JP4334237B2

JP4334237B2 - Dielectric filter

Info

Publication number: JP4334237B2
Application number: JP2003013709A
Authority: JP
Inventors: 潤林
Original assignee: Soshin Electric Co Ltd
Current assignee: Soshin Electric Co Ltd
Priority date: 2003-01-22
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2023-01-22
Also published as: JP2004228891A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば誘電体基板内に形成された容量性窓あるいは誘導性窓で区画された空間が共振器として機能する誘電体フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、誘電体基板を伝搬するＴＥ₁₀モードを利用したバンドパスフィルタ１００は、例えば図１４に示すように、ほぼ全面に外部導体１０２が形成された誘電体基板１０４の内部に複数のスルーホール１０６を設けることによって、誘電体基板１０４内に容量性窓あるいは誘導性窓を形成し、該容量性窓あるいは誘導性窓で区画された空間Ｈ１〜Ｈ３をそれぞれ共振器として機能させるようにしている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
外部導体１０２のうち、誘電体基板１０４の側面に形成され、かつ、コ字状のスリット１０８及び１１０にて挟まれた外部導体が、それぞれ入力結合電極１１２及び出力結合電極１１４である。
【０００４】
そして、入力結合電極１１２を通じて入力された信号のうち、前記空間（共振器）Ｈ１〜Ｈ３で決定される共振周波数を含む所定の帯域幅の信号だけが誘電体基板１０４内を伝搬し、出力結合電極１１４から取り出されることになる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平３−２７０５０１号公報（第３頁左上欄第５行〜同頁右上欄第５行）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のバンドパスフィルタ１００において、信号を伝達させない帯域（阻止域）の減衰量を増加させるためには、フィルタ１００の次数（共振器の数）を増やす方法が一般的である。図１５にフィルタ１００の次数ｎを２、３及び４とした場合の減衰量の変化を示す。この図１５から次数ｎを増やすことで、阻止域の減衰量が増加していることがわかる。
【０００７】
しかしながら、従来のフィルタ１００において、次数を増やすことは、サイズの大型化、部材費の上昇により、製造コストを高価格化させる要因となっていた。
【０００８】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、次数を増やさなくとも阻止域において多くの減衰を得ることができる誘電体フィルタを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る誘電体フィルタは、ほぼ全面に外部導体で覆われた誘電体基板と、前記誘電体基板の第１側面から下面にかけて形成され、前記外部導体と接続された入力結合電極と、前記誘電体基板の前記第１側面と対向する第２側面から下面にかけて形成され、前記外部導体と接続された出力結合電極とを具備し、前記誘電体基板の内部に容量性窓あるいは誘導性窓が形成され、これら容量性窓あるいは誘導性窓で区画され、かつ、前記第１側面寄りに位置する第１空間と、前記第２側面寄りに位置する第２空間とがそれぞれ共振器として機能する誘電体フィルタであって、前記誘電体基板内のうち、前記第１空間の中央部分に、前記誘電体基板の下面の外部導体と接続され、前記第１空間による共振器の共振周波数を調整するための第１調整電極と、前記誘電体基板内のうち、前記第２空間の中央部分に、前記誘電体基板の下面の外部導体と接続され、前記第２空間による共振器の共振周波数を調整するための第２調整電極とを具備し、前記第１空間及び前記第２空間の間であって、かつ、前記誘電体基板の下面近くに、前記外部導体とは絶縁され、かつ、前記第１調整電極及び前記第２調整電極と離間した内部導体が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
これにより、例えば誘電体基板を伝搬するモードとして、ＴＥ₁₀モードを考えた場合、前記内部導体は、前記外部導体と絶縁された状態で誘電体基板内に形成されていることから、ストリップラインとしての機能を有し、該内部導体を通じてＴＥＭモードの波が伝搬可能となる。
【００１１】
つまり、本発明においては、ＴＥ₁₀モードと、該ＴＥ₁₀モードとは別のＴＥＭモードが伝搬可能となり、互いの伝搬モードの位相差により阻止域に減衰極を設けることができる。
【００１２】
阻止域に減衰極を設けることにより、低次数であっても、阻止域で多くの減衰を得ることができ、フィルタとしての性能を、製造コストを上げることなく、しかも、サイズを大型化することなく、向上させることができる。
【００１３】
そして、本発明において、前記誘電体基板内に、電磁波の進行方向に沿った中心線に対して左右対称の位置にそれぞれスルーホールが形成され、前記内部導体は、前記誘電体基板内のうち、２つの空間の間で、かつ、２つのスルーホールの間であって、かつ、前記誘電体基板の下面近くに形成されていてもよい。
また、前記内部導体は、前記誘電体基板の下面に投影した形状が、線対称の形状、あるいは点対称の形状を有することが好ましい。例えば＋形状、−形状、Ｈ形状、あるいはひし形の形状を有するようにしてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る誘電体フィルタを例えばバンドパスフィルタに適用した実施の形態例（以下、本実施の形態に係る誘電体フィルタと記す）を図１〜図１３を参照しながら説明する。
【００１５】
本実施の形態に係る誘電体フィルタ１０は、図１〜図３に示すように、ほぼ全面にアース電極１２で覆われた誘電体基板１４を有する。特に、誘電体基板１４の前面には、２つのスリット（誘電体基板１４が露出した部分）１６ａ及び１６ｂが配置され、これら２つのスリット１６ａ及び１６ｂの間に第１の入力結合電極１８ａが形成されている。誘電体基板１４の下面の前面寄りには、コ字状のスリット（誘電体基板１４が露出した部分）２０が配置され、該スリット２０にて囲まれた部分に前記第１の入力結合電極１８ａと連続形成された第２の入力結合電極１８ｂが形成されている。つまり、前記第１の入力結合電極１８ａと第２の入力結合電極１８ｂとで、例えば側面からみてＬ字状の入力結合電極１８が構成されることになる。
【００１６】
一方、誘電体基板１４の後面には、２つのスリット２２ａ及び２２ｂが配置され、これら２つのスリット２２ａ及び２２ｂの間に第１の出力結合電極２４ａが形成されている。誘電体基板１４の下面の後面寄りには、コ字状のスリット２６が配置され、該スリット２６にて囲まれた部分に前記第１の出力結合電極２４ａと連続形成された第２の出力結合電極２４ｂが形成されている。つまり、前記第１の出力結合電極２４ａと第２の出力結合電極２４ｂとで、例えば側面からみてＬ字状の出力結合電極２４が構成されることになる。
【００１７】
前記入力結合電極１８と出力結合電極２４の上端は、誘電体基板１４の上面に形成されたアース電極１２ａと接続され、それぞれ短絡端とされている。
【００１８】
また、誘電体基板１４の内部には、図３に示すように、電磁波の進行方向に沿った中心線ｍに対して左右対称の位置にそれぞれスルーホール２８ａ及び２８ｂが形成されている。これにより、誘電体基板１４を伝搬してきた電磁波はスルーホール２８ａ及び２８ｂにて反射されるため、スルーホール２８ａ及び２８ｂにて区画された２つの領域Ｈ１及びＨ２は電気的に閉じた空間、即ち、容量性窓あるいは誘導性窓で区画された空間とみなすことができる。
【００１９】
これら閉じた空間（領域）Ｈ１及びＨ２は、固有の共振モードを持ち、その長さがλ／２のときに最も低い周波数で共振を起こす共振器として機能することになる。つまり、この実施の形態に係る誘電体フィルタ１０では、誘電体基板１４内に２つの共振器が縦続接続された２次のバンドパスフィルタとしてみなすことができる。
【００２０】
更に、本実施の形態に係る誘電体フィルタ１０は、図２に示すように、誘電体基板１４内のうち、空間Ｈ１及びＨ２の各中央部分に、下面のアース電極１２ｂにビアホール３０を介して接続され、かつ、各共振器の共振周波数を調整するための電極（調整電極）３２がそれぞれ形成されている。なお、図３では、この調整電極３２の表示を省略してある。
【００２１】
そして、本実施の形態においては、誘電体基板１４内のうち、空間Ｈ１と空間Ｈ２との間であって、かつ、２つのスルーホール２８ａ及び２８ｂの間に内部電極３４が形成されている。この内部電極３４は、誘電体基板１４の表面に形成されたアース電極１２とは絶縁された状態とされ、その電極面が誘電体基板１４の上面及び下面に形成されたアース電極１２ａ及び１２ｂとほぼ平行とされている。また、この内部電極３４は、誘電体基板１４の下面に投影した形状が線対称の形状を有し、図３の例では、誘電体基板１４における電磁波の進行方向に沿った中心線ｍに対して左右対称である＋形状とされている。
【００２２】
ここで、本実施の形態に係る誘電体フィルタ１０の作用について説明する。まず、誘電体基板１４を矩形の誘電体導波管とした場合、入力結合電極１８を通じて入力された信号のうち、空間Ｈ１及び空間Ｈ２で決定される各共振周波数を含む所定の帯域幅の信号だけが誘電体基板１４内を伝搬し、出力結合電極２４から取り出されることになる。
【００２３】
この伝搬は、図４に示すように、電磁波の進行方向をｘ軸としたとき、該ｘ軸に垂直なｚ軸方向に沿って電界成分４０をもち（ｘ軸に沿って電界成分をもたない：図５Ａ及び図５Ｃ参照）、誘電体基板１４を上面からみたときに該誘電体基板１４の中心線ｍに沿った断面（対称面Ｓ）に対して垂直なｘ−ｙ平面上で回転する磁界成分４２をもつ（図５Ａ及び図５Ｂ参照）、いわゆるＴＥ₁₀モードとなる。
【００２４】
そして、図３に示すように、空間Ｈ１と空間Ｈ２との間で、かつ、スルーホール２８ａと２８ｂとの間に、アース電極１２と絶縁された内部電極３４が存在すると、この内部電極３４は、図６に模式的に示すように、上下に配置されたアース電極１２ａ及び１２ｂ間に存在するストリップライン４４としての機能を有する。即ち、この内部電極３４の伝搬モードは、図６、図７及び図８に示すように、電磁波の進行方向に対して垂直方向に電界成分４０をもち、かつ、電磁波の進行方向と電界成分４０の進行方向に対して共に垂直方向に磁界成分４２をもつ（即ち、電磁波の進行方向に対して電界成分４０と磁界成分４２をもたない）ＴＥＭモードと同様の伝搬モードとなる。
【００２５】
但し、本実施の形態では、図２にも示すように、内部電極３４の位置が誘電体基板１４の高さ方向中央ではなく、誘電体基板１４の下面寄りに形成されていることから、図８に示すように、内部電極３４の下部における電界成分４０及び磁界成分４２の強度が、内部電極３４の上部における電界成分４０及び磁界成分４２の強度よりも大きくなる。従って、内部電極３４による伝搬モードは、ＴＥＭモードに準じたモード、即ち、準ＴＥＭモードとなる。
【００２６】
従って、図９の等価回路に示すように、２つの共振器５０Ａ及び５０Ｂ（共に特性インピーダンスＺ０をもったＴＥ₁₀モードの共振器）の縦続接続部分と並列に特性インピーダンスＺａの内部電極３４（準ＴＥＭ線路）が接続された構成となる。つまり、この実施の形態においては、電極を通じて準ＴＥＭモードの電磁波が伝搬可能となる。なお、図９では、図示上、２つの特性インピーダンスＺ０の間から特性インピーダンスＺａへの引き出し線を描いているが、この２つの特性インピーダンスＺ０で１つの特性インピーダンスＺ０を示すものであって、実際には、１つの共振器５０Ａ（又は５０Ｂ）を構成する１つの特性インピーダンスＺ０の任意の点から特性インピーダンスＺａへの引き出しが行われていることを示す。
【００２７】
このように、本実施の形態に係る誘電体フィルタ１０においては、ＴＥ₁₀モードと、該ＴＥ₁₀モードとは別の準ＴＥＭモードが伝搬可能となり、互いの伝搬モードの位相差により阻止域に減衰極を設けることができる。
【００２８】
阻止域に減衰極を設けることにより、低次数であっても、阻止域で多くの減衰を得ることができ、フィルタとしての性能を、製造コストを上げることなく、しかも、サイズを大型化することなく、向上させることができる。
【００２９】
ここで、１つの実験例を示す。この実験例は、本実施の形態に係る誘電体フィルタ１０において内部電極３４を形成しない構成の比較例と、本実施の形態に係る誘電体フィルタ１０と同様の構成を有する実施例について、それぞれ減衰特性を測定した。測定結果を図１０に示す。この図１０において、比較例の特性を破線Ａで示し、実施例の特性を実線Ｂで示す。
【００３０】
この図１０から、比較例については減衰極が形成されていないが、実施例については約２８ＧＨｚ、約３３ＧＨｚ及び約３７ＧＨｚの周波数で減衰極Ｐ１、Ｐ２及びＰ３が形成されており、これら減衰極Ｐ１〜Ｐ３の存在によって、実施例は、比較例と比して阻止域（２８ＧＨｚ〜３７ＧＨｚ）において、１０ｄＢ程度特性がよくなっている（減衰量が増加している）ことがわかる。
【００３１】
ところで、上述の実施の形態に係る誘電体フィルタ１０では、内部電極３４の形状を＋形状としたが、その他、図１１Ａに示す−形状や、図１１Ｂに示すひし形の形状や、図１１Ｃに示すＨ形状でもよい。
【００３２】
また、上述の例では、２次のバンドパスフィルタを示したが、その他、図１２Ａ〜図１２Ｄに模式的に示すように、前段に２つのスルーホール２８ａ及び２８ｂを設け、更に、後段に２つのスルーホール２８ｃ及び２８ｄを設けて、３つの空間Ｈ１〜Ｈ３を有する３次のバンドパスフィルタとするようにしてもよい。この場合、内部電極３４の形状は、図１２Ａに示すように、２つの＋形状の電極を一体的に接続させた形状としてもよいし、図１２Ｂに示すように、２つのひし形の形状の電極を一体的に接続させた形状としてもよい。
【００３３】
また、前記内部電極３４の形状は、図１２Ｃに示すように、第１の空間Ｈ１の中央部分から第２の空間Ｈ２を経て第３の空間Ｈ３の中央部分まで延びる長方形状（−形状）としてもよいし、図１２Ｄに示すように、２つのＨ形状の電極を一体的に接続させた形状としてもよい。
【００３４】
上述の内部電極３４の形状は、中心線ｍに対して線対称の形状としたが、図１３に示すように、中心線ｍの中心点６０を基準とした点対称の形状としてもよい。
【００３５】
なお、本発明に係る誘電体フィルタは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る誘電体フィルタによれば、次数を増やさなくとも阻止域において多くの減衰を得ることができ、フィルタとしての性能を、製造コストを上げることなく、しかも、サイズを大型化することなく、向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る誘電体フィルタを示す透視斜視図である。
【図２】本実施の形態に係る誘電体フィルタを電磁波の進行方向に沿って切断したときの断面図である。
【図３】本実施の形態に係る誘電体フィルタの要部を示す断面図である。
【図４】本実施の形態に係る誘電体フィルタのＴＥ₁₀モードによる電磁波の伝搬を示す説明図である。
【図５】図５ＡはＴＥ₁₀モードによる一般的な電磁波の伝搬を示す説明図であり、図５ＢはＴＥ₁₀モードにおける磁界成分の伝搬を示す説明図であり、図５ＣはＴＥ₁₀モードにおける電界成分の伝搬を示す説明図である。
【図６】ＴＥＭモードによる一般的な電磁波の伝搬を示す説明図である。
【図７】本実施の形態に係る誘電体フィルタの内部電極による電磁波の伝搬を示す説明図である。
【図８】内部電極による準ＴＥＭモードの伝搬を示す説明図である。
【図９】本実施の形態に係る誘電体フィルタの等価回路図である。
【図１０】比較例と実施例についての減衰特性を示す図である。
【図１１】図１１Ａ〜図１１Ｃは内部電極の変形例を示す図である。
【図１２】図１２Ａ〜図１２Ｄは３次のフィルタとしたときの内部電極の形状例を示す図である。
【図１３】内部電極の形状を点対称にした場合の例を示す図である。
【図１４】従来例に係る誘電体フィルタを示す透視斜視図である。
【図１５】フィルタの次数を増やすことによる減衰効果を示す特性図である。
【符号の説明】
１０…誘電体フィルタ１２、１２ａ、１２ｂ…アース電極
１４…誘電体基板１８…入力結合電極
２４…出力結合電極２８ａ〜２８ｄ…スルーホール
３２…調整電極３４…内部電極
４０…電界成分４２…磁界成分[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dielectric filter in which, for example, a space defined by a capacitive window or an inductive window formed in a dielectric substrate functions as a resonator.
[0002]
[Prior art]
In general, a band-pass filter 100 using a TE ₁₀ mode propagating through a dielectric substrate has a plurality of through holes 106 inside a dielectric substrate 104 having an outer conductor 102 formed on almost the entire surface, as shown in FIG. By forming a capacitive window or an inductive window in the dielectric substrate 104, the spaces H1 to H3 partitioned by the capacitive window or the inductive window are caused to function as resonators, respectively ( For example, see Patent Document 1).
[0003]
Outer conductors 102 formed on the side surface of dielectric substrate 104 and sandwiched between U-shaped slits 108 and 110 are input coupling electrode 112 and output coupling electrode 114, respectively.
[0004]
Of the signals input through the input coupling electrode 112, only a signal having a predetermined bandwidth including the resonance frequency determined by the spaces (resonators) H1 to H3 propagates in the dielectric substrate 104, and output coupling is performed. It is taken out from the electrode 114.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-3-270501 (page 3, upper left column, line 5 to upper right column, line 5)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the bandpass filter 100 described above, in order to increase the amount of attenuation in a band (stop band) in which no signal is transmitted, a method of increasing the order of the filter 100 (the number of resonators) is general. FIG. 15 shows changes in the attenuation when the order n of the filter 100 is 2, 3, and 4. It can be seen from FIG. 15 that the attenuation in the stop band is increased by increasing the order n.
[0007]
However, in the conventional filter 100, increasing the order has been a factor in increasing the manufacturing cost due to an increase in size and an increase in material costs.
[0008]
The present invention has been made in consideration of such problems, and an object of the present invention is to provide a dielectric filter capable of obtaining a large amount of attenuation in the stop band without increasing the order.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A dielectric filter according to the present invention includes a dielectric substrate that is substantially entirely covered with an outer conductor, an input coupling electrode that is formed from a first side surface to a lower surface of the dielectric substrate, and is connected to the outer conductor; An output coupling electrode formed from a second side surface to a lower surface facing the first side surface of the dielectric substrate and connected to the outer conductor; and a capacitive window or an inductive window is formed in the dielectric substrate. The dielectric is formed and partitioned by the capacitive window or the inductive window , and the first space located near the first side surface and the second space located near the second side surface each function as a resonator. a body filter, the of the dielectric substrate, the central portion of the first space, which is connected between the dielectric bottom surface of the outer conductor of the substrate, for adjusting the resonance frequency of the resonator according to the first space The first key A second electrode is connected to an outer conductor on the lower surface of the dielectric substrate at a central portion of the second space in the dielectric substrate and adjusts a resonance frequency of a resonator by the second space. An adjustment electrode, between the first space and the second space , and near the lower surface of the dielectric substrate, insulated from the outer conductor , and the first adjustment electrode and the An internal conductor spaced apart from the second adjustment electrode is formed.
[0010]
Thus, for example, when considering the TE ₁₀ mode as a mode for propagating the dielectric substrate, the inner conductor is formed in the dielectric substrate in a state of being insulated from the outer conductor. TEM mode waves can propagate through the inner conductor.
[0011]
That is, in the present invention, the TE ₁₀ mode and a TEM mode different from the TE ₁₀ mode can propagate, and an attenuation pole can be provided in the stop band due to the phase difference between the propagation modes.
[0012]
By providing an attenuation pole in the stop band, a large amount of attenuation can be obtained in the stop band even at a low order, and the performance as a filter can be increased without increasing manufacturing costs. Can be improved.
[0013]
In the present invention, in the dielectric substrate, through holes are formed at positions symmetrical to the center line along the traveling direction of the electromagnetic wave, and the internal conductor is in the dielectric substrate, between the two spaces, and be between two through holes, and may be formed near the lower surface of the dielectric substrate.
Further, it is preferable that the shape of the inner conductor projected onto the lower surface of the dielectric substrate has a line-symmetrical shape or a point-symmetrical shape. For example, you may make it have + shape,-shape, H shape, or a rhombus shape.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which a dielectric filter according to the present invention is applied to, for example, a bandpass filter (hereinafter referred to as a dielectric filter according to the present embodiment) will be described with reference to FIGS.
[0015]
As shown in FIGS. 1 to 3, the dielectric filter 10 according to the present embodiment has a dielectric substrate 14 covered with a ground electrode 12 on almost the entire surface. In particular, two slits (a portion where the dielectric substrate 14 is exposed) 16a and 16b are disposed on the front surface of the dielectric substrate 14, and a first input coupling electrode 18a is formed between the two slits 16a and 16b. Has been. A U-shaped slit (a portion where the dielectric substrate 14 is exposed) 20 is disposed near the front surface of the lower surface of the dielectric substrate 14, and the first input coupling electrode 18 a is surrounded by the slit 20. The second input coupling electrode 18b formed continuously is formed. That is, the first input coupling electrode 18a and the second input coupling electrode 18b constitute an L-shaped input coupling electrode 18 as viewed from the side, for example.
[0016]
On the other hand, two slits 22a and 22b are disposed on the rear surface of the dielectric substrate 14, and a first output coupling electrode 24a is formed between the two slits 22a and 22b. A U-shaped slit 26 is arranged near the rear surface of the lower surface of the dielectric substrate 14, and a second output coupling formed continuously with the first output coupling electrode 24 a in a portion surrounded by the slit 26. An electrode 24b is formed. In other words, the first output coupling electrode 24a and the second output coupling electrode 24b constitute an L-shaped output coupling electrode 24 when viewed from the side, for example.
[0017]
The upper ends of the input coupling electrode 18 and the output coupling electrode 24 are connected to the ground electrode 12a formed on the upper surface of the dielectric substrate 14, and are each short-circuited.
[0018]
Further, as shown in FIG. 3, through holes 28a and 28b are formed in the dielectric substrate 14 at positions symmetrical to the center line m along the traveling direction of the electromagnetic wave. As a result, the electromagnetic wave propagating through the dielectric substrate 14 is reflected by the through holes 28a and 28b, so that the two regions H1 and H2 partitioned by the through holes 28a and 28b are electrically closed spaces, that is, It can be regarded as a space partitioned by a capacitive window or an inductive window.
[0019]
These closed spaces (regions) H1 and H2 have inherent resonance modes and function as resonators that resonate at the lowest frequency when the length is λ / 2. That is, the dielectric filter 10 according to this embodiment can be regarded as a secondary band-pass filter in which two resonators are cascaded in the dielectric substrate 14.
[0020]
Further, as shown in FIG. 2, the dielectric filter 10 according to the present embodiment includes a via hole 30 in the ground electrode 12 b on the lower surface of each of the spaces H <b> 1 and H <b> 2 in the dielectric substrate 14. Electrodes (adjustment electrodes) 32 that are connected and adjust the resonance frequency of each resonator are formed. In FIG. 3, the display of the adjustment electrode 32 is omitted.
[0021]
In the present embodiment, the internal electrode 34 is formed between the space H1 and the space H2 in the dielectric substrate 14 and between the two through holes 28a and 28b. The internal electrode 34 is insulated from the ground electrode 12 formed on the surface of the dielectric substrate 14, and the electrode surfaces thereof are ground electrodes 12 a and 12 b formed on the upper and lower surfaces of the dielectric substrate 14. It is almost parallel. The internal electrode 34 has a line-symmetric shape projected onto the lower surface of the dielectric substrate 14, and in the example of FIG. 3, with respect to the center line m along the traveling direction of the electromagnetic wave on the dielectric substrate 14. And a + shape that is symmetrical.
[0022]
Here, the operation of the dielectric filter 10 according to the present embodiment will be described. First, when the dielectric substrate 14 is a rectangular dielectric waveguide, a signal having a predetermined bandwidth including each resonance frequency determined in the space H1 and the space H2 among signals input through the input coupling electrode 18. Only propagates through the dielectric substrate 14 and is extracted from the output coupling electrode 24.
[0023]
As shown in FIG. 4, this propagation has an electric field component 40 along the z-axis direction perpendicular to the x-axis when the traveling direction of the electromagnetic wave is the x-axis (has an electric field component along the x-axis). None: see FIGS. 5A and 5C), when the dielectric substrate 14 is viewed from above, the dielectric substrate 14 rotates on the xy plane perpendicular to the cross section (symmetry plane S) along the center line m of the dielectric substrate 14 The so-called TE ₁₀ mode is obtained (see FIGS. 5A and 5B).
[0024]
As shown in FIG. 3, when an internal electrode 34 insulated from the ground electrode 12 exists between the space H1 and the space H2 and between the through holes 28a and 28b, the internal electrode 34 is As schematically shown in FIG. 6, it has a function as a strip line 44 existing between the ground electrodes 12a and 12b arranged above and below. That is, the propagation mode of the internal electrode 34 has an electric field component 40 in a direction perpendicular to the traveling direction of the electromagnetic wave, and the traveling direction of the electromagnetic wave and the electric field component 40, as shown in FIGS. The propagation mode is the same as the TEM mode having the magnetic field component 42 in the direction perpendicular to the traveling direction (that is, having no electric field component 40 and no magnetic field component 42 in the traveling direction of the electromagnetic wave).
[0025]
However, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the position of the internal electrode 34 is not near the center of the dielectric substrate 14 in the height direction, but near the lower surface of the dielectric substrate 14. As shown in FIG. 8, the strength of the electric field component 40 and the magnetic field component 42 at the lower part of the internal electrode 34 is larger than the strength of the electric field component 40 and the magnetic field component 42 at the upper part of the internal electrode 34. Therefore, the propagation mode by the internal electrode 34 is a mode according to the TEM mode, that is, a quasi-TEM mode.
[0026]
Therefore, as shown in the equivalent circuit of FIG. 9, the internal electrode 34 (quasi-standard) of the characteristic impedance Za in parallel with the cascade connection portion of the two resonators 50A and 50B (both TE ₁₀ mode resonators having the characteristic impedance Z0). (TEM line) is connected. That is, in this embodiment, quasi-TEM mode electromagnetic waves can propagate through the electrodes. In FIG. 9, for the sake of illustration, a lead line from between the two characteristic impedances Z0 to the characteristic impedance Za is drawn, but the two characteristic impedances Z0 indicate one characteristic impedance Z0, Indicates that the characteristic impedance Za is drawn from an arbitrary point of one characteristic impedance Z0 constituting one resonator 50A (or 50B).
[0027]
As described above, in the dielectric filter 10 according to the present embodiment, the TE ₁₀ mode and a quasi-TEM mode different from the TE ₁₀ mode can propagate, and are attenuated to the stop band due to the phase difference between the propagation modes. A pole can be provided.
[0028]
By providing an attenuation pole in the stop band, a large amount of attenuation can be obtained in the stop band even at a low order, and the performance as a filter can be increased without increasing manufacturing costs. Can be improved.
[0029]
Here, one experimental example is shown. This experimental example attenuates for a comparative example in which the internal electrode 34 is not formed in the dielectric filter 10 according to the present embodiment and an example having the same configuration as the dielectric filter 10 according to the present embodiment. Characteristics were measured. The measurement results are shown in FIG. In FIG. 10, the characteristic of the comparative example is indicated by a broken line A, and the characteristic of the example is indicated by a solid line B.
[0030]
From FIG. 10, although the attenuation pole is not formed in the comparative example, the attenuation poles P1, P2 and P3 are formed at the frequencies of about 28 GHz, about 33 GHz and about 37 GHz in the embodiment, and these attenuation poles P1. Due to the presence of ~ P3, it can be seen that the characteristics of the example are improved by about 10 dB (the amount of attenuation is increased) in the stop band (28 GHz to 37 GHz) as compared with the comparative example.
[0031]
Incidentally, in the dielectric filter 10 according to the above-described embodiment, the shape of the internal electrode 34 is a + shape, but in addition, the − shape shown in FIG. 11A, the rhombus shape shown in FIG. 11B, and the shape shown in FIG. H shape may be sufficient.
[0032]
In the above example, a second-order bandpass filter is shown. In addition, as schematically shown in FIGS. 12A to 12D, two through holes 28a and 28b are provided in the former stage, and further, 2 in the latter stage. Two through holes 28c and 28d may be provided to form a third-order bandpass filter having three spaces H1 to H3. In this case, the shape of the internal electrode 34 may be a shape in which two + -shaped electrodes are integrally connected as shown in FIG. 12A, or two diamond-shaped electrodes as shown in FIG. 12B. The shape may be integrally connected.
[0033]
Further, as shown in FIG. 12C, the shape of the internal electrode 34 is a rectangular shape (-shape) extending from the central portion of the first space H1 through the second space H2 to the central portion of the third space H3. Alternatively, as shown in FIG. 12D, two H-shaped electrodes may be integrally connected.
[0034]
The shape of the internal electrode 34 described above is a line-symmetric shape with respect to the center line m, but may be a point-symmetric shape with respect to the center point 60 of the center line m as shown in FIG.
[0035]
The dielectric filter according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can of course have various configurations without departing from the gist of the present invention.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the dielectric filter according to the present invention, it is possible to obtain a large amount of attenuation in the stop band without increasing the order, and the performance as a filter can be increased without increasing the manufacturing cost. Can be improved without increasing the size.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a dielectric filter according to the present embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view when the dielectric filter according to the present embodiment is cut along the traveling direction of electromagnetic waves.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a main part of a dielectric filter according to the present embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing propagation of electromagnetic waves in the TE ₁₀ mode of the dielectric filter according to the present embodiment.
5A is an explanatory view showing the propagation of a general wave by TE ₁₀ mode, FIG. 5B is an explanatory view showing the propagation of the magnetic field component in the TE ₁₀ mode, FIG. 5C is the electric field in the TE ₁₀ mode It is explanatory drawing which shows propagation of a component.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing general propagation of electromagnetic waves in a TEM mode.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing propagation of electromagnetic waves by internal electrodes of the dielectric filter according to the present embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing propagation of a quasi-TEM mode by an internal electrode.
FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of the dielectric filter according to the present embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing attenuation characteristics for a comparative example and an example.
FIG. 11A to FIG. 11C are diagrams showing modifications of internal electrodes.
FIGS. 12A to 12D are diagrams showing examples of shapes of internal electrodes when a tertiary filter is used. FIGS.
FIG. 13 is a diagram showing an example in which the shape of the internal electrode is made point-symmetric.
FIG. 14 is a perspective view showing a dielectric filter according to a conventional example.
FIG. 15 is a characteristic diagram showing an attenuation effect by increasing the order of the filter.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Dielectric filter 12, 12a, 12b ... Earth electrode 14 ... Dielectric substrate 18 ... Input coupling electrode 24 ... Output coupling electrode 28a-28d ... Through-hole 32 ... Adjustment electrode 34 ... Internal electrode 40 ... Electric field component 42 ... Magnetic field component

Claims

A dielectric substrate substantially entirely covered with an outer conductor, an input coupling electrode formed from the first side surface to the lower surface of the dielectric substrate and connected to the outer conductor; and the first side surface of the dielectric substrate; An output coupling electrode formed from the opposing second side surface to the lower surface and connected to the outer conductor;
A capacitive window or an inductive window is formed inside the dielectric substrate;
A dielectric filter which is partitioned by the capacitive window or the inductive window and in which the first space located near the first side surface and the second space located near the second side surface respectively function as a resonator. There ,
A first adjustment electrode connected to an outer conductor on a lower surface of the dielectric substrate at a central portion of the first space in the dielectric substrate, and for adjusting a resonance frequency of a resonator by the first space; ,
A second adjustment electrode connected to an outer conductor on a lower surface of the dielectric substrate at a central portion of the second space in the dielectric substrate, and for adjusting a resonance frequency of a resonator by the second space; Comprising
Between the first space and the second space , and near the lower surface of the dielectric substrate, is insulated from the outer conductor and separated from the first adjustment electrode and the second adjustment electrode. A dielectric filter, wherein an inner conductor is formed.

The dielectric filter according to claim 1, wherein
In the dielectric substrate, through-holes are respectively formed at symmetrical positions with respect to the center line along the traveling direction of the electromagnetic wave,
The inner conductor is formed in the dielectric substrate between the first space and the second space , between two through holes, and near the lower surface of the dielectric substrate. A dielectric filter characterized by comprising:

The dielectric filter according to claim 1 or 2,
The dielectric filter according to claim 1, wherein the inner conductor has a line-symmetric shape projected onto the lower surface of the dielectric substrate.

The dielectric filter according to claim 1 or 2,
The dielectric filter, wherein the inner conductor has a point-symmetric shape projected onto the lower surface of the dielectric substrate.

The dielectric filter according to any one of claims 1 to 4,
The dielectric filter according to claim 1, wherein the shape of the inner conductor projected onto the lower surface of the dielectric substrate is a + shape, a-shape, an H shape, or a rhombus shape.