JP3780417B2 - 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、および通信装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、誘電体板に複数の共振領域を構成してなる誘電体共振器、それを備えた誘電体フィルタ、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、平面回路型の誘電体共振器装置が特許文献１に開示されている。その誘電体共振器装置においては、誘電体板の両面に、互いに対向する開口部を有する電極が設けられており、入出力部の共振器として作用する電極開口部が、誘電体板の対向する短辺側の各端面方向へそれぞれ延びるスロット状に形成されている。また、共振器は、共振器間の結合を磁界結合とした場合に、磁界方向と平行になる方向に直線的に並べられている。
【０００３】
図１３は、その共振器装置の構成を示している。ここで、２は誘電体板の上面に形成された電極開口部４ａ，４ｂ，４ｃを有する電極である。この例は３段の共振領域を構成した例であり、両端の１，３段目は、短辺側で片側を開放させた電極開口部４ａ，４ｃによる共振器としている。２段目は、略矩形状の両端を終端させた電極開口部４ｂによる共振器としている。
【０００４】
使用する共振周波数は、各共振器の長辺方向の長さをＬで表した場合に、片側を開放させた場合に、Ｌ＝約（２ｎ−１）／４波長（ｎは１以上の整数）、略矩形状に両端を終端させた場合に、Ｌ＝約ｎ／２波長（ｎは１以上の整数）の関係となるように定まる。
【０００５】
また、入出力端子に接続されている入出力結合用のプローブ１１，１２は、電極開口部４ａ，４ｃの開放端側に、その電極開口部による共振器の磁界に対し直角方向に設けられている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２３４００８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような構造の誘電体共振器装置は、全体に極めて小型軽量のフィルタとして用いることができる。ところが、図１３の（Ａ）に示した構造の装置で、同一周波数帯のシステムで、共振周波数ｆｏの異なったフィルタを設計する場合に、誘電体板の長辺寸法を変更しなければならない。例えば、図１３の（Ｂ）に示すように、ｆｏを低くする場合に、電極開口部４ａ，４ｂ，４ｃの長辺方向の長さＬがＬ′に長くなることに伴い、誘電体板の長辺寸法も長くなって、フィルタの外形寸法が大きくなってしまう。結果、その入出力端子位置の変更が生じ、実装すべき回路基板上の実装パターンの共通化が図れないという問題が生じる。
なお、誘電体板寸法の変化を加味して、フィルタの外形寸法をあらかじめ大きめに設計しておけば共通化も可能であるが、小型化の要請に反する。
【０００８】
この発明の目的は、共振周波数ｆｏの異なった誘電体共振器を構成する場合でも、外形寸法を大型化することなく、共通化できるようにした誘電体共振器を提供することにある。また、その誘電体共振器を備えた誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および通信装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、略矩形状の誘電体板の両主面に、互いに対向する複数組の開口部を有する電極を備えて、前記誘電体板の前記互いに対向する開口部で挟まれたそれぞれの部分を主たる共振領域とする複数の共振器を構成した誘電体共振器において、複数の共振器のうち、外部との間でそれぞれ信号の入出力を行う共振器の共振領域を規制する開口部がそれぞれ略矩形状を成し、該開口部の少なくとも一辺が前記誘電体板の同一辺でそれぞれ開放していることを特徴とする。
【００１０】
また、この発明の誘電体共振器は、前記信号の入出力を行う共振器以外の共振器の共振領域を規制する開口部の一辺が、前記信号の入出力を行う共振器の共振領域を規制する前記開口部の開放端と同一の前記誘電体板の同一辺で開放していることを特徴とする。
【００１１】
また、この発明の誘電体共振器は、前記信号の入出力を行う共振器以外の共振器の共振領域を規制する前記開口部の互いに対向する両辺が前記誘電体板の互いに対向する両辺でそれぞれ開放していることを特徴とする
また、この発明の誘電体共振器は、前記信号の入出力を行う共振器以外の共振器の共振領域を規制する前記開口部は、該開口部の前記共振領域に生じる共振モードの磁界の向きに延びる略矩形状であることを特徴とする。
【００１２】
また、この発明の誘電体共振器は、信号の入出力を行う共振器以外の共振器の開口部が、開放端をもたず、一部が面取りされた非回転対称の略正方形状または略円形状であることを特徴とする。
【００１３】
また、この発明の誘電体フィルタは、上記いずれかの構造を有する誘電体共振器と、上面に、誘電体共振器の実装領域、誘電体共振器の信号の入出力を行う共振器に結合するストリップ線路および接地電極を形成し、下面に、誘電体共振器の下部から所定距離隔たった導体面を構成する接地電極を形成した入出力基板と、誘電体共振器の上面の電極を入出力基板の接地電極に接続する導電体部材と、誘電体共振器の上部から所定距離隔たった導体面を構成する第２の導電体部材とから構成したことを特徴とする。
【００１４】
また、この発明の誘電体デュプレクサは、上記誘電体フィルタで、送信信号を通過させる送信フィルタ部および受信信号を通過させる受信フィルタ部をそれぞれ構成したことを特徴とする。
【００１５】
さらに、この発明の通信装置は、上記誘電体フィルタまたは誘電体デュプレクサで、通信信号のフィルタ部を構成したことを特徴とする。
【００１６】
【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および図２を参照して説明する。
図１の（Ａ）は誘電体フィルタに用いる誘電体共振器の平面図、（Ｂ）は誘電体フィルタの断面図である。図１において、１は矩形板形状の誘電体板である。この誘電体板１の両主面に電極２，３を設けている。電極２，３には、互いに対向する略矩形状の電極開口部４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂを形成している。６，７は誘電体共振器１０から上下に所定距離隔たった導体面を構成する導電体板である。
【００１７】
このような構造により、図１の（Ａ）に示すように、誘電体板の互いに対向する電極開口部で挟まれた部分が主たる共振領域として、すなわち共振器として、作用する。
【００１８】
図１の（Ａ）において、実線の矢印は電界の向き、破線の矢印は磁界の向きを示している。このように、電極開口部で挟まれた誘電体板の部分が、矩形スロットモードの誘電体共振器として作用する。電極開口部４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂの開口部の一辺は、誘電体板１の同一辺側で開放している。したがって誘電体板中の使用周波数における１波長をλとしたとき、一端開放の（３／４）λ共振器として作用する。そして、隣接する２つの共振器は電界（容量性）結合する。
【００１９】
図２は、図１に示した誘電体共振器を備えた誘電体フィルタの構造を示す斜視図である。ここで１１，１２は入出力プローブであり、誘電体共振器１０の電極開口部の開放部分に近接配置している。また、１３は外部導電体であり、誘電体共振器１０の上下の導体面を成している。この外部導電体１３は、誘電体共振器１０および入出力プローブ１１，１２を含む全体を電磁界シールドしている。なお、図２では、六面体形状をなす外部導電体１３の他の三面については省略している。
【００２０】
このように誘電体共振器１０と入出力プローブ１１，１２を配置したことにより、入出力プローブ１１，１２と誘電体共振器１０のそれぞれの共振器とは磁界結合する。これにより、２段の共振器による帯域通過型フィルタとして作用する。
【００２１】
このように電極の開口部の一辺を誘電体板１の同一辺側で開放させた形状としたことにより、共振器の共振周波数ｆｏの異なった誘電体共振器を構成する場合でも、同一寸法の誘電体板１を用い、その両主面に、磁界の方向の長さＬの異なった電極開口部を設けるだけでよいので、全体の寸法を変更する必要が無く、構成部品の共用化および実装基板の電極パターンの標準化が図れる。
【００２２】
図３は、第２の実施形態に係る誘電体共振器の平面図である。この例では、誘電体板１の両主面に、互いに対向する３つの開口部を有する電極を形成している。図３において２は、誘電体板の上面に形成した、開口部４ａ，４ｂ，４ｃを有する電極である。この例では、両端の電極開口部４ａ，４ｃを、電極開口部の配列方向を向く辺でも開放させている。また、それに合わせて共振器の電界方向の寸法ｗを略１／２として、図１に示した場合と同様の共振周波数を得ている。
このような構造によれば、誘電体板１の電極開口部の配列方向の寸法を短縮化できる。
【００２３】
図４は、第３の実施形態に係る誘電体共振器の構成を示す平面図である。（Ａ）に示す例では、誘電体板１の両主面に互いに対向する３つの開口部を有する電極を設けている。図中２は、開口部４ａ，４ｂ，４ｃを有する上面の電極である。このように電極開口部を配列することによって共振器の多段化が図れる。
【００２４】
図４の（Ｂ）に示す例でも、誘電体板１の両主面に、互いに対向する３つの開口部を有する電極を設けているが、電極開口部の中央の開口部４ｂおよびそれに対向する開口部は、どの辺も誘電体板１の辺で開放せずに終端させている。このような構造により、信号入出力を行う共振器以外の共振器と入出力プローブ等との間での不要な結合を抑制することができる。
【００２５】
図５は、第４の実施形態に係る誘電体共振器の構成を示す平面図である。（Ａ）に示す例では、誘電体板１の両主面に、互いに対向する４つの開口部を有する電極を設けている。４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは誘電体板１の上面に形成した電極２の開口部である。
【００２６】
図５の（Ａ）に示す例では、信号の入出力を行う共振器以外の共振器を構成する電極の開口部４ｂ，４ｃ、およびそれらに基板を挟んで対向する電極の開口部は、それぞれ略正方形状をなし、それぞれの１つの角部を面取りしたような形状としている。図中実線の矢印は電界の向きを示している。このように開口部４ｂ，４ｃ部分の共振器は、縦方向と横方向に電界が向く、ＴＥ１１０モードの２重モード共振器として作用する。また、開口部の角部を面取りしたような形状としたことにより、その９０°回転対称性が崩れ、２重モードの縮退関係が解かれ、結果的に結合した２段の共振器として作用する。したがって、開口部４ｂ部分は２段目と３段目の共振器、開口部４ｃ部分は４段目と５段目の共振器として作用する。
【００２７】
開口部４ａは１段目、４ｄは６段目の共振器としてそれぞれ作用する。そして、１段目と２段目、５段目と６段目はそれぞれ電界（容量性）結合する。３段目と４段目の共振器は磁界（誘導性）結合する。また２段目と５段目の共振器は電界（容量性）結合により飛び結合する。
【００２８】
図５の（Ｂ）に示す例では、信号の入出力を行う共振器以外の共振器を構成する電極の開口部４ｂ，４ｃと、それに対向する電極開口部を、一部が面取りされた円形状としている。この場合には、この２つの電極開口部部分に、誘電体板１の長手方向に電界が向くＨＥ１１０ｘモードと、誘電体板１の短辺方向に電界が向くＨＥ１１０ｙモードの、２重モード共振器としてそれぞれ作用する。
【００２９】
次に、第５の実施形態に係る誘電体フィルタの構成を図６および図７を参照して説明する。
図６は誘電体フィルタの分解斜視図、図７はその組立て途中の状態を順に示す図である。図６および図７において、１０は、図４の（Ａ）に示したものと同様構造の誘電体共振器である。２０は誘電体共振器１０を載置する入出力基板である。この入出力基板２０の基材は絶縁性基板であり、誘電体共振器を実装する面（図における上面）に、入出力プローブとしてのストリップ線路２２，２３を形成している。また、入出力基板２０の上面には接地電極２４を設けている。但し、誘電体共振器１０の実装面（下面）側の電極の開口部が接地電極に接しないように、電極開口部２１ａ，２１ｂ，２１ｃを形成している。入出力基板２０の下面には、略全面の接地電極を形成している。この下面の接地電極と上面の接地電極２４との間を電気的に接続するために、内面に導体膜を設けた複数のスルーホール導体２６を形成している。
【００３０】
また、入出力基板２０の下面には、ストリップ線路２２に対してスルーホールを介して導通する引出し電極を設けていて、それを入出力基板２０の端面に形成した入出力端子２５に引き出している。すなわち、図中の２５は、ストリップ線路２２に導通する入出力端子である。同様に、入出力基板２０の図における右後方の端面には、ストリップ線路２３に導通する、もう一つの入出力端子を形成している。
【００３１】
図６において、３０は、誘電体共振器１０の上面側の電極を入出力基板２０の接地電極に導通させるためのアースカバー（第１の導電体部材）である。また３１は、入出力基板２０の上部に被せて、誘電体共振器１０の上部の導体面を構成するキャップ（第２の導電体部材）である。
【００３２】
まず、図７の（Ａ）に示すように、入出力基板２０の上面に誘電体共振器１０を実装する。次に、（Ｂ）に示すように、アースカバー３０を実装する。これによりアースカバー３０を介して、誘電体共振器１０の上面電極を入出力基板２０の接地電極に導通させる。
その後、（Ｃ）に示すように、キャップ３１を入出力基板２０の接地電極に電気的且つ機械的に取りつける。
【００３３】
このようにして、入出力基板２０の上部に誘電体共振器１０、ストリップ線路２２，２３、および上部の導体面を構成する。また、入出力基板２０の下面側の接地電極を、誘電体共振器１０の下部から所定距離隔たった導体面として作用させる。
【００３４】
次に、第６の実施形態に係る誘電体フィルタの構成を、図８を参照して説明する。
図８の（Ａ）は誘電体フィルタに用いる誘電体共振器の平面図、（Ｂ）は誘電体フィルタの断面図である。図８において、１は矩形板形状の誘電体板である。この誘電体板１の両主面に電極２，３を設けている。電極２，３には、互いに対向する略矩形状の電極開口部４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂを形成している。６，７は誘電体共振器１０から上下に所定距離隔たった導体面を構成する導電体板である。
【００３５】
このような構造により、図８の（Ａ）に示すように、誘電体板の互いに対向する電極開口部で挟まれた部分が主たる共振領域として、すなわち共振器として、作用する。
【００３６】
図８の（Ａ）において、実線の矢印は電界の向き、破線の矢印は磁界の向きを示している。このように、電極開口部で挟まれた誘電体板の部分が、矩形スロットモードの誘電体共振器として作用する。図１に示した例と異なり、電極開口部４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂは、それぞれの互いに対向する辺を誘電体板１の互いに対向する辺で開放させている。したがって誘電体板１中の使用周波数における１波長をλとしたとき、両端開放の（１／２）λ共振器として作用する。そして、隣接する２つの共振器は電界（容量性）結合する。この２つの共振器にそれぞれ磁界結合する手段を誘電体板１の一方の長辺に沿って設けることによって２段の共振器を備えた帯域通過フィルタとして作用する。
【００３７】
このように、電極開口部の互いに対向する両辺を誘電体板の互いに対向する両辺でそれぞれ開放させたことにより、誘電体板１に対して電極パターンが対称形に配置される。その結果、スプリアスモードが励振され難く、スプリアスモードの発生が抑制でき、スプリアスモードによる特性悪化を効果的に防止できる。また、誘電体板に形成する電極の寸法精度は、マザー基板から誘電体板を分断する際の寸法精度によって決定され、電極パターンの直接的な形成精度には因らないので、パターン形成精度の低い、例えば厚膜印刷法によって形成しても、電気的特性のばらつきを抑えることができる。さらに、共振器部分には電極による短絡面が無いため、電流密度が低く、無負荷Ｑの高い誘電体共振器を構成することができる。
【００３８】
また、このように電極の開口部を誘電体板１の同一辺で開放させた形状としたことにより、共振器の共振周波数ｆｏの異なった誘電体共振器を構成する場合でも、長辺方向寸法が同一の誘電体板を用い、その両主面に、磁界の方向の長さＬを定めるだけでよいので、実装基板の電極パターンの標準化が図れる。
【００３９】
次に、第７の実施形態に係る誘電体フィルタの構成を、図９を参照して説明する。
図９は誘電体フィルタに用いる誘電体共振器の平面図である。図９において、１０は矩形板形状の誘電体板１の両主面に電極を設けて構成した誘電体共振器である。２は上面側の電極である。この電極２には矩形状の電極開口部４ａ，４ｂ，４ｃを形成している。下面側にはこの電極２に対向する、パターンが面対称の電極を形成している。
【００４０】
図９において実線の矢印は電界の向きを示している。このような構造により、誘電体板１の互いに対向する電極開口部で挟まれた部分が主たる共振領域として、すなわち共振器として、作用する。電極開口部４ａ，４ｃとそれぞれに対向する下面の電極開口部は、それぞれの互いに対向する辺を誘電体板１の互いに対向する辺で開放させている。したがって、図８に示したものと同様に、両端開放の（１／２）λ共振器として作用する。また、電極開口部４ｂとそれぞれに対向する下面の電極開口部は、それぞれの一辺を誘電体板１の一辺で開放させている。したがって、この部分の共振器は、一方端開放、他方端短絡の（１／４）λ共振器として作用する。これら３つの共振器は隣接する共振器同士が電界（容量性）結合する。したがって、両側の２つの共振器にそれぞれ磁界結合する手段を誘電体板１の一方の長辺に沿って設けることによって３段の共振器を備えた帯域通過フィルタとして作用する。ここで、１段目の共振器と３段目の共振器の共振周波数は、主として誘電体板１の短辺方向の寸法Ｌ１によって定められ、２段目の共振器の共振周波数は、１段目と３段目の共振器とは独立して、電極開口部４ｂとそれに対向する下面側の電極開口部の長さＬ２によって定められる。
【００４１】
この例の場合、２段目の共振器の共振周波数が異なった複数種の誘電体フィルタを、共通の誘電体板で構成できるので、構成部品の共用化および実装基板の電極パターンの標準化が図れる。
【００４２】
次に、第８の実施形態に係る誘電体フィルタの構成を図１０を参照して説明する 。
【００４３】
図１０の（Ａ）は誘電体フィルタの分解斜視図、（Ｂ）はその組立て途中の状態を示す斜視図である。図１０において、１０は、図９に示した３段の共振器を構成した誘電体共振器において、すべての共振器を（１／２）λ共振器として構成した誘電体共振器である。各共振器の共振周波数は例えば２６ＧＨｚ帯の周波数である。２０は誘電体共振器１０を載置する入出力基板である。この入出力基板２０の基材は絶縁性基板であり、誘電体共振器１０を実装する面（図における上面）に、入出力プローブとしてのストリップ線路２２，２３を形成している。また、入出力基板２０の上面には接地電極２４を設けている。但し、誘電体共振器１０の実装面（下面）側の電極の開口部が接地電極に接しないように、電極開口部２１ａ，２１ｂ，２１ｃを形成している。入出力基板２０の下面には、略全面の接地電極を形成している。この下面の接地電極と上面の接地電極２４との間を電気的に接続するために、内面に導体膜を設けた複数のスルーホール導体２６を形成している。
【００４４】
また、入出力基板２０の下面には、ストリップ線路２２に対してスルーホール導体を介して導通する引出し電極を設けていて、それを入出力基板２０の端面に形成した入出力端子２５に引き出している。すなわち、図中の２５は、ストリップ線路２２に導通する入出力端子である。同様に、入出力基板２０の図における右後方の端面には、ストリップ線路２３に導通する、もう一つの入出力端子を形成している。
【００４５】
また、４０は上部基板であり、入出力基板２０をちょうど裏返したような構造を成す。この上部基板４０の図における下面には、誘電体共振器１０の上面側の電極２に接しないように電極開口部を形成している。その他の領域には接地電極を形成している。４１は、上部基板４０と入出力基板２０との間に所定の間隙を保つための導電性または絶縁性の枠状のスペーサである。
【００４６】
図１０の（Ｂ）は、入力基板２０の上面に誘電体共振器１０を載置した状態を示している。このように、入出力基板２０の上面に誘電体共振器１０を実装した後、スペーサ４１付きの上部基板４０を電気的且つ機械的に取りつける。
【００４７】
このようにして、入出力基板２０の上部に誘電体共振器１０、およびストリップ線路２２，２３を構成する。また、上部基板４０の接地電極を誘電体共振器１０の上部から所定距離隔たった導体面として作用させ、入出力基板２０の下面側の接地電極を、誘電体共振器１０の下部から所定距離隔たった導体面として作用させる。これにより、例えば２６ＧＨｚ帯の帯域通過フィルタを構成する。
【００４８】
次に、第９の実施形態に係る誘電体デュプレクサの構成を、図１１を参照して説明する。
図１１は誘電体デュプレクサの分解斜視図である。ここで１０ＴＸは送信フィルタ部として用いる誘電体共振器、１０ＲＸは受信フィルタ部として用いる誘電体共振器である。２０は、この２つの誘電体共振器１０ＴＸ，１０ＲＸを実装する入出力基板である。この入出力基板２０の上面には、誘電体共振器１０ＴＸの２つの共振器にそれぞれ結合するストリップ線路２２ＴＸ，２３ＴＸと、誘電体共振器１０ＲＸの２つの共振器に結合するストリップ線路２２ＲＸ，２３ＲＸとをそれぞれ形成している。また、図６に示した誘電体フィルタの場合と同様に、接地電極２４を形成している。
【００４９】
入出力基板２０の端面には、その下面を経由してストリップ線路２２ＴＸ，（２３ＴＸ，２２ＲＸ），２３ＲＸにそれぞれ導通する入出力端子を形成している。図中の２５ＴＸは、ストリップ線路２２ＴＸに導通する送信信号出力用の入出力端子である。２５ＡＮＴは、ストリップ線路２３ＴＸ，２２ＲＸの接続部に導通するアンテナ端子としての入出力端子である。入出力基板２０の図における右後方の端面には、ストリップ線路２３ＲＸに導通する受信信号出力用の入出力端子を形成している。
【００５０】
３０ＴＸ，３０ＲＸは、誘電体共振器１０ＴＸ，１０ＲＸの上部に取りつけて、誘電体共振器１０ＴＸ，１０ＲＸの上面の電極を接地させるアースカバーである。また３１は入出力基板２０の上部に取りつけるキャップである。
【００５１】
この図１１に示した各構成部品を、前述の誘電体フィルタの場合と同様にして組み立てることによって、送信フィルタ部と受信フィルタ部を備えた誘電体デュプレクサを構成する。
【００５２】
図１２は、第１０の実施形態に係る通信装置の構成を示すブロック図である。ここで送受共用器として、図１１に示した、送信フィルタ部と受信フィルタ部を備えた誘電体デュプレクサを用いる。その誘電体デュプレクサの送信信号入力端子に送信信号が入力されるように送信回路を接続し、誘電体デュプレクサの受信信号出力端子からの受信信号が受信回路に出力されるように受信回路を接続している。また、誘電体デュプレクサのアンテナ端子にアンテナを接続している。このようにして通信装置を構成する。
【００５３】
【発明の効果】
この発明によれば、複数の共振器のうち、外部との間でそれぞれ信号の入出力を行う共振器の共振領域を規制する開口部がそれぞれ略矩形状を成し、該開口部の少なくとも一辺が誘電体板の同一辺でそれぞれ開放するように構成したことにより、共振周波数ｆｏの異なった共振器を構成する場合にも、誘電体板の長辺方向の寸法を変えることなく構成できるので、外形寸法を大型化することなく、部品の共通化が図れる。
【００５４】
また、開口部の一辺を誘電体板の一辺で開放させることにより、入出力プローブや入出力プローブとしてのストリップ線路に対する磁界の広がりが大きくなり、強い外部結合が得られ、挿入損失が低減できる。
【００５５】
また、この発明によれば、信号の入出力を行う共振器以外の共振器を構成する開口部も、信号の入出力を行う共振器の開口部と同じ、誘電体板の一辺で開放させることにより、３段以上の共振器を有して、共振周波数の異なった誘電体共振器を構成する場合にも、共振器の隣接方向である誘電体板の長辺方向の寸法を増大させることはなく、全体に小型化が図れる。
【００５６】
また、この開口部の互いに対向する両辺を誘電体板の互いに対向する両辺でそれぞれ開放させることにより、誘電体板の電極パターンが誘電体板に対して対称となるので、スプリアスモードが励振され難く、スプリアスモードの発生が抑制できる。そのため、スプリアスモードによる特性悪化を効果的に防止できる。また、誘電体板に形成する電極の寸法精度は、マザー基板から誘電体板を分断する際の寸法精度によって決定されるので、パターン形成精度の低い電極形成方法が採用できるとともに、電気的特性のばらつきを抑えることができる。さらに、入出力を行う共振器部分には電極による短絡面が無いため、電流密度が低く無負荷Ｑの高い誘電体共振器を構成することができる。
【００５７】
また、この発明によれば、信号の入出力を行う共振器以外の共振器の共振領域を規制する開口部を、該開口部の共振領域に生じる共振モードの磁界の向きに延びる略矩形状とすることによって、誘電体板の面積の利用効率が高まり、全体の小型化が図れる。また、隣接共振器間の結合が高められるので、フィルタの通過帯域の広帯域化が図れる。
【００５８】
また、この発明によれば、信号の入出力を行う共振器以外の共振器を構成する開口部に開放端を設けずに、一部を面取りした非回転対称の略正方形状または略円形状にすることにより、共振器の多重化が図れ、その分、誘電体板の縮小化が図れ、小型軽量の誘電体共振器が得られる。
【００５９】
また、この発明によれば、信号の入出力を行うストリップ線路を形成した入出力基板を用いることにより、全体の部品点数を増すことなく小型軽量の誘電体フィルタが得られる。
【００６０】
また、この発明によれば、単体の誘電体フィルタの場合と同様にして小型軽量の誘電体デュプレクサが構成でき、さらに実装基板の電極パターンを標準化して、小型かつ低コストな通信装置が得られる。
【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主要部の平面図および断面図
【図２】同誘電体フィルタの斜視図
【図３】第２の実施形態に係る誘電体共振器の平面図
【図４】第３の実施形態に係る誘電体共振器の平面図
【図５】第４の実施形態に係る誘電体共振器の平面図
【図６】第５の実施形態に係る誘電体フィルタの構成を示す分解斜視図
【図７】同誘電体フィルタの組立て手順を示す斜視図
【図８】第６の実施形態に係る誘電体共振器の平面図および断面図
【図９】第７の実施形態に係る誘電体共振器の平面図
【図１０】第８の実施形態に係る誘電体フィルタの構成を示す分解斜視図
【図１１】第９の実施形態に係る誘電体デュプレクサの構成を示す分解斜視図
【図１２】第１０の実施形態に係る通信装置の構成を示すブロック図
【図１３】従来の誘電体フィルタの構成を示す図
【符号の説明】
１−誘電体板
２，３−電極
４，５−電極開口部
６，７−導電体板
１０−誘電体共振器
１１，１２−入出力プローブ
１３−外部導電体
２０−入出力基板
２１−電極開口部
２２，２３−ストリップ線路
２４−接地電極
３０−アースカバー（第１の導電体部材）
３１−キャップ（第２の導電体部材）
２５−入出力端子
２６−スルーホール導体
４０−上部基板
４１−スペーサ
【発明の属する技術分野】
この発明は、誘電体板に複数の共振領域を構成してなる誘電体共振器、それを備えた誘電体フィルタ、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、平面回路型の誘電体共振器装置が特許文献１に開示されている。その誘電体共振器装置においては、誘電体板の両面に、互いに対向する開口部を有する電極が設けられており、入出力部の共振器として作用する電極開口部が、誘電体板の対向する短辺側の各端面方向へそれぞれ延びるスロット状に形成されている。また、共振器は、共振器間の結合を磁界結合とした場合に、磁界方向と平行になる方向に直線的に並べられている。
【０００３】
図１３は、その共振器装置の構成を示している。ここで、２は誘電体板の上面に形成された電極開口部４ａ，４ｂ，４ｃを有する電極である。この例は３段の共振領域を構成した例であり、両端の１，３段目は、短辺側で片側を開放させた電極開口部４ａ，４ｃによる共振器としている。２段目は、略矩形状の両端を終端させた電極開口部４ｂによる共振器としている。
【０００４】
使用する共振周波数は、各共振器の長辺方向の長さをＬで表した場合に、片側を開放させた場合に、Ｌ＝約（２ｎ−１）／４波長（ｎは１以上の整数）、略矩形状に両端を終端させた場合に、Ｌ＝約ｎ／２波長（ｎは１以上の整数）の関係となるように定まる。
【０００５】
また、入出力端子に接続されている入出力結合用のプローブ１１，１２は、電極開口部４ａ，４ｃの開放端側に、その電極開口部による共振器の磁界に対し直角方向に設けられている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２３４００８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような構造の誘電体共振器装置は、全体に極めて小型軽量のフィルタとして用いることができる。ところが、図１３の（Ａ）に示した構造の装置で、同一周波数帯のシステムで、共振周波数ｆｏの異なったフィルタを設計する場合に、誘電体板の長辺寸法を変更しなければならない。例えば、図１３の（Ｂ）に示すように、ｆｏを低くする場合に、電極開口部４ａ，４ｂ，４ｃの長辺方向の長さＬがＬ′に長くなることに伴い、誘電体板の長辺寸法も長くなって、フィルタの外形寸法が大きくなってしまう。結果、その入出力端子位置の変更が生じ、実装すべき回路基板上の実装パターンの共通化が図れないという問題が生じる。
なお、誘電体板寸法の変化を加味して、フィルタの外形寸法をあらかじめ大きめに設計しておけば共通化も可能であるが、小型化の要請に反する。
【０００８】
この発明の目的は、共振周波数ｆｏの異なった誘電体共振器を構成する場合でも、外形寸法を大型化することなく、共通化できるようにした誘電体共振器を提供することにある。また、その誘電体共振器を備えた誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および通信装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、略矩形状の誘電体板の両主面に、互いに対向する複数組の開口部を有する電極を備えて、前記誘電体板の前記互いに対向する開口部で挟まれたそれぞれの部分を主たる共振領域とする複数の共振器を構成した誘電体共振器において、複数の共振器のうち、外部との間でそれぞれ信号の入出力を行う共振器の共振領域を規制する開口部がそれぞれ略矩形状を成し、該開口部の少なくとも一辺が前記誘電体板の同一辺でそれぞれ開放していることを特徴とする。
【００１０】
また、この発明の誘電体共振器は、前記信号の入出力を行う共振器以外の共振器の共振領域を規制する開口部の一辺が、前記信号の入出力を行う共振器の共振領域を規制する前記開口部の開放端と同一の前記誘電体板の同一辺で開放していることを特徴とする。
【００１１】
また、この発明の誘電体共振器は、前記信号の入出力を行う共振器以外の共振器の共振領域を規制する前記開口部の互いに対向する両辺が前記誘電体板の互いに対向する両辺でそれぞれ開放していることを特徴とする
また、この発明の誘電体共振器は、前記信号の入出力を行う共振器以外の共振器の共振領域を規制する前記開口部は、該開口部の前記共振領域に生じる共振モードの磁界の向きに延びる略矩形状であることを特徴とする。
【００１２】
また、この発明の誘電体共振器は、信号の入出力を行う共振器以外の共振器の開口部が、開放端をもたず、一部が面取りされた非回転対称の略正方形状または略円形状であることを特徴とする。
【００１３】
また、この発明の誘電体フィルタは、上記いずれかの構造を有する誘電体共振器と、上面に、誘電体共振器の実装領域、誘電体共振器の信号の入出力を行う共振器に結合するストリップ線路および接地電極を形成し、下面に、誘電体共振器の下部から所定距離隔たった導体面を構成する接地電極を形成した入出力基板と、誘電体共振器の上面の電極を入出力基板の接地電極に接続する導電体部材と、誘電体共振器の上部から所定距離隔たった導体面を構成する第２の導電体部材とから構成したことを特徴とする。
【００１４】
また、この発明の誘電体デュプレクサは、上記誘電体フィルタで、送信信号を通過させる送信フィルタ部および受信信号を通過させる受信フィルタ部をそれぞれ構成したことを特徴とする。
【００１５】
さらに、この発明の通信装置は、上記誘電体フィルタまたは誘電体デュプレクサで、通信信号のフィルタ部を構成したことを特徴とする。
【００１６】
【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および図２を参照して説明する。
図１の（Ａ）は誘電体フィルタに用いる誘電体共振器の平面図、（Ｂ）は誘電体フィルタの断面図である。図１において、１は矩形板形状の誘電体板である。この誘電体板１の両主面に電極２，３を設けている。電極２，３には、互いに対向する略矩形状の電極開口部４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂを形成している。６，７は誘電体共振器１０から上下に所定距離隔たった導体面を構成する導電体板である。
【００１７】
このような構造により、図１の（Ａ）に示すように、誘電体板の互いに対向する電極開口部で挟まれた部分が主たる共振領域として、すなわち共振器として、作用する。
【００１８】
図１の（Ａ）において、実線の矢印は電界の向き、破線の矢印は磁界の向きを示している。このように、電極開口部で挟まれた誘電体板の部分が、矩形スロットモードの誘電体共振器として作用する。電極開口部４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂの開口部の一辺は、誘電体板１の同一辺側で開放している。したがって誘電体板中の使用周波数における１波長をλとしたとき、一端開放の（３／４）λ共振器として作用する。そして、隣接する２つの共振器は電界（容量性）結合する。
【００１９】
図２は、図１に示した誘電体共振器を備えた誘電体フィルタの構造を示す斜視図である。ここで１１，１２は入出力プローブであり、誘電体共振器１０の電極開口部の開放部分に近接配置している。また、１３は外部導電体であり、誘電体共振器１０の上下の導体面を成している。この外部導電体１３は、誘電体共振器１０および入出力プローブ１１，１２を含む全体を電磁界シールドしている。なお、図２では、六面体形状をなす外部導電体１３の他の三面については省略している。
【００２０】
このように誘電体共振器１０と入出力プローブ１１，１２を配置したことにより、入出力プローブ１１，１２と誘電体共振器１０のそれぞれの共振器とは磁界結合する。これにより、２段の共振器による帯域通過型フィルタとして作用する。
【００２１】
このように電極の開口部の一辺を誘電体板１の同一辺側で開放させた形状としたことにより、共振器の共振周波数ｆｏの異なった誘電体共振器を構成する場合でも、同一寸法の誘電体板１を用い、その両主面に、磁界の方向の長さＬの異なった電極開口部を設けるだけでよいので、全体の寸法を変更する必要が無く、構成部品の共用化および実装基板の電極パターンの標準化が図れる。
【００２２】
図３は、第２の実施形態に係る誘電体共振器の平面図である。この例では、誘電体板１の両主面に、互いに対向する３つの開口部を有する電極を形成している。図３において２は、誘電体板の上面に形成した、開口部４ａ，４ｂ，４ｃを有する電極である。この例では、両端の電極開口部４ａ，４ｃを、電極開口部の配列方向を向く辺でも開放させている。また、それに合わせて共振器の電界方向の寸法ｗを略１／２として、図１に示した場合と同様の共振周波数を得ている。
このような構造によれば、誘電体板１の電極開口部の配列方向の寸法を短縮化できる。
【００２３】
図４は、第３の実施形態に係る誘電体共振器の構成を示す平面図である。（Ａ）に示す例では、誘電体板１の両主面に互いに対向する３つの開口部を有する電極を設けている。図中２は、開口部４ａ，４ｂ，４ｃを有する上面の電極である。このように電極開口部を配列することによって共振器の多段化が図れる。
【００２４】
図４の（Ｂ）に示す例でも、誘電体板１の両主面に、互いに対向する３つの開口部を有する電極を設けているが、電極開口部の中央の開口部４ｂおよびそれに対向する開口部は、どの辺も誘電体板１の辺で開放せずに終端させている。このような構造により、信号入出力を行う共振器以外の共振器と入出力プローブ等との間での不要な結合を抑制することができる。
【００２５】
図５は、第４の実施形態に係る誘電体共振器の構成を示す平面図である。（Ａ）に示す例では、誘電体板１の両主面に、互いに対向する４つの開口部を有する電極を設けている。４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは誘電体板１の上面に形成した電極２の開口部である。
【００２６】
図５の（Ａ）に示す例では、信号の入出力を行う共振器以外の共振器を構成する電極の開口部４ｂ，４ｃ、およびそれらに基板を挟んで対向する電極の開口部は、それぞれ略正方形状をなし、それぞれの１つの角部を面取りしたような形状としている。図中実線の矢印は電界の向きを示している。このように開口部４ｂ，４ｃ部分の共振器は、縦方向と横方向に電界が向く、ＴＥ１１０モードの２重モード共振器として作用する。また、開口部の角部を面取りしたような形状としたことにより、その９０°回転対称性が崩れ、２重モードの縮退関係が解かれ、結果的に結合した２段の共振器として作用する。したがって、開口部４ｂ部分は２段目と３段目の共振器、開口部４ｃ部分は４段目と５段目の共振器として作用する。
【００２７】
開口部４ａは１段目、４ｄは６段目の共振器としてそれぞれ作用する。そして、１段目と２段目、５段目と６段目はそれぞれ電界（容量性）結合する。３段目と４段目の共振器は磁界（誘導性）結合する。また２段目と５段目の共振器は電界（容量性）結合により飛び結合する。
【００２８】
図５の（Ｂ）に示す例では、信号の入出力を行う共振器以外の共振器を構成する電極の開口部４ｂ，４ｃと、それに対向する電極開口部を、一部が面取りされた円形状としている。この場合には、この２つの電極開口部部分に、誘電体板１の長手方向に電界が向くＨＥ１１０ｘモードと、誘電体板１の短辺方向に電界が向くＨＥ１１０ｙモードの、２重モード共振器としてそれぞれ作用する。
【００２９】
次に、第５の実施形態に係る誘電体フィルタの構成を図６および図７を参照して説明する。
図６は誘電体フィルタの分解斜視図、図７はその組立て途中の状態を順に示す図である。図６および図７において、１０は、図４の（Ａ）に示したものと同様構造の誘電体共振器である。２０は誘電体共振器１０を載置する入出力基板である。この入出力基板２０の基材は絶縁性基板であり、誘電体共振器を実装する面（図における上面）に、入出力プローブとしてのストリップ線路２２，２３を形成している。また、入出力基板２０の上面には接地電極２４を設けている。但し、誘電体共振器１０の実装面（下面）側の電極の開口部が接地電極に接しないように、電極開口部２１ａ，２１ｂ，２１ｃを形成している。入出力基板２０の下面には、略全面の接地電極を形成している。この下面の接地電極と上面の接地電極２４との間を電気的に接続するために、内面に導体膜を設けた複数のスルーホール導体２６を形成している。
【００３０】
また、入出力基板２０の下面には、ストリップ線路２２に対してスルーホールを介して導通する引出し電極を設けていて、それを入出力基板２０の端面に形成した入出力端子２５に引き出している。すなわち、図中の２５は、ストリップ線路２２に導通する入出力端子である。同様に、入出力基板２０の図における右後方の端面には、ストリップ線路２３に導通する、もう一つの入出力端子を形成している。
【００３１】
図６において、３０は、誘電体共振器１０の上面側の電極を入出力基板２０の接地電極に導通させるためのアースカバー（第１の導電体部材）である。また３１は、入出力基板２０の上部に被せて、誘電体共振器１０の上部の導体面を構成するキャップ（第２の導電体部材）である。
【００３２】
まず、図７の（Ａ）に示すように、入出力基板２０の上面に誘電体共振器１０を実装する。次に、（Ｂ）に示すように、アースカバー３０を実装する。これによりアースカバー３０を介して、誘電体共振器１０の上面電極を入出力基板２０の接地電極に導通させる。
その後、（Ｃ）に示すように、キャップ３１を入出力基板２０の接地電極に電気的且つ機械的に取りつける。
【００３３】
このようにして、入出力基板２０の上部に誘電体共振器１０、ストリップ線路２２，２３、および上部の導体面を構成する。また、入出力基板２０の下面側の接地電極を、誘電体共振器１０の下部から所定距離隔たった導体面として作用させる。
【００３４】
次に、第６の実施形態に係る誘電体フィルタの構成を、図８を参照して説明する。
図８の（Ａ）は誘電体フィルタに用いる誘電体共振器の平面図、（Ｂ）は誘電体フィルタの断面図である。図８において、１は矩形板形状の誘電体板である。この誘電体板１の両主面に電極２，３を設けている。電極２，３には、互いに対向する略矩形状の電極開口部４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂを形成している。６，７は誘電体共振器１０から上下に所定距離隔たった導体面を構成する導電体板である。
【００３５】
このような構造により、図８の（Ａ）に示すように、誘電体板の互いに対向する電極開口部で挟まれた部分が主たる共振領域として、すなわち共振器として、作用する。
【００３６】
図８の（Ａ）において、実線の矢印は電界の向き、破線の矢印は磁界の向きを示している。このように、電極開口部で挟まれた誘電体板の部分が、矩形スロットモードの誘電体共振器として作用する。図１に示した例と異なり、電極開口部４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂは、それぞれの互いに対向する辺を誘電体板１の互いに対向する辺で開放させている。したがって誘電体板１中の使用周波数における１波長をλとしたとき、両端開放の（１／２）λ共振器として作用する。そして、隣接する２つの共振器は電界（容量性）結合する。この２つの共振器にそれぞれ磁界結合する手段を誘電体板１の一方の長辺に沿って設けることによって２段の共振器を備えた帯域通過フィルタとして作用する。
【００３７】
このように、電極開口部の互いに対向する両辺を誘電体板の互いに対向する両辺でそれぞれ開放させたことにより、誘電体板１に対して電極パターンが対称形に配置される。その結果、スプリアスモードが励振され難く、スプリアスモードの発生が抑制でき、スプリアスモードによる特性悪化を効果的に防止できる。また、誘電体板に形成する電極の寸法精度は、マザー基板から誘電体板を分断する際の寸法精度によって決定され、電極パターンの直接的な形成精度には因らないので、パターン形成精度の低い、例えば厚膜印刷法によって形成しても、電気的特性のばらつきを抑えることができる。さらに、共振器部分には電極による短絡面が無いため、電流密度が低く、無負荷Ｑの高い誘電体共振器を構成することができる。
【００３８】
また、このように電極の開口部を誘電体板１の同一辺で開放させた形状としたことにより、共振器の共振周波数ｆｏの異なった誘電体共振器を構成する場合でも、長辺方向寸法が同一の誘電体板を用い、その両主面に、磁界の方向の長さＬを定めるだけでよいので、実装基板の電極パターンの標準化が図れる。
【００３９】
次に、第７の実施形態に係る誘電体フィルタの構成を、図９を参照して説明する。
図９は誘電体フィルタに用いる誘電体共振器の平面図である。図９において、１０は矩形板形状の誘電体板１の両主面に電極を設けて構成した誘電体共振器である。２は上面側の電極である。この電極２には矩形状の電極開口部４ａ，４ｂ，４ｃを形成している。下面側にはこの電極２に対向する、パターンが面対称の電極を形成している。
【００４０】
図９において実線の矢印は電界の向きを示している。このような構造により、誘電体板１の互いに対向する電極開口部で挟まれた部分が主たる共振領域として、すなわち共振器として、作用する。電極開口部４ａ，４ｃとそれぞれに対向する下面の電極開口部は、それぞれの互いに対向する辺を誘電体板１の互いに対向する辺で開放させている。したがって、図８に示したものと同様に、両端開放の（１／２）λ共振器として作用する。また、電極開口部４ｂとそれぞれに対向する下面の電極開口部は、それぞれの一辺を誘電体板１の一辺で開放させている。したがって、この部分の共振器は、一方端開放、他方端短絡の（１／４）λ共振器として作用する。これら３つの共振器は隣接する共振器同士が電界（容量性）結合する。したがって、両側の２つの共振器にそれぞれ磁界結合する手段を誘電体板１の一方の長辺に沿って設けることによって３段の共振器を備えた帯域通過フィルタとして作用する。ここで、１段目の共振器と３段目の共振器の共振周波数は、主として誘電体板１の短辺方向の寸法Ｌ１によって定められ、２段目の共振器の共振周波数は、１段目と３段目の共振器とは独立して、電極開口部４ｂとそれに対向する下面側の電極開口部の長さＬ２によって定められる。
【００４１】
この例の場合、２段目の共振器の共振周波数が異なった複数種の誘電体フィルタを、共通の誘電体板で構成できるので、構成部品の共用化および実装基板の電極パターンの標準化が図れる。
【００４２】
次に、第８の実施形態に係る誘電体フィルタの構成を図１０を参照して説明する 。
【００４３】
図１０の（Ａ）は誘電体フィルタの分解斜視図、（Ｂ）はその組立て途中の状態を示す斜視図である。図１０において、１０は、図９に示した３段の共振器を構成した誘電体共振器において、すべての共振器を（１／２）λ共振器として構成した誘電体共振器である。各共振器の共振周波数は例えば２６ＧＨｚ帯の周波数である。２０は誘電体共振器１０を載置する入出力基板である。この入出力基板２０の基材は絶縁性基板であり、誘電体共振器１０を実装する面（図における上面）に、入出力プローブとしてのストリップ線路２２，２３を形成している。また、入出力基板２０の上面には接地電極２４を設けている。但し、誘電体共振器１０の実装面（下面）側の電極の開口部が接地電極に接しないように、電極開口部２１ａ，２１ｂ，２１ｃを形成している。入出力基板２０の下面には、略全面の接地電極を形成している。この下面の接地電極と上面の接地電極２４との間を電気的に接続するために、内面に導体膜を設けた複数のスルーホール導体２６を形成している。
【００４４】
また、入出力基板２０の下面には、ストリップ線路２２に対してスルーホール導体を介して導通する引出し電極を設けていて、それを入出力基板２０の端面に形成した入出力端子２５に引き出している。すなわち、図中の２５は、ストリップ線路２２に導通する入出力端子である。同様に、入出力基板２０の図における右後方の端面には、ストリップ線路２３に導通する、もう一つの入出力端子を形成している。
【００４５】
また、４０は上部基板であり、入出力基板２０をちょうど裏返したような構造を成す。この上部基板４０の図における下面には、誘電体共振器１０の上面側の電極２に接しないように電極開口部を形成している。その他の領域には接地電極を形成している。４１は、上部基板４０と入出力基板２０との間に所定の間隙を保つための導電性または絶縁性の枠状のスペーサである。
【００４６】
図１０の（Ｂ）は、入力基板２０の上面に誘電体共振器１０を載置した状態を示している。このように、入出力基板２０の上面に誘電体共振器１０を実装した後、スペーサ４１付きの上部基板４０を電気的且つ機械的に取りつける。
【００４７】
このようにして、入出力基板２０の上部に誘電体共振器１０、およびストリップ線路２２，２３を構成する。また、上部基板４０の接地電極を誘電体共振器１０の上部から所定距離隔たった導体面として作用させ、入出力基板２０の下面側の接地電極を、誘電体共振器１０の下部から所定距離隔たった導体面として作用させる。これにより、例えば２６ＧＨｚ帯の帯域通過フィルタを構成する。
【００４８】
次に、第９の実施形態に係る誘電体デュプレクサの構成を、図１１を参照して説明する。
図１１は誘電体デュプレクサの分解斜視図である。ここで１０ＴＸは送信フィルタ部として用いる誘電体共振器、１０ＲＸは受信フィルタ部として用いる誘電体共振器である。２０は、この２つの誘電体共振器１０ＴＸ，１０ＲＸを実装する入出力基板である。この入出力基板２０の上面には、誘電体共振器１０ＴＸの２つの共振器にそれぞれ結合するストリップ線路２２ＴＸ，２３ＴＸと、誘電体共振器１０ＲＸの２つの共振器に結合するストリップ線路２２ＲＸ，２３ＲＸとをそれぞれ形成している。また、図６に示した誘電体フィルタの場合と同様に、接地電極２４を形成している。
【００４９】
入出力基板２０の端面には、その下面を経由してストリップ線路２２ＴＸ，（２３ＴＸ，２２ＲＸ），２３ＲＸにそれぞれ導通する入出力端子を形成している。図中の２５ＴＸは、ストリップ線路２２ＴＸに導通する送信信号出力用の入出力端子である。２５ＡＮＴは、ストリップ線路２３ＴＸ，２２ＲＸの接続部に導通するアンテナ端子としての入出力端子である。入出力基板２０の図における右後方の端面には、ストリップ線路２３ＲＸに導通する受信信号出力用の入出力端子を形成している。
【００５０】
３０ＴＸ，３０ＲＸは、誘電体共振器１０ＴＸ，１０ＲＸの上部に取りつけて、誘電体共振器１０ＴＸ，１０ＲＸの上面の電極を接地させるアースカバーである。また３１は入出力基板２０の上部に取りつけるキャップである。
【００５１】
この図１１に示した各構成部品を、前述の誘電体フィルタの場合と同様にして組み立てることによって、送信フィルタ部と受信フィルタ部を備えた誘電体デュプレクサを構成する。
【００５２】
図１２は、第１０の実施形態に係る通信装置の構成を示すブロック図である。ここで送受共用器として、図１１に示した、送信フィルタ部と受信フィルタ部を備えた誘電体デュプレクサを用いる。その誘電体デュプレクサの送信信号入力端子に送信信号が入力されるように送信回路を接続し、誘電体デュプレクサの受信信号出力端子からの受信信号が受信回路に出力されるように受信回路を接続している。また、誘電体デュプレクサのアンテナ端子にアンテナを接続している。このようにして通信装置を構成する。
【００５３】
【発明の効果】
この発明によれば、複数の共振器のうち、外部との間でそれぞれ信号の入出力を行う共振器の共振領域を規制する開口部がそれぞれ略矩形状を成し、該開口部の少なくとも一辺が誘電体板の同一辺でそれぞれ開放するように構成したことにより、共振周波数ｆｏの異なった共振器を構成する場合にも、誘電体板の長辺方向の寸法を変えることなく構成できるので、外形寸法を大型化することなく、部品の共通化が図れる。
【００５４】
また、開口部の一辺を誘電体板の一辺で開放させることにより、入出力プローブや入出力プローブとしてのストリップ線路に対する磁界の広がりが大きくなり、強い外部結合が得られ、挿入損失が低減できる。
【００５５】
また、この発明によれば、信号の入出力を行う共振器以外の共振器を構成する開口部も、信号の入出力を行う共振器の開口部と同じ、誘電体板の一辺で開放させることにより、３段以上の共振器を有して、共振周波数の異なった誘電体共振器を構成する場合にも、共振器の隣接方向である誘電体板の長辺方向の寸法を増大させることはなく、全体に小型化が図れる。
【００５６】
また、この開口部の互いに対向する両辺を誘電体板の互いに対向する両辺でそれぞれ開放させることにより、誘電体板の電極パターンが誘電体板に対して対称となるので、スプリアスモードが励振され難く、スプリアスモードの発生が抑制できる。そのため、スプリアスモードによる特性悪化を効果的に防止できる。また、誘電体板に形成する電極の寸法精度は、マザー基板から誘電体板を分断する際の寸法精度によって決定されるので、パターン形成精度の低い電極形成方法が採用できるとともに、電気的特性のばらつきを抑えることができる。さらに、入出力を行う共振器部分には電極による短絡面が無いため、電流密度が低く無負荷Ｑの高い誘電体共振器を構成することができる。
【００５７】
また、この発明によれば、信号の入出力を行う共振器以外の共振器の共振領域を規制する開口部を、該開口部の共振領域に生じる共振モードの磁界の向きに延びる略矩形状とすることによって、誘電体板の面積の利用効率が高まり、全体の小型化が図れる。また、隣接共振器間の結合が高められるので、フィルタの通過帯域の広帯域化が図れる。
【００５８】
また、この発明によれば、信号の入出力を行う共振器以外の共振器を構成する開口部に開放端を設けずに、一部を面取りした非回転対称の略正方形状または略円形状にすることにより、共振器の多重化が図れ、その分、誘電体板の縮小化が図れ、小型軽量の誘電体共振器が得られる。
【００５９】
また、この発明によれば、信号の入出力を行うストリップ線路を形成した入出力基板を用いることにより、全体の部品点数を増すことなく小型軽量の誘電体フィルタが得られる。
【００６０】
また、この発明によれば、単体の誘電体フィルタの場合と同様にして小型軽量の誘電体デュプレクサが構成でき、さらに実装基板の電極パターンを標準化して、小型かつ低コストな通信装置が得られる。
【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主要部の平面図および断面図
【図２】同誘電体フィルタの斜視図
【図３】第２の実施形態に係る誘電体共振器の平面図
【図４】第３の実施形態に係る誘電体共振器の平面図
【図５】第４の実施形態に係る誘電体共振器の平面図
【図６】第５の実施形態に係る誘電体フィルタの構成を示す分解斜視図
【図７】同誘電体フィルタの組立て手順を示す斜視図
【図８】第６の実施形態に係る誘電体共振器の平面図および断面図
【図９】第７の実施形態に係る誘電体共振器の平面図
【図１０】第８の実施形態に係る誘電体フィルタの構成を示す分解斜視図
【図１１】第９の実施形態に係る誘電体デュプレクサの構成を示す分解斜視図
【図１２】第１０の実施形態に係る通信装置の構成を示すブロック図
【図１３】従来の誘電体フィルタの構成を示す図
【符号の説明】
１−誘電体板
２，３−電極
４，５−電極開口部
６，７−導電体板
１０−誘電体共振器
１１，１２−入出力プローブ
１３−外部導電体
２０−入出力基板
２１−電極開口部
２２，２３−ストリップ線路
２４−接地電極
３０−アースカバー（第１の導電体部材）
３１−キャップ（第２の導電体部材）
２５−入出力端子
２６−スルーホール導体
４０−上部基板
４１−スペーサ
Claims (8)
- 略矩形状の誘電体板の両主面に、互いに対向する複数組の開口部を有する電極を備えて、前記誘電体板の前記互いに対向する開口部で挟まれたそれぞれの部分を主たる共振領域とする複数の共振器を構成した誘電体共振器において、
前記複数の共振器のうち、外部との間でそれぞれ信号の入出力を行う共振器の共振領域を規制する前記開口部がそれぞれ略矩形状を成し、該開口部の少なくとも一辺が前記誘電体板の同一辺でそれぞれ開放していることを特徴とする誘電体共振器。 - 前記信号の入出力を行う共振器以外の共振器の共振領域を規制する前記開口部の一辺が、前記信号の入出力を行う共振器の共振領域を規制する前記開口部の開放端と同一の前記誘電体板の同一辺で開放していることを特徴とする請求項１に記載の誘電体共振器。
- 前記信号の入出力を行う共振器以外の共振器の共振領域を規制する前記開口部の互いに対向する両辺が前記誘電体板の互いに対向する両辺でそれぞれ開放していることを特徴とする請求項１に記載の誘電体共振器。
- 前記信号の入出力を行う共振器以外の共振器の共振領域を規制する前記開口部は、該開口部の前記共振領域に生じる共振モードの磁界の向きに延びる略矩形状であることを特徴とする請求項１、２または３に記載の誘電体共振器。
- 前記信号の入出力を行う共振器以外の共振器の共振領域を規制する前記開口部は、開放端が無く、一部が面取りされた非回転対称の略正方形状または略円形状であることを特徴とする請求項１に記載の誘電体共振器。
- 請求項１〜５のいずれかに記載の誘電体共振器と、
上面に、前記誘電体共振器の実装領域、前記誘電体共振器の前記信号の入出力を行う共振器に結合するストリップ線路、および接地電極が形成され、下面に、前記誘電体共振器の下部から所定距離隔たった導体面を構成する接地電極が形成された入出力基板と、
前記誘電体共振器の上面の電極を前記入出力基板の前記接地電極に接続する第１の導電体部材と、
前記誘電体共振器の上部から所定距離隔たった導体面を構成する第２の導電体部材と、から構成した誘電体フィルタ。 - 請求項６に記載の誘電体フィルタで、送信信号を通過させる送信フィルタ部、および受信信号を通過させる受信フィルタ部をそれぞれ構成した誘電体デュプレクサ。
- 請求項６に記載の誘電体フィルタ、または請求項７に記載の誘電体デュプレクサで、通信信号のフィルタ部を構成した通信装置。
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