JPH07336103A - Ｔｍ多重モード誘電体共振器装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 周波数調整を容易にし、Ｑの低下を防ぐとと
もに、隣接する複合誘電体柱のうち所定の誘電体柱同士
を選択的に結合させる。 【構成】 各複合誘電体柱の成す面を略同一平面とし
て、隣接する２つの複合誘電体柱を構成するそれぞれ２
つの誘電体柱のうち一方の誘電体柱同士と他方の誘電体
柱同士がそれぞれ平行となる関係で複数の複合誘電体柱
１０ａ，１０ｂ，１０ｃを配置し、境界部分に方向性を
有する磁界結合用窓３０，３１を設ける。 【効果】 すべての共振器に対して同一方向から周波数
調整を行うことができ、しかも複合誘電体柱を構成する
誘電体柱のうち所定の誘電体柱同士を選択的に磁界結合
させることができる。また、隣接する複合誘電体柱間に
大きな磁界結合用窓を配置することができ、２組の平行
な誘電体柱同士を強く磁界結合させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、２つの誘電体柱を交
差させた形状からなる複合誘電体柱を、周囲を外導体で
囲んだ空間内に備えたＴＭ多重モード誘電体共振器装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の誘電体柱を交差させた形状からな
る複合誘電体柱を備えた従来のＴＭ多重モード誘電体共
振器装置の構成を図１０に示す。図１０において１０
ａ，１０ｂはそれぞれ２つの誘電体柱を交差させた形状
からなる複合誘電体柱であり、外表面に外導体を形成し
たキャビティ１５ａ，１５ｂとともに一体成形してい
る。この２つのＴＭ多重モード誘電体共振器を、複合誘
電体柱の成す平面が平行となるように配置するととも
に、両者間に仕切板４４を配置している。この仕切板４
４は２つのＴＭ多重モード誘電体共振器間で所定方向の
磁界成分のみを選択的に透過させる磁界結合用窓として
作用する。また、同図に示すように、複合誘電体柱１０
ａ，１０ｂには周波数調整用孔１３ａ，１４ａ，１３
ｂ，１４ｂを設け、キャビティ１５ａ，１５ｂには上記
周波数調整用孔１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂに対し
て周波数調整用部材を挿抜自在に保持するための孔４１
ａ，４２ａ，４１ｂ，４２ｂを設けていて、これらの孔
に対して周波数調整用部材を挿抜することによって各誘
電体柱による共振器の周波数調整を行う。さらにキャビ
ティ１５ａ，１５ｂにはキャビティの空間内に対して結
合調整用部材を挿抜自在に保持するための孔４３ａ，４
３ｂを設けていて、これらの孔に対して結合調整用部材
を挿抜することによってそれぞれ交差する２つの誘電体
柱による共振器間の結合調整を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のＴＭ
多重モード誘電体共振器装置においては、複合誘電体柱
の成す平面同士が平行となる関係で複合誘電体柱を配置
したことにより、複合誘電体柱のうち軸方向が互いに平
行な２つの誘電体柱間を強く結合させることができる。
しかしながら、複合誘電体柱に対して二方向から周波数
調整用部材を挿抜させて各共振器の共振周波数を調整す
る構造であるため、その調整作業が容易ではなく、ま
た、図１０中に矢印で示したように、実電流の電流経路
に周波数調整用部材を保持するための孔４１，４２およ
び結合調整用部材を保持するための孔４３が存在するた
め、共振器のＱが低下する原因となっていた。

【０００４】各共振器の共振周波数調整を一方向から行
うためには、各複合誘電体柱の成す平面が同一となるよ
うにすればよいが、隣接する２つの複合誘電体柱のうち
所定の誘電体柱同士を選択的に磁界結合させなければな
らない。しかも、その選択性が高くなければ、非結合と
すべき誘電体柱同士のもれ結合によって、その誘電体柱
による共振器のＱが低下することになる。また、例えば
広帯域の帯域通過フィルタを構成する場合には、結合さ
せるべき誘電体柱同士の磁界結合を強めて、その誘電体
柱による共振器間の結合係数を大きくしなければならな
い。

【０００５】この発明の目的は、周波数調整を容易に
し、Ｑの低下を防ぐとともに、隣接する複合誘電体柱の
うち所定の誘電体柱同士を選択的に結合させるようにし
たＴＭ多重モード誘電体共振器装置を提供することにあ
る。

【０００６】この発明の他の目的は、複数の複合誘電体
柱を、各複合誘電体柱のなす面をほぼ同一平面として配
置するとともに、隣接する２つの複合誘電体柱のうち所
望の誘電体柱同士の結合係数を大きくすることのできる
ＴＭ多重モード誘電体共振器装置を提供することにあ
る。

【０００７】この発明の更に他の目的は、２つの複合誘
電体柱を構成するそれぞれ２つの誘電体柱のうち互いに
平行な２組の誘電体柱同士の磁界結合を他の２組の誘電
体柱同士の磁界結合と同等に選択結合できるようにした
ＴＭ多重モード誘電体共振器装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
るＴＭ多重モード誘電体共振器装置は、少なくとも２つ
の誘電体柱を交差させた形状からなる複合誘電体柱を、
周囲を外導体で囲んだ空間内に備えたＴＭ多重モード誘
電体共振器装置において、各複合誘電体柱の成す面を略
同一平面とし、隣接する２つの複合誘電体柱を構成する
それぞれの２つの誘電体柱のうち一方の誘電体柱同士と
他方の誘電体柱同士がそれぞれ平行となる関係で複数の
複合誘電体柱を配置したことを特徴とする。

【０００９】この発明の請求項２に係るＴＭ多重モード
誘電体共振器装置は、請求項１記載のものにおいて、隣
接する２つの複合誘電体柱間に、該２つの複合誘電体柱
のうち軸方向が互いに平行な一方の誘電体柱同士の磁界
を透過させ、他方の誘電体柱同士の磁界を遮断する磁界
結合用窓を設けたことを特徴とする。

【００１０】この発明の請求項３に係るＴＭ多重モード
誘電体共振器装置は、請求項２記載のものにおいて、前
記磁界結合用窓を、前記一方の誘電体柱同士の磁界方向
に延びるひさし状の導体で形成したことを特徴とする。

【００１１】この発明の請求項４に係るＴＭ多重モード
誘電体共振器装置は、請求項２または３記載のものにお
いて、前記複合誘電体柱を構成する２つの誘電体柱の交
差部に、該２つの誘電体柱同士を結合させる結合用溝を
形成したことを特徴とする。

【００１２】

【作用】この発明の請求項１に係るＴＭ多重モード誘電
体共振器装置では、各複合誘電体柱の成す面がほぼ同一
平面となり、隣接する２つの複合誘電体柱を構成するそ
れぞれ２つの誘電体柱のうち一方の誘電体柱同士と他方
の誘電体柱同士がそれぞれ平行になっている。そのた
め、隣接する２つの複合誘電体柱間には、その境界面の
中央部に誘電体柱の端部が存在せず、磁界結合用窓を広
い範囲に設けることができ、隣接する誘電体柱同士の磁
界結合を強めて、共振器間の結合係数を容易に高めるこ
とができる。さらに、複合誘電体柱の成す平面に対し垂
直方向に周波数調整用部材を挿抜させる周波数調整用孔
を設けることによって、すべての周波数調整用部材を同
一面から同一方向に挿抜可能となる。また、その際、周
波数調整用部材を挿抜させるために外導体に設ける孔は
実電流を妨げないため、共振器のＱを低下させることも
ない。

【００１３】請求項２に係るＴＭ多重モード誘電体共振
器装置では、隣接する２つの複合誘電体柱間に設けられ
た磁界結合用窓は、この２つの複合誘電体柱のうち軸方
向が互いに平行な一方の誘電体柱同士の磁界を透過さ
せ、他方の平行な誘電体柱同士の磁界を遮断する。この
ように磁界結合用窓の磁界透過方向に方向性を持たせる
ことによって、隣接する２つの複合誘電体柱のうち軸方
向が互いに平行な一方の誘電体柱同士のみが磁界結合
し、他方の誘電体柱同士は結合せず、複数の複合誘電体
柱を配置した際に、所望の誘電体柱同士を順次結合させ
ることができる。

【００１４】請求項３に係るＴＭ多重モード誘電体共振
器装置では、前記磁界結合用窓が、前記一方の誘電体柱
同士の磁界方向に延びるひさし状の導体で形成されてい
る。従って、このひさし状の導体が延びる方向に対して
は磁界が透過し、これに垂直な方向に対しては磁界が遮
断される。このように、ひさし状の導体の延びる方向に
よって、隣接する２つの複合誘電体柱を構成するそれぞ
れ２つの誘電体柱のうち一方の平行な誘電体柱同士と他
方の平行な誘電体柱同士を選択的に磁界結合させること
ができ、しかもその結合の強さは一方の誘電体柱同士と
他方の誘電体柱同士とで同等にすることができる。

【００１５】請求項４に係るＴＭ多重モード誘電体共振
器装置では、前記複合誘電体柱を構成する２つの誘電体
柱の交差部に形成されている結合用溝により、その２つ
の誘電体柱による２つの共振器が結合し、２段の共振器
装置を構成する。従って、複数の複合誘電体柱を配置す
ることによって、各複合誘電体柱は結合用溝により結合
し、隣接する２つの複合誘電体柱のうち一方の誘電体柱
同士が前記磁界結合用窓を介して結合し、全体として多
段の共振器からなるＴＭ多重モード誘電体共振器装置が
構成される。

【００１６】

【実施例】この発明の第１の実施例に係るＴＭ多重モー
ド誘電体共振器装置の構成を図１〜図６に示す。

【００１７】図２はＴＭ多重モード誘電体共振器装置の
一部を構成する１ユニットの分解斜視図である。図２に
おいて１０ａは２つの誘電体柱を交差させた形状からな
る複合誘電体柱であり、これをキャビティ１５ａととも
に一体成形している。複合誘電体柱１０ａには、その複
合誘電体柱が成す平面に垂直方向に周波数調整用孔１３
ａ，１４ａを形成している。キャビティ１５ａの四側面
には外導体２６ａを形成している。図において１９ａ，
２０ａは誘電体棒、１７ａ，１８ａは誘電体棒１９ａ，
２０ａを接合した金属製のネジ部材であり、これらは周
波数調整部材を構成する。また、２３ａは金属製の結合
調整部材である。１６ａは上板であり、外表面に外導体
２６ａを形成している。この上板１６ａにはブッシング
２１ａ，２２ａ，２４ａを取り付けていて、ネジ部材１
７ａ，１８ａをブッシング２１ａ，２２ａに螺合させて
いて、また結合調整用部材２３ａをブッシング２４ａに
螺合させている。２５ａは下板であり、外表面に外導体
２６ａを形成している。この下板２５ａの下面には同軸
コネクタを取り付けていて、その中心導体と外導体間に
キャビティ内方向に結合ループ３４ａを突出させてい
る。キャビティ１５ａの２つの開口部に、上板１６ａお
よび下板２５ａを接合することによって、周囲を外導体
で囲んだ空間を構成する。但し、キャビティ１５ａには
３２ａで示す開口部を設けているため、この部分で外導
体が開口されることになる。尚、複合誘電体柱の成す平
面に対し垂直方向に周波数調整用部材を挿抜させる周波
数調整用孔を設けたことによって、すべての周波数調整
用部材を同一面から同一方向に挿抜可能となる。また、
その際、周波数調整用部材を挿抜させるために外導体に
設ける孔は実電流を妨げないため、共振器のＱを低下さ
せることもない。

【００１８】図１は図２に示したユニットを含むＴＭ多
重モード誘電体共振器装置全体の構成を示す図であり、
（Ｂ）は正面図、（Ａ）は上記上板（図２の１６ａ参
照）を除いた状態における上面図である。同図において
ユニットＵ１は図２に示したユニットであり、他のユニ
ットＵ２，Ｕ３も略同一の構成であるが、ユニットＵ２
はＵ１とは左右逆方向に配置している。またユニットＵ
２はキャビティの導体開口部（図２の３２ａ参照）相当
部分に後述する磁界結合用窓３０，３１を設けた点でユ
ニットＵ１およびＵ３とは異なる。またこのユニットＵ
２には、ユニットＵ１またはＵ３に設けているような結
合ループは設けていない。

【００１９】図３は図１に示したユニットＵ１とＵ２間
の対向面の構成を示す図であり、何れのユニットも上板
および下板を接合していない状態で示している。同図に
おいてユニットＵ２のキャビティ１５ｂのユニットＵ１
に対向する面には磁界結合用窓３０を設けている。この
磁界結合用窓３０は稜線の頂角が９０°である切妻屋根
型の複数の突起部を形成するとともに、それぞれ同方向
の片方の斜面にのみ外導体を形成し、反対側の斜面を外
導体非形成部とすることによって構成している。

【００２０】図４は図１に示したユニットＵ２とＵ３間
の対向面の構成を示す図であり、図３の場合と同様に何
れのユニットも上板および下板を接合していない状態で
示している。同図においてユニットＵ３のキャビティ１
５ｃのユニットＵ２に対向する面には磁界結合用窓３１
を設けている。この磁界結合用窓３１は３０と同様に稜
線の頂角が９０°である切妻屋根型の複数の突起部を形
成するとともに、それぞれ同方向の片方の斜面にのみ外
導体を形成し、反対側の斜面を外導体非形成部とするこ
とによって構成している。

【００２１】図５は上記ユニットＵ２の磁界結合用窓形
成面から見た図であり、（Ａ）は磁界結合用窓３０の形
成面、（Ｂ）は磁界結合用窓３１の形成面をそれぞれ示
す。このようにユニットＵ１に対向する面の磁界結合用
窓３０とユニットＵ２に対向する面の磁界結合用窓３１
とでは、外導体非形成部の位置関係を逆にしている。

【００２２】図６は上記磁界結合用窓３０の構成を示す
断面図である。このように稜線の頂角を９０°とすると
ともに、片方の斜面にのみ外導体２６ａを形成し、他方
の斜面には外導体を形成していないため、図においてＨ
ａで示す方向には磁界が透過し、これに直交するＨｂ方
向には磁界を遮断する。

【００２３】以上のようにして各ユニットを構成して、
図１に示したように配置したことにより、同図において
Ｈ２３で示すようにユニットＵ１の誘電体柱１２ａとユ
ニットＵ２の誘電体柱１２ｂ間が磁界結合し、Ｈ４５で
示すようにユニットＵ２の誘電体柱１１ｂとユニットＵ
３の誘電体柱１１ｃ間が磁界結合する。逆に、誘電体柱
１１ａ−１１ｂ間および１２ｂ−１２ｃ間はほとんど磁
界結合しない。

【００２４】図１において結合ループ３４ａはそのルー
プ面が誘電体柱１２ａに直交するように配置しているた
め、この結合ループ３４ａは誘電体柱１２ａとは磁界結
合せず、誘電体柱１１ａと磁界結合する。また、結合ル
ープ３４ｃはそのループ面が誘電体柱１１ｃに直交する
ように配置しているため、結合ループ３４ｃは誘電体柱
１１ｃとは磁界結合せず、誘電体柱１２ｃと磁界結合す
る。

【００２５】また、図１において、各複合誘電体柱１０
ａ，１０ｂ，１０ｃはそれらを構成する２つの誘電体柱
の交差部にそれぞれ結合用溝ｇを設けているため、交差
しているそれぞれ２つの誘電体柱による奇モードの共振
周波数と偶モードの共振周波数とに差が生じ、誘電体柱
１１ａ，１２ａからなる２つの共振器間が結合し、誘電
体柱１１ｂ，１２ｂからなる２つの共振器間が結合し、
さらに誘電体柱１１ｃ，１２ｃからなる２つの共振器間
が結合する。

【００２６】以上の構成によって、６段の共振器からな
る帯域通過フィルタとして作用するＴＭ多重モード誘電
体共振器装置を得る。

【００２７】次に、この発明の第２の実施例に係るＴＭ
多重モード誘電体共振器装置の構成を図７〜図９に示
す。

【００２８】第１の実施例では複合誘電体柱をキャビテ
ィとともに一体化したが、この実施例では金属製のキャ
ビティ３５ａ，３５ｂ，３５ｃを用いている。その他の
構成は第１の実施例の場合と同じである。

【００２９】図８はキャビティ３５ｂの一部に構成した
磁界結合用窓の構成を示す部分斜視図である。このよう
にキャビティ３５ｂの一側面に複数の切り起こし片３６
を設けることによって磁界結合用窓を構成している。キ
ャビティ３５ｂの反対面側にも同様の複数の切り起こし
片を設けることによって磁界結合用窓を構成している。

【００３０】図９は図８に示した磁界結合用窓による磁
界の方向選択性を示す図である。この例では切り起こし
片３６を４５°の角度に切り起こしていて、この切り起
こし片３６に沿った方向には磁界Ｈａが透過し、これに
直交する磁界Ｈｂは遮断する。

【００３１】以上のように各ユニットを構成し、図７の
ように配置することにより、同図においてＨ２３で示す
ようにユニットＵ１の誘電体柱１２ａとユニットＵ２の
誘電体柱１２ｂ間が磁界結合し、Ｈ４５で示すようにユ
ニットＵ２の誘電体柱１１ｂとユニットＵ３の誘電体柱
１１ｃ間が磁界結合する。逆に、誘電体柱１１ａ−１１
ｂ間および１２ｂ−１２ｃ間はほとんど磁界結合しな
い。このようにして６段の共振器からなる帯域通過フィ
ルタとして作用するＴＭ多重モード誘電体共振器装置を
得る。

【００３２】

【発明の効果】この発明の請求項１に係るＴＭ多重モー
ド誘電体共振器装置によれば、隣接する２つの複合誘電
体柱間の境界面の中央部に誘電体柱の端部が存在しない
ため、磁界結合用窓を広範囲に設けることによって、隣
接する誘電体柱同士の磁界結合を強めて、共振器間の結
合係数を容易に高めることができる。

【００３３】請求項２に係るＴＭ多重モード誘電体共振
器装置によれば、隣接する２つの複合誘電体柱のうち軸
方向が互いに平行な一方の誘電体柱同士のみが磁界結合
し、他方の誘電体柱同士は結合せず、複数の複合誘電体
柱を配置した際に、所望の誘電体柱同士を順次結合させ
ることができる。

【００３４】請求項３に係るＴＭ多重モード誘電体共振
器装置によれば、ひさし状の導体の延びる方向によっ
て、隣接する２つの複合誘電体柱を構成するそれぞれ２
つの誘電体柱のうち一方の平行な誘電体柱同士と他方の
平行な誘電体柱同士を選択的に磁界結合させることがで
き、しかもその結合の強さは一方の誘電体柱同士と他方
の誘電体柱同士とで同等にすることができる。

【００３５】請求項４に係るＴＭ多重モード誘電体共振
器装置によれば、複数の複合誘電体柱を配置することに
よって、各複合誘電体柱は結合用溝により結合し、隣接
する２つの複合誘電体柱のうち一方の誘電体柱同士が前
記磁界結合用窓を介して結合し、全体として多段の共振
器からなるＴＭ多重モード誘電体共振器装置を容易に構
成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例に係るＴＭ多重モード
誘電体共振器装置の構成を示す図である。

【図２】図１におけるユニットＵ１の構成を示す分解斜
視図である。

【図３】図１に示したユニットＵ１とＵ２間の対向面の
構成を示す斜視図である。

【図４】図１に示したユニットＵ２とＵ３間の対向面の
構成を示す斜視図である。

【図５】磁界結合用窓の構成を示す図である。

【図６】磁界結合用窓の構成を示す部分断面図である。

【図７】第２の実施例に係るＴＭ多重モード誘電体共振
器装置の構成を示す図である。

【図８】磁界結合用窓の構成を示す部分斜視図である。

【図９】磁界結合用窓の構成を示す部分断面図である。

【図１０】従来のＴＭ多重モード誘電体共振器装置の構
成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ａ，１０ｂ，１０ｃ−複合誘電体柱 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ−誘
電体柱 １３ａ，１４ａ−周波数調整用孔 １５ａ，１５ｂ，１５ｃ−キャビティ １６ａ，１６ｂ，１６ｃ−上板 ２１ａ，２２ａ，２４ａ−ブッシング ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ−下板 ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ−外導体 ３０，３１−磁界結合用窓 ３２−導体開口部 ３３ａ，３３ｃ−同軸コネクタ ３４ａ，３４ｃ−結合ループ ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ−キャビティ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２つの誘電体柱を交差させた
   形状からなる複合誘電体柱を、周囲を外導体で囲んだ空
   間内に備えたＴＭ多重モード誘電体共振器装置におい
   て、 各複合誘電体柱の成す面を略同一平面とし、隣接する２
   つの複合誘電体柱を構成するそれぞれの２つの誘電体柱
   のうち一方の誘電体柱同士と他方の誘電体柱同士がそれ
   ぞれ平行となる関係で複数の複合誘電体柱を配置したこ
   とを特徴とするＴＭ多重モード誘電体共振器装置。
2. 【請求項２】 隣接する２つの複合誘電体柱間に、該２
   つの複合誘電体柱のうち軸方向が互いに平行な一方の誘
   電体柱同士の磁界を透過させ、他方の誘電体柱同士の磁
   界を遮断する磁界結合用窓を設けたことを特徴とする請
   求項１記載のＴＭ多重モード誘電体共振器装置。
3. 【請求項３】 前記磁界結合用窓を、前記一方の誘電体
   柱同士の磁界方向に延びるひさし状の導体で形成した請
   求項２記載のＴＭ多重モード誘電体共振器装置。
4. 【請求項４】 前記複合誘電体柱を構成する２つの誘電
   体柱の交差部に、該２つの誘電体柱同士を結合させる結
   合用溝を形成した請求項２または３記載のＴＭ多重モー
   ド誘電体共振器装置。