JP3852598B2 - Dielectric filter and branching filter - Google Patents

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    • H01P1/2138—Frequency-selective devices, e.g. filters combining or separating two or more different frequencies using hollow waveguide filters

Description

技術分野
本発明は、誘電体フィルタ、特に、マイクロ波帯やミリ波帯の通信装置等に使用される誘電体フィルタに関する。
本発明は、更に、分波器、特に、マイクロ波帯やミリ波帯の高周波帯域での利用に適した小型通信装置等に使用される小型の分波器に関する。
背景技術
携帯電話などの移動体通信機器の晋及に伴って、情報量の増大による高周波数化が進み、また、一方では、一つの機種で通信周波数帯域の異なる複数のシステムに対応した製品が一般化してきている。例えば、欧州においてはＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）とＤＣＳ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）との両システムに対応した携帯電話があり、また米国においては、ＡＭＰＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）とＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）との両システムに対応した携帯電話がある。今後、通信機器の進展により、携帯電話以外のＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどにも対応した、複数の周波数帯域を同時使用する通信機器の増加とさらなる高周波数化が想定される。
複数の通信周波数を扱う通信機器においては、それに対応した特殊な部品が必要になってくる。例えば、マイクロ波高周波回路において使用されている信号濾波器（フィルタ）や分波器についても同様で、多くの信号電波の中から例えば任意の２波だけ取り出し、さらに、それらを分波することも必要になってくる場合もある。しかし、現在のところ周波数選択が容易でかつ小型なフィルタや分波器の種類は多くない。
現在、マイクロ波通信回路で使用されているフィルタには、誘電体同軸共振器を使用した誘電体同軸型フィルタ、誘電体材料と電極とを積層することで構成した誘電体積層フィルタあるいは表面弾性波を利用したＳＡＷフィルタなどがある。しかし、これらは主に一つのフィルタで一つの周波数帯域の信号を取り出す目的で製造されている。
誘電体同軸型フィルタの基本原理は、共振器の軸長で共振周波数が決まることから、一つの誘電体同軸型フィルタで対応可能な周波数は共振周波数波長（λ）の（２ｎ＋１）×λ／４（ｎ：整数）で決定される離散的な周波数近傍に限られる。また、共振周波数が共振器軸長で決定されるため、マイクロ波帯やミリ波帯においては、低誘電率材料を用いても軸長が短くなることで、実用的な大きさを確保すること、また電磁界結合を厳密に制御することも困難となる。
積層フィルタでは、複数の周波数帯の信号を取り出すフィルタとして、低域通過フィルタあるいは高域通過フィルタなどの小型フィルタなどがある。しかし、これらのフィルタでは、目的とした周波数帯より低い周波数帯あるいは高い周波数帯の信号成分については阻止することができないことから、後段に別途帯域通過フィルタを設ける必要があった。また、高周波数化に際しては、低誘電率材料で構成されることから、回路間の不要な信号パスの増加や回路を構成する素子値が小さくなるため、設計・製造が困難になってくる。
ＳＡＷフィルタは、小型な帯域通過フィルタであるため、複数の周波数帯域に対して通過帯域フィルタを小型の回路で構成することができる。しかし、一つのフィルタで複数の通過帯域を設定することは困難である。さらに櫛形電極で表面弾性波の共振を励起することから、高周波化に対し微細加工技術面での限界があると共に微細な電極パターンにエネルギーが集中することから大きな入力電力には耐えられないという短所があった。
このように従来技術では、高周波数化に対応し、かつ複数の周波数帯域について通過帯域を有する小型なフィルタを構成することは容易でなかった。
また、現在、マイクロ波周波数帯での主要な通信機器である携帯電話などには、誘電体材料と電極パターンとを積層し低域通過フィルタと高域通過フィルタとを一体構成した積層ダイプレクサが主に用いられている。また、ミリ波帯では導波管型空洞共振器を使用した分波器などが使用されている。
マイクロ波周波数帯で主に使用されている積層ダイプレクサは、低誘電率の誘電体材料シートと回路電極パターン層とを交互に積層することで、小型な素子を実現している。しかし、高周波数化に対して、低誘電率の材料を使用することから回路相互の電磁界の影響が大きくなり回路間のアイソレーションがとりにくくなるという課題がある。すなわち、積層方向に対しては、層間に接地電極を挿入することで面として回路間のアイソレーションを比較的確保することはできるが、同一層に存在する回路間のアイソレーションはスルーホールなどで部分的にとるしかないため良好なアイソレーションを確保することは困難になる。また、回路を構成する個々のインダクタンス素子やコンデンサ素子に寄生成分が無視できなくなり、目的の電気的特性を実現することが困難になる。さらに、大きな投入電力には耐えられないという欠点を有する。
一方、導波管型誘電体共振器を使用した分波器として、特開平１０−１７３４０７号公報に記載のものがある。その１例を図２５に示す。これは、共通導波管を介し複数の導波管フィルタが接続された構造をとっており、共通導波管は種々の周波数の導入口として使用されている。また、入出力用に同軸コネクタが誘電体ブロックに埋め込まれている構造をなしている。このため、分波器の形状が大きくなり、製造も複雑で、また同軸コネクタ等を使用するため、基板への実装も難しいという欠点を有する。なお、図２５に記載の符号は、特開平１０−１７３４０７号公報の説明に用いられている符号であり、下記の本発明の図面の説明に用いられる符号とは関係しない。
発明の開示
本発明は上記のような問題に鑑みてなされたもので、本発明の１つの目的は、マイクロ波帯やミリ波帯で任意の複数の周波数帯を形成できる実用的な導波管型誘電体フィルタを提供することである。
また、本発明の他の目的は、マイクロ波帯やミリ波帯で２つの周波数の信号を取り出し分波することのできる、小型で実装および製造の容易な分波器を提供することである。
本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
一列状に配列された複数の誘電体共振器を含んでおり、該誘電体共振器のそれぞれは誘電体ブロックの表面の少なくとも一部に形成されたグランド電極を備えている導波管型誘電体フィルタであって、
前記複数の誘電体共振器のうちのいずれかには前記誘電体共振器の配列方向に沿った面に位置する入出力電極構成部が形成されており、
該入出力電極構成部は、前記配列方向に沿った面において前記グランド電極と接続された短絡点を持ち且つ前記配列方向に沿った面内に延在する入出力電極と、該入出力電極の前記短絡点以外の部分と前記グランド電極との間に位置する誘電体ブロック露出部とからなり、
前記複数の誘電体共振器の隣接するものどうしを結合させる結合部が設けられていることを特徴とする導波管型誘電体フィルタ、
が提供される。
前記入出力電極は、好ましくはその前記配列方向に沿った面内での長さがその延在方向に関する前記誘電体共振器の寸法の１／２以下である。
本発明の一態様においては、前記入出力電極構成部は、前記誘電体共振器の配列の両端の誘電体共振器に形成されている。また、本発明の一態様においては、前記入出力電極構成部は、前記配列方向に沿った面から該面と端縁を共有して隣接する面まで連続して形成されている。また、本発明の一態様においては、前記入出力電極は、前記配列方向に沿った面から該面と端縁を共有して隣接する面まで連続して形成されている。また、本発明の一態様においては、前記入出力電極は、前記配列方向に沿った面内において前記配列方向または該配列方向と直交する方向に延在している。
本発明の一態様においては、前記誘電体共振器のそれぞれは個別の誘電体ブロックを用いて構成されており、前記誘電体共振器の隣接するもの同士は互いに誘電体ブロックの表面同士が対向するように接合されており、前記結合部は前記対向する誘電体ブロックの表面上に形成されている。また、本発明の一態様においては、前記結合部は前記個別の誘電体ブロックの表面上において前記グランド電極が形成されていない部分により構成される。また、本発明の一態様においては、前記複数の誘電体共振器は共通の誘電体ブロックを用いて構成されており、前記結合部は前記共通の誘電体ブロックに形成されている。また、本発明の一態様においては、前記結合部は前記誘電体ブロックに貫通孔または切欠を形成することにより形成されたものである。
更に、本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
入出力電極と該入出力電極に接する誘電体露出部とからなる入出力電極構成部、グランド電極、および結合部を有する導波管型誘電体フィルタであって、
前記グランド電極は前記入出力電極構成部と前記結合部とを除く前記誘電体の表面に形成されており、前記入出力電極構成部は前記フィルタの信号の進行方向に平行な側面内に形成されており、前記入出力電極は外部信号の入出力点から帯状に延びて他端が前記グランド電極に短絡した構造を有することを特徴とする導波管型誘電体フィルタ、
が提供される。
本発明においては、前記入出力電極構成部は前記側面内にて該側面の端縁から面内方向に帯状に形成されており、前記入出力電極は前記端縁から前記誘電体露出部を隔てて位置する前記入出力点から面内方向に延び且つ他端が前記グランド電極に短絡した構造を有するものとすることができる。また、本発明においては、前記入出力電極構成部は前記側面と該側面に隣接する面とに連続して帯状に形成されており、前記入出力電極は前記側面の前記面との境界をなす端縁に位置する前記入出力点から前記側面の面内方向に延び且つ他端が前記グランド電極に短絡した構造を有するものとすることができる。また、本発明においては、前記入出力電極構成部および前記入出力電極はいずれも前記側面と該側面に隣接する面とに連続して帯状に形成されているものとすることができる。
本発明においては、前記導波管型誘電体フィルタは、複数の誘電体ブロックを前記結合部により結合した構造を有するもの或は１つの誘電体ブロック内に前記結合部を形成した構造を有するものとすることができる。また、本発明においては、前記入出力電極を基板への実装面に設けたものとすることができる。
本発明においては、共振周波数の最も低いＴＥモードとその他のＴＥモードとの２つの共振モードの組み合わせで２つの通過帯域を形成することができ、或は、共振周波数の最も低いＴＥモード以外のＴＥモードの共振周波数を通過帯域として使用することができる。本発明は、前記誘電体が空気である場合をも含むものである。
更に、本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
第１の周波数帯を形成する共振モードと第２の周波数帯を形成する共振モードとを励振する第１の導波管型誘電体共振器と、該第１の導波管型誘電体共振器と結合し且つ前記第１の周波数帯を形成する共振モードを励振する第２の導波管型誘電体共振器と、前記第１の導波管型誘電体共振器と結合し且つ前記第２の周波数帯を形成する共振モードを励振する第３の導波管型誘電体共振器とを備えており、前記第１の導波管型誘電体共振器、第２の導波管型誘電体共振器及び第３の導波管型誘電体共振器のそれぞれが誘電体ブロックの表面の少なくとも一部に形成されたグランド電極を備えている分波器であって、
前記第１の導波管型誘電体共振器には、前記第２の導波管型誘電体共振器との結合面及び前記第３の導波管型誘電体共振器との結合面を除く側面に位置する入出力電極構成部が形成されており、
該入出力電極構成部は、前記側面において前記グランド電極と接続された短絡点を持ち且つ前記側面内に延在する入出力電極と、該入出力電極の前記短絡点以外の部分と前記グランド電極との間に位置する誘電体ブロック露出部とからなることを特徴とする分波器、
が提供される。
本発明の一態様においては、前記入出力電極は、前記側面内での長さがその延在方向に関する前記第１の導波管型誘電体共振器の寸法の１／２以下である。
本発明の一態様においては、前記入出力電極構成部は、前記側面から該側面と端縁を共有して隣接する他の側面まで連続して形成されている。また、本発明の一態様においては、前記入出力電極は、前記側面から該側面と端縁を共有して隣接する面まで連続して形成されている。
本発明の一態様においては、前記第１の導波管型誘電体共振器、第２の導波管型誘電体共振器及び第３の導波管型誘電体共振器は、個別の誘電体ブロックを用いて構成されており、隣接するもの同士が互いに誘電体ブロックの表面同士が対向するように接合されており、対向する誘電体ブロックの表面上に形成された結合部を介して結合している。また、本発明の一態様においては、前記結合部は前記個別の誘電体ブロックの表面上において前記グランド電極が形成されていない部分により構成される。
本発明の一態様においては、前記第１の導波管型誘電体共振器、第２の導波管型誘電体共振器及び第３の導波管型誘電体共振器は、共通の誘電体ブロックを用いて構成されており、該共通の誘電体ブロックに形成された結合部を介して結合している。また、本発明の一態様においては、前記結合部は前記誘電体ブロックに貫通孔または切欠を形成することにより形成されたものである。また、本発明の一態様においては、前記第２の導波管型誘電体共振器及び第３の導波管型誘電体共振器のうちの少なくとも一方は、複数の共振器を結合させて形成されたフィルタからなる。
更に、本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
第１の周波数帯と第２の周波数帯を含む少なくとも２つの周波数帯の信号を入出力する第１の入出力電極を有し少なくとも前記第１と第２の周波数帯を形成する共振モードが励振される第１の導波管型誘電体共振器と、前記第１の周波数帯の信号の入出力を行う第２の入出力電極を有し前記第１の周波数帯を形成する共振モードが励振される第２の導波管型誘電体共振器と、前記第２の周波数帯の信号の入出力を行う第３の入出力電極を有し前記第２の周波数帯を形成する共振モードが励振される第３の導波管型誘電体共振器とを有し、前記第１の導波管型誘電体共振器と前記第２の導波管型誘電体共振器とは、前記第１の周波数帯の信号を結合するように接合され、前記第１の導波管型誘電体共振器と前記第３の導波管型誘電体共振器とは、前記第２の周波数帯の信号を結合するように接合されていることを特徴とする分波器、
が提供される。
本発明においては、前記第１の導波管型誘電体共振器は、前記第１の入出力電極と該第１の入出力電極に接する誘電体露出部とからなる第１の入出力電極構成部、グランド電極、および結合部を有しており、前記グランド電極は前記第１の入出力電極構成部と前記結合部とを除く前記誘電体表面に形成され、前記第１の入出力電極は外部信号の入出力点から帯状に延び該入出力電極の他端が前記グランド電極に短絡した構造を有するものとすることができる。
本発明においては、前記第１の周波数帯と第２の周波数帯とを前記第１の導波管型誘電体共振器の共振周波数の最も低いＴＥモードとその他のＴＥモードとの２つの共振モードで形成することができる。また、本発明においては、前記第２の導波管型誘電体共振器および第３の導波管型誘電体共振器のうちの少なくとも一方は、共振器を複数結合したフィルタを形成しているものとすることができる。また、本発明においては、前記第１の導波管型誘電体共振器、第２の導波管型誘電体共振器及び第３の導波管型誘電体共振器が１つの誘電体ブロック内に形成されているものとすることができる。
以上の様な本発明の誘電体フィルタは、入出力電極と該入出力電極に接する誘電体露出部とからなる入出力電極構成部、グランド電極、および複数の共振器の結合部を有する導波管型誘電体フィルタであって、前記グランド電極は前記入出力電極構成部と前記結合部を除く前記誘電体表面に形成され、前記入出力電極構成部は前記複数の共振器の配列方向である前記フィルタの信号の進行方向に平行な側面内に形成され、前記入出力電極は外部信号の入出力点から帯状に延び該入出力電極の他端が前記グランド電極に短絡した構造を有することにより、１つの入出力電極で同時に２つ以上の共振モードを励振し、複数の通過帯域を持つフィルタとすることが可能となる。また２つの通過帯域の周波数は、任意に調整することができる。
また、以上の様な本発明の分波器は、少なくとも２つのモードの共振を起こすことのできる入出力電極構成部の構造と導波管型誘電体共振器とを利用することを特徴としており、これにより、信号の入力した最初の誘電体共振器において特定の共振周波数帯の信号に絞り込むことができるため、余分な導波管を必要とせず、２つの周波数帯の信号を分波し小型で容易に実装可能な分波器とすることができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明に係る誘電体フィルタ及び分波器の実施形態について添付図面を参照して説明する。各実施形態において、同一部品および同一部分には同じ符号を付した。
図１Ａは、本発明に係る導波管型誘電体フィルタの一実施形態の斜め下方より（即ち実装面側から）みた斜視図である。図１Ｂは、その分解斜視図である。即ち、図１Ｂは組み立て前の状態を示し、図１Ａは組み立て後の状態を示す。本実施形態の誘電体フィルタ１は、複数の誘電体共振器２を一列状に配列し結合させた形態をなしている。各誘電体共振器２は、所定の寸法を持つ直方体形状の誘電体ブロック（即ちブロック状をなす誘電体）の表面に部分的に導体膜を付与した（即ちメタライズした）ものであり、他の誘電体共振器に接合する接合面上には導体膜非付与の部分（即ち非メタライズの部分）からなる結合部３が形成されている。
本実施形態では、複数個の誘電体共振器２を接続した形の導波管型誘電体フィルタを例示しており、複数部材の組み合わせなので設計自由度が大きいという利点がある。他方、後述のように１つの誘電体ブロック内に結合部を形成した構造の導波管型誘電体フィルタでもよい。この導波管型誘電体フィルタは、部品点数が少ないので量産性に優れ、また貼り合せ部分がないので損失が少ないという利点がある。
導波管型誘電体フィルタ１は、入出力電極５と該入出力電極５に接する誘電体ブロック露出部４とからなる入出力電極構成部６、グランド電極８および結合部３を有しており、前記グランド電極８は前記入出力電極構成部６と前記結合部３とを除く前記誘電体ブロックの表面に形成され、前記入出力電極構成部６は前記フィルタ１の信号の進行方向（誘電体共振器２の配列の方向：図１Ａに矢印で示されている）に平行な任意の側面内に形成されている。特に、本実施形態では、入出力電極構成部６は、側面の任意の端縁から当該側面内の一方向に帯状に延在するように形成されており、さらに、該側面に隣接する面にまで延長して連続して形成されている。そして、前記入出力電極５は、外部信号の入出力点（実際には線状をなしている）２０から前記側面内にて入出力電極構成部６と同一の方向に帯状に延びており、他端が短絡点（実際には線状をなしている）７で前記グランド電極８に短絡した構造を有している。前記側面内における入出力電極５の長さは、その延在方向（信号の進行方向）に関する共振器２の寸法（即ち誘電体共振器２の配列方向の寸法）の１／２以下であることが好ましい。入出力電極５は、更に、外部信号の入出力点２０から前記側面に隣接する面にまで延長して連続して形成されている。以上の様な入出力電極構成部６は、共振器配列の両端の共振器において形成されている。
本実施形態では、入出力電極５における外部回路との信号授受の位置であるところの外部信号の入出力点２０は、入出力電極５の形成された前記側面の端縁を想定しており、前記入出力電極５は前記側面の端縁から面内方向に延び該入出力電極の他端が前記グランド電極８に短絡した構造を有している。但し、外部信号の入出力点は、外部回路との接続方法または接続点を変えることにより自由に変更が可能であり、これに限定されるものではない。
図１の実施形態では、入出力電極構成部６を下方の面（実装基板への実装面とする）９に形成し、さらに前記入出力電極構成部６の形成された側面（実装面）９と端縁を共有して隣接する面まで入出力電極構成部６の一部が延長されて形成されている例を示している。そして、入出力電極５の短絡点７以外の部分の周囲には誘電体ブロック露出部４が形成されており、これによりグランド電極８との絶縁が確保されている。
入出力電極構成部６および入出力電極５を形成する実施形態としては、上記実施形態を含め、図２Ａ〜図２Ｃのようなものが例示される。図２Ａ〜図２Ｃは、導波管型誘電体フィルタの入出力電極の形成された誘電体共振器（即ち誘電体共振器配列の端に位置する誘電体共振器）を図示したものである。図２Ａは、前記入出力電極構成部６が、前記フィルタの信号の進行方向に平行な任意の側面内に、該側面の任意の端縁から面内の一方向に延びた帯状に形成され、前記入出力電極５が、前記端縁から誘電体ブロック露出部４を隔てた位置から前記側面内の一方向に延び他端が前記グランド電極８に短絡した構造を有する一実施形態である。図２Ｂは、前記入出力電極構成部６が、前記フィルタの信号の進行方向に平行な任意の側面と該側面に隣接する面とにわたって連続して帯状に形成され、前記入出力電極５が、前記側面の端縁から該側面内の一方向に延び他端が前記グランド電極８に短絡した構造を有する一実施形態である。図２Ｃは、前記入出力電極構成部６および前記入出力電極５が、いずれも前記フィルタの信号の進行方向に平行な任意の側面と該側面に隣接する面とにわたって連続して帯状に形成されている一実施形態である。
入出力電極構成部および入出力電極を形成する誘電体ブロックの面または誘電体共振器２の面は、前記フィルタの信号の進行方向に平行な任意の側面であればよく、図１に示された下面（実装面）に限定されることなく、前記下面に対向する上面あるいは、該上面と該下面とに隣接し信号の進行方向と平行な面であってもよい。また、それらの面とそれに隣接する面との２面に跨って形成されてもよい。
前記入出力電極の構造としては、前記側面内で外部信号の入出力点から帯状に延び該入出力電極の他端が前記グランド電極に短絡した構造を有するものであればよく、本実施形態に示されたものを含め、図３Ａ〜図３Ｆに示すようないくつかの入出力電極の構造が例示される。なお、図３Ａ〜図３Ｆは、複数の誘電体共振器を結合した構造を有する導波管型誘電体フィルタの誘電体共振器配列の端の誘電体共振器の一側面を例示しており、上部が誘電体フィルタの端面として図示されている。即ち、図３Ａ〜図３Ｆでは共振器配列方向は上下方向である。ただし、図３に示される電極パターンを９０度右または左に回転させた電極パターンとすることも可能である。
図３Ａは図２Ｂと同様な構造を示し、図３Ｂは図２Ａと同様な構造を示している。図３Ｃは、入出力点２０が側面の中央部に位置する構造を示している。図３Ｄは、入出力電極５がその長さの途中においてグランド電極８への接地のための細幅のバイパス部５’を有する構造を示している。図３Ｅは、入出力電極５がその両端において２つの短絡点７を有し且つ中央に入出力点２０を有する構造を示している。図３Ｆは、入出力電極５がその途中において２つに分岐して２つの短絡点７を有する構造を示している。
このような入出力電極の構成とすることによって、２つ以上の共振ピークを有する誘電体フィルタを得ることができる。たとえば、ＴＥ１０１モードによる共振ピークとＴＥ１１０モードによる共振ピークとのように２つの共振ピークを有するフィルタとすることも可能である。
次に、本発明の誘電体フィルタの共振モードと共振周波数との関係について、図を用いて説明する。
図４Ａ〜図４Ｃに、各共振モードとその電磁界分布の模式図を示す。図４Ａ〜図４Ｃにおいて、点線で示した共振器における信号の進行方向をｃ軸とし、ｃ軸と垂直で共振器の実装面と平行な方向をａ軸とし、前記ｃ軸及びａ軸に垂直な方向をｂ軸とする。即ち、ａ−ｃ面が実装面となる。ＴＥ１０１モードはｂ軸方向で電界強度Ｅが一定で、ａ−ｃ面に平行な磁界分布Ｈを持つ。また、ＴＥ０１１モードはａ軸に平行な電界分布Ｅとｂ−ｃ面に平行な磁界成分Ｈをもつ。また、ＴＥ１１０モードはｃ軸に平行な電界分布Ｅとａ−ｂ面に平行な磁界成分Ｈをもつ。
そして、これらのモードの共振周波数は、共振器の形状及び大きさに依存する量である。図５にａ軸方向の長さ６．０ｍｍ、ｃ軸方向の長さ６．０ｍｍでｂ軸方向の長さを変化させたときのＴＥ１１０、ＴＥ１０１、ＴＥ２０２の各共振モードの共振周波数を計算した例を示す。
図５からわかるように、ＴＥ１０１モードの共振周波数はｂ軸方向の長さには依存せず、―定である。これに対し、たとえば、ＴＥ１１０モードの共振周波数は、ｂ軸方向の長さに依存して変化し、ｂ軸方向の長さが短くなると共振周波数は高くなる。したがって、最初にＴＥ１０１モードで所定の共振周波数になるようにａ，ｃ軸方向の長さを調節して共振器を設計し、その後、もう一方の希望の共振周波数となるように厚み（ｂ軸方向の長さ）を調整すれば、任意の２つの共振周波数をもつ共振器を得ることができる。
本発明の入出力電極部の構造を利用すると、このようないくつかのＴＥモードを形成することが可能であり、上記のように同時に任意の２つの共振周波数を有する誘電体共振器を用いた誘電体フィルタを構成することが可能である。
図１の実施形態では、入出力電極構成部６を下方の面（基板への実装面とする）に形成されている例を示したが、入出力電極構成部６はこれに対向する面あるいは、信号の進行方向に対し平行な他の２面に形成しても、同様に２つの共振ピークを設定することができる。
実装面と対向する面（即ち実装面と反対側の面）に入出力電極を形成すると、ワイヤボンディングでの外部との接続が容易である。また、実装面に入出力電極を形成すると、特別な引出用の金具等が不要となり実装がさらに容易である。
また、入出力電極構成部６および入出力電極５は、前記フィルタ１の信号の進行方向に平行な任意の１側面だけに形成されていてもよい（図２Ａ）が、図２Ｂに示したように、入出力電極５の形成された面の端縁を共有する他の面まで一部入出力電極構成部６が延長されていてもよい。これにより入出力電極５を側面の端縁まで延長させて形成することが可能となり、誘電体フィルタを実装基板に半田等で電気的に接続して実装する場合、半田の接合具合を外部から目視で確認でき、製造上有利である。さらに、図２Ｃに示したように、入出力電極５も端縁を共有する２つの面にわたって延在するように形成しておくと、実装面から延長された入出力電極部分を基板への実装後に削ることにより入出力の結合（ＶＳＷＲ）を調整することが可能である。
次に、本発明の入出力電極部の構造を利用して高周波に適した誘電体フィルタを構成した一実施形態について説明する。
マイクロ波からミリ波で使用する誘電体フィルタを構成する誘電体ブロックは、周波数が高いために寸法が小さくなることが避けられない。そのため、加工精度が厳しくなり、取り扱いも困難になるという問題がある。そこで、本発明の導波管型誘電体共振器において、例えば、２番目に共振周波数の高いモードであるＴＥ１１０で帯域通過フィルタを構成すると、従来では小型化しなければ得ることができなかった周波数の特性を、今までと同じ大きさのフィルタ素子で実現できることになる。本発明の実施形態では、高次モードを容易に励振できることから、従来と同一の大きさの素子でも、高い周波数において通過帯域を設定することが可能であり、マイクロ波からミリ波で使用できる適度の大きさを持った誘電体フィルタを形成することができる。
また、本発明の導波管型誘電体共振器は、図６に一実施形態を示すように、１つの誘電体ブロックを用いて構成することもできる。例えば、１つの誘電体ブロック１６内に導電体で覆われた（即ちメタライズされた）貫通孔１７または切り欠き（溝）等を形成して、複数の共振器を形成するようにし、該共振器間に結合部３を形成して、電磁界結合を形成するように構成することができる。結合部３は、誘電体ブロックに貫通孔１７や切り欠きを形成することで、誘電体ブロックの断面積を減少させた部分として形成される。そして、フィルタの両端（即ち誘電体ブロックの両端）には、入出力電極５及び誘電体ブロック露出部４が形成される。本実施形態は、１つの誘電体ブロック１６で導波管型誘電体共振器を形成するので、部品点数が少なく量産性に優れ、また貼り合せ部分がないので損失が少ないという利点がある。
また、本発明では、誘電体共振器を構成する誘電体ブロックとしては、誘電体セラミックスからなるものに限らず、空気などの誘電率の低い誘電体からなるものを使用することも可能であり、この場合、共振器は導波管型空洞共振器となる。その一実施形態を図７Ａ及び図７Ｂに示す。これは、誘電体材料としてセラミックスを使用した場合の実装面以外の電極に相当するところに金属板等を用いて切欠１５付きの筐体１３を形成し、入出力電極を含む実装面の電極１４は実装基板１１に形成して、前記筐体を前記実装基板にかぶせ一体化することにより導波管型空洞共振器としたものである。なお、入出力電極は外部信号線路１０と接続される。誘電体として空気を使うことにより、誘電率を小さく押さえ、高周波化に伴いフィルタが小さくなり過ぎる場合の問題を解決できる。
このように、本発明でいう誘電体ブロックには、筐体及び実装基板により画定される空間領域内の空気からなるものも包含される。
以下、図面を参照して、本発明の誘電体フィルタの実施例についてさらに詳しく説明する。
図８に、導波管型誘電体共振器２を２つ接続することにより構成したフィルタ１を示す。各誘電体共振器２は、比誘電率εｒ＝３７の材料からなる６．０×６．０×３．０ｍｍ形状の誘電体ブロックを用意し、そのブロックの表面に銀ペーストにより導電膜を形成することで得た。共振器間の電磁界結合は、互いの共振器接合面の導電膜を一部剥ぎ、誘電体ブロックを部分的に露出させて結合部を形成し、適当な結合強度になるように設定した。また、入出力電極構成部６を図８に示すように実装面９及びそれに隣接する側面の一部に形成した。入出力電極５は、図９に示すように入出力電極５のまわりに誘電体ブロック露出部４を形成し、一端を誘電体ブロックの表面を覆う導電体（グランド電極）８に接続する短絡点７とする構造とした。電極幅Ｗ＝１．２ｍｍ、電極長Ｌ＝１．５ｍｍ、側面のギャップ幅Ｇ＝１．０ｍｍであった。実装面９に形成した入出力電極５は実装面９の端縁まで形成してあり、入出力電極５と表面を覆う導電体とが短絡しないように、端縁を介して隣接する面の導電体の一部を取り除き、露出させた。なお、入出力電極５のグランド電極８との短絡点とは反対側の端部は、他の側面に延長されていてもかまわず、たとえば、図８に示したように入出力電極５の一端が実装面９と隣接する面内に延長されている構造でもよい。このような形状にすることで、表面実装した後での電気的特性の調整が容易になるとともに、実装時の半田接合部が目視できることで信頼性が向上する。図１０にこの誘電体フィルタ１を実装基板１１に実装した斜視図を示す。図１０において、符号１０は外部信号線路を示し、符号１２は半田接合部を示す。
電気的特性の測定は、入出力電極５を各々、実装基板１１の外部信号線路１０に半田付けし、導波管型共振器を覆う導電膜（グランド電極）８はアース電位として行った。図１１は、このように表面実装したフィルタの電気的特性を示したものである。ＴＥ１０１モードによる共振ピークとＴＥ１１０モード（推定）による共振ピークの二つのピークが形成されている。導波管型共振器でもっとも共振周波数の低いモードであるＴＥ１０１による共振周波数の中心周波数ｆ０は５．２７ＧＨｚであり、ＴＥ１１０モード（推定）による共振周波数の中心周波数ｆ０は６．６５ＧＨｚであった。
図１２は、導波管型誘電体共振器２を３個一列状に接続し、両端の共振器２に図９と同様な入出力電極構成部を形成した構造であり、ＴＥ１０１モード及びＴＥ１１０モード（推定）の２つのモードを励振し、帯域通過フィルタを構成した例である。図１３にその電気的特性を示す。ＴＥ１０１モードによる共振ピークとＴＥ１１０モード（推定）による共振ピークの二つのピークが形成されている。導波管型共振器でもっとも共振周波数の低いモードであるＴＥ１０１の中心周波数ｆ０は、４．９１ＧＨｚであり、ＴＥ１１０モード（推定）による共振周波数の中心周波数ｆ０は、６．４２ＧＨｚであった。このように導波管型共振器の数が増えても帯域通過フィルタを構成することができる。
図１４は、本発明の別の一実施形態である、共振周波数の高いモードを積極的に利用する導波管型誘電体フィルタの斜視図である。導波管型誘電体共振器を２つ接続することによりフィルタを構成した。比誘電率εｒ＝３７材料からなる６．０×６．０×３．０ｍｍ形状の誘電体ブロックを用意し、そのブロック表面に銀ペーストにより導電膜を形成した。共振器間の電磁界結合は、互いの共振器の接合面の導電膜を一部剥ぎ、誘電体ブロックを露出させ、適当な結合強度になるように設定した。入出力電極の形状は、図１５に示すように誘電体ブロックの端部実装面に帯状の入出力電極構成部６を形成し、該入出力電極構成部内に入出力電極５を形成し、該入出力電極の一端を誘電体共振器２の表面を覆う導電体（グランド電極）８に接続した構造としている。電極幅Ｗ＝３．６ｍｍ、電極長Ｌ１＝１．１ｍｍ、Ｌ２＝０．９ｍｍ、側面のギャップ幅Ｇ１＝０．６ｍｍ、Ｇ２＝１．２ｍｍである。実装面に形成した入出力電極５の先端は実装面の端縁まで延びており、入出力電極の先端と誘電体ブロック表面を覆う導電体とが短絡しないように、端縁を介して隣接する面の導電体の一部を取り除き、該面の一部を露出させた。このフィルタの周波数特性を図１６に示す。ＴＥ１０１モードによる共振ピークとＴＥ１１０モード（推定）による共振ピークの二つのピークが形成されているが、ＴＥ１１０モード（推定）による共振ピークを際立たせた周波数特性とすることができた。
ＴＥ１１０モード（推定）で得られた共振周波数をＴＥ１０１モードで得ようとすると、誘電体の大きさはこの場合約３／４程度に小さくなり、高周波になるほど小型化が避けられず、加工精度に厳しく取り扱いが困難であるという問題が生じるが、ＴＥ１１０モード（推定）のような高周波数の共振周波数帯を利用したフィルタとすることで、このような問題を避けることができる。
次に、本発明の導波管型分波器の実施形態を示す。
図１７Ａは、本発明の導波管型分波器の第１の実施形態の斜視図であり、図１７Ｂはその分解斜視図である。本実施形態の分波器３１では、少なくとも２つの周波数帯を形成する共振モードが励振される第１の導波管型誘電体共振器４０と、それに接合する第１の周波数帯を形成する共振モードが励振される第２の導波管型誘電体共振器５０および、第２の周波数帯を形成する共振モードが励振される第３の導波管型誘電体共振器６０から構成されている。各誘電体共振器には、お互いの接合面に電磁波の結合用の結合部４６，５６（図示されていないものも含まれる）が形成されており、該結合部では誘電体ブロック表面が非メタライズ面とされている。また、各誘電体共振器の信号の入出力のために入出力電極構成部４３，５３，６３が形成されており、各入出力電極構成部は、入出力電極４１，５１，６１とそれに接する誘電体ブロック露出部４２，５２，６２とからなる。結合部３６および入出力電極構成部４３，５３，６３以外の各誘電体ブロックの部分はほぼ全面が導体で被覆されており、この導体によりグランド電極を形成している。
即ち、第２の導波管型誘電体共振器５０は第１の導波管型誘電体共振器４０と結合部５６等を介して結合しており、第３の導波管型誘電体共振器６０は第１の導波管型誘電体共振器４０と結合部４６等を介して結合しており、共振器４０，５０，６０には、これらの結合の面（結合面）以外の面である共振器配列の方向に沿った面である下面（実装面）に入出力電極４１，５１，６１が形成されている。
第１の導波管型誘電体共振器４０に形成される電極は、同時に少なくとも２つのモードの共振を誘起する電極構造である必要があるが、第２および第３の導波管型誘電体共振器５０，６０の電極構造は、それぞれの共振周波数帯の信号を取り出せる電極構造であればよく、特に限定されない。
第１の導波管型誘電体共振器４０について、図１８Ｂを用いて詳しく説明する。図１８Ｂは、導波管型分波器３１の入出力電極を形成する誘電体共振器４０を図示したものである。図１８Ｂは、前記入出力電極構成部４３が前記誘電体共振器４０の実装面（図の下面）と該面に隣接する面内に連続して帯状に形成され、前記入出力電極４１は前記実装面の端縁から実装面内の一方向に延び該入出力電極の他端（実装面の端縁に位置する端部と反対側の端部）が前記グランド電極４７に短絡した構造を有する一実施形態である。図１８Ｂは、図１７Ａ及び図１７Ｂに示した第１の誘電体共振器４０と同じものを方向を変えて示している。
第１の導波管型誘電体共振器４０は、入出力電極４１と該入出力電極３１に接する誘電体ブロック露出部４２とからなる入出力電極構成部４３、グランド電極４７、および結合部４６（一部図示省略）を有する導波管型誘電体共振器４０であって、グランド電極４７は前記入出力電極構成部４３と前記結合部４６を除く前記誘電体ブロックの表面に形成され、前記入出力電極構成部４３は前記共振器４０の基板実装面に接する面（図の下面）内に形成されている。特に、本実施形態では、入出力電極構成部４３は、該面の任意の端縁から面内方向に帯状に形成されており、さらに、該面に隣接する面まで前記端縁から延長して連続して形成されている。そして、前記入出力電極４１は外部信号の入出力点４４から帯状に延び該入出力電極の他端が短絡点４５で前記グランド電極４７に短絡した構造を有している。外部信号の入出力点４４は、外部回路との接続方法または接続点を変えることにより自由に変更が可能であり、これに限定されるものではない。そして、短絡点４５以外の入出力電極４１の周囲には誘電体ブロック露出部４２が形成されて絶縁されている。
入出力電極構成部４３および入出力電極４１の実施形態としては、上記実施形態の他に図１８Ａや図１８Ｃのようなものが例示される。図１８Ａは、前記入出力電極構成部４３が前記共振器４０の実装面内に、該面の任意の端部から面内方向に帯状に形成され、前記入出力電極４１の入出力点４４を実装面の端縁よりやや内側に位置するところに設定し、そこから面内方向に延び該入出力電極の他端（入出力点４４と反対側の端部）が前記グランド電極に短絡した構造を有する一実施形態である。図１８Ｃは、図１８Ｂに示した電極配置に類似し、さらに前記入出力電極４１が隣接する面内にも延長して帯状に形成されている一実施形態である。
入出力電極構成部および入出力電極を形成する面は、実装性を考えると図１７Ａ及び図１７Ｂに示された下面（実装面）が好ましいが、その機能を発揮するだけでよければ、実装面に限定されることなく、前記下面に対向する（即ち下面と反対側の）上面であってもよく、また、使用する周波数や共振器の形状によっては、その他の面であってもよい。また、それらの面と隣接する面との２面に跨って形成されてもよい。
前記入出力電極部の構造としては、外部信号の入出力点から帯状に延び該入出力電極の他端が前記グランド電極に短絡した構造を有するものであればよく、本実施形態に示されたものを含め、図１９Ａ〜図１９Ｆに示すようないくつかの入出力電極の構造が例示される。
図１９Ａは図１８Ｂと同様な構造を示し、図１９Ｂは図１８Ａと同様な構造を示している。図１８Ｃは、入出力点４４が側面の中央部に位置する構造を示している。図１９Ｄは、入出力電極４１がその長さの途中においてグランド電極４７への接地のための細幅のバイパス部４１’を有する構造を示している。図１９Ｅは、入出力電極５がその両端において２つの短絡点４５を有し且つ中央に入出力点４４を有する構造を示している。図１９Ｆは、入出力電極４１がその途中において２つに分岐して２つの短絡点４５を有する構造を示している。
このような入出力電極部の構成とすることによって、２つ以上の共振モードを有する誘電体共振器を得ることができる。たとえば、ＴＥ１０１モードによる共振モードとＴＥ１１０モードによる共振モードとのように２つの共振モードを有する共振器が考えられる。
以上の様な第１の導波管型誘電体共振器４０の入出力電極部の構成は、上記の導波管型誘電体フィルタに関して説明したものと同様である。
本発明の分波器に使用される第１の導波管型誘電体共振器の共振モードと共振周波数との関係については、前記図４Ａ〜図４Ｃに関し説明したと同様なことがいえる。そして、前記第１と第２の周波数帯を第１の導波管型誘電体共振器の共振周波数の最も低いＴＥモードとその他のＴＥモードとの２つの共振モードとなるように第１の誘電体共振器を形成すると損失の少ない分離度のよい分波器を形成することができるので、好ましい。
本発明の入出力電極部の構造を利用すると、このようないくつかのＴＥモードを形成することが可能であり、上記のように同時に任意の２つの共振周波数帯を有する誘電体共振器を構成することが可能である。
図１７Ａ及び図１７Ｂの実施形態では、入出力電極構成部４３を下方の面（基板への実装面とする）に形成されている例を示したが、入出力電極構成部４３はこれに対向する面（反対側の面）あるいは、使用する周波数や共振器の形状によっては、その他の面に形成しても、同様に２つの共振モードを設定することができる。実装面と対向する面に入出力電極を形成すると、ワイヤボンディングで外部との接続が容易である。基板への実装面に入出力電極を形成すると、特別な引出用の金具等を必要とせず実装がさらに容易である。
また、図１８Ａに示したように入出力電極構成部４３および入出力電極４１は、前記誘電体共振器４０の実装面だけに形成されていてもよいが、図１８Ｂに示したように、実装面と端縁を共有するもう一方の面まで一部入出力電極構成部１３が延長されるように形成してもよい。これにより入出力電極４１を実装面の端縁まで形成することが可能となり、誘電体共振器を基板に半田等で電気的に接続して実装する場合、半田の接合具合を外部から目視で確認でき、製造上有利である。さらに、図１８Ｃのように入出力電極４１も実装面と端縁を共有するもう一方の面まで延長されるように形成しておくと、延長された入出力電極部分を基板への実装後に削ることにより入出力の結合（ＶＳＷＲ）の調整が可能である。
以上のような第１の導波管型誘電体共振器４０を用いて、本発明の分波器が構成される。さらに、図１７Ａ及び図１７Ｂの実施形態の導波管型分波器では、第１の導波管型誘電体共振器４０に第２の導波管型誘電体共振器５０と第３の導波管型誘電体共振器６０が接合される。
第２の導波管型誘電体共振器５０は、第１の誘電体共振器４０で共振した２つの周波数帯のうち１つである第１の周波数帯を形成する共振モードが励振される形状に調整されており、第１の誘電体共振器４０との電磁気的な結合のための結合部を有し、第１の共振周波数帯を入出力する電極を含む入出力電極構成部５３と、前記結合部と前記入出力電極構成部を除くほぼ全面に形成されたグランド電極とから構成されている。入出力電極構成部の構造は、通常の誘電体フィルタに使用されているような電極構造であればよく、特に制限はないが、前記誘電体共振器４０に使用されたような電極構造も使用することが可能である。
一方、第１の導波管型誘電体共振器４０に接合された第３の導波管型誘電体共振器６０は、第１の誘電体共振器４０で共振した２つの周波数帯のうちの他の１つである第２の周波数帯を形成する共振モードが励振される形状に調整されており、第１の誘電体共振器４０との電磁気的な結合のための結合部を有し、第２の共振周波数帯の信号を入出力する電極を含む入出力電極構成部６３と、前記結合部と前記入出力電極構成部６３を除くほぼ全面に形成されたグランド電極とから構成されている。入出力電極構成部の構造は、通常の誘電体フィルタに使用されているような電極構造であればよく、特に制限はないが、前記誘電体共振器４０に使用されたような電極構造も使用することが可能である。
上記のような構成の導波管型分波器とすることにより、第１の誘電体共振器４０の入出力電極４１から入力した信号は、第１の誘電体共振器内で第１と第２の周波数帯の電磁波として共振し、第１の周波数帯の電磁波は、結合部を通して第２の誘電体共振器に結合して共振し、第２の誘電体共振器５０の入出力電極５１から第１の周波数帯の信号として取り出される。また、第１の誘電体共振器内の第２の周波数の電磁波は、結合部を通して第３の誘電体共振器６０に結合して共振し、第３の誘電体共振器６０の入出力電極６１から第２の周波数帯の信号として出力される。
また、逆に、第２の誘電体共振器５０の入出力電極５１から入力される第１の周波数帯の信号と第３の誘電体共振器６０の入出力電極６１から入力される第２の周波数帯の信号とを、第１の誘電体共振器４０に結合し、第１の誘電体共振器４０の入出力電極４１から前記２つの信号を出力する混合器として使用することも可能である。本発明の分波器はこの様な使用形態のものをも包含するものである。
以上のように、本発明の導波管型分波器では、従来信号の入力のみに使用されていた導波管部分に、特定の少なくとも２つの周波数帯の信号を選別して共振させる構造の電極を有する誘電体共振器を形成したことにより、小型化が可能となり、また、実装が容易となる。
以上の実施形態の導波管型分波器では、第２および／または第３の導波管型誘電体共振器は、それぞれ１つの誘電体ブロックを用いた共振器から構成されているが、２段又はそれ以上に共振器を結合させてなるフィルタ構造としてもよい。その場合は、上記実施形態の導波管型分波器の誘電体共振器４０と誘電体共振器５０との間に共振器５０と同一形状で且つ入出力電極を形成せずに所要の結合部を形成した共振器を設置すれば良い。共振器６０側についても同様である。この実施形態の導波管型分波器の斜視図及び分解斜視図を、それぞれ図２０Ａ及び図２０Ｂに示す。図２０Ｂにおいて、符号５０１，６０１は図１７Ａ及び図１７Ｂ等の実施形態の導波管型分波器の誘電体共振器５０，６０と同様な誘電体共振器を示し、符号５０２，６０２は本図の実施形態で追加した誘電体共振器を示し、符号４６，５６，６６は結合部を示す。
また、本発明の導波管型分波器は、図２１に一実施形態を示すように前記第１、第２および第３の導波管型誘電体共振器が１つの誘電体ブロック内に形成されて構成することもできる。例えば、１つの誘電体ブロック内に表面が導電体で覆われた貫通孔７０または切り欠き（溝）等を形成して、複数の共振器４０，５０，６０を形成するようにし、該共振器間に結合部を形成して、電磁界結合を形成するように構成することができる。結合部は、誘電体ブロックに貫通孔７０や切り欠きを形成することで、誘電体ブロックの断面積を減少させた部分として形成される。そして、中心にある第１の誘電体共振器には本発明の入出力電極が形成される。１つの誘電体ブロックに複数の導波管型共振器を形成するので、部品点数が少なく量産性に優れ、また貼り合せ部分がないので損失が少ないという利点がある。
また、本発明において、誘電体共振器は、誘電体セラミックスからなる誘電体ブロックを用いたものに限らず、空気などの誘電率の低い誘電体を使用した導波管型空洞共振器であってもよい。これは、上記図７Ａ及び図７Ｂを参照して説明した様に、誘電体材料としてセラミックスを使った場合の実装面以外の電極に相当するところに金属板等を使って筐体を形成し、入出力電極を含む実装面の電極は実装基板に形成して、前記筐体を前記実装基板にかぶせ一体化することにより導波管型空洞共振器としたものである。誘電体として空気を使うことにより、誘電率を小さく押さえ、高周波化に伴い分波器が小さくなり過ぎる場合の問題を解決できる。
また、本発明において、第２と第３の共振器に同一形状のものを用いれば、１つの周波数帯の電磁波を２つに分けることも可能であり、電力を分割するパワーデバイダとしても活用できる。本発明の分波器はこの様な使用形態のものをも包含するものである。
以下、図面を参照して、本発明の分波器の実施例についてさらに詳しく説明する。
図１７Ａ及び図１７Ｂに示した実施形態である誘電体共振器４０，５０，６０を３つ接続することにより，構成した分波器を、図２２に示す寸法になるように作製した。各導波管型共振器は、比誘電率εｒ＝３７材料からなる誘電体ブロックを用意し、そのブロック表面に銀ペーストにより導電膜を形成した。共振器間の電磁界結合は、図１７Ｂに示すように互いの共振器接合面の導電膜を一部はぎ、誘電体ブロックを露出させて結合部を形成し、適当な結合強度になるように調整した。また、各誘電体共振器４０，５０，６０の入出力電極構成部を図２３Ａ、図２３Ｂ及び図２３Ｃに示すように実装面の一部に形成した。各誘電体共振器の入出力電極のまわりにて誘電体ブロックを露出させ、入出力電極の一端を誘電体共振器の表面を覆う導電体（グランド電極）に接続した構造としている。図２３Ａに示した共通端子（第１の入出力電極）では電極幅Ｗ＝４．０ｍｍ、電極長Ｌ＝０．４ｍｍ、側面のギャップ幅Ｇ＝０．８ｍｍである。図２３Ｂに示した端子（第２の入出力電極）では電極幅Ｗ＝０．４ｍｍ、電極長Ｌ＝１．２ｍｍ、側面のギャップ幅Ｇ＝０．８ｍｍである。図２３Ｃに示した端子（第３の入出力電極）では電極幅Ｗ＝４．０ｍｍ、電極長Ｌ１＝０．５ｍｍ、Ｌ２＝０．６ｍｍ、側面のギャップ幅Ｇ１＝０．３ｍｍ、Ｇ２＝１．４ｍｍである。実装面に形成した入出力電極の他端（先端）は、実装面の端縁に位置しており、入出力電極と表面を覆う導電体とが短絡しないように、実装面と端縁を介して隣接する他の面の導電体の一部を取り除き、誘電体ブロックを露出させている。
この分波器の周波数特性を図２４Ａ、図２４Ｂ及び図２４Ｃに示す。図２４Ａは第１と第２の入出力電極間の周波数特性であり、図２４Ｂは第１と第３の入出力電極間の周波数特性であり、図２４Ｃは第２と第３の入出力電極間の周波数特性である。第１の入出力電極から入力された信号成分のうち、第１の誘電体共振器４０内の２つの共振モード、即ち共振周波数ｆ１の第１の共振モードと共振周波数ｆ２（＞ｆ１）の第２の共振モードのみが励振され、それぞれ結合部を介して第２の誘電体共振器５０及び第３の誘電体共振器６０内に伝達される。第２の誘電体共振器５０には第１の共振モードにインピーダンス整合のとれた入出力電極が形成してあるので、この入出力電極から図２４Ａに示すように第１の共振モードの成分が取り出される。一方、第３の誘電体共振器６０内には第２の共振モードにインピーダンス整合のとれた入出力電極が形成してあるので、この入出力電極から図２４Ｂに示すように第２の共振モードの成分が取り出されている。
この実施例では、第１及び第２の共振モードによる通過帯域の中心周波数はｆ１＝５．２ＧＨｚ、ｆ２＝６．７ＧＨｚであった。また、第２の入出力電極と第３の入出力電極との間は、入出力電極のインピーダンス整合が異なる共振モードに設定されているため信号は遮断され、図２４Ｃに示すように入出力電極間のアイソレーションが確保される。この実施例では、アイソレーションは約２０ｄＢであった。
産業上の利用可能性
以上説明した様に、本発明によれば、入出力電極構成部に特徴を持つ導波管型誘電体共振器を使用することにより、マイクロ波帯やミリ波帯で任意の複数の周波数帯を有する誘電体フィルタを提供することができる。また、高次の共振周波数を利用することにより、マイクロ波帯やミリ波帯で使用可能で、加工精度に厳しくなく取り扱いが容易である誘電体フィルタを提供することができる。
更に、本発明によれば、２つのモードの共振を起こすことのできる入出力電極構成部に特徴を持つ導波管型誘電体共振器を使用することにより、マイクロ波帯やミリ波帯で２つの周波数の信号を取り出し分波することのできる、小型で実装および製造の容易な分波器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
図１Ａは、本発明の導波管型誘電体フィルタの一実施形態を示す斜視図である。
図１Ｂは、図１Ａの導波管型誘電体フィルタの分解斜視図である。
図２Ａは、本発明の導波管型誘電体フィルタの入出力電極構成部の一形態を示す斜視図である。
図２Ｂは、本発明の導波管型誘電体フィルタの入出力電極構成部の一形態を示す斜視図である。
図２Ｃは、本発明の導波管型誘電体フィルタの入出力電極構成部の一形態を示す斜視図である。
図３Ａは、本発明の導波管型誘電体フィルタの入出力電極構成部の一形態を示す図である。
図３Ｂは、本発明の導波管型誘電体フィルタの入出力電極構成部の一形態を示す図である。
図３Ｃは、本発明の導波管型誘電体フィルタの入出力電極構成部の一形態を示す図である。
図３Ｄは、本発明の導波管型誘電体フィルタの入出力電極構成部の一形態を示す図である。
図３Ｅは、本発明の導波管型誘電体フィルタの入出力電極構成部の一形態を示す図である。
図３Ｆは、本発明の導波管型誘電体フィルタの入出力電極構成部の一形態を示す図である。
図４Ａは、本発明の導波管型誘電体フィルタの共振器の共振モードを説明する電磁界分布の模式図である。
図４Ｂは、本発明の導波管型誘電体フィルタの共振器の共振モードを説明する電磁界分布の模式図である。
図４Ｃは、本発明の導波管型誘電体フィルタの共振器の共振モードを説明する電磁界分布の模式図である。
図５は、本発明の導波管型誘電体フィルタの動作を説明するための共振モードをパラメータとする共振器ｂ寸法と共振周波数との関係を示す図である。
図６は、本発明の一つの誘電体ブロック内に形成された導波管型誘電体フィルタの一実施形態を示す斜視図である。
図７Ａは、本発明の導波管型誘電体フィルタを導波管型空洞共振器で構成した一実施形態を示す斜視図である。
図７Ｂは、図７ＡのＢ部分の拡大図である。
図８は、本発明の導波管型誘電体フィルタの別の一実施形態を示す斜視図である。
図９は、図８の誘電体フィルタの入出力電極構成部を示す図である。
図１０は、図８の誘電体フィルタを基板に実装した一実施形態を示す斜視図である。
図１１は、図１０の基板実装誘電体フィルタの特性図である。
図１２は、本発明の導波管型誘電体フィルタの別の一実施形態を示す斜視図である。
図１３は、図１２の誘電体フィルタの特性図である。
図１４は、本発明の導波管型誘電体フィルタの別の一実施形態を示す斜視図である。
図１５は、図１４の誘電体フィルタの入出力電極構成部を示す図である。
図１６は、図１４の誘電体フィルタの特性図である。
図１７Ａは、本発明の導波管型誘電体分波器の一実施形態を示す斜視図である。
図１７Ｂは、図１７Ａの導波管型誘電体分波器を示す分解斜視図である。
図１８Ａは、本発明の導波管型誘電体分波器の入出力電極構成部の一形態を示す斜視図である。
図１８Ｂは、本発明の導波管型誘電体分波器の入出力電極構成部の一形態を示す斜視図である。
図１８Ｃは、本発明の導波管型誘電体分波器の入出力電極構成部の一形態を示す斜視図である。
図１９Ａは、本発明の導波管型誘電体分波器の入出力電極構成部の他の形態を示す図である。
図１９Ｂは、本発明の導波管型誘電体分波器の入出力電極構成部の他の形態を示す図である。
図１９Ｃは、本発明の導波管型誘電体分波器の入出力電極構成部の他の形態を示す図である。
図１９Ｄは、本発明の導波管型誘電体分波器の入出力電極構成部の他の形態を示す図である。
図１９Ｅは、本発明の導波管型誘電体分波器の入出力電極構成部の他の形態を示す図である。
図１９Ｆは、本発明の導波管型誘電体分波器の入出力電極構成部の他の形態を示す図である。
図２０Ａは、第２及び第３の導波管型誘電体共振器が複数の共振器からなる分波器の一実施形態を示す斜視図である。
図２０Ｂは、図２０Ａの分波器の分解斜視図である。
図２１は、本発明の分波器を１つの誘電体ブロックで構成した一実施形態を示す斜視図である。
図２２は、本発明の分波器の一実施例の説明図である。
図２３Ａは、本発明の導波管型誘電体共振器の一実施形態の入出力電極構成部を示す説明図である。
図２３Ｂは、本発明の導波管型誘電体共振器の一実施形態の入出力電極構成部を示す説明図である。
図２３Ｃは、本発明の導波管型誘電体共振器の一実施形態の入出力電極構成部を示す説明図である。
図２４Ａは、図２２の分波器の周波数特性図である。
図２４Ｂは、図２２の分波器の周波数特性図である。
図２４Ｃは、図２２の分波器の周波数特性図である。
図２５は、従来の分波器の一例を示す斜視図である。 Technical field
The present invention relates to a dielectric filter, and more particularly to a dielectric filter used in a communication device or the like in a microwave band or a millimeter wave band.
The present invention further relates to a duplexer, and more particularly to a small duplexer used for a small communication device suitable for use in a high frequency band such as a microwave band or a millimeter wave band.
Background art
Along with the spread of mobile communication devices such as mobile phones, the frequency has been increased due to an increase in the amount of information. On the other hand, products that support multiple systems with different communication frequency bands in one model have become common. Have been doing. For example, in Europe, there are mobile phones compatible with both the GSM (Global System for Mobile Communication) and DCS (Digital Communication System) systems, and in the United States, AMPS (Advanced Mobile Phone System (PC System Co)). ) And mobile phones compatible with both systems. In the future, with the advancement of communication devices, it is expected that communication devices that simultaneously use a plurality of frequency bands and that support higher frequencies will be compatible with GPS (Global Positioning System) and Bluetooth other than mobile phones.
In a communication device that handles a plurality of communication frequencies, special parts corresponding to the communication devices are required. For example, the same applies to signal filters (filters) and demultiplexers used in microwave high-frequency circuits. For example, only two arbitrary waves can be extracted from many signal radio waves, and they can be demultiplexed. It may be necessary. However, at present, there are not many types of small filters and duplexers that allow easy frequency selection.
Currently, filters used in microwave communication circuits include dielectric coaxial filters using dielectric coaxial resonators, dielectric multilayer filters configured by laminating dielectric materials and electrodes, or surface acoustic waves. There is a SAW filter using However, these are manufactured mainly for the purpose of extracting signals in one frequency band with one filter.
The basic principle of the dielectric coaxial filter is that the resonance frequency is determined by the axial length of the resonator. Therefore, the frequency that can be handled by one dielectric coaxial filter is (2n + 1) × λ / 4 of the resonance frequency wavelength (λ). It is limited to the vicinity of discrete frequencies determined by (n: integer). In addition, since the resonant frequency is determined by the resonator axial length, in the microwave band and millimeter wave band, even if a low dielectric constant material is used, the axial length is shortened to ensure a practical size. In addition, it becomes difficult to strictly control the electromagnetic coupling.
In the multilayer filter, there are a small filter such as a low-pass filter or a high-pass filter as a filter for extracting signals in a plurality of frequency bands. However, since these filters cannot block signal components in a frequency band lower or higher than the intended frequency band, it is necessary to provide a separate band pass filter in the subsequent stage. In addition, when the frequency is increased, since it is made of a low dielectric constant material, an increase in unnecessary signal paths between circuits and an element value constituting the circuit become small, which makes designing and manufacturing difficult.
Since the SAW filter is a small bandpass filter, the passband filter can be configured with a small circuit for a plurality of frequency bands. However, it is difficult to set a plurality of passbands with one filter. In addition, because the surface acoustic wave resonance is excited by the comb-shaped electrode, there is a limit in terms of microfabrication technology for high frequency, and energy is concentrated on a fine electrode pattern, so it cannot withstand large input power. was there.
As described above, in the prior art, it is not easy to configure a small filter that can cope with a higher frequency and has a pass band for a plurality of frequency bands.
In addition, a cellular phone, which is currently a major communication device in the microwave frequency band, is mainly a multilayer diplexer in which a dielectric material and an electrode pattern are laminated and a low-pass filter and a high-pass filter are integrated. It is used for. In the millimeter wave band, a duplexer using a waveguide cavity resonator is used.
A laminated diplexer mainly used in the microwave frequency band realizes a small element by alternately laminating a dielectric material sheet having a low dielectric constant and a circuit electrode pattern layer. However, there is a problem in that the use of a low dielectric constant material increases the influence of the electromagnetic field between the circuits and makes it difficult to isolate the circuits for higher frequencies. That is, for the stacking direction, it is possible to relatively ensure isolation between circuits by inserting a ground electrode between layers, but isolation between circuits existing in the same layer can be achieved through through holes. It is difficult to ensure good isolation because only partial removal is required. In addition, parasitic components cannot be ignored in the individual inductance elements and capacitor elements constituting the circuit, and it becomes difficult to achieve the desired electrical characteristics. Furthermore, it has the disadvantage that it cannot withstand large input power.
On the other hand, as a duplexer using a waveguide type dielectric resonator, there is one described in JP-A-10-173407. One example is shown in FIG. This has a structure in which a plurality of waveguide filters are connected via a common waveguide, and the common waveguide is used as an inlet for various frequencies. Further, a coaxial connector is embedded in the dielectric block for input / output. For this reason, the shape of the branching filter becomes large, the manufacturing is complicated, and since a coaxial connector or the like is used, mounting on a substrate is difficult. Note that the reference numerals shown in FIG. 25 are those used in the description of JP-A-10-173407, and are not related to the reference numerals used in the description of the drawings of the present invention below.
Disclosure of the invention
The present invention has been made in view of the above problems, and one object of the present invention is to provide a practical waveguide type dielectric that can form a plurality of arbitrary frequency bands in the microwave band and the millimeter wave band. To provide a filter.
Another object of the present invention is to provide a small-sized duplexer that can take out and demultiplex signals of two frequencies in the microwave band and the millimeter wave band and is easy to mount and manufacture.
According to the present invention, the object as described above is achieved.
A plurality of dielectric resonators arranged in a line, each of the dielectric resonators having a ground electrode formed on at least a part of the surface of the dielectric block; A filter,
Any one of the plurality of dielectric resonators is formed with an input / output electrode configuration portion located on a surface along the arrangement direction of the dielectric resonators,
The input / output electrode component has a short-circuit point connected to the ground electrode on a surface along the arrangement direction and extends in a plane along the arrangement direction; and The dielectric block exposed portion located between the portion other than the short circuit point and the ground electrode,
A waveguide-type dielectric filter, characterized in that a coupling portion for coupling adjacent ones of the plurality of dielectric resonators is provided;
Is provided.
The input / output electrodes preferably have a length in a plane along the arrangement direction of ½ or less of the dimension of the dielectric resonator in the extending direction.
In one aspect of the present invention, the input / output electrode component is formed in dielectric resonators at both ends of the array of the dielectric resonators. In one aspect of the present invention, the input / output electrode component is continuously formed from a surface along the arrangement direction to an adjacent surface sharing an edge with the surface. In one embodiment of the present invention, the input / output electrodes are continuously formed from a surface along the arrangement direction to an adjacent surface sharing an edge with the surface. In the aspect of the invention, the input / output electrode extends in the arrangement direction or a direction orthogonal to the arrangement direction in a plane along the arrangement direction.
In one aspect of the present invention, each of the dielectric resonators is configured by using individual dielectric blocks, and adjacent ones of the dielectric resonators face each other on the surfaces of the dielectric blocks. The joint is formed on the surface of the opposing dielectric block. In one embodiment of the present invention, the coupling portion is constituted by a portion where the ground electrode is not formed on the surface of the individual dielectric block. In the aspect of the invention, the plurality of dielectric resonators are configured using a common dielectric block, and the coupling portion is formed in the common dielectric block. In one embodiment of the present invention, the coupling portion is formed by forming a through hole or a notch in the dielectric block.
Furthermore, according to the present invention, the object as described above is achieved.
A waveguide-type dielectric filter having an input / output electrode configuration part composed of an input / output electrode and a dielectric exposed part in contact with the input / output electrode, a ground electrode, and a coupling part,
The ground electrode is formed on a surface of the dielectric excluding the input / output electrode component and the coupling portion, and the input / output electrode component is formed on a side surface parallel to the signal traveling direction of the filter. A waveguide-type dielectric filter characterized in that the input / output electrode has a structure extending in a band shape from an input / output point of an external signal and having the other end short-circuited to the ground electrode;
Is provided.
In the present invention, the input / output electrode constituting portion is formed in a strip shape in the side surface from the edge of the side surface in the in-plane direction, and the input / output electrode separates the dielectric exposed portion from the edge. The input / output point located in the horizontal direction extends in the in-plane direction, and the other end is short-circuited to the ground electrode. Further, in the present invention, the input / output electrode constituent part is formed in a strip shape continuously from the side surface and a surface adjacent to the side surface, and the input / output electrode forms a boundary with the surface of the side surface. It may have a structure that extends in the in-plane direction of the side surface from the input / output point located at the edge and short-circuited at the other end to the ground electrode. In the present invention, both of the input / output electrode component and the input / output electrode may be continuously formed in a strip shape on the side surface and a surface adjacent to the side surface.
In the present invention, the waveguide type dielectric filter has a structure in which a plurality of dielectric blocks are coupled by the coupling portion, or has a structure in which the coupling portion is formed in one dielectric block. It can be. In the present invention, the input / output electrodes may be provided on the mounting surface of the substrate.
In the present invention, two passbands can be formed by a combination of two resonance modes of the TE mode having the lowest resonance frequency and the other TE modes, or TEs other than the TE mode having the lowest resonance frequency can be formed. The resonant frequency of the mode can be used as the passband. The present invention includes the case where the dielectric is air.
Furthermore, according to the present invention, the object as described above is achieved.
A first waveguide type dielectric resonator that excites a resonance mode that forms a first frequency band and a resonance mode that forms a second frequency band, and the first waveguide type dielectric resonator And a second waveguide type dielectric resonator that excites a resonance mode that forms the first frequency band, and is coupled to the first waveguide type dielectric resonator and the second A third waveguide type dielectric resonator that excites a resonance mode that forms a frequency band of the first waveguide type dielectric resonator, the first waveguide type dielectric resonator, and the second waveguide type dielectric resonator. Each of the resonator and the third waveguide type dielectric resonator is a duplexer including a ground electrode formed on at least a part of the surface of the dielectric block,
The first waveguide dielectric resonator excludes the coupling surface with the second waveguide dielectric resonator and the coupling surface with the third waveguide dielectric resonator. The input / output electrode configuration part located on the side is formed,
The input / output electrode component includes an input / output electrode having a short-circuit point connected to the ground electrode on the side surface and extending into the side surface, a portion of the input / output electrode other than the short-circuit point, and the ground electrode A duplexer characterized by comprising a dielectric block exposed portion located between
Is provided.
In one aspect of the present invention, the input / output electrode has a length within the side surface that is less than or equal to ½ of the dimension of the first waveguide dielectric resonator in its extending direction.
In one aspect of the present invention, the input / output electrode component is formed continuously from the side surface to another side surface that shares an edge with the side surface and is adjacent thereto. In one embodiment of the present invention, the input / output electrode is continuously formed from the side surface to an adjacent surface sharing an edge with the side surface.
In one aspect of the present invention, the first waveguide-type dielectric resonator, the second waveguide-type dielectric resonator, and the third waveguide-type dielectric resonator are separate dielectrics. Constructed using blocks, adjacent ones are joined so that the surfaces of the dielectric blocks face each other, and are joined via a joint formed on the surfaces of the opposing dielectric blocks. ing. In one embodiment of the present invention, the coupling portion is constituted by a portion where the ground electrode is not formed on the surface of the individual dielectric block.
In one aspect of the present invention, the first waveguide-type dielectric resonator, the second waveguide-type dielectric resonator, and the third waveguide-type dielectric resonator are a common dielectric. It is configured using a block, and is coupled via a coupling portion formed in the common dielectric block. In one embodiment of the present invention, the coupling portion is formed by forming a through hole or a notch in the dielectric block. In one embodiment of the present invention, at least one of the second waveguide type dielectric resonator and the third waveguide type dielectric resonator is formed by coupling a plurality of resonators. It is made up of filters.
Furthermore, according to the present invention, the object as described above is achieved.
A resonance mode that has a first input / output electrode that inputs and outputs signals in at least two frequency bands including the first frequency band and the second frequency band and that forms at least the first and second frequency bands is excited. A first waveguide type dielectric resonator and a second input / output electrode for inputting / outputting a signal in the first frequency band, and a resonance mode forming the first frequency band is excited. A second waveguide type dielectric resonator, and a third input / output electrode for inputting / outputting a signal of the second frequency band, and a resonance mode for forming the second frequency band is excited. A third waveguide type dielectric resonator, wherein the first waveguide type dielectric resonator and the second waveguide type dielectric resonator are the first waveguide type dielectric resonator and the first waveguide type dielectric resonator. The first waveguide type dielectric resonator and the third waveguide type dielectric resonator are joined so as to couple signals in a frequency band. Duplexer, characterized in that it is joined to combine the signals of the second frequency band,
Is provided.
In the present invention, the first waveguide dielectric resonator has a first input / output electrode configuration comprising the first input / output electrode and a dielectric exposed portion in contact with the first input / output electrode. Part, a ground electrode, and a coupling part, wherein the ground electrode is formed on the dielectric surface excluding the first input / output electrode constituting part and the coupling part, and the first input / output electrode is It may have a structure that extends in a strip shape from the input / output point of the external signal and that the other end of the input / output electrode is short-circuited to the ground electrode.
In the present invention, the first frequency band and the second frequency band are divided into two resonance modes, a TE mode having the lowest resonance frequency of the first waveguide type dielectric resonator and another TE mode. Can be formed. In the present invention, at least one of the second waveguide dielectric resonator and the third waveguide dielectric resonator forms a filter in which a plurality of resonators are coupled. Can be. In the present invention, the first waveguide type dielectric resonator, the second waveguide type dielectric resonator, and the third waveguide type dielectric resonator are included in one dielectric block. It can be formed.
The dielectric filter according to the present invention as described above is a waveguide having an input / output electrode configuration portion including an input / output electrode and a dielectric exposed portion in contact with the input / output electrode, a ground electrode, and a coupling portion of a plurality of resonators. In the tube-type dielectric filter, the ground electrode is formed on the dielectric surface excluding the input / output electrode constituent part and the coupling part, and the input / output electrode constituent part is an arrangement direction of the plurality of resonators. The filter is formed in a side surface parallel to the signal traveling direction of the filter, and the input / output electrode extends in a band from the input / output point of the external signal, and has the structure in which the other end of the input / output electrode is short-circuited to the ground electrode. It is possible to excite two or more resonance modes at the same time with one input / output electrode, thereby obtaining a filter having a plurality of pass bands. The frequencies of the two passbands can be arbitrarily adjusted.
The duplexer according to the present invention as described above is characterized in that it uses a structure of an input / output electrode configuration part capable of causing resonance in at least two modes and a waveguide type dielectric resonator. As a result, since the signal can be narrowed down to a specific resonance frequency band in the first dielectric resonator to which the signal is input, an extra waveguide is not required, and the signal in two frequency bands is demultiplexed and compact. Thus, a duplexer that can be easily mounted can be obtained.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a dielectric filter and a duplexer according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In each embodiment, the same parts and the same parts are denoted by the same reference numerals.
FIG. 1A is a perspective view of one embodiment of a waveguide type dielectric filter according to the present invention as viewed obliquely from below (that is, from the mounting surface side). FIG. 1B is an exploded perspective view thereof. 1B shows a state before assembly, and FIG. 1A shows a state after assembly. The dielectric filter 1 of the present embodiment has a form in which a plurality of dielectric resonators 2 are arranged and coupled in a line. Each dielectric resonator 2 has a rectangular parallelepiped-shaped dielectric block (that is, a dielectric having a block shape) partially provided with a conductive film (that is, metallized). On the joint surface to be joined to the dielectric resonator, a coupling portion 3 composed of a portion not provided with a conductor film (that is, a non-metalized portion) is formed.
In the present embodiment, a waveguide type dielectric filter in which a plurality of dielectric resonators 2 are connected is illustrated, and there is an advantage that the degree of freedom in design is large because a combination of a plurality of members is used. On the other hand, a waveguide type dielectric filter having a structure in which a coupling portion is formed in one dielectric block as described later may be used. This waveguide type dielectric filter is advantageous in that the number of parts is small, so that it is excellent in mass productivity, and there is no bonding portion, so there is little loss.
The waveguide-type dielectric filter 1 has an input / output electrode configuration part 6 including an input / output electrode 5 and a dielectric block exposed part 4 in contact with the input / output electrode 5, a ground electrode 8, and a coupling part 3. The ground electrode 8 is formed on the surface of the dielectric block excluding the input / output electrode constituting portion 6 and the coupling portion 3, and the input / output electrode constituting portion 6 has a signal traveling direction (dielectric material) of the filter 1. It is formed in an arbitrary side parallel to the direction of the arrangement of the resonators 2 (shown by arrows in FIG. 1A). In particular, in this embodiment, the input / output electrode component 6 is formed so as to extend in a band shape in one direction within the side surface from an arbitrary edge of the side surface, and further on a surface adjacent to the side surface. It is continuously formed to extend to. The input / output electrode 5 extends in a strip shape in the same direction as the input / output electrode component 6 from the input / output point (actually linear) 20 of the external signal within the side surface, The other end is short-circuited to the ground electrode 8 at a short-circuit point (actually linear) 7. The length of the input / output electrode 5 in the side surface is ½ or less of the dimension of the resonator 2 (that is, the dimension in the arrangement direction of the dielectric resonators 2) in the extending direction (signal traveling direction). Is preferred. The input / output electrode 5 is further continuously extended from the input / output point 20 of the external signal to a surface adjacent to the side surface. The input / output electrode configuration section 6 as described above is formed in the resonators at both ends of the resonator array.
In the present embodiment, the input / output point 20 of the external signal, which is the position of signal transmission / reception with the external circuit in the input / output electrode 5, assumes the edge of the side surface on which the input / output electrode 5 is formed, The input / output electrode 5 has a structure extending in the in-plane direction from the edge of the side surface, and the other end of the input / output electrode is short-circuited to the ground electrode 8. However, the input / output point of the external signal can be freely changed by changing the connection method or connection point with the external circuit, and is not limited to this.
In the embodiment of FIG. 1, the input / output electrode component 6 is formed on a lower surface (a mounting surface on the mounting substrate) 9, and the side surface (mounting surface) 9 on which the input / output electrode component 6 is formed. In this example, a part of the input / output electrode component 6 is extended to the adjacent surface sharing the edge. A dielectric block exposed portion 4 is formed around the portion of the input / output electrode 5 other than the short-circuit point 7, thereby ensuring insulation from the ground electrode 8.
As an embodiment for forming the input / output electrode constituting section 6 and the input / output electrode 5, the ones as shown in FIGS. 2A to 2C including the above-described embodiment are exemplified. 2A to 2C illustrate a dielectric resonator in which input / output electrodes of a waveguide-type dielectric filter are formed (that is, a dielectric resonator positioned at the end of the dielectric resonator array). In FIG. 2A, the input / output electrode component 6 is formed in a band shape extending in an arbitrary direction from an arbitrary edge of the side surface in an arbitrary side surface parallel to the traveling direction of the signal of the filter, In this embodiment, the input / output electrode 5 extends in one direction in the side surface from a position separating the dielectric block exposed portion 4 from the edge, and the other end is short-circuited to the ground electrode 8. In FIG. 2B, the input / output electrode constituting section 6 is continuously formed in a strip shape over an arbitrary side surface parallel to the signal traveling direction of the filter and a surface adjacent to the side surface. This is an embodiment having a structure that extends from the edge of the side surface in one direction in the side surface and the other end is short-circuited to the ground electrode 8. In FIG. 2C, the input / output electrode constituting section 6 and the input / output electrode 5 are both formed in a continuous belt shape over any side surface parallel to the signal traveling direction of the filter and a surface adjacent to the side surface. It is one embodiment.
The surface of the dielectric block or the surface of the dielectric resonator 2 that forms the input / output electrode components and the input / output electrodes may be any side surface parallel to the signal traveling direction of the filter, and is shown in FIG. It is not limited to the lower surface (mounting surface), and may be an upper surface facing the lower surface, or a surface adjacent to the upper surface and the lower surface and parallel to the signal traveling direction. Moreover, you may form ranging over two surfaces of those surfaces and the surface adjacent to it.
As the structure of the input / output electrode, any structure may be used as long as it has a structure extending in a band shape from the input / output point of the external signal within the side surface and the other end of the input / output electrode short-circuited to the ground electrode. Several input / output electrode structures, such as those shown in FIGS. 3A-3F, are illustrated. 3A to 3F illustrate one side of the dielectric resonator at the end of the dielectric resonator array of the waveguide type dielectric filter having a structure in which a plurality of dielectric resonators are coupled, The upper part is shown as the end face of the dielectric filter. That is, in FIGS. 3A to 3F, the resonator arrangement direction is the vertical direction. However, the electrode pattern shown in FIG. 3 may be an electrode pattern rotated 90 degrees right or left.
3A shows a structure similar to FIG. 2B, and FIG. 3B shows a structure similar to FIG. 2A. FIG. 3C shows a structure in which the input / output point 20 is located at the center of the side surface. FIG. 3D shows a structure in which the input / output electrode 5 has a narrow bypass portion 5 ′ for grounding to the ground electrode 8 in the middle of its length. FIG. 3E shows a structure in which the input / output electrode 5 has two short-circuit points 7 at both ends and an input / output point 20 in the center. FIG. 3F shows a structure in which the input / output electrode 5 branches into two in the middle and has two short-circuit points 7.
With such an input / output electrode configuration, a dielectric filter having two or more resonance peaks can be obtained. For example, a filter having two resonance peaks such as a resonance peak due to the TE101 mode and a resonance peak due to the TE110 mode may be used.
Next, the relationship between the resonance mode and the resonance frequency of the dielectric filter of the present invention will be described with reference to the drawings.
4A to 4C are schematic diagrams showing each resonance mode and its electromagnetic field distribution. 4A to 4C, a signal traveling direction in the resonator indicated by a dotted line is a c-axis, a direction perpendicular to the c-axis and parallel to the mounting surface of the resonator is an a-axis, and perpendicular to the c-axis and the a-axis. The direction is the b axis. That is, the ac surface is the mounting surface. The TE101 mode has a constant electric field intensity E in the b-axis direction and a magnetic field distribution H parallel to the ac plane. The TE011 mode has an electric field distribution E parallel to the a-axis and a magnetic field component H parallel to the bc plane. The TE110 mode has an electric field distribution E parallel to the c-axis and a magnetic field component H parallel to the ab plane.
The resonance frequency of these modes is an amount that depends on the shape and size of the resonator. In FIG. 5, the resonance frequency of each resonance mode of TE110, TE101, and TE202 when the length in the b-axis direction is changed to 6.0 mm in the a-axis direction and 6.0 mm in the c-axis direction is calculated. An example is shown.
As can be seen from FIG. 5, the resonance frequency of the TE101 mode is -constant without depending on the length in the b-axis direction. On the other hand, for example, the resonance frequency of the TE110 mode changes depending on the length in the b-axis direction, and the resonance frequency increases as the length in the b-axis direction becomes shorter. Therefore, the resonator is first designed by adjusting the lengths in the a and c axis directions so as to obtain a predetermined resonance frequency in the TE101 mode, and then the thickness (b axis) so as to obtain the other desired resonance frequency. If the length in the direction is adjusted, a resonator having any two resonance frequencies can be obtained.
By utilizing the structure of the input / output electrode portion of the present invention, it is possible to form several such TE modes, and a dielectric resonator having any two resonance frequencies at the same time is used as described above. It is possible to configure a dielectric filter.
In the embodiment of FIG. 1, the example in which the input / output electrode component 6 is formed on the lower surface (the mounting surface on the substrate) is shown. Even if it is formed on the other two surfaces parallel to the traveling direction of the signal, two resonance peaks can be set similarly.
If the input / output electrodes are formed on the surface facing the mounting surface (that is, the surface opposite to the mounting surface), connection to the outside by wire bonding is easy. In addition, when the input / output electrodes are formed on the mounting surface, a special metal fitting for drawing out is not required and mounting is further facilitated.
Further, the input / output electrode component 6 and the input / output electrode 5 may be formed on only one arbitrary side surface parallel to the signal traveling direction of the filter 1 (FIG. 2A), as shown in FIG. 2B. In addition, the input / output electrode component 6 may be partially extended to another surface sharing the edge of the surface on which the input / output electrode 5 is formed. As a result, the input / output electrode 5 can be formed to extend to the edge of the side surface, and when the dielectric filter is mounted by being electrically connected to the mounting substrate with solder or the like, the soldering condition is visually observed from the outside. This is advantageous in manufacturing. Further, as shown in FIG. 2C, when the input / output electrode 5 is also formed so as to extend over two surfaces sharing the edge, the input / output electrode portion extended from the mounting surface is mounted on the substrate. It is possible to adjust the input / output coupling (VSWR) by shaving later.
Next, an embodiment in which a dielectric filter suitable for high frequency is constructed using the structure of the input / output electrode portion of the present invention will be described.
A dielectric block constituting a dielectric filter used from microwaves to millimeter waves has a high frequency, and thus the size is unavoidable. Therefore, there are problems that processing accuracy becomes severe and handling becomes difficult. Therefore, in the waveguide type dielectric resonator according to the present invention, for example, when a band-pass filter is configured with TE110, which is the second highest resonance frequency mode, a frequency having a frequency that could not be obtained conventionally without miniaturization. The characteristics can be realized with a filter element having the same size as before. In the embodiment of the present invention, since the higher-order mode can be easily excited, it is possible to set a passband at a high frequency even with an element having the same size as the conventional one, and it can be used from microwave to millimeter wave. A dielectric filter having a size of can be formed.
The waveguide dielectric resonator of the present invention can also be configured using one dielectric block as shown in FIG. For example, a plurality of resonators are formed by forming through holes 17 or notches (grooves) covered with a conductor (that is, metallized) in one dielectric block 16, and the resonators are formed. The coupling part 3 may be formed between them to form an electromagnetic field coupling. The coupling portion 3 is formed as a portion in which the cross-sectional area of the dielectric block is reduced by forming the through hole 17 and the notch in the dielectric block. Input / output electrodes 5 and dielectric block exposed portions 4 are formed at both ends of the filter (that is, both ends of the dielectric block). In this embodiment, since the waveguide type dielectric resonator is formed by one dielectric block 16, the number of components is small, the mass productivity is excellent, and there is no bonding portion, so that there is an advantage that the loss is small.
In the present invention, the dielectric block constituting the dielectric resonator is not limited to one made of dielectric ceramics, and one made of a dielectric having a low dielectric constant such as air can be used. In this case, the resonator is a waveguide-type cavity resonator. One embodiment is shown in FIGS. 7A and 7B. In this case, a housing 13 with a notch 15 is formed using a metal plate or the like at a position corresponding to an electrode other than the mounting surface when ceramics is used as the dielectric material, and the mounting surface electrode 14 including the input / output electrodes is formed. Is formed on the mounting substrate 11, and the case is covered with the mounting substrate and integrated to form a waveguide cavity resonator. The input / output electrodes are connected to the external signal line 10. By using air as the dielectric, it is possible to suppress the dielectric constant and solve the problem when the filter becomes too small as the frequency increases.
As described above, the dielectric block referred to in the present invention includes those made of air in a space region defined by the housing and the mounting substrate.
Hereinafter, embodiments of the dielectric filter of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 8 shows a filter 1 configured by connecting two waveguide type dielectric resonators 2. Each dielectric resonator 2 has a relative dielectric constant εrA dielectric block having a shape of 6.0 × 6.0 × 3.0 mm made of = 37 material was prepared, and a conductive film was formed on the surface of the block with a silver paste. The electromagnetic field coupling between the resonators was set so as to obtain an appropriate coupling strength by partially peeling off the conductive film on the resonator junction surface to partially expose the dielectric block. Further, as shown in FIG. 8, the input / output electrode component 6 was formed on the mounting surface 9 and a part of the side surface adjacent thereto. As shown in FIG. 9, the input / output electrode 5 has a dielectric block exposed portion 4 formed around the input / output electrode 5 and one end connected to a conductor (ground electrode) 8 that covers the surface of the dielectric block. The structure is 7. The electrode width W was 1.2 mm, the electrode length L was 1.5 mm, and the side gap width G was 1.0 mm. The input / output electrode 5 formed on the mounting surface 9 is formed up to the edge of the mounting surface 9, so that the input / output electrode 5 and the conductor covering the surface are not short-circuited. Part of the body was removed and exposed. Note that the end of the input / output electrode 5 opposite to the short-circuit point with the ground electrode 8 may be extended to another side surface. For example, as shown in FIG. May be extended in a plane adjacent to the mounting surface 9. With such a shape, the electrical characteristics after surface mounting can be easily adjusted, and the solder joints at the time of mounting can be visually checked to improve reliability. FIG. 10 shows a perspective view of the dielectric filter 1 mounted on the mounting substrate 11. In FIG. 10, reference numeral 10 denotes an external signal line, and reference numeral 12 denotes a solder joint.
The electrical characteristics were measured by soldering the input / output electrodes 5 to the external signal line 10 of the mounting substrate 11 and setting the conductive film (ground electrode) 8 covering the waveguide resonator as the ground potential. FIG. 11 shows the electrical characteristics of the surface-mounted filter as described above. Two peaks are formed: a resonance peak due to the TE101 mode and a resonance peak due to the TE110 mode (estimation). Center frequency f of the resonance frequency by TE101 which is the lowest resonance frequency mode in the waveguide resonator.0Is 5.27 GHz, and the center frequency f of the resonance frequency by the TE110 mode (estimation)0Was 6.65 GHz.
FIG. 12 shows a structure in which three waveguide-type dielectric resonators 2 are connected in a line, and input / output electrode components similar to those in FIG. 9 are formed in the resonators 2 at both ends. This is an example in which two modes (estimation) are excited and a band-pass filter is configured. FIG. 13 shows the electrical characteristics. Two peaks are formed: a resonance peak due to the TE101 mode and a resonance peak due to the TE110 mode (estimation). The center frequency f of TE101 which is the mode with the lowest resonance frequency in the waveguide resonator.0Is 4.91 GHz and the center frequency f of the resonance frequency by the TE110 mode (estimation)0Was 6.42 GHz. Thus, even if the number of waveguide resonators increases, a band pass filter can be configured.
FIG. 14 is a perspective view of a waveguide type dielectric filter that actively uses a mode having a high resonance frequency, which is another embodiment of the present invention. A filter was constructed by connecting two waveguide type dielectric resonators. Dielectric constant εrA dielectric block having a shape of 6.0 × 6.0 × 3.0 mm made of = 37 material was prepared, and a conductive film was formed on the surface of the block using a silver paste. The electromagnetic field coupling between the resonators was set so as to obtain an appropriate coupling strength by partially peeling off the conductive film on the joint surface of the resonators to expose the dielectric block. As shown in FIG. 15, the shape of the input / output electrode is such that a strip-like input / output electrode component 6 is formed on the end mounting surface of the dielectric block, the input / output electrode 5 is formed in the input / output electrode component, One end of the input / output electrode is connected to a conductor (ground electrode) 8 that covers the surface of the dielectric resonator 2. The electrode width W = 3.6 mm, the electrode length L1 = 1.1 mm, L2 = 0.9 mm, the side gap width G1 = 0.6 mm, and G2 = 1.2 mm. The tip of the input / output electrode 5 formed on the mounting surface extends to the edge of the mounting surface, and is adjacent to the end of the input / output electrode via the edge so as not to short-circuit the conductor covering the dielectric block surface. A part of the conductor on the surface was removed to expose a part of the surface. FIG. 16 shows the frequency characteristics of this filter. Two peaks, a resonance peak due to the TE101 mode and a resonance peak due to the TE110 mode (estimation), are formed, and it was possible to obtain frequency characteristics that made the resonance peak due to the TE110 mode (estimation) stand out.
If the resonance frequency obtained in the TE110 mode (estimation) is to be obtained in the TE101 mode, the size of the dielectric is reduced to about ¾ in this case. Although the problem that it is severe and difficult to handle arises, such a problem can be avoided by using a filter that uses a high frequency resonance frequency band such as the TE110 mode (estimation).
Next, an embodiment of the waveguide type duplexer of the present invention will be shown.
FIG. 17A is a perspective view of the first embodiment of the waveguide duplexer of the present invention, and FIG. 17B is an exploded perspective view thereof. In the duplexer 31 of the present embodiment, the first waveguide type dielectric resonator 40 in which the resonance modes that form at least two frequency bands are excited, and the resonance that forms the first frequency band that is joined thereto. It is composed of a second waveguide type dielectric resonator 50 in which a mode is excited and a third waveguide type dielectric resonator 60 in which a resonance mode forming a second frequency band is excited. . In each dielectric resonator, coupling portions 46 and 56 (including those not shown) for coupling electromagnetic waves are formed on the joint surfaces of the dielectric resonators, and the dielectric block surface is non-metallized at the coupling portions. It is considered as a surface. Input / output electrode components 43, 53, and 63 are formed for inputting / outputting signals of each dielectric resonator, and each input / output electrode component is in contact with the input / output electrodes 41, 51, and 61. The dielectric block exposed portions 42, 52, and 62 are included. The dielectric blocks other than the coupling portion 36 and the input / output electrode constituting portions 43, 53, and 63 are almost entirely covered with a conductor, and a ground electrode is formed by this conductor.
That is, the second waveguide type dielectric resonator 50 is coupled to the first waveguide type dielectric resonator 40 via the coupling portion 56 and the like, and the third waveguide type dielectric resonator 50 is coupled. The resonator 60 is coupled to the first waveguide type dielectric resonator 40 via a coupling portion 46 and the like, and the resonators 40, 50, 60 have surfaces other than the coupling surfaces (coupling surfaces). Input / output electrodes 41, 51, 61 are formed on the lower surface (mounting surface) that is a surface along the direction of the resonator arrangement.
The electrode formed in the first waveguide type dielectric resonator 40 needs to have an electrode structure that induces resonance in at least two modes at the same time, but the second and third waveguide type dielectrics are required. The electrode structure of the resonators 50 and 60 is not particularly limited as long as it is an electrode structure that can extract a signal in each resonance frequency band.
The first waveguide type dielectric resonator 40 will be described in detail with reference to FIG. 18B. FIG. 18B illustrates the dielectric resonator 40 that forms the input / output electrodes of the waveguide duplexer 31. 18B, the input / output electrode configuration portion 43 is continuously formed in a band shape on the mounting surface (the lower surface in the figure) of the dielectric resonator 40 and a surface adjacent to the mounting surface. The input / output electrode extends in one direction from the edge of the mounting surface in the mounting surface, and the other end of the input / output electrode (the end opposite to the end located on the edge of the mounting surface) is short-circuited to the ground electrode 47. It is one embodiment. FIG. 18B shows the same thing as the first dielectric resonator 40 shown in FIGS. 17A and 17B in a different direction.
The first waveguide type dielectric resonator 40 includes an input / output electrode configuration part 43 including an input / output electrode 41 and a dielectric block exposed part 42 in contact with the input / output electrode 31, a ground electrode 47, and a coupling part 46. A waveguide-type dielectric resonator 40 (partially omitted), in which a ground electrode 47 is formed on the surface of the dielectric block excluding the input / output electrode constituting portion 43 and the coupling portion 46, The writing output electrode constituting portion 43 is formed in a surface (lower surface in the drawing) in contact with the substrate mounting surface of the resonator 40. In particular, in the present embodiment, the input / output electrode configuration portion 43 is formed in a band shape in an in-plane direction from an arbitrary edge of the surface, and further extends from the edge to a surface adjacent to the surface. It is formed continuously. The input / output electrode 41 has a structure extending from the input / output point 44 of the external signal in a band shape, and the other end of the input / output electrode is short-circuited to the ground electrode 47 at the short-circuit point 45. The input / output point 44 of the external signal can be freely changed by changing the connection method or connection point with the external circuit, and is not limited to this. A dielectric block exposed portion 42 is formed and insulated around the input / output electrode 41 other than the short-circuit point 45.
As an embodiment of the input / output electrode constituting portion 43 and the input / output electrode 41, the ones as shown in FIG. 18A and FIG. In FIG. 18A, the input / output electrode configuration portion 43 is formed in a band shape in an in-plane direction from an arbitrary end portion of the resonator 40 in the mounting surface of the resonator 40, and the input / output point 44 of the input / output electrode 41 is A structure that is set slightly inside the edge of the mounting surface and extends in the in-plane direction therefrom, and the other end of the input / output electrode (the end opposite to the input / output point 44) is short-circuited to the ground electrode It is one Embodiment which has this. FIG. 18C is an embodiment similar to the electrode arrangement shown in FIG. 18B, in which the input / output electrode 41 is also formed in a strip shape extending in the adjacent plane.
The surface on which the input / output electrode component and the input / output electrode are formed is preferably the lower surface (mounting surface) shown in FIGS. 17A and 17B in view of mounting properties. The upper surface may be the upper surface opposite to the lower surface (that is, opposite to the lower surface), or may be another surface depending on the frequency used and the shape of the resonator. Moreover, you may form over 2 surfaces of those surfaces and an adjacent surface.
As the structure of the input / output electrode portion, any structure may be used as long as it has a structure extending in a strip shape from the input / output point of the external signal and having the other end of the input / output electrode short-circuited to the ground electrode. The structure of several input-output electrodes as shown to FIG. 19A-FIG. 19F including the thing is illustrated.
19A shows a structure similar to FIG. 18B, and FIG. 19B shows a structure similar to FIG. 18A. FIG. 18C shows a structure in which the input / output point 44 is located at the center of the side surface. FIG. 19D shows a structure in which the input / output electrode 41 has a narrow bypass portion 41 ′ for grounding to the ground electrode 47 in the middle of its length. FIG. 19E shows a structure in which the input / output electrode 5 has two short-circuit points 45 at both ends and an input / output point 44 in the center. FIG. 19F shows a structure in which the input / output electrode 41 branches into two in the middle and has two short-circuit points 45.
By adopting such an input / output electrode portion configuration, a dielectric resonator having two or more resonance modes can be obtained. For example, a resonator having two resonance modes such as a resonance mode based on the TE101 mode and a resonance mode based on the TE110 mode can be considered.
The configuration of the input / output electrode portion of the first waveguide type dielectric resonator 40 as described above is the same as that described for the waveguide type dielectric filter.
The relationship between the resonance mode and the resonance frequency of the first waveguide type dielectric resonator used in the duplexer of the present invention can be said to be the same as described with reference to FIGS. 4A to 4C. Then, the first dielectric is set so that the first and second frequency bands are two resonance modes of the TE mode having the lowest resonance frequency of the first waveguide dielectric resonator and the other TE mode. Forming a body resonator is preferable because it can form a duplexer with low loss and good separation.
By utilizing the structure of the input / output electrode part of the present invention, it is possible to form several such TE modes, and as described above, a dielectric resonator having any two resonance frequency bands is configured at the same time. Is possible.
In the embodiment of FIG. 17A and FIG. 17B, the example in which the input / output electrode configuration portion 43 is formed on the lower surface (the mounting surface on the substrate) is shown, but the input / output electrode configuration portion 43 is opposed to this. Depending on the surface to be used (the surface on the opposite side) or the other surface depending on the frequency used and the shape of the resonator, the two resonance modes can be set similarly. When the input / output electrodes are formed on the surface facing the mounting surface, connection to the outside is easy by wire bonding. When the input / output electrodes are formed on the mounting surface on the substrate, the mounting is further facilitated without the need for a special lead fitting or the like.
Further, as shown in FIG. 18A, the input / output electrode constituting portion 43 and the input / output electrode 41 may be formed only on the mounting surface of the dielectric resonator 40. However, as shown in FIG. A part of the input / output electrode component 13 may be extended to the other surface sharing the edge with the surface. As a result, the input / output electrode 41 can be formed up to the edge of the mounting surface. When the dielectric resonator is electrically connected to the substrate with solder or the like and mounted, the solder joint condition is visually confirmed from the outside. This is advantageous in manufacturing. Further, as shown in FIG. 18C, if the input / output electrode 41 is formed so as to extend to the other surface sharing the edge with the mounting surface, the extended input / output electrode portion is shaved after mounting on the substrate. Thus, the input / output coupling (VSWR) can be adjusted.
The duplexer of the present invention is configured using the first waveguide type dielectric resonator 40 as described above. Further, in the waveguide type duplexer of the embodiment of FIGS. 17A and 17B, the first waveguide type dielectric resonator 40 is connected to the second waveguide type dielectric resonator 50 and the third waveguide. The wave tube type dielectric resonator 60 is joined.
The second waveguide type dielectric resonator 50 is shaped to excite a resonance mode that forms a first frequency band that is one of the two frequency bands resonated by the first dielectric resonator 40. An input / output electrode configuration unit 53 including an electrode for electromagnetic coupling with the first dielectric resonator 40 and including an electrode for inputting and outputting the first resonance frequency band; The coupling electrode and the ground electrode formed on almost the entire surface excluding the input / output electrode component. The structure of the input / output electrode component may be an electrode structure as used in a normal dielectric filter, and is not particularly limited, but an electrode structure as used in the dielectric resonator 40 is also used. Is possible.
On the other hand, the third waveguide type dielectric resonator 60 joined to the first waveguide type dielectric resonator 40 has two frequency bands resonated by the first dielectric resonator 40. The resonance mode that forms the second frequency band, which is the other one, is adjusted to a shape to be excited, and has a coupling portion for electromagnetic coupling with the first dielectric resonator 40, An input / output electrode configuration part 63 including an electrode for inputting / outputting a signal in the second resonance frequency band, and a ground electrode formed on almost the entire surface excluding the coupling part and the input / output electrode configuration part 63. . The structure of the input / output electrode component may be an electrode structure as used in a normal dielectric filter, and is not particularly limited, but an electrode structure as used in the dielectric resonator 40 is also used. Is possible.
By using the waveguide type duplexer having the above-described configuration, the signal input from the input / output electrode 41 of the first dielectric resonator 40 is the first and the second in the first dielectric resonator. The electromagnetic wave of the first frequency band is resonated by being coupled to the second dielectric resonator through the coupling portion, and from the input / output electrode 51 of the second dielectric resonator 50. It is extracted as a signal in the first frequency band. The electromagnetic wave having the second frequency in the first dielectric resonator is coupled to the third dielectric resonator 60 through the coupling portion and resonates, and the input / output electrodes 61 of the third dielectric resonator 60 are resonated. To be output as a signal in the second frequency band.
Conversely, the first frequency band signal input from the input / output electrode 51 of the second dielectric resonator 50 and the second input from the input / output electrode 61 of the third dielectric resonator 60. A signal in the frequency band can be coupled to the first dielectric resonator 40 and used as a mixer that outputs the two signals from the input / output electrode 41 of the first dielectric resonator 40. . The duplexer of the present invention includes such a use form.
As described above, the waveguide duplexer of the present invention has a structure in which a signal of at least two specific frequency bands is selected and resonated in a waveguide portion that has been used only for conventional signal input. By forming the dielectric resonator having the electrodes, the size can be reduced and the mounting becomes easy.
In the waveguide type duplexer of the above embodiment, each of the second and / or third waveguide type dielectric resonators includes a resonator using one dielectric block. A filter structure in which resonators are coupled in two stages or more may be used. In that case, the required coupling without forming the input / output electrodes is the same shape as the resonator 50 between the dielectric resonator 40 and the dielectric resonator 50 of the waveguide type duplexer of the above embodiment. What is necessary is just to install the resonator which formed the part. The same applies to the resonator 60 side. A perspective view and an exploded perspective view of the waveguide type duplexer of this embodiment are shown in FIGS. 20A and 20B, respectively. In FIG. 20B, reference numerals 501 and 601 denote dielectric resonators similar to the dielectric resonators 50 and 60 of the waveguide type duplexer according to the embodiment of FIGS. 17A and 17B, and reference numerals 502 and 602 denote the main parts. The dielectric resonator added by embodiment of a figure is shown, and the code | symbol 46,56,66 shows a coupling part.
Further, in the waveguide type duplexer of the present invention, as shown in FIG. 21, the first, second and third waveguide type dielectric resonators are included in one dielectric block. It can also be configured. For example, a plurality of resonators 40, 50, 60 are formed by forming a through hole 70 or a notch (groove) whose surface is covered with a conductor in one dielectric block, and the resonator A coupling part may be formed between them to form electromagnetic field coupling. The coupling portion is formed as a portion in which the cross-sectional area of the dielectric block is reduced by forming the through hole 70 or the notch in the dielectric block. The input / output electrode of the present invention is formed in the first dielectric resonator at the center. Since a plurality of waveguide resonators are formed in one dielectric block, there are advantages in that the number of components is small and mass productivity is excellent, and there is no bonding portion, so there is little loss.
In the present invention, the dielectric resonator is not limited to the one using a dielectric block made of dielectric ceramics, and is a waveguide type cavity resonator using a dielectric having a low dielectric constant such as air. Also good. As described with reference to FIG. 7A and FIG. 7B above, a case is formed by using a metal plate or the like at a position corresponding to an electrode other than the mounting surface when ceramic is used as the dielectric material, The electrodes on the mounting surface including the input / output electrodes are formed on a mounting substrate, and the casing is placed on the mounting substrate to be integrated, thereby forming a waveguide-type cavity resonator. By using air as the dielectric, the dielectric constant can be kept low, and the problem that the duplexer becomes too small as the frequency increases can be solved.
In the present invention, if the second and third resonators having the same shape are used, it is possible to divide electromagnetic waves in one frequency band into two, and it can be used as a power divider for dividing power. . The duplexer of the present invention includes such a use form.
Hereinafter, embodiments of the duplexer of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
By connecting three dielectric resonators 40, 50, and 60, which are the embodiments shown in FIGS. 17A and 17B, the constructed duplexer was fabricated to have the dimensions shown in FIG. Each waveguide resonator was provided with a dielectric block made of a material having a relative dielectric constant εr = 37, and a conductive film was formed on the surface of the block using silver paste. As shown in FIG. 17B, the electromagnetic field coupling between the resonators is performed by partially peeling off the conductive film on the resonator junction surface to expose the dielectric block to form a coupling portion so that an appropriate coupling strength is obtained. It was adjusted. Further, the input / output electrode components of each of the dielectric resonators 40, 50, 60 were formed on a part of the mounting surface as shown in FIGS. 23A, 23B, and 23C. The dielectric block is exposed around the input / output electrodes of each dielectric resonator, and one end of the input / output electrode is connected to a conductor (ground electrode) that covers the surface of the dielectric resonator. In the common terminal (first input / output electrode) shown in FIG. 23A, the electrode width W = 4.0 mm, the electrode length L = 0.4 mm, and the side gap width G = 0.8 mm. In the terminal (second input / output electrode) shown in FIG. 23B, the electrode width W = 0.4 mm, the electrode length L = 1.2 mm, and the side gap width G = 0.8 mm. In the terminal (third input / output electrode) shown in FIG. 23C, electrode width W = 4.0 mm, electrode length L1 = 0.5 mm, L2 = 0.6 mm, side gap width G1 = 0.3 mm, G2 = 1. 4 mm. The other end (tip) of the input / output electrode formed on the mounting surface is located at the edge of the mounting surface, and the input / output electrode and the conductor covering the surface are not short-circuited via the mounting surface and the edge. A part of the conductor on the other adjacent surface is removed to expose the dielectric block.
The frequency characteristics of this duplexer are shown in FIGS. 24A, 24B and 24C. 24A shows frequency characteristics between the first and second input / output electrodes, FIG. 24B shows frequency characteristics between the first and third input / output electrodes, and FIG. 24C shows the second and third input / output electrodes. It is a frequency characteristic between. Of the signal components input from the first input / output electrode, the two resonance modes in the first dielectric resonator 40, that is, the first resonance mode at the resonance frequency f1 and the first resonance mode at the resonance frequency f2 (> f1). Only the two resonance modes are excited and transmitted to the second dielectric resonator 50 and the third dielectric resonator 60 through the coupling portions, respectively. Since the second dielectric resonator 50 is formed with an input / output electrode that is impedance matched to the first resonance mode, the component of the first resonance mode is generated from the input / output electrode as shown in FIG. 24A. It is taken out. On the other hand, in the third dielectric resonator 60, an input / output electrode that is impedance matched to the second resonance mode is formed. Therefore, as shown in FIG. The ingredients are taken out.
In this example, the center frequencies of the pass bands for the first and second resonance modes were f1 = 5.2 GHz and f2 = 6.7 GHz. In addition, the signal is cut off between the second input / output electrode and the third input / output electrode because the impedance matching of the input / output electrode is set to be different, and the input / output electrode as shown in FIG. 24C. Isolation between them is ensured. In this example, the isolation was about 20 dB.
Industrial applicability
As described above, according to the present invention, a plurality of arbitrary frequency bands in the microwave band and the millimeter wave band can be obtained by using the waveguide-type dielectric resonator characterized by the input / output electrode component. A dielectric filter having the same can be provided. In addition, by using a higher-order resonance frequency, it is possible to provide a dielectric filter that can be used in the microwave band and the millimeter wave band, is not strict in processing accuracy, and is easy to handle.
Furthermore, according to the present invention, by using a waveguide-type dielectric resonator characterized by an input / output electrode configuration that can cause two modes of resonance, two microwave and millimeter wave bands can be used. It is possible to provide a small-sized duplexer that can take out and demultiplex signals of two frequencies and is easy to mount and manufacture.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a perspective view showing an embodiment of a waveguide type dielectric filter of the present invention.
FIG. 1B is an exploded perspective view of the waveguide type dielectric filter of FIG. 1A.
FIG. 2A is a perspective view showing an embodiment of the input / output electrode configuration portion of the waveguide type dielectric filter of the present invention.
FIG. 2B is a perspective view showing an embodiment of the input / output electrode configuration portion of the waveguide type dielectric filter of the present invention.
FIG. 2C is a perspective view showing one embodiment of the input / output electrode configuration portion of the waveguide type dielectric filter of the present invention.
FIG. 3A is a diagram showing an embodiment of the input / output electrode configuration portion of the waveguide type dielectric filter of the present invention.
FIG. 3B is a diagram showing an embodiment of the input / output electrode configuration portion of the waveguide type dielectric filter of the present invention.
FIG. 3C is a diagram showing an embodiment of the input / output electrode configuration portion of the waveguide type dielectric filter of the present invention.
FIG. 3D is a diagram showing an embodiment of the input / output electrode configuration portion of the waveguide type dielectric filter of the present invention.
FIG. 3E is a diagram showing an embodiment of the input / output electrode configuration portion of the waveguide type dielectric filter of the present invention.
FIG. 3F is a diagram showing an embodiment of the input / output electrode configuration portion of the waveguide type dielectric filter of the present invention.
FIG. 4A is a schematic diagram of an electromagnetic field distribution for explaining a resonance mode of the resonator of the waveguide dielectric filter of the present invention.
FIG. 4B is a schematic diagram of an electromagnetic field distribution for explaining a resonance mode of the resonator of the waveguide type dielectric filter of the present invention.
FIG. 4C is a schematic diagram of an electromagnetic field distribution for explaining a resonance mode of the resonator of the waveguide dielectric filter of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the resonator b dimension using the resonance mode as a parameter and the resonance frequency for explaining the operation of the waveguide type dielectric filter of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing an embodiment of a waveguide type dielectric filter formed in one dielectric block of the present invention.
FIG. 7A is a perspective view showing an embodiment in which the waveguide type dielectric filter of the present invention is constituted by a waveguide type cavity resonator.
FIG. 7B is an enlarged view of a portion B in FIG. 7A.
FIG. 8 is a perspective view showing another embodiment of the waveguide type dielectric filter of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing input / output electrode components of the dielectric filter of FIG.
FIG. 10 is a perspective view showing an embodiment in which the dielectric filter of FIG. 8 is mounted on a substrate.
FIG. 11 is a characteristic diagram of the substrate-mounted dielectric filter of FIG.
FIG. 12 is a perspective view showing another embodiment of the waveguide type dielectric filter of the present invention.
FIG. 13 is a characteristic diagram of the dielectric filter of FIG.
FIG. 14 is a perspective view showing another embodiment of the waveguide type dielectric filter of the present invention.
FIG. 15 is a diagram showing input / output electrode components of the dielectric filter of FIG.
FIG. 16 is a characteristic diagram of the dielectric filter of FIG.
FIG. 17A is a perspective view showing an embodiment of the waveguide type dielectric duplexer of the present invention.
FIG. 17B is an exploded perspective view showing the waveguide type dielectric duplexer of FIG. 17A.
FIG. 18A is a perspective view showing one embodiment of the input / output electrode configuration section of the waveguide type dielectric duplexer of the present invention.
FIG. 18B is a perspective view showing an embodiment of the input / output electrode configuration portion of the waveguide type dielectric duplexer of the present invention.
FIG. 18C is a perspective view showing one embodiment of the input / output electrode configuration portion of the waveguide type dielectric duplexer of the present invention.
FIG. 19A is a diagram showing another form of the input / output electrode configuration portion of the waveguide type dielectric duplexer of the present invention.
FIG. 19B is a diagram showing another form of the input / output electrode configuration portion of the waveguide type dielectric duplexer of the present invention.
FIG. 19C is a diagram showing another form of the input / output electrode configuration portion of the waveguide type dielectric duplexer of the present invention.
FIG. 19D is a diagram showing another form of the input / output electrode configuration part of the waveguide type dielectric duplexer of the present invention.
FIG. 19E is a diagram showing another form of the input / output electrode configuration portion of the waveguide type dielectric duplexer of the present invention.
FIG. 19F is a diagram showing another form of the input / output electrode configuration portion of the waveguide type dielectric duplexer of the present invention.
FIG. 20A is a perspective view showing an embodiment of a duplexer in which the second and third waveguide dielectric resonators are composed of a plurality of resonators.
20B is an exploded perspective view of the duplexer of FIG. 20A.
FIG. 21 is a perspective view showing an embodiment in which the duplexer of the present invention is configured by one dielectric block.
FIG. 22 is an explanatory diagram of an embodiment of the duplexer of the present invention.
FIG. 23A is an explanatory diagram showing an input / output electrode configuration section of an embodiment of the waveguide dielectric resonator of the present invention.
FIG. 23B is an explanatory diagram illustrating an input / output electrode configuration unit according to an embodiment of the waveguide dielectric resonator of the present invention.
FIG. 23C is an explanatory diagram illustrating an input / output electrode configuration unit according to an embodiment of the waveguide dielectric resonator of the present invention.
24A is a frequency characteristic diagram of the duplexer of FIG.
24B is a frequency characteristic diagram of the duplexer of FIG.
FIG. 24C is a frequency characteristic diagram of the duplexer of FIG.
FIG. 25 is a perspective view showing an example of a conventional duplexer.

Claims (31)

一列状に配列された複数の誘電体共振器を含んでおり、該誘電体共振器のそれぞれは誘電体ブロックの表面の少なくとも一部に形成されたグランド電極を備えている導波管型誘電体フィルタであって、
前記複数の誘電体共振器のうちのいずれかには前記誘電体共振器の配列方向に沿った面に位置する入出力電極構成部が形成されており、
該入出力電極構成部は、前記配列方向に沿った面において前記グランド電極と接続された短絡点を持ち且つ前記配列方向に沿った面内に延在する入出力電極と、該入出力電極の前記短絡点以外の部分と前記グランド電極との間に位置する誘電体ブロック露出部とからなり、
前記複数の誘電体共振器の隣接するものどうしを結合させる結合部が設けられていることを特徴とする導波管型誘電体フィルタ。A plurality of dielectric resonators arranged in a line, each of the dielectric resonators having a ground electrode formed on at least a part of the surface of the dielectric block; A filter,
Any one of the plurality of dielectric resonators is formed with an input / output electrode configuration portion located on a surface along the arrangement direction of the dielectric resonators,
The input / output electrode component has a short-circuit point connected to the ground electrode on a surface along the arrangement direction and extends in a plane along the arrangement direction; and The dielectric block exposed portion located between the portion other than the short circuit point and the ground electrode,
A waveguide type dielectric filter, wherein a coupling portion for coupling adjacent ones of the plurality of dielectric resonators is provided. 前記入出力電極は、その前記配列方向に沿った面内での長さがその延在方向に関する前記誘電体共振器の寸法の１／２以下であることを特徴とする、請求項１に記載の導波管型誘電体フィルタ。2. The input / output electrode according to claim 1, wherein a length in a plane along the arrangement direction of the input / output electrodes is ½ or less of a dimension of the dielectric resonator with respect to an extending direction thereof. Waveguide type dielectric filter. 前記入出力電極構成部は、前記誘電体共振器の配列の両端の誘電体共振器に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の導波管型誘電体フィルタ。2. The waveguide type dielectric filter according to claim 1, wherein the input / output electrode component is formed in dielectric resonators at both ends of the array of the dielectric resonators. 前記入出力電極構成部は、前記配列方向に沿った面から該面と端縁を共有して隣接する面まで連続して形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の導波管型誘電体フィルタ。2. The waveguide according to claim 1, wherein the input / output electrode component is continuously formed from a surface along the arrangement direction to an adjacent surface sharing an edge with the surface. Tube dielectric filter. 前記入出力電極は、前記配列方向に沿った面から該面と端縁を共有して隣接する面まで連続して形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の導波管型誘電体フィルタ。5. The waveguide type according to claim 4, wherein the input / output electrodes are continuously formed from a surface along the arrangement direction to an adjacent surface sharing an edge with the surface. Dielectric filter. 前記入出力電極は、前記配列方向に沿った面内において前記配列方向または該配列方向と直交する方向に延在していることを特徴とする、請求項１に記載の導波管型誘電体フィルタ。2. The waveguide dielectric according to claim 1, wherein the input / output electrodes extend in the arrangement direction or a direction orthogonal to the arrangement direction in a plane along the arrangement direction. 3. filter. 前記誘電体共振器のそれぞれは個別の誘電体ブロックを用いて構成されており、前記誘電体共振器の隣接するもの同士は互いに誘電体ブロックの表面同士が対向するように接合されており、前記結合部は前記対向する誘電体ブロックの表面上に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の導波管型誘電体フィルタ。Each of the dielectric resonators is configured using an individual dielectric block, and adjacent ones of the dielectric resonators are bonded so that the surfaces of the dielectric blocks face each other, 2. The waveguide type dielectric filter according to claim 1, wherein the coupling portion is formed on a surface of the opposing dielectric block. 前記結合部は前記個別の誘電体ブロックの表面上において前記グランド電極が形成されていない部分により構成されることを特徴とする、請求項７に記載の導波管型誘電体フィルタ。8. The waveguide type dielectric filter according to claim 7, wherein the coupling portion is formed by a portion where the ground electrode is not formed on the surface of the individual dielectric block. 前記複数の誘電体共振器は共通の誘電体ブロックを用いて構成されており、前記結合部は前記共通の誘電体ブロックに形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の導波管型誘電体フィルタ。The waveguide according to claim 1, wherein the plurality of dielectric resonators are configured using a common dielectric block, and the coupling portion is formed in the common dielectric block. Tube dielectric filter. 前記結合部は前記誘電体ブロックに貫通孔または切欠を形成することにより形成されたものであることを特徴とする、請求項９に記載の導波管型誘電体フィルタ。The waveguide type dielectric filter according to claim 9, wherein the coupling portion is formed by forming a through hole or a notch in the dielectric block. 入出力電極と該入出力電極に接する誘電体露出部とからなる入出力電極構成部、グランド電極、および結合部を有する導波管型誘電体フィルタであって、
前記グランド電極は前記入出力電極構成部と前記結合部とを除く前記誘電体の表面に形成されており、前記入出力電極構成部は前記フィルタの信号の進行方向に平行な側面内に形成されており、前記入出力電極は外部信号の入出力点から帯状に延びて他端が前記グランド電極に短絡した構造を有することを特徴とする導波管型誘電体フィルタ。A waveguide-type dielectric filter having an input / output electrode configuration part composed of an input / output electrode and a dielectric exposed part in contact with the input / output electrode, a ground electrode, and a coupling part,
The ground electrode is formed on a surface of the dielectric excluding the input / output electrode component and the coupling portion, and the input / output electrode component is formed on a side surface parallel to the signal traveling direction of the filter. The waveguide type dielectric filter is characterized in that the input / output electrode has a structure extending in a strip shape from an input / output point of an external signal and the other end is short-circuited to the ground electrode. 前記入出力電極構成部は前記側面内にて該側面の端縁から面内方向に帯状に形成されており、前記入出力電極は前記端縁から前記誘電体露出部を隔てて位置する前記入出力点から面内方向に延び且つ他端が前記グランド電極に短絡した構造を有することを特徴とする、請求項１１に記載の導波管型誘電体フィルタ。The input / output electrode component is formed in a band shape in the side surface from the edge of the side surface in the in-plane direction, and the input / output electrode is located at a distance from the edge of the dielectric exposed portion. The waveguide type dielectric filter according to claim 11, wherein the waveguide type dielectric filter has a structure extending in an in-plane direction from an output point and short-circuited at the other end to the ground electrode. 前記入出力電極構成部は前記側面と該側面に隣接する面とに連続して帯状に形成されており、前記入出力電極は前記側面の前記面との境界をなす端縁に位置する前記入出力点から前記側面の面内方向に延び且つ他端が前記グランド電極に短絡した構造を有することを特徴とする、請求項１１に記載の導波管型誘電体フィルタ。The input / output electrode component is formed in a strip shape continuously on the side surface and a surface adjacent to the side surface, and the input / output electrode is located on an edge of the side surface that forms a boundary with the surface. 12. The waveguide type dielectric filter according to claim 11, wherein the waveguide type dielectric filter has a structure that extends from an output point in an in-plane direction of the side surface and the other end is short-circuited to the ground electrode. 前記入出力電極構成部および前記入出力電極はいずれも前記側面と該側面に隣接する面とに連続して帯状に形成されていることを特徴とする、請求項１１に記載の導波管型誘電体フィルタ。12. The waveguide type according to claim 11, wherein each of the input / output electrode constituting portion and the input / output electrode is formed in a strip shape continuously on the side surface and a surface adjacent to the side surface. Dielectric filter. 前記導波管型誘電体フィルタは複数の誘電体ブロックを前記結合部により結合した構造を有することを特徴とする、請求項１１に記載の導波管型誘電体フィルタ。The waveguide type dielectric filter according to claim 11, wherein the waveguide type dielectric filter has a structure in which a plurality of dielectric blocks are coupled by the coupling portion. 前記導波管型誘電体フィルタは１つの誘電体ブロック内に前記結合部を形成した構造を有することを特徴とする、請求項１１に記載の導波管型誘電体フィルタ。12. The waveguide type dielectric filter according to claim 11, wherein the waveguide type dielectric filter has a structure in which the coupling portion is formed in one dielectric block. 前記入出力電極を基板への実装面に設けたことを特徴とする、請求項１１に記載の導波管型誘電体フィルタ。12. The waveguide type dielectric filter according to claim 11, wherein the input / output electrodes are provided on a mounting surface of the substrate. 共振周波数の最も低いＴＥモードとその他のＴＥモードとの２つの共振モードの組み合わせで２つの通過帯域を形成することを特徴とする、請求項１１に記載の導波管型誘電体フィルタ。12. The waveguide type dielectric filter according to claim 11, wherein two passbands are formed by a combination of two resonance modes of a TE mode having the lowest resonance frequency and another TE mode. 共振周波数の最も低いＴＥモード以外のＴＥモードの共振周波数を通過帯域として使用することを特徴とする、請求項１１に記載の導波管型誘電体フィルタ。12. The waveguide type dielectric filter according to claim 11, wherein a resonance frequency of a TE mode other than the TE mode having the lowest resonance frequency is used as a pass band. 前記誘電体が空気であることを特徴とする、請求項１１に記載の導波管型誘電体フィルタ。Characterized in that said dielectric is air, waveguide-type dielectric filter according to claim 11. 第１の周波数帯を形成する共振モードと第２の周波数帯を形成する共振モードとを励振する第１の導波管型誘電体共振器と、該第１の導波管型誘電体共振器と結合し且つ前記第１の周波数帯を形成する共振モードを励振する第２の導波管型誘電体共振器と、前記第１の導波管型誘電体共振器と結合し且つ前記第２の周波数帯を形成する共振モードを励振する第３の導波管型誘電体共振器とを備えており、前記第１の導波管型誘電体共振器、第２の導波管型誘電体共振器及び第３の導波管型誘電体共振器のそれぞれが誘電体ブロックの表面の少なくとも一部に形成されたグランド電極を備えている分波器であって、
前記第１の導波管型誘電体共振器には、前記第２の導波管型誘電体共振器との結合面及び前記第３の導波管型誘電体共振器との結合面を除く側面に位置するに入出力電極構成部が形成されており、
該入出力電極構成部は、前記側面において前記グランド電極と接続された短絡点を持ち且つ前記側面内に延在する入出力電極と、該入出力電極の前記短絡点以外の部分と前記グランド電極との間に位置する誘電体ブロック露出部とからなることを特徴とする分波器。A first waveguide type dielectric resonator that excites a resonance mode that forms a first frequency band and a resonance mode that forms a second frequency band, and the first waveguide type dielectric resonator And a second waveguide type dielectric resonator that excites a resonance mode that forms the first frequency band, and is coupled to the first waveguide type dielectric resonator and the second A third waveguide type dielectric resonator that excites a resonance mode that forms a frequency band of the first waveguide type dielectric resonator, the first waveguide type dielectric resonator, and the second waveguide type dielectric resonator. Each of the resonator and the third waveguide type dielectric resonator is a duplexer including a ground electrode formed on at least a part of the surface of the dielectric block,
The first waveguide dielectric resonator excludes the coupling surface with the second waveguide dielectric resonator and the coupling surface with the third waveguide dielectric resonator. An input / output electrode component is formed on the side surface,
The input / output electrode component includes an input / output electrode having a short-circuit point connected to the ground electrode on the side surface and extending into the side surface, a portion of the input / output electrode other than the short-circuit point, and the ground electrode And a dielectric block exposed portion located between the two and the duplexer. 前記入出力電極は、前記側面内での長さがその延在方向に関する前記第１の導波管型誘電体共振器の寸法の１／２以下であることを特徴とする、請求項２１に記載の分波器。23. The input / output electrode according to claim 21, wherein a length in the side surface is not more than ½ of a dimension of the first waveguide type dielectric resonator with respect to an extending direction thereof. The duplexer described. 前記入出力電極構成部は、前記側面から該側面と端縁を共有して隣接する他の側面まで連続して形成されていることを特徴とする、請求項２１に記載の分波器。The duplexer according to claim 21, wherein the input / output electrode component is formed continuously from the side surface to another side surface that shares an edge with the side surface and is adjacent thereto. 前記入出力電極は、前記側面から該側面と端縁を共有して隣接する面まで連続して形成されていることを特徴とする、請求項２３に記載の分波器。The duplexer according to claim 23, wherein the input / output electrodes are continuously formed from the side surface to an adjacent surface sharing an edge with the side surface. 前記第１の導波管型誘電体共振器、第２の導波管型誘電体共振器及び第３の導波管型誘電体共振器は、個別の誘電体ブロックを用いて構成されており、隣接するもの同士が互いに誘電体ブロックの表面同士が対向するように接合されており、対向する誘電体ブロックの表面上に形成された結合部を介して結合していることを特徴とする、請求項２１に記載の分波器。The first waveguide-type dielectric resonator, the second waveguide-type dielectric resonator, and the third waveguide-type dielectric resonator are configured using individual dielectric blocks. Adjacent ones are joined so that the surfaces of the dielectric blocks face each other, and are joined via a joint formed on the surface of the opposing dielectric blocks, The duplexer according to claim 21. 前記結合部は前記個別の誘電体ブロックの表面上において前記グランド電極が形成されていない部分により構成されることを特徴とする、請求項２５に記載の分波器。26. The duplexer according to claim 25, wherein the coupling portion is constituted by a portion where the ground electrode is not formed on a surface of the individual dielectric block. 前記第１の導波管型誘電体共振器、第２の導波管型誘電体共振器及び第３の導波管型誘電体共振器は、共通の誘電体ブロックを用いて構成されており、該共通の誘電体ブロックに形成された結合部を介して結合していることを特徴とする、請求項２１に記載の分波器。The first waveguide-type dielectric resonator, the second waveguide-type dielectric resonator, and the third waveguide-type dielectric resonator are configured using a common dielectric block. The duplexer according to claim 21, wherein the duplexer is coupled via a coupling portion formed in the common dielectric block. 前記結合部は前記誘電体ブロックに貫通孔または切欠を形成することにより形成されたものであることを特徴とする、請求項２７に記載の分波器。28. The duplexer according to claim 27, wherein the coupling portion is formed by forming a through hole or a notch in the dielectric block. 前記第２の導波管型誘電体共振器及び第３の導波管型誘電体共振器のうちの少なくとも一方は、複数の共振器を結合させて形成されたフィルタからなることを特徴とする、請求項２１に記載の分波器。At least one of the second waveguide type dielectric resonator and the third waveguide type dielectric resonator is composed of a filter formed by coupling a plurality of resonators. The duplexer according to claim 21. 前記入出力電極は外部信号の入出力点から前記短絡点まで帯状に延びていることを特徴とする、請求項２１に記載の分波器。The duplexer according to claim 21, wherein the input / output electrode extends in a band shape from an input / output point of an external signal to the short-circuit point. 前記第１の周波数帯と第２の周波数帯とを前記第１の導波管型誘電体共振器の共振周波数の最も低いＴＥモードとその他のＴＥモードとの２つの共振モードで形成することを特徴とする、請求項２１に記載の分波器。Forming the first frequency band and the second frequency band in two resonance modes of a TE mode having the lowest resonance frequency of the first waveguide dielectric resonator and another TE mode; The duplexer according to claim 21, characterized in that
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3309896A1 (en) * 2016-10-13 2018-04-18 Delphi Technologies, Inc. Ball-grid-array radio-frequency integrated-circuit printed-circuit-board assembly for automated vehicles
US10476462B2 (en) * 2016-08-03 2019-11-12 Nokia Solutions And Networks Oy Filter component tuning using size adjustment
US10957958B2 (en) 2016-06-22 2021-03-23 Murata Manufacturing Co., Ltd. Dielectric resonator and dielectric filter

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3902072B2 (en) * 2001-07-17 2007-04-04 東光株式会社 Dielectric waveguide filter and its mounting structure
JP4572900B2 (en) 2005-01-11 2010-11-04 株式会社村田製作所 Dielectric resonator device, oscillator device, and transmitting / receiving device
CN101180763B (en) 2005-06-14 2012-03-28 株式会社村田制作所 Dielectric resonator, voltage-controlled oscillator, and wireless apparatus
US9559729B2 (en) 2011-03-30 2017-01-31 Alcatel Lucent Same-band combiner using dual-bandpass channel filters
US20130049890A1 (en) 2011-08-23 2013-02-28 Mesaplexx Pty Ltd Multi-mode filter
US9406988B2 (en) 2011-08-23 2016-08-02 Mesaplexx Pty Ltd Multi-mode filter
US10116028B2 (en) 2011-12-03 2018-10-30 Cts Corporation RF dielectric waveguide duplexer filter module
US20140097913A1 (en) 2012-10-09 2014-04-10 Mesaplexx Pty Ltd Multi-mode filter
US20140118206A1 (en) * 2012-10-25 2014-05-01 Mesaplexx Pty Ltd Antenna and filter structures
US9325046B2 (en) 2012-10-25 2016-04-26 Mesaplexx Pty Ltd Multi-mode filter
US9614264B2 (en) 2013-12-19 2017-04-04 Mesaplexxpty Ltd Filter
KR101581687B1 (en) * 2014-05-02 2015-12-31 서강대학교산학협력단 3-dimentional laminate dielectric resonator assembly duplexer
JP6330784B2 (en) * 2015-03-13 2018-05-30 株式会社村田製作所 Dielectric Waveguide, Dielectric Waveguide Mounting Structure, Dielectric Waveguide Filter, and Massive MIMO System
JP6287904B2 (en) * 2015-03-13 2018-03-07 株式会社村田製作所 Dielectric waveguide resonator, dielectric waveguide input / output structure, and dielectric waveguide filter
US10483608B2 (en) 2015-04-09 2019-11-19 Cts Corporation RF dielectric waveguide duplexer filter module
US11081769B2 (en) 2015-04-09 2021-08-03 Cts Corporation RF dielectric waveguide duplexer filter module
KR102579968B1 (en) * 2015-07-01 2023-09-20 시티에스 코포레이션 RF Dielectric Waveguide Duplexer Filter Module
JP6274248B2 (en) * 2015-07-17 2018-02-07 株式会社村田製作所 Input / output connection structure of dielectric waveguide
US10707546B2 (en) 2015-11-20 2020-07-07 Kyocera Corporation Dielectric filter unit comprising three or more dielectric blocks and a transmission line for providing electromagnetically coupling among the dielectric resonators
WO2020245886A1 (en) * 2019-06-03 2020-12-10 三菱電機株式会社 Waveguide polarized filter and antenna power feeding circuit
US11437691B2 (en) 2019-06-26 2022-09-06 Cts Corporation Dielectric waveguide filter with trap resonator

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2793685B2 (en) * 1990-03-20 1998-09-03 富士通株式会社 Derivative filter
JP3610751B2 (en) * 1997-01-24 2005-01-19 株式会社村田製作所 Dielectric filter and dielectric duplexer
JP3379415B2 (en) * 1997-02-14 2003-02-24 株式会社村田製作所 Dielectric filter and dielectric duplexer

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10957958B2 (en) 2016-06-22 2021-03-23 Murata Manufacturing Co., Ltd. Dielectric resonator and dielectric filter
US10476462B2 (en) * 2016-08-03 2019-11-12 Nokia Solutions And Networks Oy Filter component tuning using size adjustment
EP3309896A1 (en) * 2016-10-13 2018-04-18 Delphi Technologies, Inc. Ball-grid-array radio-frequency integrated-circuit printed-circuit-board assembly for automated vehicles
CN107946278A (en) * 2016-10-13 2018-04-20 德尔福技术有限公司 Ball grid array RF IC printed circuit-board assembly for automotive vehicle
US10199707B2 (en) 2016-10-13 2019-02-05 Aptiv Technologies Limited Ball-grid-array radio-frequency integrated-circuit printed-circuit-board assembly for automated vehicles
CN107946278B (en) * 2016-10-13 2020-08-14 安波福技术有限公司 Ball grid array radio frequency integrated circuit printed circuit board assembly for automotive vehicles

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