電体フィルタ、または前記誘電体デュプレクサを備えて通信装置を構成する。
【００１５】
【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について、図１〜図５を参照して説明する。
図１の（ａ）は誘電体フィルタの外観斜視図、図１の（ｂ）はその側面図、図１の（ｃ）はその下面図である。
図２の（ａ）は誘電体フィルタに発生するＴＥ１０１ モードの磁界分布図、図２の（ｂ）はその側面図である。
図３は誘電体フィルタの減衰特性図である。
図４は凹部形成位置とＴＥ１０１ 共振周波数の変化量との関係を示す図である。
図５は凹部の深さおよび幅による各ＴＥモードの共振周波数の変化を表す図であり、（ａ）はＴＥ１０１ モード、（ｂ）はＴＥ２０１ モード、および（ｃ）はＴＥ３０１ モードを表している。
図１において、１は誘電体ブロック、２ａ〜２ｃは内導体形成孔、３ａ〜３ｃは内導体、４ａ〜４ｃは内導体非形成部、５は外導体、６は入出力電極、７は凹部である。
図１において、略直方体形状の誘電体ブロック１の図における上面からこれに対向する下面にかけて、内面に内導体３ａ〜３ｃをそれぞれ形成した内導体形成孔２ａ〜２ｃを形成している。また、誘電体ブロック１の外面には、全面に外導体５を形成している。
内導体形成孔２ａ〜２ｃには、それぞれ一方の開口面付近に内導体非形成部４ａ〜４ｃを設けている。これらの部分を内導体の開放端とし、他方の面を短絡端としている。誘電体ブロック１の外面には、開放端に容量結合するように外導体５から離間して入出力電極６を形成している。
また、短絡面の中央部付近に、内導体形成孔の軸方向に凹部７を穿設し、その内面には外導体５を形成して、全体として誘電体フィルタを構成している。
【００１６】
この構造の誘電体フィルタでは、ＴＥ１０１ モードにより図２に示すような磁界分布が生じる。
図２において、２ａ〜２ｃは内導体形成孔、７は凹部である。また、１１， １２はＴＥ１０１ モードによる磁界分布であり、１１は凹部が無い場合の磁界分布、１２は凹部を設けた場合の磁界分布をそれぞれ表している。
Ａは内導体形成孔の開口面の長辺方向の長さ、Ｂは内導体形成孔の短辺方向の長さ、Ｃは誘電体ブロックの内導体形成孔の軸方向の長さ、Ｃ’は凹部底面から開放面までの長さ、Ｄは凹部の深さ（内導体形成孔の軸方向に平行な長さ）、ｗは凹部の幅（内導体形成孔の配列方向に平行な長さ）である。
【００１７】
ここで、誘電体ブロックを用いた誘電体フィルタに生じるＴＥｍｎｓ モードの共振周波数ｆは、
【００１８】
【数１】
【００１９】
である。
【００２０】
ｖｃ は光速、εｒ は誘電体の比誘電率、Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ図の２の（ａ）に示した寸法である。
【００２１】
ここで、図２の（ａ）に示すように、短絡端中央部に凹部７を設けることにより、ＴＥ１０１ モードによる磁界１１が磁界１２に変化して等価的に磁界成分波長が短くなる。すなわち、等価的に誘電体ブロックの軸方向の長さＣを長さＣ’に短くすることとなり、［ 数１］ より、共振周波数が高くなる。
【００２２】
これを減衰特性で表すと、図３に示すように、ＴＥ１０１ モードの共振周波数をシフトさせることで、ＴＥ１０１ モードの共振周波数付近に存在する不要信号を阻止することができ、ＴＥ１０１ モードの共振周波数付近のスプリアス特性が改善される。
【００２３】
なお、凹部７は短絡面の中央部に限らず、どの位置に設けてもよい。しかし、図４に示すように、凹部形成位置が内導体形成孔の配列方向の端面から離れる距離に応じて、ＴＥモードの共振周波数の変化量も増加し、中央部（端面からＡ／２の距離の位置）で最大となり、スプリアス特性改善の効果が最大となる。
【００２４】
また、図５は、図２の（ａ）における、Ａを１０．４ｍｍ、Ｂを２．０ｍｍ、Ｃを６．０ｍｍとし、誘電体ブロックの比誘電率を４７にした場合に、凹部の深さＤ、凹部の幅ｗを変化させて、ＴＥモードの共振周波数の変化を示したものである。
図５に示すように、ＴＥ１０１ モード、ＴＥ２０１ モードともに、凹部の深さおよび幅を大きくすることにより、共振周波数の変化量を大きくすることができる。
【００２５】
次に、第２の実施形態に係る誘電体フィルタの構成について、図６〜図８を参照して説明する。
図６の（ａ）は、誘電体フィルタの外観斜視図であり、図６の（ｂ）はその側面図である。
図７は誘電体フィルタに発生する各ＴＥモードの磁界分布図であり、（ａ）はＴＥ１０１ モード、（ｂ）はＴＥ２０１ モード、（ｃ）はＴＥ３０１ モードについて示している。
図８は、誘電体フィルタの減衰特性図である。
図６および図７において、１は誘電体ブロック、２ａ〜２ｃは内導体形成孔、３ａ〜３ｃは内導体、４ａ〜４ｃは内導体非形成部、５は外導体、６は入出力電極、７は凹部である。また、１１，１２は各ＴＥモードの磁界分布を表しており、１１は凹部の無い場合の磁界分布、１２は凹部を設けた場合の磁界分布である。
【００２６】
図６に示す誘電体フィルタは、内導体形成孔２ａ〜２ｃの両開口面の中央部に凹部７をそれぞれ形成しており、他の構成は第１の実施形態に示した誘電体フィルタと同じである。
【００２７】
この構成とすることにより、図７の（ａ）に示すように、ＴＥ１０１ モードの磁界の最も強い領域に凹部７が設けられているため、磁界分布が大きく変化し、等価的にＴＥ１０１ モードの磁界成分波長が短くなり、共振周波数は高周波数側にシフトする。
また、図７の（ｂ）に示すように、ＴＥ２０１ モードについては、磁界の弱い領域に凹部７が設けられており、殆ど影響を受けないので、磁界分布は変わらず、共振周波数は殆ど変化しない。
また、図７の（ｃ）に示すように、ＴＥ３０１ モードについては、中央部に発生する磁界のみが影響を受け、他の磁界は影響を受けないため、全体として磁界分布は大きく変わらず、共振周波数の変化量は少ない。
図８は、前述の内容を減衰特性図にしたものである。このように、ＴＥ１０１ モードのみ大きく変化している。
【００２８】
このように、ＴＥ１０１ モードの共振周波数をシフトさせることで、ＴＥ１０１ モードの共振周波数付近に存在する不要信号を阻止することができ、ＴＥ１０１ モードの共振周波数付近のスプリアス特性が改善される。
【００２９】
次に、第３の実施形態に係る誘電体フィルタの構成について、図９〜図１１を参照して説明する。
図９の（ａ）は、誘電体フィルタの外観斜視図であり、図９の（ｂ）はその側面図である。
図１０は誘電体フィルタに発生する各ＴＥモードの磁界分布図であり、（ａ）はＴＥ１０１ モード、（ｂ）はＴＥ２０１ モード、（ｃ）はＴＥ３０１ モードについて示している。
【００３０】
図１１は、誘電体フィルタの減衰特性図である。
図９および図１０において、１は誘電体ブロック、２ａ〜２ｄは内導体形成孔、３ａ〜３ｄは内導体、４ａ〜４ｄは内導体非形成部、５は外導体、６は入出力電極、７は凹部である。また、１１，１２は各ＴＥモードの磁界分布を表しており、１１は凹部の無い場合の磁界分布、１２は凹部を設けた場合の磁界分布である。
【００３１】
図９において、略直方体形状の誘電体ブロック１の、図における上面からこれに対向する下面にかけて、内側に内導体３ａ〜３ｄをそれぞれ形成した内導体形成孔２ａ〜２ｄを形成している。また、誘電体ブロック１の外面には、全面に外導体５を形成している。
内導体形成孔２ａ〜２ｄには、それぞれ一方の開口面の付近に内導体非形成部４ａ〜４ｄを設けている。これらの部分を内導体の開放端とし、他方の面を短絡端としている。誘電体ブロック１の外面には、開放端に容量結合するように外導体５から離間して入出力電極６を形成している。
また、内導体形成孔２ａ〜２ｄの両開口面には、内導体形成孔２ａ〜２ｄの配列方向の幅の１／４だけ両端面から離れた位置に、内導体形成孔の軸方向に、窪んだ凹部７をそれぞれ形成している。これら凹部７の内面には外導体５を形成して、全体として誘電体フィルタを構成している。
【００３２】
この構成とすることにより、図１０の（ｂ）に示すように、ＴＥ２０１ モードの磁界は、磁界の最も強い領域に凹部７が設けらてれるため、磁界分布が大きく変化し、等価的にＴＥ２０１ モードの磁界成分波長が短くなり、共振周波数は高周波数側にシフトする。
また、図１０の（ａ）および（ｃ）に示すように、ＴＥ１０１ モード、およびＴＥ３０１ モードは、磁界の弱い領域に凹部７が設けられており、殆ど影響を受けないので、磁界分布は変わらず、共振周波数は殆ど変化しない。
図１１は、前述の内容を減衰特性図にしたものであり、ＴＥ２０１ モードのみ大きく変化している。
【００３３】
このように、ＴＥ２０１ モードの共振周波数をシフトさせることで、ＴＥ２０１ モードの共振周波数付近に存在する不要信号を阻止することができ、ＴＥ２０１ モードの共振周波数付近のスプリアス特性が改善される。
【００３４】
次に、第４の実施形態に係る誘電体フィルタの構成について、図１２を参照して説明する。
図１２の（ａ）は誘電体フィルタの外観斜視図であり、図１２の（ｂ）はその側面図である。
図１２において、１は誘電体ブロック、２ａ〜２ｄは内導体形成孔、３ａ〜３ｄは内導体、４ａ〜４ｄは内導体非形成部、５は外導体、６は入出力電極、７は凹部である。
【００３５】
図１２に示す誘電体フィルタは、内導体形成孔２ａ〜２ｄの開口面に、この開口面の内導体形成孔の配列方向に平行な両辺間に亘って凹部７を形成するのでなく、内導体形成孔２ａ〜２ｄを含まない位置に複数の凹部７を局所的に設けたものであり、他の構成は図９に示す誘電体フィルタと同じである。
【００３６】
このような構造とすることにより、隣り合う内導体形成孔が近接している場合においても、内導体間の結合容量を変えることなく凹部を形成することができる。また、凹部を形成していることにより、ＴＥモードによる磁界成分波長を等価的に短くなり、共振周波数が高周波数側にシフトして、スプリアス特性が改善される。
【００３７】
次に、第５の実施形態に係る誘電体フィルタの構成について、図１３および図１４を参照して説明する。
図１３の（ａ）は誘電体フィルタの外観斜視図であり、図１３の（ｂ）はその側面図である。
また、図１４の（ａ）は誘電体フィルタの外観斜視図であり、図１４の（ｂ）はその側面図である。
図１３において、１は誘電体ブロック、２ａ〜２ｃは内導体形成孔、３ａ〜３ｃは内導体、４ａ〜４ｃは内導体非形成部、５は外導体、６は入出力電極、７は凹部である。また、図１４において、１は誘電体ブロック、２ａ〜２ｄは内導体形成孔、３ａ〜３ｄは内導体、４ａ〜４ｄは内導体非形成部、５は外導体、６は入出力電極、７は凹部である。
【００３８】
図１３、および図１４に示す誘電体フィルタは、内導体形成孔の開口面と内導体形成孔の軸方向および配列方向に平行な面とに接する稜線の一部を含むように、これらの面に対してそれぞれ垂直に複数の凹部７を形成したものである。図１３に示す誘電体フィルタの他の構成は図１に示した誘電体フィルタと同じであり、図１４に示す誘電体フィルタの他の構成は図９に示す誘電体フィルタと同じである。
【００３９】
このような構造とすることにより、開口面の端部に凹部を形成するため、内導体形成孔を削ることなく、凹部が容易に形成できる。また、凹部を形成することにより、ＴＥモードの磁界線分波長が等価的に短くなり、共振周波数が高周波数側にシフトし、スプリアス特性が改善される。
【００４０】
次に、第６の実施形態に係る誘電体フィルタの構成について、図１５〜図１７を参照して説明する。
図１５の（ａ）は誘電体フィルタの外観斜視図であり、図１５の（ｂ）はその側面図である。
図１６は誘電体フィルタに発生する各ＴＥモードの磁界分布図であり、（ａ）はＴＥ１０１ モード、（ｂ）はＴＥ２０１ モード、（ｃ）はＴＥ３０１ モードについて示している。 図１７は、誘電体フィルタの減衰特性図である。
図１５および図１６において、１は誘電体ブロック、２ａ〜２ｄは内導体形成孔、３ａ〜３ｄは内導体、４ａ〜４ｄは内導体非形成部、５は外導体、６は入出力電極、７は凹部である。また、１１，１２は各ＴＥモードの磁界分布を表しており、１１は凹部の無い場合の磁界分布、１２は凹部を設けた場合の磁界分布である。
【００４１】
図１５において、略直方体形状の誘電体ブロック１の図における上面からこれに対向する下面にかけて、内面に内導体３ａ〜３ｄをそれぞれ形成した内導体形成孔２ａ〜２ｄを形成している。また、誘電体ブロック１の外面には、全面に外導体５を形成している。
内導体形成孔２ａ〜２ｄには、それぞれ一方の開口面付近に内導体非形成部４ａ〜４ｄを設けている。これらの部分を内導体の開放端とし、他方の面を短絡端としている。誘電体ブロック１の外面には、開放端に容量結合するように外導体５から離間して入出力電極６を形成している。
また、内導体形成孔の配列方向の端面の中央部付近に、内導体形成孔の配列方向に窪む凹部７を形成し、その内面には外導体５を形成して、全体として誘電体フィルタを構成している。
【００４２】
この構成とすることにより、図１６に示すように、ＴＥ１０１ ，ＴＥ２０１ ，ＴＥ３０１ の各モードの磁界は、磁界の最も強い領域に凹部７が設けらてれるため、共に磁界分布が大きく変化し、等価的に各ＴＥモードの磁界成分波長が短くなり、共振周波数は高周波数側にシフトする。なお、ＴＥ４０１ 等の更に高次のＴＥモードについても、それらの共振周波数は高周波数側にシフトする。
図１７は、前述の内容を減衰特性図にしたものであり、各ＴＥモードが大きく変化している。
【００４３】
このように、各ＴＥモードの共振周波数がシフトすることにより、各ＴＥモード共振周波数付近の不要信号を阻止することができ、スプリアス特性が改善される。
【００４４】
次に、第７の実施形態に係る誘電体フィルタの構成について、図１８および図１９を参照して説明する。
図１８の（ａ）は、誘電体フィルタの外観斜視図であり、図１８の（ｂ）はその側面図である。
図１９は誘電体フィルタに発生するＴＥ１０１ モードの磁界分布図である。 図１８および図１９において、１は誘電体ブロック、２ａ〜２ｃは内導体形成孔、３ａ〜３ｃは内導体、５は外導体、６は入出力電極、７は凹部である。また、１１，１２は各ＴＥモードの磁界分布を表しており、１１は凹部の無い場合の磁界分布、１２は凹部を設けた場合の磁界分布である。
【００４５】
図１８において、略直方体形状の誘電体ブロック１の図における上面からこれに対向する下面にかけて、内面に内導体３ａ〜３ｃをそれぞれ形成した内導体形成孔２ａ〜２ｃを形成している。また、誘電体ブロック１の外面には、内導体形成孔の一方の開口面である図における上面を除き、五面に外導体５を形成している。
この開口面を開放面とし、他方の面を短絡面として、開放面に結合する入出力電極６を外導体５から離間して形成している。
また、短絡面の略中央部に内導体形成孔の軸方向に凹部を穿設し、その内面には外導体５を形成し、全体として誘電体フィルタを構成している。
【００４６】
この構造の誘電体フィルタでは、ＴＥ１０１ モードにより図１９に示すような磁界分布が生じる。
図１９に示すように、ＴＥ１０１ モードの磁界は、誘電体フィルタの内部において、磁界の最も強い領域に凹部が設けらているため、磁界分布が大きく変化し、等価的にＴＥ１０１ モードの磁界成分波長が短くなり、共振周波数は高周波数側にシフトする。
【００４７】
このように、ＴＥ１０１ モードの共振周波数をシフトさせることで、ＴＥ１０１ モードの共振周波数付近に存在する不要信号を阻止することができ、ＴＥ１０１ モードの共振周波数付近のスプリアス特性が改善される。
【００４８】
次に、第８の実施形態に係る誘電体デュプレクサの構成について、図２０を参照して説明する。
図２０の（ａ）は誘電体デュプレクサの外観斜視図、図２０の（ｂ）はその側面図である。
図２０において、１は誘電体ブロック、２ａ〜２ｆは内導体形成孔、３ａ〜３ｆは内導体、４ａ〜４ｆは内導体非形成部、５は外導体、６は入出力電極、７は凹部である。
【００４９】
略直方体形状の誘電体ブロック１の図における上面からこれに対向する下面にかけて、内面に内導体３ａ〜３ｆをそれぞれ形成した内導体形成孔２ａ〜２ｆを形成している。また、誘電体ブロック１の外面には、全面に外導体５を形成している。
内導体形成孔２ａ〜２ｆには、それぞれ一方の開口面の付近に内導体非形成部４ａ〜４ｆを設けている。これらの部分を内導体の開放端とし、他方の面を短絡端としている。誘電体ブロック１の外面には、開放端に容量結合するように外導体５から離間して入出力電極６を形成している。
また、内導体形成孔の配列方向の端面の中央部付近に、内導体形成孔の配列方向に窪む凹部を形成し、その内面には外導体５を形成している。
ここで、内導体形成孔２ａ〜２ｃで送信側フィルタを構成し、内導体形成孔２ｄ〜２ｆで受信側フィルタを構成することにより、全体として誘電体デュプレクサを構成している。
【００５０】
この構造とすることにより、第６の実施形態に示したように、各ＴＥモードの磁界が変化し、等価的に磁界成分波長が短くなり、各ＴＥモードの共振周波数がシフトすることにより、各ＴＥモード共振周波数付近の不要信号を阻止することができ、スプリアス特性が改善される。
なお、単体の誘電体フィルタの例で示したものと同様に、誘電体デュプレクサについても、凹部の形成位置は、内導体形成孔の配列方向の端面に限らず、内導体形成孔の開口面に形成してもよい。
また、第７の実施形態に示した誘電体フィルタと同様に、内導体形成孔の一方の開口面に外導体を形成しない構造の誘電体デュプレクサに凹部を形成してもよい。
【００５１】
なお、前述の誘電体フィルタおよび誘電体デュプレクサにおいては、内導体形成孔の形状は断面円状に限らず、楕円状、長円状、および多角形状等であってもよい。
【００５２】
また、開口面側に凹部を設けた誘電体フィルタおよび誘電体デュプレクサにおいては、開放端側、短絡端側のいずれの面に凹部を設けても同様の効果が得られる。
【００５３】
次に、第９の実施形態に係る通信装置の構成について、図２１を参照して説明する。
図２１において、ＡＮＴは送受信アンテナ、ＤＰＸはデュプレクサ、ＢＰＦａ、ＢＰＦｂはそれぞれ帯域通過フィルタ、ＡＭＰａ、ＡＭＰｂはそれぞれ増幅回路、ＭＩＸａ、ＭＩＸｂはそれぞれミキサ、ＯＳＣはオシレータ、ＳＹＮはシンセサイザ、ＩＦは中間周波信号である。
【００５４】
図２１に示した帯域通過フィルタＢＰＦａ、ＢＰＦｂには、図１、図６、図９、図１２、図１３、図１４、図１５、および図１８に示した構造の誘電体フィルタを用いることができる。また、デュプレクサＤＰＸには、図２０に示した誘電体デュプレクサを用いることができる。このようにして、減衰特性の優れた誘電体フィルタおよび誘電体デュプレクサを用いることにより、優れた通信特性を有する通信装置を構成することができる。
【００５５】
【発明の効果】
この発明によれば、略直方体形状の誘電体ブロックの内部に、該誘電体ブロックの一方の面から、それに対向する他方の面にかけて、それぞれの内面に内導体を形成した複数の内導体形成孔を設け、外面に外導体を形成し、内導体形成孔の開口面、もしくは内導体形成孔の配列方向の端面に少なくとも一つの凹部を形成し、凹部の内面に電極を形成することにより、外形寸法を変えることなく、各ＴＥモードによる影響を低減し、スプリアス特性を改善した誘電体フィルタを容易に構成することができる。
【００５６】
また、この発明によれば、内導体形成孔の少なくとも一方の開口面の略中央部凹部を形成することにより、外形寸法を変えることなく、主にＴＥ１０１ モードの影響を低減し、スプリアス特性を改善した誘電体フィルタを容易に構成することができる。
【００５７】
また、この発明によれば、内導体形成孔の少なくとも一方の開口面の内導体形成孔の配列方向の幅の約１／４分の距離だけ配列方向の両端面から離れた位置に凹部を形成することにより、外形寸法を変えることなく、主にＴＥ２０１ モードの影響を低減し、スプリアス特性を改善した誘電体フィルタを容易に構成することができる。
【００５８】
また、この発明によれば、内導体形成孔を含まない位置に部分的に凹部を少なくとも一つ形成することにより、内導体形成孔間の結合容量を変えることなく、容易に凹部を形成することができる。また、外形寸法を変えることなく、ＴＥモードの影響を低減し、スプリアス特性を改善した誘電体フィルタを容易に構成することができる。
【００５９】
また、この発明によれば、内導体形成孔の配列方向の少なくとも一方の端面の略中央部に凹部を形成することにより、外形寸法を変えることなく、ＴＥモード全般の影響を低減し、スプリアス特性を改善した誘電体フィルタを容易に構成することができる。
【００６０】
また、この発明によれば、前記誘電体フィルタを備えることにより、スプリアス特性を改善し、減衰特性に優れた誘電体デュプレクサを構成することができる。
【００６１】
また、この発明は、前記誘電体フィルタ、または前記誘電体デュプレクサを備えることにより、通信特性に優れた通信装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜視図、側面図、および下面図
【図２】第１の実施形態に係る誘電体フィルタに発生するＴＥ１０１ モードの磁界分布図
【図３】第１の実施形態に係る誘電体フィルタの減衰特性図
【図４】凹部形成位置とＴＥ１０１ モードの共振周波数の変化量との関係を示した図
【図５】凹部の深さおよび幅による各ＴＥモードの共振周波数の変化を表す図
【図６】第２の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜視図および側面図
【図７】第２の実施形態に係る誘電体フィルタに発生するＴＥモードの磁界分布図
【図８】第２の実施形態に係る誘電体フィルタの減衰特性図
【図９】第３の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜視図および側面図
【図１０】第３の実施形態に係る誘電体フィルタに発生するＴＥモードの磁界分布図
【図１１】第３の実施形態に係る誘電体フィルタの減衰特性図
【図１２】第４の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜視図および側面図
【図１３】第５の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜視図および側面図
【図１４】第５の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜視図および側面図
【図１５】第６の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜視図および側面図
【図１６】第６の実施形態に係る誘電体フィルタに発生するＴＥモードの磁界分布図
【図１７】第６の実施形態に係る誘電体フィルタの減衰特性図
【図１８】第７の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜視図および側面図
【図１９】第７の実施形態に係る誘電体フィルタに発生するＴＥモードの磁界分布図
【図２０】第８の実施形態に係る誘電体デュプレクサの外観斜視図および側面図
【図２１】第９の実施形態に係る通信装置のブロック図
【図２２】従来の誘電体フィルタに発生するＴＥモードの磁界分布図および減衰特性図
【符号の説明】
１−誘電体ブロック
２ａ〜２ｆ−内導体形成孔
３ａ〜３ｆ−内導体
４ａ〜４ｆ−内導体非形成部
５−外導体
６−入出力電極
７−凹部
１１，１２−ＴＥモードによる磁界分布
Ａ−短絡面の長辺方向の長さ
Ｂ−短絡面の短辺方向の長さ
Ｃ−内導体形成孔の軸方向の誘電体ブロックの長さ
Ｄ−凹部深さ
ｗ−凹部幅
【発明の属する技術分野】
この発明は、主にマイクロ波帯で用いられる誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の略直方体形状の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、各内導体、および外導体により、ＴＥＭモードの共振器を構成するとともに、内導体非形成部に生じるストレー容量により各共振器同士をコムライン結合させて誘電体フィルタを構成している。
しかし、このような略直方体形状の誘電体ブロックの外面に外導体を形成した誘電体デュプレクサにおいては、誘電体ブロックと外導体とにより、例えば図２２の（ａ）に示すようなＴＥ１０１ モードなどの、基本共振モードであるＴＥＭモード以外の共振モードが生じる。
【０００３】
図２２の（ａ）は従来の誘電体フィルタに発生するＴＥ１０１ モードの磁界分布図であり、図２２の（ｂ）は、従来の誘電体フィルタの減衰特性図である。
図２２の（ｂ）に示すように、ＴＥモード等の、基本モードとは異なる共振モードが発生すると、所望のＴＥＭ共振周波数以外に、ＴＥモードによる複数の共振周波数が、所望の特性を得る必要帯域外に生じてしまい、誘電体フィルタのスプリアス特性が悪化する。
【０００４】
ここで、ＴＥモードの影響を防止した誘電体フィルタとして、▲１▼ＴＥモードの周波数は誘電体フィルタの外形寸法の影響を受けるため、外形寸法を変更し、ＴＥモードの共振周波数を変化させて、スプリアス特性の悪化を防止した誘電体フィルタが、また、▲２▼誘電体フィルタの外導体の一部を削ることにより、誘電体ブロックと外導体とによるＴＥ共振モードに摂動を起こし、ＴＥモードの周波数を変化させて、スプリアス特性の悪化を防止した誘電体フィルタが存在する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の誘電体フィルタにおいては、次のような解決すべき課題があった。
【０００６】
すなわち、▲１▼の誘電体フィルタにおいては、ＴＥモードの影響を考慮しながらＴＥＭモードによるフィルタ設計を行わなければならない。また、常に小型化が求められている誘電体フィルタにおいては、外形寸法を大きくすることは難しい。このため、フィルタの設計自由度が低くなってしまう。
また、▲２▼の誘電体フィルタにおいては、外導体を削る工程が別途必要となり、リードタイムも長くなり、作業的にも負荷が増えてしまうため、製造コストが増加してしまう。
【０００７】
この発明の目的は、製造コストを増加させずに、一定の外形寸法において、ＴＥモードの共振周波数を変化させてスプリアス特性の改善した誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および通信装置を構成することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、略直方体形状の誘電体ブロックの内部に、該誘電体ブロックの一方の面から、それに対向する他方の面にかけて、それぞれの内面に内導体を形成した複数の内導体形成孔を略一列に配列して設け、外面に外導体を形成し、内導体形成孔の配列方向の少なくとも一方の端面の略中央部に少なくとも一つの凹部を形成し、凹部の内面に外導体を形成して、内導体形成孔の軸方向および内導体形成孔の配列方向にそれぞれ垂直な向きに電界が向くＴＥモードの共振周波数を高周波数側にシフトさせた誘電体フィルタを構成する。
【００１３】
また、この発明は、前記誘電体フィルタを備えて誘電体デュプレクサを構成する。
【００１４】
また、この発明は、前記誘電体フィルタ、または前記誘電体デュプレクサを備えて通信装置を構成する。
【００１５】
【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について、図１〜図５を参照して説明する。
図１の（ａ）は誘電体フィルタの外観斜視図、図１の（ｂ）はその側面図、図１の（ｃ）はその下面図である。
図２の（ａ）は誘電体フィルタに発生するＴＥ１０１ モードの磁界分布図、図２の（ｂ）はその側面図である。
図３は誘電体フィルタの減衰特性図である。
図４は凹部形成位置とＴＥ１０１ 共振周波数の変化量との関係を示す図である。
図５は凹部の深さおよび幅による各ＴＥモードの共振周波数の変化を表す図であり、（ａ）はＴＥ１０１ モード、（ｂ）はＴＥ２０１ モード、および（ｃ）はＴＥ３０１ モードを表している。
図１において、１は誘電体ブロック、２ａ〜２ｃは内導体形成孔、３ａ〜３ｃは内導体、４ａ〜４ｃは内導体非形成部、５は外導体、６は入出力電極、７は凹部である。
図１において、略直方体形状の誘電体ブロック１の図における上面からこれに対向する下面にかけて、内面に内導体３ａ〜３ｃをそれぞれ形成した内導体形成孔２ａ〜２ｃを形成している。また、誘電体ブロック１の外面には、全面に外導体５を形成している。
内導体形成孔２ａ〜２ｃには、それぞれ一方の開口面付近に内導体非形成部４ａ〜４ｃを設けている。これらの部分を内導体の開放端とし、他方の面を短絡端としている。誘電体ブロック１の外面には、開放端に容量結合するように外導体５から離間して入出力電極６を形成している。
また、短絡面の中央部付近に、内導体形成孔の軸方向に凹部７を穿設し、その内面には外導体５を形成して、全体として誘電体フィルタを構成している。
【００１６】
この構造の誘電体フィルタでは、ＴＥ１０１ モードにより図２に示すような磁界分布が生じる。
図２において、２ａ〜２ｃは内導体形成孔、７は凹部である。また、１１， １２はＴＥ１０１ モードによる磁界分布であり、１１は凹部が無い場合の磁界分布、１２は凹部を設けた場合の磁界分布をそれぞれ表している。
Ａは内導体形成孔の開口面の長辺方向の長さ、Ｂは内導体形成孔の短辺方向の長さ、Ｃは誘電体ブロックの内導体形成孔の軸方向の長さ、Ｃ’は凹部底面から開放面までの長さ、Ｄは凹部の深さ（内導体形成孔の軸方向に平行な長さ）、ｗは凹部の幅（内導体形成孔の配列方向に平行な長さ）である。
【００１７】
ここで、誘電体ブロックを用いた誘電体フィルタに生じるＴＥｍｎｓ モードの共振周波数ｆは、
【００１８】
【数１】
である。
【００２０】
ｖｃ は光速、εｒ は誘電体の比誘電率、Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ図の２の（ａ）に示した寸法である。
【００２１】
ここで、図２の（ａ）に示すように、短絡端中央部に凹部７を設けることにより、ＴＥ１０１ モードによる磁界１１が磁界１２に変化して等価的に磁界成分波長が短くなる。すなわち、等価的に誘電体ブロックの軸方向の長さＣを長さＣ’に短くすることとなり、［ 数１］ より、共振周波数が高くなる。
【００２２】
これを減衰特性で表すと、図３に示すように、ＴＥ１０１ モードの共振周波数をシフトさせることで、ＴＥ１０１ モードの共振周波数付近に存在する不要信号を阻止することができ、ＴＥ１０１ モードの共振周波数付近のスプリアス特性が改善される。
【００２３】
なお、凹部７は短絡面の中央部に限らず、どの位置に設けてもよい。しかし、図４に示すように、凹部形成位置が内導体形成孔の配列方向の端面から離れる距離に応じて、ＴＥモードの共振周波数の変化量も増加し、中央部（端面からＡ／２の距離の位置）で最大となり、スプリアス特性改善の効果が最大となる。
【００２４】
また、図５は、図２の（ａ）における、Ａを１０．４ｍｍ、Ｂを２．０ｍｍ、Ｃを６．０ｍｍとし、誘電体ブロックの比誘電率を４７にした場合に、凹部の深さＤ、凹部の幅ｗを変化させて、ＴＥモードの共振周波数の変化を示したものである。
図５に示すように、ＴＥ１０１ モード、ＴＥ２０１ モードともに、凹部の深さおよび幅を大きくすることにより、共振周波数の変化量を大きくすることができる。
【００２５】
次に、第２の実施形態に係る誘電体フィルタの構成について、図６〜図８を参照して説明する。
図６の（ａ）は、誘電体フィルタの外観斜視図であり、図６の（ｂ）はその側面図である。
図７は誘電体フィルタに発生する各ＴＥモードの磁界分布図であり、（ａ）はＴＥ１０１ モード、（ｂ）はＴＥ２０１ モード、（ｃ）はＴＥ３０１ モードについて示している。
図８は、誘電体フィルタの減衰特性図である。
図６および図７において、１は誘電体ブロック、２ａ〜２ｃは内導体形成孔、３ａ〜３ｃは内導体、４ａ〜４ｃは内導体非形成部、５は外導体、６は入出力電極、７は凹部である。また、１１，１２は各ＴＥモードの磁界分布を表しており、１１は凹部の無い場合の磁界分布、１２は凹部を設けた場合の磁界分布である。
【００２６】
図６に示す誘電体フィルタは、内導体形成孔２ａ〜２ｃの両開口面の中央部に凹部７をそれぞれ形成しており、他の構成は第１の実施形態に示した誘電体フィルタと同じである。
【００２７】
この構成とすることにより、図７の（ａ）に示すように、ＴＥ１０１ モードの磁界の最も強い領域に凹部７が設けられているため、磁界分布が大きく変化し、等価的にＴＥ１０１ モードの磁界成分波長が短くなり、共振周波数は高周波数側にシフトする。
また、図７の（ｂ）に示すように、ＴＥ２０１ モードについては、磁界の弱い領域に凹部７が設けられており、殆ど影響を受けないので、磁界分布は変わらず、共振周波数は殆ど変化しない。
また、図７の（ｃ）に示すように、ＴＥ３０１ モードについては、中央部に発生する磁界のみが影響を受け、他の磁界は影響を受けないため、全体として磁界分布は大きく変わらず、共振周波数の変化量は少ない。
図８は、前述の内容を減衰特性図にしたものである。このように、ＴＥ１０１ モードのみ大きく変化している。
【００２８】
このように、ＴＥ１０１ モードの共振周波数をシフトさせることで、ＴＥ１０１ モードの共振周波数付近に存在する不要信号を阻止することができ、ＴＥ１０１ モードの共振周波数付近のスプリアス特性が改善される。
【００２９】
次に、第３の実施形態に係る誘電体フィルタの構成について、図９〜図１１を参照して説明する。
図９の（ａ）は、誘電体フィルタの外観斜視図であり、図９の（ｂ）はその側面図である。
図１０は誘電体フィルタに発生する各ＴＥモードの磁界分布図であり、（ａ）はＴＥ１０１ モード、（ｂ）はＴＥ２０１ モード、（ｃ）はＴＥ３０１ モードについて示している。
【００３０】
図１１は、誘電体フィルタの減衰特性図である。
図９および図１０において、１は誘電体ブロック、２ａ〜２ｄは内導体形成孔、３ａ〜３ｄは内導体、４ａ〜４ｄは内導体非形成部、５は外導体、６は入出力電極、７は凹部である。また、１１，１２は各ＴＥモードの磁界分布を表しており、１１は凹部の無い場合の磁界分布、１２は凹部を設けた場合の磁界分布である。
【００３１】
図９において、略直方体形状の誘電体ブロック１の、図における上面からこれに対向する下面にかけて、内側に内導体３ａ〜３ｄをそれぞれ形成した内導体形成孔２ａ〜２ｄを形成している。また、誘電体ブロック１の外面には、全面に外導体５を形成している。
内導体形成孔２ａ〜２ｄには、それぞれ一方の開口面の付近に内導体非形成部４ａ〜４ｄを設けている。これらの部分を内導体の開放端とし、他方の面を短絡端としている。誘電体ブロック１の外面には、開放端に容量結合するように外導体５から離間して入出力電極６を形成している。
また、内導体形成孔２ａ〜２ｄの両開口面には、内導体形成孔２ａ〜２ｄの配列方向の幅の１／４だけ両端面から離れた位置に、内導体形成孔の軸方向に、窪んだ凹部７をそれぞれ形成している。これら凹部７の内面には外導体５を形成して、全体として誘電体フィルタを構成している。
【００３２】
この構成とすることにより、図１０の（ｂ）に示すように、ＴＥ２０１ モードの磁界は、磁界の最も強い領域に凹部７が設けらてれるため、磁界分布が大きく変化し、等価的にＴＥ２０１ モードの磁界成分波長が短くなり、共振周波数は高周波数側にシフトする。
また、図１０の（ａ）および（ｃ）に示すように、ＴＥ１０１ モード、およびＴＥ３０１ モードは、磁界の弱い領域に凹部７が設けられており、殆ど影響を受けないので、磁界分布は変わらず、共振周波数は殆ど変化しない。
図１１は、前述の内容を減衰特性図にしたものであり、ＴＥ２０１ モードのみ大きく変化している。
【００３３】
このように、ＴＥ２０１ モードの共振周波数をシフトさせることで、ＴＥ２０１ モードの共振周波数付近に存在する不要信号を阻止することができ、ＴＥ２０１ モードの共振周波数付近のスプリアス特性が改善される。
【００３４】
次に、第４の実施形態に係る誘電体フィルタの構成について、図１２を参照して説明する。
図１２の（ａ）は誘電体フィルタの外観斜視図であり、図１２の（ｂ）はその側面図である。
図１２において、１は誘電体ブロック、２ａ〜２ｄは内導体形成孔、３ａ〜３ｄは内導体、４ａ〜４ｄは内導体非形成部、５は外導体、６は入出力電極、７は凹部である。
【００３５】
図１２に示す誘電体フィルタは、内導体形成孔２ａ〜２ｄの開口面に、この開口面の内導体形成孔の配列方向に平行な両辺間に亘って凹部７を形成するのでなく、内導体形成孔２ａ〜２ｄを含まない位置に複数の凹部７を局所的に設けたものであり、他の構成は図９に示す誘電体フィルタと同じである。
【００３６】
このような構造とすることにより、隣り合う内導体形成孔が近接している場合においても、内導体間の結合容量を変えることなく凹部を形成することができる。また、凹部を形成していることにより、ＴＥモードによる磁界成分波長を等価的に短くなり、共振周波数が高周波数側にシフトして、スプリアス特性が改善される。
【００３７】
次に、第５の実施形態に係る誘電体フィルタの構成について、図１３および図１４を参照して説明する。
図１３の（ａ）は誘電体フィルタの外観斜視図であり、図１３の（ｂ）はその側面図である。
また、図１４の（ａ）は誘電体フィルタの外観斜視図であり、図１４の（ｂ）はその側面図である。
図１３において、１は誘電体ブロック、２ａ〜２ｃは内導体形成孔、３ａ〜３ｃは内導体、４ａ〜４ｃは内導体非形成部、５は外導体、６は入出力電極、７は凹部である。また、図１４において、１は誘電体ブロック、２ａ〜２ｄは内導体形成孔、３ａ〜３ｄは内導体、４ａ〜４ｄは内導体非形成部、５は外導体、６は入出力電極、７は凹部である。
【００３８】
図１３、および図１４に示す誘電体フィルタは、内導体形成孔の開口面と内導体形成孔の軸方向および配列方向に平行な面とに接する稜線の一部を含むように、これらの面に対してそれぞれ垂直に複数の凹部７を形成したものである。図１３に示す誘電体フィルタの他の構成は図１に示した誘電体フィルタと同じであり、図１４に示す誘電体フィルタの他の構成は図９に示す誘電体フィルタと同じである。
【００３９】
このような構造とすることにより、開口面の端部に凹部を形成するため、内導体形成孔を削ることなく、凹部が容易に形成できる。また、凹部を形成することにより、ＴＥモードの磁界線分波長が等価的に短くなり、共振周波数が高周波数側にシフトし、スプリアス特性が改善される。
【００４０】
次に、第６の実施形態に係る誘電体フィルタの構成について、図１５〜図１７を参照して説明する。
図１５の（ａ）は誘電体フィルタの外観斜視図であり、図１５の（ｂ）はその側面図である。
図１６は誘電体フィルタに発生する各ＴＥモードの磁界分布図であり、（ａ）はＴＥ１０１ モード、（ｂ）はＴＥ２０１ モード、（ｃ）はＴＥ３０１ モードについて示している。 図１７は、誘電体フィルタの減衰特性図である。
図１５および図１６において、１は誘電体ブロック、２ａ〜２ｄは内導体形成孔、３ａ〜３ｄは内導体、４ａ〜４ｄは内導体非形成部、５は外導体、６は入出力電極、７は凹部である。また、１１，１２は各ＴＥモードの磁界分布を表しており、１１は凹部の無い場合の磁界分布、１２は凹部を設けた場合の磁界分布である。
【００４１】
図１５において、略直方体形状の誘電体ブロック１の図における上面からこれに対向する下面にかけて、内面に内導体３ａ〜３ｄをそれぞれ形成した内導体形成孔２ａ〜２ｄを形成している。また、誘電体ブロック１の外面には、全面に外導体５を形成している。
内導体形成孔２ａ〜２ｄには、それぞれ一方の開口面付近に内導体非形成部４ａ〜４ｄを設けている。これらの部分を内導体の開放端とし、他方の面を短絡端としている。誘電体ブロック１の外面には、開放端に容量結合するように外導体５から離間して入出力電極６を形成している。
また、内導体形成孔の配列方向の端面の中央部付近に、内導体形成孔の配列方向に窪む凹部７を形成し、その内面には外導体５を形成して、全体として誘電体フィルタを構成している。
【００４２】
この構成とすることにより、図１６に示すように、ＴＥ１０１ ，ＴＥ２０１ ，ＴＥ３０１ の各モードの磁界は、磁界の最も強い領域に凹部７が設けらてれるため、共に磁界分布が大きく変化し、等価的に各ＴＥモードの磁界成分波長が短くなり、共振周波数は高周波数側にシフトする。なお、ＴＥ４０１ 等の更に高次のＴＥモードについても、それらの共振周波数は高周波数側にシフトする。
図１７は、前述の内容を減衰特性図にしたものであり、各ＴＥモードが大きく変化している。
【００４３】
このように、各ＴＥモードの共振周波数がシフトすることにより、各ＴＥモード共振周波数付近の不要信号を阻止することができ、スプリアス特性が改善される。
【００４４】
次に、第７の実施形態に係る誘電体フィルタの構成について、図１８および図１９を参照して説明する。
図１８の（ａ）は、誘電体フィルタの外観斜視図であり、図１８の（ｂ）はその側面図である。
図１９は誘電体フィルタに発生するＴＥ１０１ モードの磁界分布図である。 図１８および図１９において、１は誘電体ブロック、２ａ〜２ｃは内導体形成孔、３ａ〜３ｃは内導体、５は外導体、６は入出力電極、７は凹部である。また、１１，１２は各ＴＥモードの磁界分布を表しており、１１は凹部の無い場合の磁界分布、１２は凹部を設けた場合の磁界分布である。
【００４５】
図１８において、略直方体形状の誘電体ブロック１の図における上面からこれに対向する下面にかけて、内面に内導体３ａ〜３ｃをそれぞれ形成した内導体形成孔２ａ〜２ｃを形成している。また、誘電体ブロック１の外面には、内導体形成孔の一方の開口面である図における上面を除き、五面に外導体５を形成している。
この開口面を開放面とし、他方の面を短絡面として、開放面に結合する入出力電極６を外導体５から離間して形成している。
また、短絡面の略中央部に内導体形成孔の軸方向に凹部を穿設し、その内面には外導体５を形成し、全体として誘電体フィルタを構成している。
【００４６】
この構造の誘電体フィルタでは、ＴＥ１０１ モードにより図１９に示すような磁界分布が生じる。
図１９に示すように、ＴＥ１０１ モードの磁界は、誘電体フィルタの内部において、磁界の最も強い領域に凹部が設けらているため、磁界分布が大きく変化し、等価的にＴＥ１０１ モードの磁界成分波長が短くなり、共振周波数は高周波数側にシフトする。
【００４７】
このように、ＴＥ１０１ モードの共振周波数をシフトさせることで、ＴＥ１０１ モードの共振周波数付近に存在する不要信号を阻止することができ、ＴＥ１０１ モードの共振周波数付近のスプリアス特性が改善される。
【００４８】
次に、第８の実施形態に係る誘電体デュプレクサの構成について、図２０を参照して説明する。
図２０の（ａ）は誘電体デュプレクサの外観斜視図、図２０の（ｂ）はその側面図である。
図２０において、１は誘電体ブロック、２ａ〜２ｆは内導体形成孔、３ａ〜３ｆは内導体、４ａ〜４ｆは内導体非形成部、５は外導体、６は入出力電極、７は凹部である。
【００４９】
略直方体形状の誘電体ブロック１の図における上面からこれに対向する下面にかけて、内面に内導体３ａ〜３ｆをそれぞれ形成した内導体形成孔２ａ〜２ｆを形成している。また、誘電体ブロック１の外面には、全面に外導体５を形成している。
内導体形成孔２ａ〜２ｆには、それぞれ一方の開口面の付近に内導体非形成部４ａ〜４ｆを設けている。これらの部分を内導体の開放端とし、他方の面を短絡端としている。誘電体ブロック１の外面には、開放端に容量結合するように外導体５から離間して入出力電極６を形成している。
また、内導体形成孔の配列方向の端面の中央部付近に、内導体形成孔の配列方向に窪む凹部を形成し、その内面には外導体５を形成している。
ここで、内導体形成孔２ａ〜２ｃで送信側フィルタを構成し、内導体形成孔２ｄ〜２ｆで受信側フィルタを構成することにより、全体として誘電体デュプレクサを構成している。
【００５０】
この構造とすることにより、第６の実施形態に示したように、各ＴＥモードの磁界が変化し、等価的に磁界成分波長が短くなり、各ＴＥモードの共振周波数がシフトすることにより、各ＴＥモード共振周波数付近の不要信号を阻止することができ、スプリアス特性が改善される。
なお、単体の誘電体フィルタの例で示したものと同様に、誘電体デュプレクサについても、凹部の形成位置は、内導体形成孔の配列方向の端面に限らず、内導体形成孔の開口面に形成してもよい。
また、第７の実施形態に示した誘電体フィルタと同様に、内導体形成孔の一方の開口面に外導体を形成しない構造の誘電体デュプレクサに凹部を形成してもよい。
【００５１】
なお、前述の誘電体フィルタおよび誘電体デュプレクサにおいては、内導体形成孔の形状は断面円状に限らず、楕円状、長円状、および多角形状等であってもよい。
【００５２】
また、開口面側に凹部を設けた誘電体フィルタおよび誘電体デュプレクサにおいては、開放端側、短絡端側のいずれの面に凹部を設けても同様の効果が得られる。
【００５３】
次に、第９の実施形態に係る通信装置の構成について、図２１を参照して説明する。
図２１において、ＡＮＴは送受信アンテナ、ＤＰＸはデュプレクサ、ＢＰＦａ、ＢＰＦｂはそれぞれ帯域通過フィルタ、ＡＭＰａ、ＡＭＰｂはそれぞれ増幅回路、ＭＩＸａ、ＭＩＸｂはそれぞれミキサ、ＯＳＣはオシレータ、ＳＹＮはシンセサイザ、ＩＦは中間周波信号である。
【００５４】
図２１に示した帯域通過フィルタＢＰＦａ、ＢＰＦｂには、図１、図６、図９、図１２、図１３、図１４、図１５、および図１８に示した構造の誘電体フィルタを用いることができる。また、デュプレクサＤＰＸには、図２０に示した誘電体デュプレクサを用いることができる。このようにして、減衰特性の優れた誘電体フィルタおよび誘電体デュプレクサを用いることにより、優れた通信特性を有する通信装置を構成することができる。
【００５５】
【発明の効果】
この発明によれば、略直方体形状の誘電体ブロックの内部に、該誘電体ブロックの一方の面から、それに対向する他方の面にかけて、それぞれの内面に内導体を形成した複数の内導体形成孔を設け、外面に外導体を形成し、内導体形成孔の開口面、もしくは内導体形成孔の配列方向の端面に少なくとも一つの凹部を形成し、凹部の内面に電極を形成することにより、外形寸法を変えることなく、各ＴＥモードによる影響を低減し、スプリアス特性を改善した誘電体フィルタを容易に構成することができる。
【００５６】
また、この発明によれば、内導体形成孔の少なくとも一方の開口面の略中央部凹部を形成することにより、外形寸法を変えることなく、主にＴＥ１０１ モードの影響を低減し、スプリアス特性を改善した誘電体フィルタを容易に構成することができる。
【００５７】
また、この発明によれば、内導体形成孔の少なくとも一方の開口面の内導体形成孔の配列方向の幅の約１／４分の距離だけ配列方向の両端面から離れた位置に凹部を形成することにより、外形寸法を変えることなく、主にＴＥ２０１ モードの影響を低減し、スプリアス特性を改善した誘電体フィルタを容易に構成することができる。
【００５８】
また、この発明によれば、内導体形成孔を含まない位置に部分的に凹部を少なくとも一つ形成することにより、内導体形成孔間の結合容量を変えることなく、容易に凹部を形成することができる。また、外形寸法を変えることなく、ＴＥモードの影響を低減し、スプリアス特性を改善した誘電体フィルタを容易に構成することができる。
【００５９】
また、この発明によれば、内導体形成孔の配列方向の少なくとも一方の端面の略中央部に凹部を形成することにより、外形寸法を変えることなく、ＴＥモード全般の影響を低減し、スプリアス特性を改善した誘電体フィルタを容易に構成することができる。
【００６０】
また、この発明によれば、前記誘電体フィルタを備えることにより、スプリアス特性を改善し、減衰特性に優れた誘電体デュプレクサを構成することができる。
【００６１】
また、この発明は、前記誘電体フィルタ、または前記誘電体デュプレクサを備えることにより、通信特性に優れた通信装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜視図、側面図、および下面図
【図２】第１の実施形態に係る誘電体フィルタに発生するＴＥ１０１ モードの磁界分布図
【図３】第１の実施形態に係る誘電体フィルタの減衰特性図
【図４】凹部形成位置とＴＥ１０１ モードの共振周波数の変化量との関係を示した図
【図５】凹部の深さおよび幅による各ＴＥモードの共振周波数の変化を表す図
【図６】第２の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜視図および側面図
【図７】第２の実施形態に係る誘電体フィルタに発生するＴＥモードの磁界分布図
【図８】第２の実施形態に係る誘電体フィルタの減衰特性図
【図９】第３の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜視図および側面図
【図１０】第３の実施形態に係る誘電体フィルタに発生するＴＥモードの磁界分布図
【図１１】第３の実施形態に係る誘電体フィルタの減衰特性図
【図１２】第４の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜視図および側面図
【図１３】第５の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜視図および側面図
【図１４】第５の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜視図および側面図
【図１５】第６の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜視図および側面図
【図１６】第６の実施形態に係る誘電体フィルタに発生するＴＥモードの磁界分布図
【図１７】第６の実施形態に係る誘電体フィルタの減衰特性図
【図１８】第７の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜視図および側面図
【図１９】第７の実施形態に係る誘電体フィルタに発生するＴＥモードの磁界分布図
【図２０】第８の実施形態に係る誘電体デュプレクサの外観斜視図および側面図
【図２１】第９の実施形態に係る通信装置のブロック図
【図２２】従来の誘電体フィルタに発生するＴＥモードの磁界分布図および減衰特性図
【符号の説明】
１−誘電体ブロック
２ａ〜２ｆ−内導体形成孔
３ａ〜３ｆ−内導体
４ａ〜４ｆ−内導体非形成部
５−外導体
６−入出力電極
７−凹部
１１，１２−ＴＥモードによる磁界分布
Ａ−短絡面の長辺方向の長さ
Ｂ−短絡面の短辺方向の長さ
Ｃ−内導体形成孔の軸方向の誘電体ブロックの長さ
Ｄ−凹部深さ
ｗ−凹部幅
Claims (3)
- 略直方体形状の誘電体ブロックの内部に、該誘電体ブロックの一方の面から、それに対向する他方の面にかけて、それぞれの内面に内導体を形成した複数の内導体形成孔を略一列に配列して設け、前記誘電体ブロックの外面に外導体を形成した誘電体フィルタにおいて、
前記内導体形成孔の配列方向の少なくとも一方の端面の略中央部に少なくとも一つの凹部を形成し、凹部の内面に前記外導体を形成して、前記内導体形成孔の軸方向および前記内導体形成孔の配列方向にそれぞれ垂直な向きに電界が向くＴＥモードの共振周波数を高周波数側へシフトさせた誘電体フィルタ。 - 請求項１に記載の誘電体フィルタを備えた誘電体デュプレクサ。
- 請求項１に記載の誘電体フィルタ、または請求項２に記載の誘電体デュプレクサを備えた通信装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001041847A JP3620454B2 (ja) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | 誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信装置 |
| US10/076,705 US6566987B2 (en) | 2001-02-19 | 2002-02-13 | Dielectric filter, dielectric duplexer, and communication apparatus |
| CNB021051410A CN1220300C (zh) | 2001-02-19 | 2002-02-19 | 电介质滤波器,电介质双工器和通信装置 |
| KR10-2002-0008691A KR100470313B1 (ko) | 2001-02-19 | 2002-02-19 | 유전체 필터, 유전체 듀플렉서 및 통신 장치 |
| US10/400,621 US6989722B2 (en) | 2001-02-19 | 2003-03-28 | Dielectric filter, dielectric duplexer, and communication apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001041847A JP3620454B2 (ja) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | 誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002246807A JP2002246807A (ja) | 2002-08-30 |
| JP3620454B2 true JP3620454B2 (ja) | 2005-02-16 |
Family
ID=18904226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001041847A Expired - Fee Related JP3620454B2 (ja) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | 誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6566987B2 (ja) |
| JP (1) | JP3620454B2 (ja) |
| KR (1) | KR100470313B1 (ja) |
| CN (1) | CN1220300C (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8989870B2 (en) | 2001-04-13 | 2015-03-24 | Greatbatch Ltd. | Tuned energy balanced system for minimizing heating and/or to provide EMI protection of implanted leads in a high power electromagnetic field environment |
| JP2007295015A (ja) * | 2004-06-04 | 2007-11-08 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体フィルタの特性調整方法 |
| US8903505B2 (en) | 2006-06-08 | 2014-12-02 | Greatbatch Ltd. | Implantable lead bandstop filter employing an inductive coil with parasitic capacitance to enhance MRI compatibility of active medical devices |
| JP4873017B2 (ja) * | 2007-02-09 | 2012-02-08 | 株式会社村田製作所 | 誘電体フィルタ |
| WO2020087378A1 (zh) | 2018-10-31 | 2020-05-07 | 华为技术有限公司 | 一种介质滤波器及通信设备 |
| CN112840508B (zh) * | 2018-12-26 | 2022-01-14 | 华为技术有限公司 | 一种介质滤波器、双工器及通信设备 |
| CN115483517A (zh) * | 2021-05-31 | 2022-12-16 | 上海华为技术有限公司 | 一种介质滤波器、印制电路板和通信设备 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02100304A (ja) | 1988-10-07 | 1990-04-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マイクロインダクタ |
| US5537082A (en) * | 1993-02-25 | 1996-07-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Dielectric resonator apparatus including means for adjusting the degree of coupling |
| US5422610A (en) * | 1993-09-29 | 1995-06-06 | Motorola, Inc. | Multi-filter device and method of making same |
| JP3450926B2 (ja) * | 1995-02-02 | 2003-09-29 | 日本特殊陶業株式会社 | 誘電体フィルタ及びその周波数帯域幅の調整方法 |
| JPH09252206A (ja) * | 1996-01-08 | 1997-09-22 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体フィルタ |
| JPH10335906A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-12-18 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ及び通信機装置 |
| JP3351351B2 (ja) * | 1998-09-08 | 2002-11-25 | 株式会社村田製作所 | 誘電体フィルタ、複合誘電体フィルタ、アンテナ共用器および通信装置 |
| JP3528044B2 (ja) * | 1999-04-06 | 2004-05-17 | 株式会社村田製作所 | 誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信機 |
| JP3440874B2 (ja) * | 1999-05-13 | 2003-08-25 | 株式会社村田製作所 | 誘電体フィルタおよび通信機 |
| JP2002252503A (ja) * | 2000-12-19 | 2002-09-06 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信装置 |
| KR20020056754A (ko) * | 2000-12-29 | 2002-07-10 | 송재인 | 유전체 필터 |
-
2001
- 2001-02-19 JP JP2001041847A patent/JP3620454B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-02-13 US US10/076,705 patent/US6566987B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-02-19 KR KR10-2002-0008691A patent/KR100470313B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2002-02-19 CN CNB021051410A patent/CN1220300C/zh not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-03-28 US US10/400,621 patent/US6989722B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1220300C (zh) | 2005-09-21 |
| KR100470313B1 (ko) | 2005-02-07 |
| CN1372347A (zh) | 2002-10-02 |
| US6566987B2 (en) | 2003-05-20 |
| US20020140530A1 (en) | 2002-10-03 |
| US20030189470A1 (en) | 2003-10-09 |
| JP2002246807A (ja) | 2002-08-30 |
| US6989722B2 (en) | 2006-01-24 |
| KR20020067988A (ko) | 2002-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH10256807A (ja) | 誘電体フィルタ及び誘電体デュプレクサ | |
| US6236288B1 (en) | Dielectric filter having at least one stepped resonator hole with a recessed or protruding portion, the stepped resonator hole extending from a mounting surface | |
| KR100401963B1 (ko) | 유전체 공진기, 유전체 필터, 유전체 듀플렉서 및 이들을사용한 통신장치 | |
| JP3620454B2 (ja) | 誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信装置 | |
| KR100397732B1 (ko) | 유전체 필터, 듀플렉서 및 이를 포함하는 통신기 장치 | |
| JP2000209004A (ja) | 誘電体フィルタ、デュプレクサおよび通信装置 | |
| JP3348658B2 (ja) | 誘電体フィルタ、複合誘電体フィルタ、アンテナ共用器および通信装置 | |
| KR100411203B1 (ko) | 유전체 필터, 유전체 듀플렉서 및 이들을 포함하고 있는통신장치 | |
| KR100343320B1 (ko) | 유전체 필터, 유전체 듀플렉서 및 이를 사용하는 통신 장치 | |
| KR100456039B1 (ko) | 유전체 필터, 유전체 듀플렉서 및 통신 장치 | |
| EP1294042B1 (en) | Dielectric filter, dielectric duplexer, and communication device | |
| KR100458514B1 (ko) | 유전체 듀플렉서 및 통신 장치 | |
| KR100517070B1 (ko) | 유전체 필터, 유전체 듀플렉서, 및 통신 장치 | |
| KR100401971B1 (ko) | 유전체 필터, 유전체 듀플렉서 및 통신 장치 | |
| US20020130738A1 (en) | Dielectric filter, dielectric duplexer, and communication apparatus using the same | |
| JP2003133808A (ja) | 誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および通信装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040408 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040622 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040813 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041026 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041108 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071126 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081126 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091126 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101126 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101126 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111126 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111126 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121126 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121126 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131126 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |