JP4870737B2 - Dielectric resonator filter - Google Patents
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Description
本発明は,誘電体共振器フィルタに関する。 The present invention relates to a dielectric resonator filter.
携帯電話の基地局等において,送受信する無線周波数の帯域を規定するためのバンドパスフィルタとして共振器フィルタが用いられている。基地局の小型化のために共振器フィルタの小型化が要請され,誘電体材料を共振器とする誘電体共振器フィルタが利用されている。この誘電体共振器フィルタのさらなる小型化のために,多重モードの誘電体共振器(1つの誘電体共振器内で複数の共振モードが共存する)を用いることが提案されている。例えば,複数の多重モード誘電体共振器を結合して構成されるフィルタの技術が開示されている(特許文献1参照)。 In a cellular phone base station or the like, a resonator filter is used as a band-pass filter for defining a radio frequency band to be transmitted and received. In order to reduce the size of the base station, a reduction in the size of the resonator filter is required, and a dielectric resonator filter using a dielectric material as a resonator is used. In order to further reduce the size of the dielectric resonator filter, it has been proposed to use a multimode dielectric resonator (a plurality of resonance modes coexist in one dielectric resonator). For example, a technique of a filter configured by coupling a plurality of multimode dielectric resonators is disclosed (see Patent Document 1).
ここで,無線通信の周波数範囲の有効利用のために,誘電体共振器フィルタの狭帯域化の要請がある。
本発明は,狭帯域化が図られた誘電体共振器フィルタを提供することを目的とする。
Here, in order to effectively use the frequency range of wireless communication, there is a demand for narrowing the bandwidth of the dielectric resonator filter.
An object of the present invention is to provide a dielectric resonator filter with a narrow band.
本発明の一態様に係る誘電体共振器フィルタは,空洞を有する外部導体と,前記空洞内に配置され,第1の底面と,第1の軸と,を有する柱状または板状の第1の誘電体共振器と,前記空洞内に配置され,前記第1の底面と対向する第2の底面と,第2の軸と,を有する柱状または板状の第2の誘電体共振器と,前記第1の誘電体共振器上に,前記第1の軸から見て第1の方向に配置される第1の切欠きと,前記第2の誘電体共振器上に,前記第2の軸から見て,前記第1の方向となす角度が略直角の整数倍となる,第2の方向に配置される第2の切欠きと,前記第1の誘電体共振器の側面に対向する端部を有する第1の信号端子と,前記第2の誘電体共振器の側面に対向する端部を有する第2の信号端子と,を具備することを特徴とする。 A dielectric resonator filter according to an aspect of the present invention includes a columnar or plate-shaped first conductor having a hollow outer conductor, a first bottom surface, and a first shaft disposed in the cavity. A dielectric resonator, a columnar or plate-like second dielectric resonator having a second bottom surface disposed in the cavity and facing the first bottom surface, and a second axis; A first notch disposed on the first dielectric resonator in a first direction as viewed from the first axis; and on the second dielectric resonator from the second axis. As seen, the second notch disposed in the second direction, the angle formed with the first direction being an integral multiple of a substantially right angle, and the end facing the side surface of the first dielectric resonator And a second signal terminal having an end facing the side surface of the second dielectric resonator.
本発明によれば,狭帯域化が図られた誘電体共振器フィルタを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a dielectric resonator filter with a narrow band.
以下,本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
(第1の実施形態)
図1は,本発明の第1の実施形態における誘電体共振器フィルタ100の斜視図である。図2,図3はそれぞれ,上段,下段の誘電体共振器111,121を軸Ax10の方向から見た状態を表す平面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view of a
誘電体共振器フィルタ100は,所望の周波数帯域の信号を通過させる帯域通過フィルタとして機能し,外部導体101,誘電体共振器111,121,信号端子14,15を有する。
The dielectric resonator filter 100 functions as a band-pass filter that passes a signal in a desired frequency band, and includes an
外部導体101は,略筒状であり,空洞(キャビティ)102を有する。なお,見やすさのために外部導体101は仮想線(二点鎖線)で表されている。
本実施形態では,この空洞102を円柱形状としている。但し,空洞102を他の形状,例えば,角柱形状としても良い。なお,空洞102の中心軸が後述の軸Ax10と一致することが好ましい。
外部導体101が導電性であることから,空洞102中に電界を閉じこめることが可能となる。即ち,誘電体共振器111,121から漏れ出す電界が空洞102内に閉じこめられる。その結果,外界からの影響が遮断され,誘電体共振器フィルタ100の特性が安定化する。
The
In the present embodiment, the
Since the
誘電体共振器111,121は,柱状または板状の誘電体材料から構成され,空洞102内に,互いに略同軸(軸Ax10)に配置される。即ち,誘電体共振器111,121それぞれの底面(ここでは,円形)の中心C101,C102が軸Ax10とほぼ一致する。
本実施形態では,誘電体共振器111,121を円柱形状としている。但し,円柱形状に換えて,楕円柱形状,角柱形状を採用しても良い。これらの誘電体共振器111,121はそれぞれ図示しないアルミナなどからなる支持台に固定される。
The
In the present embodiment, the
誘電体共振器111,121はそれぞれ,所望の周波数帯域において2重のEHモードで共振するように寸法が規定される。即ち,誘電体共振器111,121内で,互いの電場,磁場が直交する2つの共振モード(EH1,EH2モード)が共存可能である。誘電体共振器111,121全体として,4つの振動が共存し得る。
Each of the
ここで,誘電体共振器111,121は,略同一の半径,および高さを有する。この結果,誘電体共振器111,121での共振モードが共通性(略同一の共振周波数)を有することになる。誘電体共振器111,121によって,略同一の共振周波数の4つの共振(実質的に4つの共振器)を利用することが可能となり,誘電体共振器フィルタ100の小型化と狭帯域化の両立が容易となる。
Here, the
誘電体共振器111,121は,互いの底面が対向するように配置されることで,電気的に結合される。即ち,一方の誘電体共振器111,121の共振の成分の一部が伝達され,他方の誘電体共振器111,121での共振に寄与する。誘電体共振器111,121間での結合の強さは,誘電体共振器111,121間の距離によって調節できる。また,誘電体共振器111,121間にスタッド,スロットを配置することで,結合の強さを調節しても良い。スタッドは,導電性材料から構成される棒状体(例えば,円柱,角柱)である。スロットは,導電性の板状部材に配置される溝穴である。即ち,誘電体共振器111,121間へのスロットの配置は,スロットを有する板状部材の配置を意味する。
The
誘電体共振器111,121はそれぞれ,切欠き112,122を有する。この切欠きは,誘電体共振器111,121それぞれ内での2つの共振モード(EH1,EH2モード)を結合させるためのものである。この切欠き112,122が無い場合,誘電体共振器111,121内でのEH1,EH2モードは互いに独立である。例えば,誘電体共振器111内でEH1モードが励起されても,EH2モードが励起されることは無い。一方,この切欠き112が有る場合,誘電体共振器111内でEH1,EH2モードが結合され,例えば,誘電体共振器111内でEH1モードが励起されると,EH2モードも励起される。切欠き112,122の存在によって,一方の共振モード(EH1,EH2モード)の成分から他方の共振モードの成分への変換が生じる(モード結合)。
切欠き112,122はそれぞれ,誘電体共振器111,121上に,軸Ax10から見て,軸Ax10に垂直な方向A11,A12に配置される。この方向A11,A12は,切欠き112,122の面S11,S12(誘電体共振器111,121が切り欠かれた断面)の中心C11,C12(重心)を基準として規定することができる。方向A11,A12は,軸Ax10に垂直な方向A10からの角度θ11,θ12によって規定することができる。
ここで,軸Ax10から見て方向A11,A12のなす角度θ16(=θ12−θ11)が誘電体共振器フィルタ100の狭帯域化の狭帯域化に際して重要な要素であることが判った。具体的には,角度θ16が略直角の整数倍となるようにすることで,誘電体共振器フィルタ100の狭帯域化が可能である。この詳細は後述する。
The
Here, it was found that the angle θ16 (= θ12−θ11) formed by the directions A11 and A12 when viewed from the axis Ax10 is an important factor in narrowing the bandwidth of the
本実施形態では,切欠き112,122の面S11,S12は,図1の左右に平行な辺を有する平面形状(矩形)である。但し,面S11,S12として,これ以外の形状を採用することができる。切欠き112,122(面S11,S12)の形状を特定しなくとも,誘電体共振器111,121内でモード結合が生じるからである。例えば,面S11,S12を曲面とすることが可能である。なお,誘電体共振器111,121を同一の形状,寸法とし,切欠き112,122を同一の形状,寸法とすると,誘電体共振器111,121それぞれでのモード結合の大きさを同一とすることができる。
なお,切欠き112,122は,軸Ax10に沿って,誘電体共振器111,121を軸Ax10に向かって深さH11,H12研磨することで形成できる。
In the present embodiment, the surfaces S11 and S12 of the
The
信号端子14,15は信号を入出力する端子である。ここでは,信号端子14,15をそれぞれ,信号入力端子,信号出力端子とする。
信号端子14,15は,誘電体共振器111,121の側面に対向する端部を有する。信号端子14,15はそれぞれ,誘電体共振器111,121と電界により結合される。信号端子14から誘電体共振器111に電界を印加できる(信号端子14から誘電体共振器フィルタ100への信号の入力)。また,誘電体共振器121から信号端子15に電界を印加できる(誘電体共振器フィルタ100から信号端子15への信号の出力)。
The
信号端子14,15はそれぞれ,誘電体共振器111,121の側面に対向して,軸Ax10から軸Ax10に垂直な方向A14,A15に配置される。この方向A14,A15は,信号端子14,15の端部の中心を基準として規定することができる。方向A14,A15は,軸Ax10に垂直な方向A10からの角度θ14,θ15によって規定することができる。
The
信号端子14,15の方向A14,A15それぞれと,切欠き112,122の方向A11,A12のなす角度θ18,θ19(θ18=θ14−θ11,θ19=θ15−θ12)が,「略45°±90°×n」であることが好ましい(n:整数)。言い換えれば,信号端子14,15の方向A14,A15と,切欠き112,122の方向A11,A12とが平行,垂直でないことが好ましい。方向A14,A15を方向A11,A12の斜方向とすることで,誘電体共振器111,121内でのモード結合を大きくすることができるためである。方向A14,A15を方向A11,A12に対して平行,垂直とすると,信号端子14,15からの電界によって誘電体共振器111,121内に励起される共振モードEH1は,これと直交する共振モードEH2と事実上結合しない。
The angles θ18 and θ19 (θ18 = θ14−θ11, θ19 = θ15−θ12) formed by the directions A14 and A15 of the
信号端子14,15は,軸Ax10を基準として,互いに略90°の整数倍の角度φ(=θ15−θ14)をなすように配置される。例えば,信号入出力のための配線の取り回しの関係で信号端子14,15が略同一方向(略平行)となるように配置される。誘電体共振器111,121がE−Hモードで共振される関係で,角度θ19が略90°の整数倍となる。
The
図4は,誘電体共振器フィルタ100の等価回路を表す回路図である。誘電体共振器111,121それぞれでの2重のEHモードに対応して,容量素子(コンデンサ)C111,C112,C121,C122,インダクタンス素子(コイル)L111,L112,L121,L122が4つの共振器(C111−L111,C112−L112,C121−L121,C122−L122)を構成する。誘電体共振器111,121それぞれ内の共振器は容量素子C113,C123で結合される。容量素子C113,C123はそれぞれ,切欠き112,122に対応する。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the
容量素子C14は,信号端子14と誘電体共振器111間での容量結合に対応する。容量素子C15は,信号端子15と誘電体共振器121間での容量結合に対応する。容量素子C16は,誘電体共振器111,121間の容量結合に対応する。即ち,ここでは,誘電体共振器111,121間が容量で結合される例を示している。誘電体共振器111,121間にスリットを配置すれば、共振器111,121間は誘導結合され,容量素子C16はインダクンス素子L16で置換される。
The capacitive element C14 corresponds to capacitive coupling between the
(実施例)
上記実施形態の誘電体共振フィルタ100での実験結果につき説明する。なお,本実験において,各誘電体共振器111,121および切欠き112,122を次のように規定した。
・誘電体共振器111,121の構成材料: チタン酸カルシウム(比誘電率εr=44 )
・誘電体共振器111,121の直径D11,D12: 37mm
・誘電体共振器111,121の長さL11,L12: 10mm
・切欠き112,122の深さH11,H12: 1.75mm
(Example)
The experimental results with the
-Constituent material of
-Diameters D11 and D12 of the
-Lengths L11 and L12 of the
-Depths H11 and H12 of the
切欠き112,122,信号端子14,15の角度(θ11,θ12,θ14,θ15)と誘電体共振器フィルタ100の特性との対応関係を調べた。
表1,表2,図5〜図8は,信号端子14,15の角度(θ14,θ15)を一定とし,切欠き112,122の角度(θ11,θ12)を変化させたときの誘電体共振器フィルタ100の特性を表す。図5〜8のグラフの縦軸が透過信号の強度[dB],横軸が周波数[GHz]を表す。
The correspondence relationship between the angles (θ11, θ12, θ14, θ15) of the
Tables 1, 2 and 5 to 8 show dielectric resonances when the angles (θ14, θ15) of the
表1,2に示すように,試料G12,G14,G21,G23,G32,G34,G41,G43において,他の試料(試料G11,G13,G22,G24,G31,G33,G42,G44)よりも波形が急峻となり,減衰極による狭帯域化が図られた。このとき,角度θ11,θ12の差θ16(θ12−θ11)の絶対値が90°であった。 As shown in Tables 1 and 2, the samples G12, G14, G21, G23, G32, G34, G41, and G43 are more than the other samples (samples G11, G13, G22, G24, G31, G33, G42, and G44). The waveform became steep, and the band was narrowed by the attenuation pole. At this time, the absolute value of the difference θ16 (θ12−θ11) between the angles θ11 and θ12 was 90 °.
以上のように,誘電体共振器111,121に切欠き112,122を配置し,軸Ax10から切欠き112,122に向かう方向A11,A12の絶対値が略90°とすることで,誘電体共振器フィルタ100の狭帯域化を図ることができる。
As described above, the
(第2の実施形態)
図9は,本発明の第2の実施形態における誘電体共振器フィルタ200の斜視図である。図10〜図12はそれぞれ,上段,中断,下段の誘電体共振器211〜231を軸Ax20の方向から見た状態を表す平面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a perspective view of a
誘電体共振器フィルタ200は,所望の周波数帯域の信号を通過させる帯域通過フィルタとして機能し,外部導体201,隔壁210,220,誘電体共振器211〜231,信号端子24,25を有する。
The
外部導体201は,略筒状であり,空洞(キャビティ)202を有する。なお,見やすさのために外部導体101は仮想線(二点鎖線)で表されている。
本実施形態では,この空洞202を円柱形状としている。但し,空洞202を他の形状,例えば,角柱形状としても良い。なお,空洞202の中心軸が後述の軸Ax20と一致することが好ましい。
The
In the present embodiment, the
隔壁210,220は,空洞202を3つの区画に区切り,誘電体共振器211〜231それぞれが個別の区画に配置されるようにする。隔壁210,220には誘電体共振器211〜231を電気的に結合するためのスロット(図示せず)が形成される。
The
誘電体共振器211〜231は,柱状または板状の誘電体材料から構成され,空洞102内に,互いに略同軸(軸Ax20)に配置される。即ち,誘電体共振器211〜231それぞれの底面(ここでは,円形)の中心C201〜C203が軸Ax10とほぼ一致する。
本実施形態では,誘電体共振器211〜231を円柱形状としている。但し,円柱形状に換えて,楕円柱形状,角柱形状を採用しても良い。これらの誘電体共振器211〜231はそれぞれ図示しないアルミナなどからなる支持台に固定される。
The
In the present embodiment, the
誘電体共振器211〜231はそれぞれ,所望の周波数帯域において2重のEHモードで共振するように寸法が規定される。即ち,誘電体共振器211〜231内で,互いの電場,磁場が直交する2つの共振モード(EH1,EH2モード)が共存可能である。誘電体共振器211〜231全体として,6つの振動が共存し得る。
Each of the
誘電体共振器211〜231は,互いの底面が対向するように配置されることで,隔壁210,220のスロットを介して電気的に結合される。
The
誘電体共振器211〜231はそれぞれ,切欠き212〜232を有する。この切欠きは,誘電体共振器211〜231それぞれ内での2つの共振モード(EH1,EH2モード)を結合させるためのものである(モード結合)。
切欠き212〜232はそれぞれ,誘電体共振器211〜231上に,軸Ax20から見て,軸Ax20に垂直な方向A21〜A23に配置される。この方向A21〜A23は,切欠き212〜232の面S21〜S23(誘電体共振器211〜231が切り欠かれた断面)の中心C21〜C23(重心)を基準として規定することができる。方向A21〜A23は,軸Ax20に垂直な方向A20からの角度θ21〜θ23によって規定することができる。
The
本実施形態では,切欠き212〜232の面S21〜S23は,図13の左右に平行な辺を有する平面形状(矩形)である。但し,面S21〜S23として,これ以外の形状,例えば,曲面を採用することができる。切欠き212〜232(面S21〜S23)の形状を特定しなくとも,誘電体共振器211〜231内でモード結合が生じるからである。
なお,切欠き212〜232は,軸Ax20に沿って,誘電体共振器211〜231を軸Ax20に向かって深さH21〜H23研磨することで形成できる。
In the present embodiment, the surfaces S21 to S23 of the
The
信号端子24,25は信号を入出力する端子である。ここでは,信号端子24,25をそれぞれ,信号入力端子,信号出力端子とする。
信号端子24,25は,誘電体共振器211,231の側面に対向する端部を有する。信号端子24,25はそれぞれ,誘電体共振器211,231と電界により結合される。
The
The
信号端子24,25はそれぞれ,誘電体共振器211,231の側面に対向して,軸Ax20から軸Ax20に垂直な方向A24,A25に配置される。この方向A24,A25は,信号端子24,25の端部の中心を基準として規定することができる。方向A24,A25は,軸Ax20に垂直な方向A20からの角度θ24,θ25によって規定することができる。
The
信号端子24,25の方向A24,A25それぞれと,切欠き212,232の方向A21,A23のなす角度θ28,θ29(θ28=θ24−θ21,θ29=θ25−θ22)が,「略45°±90°×n」であることが好ましい(n:整数)。
The angles θ28 and θ29 (θ28 = θ24−θ21, θ29 = θ25−θ22) formed by the directions A24 and A25 of the
信号端子24,25は,軸Ax20を基準として,互いに略90°の整数倍の角度φ(=θ25−θ24)をなすように配置される。例えば,信号入出力のための配線の取り回しの関係で信号端子24,25が略直交するように配置される。
The
図13は,誘電体共振器フィルタ200の等価回路を表す回路図である。誘電体共振器211〜231それぞれでの2重のEHモードに対応して,容量素子(コンデンサ)C211,C212,C221,C222,C231,C232,インダクタンス素子(コイル)L211,L212,L221,L222,L231,L232が6つの共振器を構成する。誘電体共振器211〜231それぞれ内の共振器は容量素子C213〜C233で結合される。容量素子C213〜C233はそれぞれ,切欠き212〜232に対応する。
FIG. 13 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the
容量素子C24は,信号端子24と誘電体共振器211間での容量結合に対応する。容量素子C25は,信号端子25と誘電体共振器231間での容量結合に対応する。インダクタンス素子L26,L27はそれぞれ,誘電体共振器211〜231間の誘導結合に対応する。この例では,隔壁210,220のスロットにより誘電体共振器211〜231間が誘導結合する。
The capacitive element C24 corresponds to capacitive coupling between the
(実施例)
上記実施形態の誘電体共振器フィルタ200での実験結果につき説明する。なお,本実験において,各誘電体共振器211〜231および切欠き212〜232を次のように規定した。
・誘電体共振器211〜231の構成材料: チタン酸カルシウム(比誘電率εr=44 )
・誘電体共振器211〜231の直径D21〜D23: 37mm
・誘電体共振器211〜231の長さL21〜L23: 10mm
・切欠き212〜232の深さH21〜H23: 1.75mm
(Example)
An experimental result in the
-Constituent material of the
-Diameters D21 to D23 of the
-Length L21-L23 of dielectric resonators 211-231: 10 mm
-Depths of
切欠き212〜232,信号端子24,25の角度(θ11,θ12,θ14,θ15)と誘電体共振器フィルタ200の特性との対応関係を調べた。
図14,図15はそれぞれ,切欠き212〜232の角度(θ21,θ22,θ23)を(0°,0°,0°),(0°,0°,90°)としたときの誘電体共振器フィルタ200の特性を表す。なお,減衰極の位置を下向きの矢印で表している。
The correspondence relationship between the angles (θ11, θ12, θ14, θ15) of the
14 and 15 respectively show dielectrics when the angles (θ21, θ22, θ23) of the
図14,図15において,2つの減衰極が出現し,特に,図15において波形が急峻であった。このとき,角度θ22,θ21の差θ26(θ22−θ21),角度θ23,θ21の差θ27(θ23−θ21)はそれぞれ,0°,90°であった。 In FIG. 14 and FIG. 15, two attenuation poles appear, and in particular, the waveform is steep in FIG. At this time, the difference θ26 (θ22−θ21) between the angles θ22 and θ21 and the difference θ27 (θ23−θ21) between the angles θ23 and θ21 were 0 ° and 90 °, respectively.
以上のように,誘電体共振器211〜231に切欠き212〜232を配置し,軸Ax20から切欠き212〜232に向かう方向A21〜A23のなす角度差θ25,差θ26をそれぞれ,0°,90°とすることで,誘電体共振器フィルタ200の狭帯域化を図ることができる。
As described above, the
(変形例)
以下,変形例として,第1,第2の実施形態において,誘電体共振フィルタまたは切り欠きの形状を変化させた場合を説明する。以下に示すように,これらの形状が異なっていても切り欠きの角度を適切に規定することで,減衰極を発生させ,特性の狭帯域化を図ることができる。
(Modification)
Hereinafter, as a modification, the case where the shape of the dielectric resonance filter or the notch is changed in the first and second embodiments will be described. As shown below, even if these shapes are different, by appropriately defining the notch angle, it is possible to generate attenuation poles and narrow the band of characteristics.
A.変形例1
第1の実施形態において誘電体共振フィルタの切欠きの形状を変化させた場合につき説明する。本発明の第1の実施形態の変形例(変形例1)における誘電体共振器フィルタ100Aは,上段,下段の誘電体共振器111A,121Aを有する。図16A,図16Bはそれぞれ,誘電体共振器111A,121Aを軸方向から見た状態を表す平面図である。
The case where the shape of the notch of the dielectric resonance filter is changed in the first embodiment will be described. The dielectric resonator filter 100A in the modification (Modification 1) of the first embodiment of the present invention includes upper and lower
ここで,誘電体共振器111A,121Aはそれぞれ,切欠き112A,122Aを有する。第1の実施形態において,切欠き112,122は平面形状の面S11,S12を有していた。これに対し,変形例1では,切欠き112A,122Aはそれぞれ,1の底面および2つの側面を有する略直方体形状の溝である。
なお,誘電体共振器フィルタ100Aは,切欠き112A,122Aの形状以外の点では,誘電体共振器フィルタ100と実質的な相違が無いので,斜視図を省略することとする。
Here, the
The dielectric resonator filter 100A is not substantially different from the
上記変形例1での実験結果につき説明する。なお,本実験において,各誘電体共振器111A,121Aおよび切欠き112A,122Aを次のように規定した。
・誘電体共振器111A,121Aの構成材料: チタン酸カルシウム(比誘電率εr=44 )
・誘電体共振器111A,121Aの直径D11A,D12A: 37mm
・誘電体共振器111A,121Aの長さL11A,L12A: 10mm
・切欠き112A,122Aの深さH11A,H12A: 2.1mm
・切欠き112A,122Aの幅D11A,D12A: 3.0mm
The experimental results in the first modification will be described. In this experiment, the
-Constituent material of
-Diameters D11A and D12A of the
-Length L11A, L12A of
・ Depths of
・ Widths D11A and D12A of the
図17は,表1,表2のG14(θ11=0°,θ12=270°),G41(θ11=270°,θ12=0°)それぞれと同一の角度条件のときの誘電体共振器フィルタ100AのグラフGA1,GA2を表す。図17のグラフの縦軸が透過信号の強度[dB],横軸が周波数[GHz]を表す。グラフGA1,GA2はほぼ重なり,いずれも1.92GHz付近に減衰極を有する(矢印で図示)。 FIG. 17 shows a dielectric resonator filter 100A under the same angle conditions as G14 (θ11 = 0 °, θ12 = 270 °) and G41 (θ11 = 270 °, θ12 = 0 °) in Tables 1 and 2. Graphs GA1 and GA2 of FIG. The vertical axis of the graph of FIG. 17 represents the intensity [dB] of the transmitted signal, and the horizontal axis represents the frequency [GHz]. The graphs GA1 and GA2 almost overlap, and both have attenuation poles near 1.92 GHz (illustrated by arrows).
B.変形例2
第1の実施形態において誘電体共振フィルタの形状を変化させた場合につき説明する。本発明の第1の実施形態の変形例(変形例2)における誘電体共振器フィルタ100Bは,上段,下段の誘電体共振器111B,121Bを有する。図18A,図18Bはそれぞれ,誘電体共振器111B,121Bを軸方向から見た状態を表す平面図である。
A case where the shape of the dielectric resonance filter is changed in the first embodiment will be described. The dielectric resonator filter 100B in the modification (Modification 2) of the first embodiment of the present invention includes upper and lower dielectric resonators 111B and 121B. 18A and 18B are plan views showing a state in which the dielectric resonators 111B and 121B are viewed from the axial direction, respectively.
ここで,誘電体共振器111B,121Bはそれぞれ,切欠き112B,122Bを有する。第1の実施形態において,誘電体共振器111B,121Bは円柱形状である。これに対し,変形例2では,誘電体共振器111B,121Bはそれぞれ,正4角柱形状である。
なお,誘電体共振器フィルタ100Bは,誘電体共振器111B,121Bの形状以外の点では,誘電体共振器フィルタ100と実質的な相違が無いので,斜視図を省略する。
Here, the dielectric resonators 111B and 121B have
The dielectric resonator filter 100B is not substantially different from the
上記変形例2での実験結果につき説明する。なお,本実験において,各誘電体共振器111A,121Aおよび切欠き112B,122Bを次のように規定した。
・誘電体共振器111B,121Bの構成材料: チタン酸カルシウム(比誘電率εr=44 )
・誘電体共振器111B,121Bの辺の長さX11B,X12B:26mm
・誘電体共振器111B,121Bの長さL11B,L12B: 10mm
・切欠き112B,122Bの深さH11B,H12B: 6mm
The experimental results in the second modification will be described. In this experiment, the
-Constituent material of dielectric resonators 111B and 121B: Calcium titanate (relative permittivity εr = 44)
-Side lengths X11B and X12B of dielectric resonators 111B and 121B: 26 mm
-Length L11B, L12B of dielectric resonators 111B and 121B: 10 mm
・ Depths H11B and H12B of the
図19は,表1,表2のG14(θ11=0°,θ12=270°),G41(θ11=270°,θ12=0°)それぞれと同一の角度条件のときの誘電体共振器フィルタ100BのグラフGB1,GB2を表す。図19のグラフの縦軸が透過信号の強度[dB],横軸が周波数[GHz]を表す。グラフGB1,GB2はそれぞれ,2.06GHz付近に1つおよび2つの減衰極を有する(矢印で図示)。 FIG. 19 shows a dielectric resonator filter 100B under the same angle conditions as G14 (θ11 = 0 °, θ12 = 270 °) and G41 (θ11 = 270 °, θ12 = 0 °) in Tables 1 and 2. Graphs GB1 and GB2 of FIG. The vertical axis of the graph of FIG. 19 represents the intensity [dB] of the transmission signal, and the horizontal axis represents the frequency [GHz]. Each of the graphs GB1 and GB2 has one and two attenuation poles in the vicinity of 2.06 GHz (illustrated by arrows).
C.変形例3
第2の実施形態において誘電体共振フィルタの切欠きの形状を変化させた場合につき説明する。本発明の第2の実施形態の変形例(変形例3)における誘電体共振器フィルタ200Aは,誘電体共振器211A〜231Aを有する。
C. Modification 3
A case where the shape of the notch of the dielectric resonance filter is changed in the second embodiment will be described. A dielectric resonator filter 200A according to a modification (Modification 3) of the second embodiment of the present invention includes dielectric resonators 211A to 231A.
ここで,誘電体共振器211A〜231Aはそれぞれ,切欠き212A〜232Aを有する。切欠き212A〜232Aはそれぞれ,変形例1と同様,1の底面および2つの側面を有する略直方体形状の溝である。
なお,誘電体共振器フィルタ200Aは,誘電体共振器の個数以外の点では,誘電体共振器フィルタ100Aと実質的な相違が無いので,図示を省略することとする。
Here, the dielectric resonators 211A to 231A have notches 212A to 232A, respectively. The notches 212A to 232A are substantially rectangular parallelepiped grooves each having a bottom surface and two side surfaces, as in the first modification.
The dielectric resonator filter 200A is not substantially different from the dielectric resonator filter 100A in points other than the number of dielectric resonators, and is not shown in the figure.
上記変形例3での実験結果につき説明する。なお,本実験において,各誘電体共振器211A〜231Aおよび切欠き212A〜232Aそれぞれを第1の変形例と同様に規定した。 The experimental result in the third modification will be described. In this experiment, each of the dielectric resonators 211A to 231A and the notches 212A to 232A is defined in the same manner as in the first modification.
図20は,切欠き212〜232の角度(θ21,θ22,θ23)を(0°,0°,0°),(0°,0°,90°)としたときの誘電体共振器フィルタ200Aの特性(グラフGC1,GC2)を表す。グラフGC1は,1.75GHzおよび2.19GHz近傍,グラフGC2は,1.86GHzおよび2.27GHz近傍にそれぞれ2つの減衰極を有する(矢印で図示)。
FIG. 20 shows a dielectric resonator filter 200A when the angles (θ21, θ22, θ23) of the
D.変形例4
第2の実施形態において誘電体共振フィルタの形状を変化させた場合につき説明する。本発明の第2の実施形態の変形例(変形例4)における誘電体共振器フィルタ200Bは,誘電体共振器211B〜231Bを有する。誘電体共振器211B〜231Bはそれぞれ,切欠き212B〜232Bを有する。
A case where the shape of the dielectric resonance filter is changed in the second embodiment will be described. The dielectric resonator filter 200B according to the modified example (modified example 4) of the second embodiment of the present invention includes dielectric resonators 211B to 231B. Dielectric resonators 211B to 231B have notches 212B to 232B, respectively.
ここで,誘電体共振器211B〜231Bはそれぞれ,変形例2と同様,正4角柱形状である。
なお,誘電体共振器フィルタ200Bは,誘電体共振器の個数以外の点では,誘電体共振器フィルタ100Bと実質的な相違が無いので,図示を省略することとする。
Here, each of the dielectric resonators 211B to 231B has a regular quadrangular prism shape as in the second modification.
The dielectric resonator filter 200B is not substantially different from the dielectric resonator filter 100B in points other than the number of dielectric resonators, and thus illustration thereof is omitted.
上記変形例4での実験結果につき説明する。なお,本実験において,各誘電体共振器211B〜231Bおよび切欠き212B〜232Bを第2の変形例と同様に規定した。 A description will be given of experimental results in the above-described modification example 4. In this experiment, the dielectric resonators 211B to 231B and the notches 212B to 232B are defined in the same manner as the second modification.
図21はそれぞれ,切欠き212〜232の角度(θ21,θ22,θ23)を(0°,0°,0°),(0°,0°,90°)としたときの誘電体共振器フィルタ200Cの特性(グラフGD1,GD2)を表す。グラフGD1は,1.78GHzおよび2.04GHz近傍,グラフGD2は,1.66GHzおよび2.07GHz近傍にそれぞれ2つの減衰極を有する(矢印で図示)。
21 shows dielectric resonator filters when the angles (θ21, θ22, θ23) of the
(その他の実施形態)
本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張,変更可能であり,拡張,変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(Other embodiments)
Embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be expanded and modified. The expanded and modified embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
既述のように,誘電体共振器および切欠きには種々の形状が適用できる。上記実施形態に示したように,誘電体共振器として,円柱,正4角柱を利用できる。これに加えて,これらの中間的な形状,例えば,八角柱,楕円柱を利用できる。柱状以外に板状も利用できる。上記実施形態に示したように,切欠きとして,平板状,溝形状を利用できる。また,複数の誘電体共振器間で別形状を用いることも可能である。誘電体共振器間での電磁的な結合は,誘電体共振器間に配置するスタッドあるいはスロットの影響が大きく,誘電体共振器あるいは切り欠き自体の形状は電磁的な結合への影響がそれほど大きくないと考えられる。 As described above, various shapes can be applied to the dielectric resonator and the notch. As shown in the above embodiment, a cylindrical resonator or a regular quadrangular prism can be used as the dielectric resonator. In addition, intermediate shapes such as an octagonal cylinder and an elliptic cylinder can be used. In addition to columnar shapes, plate shapes can also be used. As shown in the above embodiment, a flat plate shape or a groove shape can be used as the notch. It is also possible to use different shapes among the plurality of dielectric resonators. Electromagnetic coupling between dielectric resonators is greatly affected by studs or slots placed between dielectric resonators, and the shape of the dielectric resonator or notch itself has a large effect on electromagnetic coupling. It is not considered.
角度関係には,多少の幅が認められる。例えば,切欠き111,121の方向A11,A12のなす角度θ16(θ12−θ11)は90°を中心として,実質的に±10°(好ましくは,±5°)程度の幅が認められ,この範囲で誘電体共振器フィルタ100の狭帯域化を図ることができる。他の角度についても同様の幅が認められた。
Some width is recognized in the angle relation. For example, the angle θ16 (θ12−θ11) formed by the directions A11 and A12 of the
100 誘電体共振器フィルタ
101 外部導体
102 空洞
111,121 誘電体共振器
112,122 切欠き
14,15 信号端子
200 誘電体共振器フィルタ
201 外部導体
202 空洞
210,220 隔壁
211-231 誘電体共振器
212,232 切欠き
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記空洞内に配置され,第1の底面と,第1の軸と,を有する柱状または板状の第1の2重モード誘電体共振器と,
前記空洞内に配置され,前記第1の底面と対向する第2の底面と,第2の軸と,を有する柱状または板状の第2の2重モード誘電体共振器と,
前記第1の2重モード誘電体共振器上に,前記第1の軸から見て第1の方向に配置され,前記第1の軸に沿う一対の辺を有する矩形の断面を備える,第1の切欠きと,
前記第2の2重モード誘電体共振器上に,前記第2の軸から見て,前記第1の方向となす角度が略直角の整数倍となる,第2の方向に配置され,前記第2の軸に沿う一対の辺を有する矩形の断面を備える,第2の切欠きと,
前記第1の2重モード誘電体共振器の側面に対向する端部を有する第1の信号端子と,
前記第2の2重モード誘電体共振器の側面に対向する端部を有する第2の信号端子と,
を具備することを特徴とする誘電体共振器フィルタ。 An outer conductor having a cavity;
A columnar or plate-like first dual mode dielectric resonator disposed within the cavity and having a first bottom surface and a first axis;
A columnar or plate-like second dual-mode dielectric resonator disposed in the cavity and having a second bottom surface facing the first bottom surface and a second axis;
A rectangular cross section disposed on the first dual-mode dielectric resonator in a first direction as viewed from the first axis and having a pair of sides along the first axis; 1 notch,
The second dual-mode dielectric resonator is disposed in a second direction in which an angle formed with the first direction when viewed from the second axis is an integer multiple of a substantially right angle , A second notch comprising a rectangular cross section having a pair of sides along a second axis ;
A first signal terminal having an end facing the side surface of the first dual-mode dielectric resonator;
A second signal terminal having an end facing the side surface of the second dual-mode dielectric resonator;
A dielectric resonator filter comprising:
前記第3の2重モード誘電体共振器上に,前記第3の軸から見て,第3の方向に配置される第3の切欠きと,
をさらに具備することを特徴とする請求項1に記載の誘電体共振器フィルタ。 A columnar third dual mode dielectric disposed between the first and second dual mode dielectric resonators and having third and fourth bottom surfaces respectively facing the first and second surfaces. A body resonator,
A third notch disposed on the third dual-mode dielectric resonator in a third direction as viewed from the third axis;
The dielectric resonator filter according to claim 1, further comprising:
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の誘電体共振器フィルタ。 The angle formed by the direction of the first signal terminal and the direction of the first notch, and the angle formed by the direction of the second signal terminal and the direction of the second notch are “approximately 45 °. ± 90 ° * n ”(n: integer)
The dielectric resonator filter according to any one of claims 1 to 4, wherein the dielectric resonator filter is provided.
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