JPH0567905A - 誘電体共振器装置 - Google Patents

誘電体共振器装置

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JPH0567905A
JPH0567905A JP25831791A JP25831791A JPH0567905A JP H0567905 A JPH0567905 A JP H0567905A JP 25831791 A JP25831791 A JP 25831791A JP 25831791 A JP25831791 A JP 25831791A JP H0567905 A JPH0567905 A JP H0567905A
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JP
Japan
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dielectric
resonator
coupling
mode
orthogonal
Prior art date
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Application number
JP25831791A
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English (en)
Inventor
Tomiya Sonoda
田 富 哉 園
Jun Hattori
部 準 服
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 Qの劣化が少なく、3つのモードの結合を調
整することができる誘電体共振器装置を得る。 【構成】 直方体空洞シールドケース12内に、誘電体
共振器14を形成する。誘電体共振器14は、3つの柱
状誘電体14a,14b,14cを互いに直交した状態
で一体化することによって形成される。これらの柱状誘
電体14a,14b間の直交部に、切込部16a,16
bを形成する。同様に、柱状誘電体16b,16c間の
直交部に、切込部18a,18bを形成する。なお、誘
電体共振器14の直交部には、切込部のかわりに付加部
を形成してもよい。さらに、切込部と付加部の両方を形
成してもよい。これらの異形部は、誘電体共振器14の
直交部の少なくとも1か所に形成すればよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は誘電体共振器装置に関
し、特に、互いに直交する3つの柱状誘電体からなる誘
電体共振器を含み、そのうちの1つの柱状誘電体の軸方
向をz軸と一致させた直交座標系において、TM110
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装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この発明の背景となる従来の誘電体共振
器装置が、たとえば特開昭61−157101号公報に
開示されている。この誘電体共振器装置では、ねじ状金
属体からなる結合調節部材をケース内に挿入すること
で、3つのモードを結合させたり、結合を切ったりして
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
誘電体共振器装置では、3つのモードの結合を調整する
ための結合調節部材の挿入により、Qが劣化してしま
う。
【0004】それゆえに、この発明の主たる目的は、Q
の劣化が少なく、3つのモードの結合を調整することが
できる誘電体共振器装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、直方体空洞
シールドケース内に形成され、3つの柱状誘電体が互い
に直交した状態で一体化された誘電体共振器を含む誘電
体共振器装置において、誘電体共振器は、少なくとも1
つの直交部の形状が他の直交部の形状と異なるように形
成されたことを特徴とする、誘電体共振器装置である。
【0006】
【作用】誘電体共振器の少なくとも1つの直交部の形状
を他の直交部の形状と異なるように形成することによ
り、その異形部を含む2つの柱状誘電体内のoddモー
ドにおける電気力線数とevenモードにおける電気力
線数に差が生じる。そのため、oddモードにおける共
振周波数とevenモードにおける共振周波数とが異な
る。それにより、異形部を含む2つの柱状誘電体は、電
磁気的に結合する。
【0007】
【発明の効果】この発明によれば、誘電体共振器の直交
部を異形にすることによって、柱状誘電体を電磁気的に
結合できるため、3つの共振モードの結合を自由に調整
できる。しかも、従来のように結合調節部材をケース内
に挿入する方法に比べて、Qの劣化が少ない。
【0008】この発明の上述の目的,その他の目的,特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【0009】
【実施例】図1はこの発明の一実施例を示す図解図であ
る。誘電体共振器装置10は直方体空洞シールドケース
12を含む。ケース12は、金属製のケースでもよい
し、セラミックなどからなる直方体空洞の箱体の内面ま
たは外面にシールド電極を形成したものでもよい。ケー
ス12内には、誘電体共振器14が形成される。誘電体
共振器14は、たとえば(ZrSn)TiO4 などの誘
電体セラミックで形成される。誘電体共振器14は、た
とえば3つの角柱状の誘電体14a,14b,14cを
互いに直交するように一体的に形成したものである。誘
電体14aと誘電体14bとの間の直交部分のうち、一
方の対角部分には、切込部16a,16bが形成され
る。さらに、誘電体14bと誘電体14cとの間の直交
部分のうちの一方の対角部分には、切込部18a,18
bが形成される。
【0010】このような誘電体共振器14と外部回路と
を結合するには、たとえば図2に示すように、入力結合
手段および出力結合手段が形成される。図2は、誘電体
14aにのみ結合する入力結合手段20および出力結合
手段22を代表的に示したものである。入力結合手段2
0は、誘電体14aの一方端寄りにおいて、誘電体14
aを挟むように形成される2つの結合ループ20a,2
0bを含む。これらの結合ループ20a,20bが含ま
れる平面は、誘電体14cの横断面を含む平面と一致す
るように配置される。これらの結合ループ20a,20
bは、たとえば誘電体14a寄りの一端がアースされ
る。そして、結合ループ20a,20bの他端同士は、
同一電気長のところで一体化され、入力ターミナル20
cに接続される。
【0011】入力ターミナル20cに入力信号が加えら
れると、結合ループ20a,20bに同位相状態で電流
が流れ、それぞれ発生した磁力線の方向と、誘電体14
aが関与する共振モードの磁力線MF1 の方向とが一致
する。また、結合ループ20aに発生した磁力線と誘電
体14bが関与する共振モードの磁力線MF2 との方向
関係と、結合ループ20bに発生した磁力線と磁力線M
2 との方向関係をみると、いずれか一方では同方向関
係にあり、他方では逆方向関係にあり、かつ、それぞれ
の結合度が同じになるように構成しているため、結局、
結合度が0になる。さらに、結合ループ20a,20b
に発生した磁力線と誘電体14cが関与する共振モード
の磁力線MF3とは、同じ方向成分を持っていない。い
いかえると、これらの磁力線は直交しているため、結合
ループ20a,20bと誘電体14cとは結合しない。
【0012】同様に、出力結合手段22は、誘電体14
aの他方端寄りにおいて、誘電体14aを挟んで2つの
結合ループ22a,22bを有し、それぞれの結合ルー
プ22a,22bが含まれる平面は誘電体14cの横断
面と一致するように配置される。そして、それぞれの結
合ループ22a,22bの誘電体14a寄りの一端をア
ースし、それぞれの結合ループの他端同士が同一電気長
のところで一体化され、出力ターミナル22cに接続さ
れる。誘電体14aが関与する共振モードの磁力線MF
1 と結合ループ22a,22bとが鎖交して生じた出力
信号は同位相で合流するため、出力ターミナル22cに
出力される。誘電体14bが関与する共振モードの磁力
線MF2 と結合ループ22a,22bとは鎖交するが、
生じた出力信号は逆位相で合流するため、出力ターミナ
ル22cには出力されない。さらに、誘電体14cが関
与する共振モードの磁力線MF3 は結合ループ22a,
22bと鎖交しないため、出力は生じない。
【0013】誘電体14bが関与する共振モードと外部
回路とを結合するには、誘電体14aが関与する共振モ
ードの場合と同様の入力結合手段および出力結合手段を
誘電体14bの両端近傍に形成すればよい。さらに、誘
電体14cが関与する共振モードと外部回路とを結合す
る場合にも、同様の入力結合手段および出力結合手段を
誘電体14cの両端近傍に形成すればよい。
【0014】このような構成によって、誘電体共振器装
置の等価回路は、図3に示すようになる。図3におい
て、R1 は誘電体14aが関与する共振モードにかかる
共振器、R2 は誘電体14bが関与する共振モードにか
かる共振器、R3 は誘電体14cが関与する共振モード
にかかる共振器である。また、1,1’はそれぞれ共振
器R1 で構成したフィルタの入力端および出力端、2,
2’はそれぞれ共振器R2 で構成したフィルタの入力端
および出力端、3,3’はそれぞれ共振器R3 で構成し
たフィルタの入力端および出力端である。さらに、K12
は共振器R1 2 間の結合度、K23は共振器R2 3
の結合度、K31は共振器R3 1 間の結合度である。
【0015】ここで、各共振器間の結合度について考え
る。誘電体14aがTM110 モード共振に効果があると
すると、誘電体14bはTM011 モード共振に効果があ
り、誘電体14cはTM101 共振に効果がある。そこ
で、誘電体14aと誘電体14cについて考えると、こ
れらの誘電体14a,14c間には切込部が形成されて
いない。これらの誘電体14a,14cの結合共振モー
ドの電磁界分布が、図4および図5に示される。図4は
oddモードにおける電磁界分布であり、図5はeve
nモードにおける電磁界分布である。図4および図5に
おいて、実線の矢印は電界分布を示し、点線の矢印は磁
界分布を示す。これらの図からわかるように、誘電体1
4aと誘電体14cの間では、oddモードにおける電
気力線の数とevenモードにおける電気力線の数とが
同じである。したがって、oddモードにおける共振周
波数fodd とevenモードにおける共振周波数feven
とが等しくなる。
【0016】2つの誘電体の結合係数Kは次式で表され
る。 したがって、TM110 モードとTM101 モードの結合係
数K31は0となる。そのため、共振器R1 と共振器R3
とは、電磁気的に結合しない。
【0017】次に、誘電体14aと誘電体14bの間の
結合共振モードが、図6および図7に示される。この場
合、誘電体14aと誘電体14bの直交部分のうち、一
方の対角部分に切込部16a,16bが形成されている
ため、oddモードにおける電気力線の数がevenモ
ードにおける電気力線の数より多くなる。そのため、o
ddモードにおける共振周波数fodd とevenモード
における共振周波数fevenとが等しくならず、TM110
モードとTM011 モードの結合係数k12が0とならな
い。したがって、共振器R1 と共振器R2 とは、電磁気
的に結合する。同様に、TM011 モードとTM101 モー
ドの結合係数K31が0にならず、共振器R2 と共振器R
3 とが電磁気的に結合する。
【0018】図3において、各共振器間の結合係数
12,K23,K31が0の場合、1つのケース内に電気的
に直交した3つの共振器が構成されたことになる。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。また、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。さらに、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。
【0019】図1に示す共振器装置10では、共振器R
1 と共振器R2 との間の結合度K31が0であるため、各
共振器は、共振器R1 ,共振器R2 ,共振器R3 の順に
結合される。したがって、共振器R1 に入力結合手段2
0のような入力結合手段を組み合わせ、共振器R3 に出
力結合手段22のような出力結合手段を組み合わせれ
ば、図8に示すような等価回路が得られる。そして、切
込部16a,16bおよび切込部18a,18bの深さ
などを調節して、結合度K12およびK23を調整すれば、
入力結合手段に入力された信号が共振器R1 ,R2 ,R
3 で順次濾波されて出力結合手段から出力される無極性
のフィルタがケース12内に構成されることになる。さ
らに、誘電体14aと誘電体14cの直交部に切込部を
形成し、K31を適当な値にすると、有極性のフィルタが
形成されることになる。
【0020】なお、上述の実施例では、誘電体14aと
誘電体14bとの間の直交部分に2つの切込部を形成し
たが、図9に示すように、別の対角部分に付加部30
a,30bを形成してもよい。このような場合、odd
モードにおける電気力線の数が多くなるため、oddモ
ードにおける共振周波数fodd とevenモードにおけ
る共振周波数fevenとが等しくならず、共振器R1 ,R
2 は結合する。また、共振器R1 ,R2 を結合させるに
は、切込部16a,16bを形成せずに、付加部30
a,30bのみを形成してもよい。さらに、切込部およ
び付加部は必ずしも対角部分に形成する必要はなく、そ
れぞれ1つずつ形成してもよい。また、切込部のみを1
つだけ形成してもよいし、付加部のみを1つだけ形成し
てもよい。このように、誘電体14aと誘電体14bの
間の直交部の少なくとも1か所を、他の直交部と異なる
形状にすれば、2つの共振器R1 および共振器R2 が結
合する。これは、共振器R2 と共振器R3 との結合およ
び共振器R3 と共振器R1 との結合についても同様であ
る。
【0021】また、図1に示す実施例では、共振器
1 ,共振器R2 ,共振器R3 の順に結合したが、必ず
しも3つの共振器を結合する必要はなく、たとえば共振
器R1 と共振器R2 のみを結合してもよい。この場合、
誘電体14aと誘電体14bとの間の直交部を異形に
し、誘電体14b,14c間の直交部および誘電体14
c,14a間の直交部に切込部や付加部を形成しなけれ
ばよい。この場合、共振器R1 の入力結合手段に入力さ
れた信号が共振器R1 ,R2 で濾波されて、共振器R2
の出力結合手段から出力される。また、共振器R3 の入
力結合手段に入力された信号が共振器R3 で濾波され
て、共振器R3 の出力結合手段から出力される。このよ
うに、ケース12内には、2つのフィルタが形成され
る。
【0022】つまり、誘電体14a,14b,14cの
少なくとも1か所の直交部に異形部を形成することによ
り、3つの共振器または任意の2つの共振器を結合させ
ることができる。
【0023】この誘電体共振器装置10では、切込部や
付加部を形成することによって共振器R1 ,R2 ,R3
を結合しているため、結合調節部材をケース内に挿入す
る従来の誘電体共振器装置に比べて、Qの劣化を小さく
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す図解図である。
【図2】入力結合手段および出力結合手段と誘電体との
電磁気的結合を示す図解図である。
【図3】トリプルモード誘電体共振器装置の等価回路図
である。
【図4】誘電体の直交部に切込部を形成していない場合
のoddモードの電磁界分布を示す図解図である。
【図5】誘電体の直交部に切込部を形成していない場合
のevenモードの電磁界分布を示す図解図である。
【図6】誘電体の直交部に切込部を形成した場合のod
dモードの電磁界分布を示す図解図である。
【図7】誘電体の直交部に切込部を形成した場合のev
enモードの電磁界分布を示す図解図である。
【図8】図1に示す誘電体共振器装置の等価回路図であ
る。
【図9】2つの共振器を結合させるための誘電体共振器
の構造の別の例を示す図解図である。
【符号の説明】
10 誘電体共振器装置 12 ケース 14 誘電体共振器 14a,14b,14c 誘電体 16a,16b 切込部 18a,18b 切込部 30a,30b 付加部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直方体空洞シールドケース内に形成さ
    れ、3つの柱状誘電体が互いに直交した状態で一体化さ
    れた誘電体共振器を含む誘電体共振器装置において、 前記誘電体共振器は、少なくとも1つの直交部の形状が
    他の直交部の形状と異なるように形成されたことを特徴
    とする、誘電体共振器装置。
JP25831791A 1991-09-09 1991-09-09 誘電体共振器装置 Pending JPH0567905A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5392640A (en) * 1992-05-01 1995-02-28 Anzen Motor Co., Ltd. Vehicle performance inspection apparatus and vehicle performance inspection method
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