JPH03149903A - 誘電体共振器装置および誘電体フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、金属空胴の内部に球形の誘電体共振器を配設
した誘電体共振器装置および、球形の誘電体共振器を用
いた新規な誘電体フィルタを提供するものである。

の　′　よびその量 上述した誘電体共振器装置として、第１３図に示すよう
に球形をした金属空胴−１１の内部に、低誘電率の発泡
スチロール等からなる充填材１２を介装して同じく球形
をした誘電体共振器ｌが設けられた構成のものが知られ
ている。

ところで、誘電体共振器ｌの中心は、金属空胴１１の中
心と一致させる必要があるため、間に設ける充填材１２
は、例えば第１４図に示すように半球状に形成され、こ
れを２つ組み合わせて球状になるようにしてあり、組み
合わせた状態で中心部に位置する箇所に誘電体共振器ｌ
を入れるための半球状の穴１２ａが設けられている。

しかしながら、このような充填材１２を用いても、相互
に接触させる境界面、即ち金属空胴１１の内面、充填材
１２の外表面、穴１２ａの表面及び誘電体共振器１の表
面を完全な球面に形成することが容易でないため、組み
立てた状態で隙間が多く存在する。そして、接着剤等の
厚みを利用して中心合わせを行うにしても、３者の位置
合わせを必要とするため、実際には誘電体共振器ｌの中
心と金属空胴１１の中心とを所望範囲内で一致させにく
いという問題があった。

また、充填材１２が金属空胴１１の内面に対し、又、誘
電体共振器ｌが充填材１２の内面に対して夫々全体的に
支持されており、しかも前記境界面が球であるため、そ
の形状修正を行いにくいという難点があった。

更に、この結果、共振周波数や無負荷Ｑを所定の値にす
ることが大変困難となっていた。

なお、このような球形の誘電体共振器を用いたフィルタ
というものは、従来存在しないが原理上可能であり、実
際に作製しようとすると前同様の理由により、例えば導
波管の軸心上に複数の誘電体共振器の中心を合わせて配
設することが困難なため、共振器間の結合度や周波数特
性等を所望のとおりにすることが容易に行えず、結局作
製できないでいた。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、誘電
体共振器が所望の配設位置からずれていても、誘電体共
振器の位置を容易に修正して所望位置に確実に配設させ
ることができる構成とした誘電体共振器装置および誘電
体フィルタを提供することを目的とする。

”　るた　の 本発明は、球状をした金属空胴内に球状をした誘電体共
振器が配設された誘電体共振器装置において、前記誘電
体共振器の半径よりも小さい半径で誘電体共振器支持用
の円形穴が貫通又は陥没状態で設けられた支持具が、前
記金属空胴内に設けられていると共に、この支持具の前
記円形穴に球状の誘電体共振器が支持されていることを
特徴とする特 ＊また、本発明に係る誘電体フィルタは、球状の誘電体
共振器を用いた誘電体フィルタであって、前記誘電体共
振器の半径よりも小さい半径で誘電体共振器支持用の円
形穴が１又は２以上貫通又は陥没状態で設けられた支持
具が、遮断空間内に設けられていると共に、この支持具
に備わった円形穴に球状の誘電体共振器が支持されてい
ることを特徴とする特 獄−一一一肪 本発明にあっては、球形をした誘電体共振器が支持具に
設けた円形穴にて支持されているので、誘電体共振器を
円形穴に対して自ずとセンタリングできると共に、円形
穴の径を変えることにより誘電体共振器の円形穴への人
込み程度を変化させることができ、これにより誘電体共
振器の位置を調整できる。

よって、誘電体共振器装置であっても誘電体フィルタで
あっても、誘電体共振器を所望の配設位置に設けること
が可能となり、共振周波数や無負荷Ｑを所定の値にでき
、球形の誘電体共振器を用いた誘電体フィルタを実現化
てきる。

特に、球形の金属空洞を用いる誘電体共振器装置の場合
には、支持具が円板状や円筒状等に形成してあれば、金
属空胴の球状をした内面と接触する支持具部分が円形で
あるため、支持具の軸心方向が自ずと金属空胴の中心を
向いた状態となる。

このため、円形穴の径変化に加えて、支持具の外径或い
は長さを設計通りに作製しておけば、容易に誘電体共振
器と金属空胴の中心を一致させることができる。

１−ム−■ 第１図は本発明に係る誘電体共振器装置を示す分解斜視
図、第２図はそれを組立てた状態を示す断面図である。

図中２は金属空洞であり、半球状のもの２ａを２つ合わ
せて内部が中空の球状になしである。

この金属空洞２の内側の構造については、下側の半球状
の金属空洞２ａの内面上に、中心に円形穴３ａが貫通状
態で形成された円板状をなし、樹脂等の低誘電率材料か
らなる支持具３を入れ、その円形穴３ａの上に球状をし
た誘電体共振器１を置き、この誘電体共振器ｌの上に、
同一寸法でもう一つ用意した前記支持具３を乗せ、この
上端が上側の金属空洞２ａの内面に接触した状態となっ
ており、各接触部分は接着剤等を用いて固定しである。

なお、円形穴３ａの半径は、誘電体共振器ｌが抜落ちな
いように、誘電体共振器ｌの半径よりも小さくしである
。

前記誘電体共振器ｌは、例えば立方体状に形成した誘電
体を回転可能なバレル内に所定時間入れて、バレルを回
転さすことにより作製してあり、はぼ球状に形成されて
いる。

上記支持具３は、その外径、厚み及び円形穴３ａの直径
について、前記状態のときに支持具３の外周と金属空洞
２の内面が接触し、しかも円形穴３ａの縁部と誘電体共
振器ｌとが接触するように定めている。このようにする
のは、以下の理由による。即ち、支持具３の外周面が円
形であるので金属空洞２の球形をした内面に接触すると
、支持具３は自ずとその軸心が金属空洞２の中心を向く
。

また、誘電体共振器ｌは、その表面が球形であるので円
形穴３ａの縁部に接触すると、円形穴３ａに対してセン
タリングされる。つまり、円形穴３ａの軸心上に誘電体
共振器ｌの中心が位置する。

よって、上記２つの支持具３の各部の寸法を同一にして
お（ことにより、誘電体共振器ｌを両側から同一条件で
挟むことができるので、誘電体共振器ｌの中心を、球形
になした金属空洞２の中心に一致させることができるか
らである。

しかしながら、支持具３の各部寸法を上述のように定め
ておいても、誘電体共振器ｌや、金属空洞２の内面の一
部が球状に形成されていないときには、第３図（ａ）に
示すように、誘電体共振器を下側の支持具３で支持する
ことが可能であっても、上側の支持具３と金属空洞２の
上側内面との間に隙間が生じたり、或いは外３図（ｂ）
に示すように、両側の支持具３が湾曲したりすることが
ある。後者の場合には支持具３に弾力性があれば支障は
ｄいが、前者の場合には中心を合わせることができない
。

そこで、本発明の構成要素たる支持具として、円形穴３
ａの小さな支持具３を２つ用いて支持させ直し、各部が
接触した状態となるようにすることにより中心を合わせ
ることが可能となる。尚、支持具３の厚みや外径につい
ても種々のものを用意できる場合には、そのようなもの
を用いてもよい。

なお、後者の場合でも支持具３の湾曲を回避ようとする
と、例えばドリル等を用いて円形穴３ａを大きくするか
、或いは既に大きくした支持具３を用いるとよい。

第４図は、本発明の他の実施例を示す分解斜視図、第５
図はその組み立てた状態を示す断面図である。この場合
には、支持具として上記円板状のものに代えて、同様の
材料で円筒状に形成した支持具１３を使用している。

この支持具１３を用いた場合には、金属空洞２の内面と
円形に接触する部分の直径が小さくなるだけであり、前
同様にして誘電体共振器１を支持できる前同様にして誘
電体共振器ｌの中心と金属空洞２の中心とを一致させる
ことができる。但し、この場合は、前記支持具３の外径
を変えることに代えて、支持具１３の長さを変えること
により、中心合わせを行うことも可能である。

なお、この支持具１３としては、円柱状のものの少なく
とも一端側に陥没状に円形穴１３ａを形成したものを用
いて、その円形穴１３ａにて誘電体共振器１を支持する
ようにしてもよい。

第６図は、本発明に係る誘電体フィルタを示す断面図で
あり、第７図は第６図の■−■線による断面図である。

このフィルタは、断面矩形状をした遮断導波管１２の内
部に設けた支持具２３上に、複数、例えば３個の球状を
した誘電体共振器ｌが所定間隔で離隔して設けられた構
成となっている。

ここで、上記遮断導波管１２の内部を遮断空間という、
この遮断空間の両側は、断面積の大きい導波管が連通状
態で設けられている。

上記支持具２３は、第８図に示すように平面視で長方形
状に形成された樹脂等の低誘電率材料からなり、３箇所
に円形穴２３ａが開設され、遮断導波管１２の両側壁１
２ａに設けた支持具支え１４にて両持ち状態に支持され
ている。前記誘電体共振器１は、このように支持した支
持具２３の円形穴２３ａに置かれて支持されている。

このフィルタは、バンドパスフィルタとして機能し、前
記遮断空間に繋がった一方側の断面積の大きい図示しな
い導波管部分を伝播してきた電磁波の一部を、遮断空間
部分で遮断し、特定の周波帯の電磁波を誘電体共振器ｌ
にて、遮断導波管１２を挟んで反対側にある図示しない
導波管部分へ通す構成である。

本発明に係る誘電体フィルタは、上述のように誘電体共
振器１を支持具２３の円形穴２３ａ部分にて支持するの
で、その円形穴２３ａの大きさを調整することにより、
誘電体共振器ｌの高さを変えることができ、誘電体共振
器１の中心を遮断導波管１２の軸心上に位置させること
が可能である。

よって、本発明により球状の誘電体共振器を用いて実際
に誘電体フィルタを作製することが可能になった。

なお、支持具２３としては、上述のものに限らず、第９
図に示すように、長方形状に形成した誘電体からなる基
板２３の上に、例えば鉤形状に入出力用のストリップラ
イン端子２４を設けてＭＩＣ化したものを使用すること
もできる。このＭＩＣ化したものは、量産性に適する。

図中、基板２３の下面に形成した電極２５は、ストリッ
プラインを構成する上で必要なものであり、ストリップ
ライン端子２４の先端鉤部とは一対向しないように形成
する。

第１１図は本発明に係る誘電体フィルタの他の実施例を
示す断面図である。このフィルタは、上記と同じ遮断導
波管１２の内部に、複数の誘電体共振器ｌを円筒状の支
持具１３を用いて支持した構成のバンドパスフィルタで
ある。この支持具１３は、誘電体基板装置のときに説明
したものと同様なものである。

よって、同様にして誘電体共振器ｌの中心と遮断導波管
１２の中心とを一致させることが可能である。

６第１１図は本発明フィルタの更に他の実施例を示す断
面図であり、第１２図は第１１図のｘ■−ｘ■線による
断面図である。このフィルタは、平行になした２つの導
体板３１．３１間に、途中を分断した状態で誘電体３０
．３０が設けられた線路を備える。この線路は、２つの
導体板３１．３１の間隔を半波長以下にすれば、誘電体
３０が存在しない部分で、導体板３１に平行に偏波した
電磁波を通さない遮断線路Ａを形成し、誘電体３０が存
在する部分では遮断状態が解消された伝播線路Ｂを形成
する。この伝播線路Ｂは、導体板３１と平行な方向には
電磁波を放射せず、非放射性誘電体線路（ＮＲＤガイド
）と呼ばれている。

上記遮断線路Ａには、複数、例えば５個の球状をした誘
電体基板ｌが、夫々円筒状の支持具１３にて支持されて
設けられている。これら誘電体共振器ｌは、隣合うもの
同士が結合されていると共に、両端の誘電体共振器１と
前記伝播線路Ｂが結合されてあり、これによりミリ波を
対象としたバンドパスフィルタが形成されている。なお
、ミリ波を対象とする場合には、誘電体共振器１の寸法
精度が要求されるが、上述したようにバレルを用いて作
製すると、加工精度のよい誘電体共振器が確保できる。

この場合にあっても、支持具１３に備わった円形穴１３
ａの大きさを調整することにより誘電体共振器ｌの高さ
を変えることができ、誘電体共振器ｌの中心を遮断線路
Ａの軸心上に一致させることが可能である。

なお、この実施例のように球状をした誘電体共振器１を
用いる場合には、円柱型の誘電体共振器を用いる場合よ
りも伝播線路Ｂ、即ちＮＲＤガイドのＬＳＮＬｅ＋モー
ドに結合させ易い利点がある。

また、この実施例では導体板３１を用いた線路が使用さ
れてい−るが、他の誘電体線路を使用しても同様にフィ
ルタの作製が可能である。

更に、上述した全てのフィルタ例ではバンドパスフィル
タを例に挙げているが、球形の誘電体共振器ｌを用いて
バンドエリミネーションフィルタを構成させることも可
能である。

皇里夏並来 以上詳述した如く本発明による場合には、球形をした誘
電体共振器が支持具に設けた円形穴にて支持されている
ので、誘電体共振器を円形穴に対して自ずとセンタリン
グできると共に、円形穴の径を変えることにより誘電体
共振器の円形穴への人込み程度を変化させることができ
、これにより誘電体共振器の位置を調整できる。

よって、誘電体共振器装置であっても誘電体フィルタで
あっても、誘電体共振器を所望の配設位置に設けること
が可能となり、共振周波数や無負荷Ｑを所定の値にでき
、球形の誘電体共振器を用いた誘電体フィルタを実現化
できる。

特に、球形の金属空洞を用いる誘電体共振器装置の場合
には、支持具が円板状や円筒状等に形成してあれば、金
属空胴の球状をした内面と接触する支持具部分が円形で
あるため、支持具の軸心方向が自ずと金属空胴の中心を
向いた状態となる。

このため、円形穴の径変化に加えて、支持具の外径或い
は長さを設計通りに作製しておけば、容易に誘電体共振
器と金属空胴の中心を一致させることができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る誘電体共振器装置を示す分解斜視
図、第２図はそれを組み立てた状態を示す断面図、第３
図は組み立て状態が悪い例を示す断面図、第４図は本発
明装置の他の実施例を示す分解斜視図、第５図はその組
立状態を示す断面図、第６図および第７図は本発明に係
るフィルタを示す実施例を示す断面図、第８図はそのフ
ィルタに用いた支持具を示す斜視図、第９図はＭＩＣ化
する場合に好適な支持具例を示す斜視図、第１０図は本
発明の他のフィルタ例を示す断面図、第１１図および第
１２図はＮＲＤガイドを用いたフィルタ例を示す断面図
、第１３図は従来の誘電体共振器装置を示す断面図、第
１４図は充填材の形状を示す斜視図である。 １・・・誘電体共振器、２・・・金属空洞、３．１３゜
２３−・・支持具、３ａ、１３ａ、２３ａ・−・円形穴
、１２−・・遮断導波管、３０・・・誘電体、３１・・
・導体板、Ａ・・・遮断空間。 特許出願人　株式会社村田製作所 第１図 第２図 ａ　　２ａ し 第３図 第４図 １＼フ　　ノ　　　　第５図 １１　第８図 ７９６　θＩ １１　第９図 第１１図 ３９．１　少３１３０

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　球状をした金属空胴内に同じ球状の誘電体共振
   器が配設された誘電体共振器装置において、前記誘電体
   共振器の半径よりも小さい半径で誘電体共振器支持用の
   円形穴が貫通又は陥没状態で設けられた支持具が、前記
   金属空胴内に設けられていると共に、この支持具の前記
   円形穴に球状の誘電体共振器が支持されていることを特
   徴とする誘電体共振器装置。
2. （２）　球状の誘電体共振器を用いた誘電体フィルタで
   あって、 前記誘電体共振器の半径よりも小さい半径で誘電体共振
   器支持用の円形穴が貫通又は陥没状態で設けられた支持
   具が、遮断空間内に設けられていると共に、この支持具
   に備わった円形穴に球状の誘電体共振器が支持されてい
   ることを特徴とする誘電体フィルタ。