JPH0466121B2 - - Google Patents

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JPH0466121B2
JPH0466121B2 JP60119491A JP11949185A JPH0466121B2 JP H0466121 B2 JPH0466121 B2 JP H0466121B2 JP 60119491 A JP60119491 A JP 60119491A JP 11949185 A JP11949185 A JP 11949185A JP H0466121 B2 JPH0466121 B2 JP H0466121B2
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magnetic
coupling
dielectric
columnar
mode
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Japanese (ja)
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Toshio Nishikawa
Yohei Ishikawa
Shuichi Wada
Koichi Takehara
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、直方空胴内のTM110モード(以
下、単にTM110モードと呼ぶ)の共振を利用する
誘電体共振器装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a dielectric resonator device that utilizes resonance of TM 110 mode (hereinafter simply referred to as TM 110 mode) in a rectangular cavity.

(従来技術とその問題点) TM110モードを用いたフイルタとしては特開昭
53−119650号公報で公知のものがある。このよう
なフイルタは、シールドケースとして働くケース
内に直線状で一本の円柱または角柱誘電体を備え
たものを一段の共振器として必要段数組み合せて
いた。
(Prior art and its problems) As a filter using TM 110 mode,
There is one known in Japanese Patent No. 53-119650. In such a filter, a necessary number of stages are combined to form a single stage resonator, each of which has a linear cylindrical or prismatic dielectric inside a case that functions as a shielding case.

これでは、電気通信機器業界からの永遠の要求
課題である小型化と低価格化に応じるのに限度が
あつた。
This has limited the ability to meet the eternal demands of the telecommunications equipment industry for miniaturization and lower prices.

(発明の目的) それゆえに、この発明の目的は、小型かつ低価
格の誘電体共振器装置を提供し、たとえばフイル
タに用いようとするものである。
(Object of the Invention) Therefore, an object of the present invention is to provide a small and low-cost dielectric resonator device for use in, for example, a filter.

(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため、この発明は、直方体
空胴シールドケース内にて三つの柱状誘電体が互
いに直交した状態で一体化され、これら三つの柱
状誘電体のうちの一つの柱状誘電体の軸方向をZ
軸と一致させてなる直角座標系にてTM110モード
共振、TM011モード共振およびTM101モード共振
を利用する誘電体共振器と、この誘電体共振器と
外部回路とを結合する外部結合手段とを備えてな
る誘電体共振器装置において、上記外部結合手段
は、直方体空胴シールドケース内に配置され、
各々が一つの磁気結合ループをそれぞれ備えてな
る第1ないし第3の入力結合手段および上記直方
体空胴シールドケース内に配置され、各々が一つ
の磁気結合ループをそれぞれ備えてなる第1ない
し第3の出力結合手段からなり、上記三つの柱状
誘電体を取り囲んでそれぞれ発生する磁力線の方
向と結合すべき上記入力結合手段の各磁気結合ル
ープが発生する磁力線の方向とがそれぞれ一致す
る一方、上記三つの柱状誘電体を取り囲んでそれ
ぞれ発生する磁力線と結合すべき上記出力結合手
段の磁気結合ループがそれぞれ鎖交することを特
徴とする。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention integrates three columnar dielectrics in a rectangular parallelepiped cavity shielding case in a state perpendicular to each other. The axial direction of one of the columnar dielectrics is Z
A dielectric resonator that utilizes TM 110 mode resonance, TM 011 mode resonance, and TM 101 mode resonance in a rectangular coordinate system aligned with the axis, and an external coupling means for coupling this dielectric resonator to an external circuit. In the dielectric resonator device comprising: the external coupling means is disposed within a rectangular parallelepiped cavity shield case;
first to third input coupling means each comprising one magnetic coupling loop; and first to third input coupling means disposed within the rectangular parallelepiped cavity shielding case, each comprising one magnetic coupling loop. The direction of the magnetic lines of force generated surrounding the three columnar dielectrics coincides with the direction of the lines of magnetic force generated by each magnetic coupling loop of the input coupling means to be coupled, while The present invention is characterized in that the magnetic coupling loops of the output coupling means to be coupled with the lines of magnetic force generated surrounding the two columnar dielectric bodies are interlinked with each other.

(作 用) このような手段では、直方体空胴共振器の最低
次共振モードである3重に縮退したTM110モード
のそれぞれの電気力線方向に、誘電率が空気より
も圧倒的に大きい固体誘電体が存在する。これに
より、外形寸法が小さるなる。そして、構造簡単
な外部結合手段によつて必要なモードと外部回路
が結合する。
(Function) In such a method, a solid material with a dielectric constant overwhelmingly larger than that of air is generated in the direction of each electric field line of the triple degenerate TM 110 mode, which is the lowest order resonance mode of the rectangular parallelepiped cavity resonator. A dielectric exists. This reduces the external dimensions. Then, a necessary mode and an external circuit are coupled by an external coupling means with a simple structure.

(実施例) 第1図は、この発明の主要部を示す斜視図であ
る。図において、1は、直方体空胴シールドケー
ス、2は、三つの柱状誘電体(図示例は横断面正
方形の柱状誘電体)2a,2b,2cが互いに直
交した状態で一体化された複合誘電体である。な
お、図示した複合誘電体は、加工技術上施された
部分的変形を省略した理想形状で図示してある。
ケース1としては、金属製のケースや、たとえば
複合誘電体2と同じ(ZrSn)TiO4セラミツクか
らなる直方体空胴の内面または外面にシールド電
極膜を設けたようなものでもよい。いずれにして
も複合誘電体の各軸方向両端はケース1又はシー
ルド電極膜と良好な接触状態を保つ必要がある。
複合誘電体2としては(ZrSn)TiO4セラミツク
を用いた。誘電率(ε)は37.5、材料温度係数
(ηF=−α1/2ηε)は0±0.5ppm/℃である。
(Example) FIG. 1 is a perspective view showing the main parts of the present invention. In the figure, 1 is a rectangular parallelepiped cavity shield case, and 2 is a composite dielectric in which three columnar dielectrics (the illustrated example is a columnar dielectric with a square cross section) 2a, 2b, and 2c are integrated in a state in which they are perpendicular to each other. It is. It should be noted that the illustrated composite dielectric is shown in an ideal shape with partial deformation performed due to processing technology omitted.
The case 1 may be a metal case, or a case in which a shield electrode film is provided on the inner or outer surface of a rectangular parallelepiped cavity made of the same (ZrSn)TiO 4 ceramic as the composite dielectric 2, for example. In any case, both axial ends of the composite dielectric must maintain good contact with the case 1 or the shield electrode film.
As the composite dielectric 2, (ZrSn)TiO 4 ceramic was used. The dielectric constant (ε) is 37.5, and the material temperature coefficient (η F =−α1/2ηε) is 0±0.5 ppm/°C.

このような構成だと、従来からあるTM110モー
ドを用いたフイルタの特徴である。
This configuration is characteristic of filters using the conventional TM 110 mode.

高い無負荷Qが得られる、 小型になる、 といつた長所を引継ぎながら、従来のTM110モー
ドを用いたフイルタに比べ実質的に共振器装置の
体積を1/3にすることができた。
While inheriting the advantages of high no-load Q and small size, the volume of the resonator device can be reduced to 1/3 compared to conventional filters using the TM 110 mode.

ところで、第2図ないし第4図に示すように、
十字形に二つの柱状誘電体3a,3bを互いに直
交した状態で一体化された複合誘電体3を直方空
胴内に備えているものを考えて本発明との差異を
論ずる。
By the way, as shown in Figures 2 to 4,
Differences from the present invention will be discussed by considering a case in which a rectangular cavity is provided with a composite dielectric 3 in which two columnar dielectrics 3a and 3b are integrated in a cross shape in a state in which they are orthogonal to each other.

この第2図ないし第4図に示す構成だと、第2
図に示すようなX軸方向に電気力線が走つている
TM110モードと、第3図に示すようなY軸方向に
電気力線が走つているTM110モードとに誘電体3
a,3bが有効に効いてくる。しかし同時に、第
4図に示すような高次モードも上述の基本モード
とほぼ同じ周波数に存在するため、実用化しにく
いといつた欠点がある。
With the configuration shown in Figures 2 to 4, the second
Electric lines of force run in the X-axis direction as shown in the figure.
A dielectric material 3 is used for the TM 110 mode and the TM 110 mode in which electric lines of force run in the Y-axis direction as shown in Figure 3.
a and 3b come into play effectively. However, at the same time, the higher-order mode as shown in FIG. 4 also exists at almost the same frequency as the above-mentioned fundamental mode, which has the disadvantage of making it difficult to put it into practical use.

いまこのような構成を二重モード共振器と称す
るならば、本発明のような構成は三重モード共振
器と称せられる。
If such a configuration is referred to as a dual mode resonator, a configuration such as that of the present invention is referred to as a triple mode resonator.

この三重モード共振器では高次モードの電気力
線がX軸、Y軸方向のみならずZ軸方向にも走る
ため周波数が基本モードのそれよりかなり低くな
り、実用化にあたつて無視できる。この点三重モ
ード共振器は有益である。
In this triple mode resonator, the electric lines of force in the higher mode run not only in the X-axis and Y-axis directions but also in the Z-axis direction, so the frequency is considerably lower than that of the fundamental mode and can be ignored in practical use. A triple mode resonator is advantageous in this respect.

さて、本発明を実施して製品を作つた場合、加
工技術の点などから三つのTM110モードの電磁界
が相互に干渉することもあり得る。この場合、第
5図に示すような対策をほどこす。
Now, when a product is manufactured by implementing the present invention, the electromagnetic fields of the three TM 110 modes may interfere with each other due to processing technology. In this case, take measures as shown in FIG.

すなわち、第5図において、いま柱状誘電体2
aと2bとがそれぞれ関与するTM110モードの電
磁界が相互に干渉しないようにするには、これら
の柱状誘電体2a,2bが共に含まれる平面内に
一対のネジ状金属体からなる結合調節部材4a,
5aを、ケース1の稜部6a,7aからケース内
へ突出させるとよい。
That is, in FIG. 5, the columnar dielectric 2
In order to prevent the electromagnetic fields of the TM 110 modes involving a and 2b from interfering with each other, a coupling adjustment consisting of a pair of screw-shaped metal bodies is provided in a plane that includes both columnar dielectric bodies 2a and 2b. member 4a,
5a may be made to protrude into the case from the ridges 6a, 7a of the case 1.

柱状誘電体2a,2bがそれぞれ関与する
TM110モードどうしの結合を論ずるとき、第6
図、第7図に示すようなオツドモードとイブンモ
ードとを考える。図示しているのは電気力線の分
布状況である。
The columnar dielectrics 2a and 2b are involved, respectively.
When discussing the combination of TM 110 modes, the 6th
Let us consider odd mode and even mode as shown in FIG. What is shown is the distribution of electric lines of force.

いま共振系にたくわえられている電磁エネルギ
の平均値をW〜t、金属が挿入される微小部分に含
まれる磁気エネルギを△W〜n、金属が挿入される
微小部分に含まれる電気エネルギを△W〜eとする
と、 Δω/Δω0=(ΔW〜n−ΔW〜e)/W〜t である。
The average value of the electromagnetic energy currently stored in the resonant system is W~ t , the magnetic energy contained in the minute part into which the metal is inserted is △W~ n , and the electric energy contained in the minute part into which the metal is inserted is △. When W~ e , Δω/Δω 0 =(ΔW~ n −ΔW~ e )/W~ t .

この摂動の式からわかるように、磁界の強いと
ころに金属を挿入すると周波数が上がり、電界の
強いところに金属を挿入すると周波数が下がる。
As you can see from this perturbation equation, inserting a metal in an area with a strong magnetic field will increase the frequency, and inserting a metal in an area with a strong electric field will decrease the frequency.

そこで第6図に示すオツドモードについてみる
と、結合調節部材4a付近は磁気エネルギの方が
電気エネルギより強く、結合調節部材5a付近
は、逆に、電気エネルギの方が磁気エネルギより
強い。したがつて、結合調節部材4aの挿入度合
を大きくするとオツドモードの共振周波数が上昇
し、結合調節部材5aの挿入度合を大きくすると
オツドモードの共振周波数が下降する。
Therefore, regarding the odd mode shown in FIG. 6, the magnetic energy is stronger than the electric energy near the coupling adjustment member 4a, and conversely, the electric energy is stronger than the magnetic energy near the coupling adjustment member 5a. Therefore, when the degree of insertion of the coupling adjustment member 4a is increased, the resonance frequency of the odd mode increases, and when the degree of insertion of the coupling adjustment member 5a is increased, the resonance frequency of the odd mode is decreased.

また、第7図に示すイブンモードについてみる
と、オツドモードの場合と逆に、結合調節部材4
a付近は電気エネルギの方が磁気エネルギより強
く、結合調節部材5a付近は磁気エネルギの方が
電気エネルギより強い。したがつて結合調節部材
4aの挿入度合を大きくするとイブンモードの共
振周波数が下降し、結合調節部材5aの挿入度合
を大きくするとイブンモードの共振周波数が上昇
する。
Furthermore, in the even mode shown in FIG. 7, the connection adjustment member 4 is opposite to the odd mode.
The electric energy is stronger than the magnetic energy near a, and the magnetic energy is stronger than the electric energy near the coupling adjustment member 5a. Therefore, when the degree of insertion of the coupling adjustment member 4a is increased, the resonance frequency of the even mode decreases, and when the degree of insertion of the connection adjustment member 5a is increased, the resonance frequency of the even mode is increased.

上記のことから、結合調節部材4a,5aを出
し入れすることにより、オツドモードの共振周波
数とイブンモードの共振周波数を等しくすると、
結合が実質上、零になる。
From the above, if the resonance frequency of the odd mode and the resonance frequency of the even mode are made equal by moving the coupling adjustment members 4a and 5a in and out,
The coupling is effectively zero.

また、柱状誘電体2bと2cとがそれぞれ関与
するTM110モードの電磁界が相互に干渉しないよ
うにするには、これらの柱状誘電体2b,2c共
含まれる平面内に結合調節部材4a,5aと同様
の結合調節部材4b,5bをケース1の稜部6
b,7bからケース内へ突出させるとよい。
In addition, in order to prevent the electromagnetic fields of the TM 110 mode involving the columnar dielectrics 2b and 2c from interfering with each other, the coupling adjustment members 4a and 5a are arranged in a plane including the columnar dielectrics 2b and 2c. Connecting adjustment members 4b and 5b similar to
It is preferable to make it protrude into the case from b and 7b.

さらに、柱状誘電体2cと2aとがそれぞれ関
与するTM110モードの電磁界が相互に干渉しない
ようにするには、これらの柱状誘電体2c,2a
が共も含まれる平面内に結合調節部材4a,5
a,4b,5bと同様の結合調節部材4c,5c
をケース1の稜部6c,7cからケース内へ突出
させるとよい。
Furthermore, in order to prevent the electromagnetic fields of the TM 110 mode involving the columnar dielectrics 2c and 2a from interfering with each other, these columnar dielectrics 2c and 2a are
The coupling adjustment members 4a, 5 are both included in the plane.
Connection adjustment members 4c, 5c similar to a, 4b, 5b
It is preferable to make them protrude into the case from the ridges 6c and 7c of the case 1.

要は前述のオツドモード、イブンモードを考え
てこれらに影郷をおよぼす位置に結合調節部材を
配置すればよい。したがつて必ずしも一対でなく
てもよい。結合調節部材は誘電体に金属膜をコー
テイングしたものでもよい。
The point is to consider the aforementioned odd mode and even mode and place the coupling adjustment member at a position that affects them. Therefore, they do not necessarily have to be a pair. The coupling adjustment member may be a dielectric material coated with a metal film.

このように三重のモードが相互に干渉しないよ
うにすれば一つのケースの中に電気的に直交した
共振器を三つ収容したことになる。
If the three modes are prevented from interfering with each other in this way, three electrically orthogonal resonators are accommodated in one case.

逆に、各結合調節部材の挿入度合でオツドモー
ドの共振周波数とイブンモードの共振周波数とを
異ならせると、この差値に応じた結合が両モード
間で得られることになる。したがつて三つのモー
ドを結合させると、後述のように、三段のフイル
タが得られることになる。
Conversely, if the resonance frequency of the odd mode and the resonance frequency of the even mode are made different by the degree of insertion of each coupling adjustment member, coupling according to this difference value will be obtained between the two modes. Therefore, by combining the three modes, a three-stage filter will be obtained, as will be described later.

さて、このような共振器は外部回路との結合手
段を備えて実用化される。
Now, such a resonator is put into practical use by being provided with means for coupling with an external circuit.

第8図AおよびBは、柱状誘電体2cにのみ結
合する入力結合手段が有する磁気結合ループ8c
および出力結合手段が有する磁気結合ループ9c
を代表的に示したものである。
FIGS. 8A and 8B show a magnetic coupling loop 8c included in the input coupling means that couples only to the columnar dielectric 2c.
and a magnetic coupling loop 9c possessed by the output coupling means.
This is a representative example.

いま、柱状誘電体2aの軸方向、柱状誘電体2
bの軸方、柱状誘電体2cの軸方向を、直交座標
系のX軸、Y軸、Z軸とそれぞれ一致させる。
Now, in the axial direction of the columnar dielectric 2a, the columnar dielectric 2
The axis direction of b and the axis direction of the columnar dielectric body 2c are made to coincide with the X-axis, Y-axis, and Z-axis of the orthogonal coordinate system, respectively.

上記磁気結合ループ8c,9cは、柱状誘電体
2bの一方端寄りにおいて、柱状誘電体2bをは
さんで、柱状誘電体2bの表面からX軸方向に間
〓をおいて配置する。このとき磁気結合ループ8
cが含まれる平面、磁気結合ループ9cが含まれ
る平面はX軸と直交するようにする。
The magnetic coupling loops 8c and 9c are arranged near one end of the columnar dielectric 2b, with the columnar dielectric 2b in between, and spaced from the surface of the columnar dielectric 2b in the X-axis direction. At this time, magnetic coupling loop 8
The plane including the magnetic coupling loop 9c and the plane including the magnetic coupling loop 9c are made to be orthogonal to the X axis.

磁気結合ループ8c,9cの各一端は、たとえ
ば同軸コネクタ10c,11cの中心導体に接続
し、各他端はアースする。
One end of each of the magnetic coupling loops 8c, 9c is connected, for example, to the center conductor of a coaxial connector 10c, 11c, and the other end of each is grounded.

入力用同軸コネクタ10cに加えられた入力信
号により、磁気結合ループ8cに電流が流れ、発
生した磁力線の方向と、柱状誘電体2aが関与す
る共振モードの磁力線MF1の方向、柱状誘電体
2bが関与する共振モードの磁力線MF2の方向
および柱状誘電体2cが関与する共振モードの磁
力線MF3の方向とをそれぞれ観察すると、同一
方向成分をもつていて結合するのは磁力線MF3
だけである。
An input signal applied to the input coaxial connector 10c causes a current to flow through the magnetic coupling loop 8c, and the direction of the generated magnetic line of force, the direction of the magnetic line of force MF 1 in the resonance mode involving the columnar dielectric 2a, and the direction of the columnar dielectric 2b are determined. When observing the direction of the magnetic field line MF 2 of the resonance mode involved and the direction of the magnetic field line MF 3 of the resonance mode involving the columnar dielectric 2c, it is found that the magnetic field line MF 3 has the same direction component and is coupled.
Only.

したがつて入力用同軸コネクタ10cに加えら
れた信号中に柱状誘電体2cが関与する共振モー
ドの周波数成分が存在すると共振現象が生じる。
Therefore, if a frequency component of a resonance mode involving the columnar dielectric 2c is present in the signal applied to the input coaxial connector 10c, a resonance phenomenon occurs.

そして、柱状誘電体2cが関与する共振モード
の磁力線MF3と磁気結合ループ9cは鎖交する
ので同軸コネクタ11cから出力が生じる。
Since the magnetic force line MF 3 in the resonance mode in which the columnar dielectric body 2c is involved interlinks with the magnetic coupling loop 9c, an output is generated from the coaxial connector 11c.

しかし、磁気結合ループ9cは、柱状誘電体2
aが関与する共振モードの磁力線MF1や、柱状
誘電体2bが関与する共振モードの磁力線MF2
とは鎖交しないので、これらの電磁エネルギは同
軸コネクタ11cからは取り出されない。
However, the magnetic coupling loop 9c
The magnetic field line MF 1 of the resonance mode involving a and the magnetic field line MF 2 of the resonance mode involving the columnar dielectric 2b
These electromagnetic energies are not extracted from the coaxial connector 11c.

第8図Cに示すように、同様の結合手段が柱状
誘電体2bに関して設けられている。柱状誘電体
2bに関与する入力結合手段が有する磁気結合ル
ープを8b、出力結合手段が有する磁気結合ルー
プを9bとする。
As shown in FIG. 8C, similar coupling means are provided for the dielectric column 2b. The magnetic coupling loop included in the input coupling means relating to the columnar dielectric body 2b is indicated by 8b, and the magnetic coupling loop included in the output coupling means is indicated by 9b.

磁気結合ループ8b,9bは、柱状誘電体2a
の一方端寄りにおいて、柱状誘電体2aをはさん
で柱状誘電体2a表面からZ軸方向に間〓をおい
て配置する。このとき磁気結合ループ8b,9b
が含まれる平面は、Z軸と直交するようにする。
磁気結合ループ8b,9bの各一端はたとえば同
軸コネクタ10b,11bの中心導体に接続し、
各他端はアースする。
The magnetic coupling loops 8b and 9b are connected to the columnar dielectric 2a.
They are placed near one end of the columnar dielectric 2a with a distance from the surface of the columnar dielectric 2a in the Z-axis direction. At this time, magnetic coupling loops 8b, 9b
The plane in which it is included is perpendicular to the Z axis.
One end of each of the magnetic coupling loops 8b, 9b is connected, for example, to the center conductor of the coaxial connectors 10b, 11b,
Each other end is grounded.

入力用同軸コネクタ10bに加えられた入力信
号によりループ8bに電流が流れ、発生した磁力
線の方向と、柱状誘電体2aが関与する共振モー
ドの磁力線MF1の方向、柱状誘電体2bが関与
する共振モードの磁力線MF2の方向および柱状
誘電体2cが関与する共振モードの磁力線MF3
の方向とをそれぞれ観察すると、同一方向成分で
もつていて結合するのは磁力線MF2だけである。
An input signal applied to the input coaxial connector 10b causes a current to flow through the loop 8b, and the direction of the generated magnetic lines of force, the direction of the magnetic lines of force MF 1 in the resonance mode involving the columnar dielectric 2a, and the resonance involving the columnar dielectric 2b. The direction of the magnetic field line MF 2 of the mode and the magnetic field line MF 3 of the resonance mode involving the columnar dielectric 2c
When observing the directions of , only the magnetic field line MF 2 has components in the same direction and is coupled.

したがつて入力用同軸コネクタ10bに加えら
れた信号中に柱状誘電体2bが関与する共振モー
ドの周波数成分が存在すると共振現象が生じる。
Therefore, if a frequency component of a resonance mode involving the columnar dielectric 2b is present in the signal applied to the input coaxial connector 10b, a resonance phenomenon occurs.

そして、柱状誘電体2bが関与する共振モード
の磁力線MF2とループ9bは鎖交するので同軸
コネクタ11bから出力が生じる。
Then, the line of magnetic force MF 2 in the resonance mode involving the columnar dielectric 2b interlinks with the loop 9b, so that an output is generated from the coaxial connector 11b.

しかし、磁気結合ループ9bは、柱状誘電体2
aが関与する共振モードの磁力線MF1や、柱状
誘電体2cが関与する共振モードの磁力線MF3
とは鎖交しないのでこれらの電磁エネルギは同軸
コネクタ11bからは取り出されない。
However, the magnetic coupling loop 9b
The magnetic field line MF 1 of the resonance mode involving a and the magnetic field line MF 3 of the resonance mode involving the columnar dielectric 2c
These electromagnetic energies are not extracted from the coaxial connector 11b.

さらに、同様の手段が柱状誘電体2aに関して
設けられている。柱状誘電体2aに関与する入力
結合手段が有する磁気結合ループを8a、出力結
合手段が有する磁気結合ループを9aと名付け
る。
Furthermore, similar means are provided for the columnar dielectric 2a. The magnetic coupling loop possessed by the input coupling means relating to the columnar dielectric body 2a is named 8a, and the magnetic coupling loop possessed by the output coupling means is named 9a.

磁気結合ループ8a,9aは柱状誘電体2cの
一方端寄りにおいて、柱状誘電体2cをはさんで
柱状誘電体2c表面からY軸方向に間〓をおいて
配置する。このときループ8a,9aが含まれる
平面は、Y軸と直交するようにする。
The magnetic coupling loops 8a and 9a are arranged near one end of the columnar dielectric 2c, with the columnar dielectric 2c in between and spaced apart from the surface of the columnar dielectric 2c in the Y-axis direction. At this time, the plane including the loops 8a and 9a is made perpendicular to the Y axis.

上記磁気結合ループ8a,9aは各一端はたと
えば同軸コネクタ10a,11aの中心導体に接
続し、各他端はアースする。
One end of each of the magnetic coupling loops 8a, 9a is connected, for example, to the center conductor of a coaxial connector 10a, 11a, and the other end is grounded.

入力用同軸コネクタ10aに加えられた入力信
号によりループ8aに電流が流れ、発生した磁力
線の方向と、柱状誘電体2aが関与する共振モー
ドの磁力線MF1の方向、柱状誘電体2bが関与
する共振モードの磁力線MF2の方向および柱状
誘電体2cが関与する共振モードの磁力線MF3
の方向とをそれぞれ観察すると、同一方向成分を
もつていて結合するのは磁力線MF1だけである。
An input signal applied to the input coaxial connector 10a causes a current to flow through the loop 8a, and the direction of the generated magnetic lines of force, the direction of the magnetic lines of force MF 1 in the resonance mode involving the columnar dielectric 2a, and the resonance involving the columnar dielectric 2b. The direction of the magnetic field line MF 2 of the mode and the magnetic field line MF 3 of the resonance mode involving the columnar dielectric 2c
When observing the directions of , only the magnetic field line MF 1 has a component in the same direction and is coupled.

したがつて入力用同軸コネクタ10aに加えら
れた信号中に柱状誘電体2aが関与する共振モー
ドの周波数成分が存在すると共振現象が生じる。
そして、柱状誘電体2aが関与する共振モードの
磁力線MF1とループ9aは鎖交するので同軸コ
ネクタ11aから出力が生じる。
Therefore, if a frequency component of a resonance mode involving the columnar dielectric 2a is present in the signal applied to the input coaxial connector 10a, a resonance phenomenon occurs.
Since the line of magnetic force MF 1 in the resonance mode involving the columnar dielectric 2a interlinks with the loop 9a, an output is generated from the coaxial connector 11a.

しかしループ9aは柱状誘電体2bが関与する
共振モードの磁力線MF2や柱状誘電体2cが関
与する共振モードの磁力線MF3とは鎖交しない
のでこれらの電磁エネルギは同軸コネクタ11a
からは取り出されない。
However, since the loop 9a does not interlink with the magnetic field line MF 2 in the resonance mode involving the columnar dielectric 2b or the magnetic force line MF 3 in the resonance mode involving the columnar dielectric 2c, these electromagnetic energies are transferred to the coaxial connector 11a.
It cannot be removed from the

これらの磁気結合ループ8aないし8c,9a
ないし9cの形状は図示のものに限らず、たとえ
ば輪状のものでもよい。
These magnetic coupling loops 8a to 8c, 9a
The shapes of 9c to 9c are not limited to those shown in the drawings, and may be ring-shaped, for example.

以上の構成により、本発明実施例の誘電体共振
器装置を等価回路で表わすと第9図のようにな
る。
With the above configuration, the dielectric resonator device according to the embodiment of the present invention can be expressed as an equivalent circuit as shown in FIG.

第9図において、R1は柱状誘電体2aが関与
する共振モードに係る共振器、R2は柱状誘電体
2bが関与する共振モードに係る共振器、R3
柱状誘電体2cが関与する共振モードに係る共振
器、1,1′はそれぞれ共振器R1で構成したフイ
ルタの入力端、出力端、2,2′はそれぞれ共振
器R2で構成したフイルタの入力端、出力端、3,
3′はそれぞれ共振器R3で構成したフイルタの入
力端、出力端である。K12は共振器R1,R2の間の
結合度、K23は共振器R2,R3間の結合度、K31
共振器R3,R1間の結合度である。
In FIG. 9, R1 is a resonator related to a resonance mode involving the columnar dielectric 2a, R2 is a resonator related to a resonance mode involving the columnar dielectric 2b, and R3 is a resonance related to the columnar dielectric 2c. Resonators related to the mode, 1 and 1' are the input and output ends of a filter made up of resonator R1, respectively; 2 and 2' are the input and output ends of a filter made up of resonator R2 , respectively; 3,
3' are the input end and output end of a filter composed of a resonator R3 , respectively. K 12 is the degree of coupling between resonators R 1 and R 2 , K 23 is the degree of coupling between resonators R 2 and R 3 , and K 31 is the degree of coupling between resonators R 3 and R 1 .

したがつて第5図に示す結合調節部材を調整す
ることによつて結合度K12,K23,K31をすべて実
質的に零とすると、一つのケース内に電気的に直
交して互いに独立、不干渉状態にある三つの共振
器が構成されることになる。
Therefore, if the degrees of coupling K 12 , K 23 , and K 31 are all made substantially zero by adjusting the coupling adjustment member shown in FIG. , three resonators in a non-interfering state are constructed.

つまり、たとえば入力端1に入力された信号は
濾波されて出力端1′からのみ出力される。入力
端2に入力された信号は濾波されて出力端2′か
らのみ出力される。入力端3に入力された信号は
濾波されて出力端3′からのみ出力される。
That is, for example, a signal input to input terminal 1 is filtered and output only from output terminal 1'. A signal input to the input end 2 is filtered and output only from the output end 2'. A signal input to the input end 3 is filtered and output only from the output end 3'.

第10図はフイルタ特性を示し、図において
S11′は入力端1、出力端1′間のレスポンス、
S22′は入力端2、出力端2′間のレスポンス、
S33′は入力端3、出力端3′間のレスポンスを示
す。
Figure 10 shows the filter characteristics, and in the figure
S 11 ′ is the response between input end 1 and output end 1′,
S 22 ′ is the response between input end 2 and output end 2′,
S 33 ′ indicates the response between the input end 3 and the output end 3′.

なお、三つの共振器を用いてフイルタを構成す
るときは、たとえば共振器R1、共振器R2、共振
器R3の順で結合するようにし、共振器のR1には
ループ8aを有する入力結合手段のような入力結
合手段を組合せ、共振器R3には、ループ9cを
有する出力結合手段のような出力結合手段を組合
せる。
Note that when configuring a filter using three resonators, for example, resonator R 1 , resonator R 2 , and resonator R 3 are coupled in this order, and resonator R 1 has a loop 8a. Input coupling means such as input coupling means are combined, and resonator R 3 is combined with output coupling means such as output coupling means having a loop 9c.

すると、第11図に示すような等価回路が得ら
れる。そして、第5図に示すような、各共振器毎
に備えた結合調整部材を調整することによつて結
合度K12,K23をそれぞれ適当な値に設定し、K31
を実質的に零にすると、入力結合手段に入力され
た信号は共振器R1,R2,R3で順次濾波されて出
力結合手段から出力される無極性のフイルタが一
つのケース内に構成されることになる。K31も適
当な値にすると、有極性のフイルタが構成される
ことになる。
Then, an equivalent circuit as shown in FIG. 11 is obtained. Then, by adjusting the coupling adjustment member provided for each resonator as shown in FIG. 5, the coupling degrees K 12 and K 23 are set to appropriate values, respectively, and K 31
When substantially zero, the signal input to the input coupling means is sequentially filtered by resonators R 1 , R 2 , R 3 and output from the output coupling means. A non-polar filter is constructed in one case. will be done. If K 31 is also set to an appropriate value, a polar filter will be constructed.

(効 果) 以上の実施例からもあきらかなように、この発
明は、直方体空胴シールドケース内に存在する互
いに直交する三つのTM110モードを有効に利用す
るので、従来の1/3の大きさまで小型化でき、ま
たコストダウンもできる画期的なものである。ま
た、外部回路との結合は構造が簡単な外部結合手
段によつてなされる。
(Effects) As is clear from the above embodiments, this invention effectively utilizes the three mutually orthogonal TM 110 modes existing in the rectangular parallelepiped cavity shield case, so the size is 1/3 that of the conventional one. This is an epoch-making device that can be made smaller and reduce costs. Further, the connection with an external circuit is made by an external coupling means having a simple structure.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の実施例の要部を示す斜視
図、第2図、第3図および第4図は二重モード共
振を説明する説明図、第5図はこの発明の実施例
の要部を示す斜視図、第6図と第7図はこの発明
の実施例を説明する説明図、第8図A,B,Cは
この発明の実施例の内部説明図、第9図はこの発
明の実施例の等価回路図、第10図はこの発明の
実施例のフイルタ特性図、第11図は三段のフイ
ルタを構成したときの等価回路である。 1…シールドケース、2…複合誘電体、8a,
8b,8c,9a,9b,9c…磁気結合ルー
プ。
FIG. 1 is a perspective view showing the main part of an embodiment of the present invention, FIGS. 2, 3, and 4 are explanatory diagrams explaining dual mode resonance, and FIG. 5 is a main part of an embodiment of the invention. FIGS. 6 and 7 are explanatory diagrams for explaining the embodiment of this invention. FIGS. 8A, B, and C are internal explanatory diagrams of the embodiment of this invention. FIG. FIG. 10 is a filter characteristic diagram of the embodiment of the present invention, and FIG. 11 is an equivalent circuit when a three-stage filter is configured. 1... Shield case, 2... Composite dielectric, 8a,
8b, 8c, 9a, 9b, 9c...magnetic coupling loop.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 直方体空胴シールドケース内にて三つの柱状
誘電体が互いに直交した状態で一体化され、これ
ら三つの柱状誘電体のうちの一つの柱状誘電体の
軸方向をZ軸と一致させてなる直角座標系にて
TM110モード共振、TM011モード共振および
TM101モード共振を利用する誘電体共振器と、こ
の誘電体共振器と外部回路とを結合する外部結合
手段とを備えてなる誘電体共振器装置において、 上記外部結合手段は、直方体空胴シールドケー
ス内に配置され、各々が一つの磁気結合ループを
それぞれ備えてなる第1ないし第3の入力結合手
段および上記直方体空胴シールドケース内に配置
され、各々が一つの磁気結合ループをそれぞれ備
えてなる第1ないし第3の出力結合手段からな
り、上記三つの柱状誘電体を取り囲んでそれぞれ
発生する磁力線の方向と結合すべき上記入力結合
手段の各磁気結合ループが発生する磁力線の方向
とがそれぞれ一致する一方、上記三つの柱状誘電
体を取り囲んでそれぞれ発生する磁力線と結合す
べき上記出力結合手段の磁気結合ループがそれぞ
れ鎖交することを特徴とする誘電体共振器装置。
[Claims] 1. Three columnar dielectrics are integrated in a rectangular parallelepiped cavity shielding case in a state perpendicular to each other, and the axial direction of one of the three columnar dielectrics is the Z axis. In a rectangular coordinate system that matches
TM 110 mode resonance, TM 011 mode resonance and
In a dielectric resonator device comprising a dielectric resonator that utilizes TM 101 mode resonance and an external coupling means for coupling the dielectric resonator to an external circuit, the external coupling means is a rectangular parallelepiped cavity shield. first to third input coupling means disposed within the case, each comprising one magnetic coupling loop; and first to third input coupling means disposed within the rectangular parallelepiped cavity shielding case, each comprising one magnetic coupling loop. The direction of the magnetic lines of force generated surrounding the three columnar dielectrics and the direction of the lines of magnetic force generated by each magnetic coupling loop of the input coupling means to be coupled are respectively A dielectric resonator device characterized in that the magnetic coupling loops of the output coupling means to be coupled with lines of magnetic force generated surrounding the three columnar dielectric bodies are interlinked with each other.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0360203A (en) * 1989-07-28 1991-03-15 Sumitomo Bakelite Co Ltd Plane antenna

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0360203A (en) * 1989-07-28 1991-03-15 Sumitomo Bakelite Co Ltd Plane antenna

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