JP6103252B2 - 誘電体共振器および電子部品 - Google Patents

Description

本発明は、誘電体を用いて構成された共振器である誘電体共振器、およびそれを含む電子部品に関する。

近年、大容量且つ高速の無線通信に、マイクロ波帯、特に０．６ＧＨｚ〜２４ＧＨｚの周波数帯が多く利用されている。一般的に、無線通信に用いられる通信装置は共振器を含んでいる。

通信装置に用いられる共振器としては、誘電体同軸共振器、分布定数線路を用いた共振器、インダクタとキャパシタを用いたＬＣ共振器、誘電体共振器、空洞共振器等がある。

ところで、共振器では、スプリアスが発生する場合がある。通信装置では、特に共振器の共振周波数の２倍または３倍に近い周波数のスプリアスは、特性に悪影響を及ぼすおそれがある。スプリアス発生の原因の１つとしては、導体パターンによる自己共振がある。

特許文献１には、誘電体ブロックの対向する第１の端面と第２の端面の間に内導体が被覆された複数の貫通孔を有し、第１の端面を除く誘電体ブロックの外面に外導体が被覆されて構成される、複数の共振器と、外導体と絶縁され、第１の端面において入出力段の共振器と容量結合し実装面まで延長されている入出力電極とを有する誘電体フィルタが記載されている。また、特許文献１には、入出力電極が、第１の端面において所定の周波数で自己共振するようなインダクタンス成分を有する導体パターンを含むようにして、良好なスプリアス特性を得る技術が記載されている。

特開２００４−３２８１１８号公報

種々の共振器のうち、誘電体共振器は、低損失で高い無負荷Ｑ値が得られるという利点がある。しかし、従来の一般的な誘電体共振器は、面積が比較的大きい面を有する導体層を含んでおり、この導体層による自己共振に起因して、誘電体共振器の共振周波数の２倍または３倍に近い周波数のスプリアスが発生しやすいという問題点があった。

特許文献１に記載された技術では、導体パターンによって生じる自己共振を利用して、誘電体フィルタにおいて発生するスプリアスを抑制している。しかし、この技術では、導体パターンによって生じる自己共振周波数が、スプリアスを抑制しようとする周波数に合うように、導体パターンの形状を設計する必要があり、その導体パターンの形状の設計が難しいという問題点がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、構成が簡単で、且つスプリアスによる悪影響を低減できるようにした誘電体共振器およびそれを含む電子部品を提供することにある。

本発明の誘電体共振器は、第１の比誘電率を有する第１の誘電体よりなり、外面を有する高誘電率本体と、高誘電率本体の外面に接する第１の接触面を有する第１の電極と、高誘電率本体の外面に接する第２の接触面を有する第２の電極と、高誘電率本体の外面に接する第３の接触面を有する第３の電極と、第１の電極、第２の電極および高誘電率本体を用いて構成されたインダクタと、第１の電極、第３の電極および高誘電率本体を用いて構成されたキャパシタとを備えている。第１ないし第３の接触面は、互いに距離をおいて配置されている。第１の接触面と第３の接触面の間の距離は、第１の接触面と第２の接触面の間の距離よりも小さい。本発明の誘電体共振器では、インダクタとキャパシタとによって共振回路が構成されている。

本発明の誘電体共振器は、更に、第１の比誘電率よりも小さい第２の比誘電率を有する第２の誘電体よりなり、高誘電率本体の周囲に存在する周囲誘電体部を備えていてもよい。

また、本発明の誘電体共振器において、高誘電率本体の外面は、互いに反対側に位置する第１の端面および第２の端面と、第１の端面と第２の端面を接続する接続面とを有していてもよく、第１の接触面と第３の接触面は第１の端面に接し、第２の接触面は第２の端面に接していてもよい。

また、本発明の誘電体共振器において、第２の電極と第３の電極は、互いに電気的に接続されていてもよく、共振回路は並列共振回路であってもよい。

また、本発明の誘電体共振器において、共振回路の共振周波数は、０．６ＧＨｚ〜２４ＧＨｚの範囲内に存在していてもよい。

本発明の電子部品は、本発明の誘電体共振器を１つ以上含むものである。

本発明によれば、構成が簡単な誘電体共振器を実現することができる。また、本発明では、キャパシタを実現するために、それぞれ面積が大きい面を有する２つの導体層を、互いに面が対向するように設ける必要がない。これにより、本発明によれば、面積が大きい面を有する導体層に起因して、共振回路の共振周波数の２倍または３倍に近い周波数において大きなスプリアスが発生することを防止することができる。以上のことから、本発明によれば、構成が簡単で、且つスプリアスによる悪影響を低減できるようにした誘電体共振器およびそれを含む電子部品を実現することができるという効果を奏する。

本発明の第１の実施の形態に係る誘電体共振器を示す斜視図である。 図１における２−２線で示した位置における誘電体共振器の断面図である。 図１に示した誘電体共振器の一部を示す斜視図である。 図１に示した誘電体共振器における第１および第３の接触面を示す平面図である。 図１に示した誘電体共振器の回路構成を示す回路図である。 本発明の第１の実施の形態における変形例の誘電体共振器を示す斜視図である。 図６における７−７線で示した位置における誘電体共振器の断面図である。 第１の比較例の誘電体共振器を示す斜視図である。 図８における９−９線で示した位置における誘電体共振器の断面図である。 第１の比較例の誘電体共振器において発生する寄生インダクタンスおよび寄生容量について説明するための説明図である。 寄生インダクタンスおよび寄生容量を含めた第１の比較例の誘電体共振器の等価回路を示す回路図である。 図１１に示した等価回路の反射減衰特性を示す特性図である。 本発明の第１の実施の形態に係る誘電体共振器において発生する寄生容量について説明するための説明図である。 寄生容量を含めた第１の実施の形態に係る誘電体共振器の等価回路を示す回路図である。 図１４に示した等価回路の反射減衰特性を示す特性図である。 本発明の第１の実施の形態に係る誘電体共振器における第１の比誘電率と共振周波数との関係を示す特性図である。 本発明の第１の実施の形態における第１および第３の接触面の第１ないし第４の変形例を示す説明図である。 本発明の第１の実施の形態における第１および第３の接触面の第５ないし第７の変形例を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る電子部品の斜視図である。 図１９における２０−２０線で示した位置における電子部品の断面図である。 図１９に示した電子部品における誘電体部の下面を示す平面図である。 図１９に示した電子部品における第１および第３の接触面を示す平面図である。 図１９に示した電子部品の回路構成を示す回路図である。 第２の比較例の電子部品を示す斜視図である。 図２４における２５−２５線で示した位置における電子部品の断面図である。 図２４に示した電子部品における誘電体部の下面を示す平面図である。 第２の比較例の電子部品の挿入損失特性を示す特性図である。 本発明の第２の実施の形態に係る電子部品の挿入損失特性を示す特性図である。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。始めに、図１ないし図３を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る誘電体共振器の構造について説明する。図１は、本実施の形態に係る誘電体共振器を示す斜視図である。図２は、図１における２−２線で示した位置における誘電体共振器の断面図である。図３は、図１に示した誘電体共振器の一部を示す斜視図である。

図１ないし図３に示したように、本実施の形態に係る誘電体共振器１は、第１の比誘電率Ｅ１を有する第１の誘電体よりなり、外面を有する高誘電率本体２と、第１の比誘電率Ｅ１よりも小さい第２の比誘電率Ｅ２を有する第２の誘電体よりなり、高誘電率本体２の周囲に存在する周囲誘電体部３とを備えている。図１ないし図３には、高誘電率本体２が直方体形状を有している例を示している。しかし、高誘電率本体２の形状は、この例に限られない。

第１の比誘電率Ｅ１は、３０〜１００，０００の範囲内であることが好ましい。第２の比誘電率Ｅ２は、第１の比誘電率Ｅ１の１／１０以下であることが好ましい。

第１の誘電体を構成する誘電体材料の例としては、チタン酸カルシウムや、チタン酸ストロンチウムや、チタン酸バリウムや、チタン酸バリウムを含む金属酸化物材料、例えばチタン酸バリウムストロンチウムやチタン酸バリウムカルシウムを挙げることができる。

第２の誘電体を構成する誘電体材料の例としては、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂や、アルミナ等のセラミックや、ガラスや、これらの複合材料を挙げることができる。なお、第２の誘電体は、空気であってもよい。

ここで、図１に示したように、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向を定義する。Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、互いに直交する。図１ないし図３に示した例では、高誘電率本体２は、Ｚ方向における互いに反対側に位置する第１の端面２ａおよび第２の端面２ｂと、第１の端面２ａと第２の端面２ｂを接続する接続面とを有している。接続面は、Ｘ方向における互いに反対側に位置する２つの側面２ｃ，２ｄと、Ｙ方向における互いに反対側に位置する２つの側面２ｅ，２ｆを含んでいる。

図１ないし図３に示した例では、周囲誘電体部３は、Ｚ方向に直交する断面において高誘電率本体２の周囲に存在し、高誘電率本体２の接続面（側面２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ）に接している。図１に示したように、周囲誘電体部３は、Ｚ方向における互いに反対側に位置する下面３ａおよび上面３ｂと、下面３ａと上面３ｂを接続する４つの側面３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆとを有している。側面３ｃ，３ｄは、Ｘ方向における互いに反対側に位置している。側面３ｅ，３ｆは、Ｙ方向における互いに反対側に位置している。周囲誘電体部３の下面３ａと高誘電率本体２の第１の端面２ａは、同一平面上に位置している。周囲誘電体部３の上面３ｂと高誘電率本体２の第２の端面２ｂは、同一平面上に位置している。

誘電体共振器１は、更に、第１の電極１１、第２の電極１２および第３の電極１３を備えている。電極１１，１２，１３は、Ａｇ，Ｃｕ等の金属によって構成されている。図３に示したように、第１の電極１１は、高誘電率本体２の外面に接する第１の接触面１１ａを有している。第２の電極１２は、高誘電率本体２の外面に接する第２の接触面１２ａを有している。第３の電極１３は、高誘電率本体２の外面に接する第３の接触面１３ａを有している。第１ないし第３の接触面１１ａ，１２ａ，１３ａは、互いに距離をおいて配置されている。図３では、第１ないし第３の接触面１１ａ，１２ａ，１３ａを、ハッチングを付して示している。

図１ないし図３に示した例では、第１の電極１１と第３の電極１３は、いずれも、周囲誘電体部３の下面３ａと高誘電率本体２の第１の端面２ａの上に配置されている。第１の電極１１は、側面３ｃと下面３ａとの間の稜線の位置から、高誘電率本体２の第１の端面２ａまで延びている。第１の接触面１１ａは、高誘電率本体２の外面のうちの第１の端面２ａの一部に接触している。第３の接触面１３ａは、高誘電率本体２の外面のうちの第１の端面２ａの他の一部に接触している。

図４は、第１の接触面１１ａと第３の接触面１３ａを示す平面図である。図４に示したように、第３の接触面１３ａは、コの字形状を有し、第１の接触面１１ａを３方向から囲むように配置されている。

第２の電極１２は、周囲誘電体部３の上面３ｂと高誘電率本体２の第２の端面２ｂの上に配置されている。第２の接触面１２ａは、高誘電率本体２の外面のうちの第２の端面２ｂの全面に接触している。

第１の接触面１１ａと第３の接触面１３ａの間の距離は、第１の接触面１１ａと第２の接触面１２ａの間の距離および第２の接触面１２ａと第３の接触面１３ａの間の距離よりも小さい。

誘電体共振器１は、更に、それぞれ周囲誘電体部３の側面３ｅ，３ｆに配置された導体層１４，１５を備えている。導体層１４，１５は、Ａｇ，Ｃｕ等の金属によって構成されている。導体層１４，１５は、いずれも第２の電極１２と第３の電極１３とに接続されている。このようにして、第２の電極１２と第３の電極１３は、導体層１４，１５を介して、互いに電気的に接続されている。なお、図３では、導体層１４，１５を省略している。

次に、図５を参照して、図１に示した誘電体共振器１の設計上の回路構成について説明する。誘電体共振器１は、入出力端子２１とインダクタ２２とキャパシタ２３とを備えている。入出力端子２１は、第１の電極１１によって構成されている。インダクタ２２は、第１の電極１１と、第２の電極１２と、これらの間に介在する高誘電率本体２を用いて構成されている。キャパシタ２３は、第１の電極１１と、第３の電極１３と、高誘電率本体２を用いて構成されている。第１の電極１１と第２の電極１２は、インダクタ２２の両端を構成している。第１の電極１１と第３の電極１３は、キャパシタ２３の両端を構成している。

入出力端子２１と、インダクタ２２の一端と、キャパシタ２３の一端は、全て第１の電極１１によって構成されている。従って、インダクタ２２の一端とキャパシタ２３の一端は、入出力端子２１に電気的に接続されている。

第３の電極１３によって構成されたキャパシタ２３の他端と、第２の電極１２によって構成されたインダクタ２２の他端は、グランドに電気的に接続されている。誘電体共振器１では、インダクタ２２とキャパシタ２３とによって、共振回路、特に並列共振回路が構成されている。この共振回路（並列共振回路）の共振周波数は、０．６ＧＨｚ〜２４ＧＨｚの範囲内に存在していることが好ましい。

次に、本実施の形態におけるインダクタ２２について詳しく説明する。本実施の形態では、第１の電極１１の第１の接触面１１ａは高誘電率本体２の第１の端面２ａに接触し、第２の電極１２の第２の接触面１２ａは高誘電率本体２の第２の端面２ｂに接触している。高誘電率本体２は、第１の接触面１１ａと第２の接触面１２ａの間において、少なくとも０．６ＧＨｚ〜２４ＧＨｚの範囲内の周波数の電磁波を伝搬させる。電磁波が高誘電率本体２を伝搬する際に磁界が生じ、この磁界によって磁気エネルギーが蓄えられる。そのため、第１の電極１１、第２の電極１２および高誘電率本体２を用いたインダクタ２２が構成される。

次に、本実施の形態におけるキャパシタ２３について詳しく説明する。本実施の形態では、第１の電極１１の第１の接触面１１ａと第３の電極１３の第３の接触面１３ａは、高誘電率本体２の第１の端面２ａに接触している。そして、第１の接触面１１ａと第３の接触面１３ａの間の距離は、第１の接触面１１ａと第２の接触面１２ａの間の距離および第２の接触面１２ａと第３の接触面１３ａの間の距離よりも小さい。本実施の形態では、第１の接触面１１ａと第３の接触面１３ａの間の距離が小さいため、第１の電極１１、第３の電極１３および高誘電率本体２を用いて、第１の電極１１と第３の電極１３を両端とするキャパシタ２３が構成される。すなわち、第１の電極１１と第３の電極１３の間に電位差が生じると、第１の接触面１１ａと第３の接触面１３ａの間に電界が生じる。この電界は、少なくとも、第１の接触面１１ａおよび第３の接触面１３ａの近傍における高誘電率本体２の内部の一部に生じる。そして、この電界によって電気エネルギーが蓄えられるため、第１の電極１１、第３の電極１３および高誘電率本体２を用いたキャパシタ２３が構成される。

本実施の形態では、高誘電率本体２の外面上に位置する第１の接触面１１ａと第３の接触面１３ａを近づけることにより、第１の電極１１、第３の電極１３および高誘電率本体２を用いて、キャパシタ２３を実現している。また、本実施の形態では、第１の電極１１と、第２の電極１２と、これらの間に介在する高誘電率本体２を用いて、キャパシタではなく、インダクタ２２を実現している。第１の接触面１１ａと第２の接触面１２ａが近いと、第１の電極１１、第２の電極１２および高誘電率本体２によってキャパシタが構成されてしまうため、インダクタ２２を実現するためには、第１の接触面１１ａと第２の接触面１２ａの間の距離は、第１の電極１１、第２の電極１２および高誘電率本体２によってキャパシタが構成されないように大きくする必要がある。従って、本実施の形態のように、１つの高誘電率本体２と、その外面に接する第１ないし第３の電極１１，１２，１３とを用いて、インダクタ２２とキャパシタ２３を実現するためには、第１の接触面１１ａと第３の接触面１３ａの間の距離が第１の接触面１１ａと第２の接触面１２ａの間の距離よりも小さいことが必要な条件となる。

本実施の形態に係る誘電体共振器１では、第１の電極１１によって構成された入出力端子２１には、０．６ＧＨｚ〜２４ＧＨｚの範囲内の周波数を含む任意の周波数の電力が供給される。誘電体共振器１は、０．６ＧＨｚ〜２４ＧＨｚの範囲内の共振周波数で共振する。

［変形例］
次に、図６および図７を参照して、本実施の形態における変形例の誘電体共振器１について説明する。図６は、変形例の誘電体共振器１を示す斜視図である。図７は、図６における７−７線で示した位置における変形例の誘電体共振器１の断面図である。

図６に示したように、変形例の誘電体共振器１では、高誘電率本体２は円柱形状を有している。図７に示したように、この高誘電率本体２は、Ｚ方向における互いに反対側に位置する第１の端面２ａおよび第２の端面２ｂと、第１の端面２ａと第２の端面２ｂを接続する接続面２ｇとを有している。周囲誘電体部３は、Ｚ方向に直交する断面において高誘電率本体２の周囲に存在し、高誘電率本体２の接続面２ｇに接している。

図７に示したように、図１ないし図３に示した例と同様に、変形例においても、第１の電極１１は高誘電率本体２の外面のうちの第１の端面２ａに接触する第１の接触面１１ａを有し、第２の電極１２は高誘電率本体２の外面のうちの第２の端面２ｂに接触する第２の接触面１２ａを有し、第３の電極１３は高誘電率本体２の外面のうちの第１の端面２ａに接触する第３の接触面１３ａを有している。

変形例の誘電体共振器１のその他の構成および作用は、図１ないし図３に示した例と同様である。

次に、第１の比較例の誘電体共振器と比較しながら、本実施の形態に係る誘電体共振器１の効果について説明する。始めに、図８および図９を参照して、第１の比較例の誘電体共振器について説明する。図８は、第１の比較例の誘電体共振器を示す斜視図である。図９は、図８における９−９線で示した位置における第１の比較例の誘電体共振器の断面図である。

図８および図９に示したように、第１の比較例の誘電体共振器１０１は、第１の比誘電率Ｅ１を有する第１の誘電体よりなる高誘電率本体１０２と、第２の比誘電率Ｅ２を有する第２の誘電体よりなり、高誘電率本体１０２の周囲に存在する周囲誘電体部１０３とを備えている。図８および図９には、高誘電率本体１０２が直方体形状を有している例を示している。しかし、高誘電率本体１０２の形状は、この例に限られず、例えば円柱形状であってもよい。

図８および図９に示した例では、高誘電率本体１０２は、Ｚ方向における互いに反対側に位置する第１の端面１０２ａおよび第２の端面１０２ｂと、第１の端面１０２ａと第２の端面１０２ｂを接続する接続面とを有している。接続面は、Ｘ方向における互いに反対側に位置する２つの側面１０２ｃ，１０２ｄと、Ｙ方向における互いに反対側に位置する２つの側面１０２ｅ，１０２ｆを含んでいる。

周囲誘電体部１０３は、Ｚ方向における互いに反対側に位置する下面１０３ａおよび上面１０３ｂと、下面１０３ａと上面１０３ｂを接続する４つの側面１０３ｃ，１０３ｄ，１０３ｅ，１０３ｆとを有している。側面１０３ｃ，１０３ｄは、Ｘ方向における互いに反対側に位置している。側面１０３ｅ，１０３ｆは、Ｙ方向における互いに反対側に位置している。高誘電率本体１０２の第１の端面１０２ａは、周囲誘電体部１０３の内部に位置している。周囲誘電体部１０３の上面１０３ｂと高誘電率本体１０２の第２の端面１０２ｂは、同一平面上に位置している。

図８および図９に示した例では、周囲誘電体部１０３は、第１層１０３Ａと、この第１層１０３Ａの上に配置された第２層１０３Ｂとを有している。

誘電体共振器１０１は、更に、それぞれ周囲誘電体部１０３の下面１０３ａ、上面１０３ｂ、側面１０３ｅ，１０３ｆに配置された導体層１１２，１１３，１１４，１１５を備えている。導体層１１２は、下面１０３ａの大部分を覆っている。導体層１１３は、上面１０３ｂの大部分を覆っている。導体層１１４は、側面１０３ｅの全体を覆い、導体層１１２，１１３に電気的に接続されている。導体層１１５は、側面１０３ｆの全体を覆い、導体層１１２，１１３に電気的に接続されている。導体層１１２，１１３，１１４，１１５は、グランドに接続される。

誘電体共振器１０１は、更に、導体層１１２に対して所定の間隔をあけて対向するように周囲誘電体部１０３の内部に配置された導体層１１７を備えている。導体層１１７は、周囲誘電体部１０３の第１層１０３Ａの上に配置されている。従って、導体層１１２と導体層１１７の間には、第１層１０３Ａが介在している。高誘電率本体１０２の第１の端面１０２ａは、導体層１１７に接続されている。導体層１１７は、周囲誘電体部１０３の側面１０３ｃに露出した端部１１７ａを有している。高誘電率本体１０２の第２の端面１０２ｂは、導体層１１３に接続されている。導体層１１２，１１３，１１４，１１５，１１７は、Ａｇ，Ｃｕ等の金属によって構成されている。

次に、誘電体共振器１０１の設計上の回路構成について説明する。誘電体共振器１０１では、導体層１１７によって入出力端子が構成されている。また、誘電体共振器１０１では、導体層１１７，１１３と、それらの間に介在する高誘電率本体１０２とによって、インダクタが構成されている。インダクタの一端は入出力端子に電気的に接続され、インダクタの他端はグランドに電気的に接続されている。また、誘電体共振器１０１では、導体層１１７，１１２と、それらの間に介在する周囲誘電体部１０３の第１層１０３Ａとによって、キャパシタが構成されている。キャパシタの一端は入出力端子に電気的に接続され、キャパシタの他端はグランドに電気的に接続されている。誘電体共振器１０１の設計上の回路構成は、図５に示した本実施の形態に係る誘電体共振器１の設計上の回路構成と同様である。

次に、図１０および図１１を参照して、誘電体共振器１０１において発生する寄生インダクタンスおよび寄生容量について説明する。図１０は、誘電体共振器１０１において発生する寄生インダクタンスおよび寄生容量について説明するための説明図である。図１１は、寄生インダクタンスおよび寄生容量を含めた誘電体共振器１０１の等価回路を示す回路図である。

前述のように、誘電体共振器１０１の設計上の回路構成は、図５に示した本実施の形態に係る誘電体共振器１の設計上の回路構成と同様である。すなわち、図１１に示したように、誘電体共振器１０１は、入出力端子１２１とインダクタ１２２とキャパシタ１２３とを備えている。インダクタ１２２の一端は入出力端子１２１に電気的に接続され、インダクタ１２２の他端はグランドに電気的に接続されている。キャパシタ１２３の一端は入出力端子１２１に電気的に接続され、キャパシタ１２３の他端はグランドに電気的に接続されている。入出力端子１２１は、導体層１１７によって構成されている。インダクタ１２２は、導体層１１７と、導体層１１３と、これらの間に介在する高誘電率本体１０２とを用いて構成されている。キャパシタ１２３は、導体層１１７と、導体層１１２と、これらの間に介在する周囲誘電体部１０３の第１層１０３Ａとを用いて構成されている。

誘電体共振器１０１では、それぞれ面積が大きい面を有する２つの導体層１１２，１１７を、互いに面が対向するように設けることによって、キャパシタ１２３を実現している。導体層１１７は、寄生インダクタンスと寄生容量を有する。以下、この導体層１１７が有する寄生インダクタンス、寄生容量を、それぞれ、インダクタ１３１、キャパシタ１３２として表す。また、誘電体共振器１０１では、キャパシタ１３２として表される寄生容量の他に、図１０および図１１において、キャパシタ１３３，１３４，１３５として表された寄生容量が発生している。

キャパシタ１３３として表された寄生容量は、導体層１１２以外のグランドに接続された導体層１１４，１１５と、導体層１１７との間に発生している。図１１に示したように、インダクタ１３１の一端とキャパシタ１３２の一端は、入出力端子１２１に電気的に接続されている。キャパシタ１３３の一端は、インダクタ１３１の他端とキャパシタ１３２の他端に電気的に接続されている。キャパシタ１３３の他端は、グランドに接続されている。

キャパシタ１３４，１３５として表された寄生容量は、インダクタ１２２（高誘電率本体１０２および導体層１１７，１１３）に起因して発生している。図１１では、インダクタ１２２を、直列に接続された２つのインダクタ１２２Ａ，１２２Ｂとして表している。キャパシタ１３４は、インダクタ１２２Ａに対して並列に接続されている。キャパシタ１３５はインダクタ１２２Ｂに対して並列に接続されている。

図１１に示した等価回路では、導体層１１７に起因した自己共振と、インダクタ１２２に起因した自己共振とが発生する。導体層１１７に起因した自己共振とは、インダクタ１３１およびキャパシタ１３２，１３３による共振である。インダクタ１２２に起因した自己共振とは、インダクタ１２２Ａ，１２２Ｂおよびキャパシタ１３４，１３５による共振である。これらの自己共振の共振周波数は、誘電体共振器１０１の共振周波数よりも高い。

図１２は、図１１に示した等価回路の反射減衰特性を示す特性図である。図１２において、横軸は周波数、縦軸は減衰量である。図１２に示した反射減衰特性では、約５．９ＧＨｚにおいて減衰量が最大になっている。この減衰量が最大になる周波数が、誘電体共振器１０１の共振周波数である。図１２に示した反射減衰特性では、約１２ＧＨｚと約１８ＧＨｚにおいて減衰量の２つのピークが存在している。約１２ＧＨｚにおける減衰量のピークは、導体層１１７に起因した自己共振によって生じている。約１８ＧＨｚにおける減衰量のピークは、インダクタ１２２に起因した自己共振によって生じている。この２つの減衰量のピークは、誘電体共振器１０１を含む通信装置において、誘電体共振器１０１の共振周波数の２倍または３倍に近い周波数のスプリアスの原因となる。

次に、図１３および図１４を参照して、本実施の形態に係る誘電体共振器１において発生する寄生インダクタンスおよび寄生容量について説明する。図１３は、誘電体共振器１において発生する寄生インダクタンスおよび寄生容量について説明するための説明図である。図１４は、寄生インダクタンスおよび寄生容量を含めた誘電体共振器１の等価回路を示す回路図である。

本実施の形態に係る誘電体共振器１では、第１の比較例の誘電体共振器１０１と同様に、図１３および図１４において、キャパシタ３４，３５として表される寄生容量が発生している。キャパシタ３４，３５として表された寄生容量は、第１の比較例の誘電体共振器１０１においてキャパシタ１３４，１３５として表された寄生容量と同様に、インダクタ２２（高誘電率本体２および電極１１，１２）に起因して発生している。図１３では、インダクタ２２を、直列に接続された２つのインダクタ２２Ａ，２２Ｂとして表している。キャパシタ３４は、インダクタ２２Ａに対して並列に接続されている。キャパシタ３５はインダクタ２２Ｂに対して並列に接続されている。

図１４に示した等価回路では、インダクタ２２に起因した自己共振が発生する。インダクタ２２に起因した自己共振とは、インダクタ２２Ａ，２２Ｂおよびキャパシタ３４，３５による共振である。この自己共振の共振周波数は、誘電体共振器１の共振周波数よりも高い。

なお、本実施の形態に係る誘電体共振器１では、キャパシタ２３を実現するために、それぞれ面積が大きい面を有する２つの導体層を、互いに面が対向するように設ける必要がない。そのため、本実施の形態に係る誘電体共振器１では、第１の比較例の誘電体共振器１０１におけるインダクタ１３１やキャパシタ１３２，１３３のような、キャパシタ２３を実現するための導体層に起因した寄生インダクタおよび寄生容量は発生せず、この導体層に起因した自己共振も発生しない。

図１５は、図１４に示した等価回路の反射減衰特性を示す特性図である。図１５において、横軸は周波数、縦軸は減衰量である。図１５に示した反射減衰特性では、約５．９ＧＨｚにおいて減衰量が最大になっている。この減衰量が最大になる周波数が、誘電体共振器１の共振周波数である。図１５に示した反射減衰特性では、約１８ＧＨｚにおいて減衰量のピークが存在している。約１８ＧＨｚにおける減衰量のピークは、高誘電率本体２に起因した自己共振によって生じている。図１５に示した反射減衰特性では、図１２に示した反射減衰特性において存在していた約１２ＧＨｚにおける減衰量のピークが存在していない。これは、前述のように、本実施の形態に係る誘電体共振器１では、キャパシタ２３を実現するための導体層に起因した自己共振が発生しないためである。

また、１８ＧＨｚにおける減衰量は、図１２に示した反射減衰特性では３．１７ｄＢであり、図１５に示した反射減衰特性では１．０５ｄＢであった。このように、本実施の形態に係る誘電体共振器１では、第１の比較例の誘電体共振器１０１に比べて、１８ＧＨｚにおける減衰量が小さくなっている。これは、本実施の形態では、インダクタ２２を構成するための導体（電極１１，１２）の面の面積が、第１の比較例におけるインダクタ１２２を構成するための導体（導体層１１３，１１７）の面の面積よりも小さいことから、キャパシタ３４，３５のキャパシタンスが、キャパシタ１３４，１３５のキャパシタンスよりも小さくなるためと考えられる。特に、本実施の形態では、インダクタ２２およびキャパシタ２３を構成するために用いられている電極１１の面の面積は、第１の比較例においてインダクタ１２２およびキャパシタ１２３を構成するために用いられている導体層１１７の面の面積に比べて非常に小さい。このことが、本実施の形態に係る誘電体共振器１において、第１の比較例の誘電体共振器１０１に比べて、１８ＧＨｚにおける減衰量が小さくなることに、大きく貢献していると考えられる。

以上説明したように、本実施の形態では、キャパシタ２３を実現するために、それぞれ面積が大きい面を有する２つの導体層を、互いに面が対向するように設ける必要がない。これにより、本実施の形態によれば、面積が大きい面を有する導体層に起因して、共振回路の共振周波数の２倍または３倍に近い周波数において大きなスプリアスが発生することを防止することができる。

また、本実施の形態に係る誘電体共振器１の主要な構成要素は、外面を有する高誘電率本体２と、高誘電率本体２の外面に接する第１ないし第３の電極１１，１２，１３である。従って、誘電体共振器１の構成は簡単である。

以上のことから、本実施の形態によれば、構成が簡単で、且つスプリアスによる悪影響を低減できるようにした誘電体共振器１を実現することができる。

次に、シミュレーションの結果を参照して、本実施の形態において、第１の比誘電率Ｅ１が３０〜１００，０００の範囲内であることが好ましい理由について説明する。シミュレーションでは、以下で説明する第１ないし第３のモデルを用いた。第１ないし第３のモデルは、いずれも、図１ないし図３に示した誘電体共振器１を用いたモデルである。第１ないし第３のモデルでは、高誘電率本体２のＺ方向に直交する断面の形状を正方形とした。第１のモデルでは、正方形の１辺の長さを０．５ｍｍとした。第２のモデルでは、正方形の１辺の長さを０．６ｍｍとした。第３のモデルでは、正方形の１辺の長さを０．７ｍｍとした。また、第１ないし第３のモデルでは、高誘電率本体２のＺ方向の長さを１ｍｍとした。シミュレーションでは、第１ないし第３のモデルのそれぞれにおいて、第１の比誘電率Ｅ１を、１００、５００、２，０００、１０，０００と変化させて、誘電体共振器１の共振周波数を求めた。なお、第２の比誘電率Ｅ２は７とした。

図１６は、誘電体共振器１における第１の比誘電率Ｅ１と共振周波数との関係を示す特性図である。図１６において、横軸は第１の比誘電率Ｅ１、縦軸は共振周波数である。図１６において、符号５１で示した破線の直線は、第１のモデルのシミュレーション結果から外挿によって求めた第１の比誘電率Ｅ１と共振周波数との関係を示している。また、図１６において、符号５２で示した破線の直線は、第３のモデルのシミュレーション結果から外挿によって求めた第１の比誘電率Ｅ１と共振周波数との関係を示している。

本実施の形態では、誘電体共振器１は、その共振周波数が０．６ＧＨｚ〜２４ＧＨｚの範囲内になるように設計される。直線５１上の点５３は、シミュレーションの条件の範囲内で、誘電体共振器１の共振周波数を約０．６ＧＨｚとすることのできる第１の比誘電率Ｅ１の最大値１００，０００を示している。また、直線５２上の点５４は、シミュレーションの条件の範囲内で、誘電体共振器１の共振周波数を約２４ＧＨｚとすることのできる第１の比誘電率Ｅ１の最小値３０を示している。従って、シミュレーションの条件の範囲内では、第１の比誘電率Ｅ１を３０〜１００，０００の範囲内とすることにより、誘電体共振器１の共振周波数を約０．６ＧＨｚ〜約２４ＧＨｚの範囲内とすることが可能になる。この点から、本実施の形態では、第１の比誘電率Ｅ１は、３０〜１００，０００の範囲内であることが好ましい。

［変形例］
次に、図１７および図１８を参照して、本実施の形態における第１および第３の接触面１１ａ，１３ａの第１ないし第７の変形例について説明する。図１７は、第１ないし第４の変形例を示す説明図である。図１８は、第５ないし第７の変形例を示す説明図である。第１ないし第４の変形例は、図１ないし図３に示した例のように、高誘電率本体２が直方体形状を有している場合の例である。第５ないし第７の変形例は、図６および図７に示した例のように、高誘電率本体２が円柱形状を有している場合の例である。

図１７における（ａ）は、第１の変形例を示している。第１の変形例では、第３の接触面１３ａは、第１の接触面１１ａをＹ方向の両側から挟むように配置されている。

図１７における（ｂ）は、第２の変形例を示している。第２の変形例では、第１の接触面１１ａと第３の接触面１３ａがＹ方向に並ぶように配置されている。

図１７における（ｃ）は、第３の変形例を示している。第３の変形例では、第１の接触面１１ａと第３の接触面１３ａがＸ方向に並ぶように配置されている。

図１７における（ｄ）は、第４の変形例を示している。第４の変形例では、Ｚ方向に直交する高誘電率本体２の断面の形状を、Ｙ方向に長い長方形にしている。この例では、第３の接触面１３ａは、コの字形状を有し、第１の接触面１１ａを３方向から囲むように配置されている。

図１８における（ａ）は、第５の変形例を示している。第５の変形例では、第３の接触面１３ａは、第１の接触面１１ａをＹ方向の両側から挟むように配置されている。

図１８における（ｂ）は、第６の変形例を示している。第６の変形例では、第１の接触面１１ａと第３の接触面１３ａがＹ方向に並ぶように配置されている。

図１８における（ｃ）は、第７の変形例を示している。第７の変形例では、第１の接触面１１ａと第３の接触面１３ａがＸ方向に並ぶように配置されている。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る誘電体共振器および電子部品について説明する。始めに、図１９ないし図２１を参照して、本実施の形態に係る誘電体共振器および電子部品の構造について説明する。図１９は、本実施の形態に係る電子部品の斜視図である。図２０は、図１９における２０−２０線で示した位置における電子部品の断面図である。図２１は、本実施の形態に係る電子部品における誘電体部の下面を示す平面図である。

本実施の形態に係る電子部品２００は、２つの誘電体共振器２０１Ａ，２０１Ｂを含み、バンドパスフィルタを実現している。誘電体共振器２０１Ａ，２０１Ｂの各々の構成は、第１の実施の形態に係る誘電体共振器１と同様である。すなわち、誘電体共振器２０１Ａは、第１の比誘電率Ｅ１を有する第１の誘電体よりなる高誘電率本体２０２Ａと、第２の比誘電率Ｅ２を有する第２の誘電体よりなり、高誘電率本体２０２Ａの周囲に存在する周囲誘電体部２０３Ａと、第１の電極２１１Ａと、第２の電極２１２Ａと、第３の電極２１３Ａとを備えている。また、誘電体共振器２０１Ｂは、第１の比誘電率Ｅ１を有する第１の誘電体よりなる高誘電率本体２０２Ｂと、第２の比誘電率Ｅ２を有する第２の誘電体よりなり、高誘電率本体２０２Ｂの周囲に存在する周囲誘電体部２０３Ｂと、第１の電極２１１Ｂと、第２の電極２１２Ｂと、第３の電極２１３Ｂとを備えている。

図１９ないし図２１には、高誘電率本体２０２Ａ，２０２Ｂが直方体形状を有している例を示している。しかし、高誘電率本体２０２Ａ，２０２Ｂの形状は、この例に限られず、例えば円柱形状であってもよい。

ここで、図１９に示したように、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向を定義する。Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、互いに直交する。高誘電率本体２０２Ａは、Ｚ方向における互いに反対側に位置する第１の端面２０２Ａａおよび第２の端面２０２Ａｂと、第１の端面２０２Ａａと第２の端面２０２Ａｂを接続する接続面とを有している。高誘電率本体２０２Ａの接続面は、Ｘ方向における互いに反対側に位置する２つの側面２０２Ａｃ，２０２Ａｄと、Ｙ方向における互いに反対側に位置する２つの側面２０２Ａｅ，２０２Ａｆを含んでいる。

また、高誘電率本体２０２Ｂは、Ｚ方向における互いに反対側に位置する第１の端面２０２Ｂａおよび第２の端面２０２Ｂｂと、第１の端面２０２Ｂａと第２の端面２０２Ｂｂを接続する接続面とを有している。高誘電率本体２０２Ｂの接続面は、Ｘ方向における互いに反対側に位置する２つの側面２０２Ｂｃ，２０２Ｂｄと、Ｙ方向における互いに反対側に位置する２つの側面２０２Ｂｅ，２０２Ｂｆを含んでいる。

高誘電率本体２０２Ａ，２０２Ｂは、高誘電率本体２０２Ａの側面２０２Ａｄと高誘電率本体２０２Ｂの側面２０２Ｂｃとが対向するように、Ｘ方向に並べられている。

周囲誘電体部２０３Ａは、Ｚ方向に直交する断面において高誘電率本体２０２Ａの周囲に存在し、高誘電率本体２０２Ａの接続面（側面２０２Ａｃ，２０２Ａｄ，２０２Ａｅ，２０２Ａｆ）に接している。周囲誘電体部２０３Ｂは、Ｚ方向に直交する断面において高誘電率本体２０２Ｂの周囲に存在し、高誘電率本体２０２Ｂの接続面（側面２０２Ｂｃ，２０２Ｂｄ，２０２Ｂｅ，２０２Ｂｆ）に接している。本実施の形態では、周囲誘電体部２０３Ａ，２０３Ｂは、一体化されて、１つの誘電体部２０３を構成している。図２０では、周囲誘電体部２０３Ａと周囲誘電体部２０３Ｂとの境界を点線で示している。

図１９に示したように、誘電体部２０３は、Ｚ方向における互いに反対側に位置する下面２０３ａおよび上面２０３ｂと、下面２０３ａと上面２０３ｂを接続する４つの側面２０３ｃ，２０３ｄ，２０３ｅ，２０３ｆとを有している。側面２０３ｃ，２０３ｄは、Ｘ方向における互いに反対側に位置している。側面２０３ｅ，２０３ｆは、Ｙ方向における互いに反対側に位置している。

誘電体部２０３の下面２０３ａ、高誘電率本体２０２Ａの第１の端面２０２Ａａおよび高誘電率本体２０２Ｂの第１の端面２０２Ｂａは、同一平面上に位置している。誘電体部２０３の上面２０３ｂ、高誘電率本体２０２Ａの第２の端面２０２Ａｂおよび高誘電率本体２０２Ｂの第２の端面２０２Ｂｂは、同一平面上に位置している。高誘電率本体２０２Ａは、誘電体部２０３の側面２０３ｃの近傍に配置されている。高誘電率本体２０２Ｂは、誘電体部２０３の側面２０３ｄの近傍に配置されている。

誘電体共振器２０１Ａの第１の電極２１１Ａは、高誘電率本体２０２Ａの外面に接する第１の接触面２１１Ａａ（図２０参照）を有している。第２の電極２１２Ａは、高誘電率本体２０２Ａの外面に接する第２の接触面２１２Ａａ（図２０参照）を有している。第３の電極２１３Ａは、高誘電率本体２０２Ａの外面に接する第３の接触面２１３Ａａを有している。第３の接触面２１３Ａａは、図１９ないし図２１には示していないが、後で説明する図２２に示している。第１ないし第３の接触面２１１Ａａ，２１２Ａａ，２１３Ａａは、互いに距離をおいて配置されている。

図１９ないし図２１に示した例では、第１の電極２１１Ａと第３の電極２１３Ａは、いずれも、誘電体部２０３の下面２０３ａと高誘電率本体２０２Ａの第１の端面２０２Ａａの上に配置されている。第１の電極２１１Ａは、側面２０３ｃと下面２０３ａとの間の稜線の位置から、高誘電率本体２０２Ａの第１の端面２０２Ａａまで延びている。第１の接触面２１１Ａａは、高誘電率本体２０２Ａの外面のうちの第１の端面２０２Ａａの一部に接触している。第３の接触面２１３Ａａは、高誘電率本体２０２Ａの外面のうちの第１の端面２０２Ａａの他の一部に接触している。

誘電体共振器２０１Ｂの第１の電極２１１Ｂは、高誘電率本体２０２Ｂの外面に接する第１の接触面２１１Ｂａ（図２０参照）を有している。第２の電極２１２Ｂは、高誘電率本体２０２Ｂの外面に接する第２の接触面２１２Ｂａ（図２０参照）を有している。第３の電極２１３Ｂは、高誘電率本体２０２Ｂの外面に接する第３の接触面２１３Ｂａを有している。第３の接触面２１３Ｂａは、図１９ないし図２１には示していないが、後で説明する図２２に示している。第１ないし第３の接触面２１１Ｂａ，２１２Ｂａ，２１３Ｂａは、互いに距離をおいて配置されている。

図１９ないし図２１に示した例では、第１の電極２１１Ｂと第３の電極２１３Ｂは、いずれも、誘電体部２０３の下面２０３ａと高誘電率本体２０２Ｂの第１の端面２０２Ｂａの上に配置されている。第１の電極２１１Ｂは、側面２０３ｄと下面２０３ａとの間の稜線の位置から、高誘電率本体２０２Ｂの第１の端面２０２Ｂａまで延びている。第１の接触面２１１Ｂａは、高誘電率本体２０２Ｂの外面のうちの第１の端面２０２Ｂａの一部に接触している。第３の接触面２１３Ｂａは、高誘電率本体２０２Ｂの外面のうちの第１の端面２０２Ｂａの他の一部に接触している。

図２２は、誘電体共振器２０１Ａの第１および第３の接触面２１１Ａａ，２１３Ａａと、誘電体共振器２０１Ｂの第１および第３の接触面２１１Ｂａ，２１３Ｂａを示す平面図である。図２２に示したように、第３の接触面２１３Ａａは、第１の接触面２１１ＡａをＹ方向の両側から挟むように配置されている。第３の接触面２１３Ｂａは、第１の接触面２１１ＢａをＹ方向の両側から挟むように配置されている。

誘電体共振器２０１Ａの第２の電極２１２Ａは、誘電体部２０３の上面２０３ｂと高誘電率本体２０２Ａの第２の端面２０２Ａｂの上に配置されている。第２の接触面２１２Ａａは、高誘電率本体２０２Ａの外面のうちの第２の端面２０２Ａｂの全面に接触している。第１の接触面２１１Ａａと第３の接触面２１３Ａａの間の距離は、第１の接触面２１１Ａａと第２の接触面２１２Ａａの間の距離および第２の接触面２１２Ａａと第３の接触面２１３Ａａの間の距離よりも小さい。

誘電体共振器２０１Ｂの第２の電極２１２Ｂは、誘電体部２０３の上面２０３ｂと高誘電率本体２０２Ｂの第２の端面２０２Ｂｂの上に配置されている。第２の接触面２１２Ｂａは、高誘電率本体２０２Ｂの外面のうちの第２の端面２０２Ｂｂの全面に接触している。第１の接触面２１１Ｂａと第３の接触面２１３Ｂａの間の距離は、第１の接触面２１１Ｂａと第２の接触面２１２Ｂａの間の距離および第２の接触面２１２Ｂａと第３の接触面２１３Ｂａの間の距離よりも小さい。

図２０および図２１に示したように、本実施の形態では、誘電体共振器２０１Ａの第３の電極２１３Ａと誘電体共振器２０１Ｂの第３の電極２１３Ｂは、一体化されて、１つの導体層２１３を構成している。導体層２１３は、誘電体部２０３の下面２０３ａに配置されている。図２０および図２１では、第３の電極２１３Ａと第３の電極２１３Ｂとの境界を点線で示している。

電子部品２００は、更に、それぞれ誘電体部２０３の側面２０３ｅ，２０３ｆに配置された導体層２１４，２１５を備えている。導体層２１３〜２１５は、Ａｇ，Ｃｕ等の金属によって構成されている。

導体層２１４，２１５は、いずれも、誘電体共振器２０１Ａの第２および第３の電極２１２Ａ，２１３Ａと、誘電体共振器２０１Ｂの第２および第３の電極２１２Ｂ，２１３Ｂに接続されている。このようにして、誘電体共振器２０１Ａの第２の電極２１２Ａと第３の電極２１３Ａは、導体層２１４，２１５を介して、互いに電気的に接続されている。また、誘電体共振器２０１Ｂの第２の電極２１２Ｂと第３の電極２１３Ｂも、導体層２１４，２１５を介して、互いに電気的に接続されている。

次に、図２３を参照して、図１９に示した電子部品２００の設計上の回路構成について説明する。電子部品２００は、２つの誘電体共振器２０１Ａ，２０１Ｂを含んでいる。誘電体共振器２０１Ａは、入力端子２２１とインダクタ２２２Ａとキャパシタ２２３Ａとを備えている。誘電体共振器２０１Ｂは、出力端子２２４とインダクタ２２２Ｂとキャパシタ２２３Ｂとを備えている。

入力端子２２１は、誘電体共振器２０１Ａの第１の電極２１１Ａによって構成されている。インダクタ２２２Ａは、第１の電極２１１Ａと、第２の電極２１２Ａと、これらの間に介在する高誘電率本体２０２Ａを用いて構成されている。キャパシタ２２３Ａは、第１の電極２１１Ａと、第３の電極２１３Ａ（導体層２１３）と、高誘電率本体２０２Ａを用いて構成されている。第１の電極２１１Ａと第２の電極２１２Ａは、インダクタ２２２Ａの両端を構成している。第１の電極２１１Ａと第３の電極２１３Ａは、キャパシタ２２３Ａの両端を構成している。

入力端子２２１と、インダクタ２２２Ａの一端と、キャパシタ２２３Ａの一端は、全て第１の電極２１１Ａによって構成されている。従って、インダクタ２２２Ａの一端とキャパシタ２２３Ａの一端は、入力端子２２１に電気的に接続されている。

第３の電極２１３Ａによって構成されたキャパシタ２２３Ａの他端と、第２の電極２１２Ａによって構成されたインダクタ２２２Ａの他端は、グランドに電気的に接続されている。誘電体共振器２０１Ａでは、インダクタ２２２Ａとキャパシタ２２３Ａとによって、共振回路、特に並列共振回路が構成されている。

出力端子２２４は、誘電体共振器２０１Ｂの第１の電極２１１Ｂによって構成されている。インダクタ２２２Ｂは、第１の電極２１１Ｂと、第２の電極２１２Ｂと、これらの間に介在する高誘電率本体２０２Ｂを用いて構成されている。キャパシタ２２３Ｂは、第１の電極２１１Ｂと、第３の電極２１３Ｂ（導体層２１３）と、高誘電率本体２０２Ｂを用いて構成されている。第１の電極２１１Ｂと第２の電極２１２Ｂは、インダクタ２２２Ｂの両端を構成している。第１の電極２１１Ｂと第３の電極２１３Ｂは、キャパシタ２２３Ｂの両端を構成している。

出力端子２２４と、インダクタ２２２Ｂの一端と、キャパシタ２２３Ｂの一端は、全て第１の電極２１１Ｂによって構成されている。従って、インダクタ２２２Ｂの一端とキャパシタ２２３Ｂの一端は、出力端子２２４に電気的に接続されている。

第３の電極２１３Ｂによって構成されたキャパシタ２２３Ｂの他端と、第２の電極２１２Ｂによって構成されたインダクタ２２２Ｂの他端は、グランドに電気的に接続されている。誘電体共振器２０１Ｂでは、インダクタ２２２Ｂとキャパシタ２２３Ｂとによって、共振回路、特に並列共振回路が構成されている。

誘電体共振器２０１Ａと誘電体共振器２０１Ｂは、電磁界結合している。この電磁界結合は、インダクタ２２２Ａ，２２２Ｂ間の誘導結合によるものである。図２３では、インダクタ２２２Ａ，２２２Ｂ間の誘導結合を、記号Ｍを付した曲線で表している。

インダクタ２２２Ａ，２２２Ｂが構成される原理は、第１の実施の形態で説明したインダクタ２２が構成される原理と同様である。また、キャパシタ２２３Ａ，２２３Ｂが構成される原理は、第１の実施の形態で説明したキャパシタ２３が構成される原理と同様である。

本実施の形態に係る電子部品２００では、第１の電極２１１Ａによって構成された入力端子２２１に信号が入力されると、そのうちの所定の通過帯域内の周波数の信号が選択的に、第２の電極２１２Ｂによって構成された出力端子２２４から出力される。

次に、第２の比較例の電子部品と比較しながら、本実施の形態に係る電子部品２００の効果について説明する。始めに、図２４ないし図２６を参照して、第２の比較例の電子部品について説明する。図２４は、第２の比較例の電子部品を示す斜視図である。図２５は、図２４における２５−２５線で示した位置における第２の比較例の電子部品の断面図である。図２６は、第２の比較例の電子部品における誘電体部の下面を示す平面図である。

図２４および図２５に示したように、第２の比較例の電子部品３００は、２つの誘電体共振器３０１Ａ，３０１Ｂを含み、バンドパスフィルタを実現している。誘電体共振器３０１Ａ，３０１Ｂは、本発明の誘電体共振器とは異なる。誘電体共振器３０１Ａは、第１の比誘電率Ｅ１を有する第１の誘電体よりなる高誘電率本体３０２Ａと、第２の比誘電率Ｅ２を有する第２の誘電体よりなり、高誘電率本体３０２Ａの周囲に存在する周囲誘電体部３０３Ａとを備えている。誘電体共振器３０１Ｂは、第１の比誘電率Ｅ１を有する第１の誘電体よりなる高誘電率本体３０２Ｂと、第２の比誘電率Ｅ２を有する第２の誘電体よりなり、高誘電率本体３０２Ｂの周囲に存在する周囲誘電体部３０３Ｂとを備えている。

図２４および図２５には、高誘電率本体３０２Ａ，３０２Ｂが直方体形状を有している例を示している。しかし、高誘電率本体３０２Ａ，３０２Ｂの形状は、この例に限られず、例えば円柱形状であってもよい。

図２４および図２５に示した例では、高誘電率本体３０２Ａは、Ｚ方向における互いに反対側に位置する第１の端面３０２Ａａおよび第２の端面３０２Ａｂと、第１の端面３０２Ａａと第２の端面３０２Ａｂを接続する接続面とを有している。接続面は、Ｘ方向における互いに反対側に位置する２つの側面３０２Ａｃ，３０２Ａｄと、Ｙ方向における互いに反対側に位置する２つの側面３０２Ａｅ，３０２Ａｆを含んでいる。

また、高誘電率本体３０２Ｂは、Ｚ方向における互いに反対側に位置する第１の端面３０２Ｂａおよび第２の端面３０２Ｂｂと、第１の端面３０２Ｂａと第２の端面３０２Ｂｂを接続する接続面とを有している。接続面は、Ｘ方向における互いに反対側に位置する２つの側面３０２Ｂｃ，３０２Ｂｄと、Ｙ方向における互いに反対側に位置する２つの側面３０２Ｂｅ，３０２Ｂｆを含んでいる。

高誘電率本体３０２Ａ，３０２Ｂは、高誘電率本体３０２Ａの側面３０２Ａｄと高誘電率本体３０２Ｂの側面３０２Ｂｃとが対向するように、Ｘ方向に並べられている。

周囲誘電体部３０３Ａは、Ｚ方向に直交する断面において高誘電率本体３０２Ａの周囲に存在し、高誘電率本体３０２Ａの接続面（側面３０２Ａｃ〜３０２Ａｆ）に接している。周囲誘電体部３０３Ｂは、Ｚ方向に直交する断面において高誘電率本体３０２Ｂの周囲に存在し、高誘電率本体３０２Ｂの接続面（側面３０２Ｂｃ〜３０２Ｂｆ）に接している。周囲誘電体部３０３Ａ，３０３Ｂは、一体化されて、１つの誘電体部３０３を構成している。図２５では、周囲誘電体部３０３Ａと周囲誘電体部３０３Ｂとの境界を点線で示している。

誘電体部３０３は、Ｚ方向における互いに反対側に位置する下面３０３ａおよび上面３０３ｂと、下面３０３ａと上面３０３ｂを接続する４つの側面３０３ｃ，３０３ｄ，３０３ｅ，３０３ｆとを有している。側面３０３ｃ，３０３ｄは、Ｘ方向における互いに反対側に位置している。側面３０３ｅ，３０３ｆは、Ｙ方向における互いに反対側に位置している。

高誘電率本体３０２Ａの第１の端面３０２Ａａと高誘電率本体３０２Ｂの第１の端面３０２Ｂａは、誘電体部３０３の内部に位置している。誘電体部３０３の上面３０３ｂ、高誘電率本体３０２Ａの第２の端面３０２Ａｂおよび高誘電率本体３０２Ｂの第２の端面３０２Ｂｂは、同一平面上に位置している。高誘電率本体３０２Ａは、誘電体部３０３の側面３０３ｃの近傍に配置されている。高誘電率本体３０２Ｂは、誘電体部３０３の側面３０３ｄの近傍に配置されている。

図２４および図２５に示した例では、誘電体部３０３は、第１層３０３１と、この第１層３０３１の上に配置された第２層３０３２とを有している。

電子部品３００は、更に、誘電体部３０３の下面３０３ａに配置された導体層３１２Ａ，３１２Ｂ，３１２Ｃと、誘電体部３０３の上面３０３ｂに配置された導体層３１３と、誘電体部３０３の側面３０３ｅ，３０３ｆに配置された導体層３１４，３１５とを備えている。導体層３１２Ａは、下面３０３ａと側面３０３ｃとの間の稜線の近傍に配置されている。導体層３１２Ｂは、下面３０３ａと側面３０３ｄとの間の稜線の近傍に配置されている。導体層３１２Ｃは、導体層３１２Ａ，３１２Ｂおよびその近傍の部分を除く下面３０３ａの大部分を覆っている。導体層３１３は、上面３０３ｂの大部分を覆っている。導体層３１４は、側面３０３ｅの全体を覆い、導体層３１２Ｃ，３１３に電気的に接続されている。導体層３１５は、側面３０３ｆの全体を覆い、導体層３１２Ｃ，３１３に電気的に接続されている。導体層３１２Ｃ，３１３，３１４，３１５は、グランドに接続される。

電子部品３００は、更に、導体層３１２Ａ，３１２Ｃに対して所定の間隔をあけて対向するように誘電体部３０３の内部に配置された導体層３１７Ａと、導体層３１２Ｂ，３１２Ｃに対して所定の間隔をあけて対向するように誘電体部３０３の内部に配置された導体層３１７Ｂとを備えている。導体層３１７Ａ，３１７Ｂは、誘電体部３０３の第１層３０３１の上に配置されている。従って、導体層３１２Ｃと導体層３１７Ａ，３１７Ｂの間には、第１層３０３１が介在している。高誘電率本体３０２Ａの第１の端面３０２Ａａは、導体層３１７Ａに接続されている。高誘電率本体３０２Ｂの第１の端面３０２Ｂａは、導体層３１７Ｂに接続されている。高誘電率本体３０２Ａの第２の端面３０２Ａｂと高誘電率本体３０２Ｂの第２の端面３０２Ｂｂは、導体層３１３に接続されている。

電子部品３００は、更に、誘電体部３０３の内部に配置された導体部３１８Ａ，３１８Ｂを備えている。導体部３１８Ａは、導体層３１２Ａと導体層３１７Ａとを電気的に接続している。導体部３１８Ｂは、導体層３１２Ｂと導体層３１７Ｂとを電気的に接続している。導体層３１２Ａ〜３１２Ｃ，３１３〜３１５，３１７Ａ，３１７Ｂおよび導体部３１８Ａ，３１８Ｂは、Ａｇ，Ｃｕ等の金属によって構成されている。

次に、電子部品３００の設計上の回路構成について説明する。電子部品３００では、導体層３１２Ａによって入力端子が構成され、導体層３１２Ｂによって出力端子が構成されている。また、電子部品３００では、導体層３１７Ａ，３１３と、それらの間に介在する高誘電率本体３０２Ａとによって、第１のインダクタが構成され、導体層３１７Ｂ，３１３と、それらの間に介在する高誘電率本体３０２Ｂとによって、第２のインダクタが構成されている。第１のインダクタの一端は入力端子に電気的に接続され、第１のインダクタの他端はグランドに電気的に接続されている。第２のインダクタの一端は出力端子に電気的に接続され、第２のインダクタの他端はグランドに電気的に接続されている。

また、電子部品３００では、導体層３１７Ａ，３１２Ｃと、それらの間に介在する誘電体部３０３の第１層３０３１とによって、第１のキャパシタが構成され、導体層３１７Ｂ，３１２Ｃと、それらの間に介在する誘電体部３０３の第１層３０３１とによって、第２のキャパシタが構成されている。第１のキャパシタの一端は入力端子に電気的に接続され、第１のキャパシタの他端はグランドに電気的に接続されている。第２のキャパシタの一端は出力端子に電気的に接続され、第２のキャパシタの他端はグランドに電気的に接続されている。

誘電体共振器３０１Ａは、入力端子と第１のインダクタと第１のキャパシタとを備えている。誘電体共振器３０１Ｂは、出力端子と第２のインダクタと第２のキャパシタとを備えている。誘電体共振器３０１Ａと誘電体共振器３０１Ｂは、電磁界結合している。この電磁界結合は、第１および第２のインダクタ間の誘導結合によるものである。電子部品３００の設計上の回路構成は、図２３に示した本実施の形態に係る電子部品２００の設計上の回路構成と同様である。

次に、電子部品３００において発生する寄生インダクタンスおよび寄生容量について説明する。電子部品３００では、それぞれ面積が大きい面を有する導体層３１２Ｃと導体層３１７Ａとを、互いに面が対向するように設けることによって、第１のキャパシタを実現し、それぞれ面積が大きい面を有する導体層３１２Ｃと導体層３１７Ａとを、互いに面が対向するように設けることによって、第２のキャパシタを実現している。導体層３１７Ａ，３１７Ｂは、いずれも、寄生インダクタンスと寄生容量を有する。また、電子部品３００では、導体層３１２Ｃ以外のグランドに接続された導体層３１４，３１５と、導体層３１７Ａ，３１７Ｂとの間に複数の寄生容量が発生する。また、電子部品３００では、第１のインダクタ（高誘電率本体３０２Ａおよび導体層３１７Ａ，３１３）に起因した寄生容量と、第２のインダクタ（高誘電率本体３０２Ｂおよび導体層３１７Ｂ，３１３）に起因した寄生容量が発生する。このように、複数の寄生インダクタンスと複数の寄生容量が発生することにより、電子部品３００では、導体層３１７Ａ，３１７Ｂに起因した自己共振と、第１および第２のインダクタに起因した自己共振とが発生する。

図２７は、第２の比較例の電子部品３００の挿入損失特性を示す特性図である。図２７において、横軸は周波数、縦軸は減衰量である。図２７に示した挿入損失特性では、約５．８ＧＨｚにおいて減衰量が最小になっている。この減衰量が最小になる周波数を含む所定の範囲が、電子部品３００（バンドパスフィルタ）の通過帯域である。図２７に示した挿入損失特性では、約１０．６Ｈｚ、約１０．９ＧＨｚ、約１６．４ＧＨｚ、約１７．５ＧＨｚにおいて減衰量が小さくなる４つのピークが存在している。約１０．６Ｈｚと約１０．９ＧＨｚにおける減衰量の２つのピークは、導体層３１７Ａ，３１７Ｂに起因した自己共振によって生じている。約１６．４ＧＨｚと約１７．５ＧＨｚにおける減衰量の２つのピークは、第１および第２のインダクタに起因した自己共振によって生じている。この４つの減衰量のピークは、電子部品３００を含む通信装置において、電子部品３００の通過帯域の２倍または３倍に近い周波数のスプリアスの原因となる。

次に、本実施の形態に係る電子部品２００の挿入損失特性について説明する。図２８は、本実施の形態に係る電子部品２００の挿入損失特性を示す特性図である。図２８において、横軸は周波数、縦軸は減衰量である。図２８に示した挿入損失特性では、図２７に示した挿入損失特性では存在していた約１０．６Ｈｚ、約１０．９ＧＨｚ、約１６．４ＧＨｚ、約１７．５ＧＨｚにおける減衰量が小さくなる４つのピークが存在していない。これは、以下の理由によると考えられる。

本実施の形態に係る電子部品２００では、キャパシタ２２３Ａ，２２３Ｂを実現するために、それぞれ面積が大きい面を有する複数の導体層を、互いに面が対向するように設ける必要がない。そのため、本実施の形態に係る電子部品２００では、第２の比較例の電子部品３００における導体層３１７Ａ，３１７Ｂに起因した寄生インダクタおよび寄生容量のような、キャパシタ２２３Ａ，２２３Ｂを実現するための導体層に起因した寄生インダクタおよび寄生容量は発生せず、この導体層に起因した自己共振も発生しない。また、本実施の形態に係る電子部品２００では、インダクタ２２２Ａ（高誘電率本体２０２Ａおよび電極２１１Ａ，２１２Ａ）とインダクタ２２２Ｂ（高誘電率本体２０２Ｂおよび電極２１１Ｂ，２１２Ｂ）に起因する寄生容量が発生する。しかし、本実施の形態では、特に、電極２１１Ａ，２１１Ｂの面の面積が小さいため、インダクタ２２２Ａ，２２２Ｂに起因する寄生容量は小さい。

以上説明したように、本実施の形態では、キャパシタ２２３Ａ，２２３Ｂを実現するために、それぞれ面積が大きい面を有する複数の導体層を、互いに面が対向するように設ける必要がない。これにより、本実施の形態によれば、面積が大きい面を有する導体層に起因して、共振回路の共振周波数の２倍または３倍に近い周波数において大きなスプリアスが発生することを防止することができる。

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、誘電体共振器の第１ないし第３の電極は、同一平面上に配置されていてもよい。また、本発明の電子部品は、本発明の誘電体共振器を用いて構成されたバンドパスフィルタに限らず、本発明の誘電体共振器を含むものであればよい。

１…誘電体共振器、２…高誘電率本体、３…周囲誘電体部、１１…第１の電極、１２…第２の電極、１３…第３の電極、２１…入出力端子、２２…インダクタ、２３キャパシタ。

Claims (6)

1. 第１の比誘電率を有する第１の誘電体よりなり、外面を有する高誘電率本体と、
   前記第１の比誘電率よりも小さい第２の比誘電率を有する第２の誘電体よりなり、前記高誘電率本体の周囲に存在する周囲誘電体部と、
   前記高誘電率本体の前記外面に接する第１の接触面を有する第１の電極と、
   前記高誘電率本体の前記外面に接する第２の接触面を有する第２の電極と、
   前記高誘電率本体の前記外面に接する第３の接触面を有する第３の電極と、
   前記第１の電極、前記第２の電極および前記高誘電率本体を用いて構成されたインダクタと、
   前記第１の電極、前記第３の電極および前記高誘電率本体を用いて構成されたキャパシタとを備えた誘電体共振器であって、
   前記高誘電率本体の前記外面は、第１の端面を有し、
   前記周囲誘電体部は、前記第１の端面の周囲に位置する端面を有し、
   前記第１の電極は、前記周囲誘電体部の前記端面と前記第１の端面の上に位置し、
   前記第１の接触面と前記第３の接触面は、前記第１の端面に接し、
   前記第１ないし第３の接触面は、互いに距離をおいて配置され、
   前記第１の接触面と前記第３の接触面の間の距離は、前記第１の接触面と前記第２の接触面の間の距離よりも小さく、
   前記インダクタとキャパシタとによって共振回路が構成されていることを特徴とする誘電体共振器。
2. 前記周囲誘電体部の前記端面は、前記第１の端面と同一平面上に位置することを特徴とする請求項１記載の誘電体共振器。
3. 前記高誘電率本体の前記外面は、更に、前記第１の端面とは反対側に位置する第２の端面と、前記第１の端面と前記第２の端面を接続する接続面とを有し、
   前記第２の接触面は、前記第２の端面に接していることを特徴とする請求項１または２記載の誘電体共振器。
   
4. 前記第２の電極と前記第３の電極は、互いに電気的に接続され、
   前記共振回路は、並列共振回路であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の誘電体共振器。
5. 前記共振回路の共振周波数は、０．６ＧＨｚ〜２４ＧＨｚの範囲内に存在することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の誘電体共振器。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の誘電体共振器を１つ以上含むことを特徴とする電子部品。

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