JPH10242720A - Dielectric resonator and dielectric filter - Google Patents

Dielectric resonator and dielectric filter

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Publication number
JPH10242720A
JPH10242720A JP4064697A JP4064697A JPH10242720A JP H10242720 A JPH10242720 A JP H10242720A JP 4064697 A JP4064697 A JP 4064697A JP 4064697 A JP4064697 A JP 4064697A JP H10242720 A JPH10242720 A JP H10242720A
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JP
Japan
Prior art keywords
dielectric
electrode
resonance frequency
thin film
resonator
Prior art date
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Pending
Application number
JP4064697A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Kubota
和彦 久保田
Tomoyuki Ise
智之 伊勢
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH10242720A publication Critical patent/JPH10242720A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the leakage of an electromagnetic field and the deterioration of no-load resonance sharpness Qo by forming an electrode of a plane part as a thin film multilayer electrode where both thin film electrode and dielectric layers are alternately laminated and the peripheral part of every thin film electrode layer is short-circuited and then forming a hole on a face almost vertical to the plane part of a dielectric plate or post. SOLUTION: A thin film multilayer electrode 2 is formed at a plane part by laminating alternately both thin film electrode and dielectric layers and short-circuiting the peripheral part of every thin film electrode layer. When the resonance frequency of a dielectric resonator of such a constitution is controlled, a hole 6 is formed on a face vertical to the upper and lower plane parts of a dielectric plate 1. The change of the resonance frequency is increased when the depth of the hole 6 is controlled at a position near the center of the plate 1, and the resonance frequency is finely controlled when the depth of the hole 6 is controlled at a position excluding the center of the plate 1. Thus, it's possible to decide the size of the hole 6 in order to secure the prescribed resonance frequency even in a design step.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は主にマイクロ波帯
やミリ波帯で用いられる誘電体共振器および誘電体フィ
ルタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dielectric resonator and a dielectric filter mainly used in a microwave band or a millimeter wave band.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、たとえば比較的高電力を扱う
マイクロ波帯の誘電体共振器として、誘電体板または誘
電体柱の表面に電極を形成したTMモードの誘電体共振
器が用いられている。このTMモードの誘電体共振器
は、小型で且つ高い無負荷Q(Qo)が得られるため、
たとえば移動体通信用セルラーシステムの基地局等にお
ける通信機器のフィルタとして用いられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a TM mode dielectric resonator having electrodes formed on the surface of a dielectric plate or a dielectric column has been used as a dielectric resonator in a microwave band which handles relatively high power. I have. This TM mode dielectric resonator is small and can obtain a high no-load Q (Qo).
For example, it is used as a filter for communication equipment in a base station of a cellular system for mobile communication.

【0003】このような誘電体板または誘電体柱の表面
に電極を形成したTMモードの誘電体共振器を用いてフ
ィルタ等を構成する場合、他の形式の誘電体共振器を用
いる場合と同様に、単に誘電体板や誘電体柱の比誘電率
および寸法を設計しても、材料定数のばらつきや成形精
度の影響によって、設計通りの共振周波数は得難い。そ
のため、通常共振周波数の微調整が必要となる。また、
誘電体板または誘電体柱の材料定数や寸法のばらつきが
十分に抑えられるとしても、同一の金型を用いて共振周
波数の異なった誘電体共振器を得ようとすれば、その特
性に応じて表面の電極パターンを異ならせることにな
る。
[0003] When a filter or the like is formed using a TM mode dielectric resonator having electrodes formed on the surface of such a dielectric plate or a dielectric pillar, it is similar to the case where another type of dielectric resonator is used. Even if the relative permittivity and the dimensions of the dielectric plate or the dielectric column are simply designed, it is difficult to obtain the resonance frequency as designed due to the variation of the material constant and the influence of the molding accuracy. Therefore, fine adjustment of the resonance frequency is usually required. Also,
Even if variations in the material constants and dimensions of the dielectric plate or the dielectric column can be sufficiently suppressed, if dielectric resonators having different resonance frequencies are to be obtained using the same mold, depending on the characteristics, The electrode pattern on the surface will be different.

【0004】そこで、このようなTMモードの誘電体共
振器の共振周波数を調整または設定する方法として、た
とえば図20に示すように、電界成分に垂直な平面部の
電極を部分的に削除する方法が考えられる。すなわち図
20において(A)は電極部分削除前の状態を示す斜視
図であり、誘電体板の外面(六面)に電極を形成するこ
とによって、図中に矢印で示すように、図における上下
の平面部に垂直な方向に電界成分をもつTMモードの誘
電体共振器として作用するが、(B)に示すように、平
面部の電極の電界の集中している部分を削除して電極非
形成部7を設ければ、電界に摂動を与えて共振周波数を
変化させることができる。
Therefore, as a method of adjusting or setting the resonance frequency of such a TM mode dielectric resonator, for example, as shown in FIG. 20, a method of partially removing a flat electrode perpendicular to an electric field component is used. Can be considered. That is, FIG. 20A is a perspective view showing a state before the electrode portion is deleted. By forming electrodes on the outer surface (six surfaces) of the dielectric plate, as shown by arrows in FIG. Acts as a TM mode dielectric resonator having an electric field component in a direction perpendicular to the plane portion of the flat portion. However, as shown in FIG. If the forming part 7 is provided, the resonance frequency can be changed by perturbing the electric field.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
TMモードの誘電体共振器において、電界成分に垂直な
面に電極非形成部を設ければ、その部分に電界エネルギ
が集中しているため電磁界のリークが生じやすく、また
電極を流れる実電流の電流密度が高い部分を削除するこ
とになるため、その近辺での電流密度が上昇し、全体の
導体損が増大し、Qoが劣化することになる。
However, in such a TM mode dielectric resonator, if an electrode-free portion is provided on a surface perpendicular to the electric field component, the electric field energy is concentrated on that portion. Electromagnetic field leakage is likely to occur, and a portion of the actual current flowing through the electrode where the current density is high will be deleted. Therefore, the current density in the vicinity will increase, the overall conductor loss will increase, and Qo will deteriorate. Will be.

【0006】また本願出願人は、誘電体部分と電極膜と
の境界部分での表皮効果による電流密度の増大を回避し
てQoを高めるため、電界成分に垂直な面の電極を、薄
膜電極層と薄膜誘電体層とを交互に積層してなる薄膜多
層電極としたものを特願平08−331316号で出願
しているが、このような薄膜多層電極を設けた誘電体共
振器において、図20に示したように電極の部分削除を
行えば、薄膜電極層同士が層間で短絡するおそれがあ
り、電流密度の低減による低損失動作に支障をきたすこ
とになる。
Further, the applicant of the present application has proposed a method of increasing the Qo by avoiding an increase in current density due to a skin effect at a boundary portion between a dielectric portion and an electrode film, in order to increase the Qo by replacing an electrode having a surface perpendicular to an electric field component with a thin film electrode layer. A thin-film multilayer electrode formed by alternately laminating a thin-film dielectric layer and a thin-film dielectric layer is filed in Japanese Patent Application No. 08-331316. In a dielectric resonator provided with such a thin-film multilayer electrode, FIG. If the electrodes are partially deleted as shown in FIG. 20, there is a possibility that the thin film electrode layers may be short-circuited between the layers, which hinders a low-loss operation due to a reduction in current density.

【0007】この発明の目的は、上述した電磁界リーク
の問題を解消し、またQoの劣化の少ない誘電体共振器
およびそれを用いた誘電体フィルタを提供することにあ
る。
An object of the present invention is to solve the above-described problem of electromagnetic field leakage, and to provide a dielectric resonator with less Qo degradation and a dielectric filter using the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明は、それぞれ多
角形または円形の互いに略平行な2つの平面部と、この
2つの平面部に略垂直な面とを有する誘電体板または誘
電体柱の表面に電極を形成し、前記平面部に垂直な方向
に電界成分をもつ1つまたは2つ以上のモードで共振す
る誘電体共振器において、電磁界リークを抑え、電流密
度の増大を抑え、また薄膜多層電極を形成した場合の層
間短絡の問題を回避しつつ共振周波数を設定するため
に、請求項1に記載のとおり、前記平面部の電極を、薄
膜電極層と薄膜誘電体層とを交互に積層するとともに各
薄膜電極層の周辺部を短絡させてなる薄膜多層電極と
し、前記誘電体板または誘電体柱の前記平面部に略垂直
な面に穴を形成する。この穴によって、誘電体板または
誘電体柱が部分的に比誘電率の低い物質(空気)に置き
換えられることになるので、所定共振モードにおける共
振器の実効的静電容量が減少し、共振周波数が上昇方向
に変化する。これにより所定共振モードの共振周波数が
定められる。または結合モードの共振周波数が上昇方向
に変化し、所定の2つの共振モード間の結合度が定めら
れる。
According to the present invention, there is provided a dielectric plate or a dielectric column having two substantially parallel polygonal or circular flat portions and a surface substantially perpendicular to the two flat portions. An electrode is formed on the surface, and in a dielectric resonator that resonates in one or more modes having an electric field component in a direction perpendicular to the plane portion, an electromagnetic field leak is suppressed, an increase in current density is suppressed, and In order to set the resonance frequency while avoiding the problem of interlayer short-circuiting when a thin-film multilayer electrode is formed, as described in claim 1, the electrodes in the plane portion are alternately formed by a thin-film electrode layer and a thin-film dielectric layer. And a thin-film multilayer electrode formed by short-circuiting the peripheral portion of each thin-film electrode layer, and a hole is formed in a plane substantially perpendicular to the plane portion of the dielectric plate or the dielectric pillar. This hole partially replaces the dielectric plate or the dielectric pillar with a substance (air) having a low relative dielectric constant, so that the effective capacitance of the resonator in the predetermined resonance mode is reduced, and the resonance frequency is reduced. Changes in the upward direction. Thereby, the resonance frequency of the predetermined resonance mode is determined. Alternatively, the resonance frequency of the coupling mode changes in the rising direction, and the degree of coupling between two predetermined resonance modes is determined.

【0009】また、この発明の誘電体共振器は請求項2
に記載のとおり、前記誘電体板または誘電体柱の前記平
面部に略垂直な面に部分的な電極非形成部を設けて所定
共振モードの共振周波数または所定の2つの共振モード
間の結合度を定める。このように電極非形成部を設ける
ことによって電流経路の面積が小さくなり、共振器の実
効的インダクタンスが増大し、共振周波数は低下方向に
変化する。これにより所定共振モードの共振周波数が定
められる。または結合モードの共振周波数が低下方向に
変化し、所定の2つの共振モード間の結合度が定められ
る。
Further, the dielectric resonator according to the present invention is provided in claim 2 of the present invention.
As described in the above, a partial electrode non-forming portion is provided on a surface substantially perpendicular to the plane portion of the dielectric plate or the dielectric column to provide a resonance frequency of a predetermined resonance mode or a degree of coupling between two predetermined resonance modes. Is determined. By providing the non-electrode-formed portion in this manner, the area of the current path is reduced, the effective inductance of the resonator is increased, and the resonance frequency is changed in a decreasing direction. Thereby, the resonance frequency of the predetermined resonance mode is determined. Alternatively, the resonance frequency of the coupling mode changes in a decreasing direction, and the degree of coupling between two predetermined resonance modes is determined.

【0010】請求項1および2に記載の誘電体共振器に
よれば、電界成分に平行な面に電極の開口部が形成され
ることになるため電磁界リークが小さくなる。また元々
電流密度の小さな領域に電極の無い部分が設けられるこ
とになるためQoの劣化が少なくなる。また、平行な2
つの平面部の電極が薄膜多層電極であるため、誘電体部
分と電極膜との境界部分での表皮効果による電流密度の
増大が回避されQoが高まるが、上記穴または電極非形
成部は平面部の薄膜多層電極に無関係であるため、上記
穴または電極非形成部が薄膜多層電極を用いることによ
る上記Qoの向上作用に影響を与えることがない。
According to the dielectric resonator according to the first and second aspects, the aperture of the electrode is formed on the plane parallel to the electric field component, so that the electromagnetic field leakage is reduced. In addition, since a portion having no electrode is provided in a region where the current density is originally small, deterioration of Qo is reduced. Also, two parallel
Since the electrodes of the two flat portions are thin-film multilayer electrodes, an increase in the current density due to the skin effect at the boundary portion between the dielectric portion and the electrode film is avoided and Qo is increased. Since the hole or the non-electrode-formed portion does not affect the Qo improving effect by using the thin-film multilayer electrode.

【0011】また、この発明は、請求項1または2に記
載の誘電体共振器を、それぞれの平面部を対向させて複
数個積層し、誘電体共振器間を結合させた誘電体フィル
タであって、電磁界リークを抑え、電流密度の増大を抑
え、また薄膜多層電極を形成した場合の層間短絡の問題
を回避しつつフィルタ特性を定めるために、請求項3に
記載のとおり、前記誘電体板または誘電体柱の前記誘電
体共振器の平面部に略垂直な面に穴を形成してフィルタ
特性を定めるか、または請求項4に記載のとおり、前記
誘電体板または誘電体柱の前記誘電体共振器の平面部に
略垂直な面に部分的な電極非形成部を設けてフィルタ特
性を設定する。このように誘電体共振器の電界成分に平
行な面に穴を設けたり、電極非形成部を設けることによ
って、その誘電体共振器による電磁界リークの防止およ
びQoの低下を防止することができ、電磁界リークが少
なく、また挿入損失の低い誘電体フィルタが得られる。
Further, the present invention is a dielectric filter in which a plurality of dielectric resonators according to claim 1 or 2 are stacked with their respective plane portions facing each other, and the dielectric resonators are coupled. 4. The method according to claim 3, wherein the dielectric material is used to suppress electromagnetic field leakage, suppress an increase in current density, and determine filter characteristics while avoiding the problem of interlayer short-circuit when a thin-film multilayer electrode is formed. A hole is formed in a surface of the plate or the dielectric column substantially perpendicular to the plane portion of the dielectric resonator to determine the filter characteristic, or as described in claim 4, the dielectric plate or the dielectric column The filter characteristics are set by providing a partial electrode non-forming portion on a surface substantially perpendicular to the plane portion of the dielectric resonator. Thus, by providing a hole in a plane parallel to the electric field component of the dielectric resonator or providing an electrode non-forming portion, it is possible to prevent electromagnetic field leakage and decrease in Qo due to the dielectric resonator. Thus, a dielectric filter having low electromagnetic field leakage and low insertion loss can be obtained.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】この発明の第1の実施形態に係る
誘電体共振器の構成を図1〜図5を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure of a dielectric resonator according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0013】図1の(A)は外観斜視図、(B)は電磁
界分布を示す図、(C)は電極部分を流れる電流分布を
示す図である。(A)において2は六面体形状をなす誘
電体板の図における上下面に形成した薄膜多層電極、5
は残る四面に形成した単層電極である。
FIG. 1A is an external perspective view, FIG. 1B is a view showing an electromagnetic field distribution, and FIG. 1C is a view showing a current distribution flowing through an electrode portion. 2A, reference numeral 2 denotes a thin-film multilayer electrode formed on the upper and lower surfaces of a dielectric plate having a hexahedral shape in the drawing.
Is a single-layer electrode formed on the remaining four surfaces.

【0014】(B)において誘電体共振器内の実線の矢
印は主要部分の電界方向および強度を表し、破線の矢印
は磁界分布を表す。このように誘電体共振器10の厚み
方向に電界が分布し、それに垂直な面方向に磁界が分布
することになり、磁界の平面方向にx軸とy軸をとり、
これにそれぞれ垂直な方向にz軸をとると、この誘電体
共振器はTM110モードと表すことができる。このよ
うに電磁界分布が生じるため、同図の(C)に示すよう
に、上面の薄膜多層電極2には中央から四方へ広がる方
向または四方から中央へ集まる方向に電流が流れ、単層
電極5には図における上下方向に電流が流れることにな
る。
In (B), the solid arrows in the dielectric resonator indicate the direction and intensity of the electric field in the main part, and the broken arrows indicate the magnetic field distribution. As described above, the electric field is distributed in the thickness direction of the dielectric resonator 10, and the magnetic field is distributed in a plane direction perpendicular to the electric field. The x-axis and the y-axis are set in the plane direction of the magnetic field,
Taking the z-axis in a direction perpendicular to each of these, this dielectric resonator can be expressed as a TM110 mode. Since an electromagnetic field distribution is generated in this manner, as shown in FIG. 3C, a current flows through the thin film multilayer electrode 2 on the upper surface in a direction spreading from the center to four directions or in a direction gathering from the four directions to the center. 5 flows in the vertical direction in the figure.

【0015】図2は図1に示した誘電体共振器の断面図
およびその部分拡大図である。同図において3a,3
b,3c,3dはそれぞれ薄膜電極層、4a,4b,4
cはそれぞれ薄膜誘電体層であり、両者の交互の積層に
よって薄膜多層電極2を構成している。この薄膜多層電
極はたとえばCuをスパッタリングして薄膜電極層を形
成し、誘電体板1より低誘電率の材料をスパッタリング
して薄膜誘電体層を形成する、という処理を所定回数繰
り返すことによって形成する。また側面の単層電極はC
uのメッキにより形成する。この側面の電極は薄膜多層
電極の形成後に設けることによって、薄膜多層電極の周
辺部を短絡する。
FIG. 2 is a sectional view of the dielectric resonator shown in FIG. 1 and a partially enlarged view thereof. In the figure, 3a, 3
b, 3c and 3d are thin film electrode layers, 4a, 4b and 4 respectively.
c is a thin film dielectric layer, and the thin film multilayer electrode 2 is formed by alternately laminating the two. This thin film multilayer electrode is formed by repeating a process of forming a thin film electrode layer by sputtering Cu, for example, and forming a thin film dielectric layer by sputtering a material having a low dielectric constant from the dielectric plate 1 a predetermined number of times. . The single-layer electrode on the side is C
It is formed by u plating. By providing the electrode on this side surface after the formation of the thin-film multilayer electrode, the peripheral portion of the thin-film multilayer electrode is short-circuited.

【0016】図3は図2に示した各薄膜電極層に流れる
電流の様子を示す図である。同図の(B)に示すように
各薄膜誘電体層4a,4b,4cはそれらの上下に存在
する薄膜電極層とともにそれぞれ極めて薄い誘電体共振
器を構成し、それぞれの共振周波数を誘電体板1による
誘電体共振器の共振周波数にほぼ等しくすることによっ
て、上下面の薄膜電極層に流れる電流の向き(位相)が
揃うことになる。これにより(A)に示すように、誘電
体共振器の電流iaは薄膜電極層3aを流れ、薄膜誘電
体層4aによる共振器の電流ibは薄膜電極層3aおよ
び3bを流れる。同様に薄膜誘電体層4bによる誘電体
共振器の電流icは薄膜電極層3bおよび3cを流れ、
誘電体層4cによる誘電体共振器の電流idは薄膜電極
層3cおよび3dを流れる。したがって薄膜電極層3a
に流れる合成電流はia−ib、薄膜電極層3bに流れ
る合成電流はib−ic、薄膜電極層3cに流れる合成
電流はic−idとなる。図中の白抜きの矢印はこれら
の合成電流の向きおよび大きさを模式的に表している。
このようにして、誘電体板1の表面部分における電流集
中が緩和され、表層にまで電流が分散されることにな
る。
FIG. 3 is a diagram showing a state of a current flowing through each thin-film electrode layer shown in FIG. As shown in FIG. 3B, each of the thin film dielectric layers 4a, 4b, and 4c constitutes an extremely thin dielectric resonator together with the thin film electrode layers above and below the thin film dielectric layers. By making the resonance frequency substantially equal to the resonance frequency of the dielectric resonator according to 1, the directions (phases) of the currents flowing through the thin film electrode layers on the upper and lower surfaces become uniform. As a result, as shown in (A), the current ia of the dielectric resonator flows through the thin film electrode layer 3a, and the current ib of the resonator formed by the thin film dielectric layer 4a flows through the thin film electrode layers 3a and 3b. Similarly, the current ic of the dielectric resonator by the thin film dielectric layer 4b flows through the thin film electrode layers 3b and 3c,
The current id of the dielectric resonator by the dielectric layer 4c flows through the thin film electrode layers 3c and 3d. Therefore, the thin film electrode layer 3a
Is ia-ib, the combined current flowing in the thin-film electrode layer 3b is ib-ic, and the combined current flowing in the thin-film electrode layer 3c is ic-id. The white arrows in the figure schematically represent the direction and magnitude of these combined currents.
In this way, the current concentration on the surface of the dielectric plate 1 is reduced, and the current is dispersed to the surface layer.

【0017】上記誘電体板としては、たとえばその比誘
電率が約40の誘電体セラミクスを用い、各薄膜電極層
としては、比誘電率が40より低い誘電体を用いること
によって、各薄膜電極層による誘電体共振器の共振周波
数を誘電体板1による誘電体共振器の共振周波数にほぼ
等しくすることができる。また、各薄膜電極層が誘電体
板または誘電体柱による誘電体共振器の電磁界を完全に
遮蔽することなく、各薄膜電極層と薄膜誘電体層による
誘電体共振器が誘電体板または誘電体柱による誘電体共
振器に結合するように、各薄膜電極層の厚みは共振周波
数における表皮深さと同程度かそれより薄い膜厚とす
る。
As the dielectric plate, for example, a dielectric ceramic having a relative dielectric constant of about 40 is used, and as each thin film electrode layer, a dielectric having a relative dielectric constant lower than 40 is used. Can be made substantially equal to the resonance frequency of the dielectric resonator by the dielectric plate 1. Also, each thin film electrode layer does not completely shield the electromagnetic field of the dielectric resonator due to the dielectric plate or the dielectric pillar, and the dielectric resonator formed by each thin film electrode layer and the thin film dielectric layer does not The thickness of each thin-film electrode layer is set to be equal to or smaller than the skin depth at the resonance frequency so as to be coupled to the dielectric resonator formed by the body pillar.

【0018】さてこのような構造の誘電体共振器の共振
周波数を調整する場合、図4に示すように誘電体板の上
下の平面部に垂直な面に穴6を形成する。同図の(A)
は斜視図、(B)は水平断面図である。この例では、誘
電体板1の各面に電極を形成した後にダイヤモンドバー
(回転砥石)で穴6を形成するようにしたため、穴6の
内面には電極が存在しない。穴6の内部は空気であり、
誘電体板1より低誘電率であるため、共振器の実効的静
電容量は穴6を設ける前に比べて減少する。ここで共振
器の実効的静電容量をCo、実効的インダクタンスをL
oとすれば、共振周波数fo=1/{(2π√(LoC
o)}として表されるため、穴6を形成することによ
り、穴6を形成する前より共振周波数が上昇する。
When adjusting the resonance frequency of the dielectric resonator having such a structure, holes 6 are formed in a plane perpendicular to the upper and lower plane portions of the dielectric plate as shown in FIG. (A) of FIG.
Is a perspective view, and (B) is a horizontal sectional view. In this example, after the electrodes are formed on each surface of the dielectric plate 1, the holes 6 are formed with a diamond bar (rotary grindstone). Therefore, no electrodes exist on the inner surfaces of the holes 6. The inside of the hole 6 is air,
Since the dielectric constant is lower than that of the dielectric plate 1, the effective capacitance of the resonator is reduced as compared with before the hole 6 is provided. Here, the effective capacitance of the resonator is Co, and the effective inductance is L.
If o, the resonance frequency fo = 1 / {(2π} (LoC
o) Since it is expressed as}, forming the hole 6 increases the resonance frequency from before the hole 6 is formed.

【0019】図5は図4に示した誘電体共振器におい
て、誘電体板1の比誘電率εrを37とし、a=b=1
4〔mm〕 、c=4〔mm〕 、d=2〔mm〕 として、
hを変化させた時の共振周波数およびhの変化量に対す
る共振周波数の変化量をFEMシミュレーションにより
求めた結果である。ここで、共振周波数をfo、その変
化量をdfo、hの変化量に対するfoの変化量をdf
o/dhとして、これらの数値結果を示す。
FIG. 5 shows the dielectric resonator shown in FIG. 4, in which the relative permittivity εr of the dielectric plate 1 is 37, and a = b = 1.
4 [mm], c = 4 [mm], d = 2 [mm],
It is a result obtained by FEM simulation of the resonance frequency when h is changed and the change amount of the resonance frequency with respect to the change amount of h. Here, the resonance frequency is fo, the variation thereof is dfo, and the variation of fo with respect to the variation of h is df.
These numerical results are shown as o / dh.

【0020】 h〔mm〕fo〔MHz 〕dfo〔MHz 〕dfo/dh〔MHz/mm〕 0.0 2489.3 0.5 2489.4 0.1 0.2 1.0 2490.1 0.7 1.4 1.5 2491.8 1.7 3.4 2.0 2495.0 3.2 6.4 2.5 2500.0 5.0 10.0 3.0 2507.1 7.1 14.2 3.5 2516.4 9.3 18.6 4.0 2527.9 11.5 23.0 4.5 2541.9 14.0 28.0 5.0 2558.2 16.3 32.6 5.5 2576.9 18.7 37.4 6.0 2597.6 20.7 41.4 6.5 2620.3 22.7 45.4 7.0 2644.7 24.4 48.8 7.5 2670.3 25.6 51.2 8.0 2696.5 26.2 52.4 8.5 2722.7 26.2 52.4 9.0 2747.9 25.2 50.4 9.5 2771.4 23.5 47.0 10.0 2792.4 21.0 42.0 10.5 2810.0 17.6 35.2 11.0 2824.2 14.2 28.4 11.5 2834.8 10.6 21.2 12.0 2841.9 7.1 14.2 12.5 2846.4 4.5 9.0 13.0 2848.6 2.2 4.4 13.5 2849.4 0.8 1.6 このように、h=0すなわち穴6を形成すべき箇所の電
極のみを削除した時点での共振周波数が2489.3
〔MHz 〕であり、h=13.5〔mm〕 とした時の共振
周波数は2849.4〔MHz 〕となった。また、h=
8.0〜8.5〔mm〕 の時hの変化量に対する共振周
波数の変化量が最大となり、52.4〔MHz/mm〕 とな
った。このように誘電体板のほぼ中央付近で穴6の深さ
を調節することによって共振周波数を大きく変化させる
ことができ、逆に誘電体板の中央部分を避けて穴6を深
さを調整することによって共振周波数を微調整すること
ができる。なお、上述した説明では誘電体板の外面に電
極を形成した後に穴6を形成するようにしたが、誘電体
板の成形時に穴6を一体成形するようにし、その一体成
形時の穴6の深さによって共振周波数を設定するように
してもよい。すなわち共振周波数を微調整するのではな
く、設計段階から所定の共振周波数が得られるように穴
6の寸法を設計するようにしてもよい。
H [mm] fo [MHz] dfo [MHz] dfo / dh [MHz / mm] 0.0 2489.3 0.5 2489.4 0.1 0.2 1.0 2490.1 0.7 1.4 1.5 2491.8 1.7 3.4 2.0 2495.0 3.2 6.4 2.5 2500.0 5.0 10.0 3.0 2507.1 7.1 14.2 3.5 2516.4 9.3 18.6 4.0 2527.9 11.5 23.0 4.5 2541.9 14.0 28.0 5.0 2558.2 16.3 32.6 5.5 2576.9 18.7 37.4 6.0 2597.6 20.7 41.4 6.5 2620.3 22.7 45.4 7.0 2644.7 24.4 48.8 7.5 2670.3 25.6 51.2 8.0 2696.5 26.2 52.4 8.5 2722.7 26.2 52.4 9.0 2747.9 25.2 50.4 9.5 47.0 10.0 2792.4 21.0 42.0 10.5 2810.0 17.6 35.2 11.0 2824.2 14.2 28.4 11.5 2834.8 10.6 21.2 12.0 2841.9 7.1 14.2 12.5 2846.4 4.5 9.0 13.0 2848.6 2.2 4.4 13.5 2849.4 0.8 1.6 The resonance frequency at the point of time when only
[MHz], and the resonance frequency when h = 13.5 [mm] was 2849.4 [MHz]. Also, h =
In the case of 8.0 to 8.5 [mm], the variation of the resonance frequency with respect to the variation of h became the maximum, and was 52.4 [MHz / mm]. As described above, the resonance frequency can be largely changed by adjusting the depth of the hole 6 near the center of the dielectric plate. Conversely, the depth of the hole 6 is adjusted while avoiding the center of the dielectric plate. Thereby, the resonance frequency can be finely adjusted. In the above description, the holes 6 are formed after the electrodes are formed on the outer surface of the dielectric plate. However, the holes 6 are formed integrally when the dielectric plate is formed. The resonance frequency may be set according to the depth. That is, instead of finely adjusting the resonance frequency, the dimensions of the hole 6 may be designed so as to obtain a predetermined resonance frequency from the design stage.

【0021】次に、この発明の第2の実施形態に係る誘
電体共振器の構成を図6および図7を参照して説明す
る。
Next, the structure of a dielectric resonator according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0022】第1の実施形態では、誘電体板に穴を形成
して共振周波数を設定する例を示したが、この第2の実
施形態では、図6に示すように、誘電体板の図における
側面に電極非形成部7を設けて共振周波数を設定する。
図6の(B)はこの電極非形成部7を設けた側面の電極
に流れる電流分布を模式的に示している。このように電
流の流れる面積が狭くなり、共振器の実効的インダクタ
ンスが増加するため、共振周波数は電極非形成部7を設
けない場合に比べて低下する。
In the first embodiment, an example in which holes are formed in the dielectric plate to set the resonance frequency has been described. In the second embodiment, as shown in FIG. The electrode non-forming portion 7 is provided on the side surface to set the resonance frequency.
FIG. 6B schematically shows a distribution of a current flowing through the electrode on the side surface on which the electrode non-formed portion 7 is provided. As described above, the area through which the current flows is reduced, and the effective inductance of the resonator is increased. Therefore, the resonance frequency is reduced as compared with the case where the electrode non-formed portion 7 is not provided.

【0023】図7は図6に示した各部の寸法において、
誘電体板1の比誘電率εrを37とし、a=b=14
〔mm〕 、c=4〔mm〕 、電極非形成部7の高さ方向
の幅u2を4〔mm〕 として、電極非形成部7の横方向
の幅u1を変化させた時の共振周波数をFEMシミュレ
ーションにより求めた結果である。ここで、共振周波数
をfo、その変化量をdfo、u1の変化量に対するf
oの変化量をdfo/du1として、これらの数値結果
を示す。
FIG. 7 shows the dimensions of each part shown in FIG.
Let the relative permittivity εr of the dielectric plate 1 be 37, and a = b = 14
[Mm], c = 4 [mm], and the width u2 of the electrode non-formed portion 7 in the height direction is 4 [mm], and the resonance frequency when the width u1 of the electrode non-formed portion 7 in the horizontal direction is changed is It is a result obtained by FEM simulation. Here, the resonance frequency is fo, the amount of change is dfo, and f is the amount of change of u1.
These numerical results are shown with the amount of change of o being dfo / du1.

【0024】 u1〔mm〕fo〔MHz 〕dfo〔MHz 〕dfo/du1〔MHz/mm〕 0.0 2489.3 0.5 2488.8 1.0 2486.6 -2.2 -4.4 1.5 2480.2 -6.4 -12.8 2.0 2473.3 -6.9 -13.8 2.5 2460.7 -12.6 -25.2 3.0 2446.6 -14.1 -28.2 このようにu1=0すなわち電極非形成部7を形成する
前の共振周波数は2489.3〔MHz 〕であり、u1=
3.0〔mm〕 とした時の共振周波数は2446.6
〔MHz 〕となった。また、u1を大きくする程、u1の
変化量に対する共振周波数の変化量が大きくなる。この
ように電極非形成部7の幅によって共振周波数を低下方
向に調整することができ、また、電極非形成部7の幅を
大きくする程、共振周波数を大きく変化させることがで
き、逆に電極非形成部7の幅を微小範囲で広げることに
よって共振周波数を微調整することができる。
U1 [mm] fo [MHz] dfo [MHz] dfo / du1 [MHz / mm] 0.0 2489.3 0.5 2488.8 1.0 2486.6 -2.2 -4.4 1.5 2480.2 -6.4 -12.8 2.0 2473.3 -6.9 -13.8 2.5 2460.7 -12.6- 25.2 3.0 2446.6 -14.1 -28.2 As described above, u1 = 0, that is, the resonance frequency before forming the electrode non-formed portion 7 is 2489.3 [MHz], and u1 =
When it is 3.0 [mm], the resonance frequency is 2446.6.
[MHz]. Further, as u1 is increased, the amount of change in the resonance frequency with respect to the amount of change in u1 is increased. As described above, the resonance frequency can be adjusted in a lowering direction by the width of the electrode non-formed portion 7. Also, as the width of the electrode non-formed portion 7 is increased, the resonance frequency can be largely changed. The resonance frequency can be finely adjusted by increasing the width of the non-formed portion 7 in a minute range.

【0025】なお、図6に示した電極非形成部7も第1
の実施形態の場合と同様に予め形成した電極をダイヤモ
ンドバー等を用いて削除することによって設けることが
できるが、現実には電極のみを削除することは極めて困
難であり、実際には電極とともに誘電体板の一部を切削
することになる。したがって共振周波数を低下させるた
めには切削深さをなるべく浅くするとともに電極非形成
部の範囲を広げるようにし、共振周波数を上昇させるた
めには、誘電体板の切削量(穴の深さ)を大きくすれば
よい。
The electrode non-forming portion 7 shown in FIG.
As in the case of the embodiment, the electrode formed in advance can be provided by deleting it using a diamond bar or the like. However, in reality, it is extremely difficult to delete only the electrode. A part of the body plate will be cut. Therefore, in order to lower the resonance frequency, the cutting depth is made as shallow as possible and the range of the non-electrode portion is increased. In order to raise the resonance frequency, the cutting amount (hole depth) of the dielectric plate is reduced. You just need to increase it.

【0026】次に、第3の実施形態に係る誘電体共振器
の構成を図8〜図10を参照して説明する。
Next, the structure of a dielectric resonator according to a third embodiment will be described with reference to FIGS.

【0027】図8は誘電体共振器の斜視図および水平断
面図である。(A)において2は六面体形状をなす誘電
体板の図における上下面に形成した薄膜多層電極、5は
残る四面に形成した単層電極である。この誘電体共振器
は後述するようにTM210モードとTM120モード
を用いるTM2重モード誘電体共振器であり、後述する
ように(TM210+TM120)モードと、(TM2
10−TM120)モードの2つのモードを用い、TM
210モードとTM120モードとを結合させるため
に、誘電体板の1つの角部分を取り除いた形状とし、そ
の角部分に穴6を設ける。
FIG. 8 is a perspective view and a horizontal sectional view of the dielectric resonator. In (A), reference numeral 2 denotes a thin-film multilayer electrode formed on the upper and lower surfaces in the figure of a dielectric plate having a hexahedral shape, and reference numeral 5 denotes a single-layer electrode formed on the remaining four surfaces. This dielectric resonator is a TM dual mode dielectric resonator using the TM210 mode and the TM120 mode as described later, and has a (TM210 + TM120) mode and a (TM2
10-TM120) mode.
In order to couple the 210 mode and the TM120 mode, the dielectric plate has a shape in which one corner is removed, and a hole 6 is provided in the corner.

【0028】図9は上記2つのモードおよびその2つの
モード間の結合モードの電磁界分布の様子を示す図であ
る。(A),(B)はTM120モードとTM210モ
ードに関する図であり、破線の矢印は磁界分布を示す。
この2つのモードは縮退モード関係にある。同図の
(C),(D)はそれぞれ結合モードとして用いる(T
M210+TM120)モードと(TM210−TM1
20)モードに関する図であり、破線の矢印は磁界分布
を示す。同図に示すように誘電体板の角部を取り除いた
形状とすることによって、この例では(TM210−T
M120)モードの共振周波数が高くなり、(TM21
0+TM120)モードの共振周波数はあまり変化しな
いため、TM120モードとTM210モードの縮退が
解かれて、TM120モードとTM210モードの両モ
ード間で結合が生じる。
FIG. 9 is a diagram showing the state of the electromagnetic field distribution of the two modes and the coupling mode between the two modes. (A), (B) is a figure regarding TM120 mode and TM210 mode, and the arrow of a broken line shows a magnetic field distribution.
These two modes have a reduced mode relationship. (C) and (D) in the same figure are each used as a coupling mode (T
(M210 + TM120) mode and (TM210-TM1)
20] It is a figure regarding a mode, and the arrow of a broken line shows a magnetic field distribution. By forming the dielectric plate with the corners removed as shown in FIG.
(M120) mode resonance frequency is increased, and (TM21)
Since the resonance frequency of the (0 + TM120) mode does not change much, the degeneracy of the TM120 mode and the TM210 mode is resolved, and coupling occurs between the TM120 mode and the TM210 mode.

【0029】図10は図8の(B)において、誘電体板
1の比誘電率εrを37とし、a=b=22、c=4
〔mm〕 、穴6の内径dを2〔mm〕 として、穴6の深
さhを変化させた時の共振周波数をFEMシミュレーシ
ョンにより求めた結果である。ここで、(TM210−
TM120)モードの共振周波数をf1、(TM210
+TM120)モードの共振周波数をf2、f1の変化
量をdf1、hの変化量に対するf1の変化量をdf1
/dhとして、これらの数値結果を示す。
FIG. 10 shows a state in which the relative permittivity εr of the dielectric plate 1 is 37 in FIG. 8B, and a = b = 22 and c = 4.
[Mm] and the resonance frequency when the depth h of the hole 6 is changed, assuming that the inner diameter d of the hole 6 is 2 [mm], by FEM simulation. Here, (TM210-
The resonance frequency of the (TM120) mode is f1, and (TM210)
+ TM120) The resonance frequency of the mode is f2, the variation of f1 is df1, and the variation of f1 with respect to the variation of h is df1.
These numerical results are shown as / dh.

【0030】 h〔mm〕f1〔MHz 〕f2〔MHz 〕df1〔MHz 〕 df1/dh〔MHz/mm〕 0.0 2520.9 2504.8 0.5 2520.9 2504.8 0.0 0.0 1.0 2521.2 2504.8 0.3 0.6 1.5 2521.9 2504.8 1.0 1.4 2.0 2523.2 2504.8 2.3 2.6 2.5 2525.2 2504.8 4.3 4.0 3.0 2528.2 2504.8 7.3 6.0 3.5 2532.0 2504.8 11.1 7.6 4.0 2536.9 2504.8 16.0 9.8 4.5 2542.9 2504.8 22.0 12.0 5.0 2549.7 2504.9 28.8 13.6 5.5 2557.5 2505.0 36.6 15.6 6.0 2566.0 2505.0 45.1 17.0 6.5 2575.1 2505.0 54.2 18.2 7.0 2584.5 2505.1 63.6 18.8 このように、角部の穴6の深さを深くすることによって
一方の共振モードの共振周波数を上昇方向に調整するこ
とができる。また、穴6の深さhを誘電体板の中央に達
するまで深くするほどhの変化量に対する共振周波数の
変化量は大きくなる。なお、h=0すなわち穴6を形成
すべき箇所の電極を削除した段階での共振周波数f1と
f2との差は、誘電体板の1つの角部を取り除いた形状
としたことによる。
H [mm] f1 [MHz] f2 [MHz] df1 [MHz] df1 / dh [MHz / mm] 0.0 2520.9 2504.8 0.5 2520.9 2504.8 0.0 0.0 1.0 2521.2 2504.8 0.3 0.6 1.5 2521.9 2504.8 1.0 1.4 2.0 2523.2 2504.8 2.3 2.6 2.5 2525.2 2504.8 4.3 4.0 3.0 2528.2 2504.8 7.3 6.0 3.5 2532.0 2504.8 11.1 7.6 4.0 2536.9 2504.8 16.0 9.8 4.5 2542.9 2504.8 22.0 12.0 5.0 2549.7 2504.9 28.8 13.6 5.5 2557.5 2505.0 36.6 15.6 6.0 2566.0 2505.0 45.1 17.0 6.5 2575.1 2505.0 54.2 18.2 7.0 2584.5 2505.1 63.6 18.8 As described above, by increasing the depth of the corner hole 6, the resonance frequency of one resonance mode can be adjusted in the upward direction. Further, as the depth h of the hole 6 is increased to reach the center of the dielectric plate, the amount of change in the resonance frequency with respect to the amount of change in h increases. Note that the difference between the resonance frequencies f1 and f2 at the stage where h = 0, that is, when the electrode at the position where the hole 6 is to be formed is deleted, is due to the shape obtained by removing one corner of the dielectric plate.

【0031】ここでTM120モードとTM210モー
ドの結合度kは、 k=2(f1−f2)/(f1+f2) または、 k=(f1−f2)/√(f1・f2) で表されるので、f1とf2に差をもたせることによっ
て、TM120モードとTM210モードとを結合させ
ることができ、穴6を深くしてf1とf2の差を大きく
する程結合度を増すことができる。
Here, the coupling degree k between the TM120 mode and the TM210 mode is represented by k = 2 (f1−f2) / (f1 + f2) or k = (f1−f2) / √ (f1 · f2). By providing a difference between f1 and f2, the TM120 mode and the TM210 mode can be coupled, and the degree of coupling can be increased as the hole 6 is deepened and the difference between f1 and f2 is increased.

【0032】図11および図12は第4の実施形態に係
る誘電体共振器の構成を示す図であり、第3の実施形態
と異なる点は、穴によって共振周波数を調整するのでは
なく、図11に示すように、誘電体板の角部に電極非形
成部7を設けることによって結合モードの内の一方の共
振モードの共振周波数を調整する。図12は図11にお
いて、誘電体板1の比誘電率εrを37とし、a=b=
22〔mm〕 、c=4〔mm〕 、電極非形成部7の高さ
方向の幅u2を4〔mm〕 として、電極非形成部7の横
方向の幅u1を変化させた時の共振周波数をFEMシミ
ュレーションにより求めた結果である。ここで、(TM
210−TM120)モードの共振周波数をf1、(T
M210+TM120)モードの共振周波数をf2、f
1の変化量をdf1、u1の変化量に対するf1の変化
量をdf1/du1として、これらの数値結果を示す。
FIGS. 11 and 12 show the structure of a dielectric resonator according to the fourth embodiment. The difference from the third embodiment is that the resonance frequency is not adjusted by holes, but is adjusted. As shown in FIG. 11, the resonance frequency of one resonance mode of the coupling modes is adjusted by providing the electrode non-formed portion 7 at the corner of the dielectric plate. FIG. 12 shows a state where the relative dielectric constant εr of the dielectric plate 1 is 37 in FIG.
22 [mm], c = 4 [mm], and the width u2 in the height direction of the electrode non-formed portion 7 is 4 [mm], and the resonance frequency when the horizontal width u1 of the electrode non-formed portion 7 is changed Is a result obtained by FEM simulation. Where (TM
The resonance frequency of the (210-TM120) mode is f1, (T
M210 + TM120) The resonance frequency of the mode is f2, f
These numerical results are shown assuming that the change amount of 1 is df1 and the change amount of f1 with respect to the change amount of u1 is df1 / du1.

【0033】 h〔mm〕f1〔MHz 〕f2〔MHz 〕df1〔MHz 〕df1/du1〔MHz/mm〕 0.0 2520.9 2504.8 1.0 2519.9 2504.8 2.0 2514.8 2504.8 2.5 2510.0 2504.8 -4.8 -9.6 3.0 2504.6 2504.8 -5.4 -10.8 3.5 2498.1 2504.8 -6.5 -13.0 4.0 2490.8 2504.8 -7.3 -14.6 このように、角部の電極非形成部7の幅によって一方の
結合モードの共振周波数を低下方向に調整することがで
きる。これによりf1とf2に差をもたせることによっ
て、TM120モードとTM210モードとを結合させ
ることができ、電極非形成部7の幅を広くしてf1とf
2の差を大きくする程結合度を増すことができる。
H [mm] f1 [MHz] f2 [MHz] df1 [MHz] df1 / du1 [MHz / mm] 0.0 2520.9 2504.8 1.0 2519.9 2504.8 2.0 2514.8 2504.8 2.5 2510.0 2504.8 -4.8 -9.6 3.0 2504.6 2504.8 -5.4 -10.8 3.5 2498.1 2504.8 -6.5 -13.0 4.0 2490.8 2504.8 -7.3 -14.6 As described above, the resonance frequency of one of the coupling modes can be adjusted in the decreasing direction by the width of the corner electrode non-formed portion 7. Thus, by giving a difference between f1 and f2, the TM120 mode and the TM210 mode can be coupled, and the width of the electrode non-formed portion 7 is increased to increase the width of f1 and f2.
As the difference between the two increases, the degree of coupling can be increased.

【0034】次に第5の実施形態に係る誘電体フィルタ
の構成を図13〜図15を参照して説明する。
Next, the structure of a dielectric filter according to a fifth embodiment will be described with reference to FIGS.

【0035】図13は4つの誘電体共振器を組み合わせ
て構成した誘電体フィルタの斜視図および部分断面図で
ある。(A)において11,12,13,14はそれぞ
れ図1に示したものと基本的に同様の誘電体共振器であ
り、誘電体共振器11と12との対向面にW1で示す電
極非形成部からなる窓を形成している。誘電体共振器1
2と13との対向面にはW2で示す電極非形成部からな
る窓を形成している。さらに誘電体共振器13と14と
の対向面にはW3で示す電極非形成部からなる窓を形成
している。また、誘電体共振器11,14の端面には同
軸コネクタ15,16をそれぞれ取り付けている。これ
らの誘電体共振器のうち12,13の図における上面お
よび誘電体共振器11,14の図における下面にはそれ
ぞれ薄膜多層電極を形成し、他の面には通常の単層電極
をそれぞれ形成している。この誘電体フィルタの特性を
調整する場合、誘電体共振器11,12,13,14の
側面に61,62,63,64で示すいずれか1つまた
はいくつかの穴を形成し、その穴の深さによって調整す
る。
FIG. 13 is a perspective view and a partial sectional view of a dielectric filter constituted by combining four dielectric resonators. In (A), 11, 12, 13 and 14 are dielectric resonators basically similar to those shown in FIG. 1, respectively. A window consisting of a part is formed. Dielectric resonator 1
On the opposing surfaces of 2 and 13, a window made of an electrode non-formed portion indicated by W2 is formed. Further, a window made of an electrode-free portion indicated by W3 is formed on the surface facing the dielectric resonators 13 and 14. Further, coaxial connectors 15 and 16 are attached to the end faces of the dielectric resonators 11 and 14, respectively. Of these dielectric resonators, thin-film multilayer electrodes are formed on the upper surface in FIGS. 12 and 13 and the lower surface in the drawings of dielectric resonators 11 and 14, and ordinary single-layer electrodes are formed on the other surfaces. doing. When adjusting the characteristics of the dielectric filter, one or several holes 61, 62, 63, and 64 are formed on the side surfaces of the dielectric resonators 11, 12, 13, and 14, and the holes are formed. Adjust according to depth.

【0036】図13の(B)は誘電体共振器11に対す
る同軸コネクタ15の取り付け部分の断面図であり、同
軸コネクタ15の中心導体で結合ループ17を形成し、
これを誘電体共振器11の誘電体板に設けた穴部分に挿
入している。同軸コネクタ16についても同様に、その
中心導体で結合ループを形成し、これを誘電体共振器1
4の誘電体板に設けた穴部分に挿入している。
FIG. 13B is a cross-sectional view of a portion where the coaxial connector 15 is attached to the dielectric resonator 11, and a coupling loop 17 is formed by the center conductor of the coaxial connector 15.
This is inserted into a hole provided in the dielectric plate of the dielectric resonator 11. Similarly, for the coaxial connector 16, a coupling loop is formed by the center conductor, and this is connected to the dielectric resonator 1.
4 is inserted into a hole provided in the dielectric plate.

【0037】図14は図13における誘電体共振器11
と12間の結合構造を示す断面図である。同図において
(A)はイーブンモードの電界分布、(B)はオッドモ
ードの電界分布をそれぞれ示している。このように窓W
1部分の電極が無いと、オッドモードに対して容量成分
が減少するので、オッドモードの共振周波数fodd がイ
ーブンモードの共振周波数fevenより高くなって、誘電
体共振器11−12間が電界結合する。
FIG. 14 shows the dielectric resonator 11 shown in FIG.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a coupling structure between the first and second embodiments. In the figure, (A) shows the electric field distribution in the even mode, and (B) shows the electric field distribution in the odd mode. Thus window W
If there is no part of the electrode, the capacitance component is reduced with respect to the odd mode, so that the odd mode resonance frequency fodd becomes higher than the even mode resonance frequency feven, and electric field coupling occurs between the dielectric resonators 11 and 12. .

【0038】図15は図13に示した誘電体共振器12
と13間の結合状態を示す図である。(A)はオッドモ
ードの磁界分布、(B)はイーブンモードの磁界分布を
それぞれ示している。このように窓W2部分の電極が無
いと、インダクタンス成分が増大し、イーブンモードに
おける共振周波数が低下し、fodd >fevenの関係とな
って、誘電体共振器12と13間が磁界結合する。図1
3に示した誘電体共振器13と14間は11と12間と
同様に窓W3の存在によって電界結合する。結局図13
に示した誘電体フィルタは、同軸コネクタ15→誘電体
共振器11→12→13→14→同軸コネクタ16の経
路で結合し、4段の共振器からなる帯域通過フィルタ特
性を有するフィルタとして作用する。このフィルタ特性
は、各誘電体共振器11〜14の共振周波数と共振器間
の結合度によって定まるが、この構成例では結合度を一
定として、図13に示した穴61〜64の深さによっ
て、各共振器の共振周波数を設定することによってフィ
ルタ特性を定める。
FIG. 15 shows the dielectric resonator 12 shown in FIG.
FIG. 14 is a diagram showing a connection state between the and. (A) shows the odd-mode magnetic field distribution, and (B) shows the even-mode magnetic field distribution. As described above, if there is no electrode in the window W2, the inductance component increases, the resonance frequency in the even mode decreases, and the relationship of fodd> feven is established, and the dielectric resonators 12 and 13 are magnetically coupled. FIG.
The electric field coupling between the dielectric resonators 13 and 14 shown in FIG. Figure 13
The dielectric filter shown in (1) is coupled in the path of the coaxial connector 15 → the dielectric resonator 11 → 12 → 13 → 14 → the coaxial connector 16 and acts as a filter having a band-pass filter characteristic composed of four resonators. . This filter characteristic is determined by the resonance frequency of each of the dielectric resonators 11 to 14 and the degree of coupling between the resonators. In this configuration example, the degree of coupling is fixed and the depth of the holes 61 to 64 shown in FIG. The filter characteristics are determined by setting the resonance frequency of each resonator.

【0039】図16は第6の実施形態に係る誘電体フィ
ルタの斜視図である。図13に示した誘電体フィルタと
異なる点は、穴の形成によって各共振器の共振周波数を
設定するのに代えて、電極非形成部を設けて共振周波数
を調整するようにした点である。すなわち図16におい
て電極非形成部71,72,73,74の大きさによっ
て誘電体共振器11,12,13,14の各共振周波数
を調整し、これによってフィルタ特性を定める。
FIG. 16 is a perspective view of a dielectric filter according to the sixth embodiment. The difference from the dielectric filter shown in FIG. 13 is that instead of setting the resonance frequency of each resonator by forming a hole, a resonance frequency is adjusted by providing a non-electrode forming portion. That is, in FIG. 16, the resonance frequencies of the dielectric resonators 11, 12, 13, and 14 are adjusted according to the size of the electrode non-formed portions 71, 72, 73, and 74, thereby determining the filter characteristics.

【0040】次に、第7の実施形態に係る誘電体フィル
タの構成を図17および図18を参照して説明する。
Next, the structure of the dielectric filter according to the seventh embodiment will be described with reference to FIGS.

【0041】図17において11,12はそれぞれTM
2重モードの誘電体共振器であり、誘電体板の図におけ
る上下面に薄膜多層電極を形成し、周面に単層電極を形
成するとともに、2つの誘電体共振器の接合面に電極非
形成部からなる窓Wを形成している。また、それぞれ内
部に結合ループを有する同軸コネクタ15,16を、同
一面に並べて形成している。この誘電体フィルタの特性
を調整する場合、誘電体共振器11,12の角部分の6
1,62で示すいずれか一方または両方の穴を形成し、
その深さによって調整する。
In FIG. 17, reference numerals 11 and 12 denote TMs, respectively.
This is a dual-mode dielectric resonator, in which thin-film multilayer electrodes are formed on the upper and lower surfaces in the figure of the dielectric plate, a single-layer electrode is formed on the peripheral surface, and a non-electrode is formed on the joint surface of the two dielectric resonators. A window W composed of a forming part is formed. Also, coaxial connectors 15, 16 each having a coupling loop inside are formed side by side on the same plane. When adjusting the characteristics of the dielectric filter, the corners of the dielectric resonators 11 and 12 are adjusted to 6
Forming one or both holes indicated by 1, 62,
Adjust according to the depth.

【0042】図18は図17に示した誘電体共振器11
および12の共振モードと結合状態を示す図であり、破
線の矢印はそれぞれ磁界分布を示す。上記2つの誘電体
共振器11,12は、図18の(A),(B)で示すよ
うに、縮退モード関係にあるTM120モードとTM2
10モードでそれぞれ共振し、図17に示した同軸コネ
クタ15,16の結合ループは誘電体共振器11,12
のTM120モードにそれぞれ磁界結合する。図18の
(C)は誘電体共振器11,12間の結合状態を示す図
であり、窓W部分に電極が無いため、TM210モード
同士が磁界結合することになる。また誘電体板の角部を
取り除いた形状とすることによって、TM210モード
とTM120モードの結合モードである(TM210+
TM120)モードと(TM210−TM120)モー
ドの共振周波数に差が生じ縮退が解かれて、TM210
モードとTM120モードの2つのモード間で結合が生
じる。したがって図17に示した誘電体フィルタは、同
軸コネクタ15→誘電体共振器11のTM120モード
→誘電体共振器11のTM210モード→誘電体共振器
12のTM210モード→誘電体共振器12のTM12
0モード→同軸コネクタ16の順に結合して、4段の共
振器からなる帯域通過フィルタとして作用する。この場
合、1段目と2段目の結合度は穴61の深さによって、
また3段目と4段目の結合度は穴62の深さによって、
それぞれ調整する。
FIG. 18 shows the dielectric resonator 11 shown in FIG.
And FIG. 12 are diagrams illustrating resonance modes and coupling states, and broken arrows indicate magnetic field distributions. As shown in FIGS. 18A and 18B, the two dielectric resonators 11 and 12 have a degenerate TM120 mode and a TM2 mode.
Resonating in ten modes, respectively, the coupling loops of the coaxial connectors 15 and 16 shown in FIG.
In the TM120 mode. FIG. 18C is a diagram showing a coupling state between the dielectric resonators 11 and 12. Since there is no electrode in the window W, the TM210 modes are magnetically coupled to each other. By forming the shape of the dielectric plate by removing the corners, the combined mode of the TM210 mode and the TM120 mode (TM210 +
There is a difference between the resonance frequencies of the (TM120) mode and the (TM210-TM120) mode, and the degeneracy is resolved.
The coupling occurs between the two modes, the mode and the TM120 mode. Therefore, the dielectric filter shown in FIG. 17 is composed of the coaxial connector 15 → the TM120 mode of the dielectric resonator 11 → the TM210 mode of the dielectric resonator 11 → the TM210 mode of the dielectric resonator 12 → the TM12 mode of the dielectric resonator 12.
The mode is coupled in the order of 0 mode → coaxial connector 16 and acts as a band-pass filter composed of four stages of resonators. In this case, the degree of connection between the first and second stages depends on the depth of the hole 61.
The degree of connection between the third and fourth steps depends on the depth of the hole 62.
Adjust each.

【0043】図19は第8の実施形態に係る誘電体共振
器の2つの構成例を示す断面図である。上述した誘電体
共振器およびそれによる誘電体フィルタでは、底面が正
方形の角柱状の誘電体板を用いたが、誘電体板の中央部
を誘電体柱として、その周囲をキャビテイとして構成し
てもよい。すなわち図19の(A)は、角筒状のキャビ
テイ22とその中央部に設ける角柱状の誘電体柱21と
を一体成形し、キャビテイ22の開口部に誘電体板2
3,24を設けるとともに、外面に電極を形成すること
によって構成したTM110モードの誘電体共振器であ
り、この構造においても、誘電体板23または24に穴
を設けるか、電極非形成部を設けることによって共振周
波数を調整することができる。また図19の(B)は、
有底円筒状のキャビテイ22と円柱形状の誘電体柱21
とを一体成形し、キャビテイ22の開口面に円板形状の
誘電体板23を覆うとともに、周面に電極を形成するこ
とによって構成したTM010モードの誘電体共振器で
あり、この構造においても、キャビテイ22の側面に穴
または電極非形成部を設けることによって共振周波数を
調整することができる。
FIG. 19 is a sectional view showing two structural examples of the dielectric resonator according to the eighth embodiment. In the above-described dielectric resonator and the dielectric filter using the same, a square-column-shaped dielectric plate having a square bottom surface is used. However, the dielectric plate may be formed as a dielectric column in the center of the dielectric plate and the cavity may be formed as a cavity. Good. That is, FIG. 19A shows that a rectangular cylindrical cavity 22 and a prismatic dielectric column 21 provided at the center thereof are integrally formed, and the dielectric plate 2 is formed in the opening of the cavity 22.
This is a TM110 mode dielectric resonator formed by providing electrodes 3 and 24 and forming electrodes on the outer surface. Also in this structure, a hole is provided in the dielectric plate 23 or 24, or an electrode non-forming portion is provided. Thereby, the resonance frequency can be adjusted. Also, FIG.
Cylindrical cavity 22 with bottom and cylindrical dielectric column 21
Are integrally formed to cover the dielectric plate 23 in the form of a disc on the opening surface of the cavity 22, and a dielectric resonator of the TM010 mode constituted by forming electrodes on the peripheral surface. The resonance frequency can be adjusted by providing a hole or an electrode-free portion on the side surface of the cavity 22.

【0044】[0044]

【発明の効果】請求項1,2に係る発明によれば、電界
成分に平行な面に電極の開口部が形成されることになる
ため電磁界リークが小さくなる。また、電界成分に垂直
な平面部は、その全面に薄膜多層電極を形成することが
できるため、誘電体部分と電極膜との境界部分での表皮
効果による電流密度の増大が回避されQoが高まる。し
かも、穴や電極非形成部は元々電流密度の小さな領域に
設けられるだけであるため、穴や電極非形成部を設ける
ことによるQoの劣化は少ない。
According to the first and second aspects of the present invention, since the opening of the electrode is formed on the plane parallel to the electric field component, the electromagnetic field leakage is reduced. In addition, since a thin film multilayer electrode can be formed on the entire surface of the plane portion perpendicular to the electric field component, an increase in current density due to a skin effect at a boundary portion between the dielectric portion and the electrode film is avoided and Qo is increased. . In addition, since the holes and the portions where the electrodes are not formed are originally provided only in the region where the current density is small, the deterioration of Qo due to the provision of the holes and the portions where the electrodes are not formed is small.

【0045】請求項3,4に係る発明によれば、誘電体
共振器の電界成分に平行な面に穴を設けたり、電極非形
成部を設けることによって、その誘電体共振器による電
磁界リークの防止およびQoの低下を防止することがで
き、電磁界リークが少なく、また挿入損失の低い誘電体
フィルタが得られる。
According to the third and fourth aspects of the present invention, by providing a hole in a surface parallel to the electric field component of the dielectric resonator or providing an electrode non-forming portion, the electromagnetic field leakage due to the dielectric resonator is provided. And a decrease in Qo can be prevented, and a dielectric filter with small electromagnetic field leakage and low insertion loss can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施形態に係る誘電体共振器の外観斜視
図、電磁界分布、および電流分布を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance, an electromagnetic field distribution, and a current distribution of a dielectric resonator according to a first embodiment.

【図2】同誘電体共振器の断面図および部分拡大断面図
である。
FIG. 2 is a sectional view and a partially enlarged sectional view of the dielectric resonator.

【図3】同誘電体共振器における薄膜多層電極部分の電
流分布を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a current distribution in a thin-film multilayer electrode portion in the dielectric resonator.

【図4】周波数調整用の穴の形成例を示す斜視図および
水平断面図である。
FIG. 4 is a perspective view and a horizontal sectional view showing an example of forming a frequency adjusting hole.

【図5】穴の深さを変化させた場合の共振周波数の変化
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a change in resonance frequency when the depth of a hole is changed.

【図6】第2の実施形態に係る誘電体共振器の斜視図お
よび電流分布の例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a perspective view of a dielectric resonator according to a second embodiment and a diagram illustrating an example of a current distribution;

【図7】同誘電体共振器における電極非形成部の幅を変
化させた時の共振周波数の変化を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a change in resonance frequency when the width of an electrode-free portion in the dielectric resonator is changed.

【図8】第3の実施形態に係る誘電体共振器の斜視図お
よび水平断面図である。
FIG. 8 is a perspective view and a horizontal sectional view of a dielectric resonator according to a third embodiment.

【図9】同誘電体共振器の各モードにおける電磁界分布
の例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of an electromagnetic field distribution in each mode of the dielectric resonator.

【図10】同誘電体共振器における穴の深さを変化させ
た時の共振周波数の変化を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a change in resonance frequency when the depth of a hole in the dielectric resonator is changed.

【図11】第4の実施形態に係る誘電体共振器の斜視図
および水平断面図である。
FIG. 11 is a perspective view and a horizontal sectional view of a dielectric resonator according to a fourth embodiment.

【図12】同誘電体共振器の電極非形成部の幅を変化さ
せた時の共振周波数の変化を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a change in resonance frequency when the width of an electrode-free portion of the dielectric resonator is changed.

【図13】第5の実施形態に係る誘電体フィルタの構成
を示す斜視図および部分断面図である。
FIG. 13 is a perspective view and a partial cross-sectional view illustrating a configuration of a dielectric filter according to a fifth embodiment.

【図14】同誘電体フィルタにおける上下方向の誘電体
共振器間の結合状態を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a coupling state between dielectric resonators in the vertical direction in the dielectric filter.

【図15】誘電体フィルタにおける横方向の誘電体共振
器間の結合状態を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a coupling state between dielectric resonators in a horizontal direction in the dielectric filter.

【図16】第6の実施形態に係る誘電体フィルタの斜視
図である。
FIG. 16 is a perspective view of a dielectric filter according to a sixth embodiment.

【図17】第7の実施形態に係る誘電体フィルタの斜視
図である。
FIG. 17 is a perspective view of a dielectric filter according to a seventh embodiment.

【図18】同誘電体フィルタにおける各モードの電磁界
分布の例を示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing an example of an electromagnetic field distribution of each mode in the dielectric filter.

【図19】第8の実施形態に係る誘電体共振器の構造を
示す断面図である。
FIG. 19 is a sectional view showing a structure of a dielectric resonator according to an eighth embodiment.

【図20】従来技術による誘電体共振器の共振周波数調
整例を示す斜視図である。
FIG. 20 is a perspective view showing an example of adjusting the resonance frequency of a dielectric resonator according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1−誘電体板 2−薄膜多層電極 3−薄膜電極層 4−薄膜誘電体層 5−単層電極 6,61〜64−穴 7,71〜74−電極非形成部 10,11〜14−誘電体共振器 15,16−同軸コネクタ 17−結合ループ 21−誘電体柱 22−キャビティ 23,24−誘電体板 1-dielectric plate 2-thin-film multilayer electrode 3-thin-film electrode layer 4-thin-film dielectric layer 5-single-layer electrode 6,61-64-hole 7,71-74-electrode non-formed portion 10,11-14-dielectric Body resonator 15, 16-Coaxial connector 17-Coupling loop 21-Dielectric column 22-Cavity 23, 24-Dielectric plate

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 それぞれ多角形または円形の互いに略平
行な2つの平面部と、この2つの平面部に略垂直な面と
を有する誘電体板または誘電体柱の表面に電極を形成
し、前記平面部に垂直な方向に電界成分をもつ1つまた
は2つ以上のモードで共振する誘電体共振器において、 前記平面部の電極を、薄膜電極層と薄膜誘電体層とを交
互に積層するとともに各薄膜電極層の周辺部を短絡させ
てなる薄膜多層電極とし、前記誘電体板または誘電体柱
の前記平面部に略垂直な面に穴を形成して所定共振モー
ドの共振周波数または所定の2つの共振モード間の結合
度を定めたことを特徴とする誘電体共振器。
1. An electrode is formed on a surface of a dielectric plate or a dielectric column having two substantially parallel polygonal or circular flat portions and a surface substantially perpendicular to the two flat portions. In a dielectric resonator that resonates in one or more modes having an electric field component in a direction perpendicular to a plane portion, an electrode of the plane portion is formed by alternately stacking a thin film electrode layer and a thin film dielectric layer. A thin-film multilayer electrode is formed by short-circuiting the peripheral portion of each thin-film electrode layer, and a hole is formed in a surface substantially perpendicular to the plane portion of the dielectric plate or the dielectric column to form a resonance frequency of a predetermined resonance mode or a predetermined resonance frequency. A dielectric resonator having a degree of coupling between two resonance modes.
【請求項2】 それぞれ多角形または円形の互いに略平
行な2つの平面部と、この2つの平面部に略垂直な面と
を有する誘電体板または誘電体柱の表面に電極を形成
し、前記平面部に垂直な方向に電界成分をもつ1つまた
は2つ以上のモードで共振する誘電体共振器において、 前記平面部の電極を、薄膜電極層と薄膜誘電体層とを交
互に積層するとともに各薄膜電極層の周辺部を短絡させ
てなる薄膜多層電極とし、前記誘電体板または誘電体柱
の前記平面部に略垂直な面に部分的な電極非形成部を設
けて所定共振モードの共振周波数または所定の2つの共
振モード間の結合度を定めたことを特徴とする誘電体共
振器。
2. An electrode is formed on the surface of a dielectric plate or a dielectric pillar having two substantially parallel polygonal or circular plane parts and a plane substantially perpendicular to the two plane parts. In a dielectric resonator that resonates in one or more modes having an electric field component in a direction perpendicular to a plane portion, an electrode of the plane portion is formed by alternately stacking a thin film electrode layer and a thin film dielectric layer. A thin-film multilayer electrode is formed by short-circuiting the peripheral portion of each thin-film electrode layer, and a partial electrode non-forming portion is provided on a surface substantially perpendicular to the plane portion of the dielectric plate or the dielectric column to provide resonance in a predetermined resonance mode. A dielectric resonator having a frequency or a degree of coupling between two predetermined resonance modes.
【請求項3】 請求項1または2に記載の誘電体共振器
を、それぞれの平面部を対向させて複数個積層し、誘電
体共振器間を結合させた誘電体フィルタであって、 前記誘電体板または誘電体柱の前記誘電体共振器の平面
部に略垂直な面に穴を形成してフィルタ特性を定めたこ
とを特徴とする誘電体フィルタ。
3. The dielectric filter according to claim 1, wherein a plurality of the dielectric resonators according to claim 1 are stacked with their respective plane portions facing each other, and the dielectric resonators are coupled to each other. A dielectric filter, characterized in that a hole is formed in a surface of a body plate or a dielectric column substantially perpendicular to a plane portion of the dielectric resonator, and filter characteristics are determined.
【請求項4】 請求項1または2のいずれかに記載の誘
電体共振器を、それぞれの平面部を対向させて複数個積
層し、誘電体共振器間を結合させた誘電体フィルタであ
って、 前記誘電体板または誘電体柱の前記誘電体共振器の平面
部に略垂直な面に部分的な電極非形成部を設けてフィル
タ特性を定めたことを特徴とする誘電体フィルタ。
4. A dielectric filter according to claim 1, wherein a plurality of the dielectric resonators according to claim 1 are stacked with their respective plane portions facing each other, and the dielectric resonators are coupled to each other. A dielectric filter, wherein a filter characteristic is determined by providing a partial electrode non-forming portion on a surface of the dielectric plate or the dielectric column substantially perpendicular to a plane portion of the dielectric resonator.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005091427A1 (en) * 2004-03-17 2005-09-29 Tdk Corporation Filter

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WO2005091427A1 (en) * 2004-03-17 2005-09-29 Tdk Corporation Filter

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