JPH1075103A - Ｔｍモード誘電体共振器とこれを用いたｔｍモード誘電体フィルタ及びｔｍモード誘電体デュプレクサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遮蔽空洞表面の導電体上での損失を無くし、
無負荷Ｑと周波数とをそれぞれ個別に変化させることが
できる誘電体共振器を提供する。 【解決手段】金属製の遮蔽空洞５内に、円柱形状に形成
した誘電体の対向する二つの面に電極３，４が形成した
誘電体柱２を電極４が遮蔽空洞５の内側底面に接するよ
うに配置して遮蔽空洞５と半田付け等で電気的に接続固
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＴＭモードの誘電
体共振器と、それを用いたＴＭモード誘電体フィルタ及
びＴＭモード誘電体デュプレクサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＴＭモード誘電体共振器を用いた
誘電体フィルタとして、図１３に示す構造のものが知ら
れている。図１３の誘電体共振器は短絡型ＴＭ₁₁₀ モー
ド誘電体共振器の誘電体柱を縦横直行する形で一体化し
て二重モードにした誘電体共振器であり、この構造によ
って通常のＴＭモード誘電体共振器一個分の大きさでＴ
Ｍモード誘電体共振器二個分の機能を有している。

【０００３】図１３において、誘電体フィルタ１０１は
四つのＴＭ二重モード誘電体共振器１０２，１０３，１
０４，１０５がその開口が同一方向に向くように一列に
配置され、その開口を覆うように金属製のパネル１０
６，１０７が取り付けられて構成されている。

【０００４】ＴＭ二重モード誘電体共振器１０２は、前
後に開口を有するキャビティ１０２ａと十字形状の誘電
体柱１０２ＸＹとが同一の誘電体材料で一体的に形成さ
れ、キャビティ１０２ａの前後の開口を除く外表面に導
電体１０２ｂが形成されることによって構成されてい
る。キャビティ１０２ａは導電体１０２ｂが形成されて
遮蔽空洞となっている。誘電体柱１０２ＸＹは誘電体柱
横部１０２Ｘと誘電体柱縦部１０２Ｙとからなり、これ
によって、ＴＭ二重モード誘電体共振器１０２は一つで
二段の共振器を構成している。また、ＴＭ二重モード誘
電体共振器１０３，１０４，１０５はＴＭ二重モード誘
電体共振器１０２と同様に構成されている。

【０００５】パネル１０６には、入力ループ１０８及び
出力ループ１０９が取り付けられている。入力ループ１
０８及び出力ループ１０９は、図示しない同軸コネクタ
を介して外部回路に接続される。

【０００６】パネル１０７には隣接するＴＭ二重モード
誘電体共振器間を結合する結合ループ１０７ａ，１０７
ｂ，１０７ｃ，１０７ｄが取り付けられている。

【０００７】このような誘電体フィルタに用いられる誘
電体共振器では誘電体共振器の周波数はキャビティの大
きさ及び誘電体柱の大きさによって規定されている。

【０００８】例えば、通常の誘電体柱が縦一文字のＴＭ
₁₁₀ モード誘電体共振器の場合、誘電体柱の幅・厚み・
高さ及びキャビティの高さをそのままにしてキャビティ
の幅方向寸法を大きくすると周波数は低くなる。また、
キャビティの大きさをそのままにして誘電体柱の幅ある
いは誘電体柱の厚みを大きくすると周波数は低くなると
いう関係になる。また、周波数をそのままにして誘電体
共振器の無負荷Ｑを上げようとすると、誘電体柱の高さ
を高くすることによって行う。

【０００９】この時、誘電体柱の高さを高くすると必然
的にキャビティの高さも高くなる。ＴＭ₁₁₀ モード誘電
体共振器ではキャビティ表面の導電体上を実電流が流れ
るため、キャビティが大きくなればなるほどキャビティ
表面の導電体上での損失が生じる。但し、キャビティ表
面の導電体上での損失に比べて誘電体柱を高くすること
による無負荷Ｑの上昇の方が大きいため、結果的に誘電
体柱の高さを高くすればするほど無負荷Ｑは上昇する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このキ
ャビティ表面の導電体上での損失を無くすことができれ
ば、誘電体柱の高さをそれ程高くしなくとも無負荷Ｑを
高くすることが可能となるため、キャビティ表面の導電
体上で損失が生じないような誘電体共振器が必要とされ
ていた。

【００１１】また、図１３に示すＴＭ二重モード誘電体
共振器の場合、誘電体柱縦部及び誘電体柱横部の大きさ
を所定の周波数に合わせるとキャビティの大きさも決定
されてしまうため、誘電体共振器の無負荷Ｑを上げよう
とすると、必然的にキャビティの幅方向及び高さ方向の
両方の大きさが大きくなり、結果的に誘電体フィルタの
大きさも大きくなっていた。また、誘電体柱の大きさを
そのままにしてキャビティを大きくすると周波数が低く
なるため、キャビティを大きくするにともなって、誘電
体柱の幅又は厚みを小さくする必要があった。このよう
に、従来のＴＭ二重モード誘電体共振器の場合、無負荷
Ｑと周波数をそれぞれ個別に変化させることが困難であ
った。

【００１２】したがって、本発明はキャビティ表面の導
電体上での損失を無くし、無負荷Ｑと周波数とをそれぞ
れ個別に変化させることができる誘電体共振器を提供す
ることを目的とする。

【００１３】また、本発明は無負荷Ｑが向上し低背化を
図った誘電体フィルタ及び誘電体デュプレクサを提供す
ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】そこで、請求項１に係る
発明では、誘電体柱を導電性を有する遮蔽空洞内に配置
したＴＭモード誘電体共振器において、誘電体柱の互い
に対向する二つの面に電極が形成され、電極が形成され
た二つの面のうち一方の面が遮蔽空洞の内面に配置され
ている。

【００１５】この構造により、従来のＴＭモード誘電体
共振器のキャビティに相当する遮蔽空洞にはほとんど実
電流が流れない。

【００１６】また、請求項２に係る発明では、電極が形
成された二つの面のうち少なくともの面が間隔を置いて
互いに対向するように誘電体柱が複数個積層されてい
る。

【００１７】これにより、請求項１に係る発明と比較し
てさらに無負荷Ｑが向上する。

【００１８】さらに、請求項３に係る発明では、電極が
形成された二つの面のうち少なくとも一方の面が間隔を
置いて互いに対向するように誘電体柱が複数個積層され
ている。

【００１９】これにより、多段の共振器として利用する
ことができる。

【００２０】請求項４に係る発明では、薄膜導体と薄膜
誘電体を交互に積層した薄膜多層電極を用いている。

【００２１】これにより、請求項１に係る発明と比較す
ると、誘電体柱の上下に形成された電極における損失が
低減できるため、さらに無負荷Ｑが向上する。

【００２２】請求項５に係る発明では、誘電体柱を円柱
形状に形成している。

【００２３】これにより、多角柱形状の誘電体柱に比べ
て、電極縁端での損失を無くすことができる。

【００２４】請求項６に係る発明では、上記のようなＴ
Ｍモード誘電体共振器と入出力手段とを外部結合させて
いる。

【００２５】これにより、無負荷Ｑが高い誘電体フィル
タが得られる。

【００２６】請求項７に係る発明では、ＴＭモード誘電
体共振器と入出力手段の間に結合手段が配置されてい
る。

【００２７】これにより、結合手段そのものを取り替え
る、付加または削除する等の加工を施して、ＴＭモード
誘電体共振器と入出力手段の結合の大きさを容易に調整
することができる。

【００２８】請求項８に係る発明では、複数のＴＭモー
ド誘電体共振器の間に結合手段が配置されている。

【００２９】これにより、結合手段そのものを取り替え
る、付加または削除する等の加工を施して、ＴＭモード
誘電体共振器同士の結合の大きさを容易に調整すること
ができる。

【００３０】請求項９に係る発明では、結合手段として
誘電体シートの一方の面に電極を形成した電極シートを
用いている。

【００３１】これにより、誘電体の誘電率、電極シート
の大きさを適度に選択して所望の結合の大きさを容易に
得ることができる。

【００３２】請求項１０に係る発明では、初段及び最終
段のＴＭモード誘電体共振器単体の共振周波数を高くし
ているので、誘電体フィルタを構成した際に各ＴＭモー
ド誘電体共振器の共振周波数を同一にすることができ
る。

【００３３】請求項１１に係る発明では、上記のような
ＴＭモード誘電体フィルタを複数組み合わせ、第１の周
波数帯域を有する第１のＴＭモード誘電体フィルタと、
第２の周波数帯域を有する第２のＴＭモード誘電体フィ
ルタとを備え、第１の周波数帯域と第２の周波数帯域を
異なる周波数帯域にしている。

【００３４】これにより、無負荷Ｑが高い誘電体デュプ
レクサが得られる。

【００３５】請求項１２に係る発明によれば、第１のＴ
Ｍモード誘電体フィルタを構成するＴＭモード誘電体共
振器の形状と、第２のＴＭモード誘電体フィルタを構成
するＴＭモード誘電体共振器の形状を異ならせることに
よって、第１の周波数帯域と第２の周波数帯域とを異な
らせている。

【００３６】これにより、同一形状のＴＭモード誘電体
共振器を用いた場合に比べて、周波数帯域をずらすため
の回路を付加する必要がなくなる。

【００３７】請求項１３に係る発明によれば、第１のＴ
Ｍモード誘電体フィルタを送信フィルタとして用い、前
記第２のＴＭモード誘電体フィルタを受信フィルタとし
て用いている。

【００３８】これにより、無負荷Ｑの高い送受信機用の
ＴＭモード誘電体デュプレクサが得られる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
に係る誘電体フィルタを図１を用いて説明する。図１
（Ａ）は一部破砕斜視図であり、図１（Ｂ）は図１
（Ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。

【００４０】図１に示すように、誘電体フィルタ１は金
属製の遮蔽空洞５内に誘電体柱２が配置されて構成され
ている。

【００４１】誘電体柱２は、円柱形状に形成した誘電体
であり、その対向する二つの面に電極３，４が形成され
ている。また、誘電体柱２は、電極４が遮蔽空洞５の内
側底面に接するように配置されており、遮蔽空洞５と半
田付け等で電気的に接続固定されている。誘電体柱２の
電極３は、遮蔽空洞５の内側天井面とは接しておらず、
一定の間隔をおいて対向している。このような構造にし
て高周波信号を入力すると誘電体柱２内では電極３、４
の間に電界が生じ、誘電体柱２の円周に沿って磁界が生
じる。その結果、誘電体柱２内に電磁界が集中して閉じ
込められて、ＴＭ₀₁₀ モードに近似の電磁界分布とな
る。この時、誘電体柱２は一段の誘電体共振器として機
能する。

【００４２】また、遮蔽空洞５の側壁には外部入出力用
の同軸コネクタ６，６が取り付けられ、同軸コネクタ
６，６の中心電極は例えばワイヤーで電極シート７，７
に電気的に接続されている。

【００４３】電極シート７，７はシート状の樹脂等から
なる絶縁体上面に電極膜を形成したものであり、絶縁体
下面には電極膜は形成されていない。また、電極シート
７，７は誘電体柱２の上面に形成された電極３上に配置
され、電極膜が形成されていない下面を電極３に接する
ように貼り付けられている。

【００４４】以上のように構成される誘電体フィルタ１
は以下のように機能する。まず、一方の同軸コネクタ６
に高周波信号が入力されると、一方の同軸コネクタ６の
中心電極に接続された一方の電極シート７の上面の電極
膜と誘電体柱２の電極３との間に存在する絶縁体で容量
が発生する。この容量を介して一方の同軸コネクタ６の
中心電極は誘電体柱２に結合する。この結合によって誘
電体柱２が共振し、他方の電極シート７の容量を介し
て、他方の電極シート７の上面の電極膜に接続された他
方の同軸コネクタ６から出力される。

【００４５】このような構成にすることによって、従来
の短絡型ＴＭ₁₁₀ モード誘電体共振器の誘電体フィルタ
に比べて同じ周波数であればはるかに低背化することが
できる。また、本実施の形態の誘電体フィルタは、従来
の短絡型ＴＭ₁₁₀ モード誘電体共振器の誘電体フィルタ
と同様に、共振周波数が高さ方向に垂直な面における断
面積によって決定され、無負荷Ｑが誘電体柱の高さによ
って決定される。しかしながら、本実施の形態では従来
のキャビティに相当する遮蔽空洞の側面に実電流がほと
んど流れないため、この部分での無負荷Ｑの劣化が生じ
ない。したがって、所望の無負荷Ｑを得るために、誘電
体柱の高さをそれ程高くする必要がないため、誘電体フ
ィルタ全体の高さもそれ程高くはならない。

【００４６】なお、本実施の形態では、円柱状の誘電体
柱を用いて説明しているがこれに限るものではなく、誘
電体のブロックに図１の二つの電極３、４に相当する電
極が形成されていればどのような形状であってもよい。

【００４７】しかしながら、それら柱形状の中でも特に
本実施形態のように誘電体柱２ａを円柱形状にすれば、
電極を形成した面において、円中心から円端である円周
までが等距離となる。他の多角柱形状では、電極を形成
した面において多角形中心から角部までの距離と多角形
中心からその他の円端部までの距離が異なるため、電位
差が生じ、多角形の円端部で多角形状に沿って電流が流
れる。この電流によって電極での損失が生じる。これに
対して、円柱形状では電極を形成した面において円中心
から縁端が等距離なので、この電位差による電流はほと
んど流れず、したがって、これによる損失を大きく低減
することができる。また、円柱形状にすると以上のよう
な効果があるため、この電極縁端での損失が大きく問題
となる超電導体を電極３及び電極４に用いることができ
る。この超電導体を電極３及び電極４に用いることによ
って、さらに無負荷Ｑの高い誘電体共振器や誘電体フィ
ルタを得ることができる。

【００４８】次に本発明の第２の実施の形態を図２を用
いて説明する。図２（Ａ）は一部破砕斜視図であり、図
２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。なお、
第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付し、詳細
な説明は省略する。

【００４９】図２に示すように、誘電体フィルタ１１は
金属製の遮蔽空洞５内に誘電体柱１２ａ，１２ｂが配置
されて構成されている。

【００５０】誘電体柱１２ａはその対向する二つの面に
電極１３ａ，１４ａが形成されており、誘電体柱１２ｂ
はその対向する二つの面に電極１３ｂ，１４ｂが形成さ
れている。また、誘電体柱１２ａの電極１３ａは遮蔽空
洞５の内側天井面に半田付け等で接続固定され、誘電体
柱１２ｂの電極１４ｂは遮蔽空洞５の内側底面に半田付
け等で接続固定されている。そして、誘電体柱１２ａの
電極１４ａと誘電体柱１２ｂの電極１３ｂとが電気的に
接続されている。

【００５１】また、電極シート７，７は第１の実施の形
態と同様の構成であり、電極膜の無い面が誘電体柱１２
ａ，１２ｂと接するように誘電体柱１２ａと１２ｂとの
接続部分に貼り付けられている。上下誘電体柱の電磁界
分布のつりあいを考えた場合、電極シート７，７は誘電
体柱１２ａと１２ｂとの接続部分に貼り付けるのが好ま
しいが、他の部分に貼り付けても良い。

【００５２】電極シート７，７の電極膜のある面には遮
蔽空洞５の側面に取り付けられた同軸コネクタ６，６の
中心電極が例えばワイヤーでそれぞれ電気的に接続され
ている。なお、電極シート７，７を用いずに、同軸コネ
クタ６，６の中心電極を直接、電極１３ｂ，１４ａに接
続しても良い。この場合、外部結合が最も強くなるため
広帯域の誘電体フィルタを構成することができる。

【００５３】以上のように構成される誘電体フィルタ１
１は１段の誘電体フィルタとして機能し、同じ高さの第
１の実施の形態の誘電体フィルタに比べてより無負荷Ｑ
を向上させることができる。

【００５４】また、本実施形態の変形例として図３に示
すものが考えられる。図３（Ａ）は一部破砕斜視図であ
り、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
なお、第１の実施形態や図２の形態と同様の部分につい
ては詳細な説明は省略する。

【００５５】図３に示すように、図１の誘電体柱２や図
２の誘電体柱１２ａ、１２ｂと同じ構成の誘電体柱２２
ａ、２２ｂを遮蔽空洞５の中に配置する。そして、新た
な誘電体柱２２ｃを誘電体柱２２ａ，２２ｂの間に配置
して誘電体フィルタ２１を構成することができる。この
場合、誘電体柱２２ａと誘電体柱２２ｃで一段の誘電体
共振器が構成され、誘電体柱２２ｂと誘電体柱２２ｃで
一段の誘電体共振器が構成される。したがって、図３の
誘電体フィルタ２１の積層された誘電体柱２２ａ〜２２
ｃが二重モード誘電体共振器として機能するため二段の
共振器を有する誘電体フィルタとして用いることができ
る。このような構造にさらに誘電体柱を重ねていきｎ個
の誘電体柱を積層すると、ｎ−１段の誘電体共振器を有
する誘電体フィルタ構成することができる。

【００５６】このような図３に示す構成のＴＭ二重モー
ド誘電体共振器は、従来の短絡型ＴＭ二重モード誘電体
共振器に比べて同じ周波数で比較すると、本実施の形態
の二重モード誘電体共振器では誘電体柱の厚みをそれ程
大きくする必要がないため、より低背化することができ
る。

【００５７】なお、本実施の形態においても、第１の実
施形態と同様に誘電体ブロックの形状は円柱形状に限ら
ず、他の多角形状に形成してもよいが、第１の実施形態
で説明したように円柱形状にするのが好ましい。また、
図２、図３に示された誘電体フィルタの複数の誘電体柱
の形状を異ならせるようにしてもよい。

【００５８】次に、第３の実施の形態について図４を用
いて説明する。図４（Ａ）は一部破砕斜視図、図４
（Ｂ）は図４（Ａ）におけるＤ−Ｄ線断面図である。な
お、第１、第２の実施の形態と同様部分については、詳
細な説明は省略する。

【００５９】図４に示すように、誘電体フィルタ３１
は、誘電体柱３２ａの電極３４ａと誘電体柱３２ｂの電
極３３ｂとを間隔をおいて配置することにより電気的に
絶縁した構造の誘電体フィルタである。誘電体柱３２ａ
と誘電体柱３２ｂはそれぞれ独立の共振器として機能す
るので、誘電体フィルタ３１は二段の共振器から構成さ
れることになる。

【００６０】また、誘電体柱３２ａの電極３４ａと誘電
体柱３２ｂの電極３３ｂとの間には、ほぼ中央部に結合
調整穴３９ａを有する結合調整用板３９が配置されてい
る。この結合調整穴３９ａの大きさによって誘電体柱３
２ａが構成する共振器と誘電体柱３２ｂが構成する共振
器との結合の大きさを調整しており、結合調整穴３９ａ
の大きさが大きくなればなるほど誘電体柱３２ａが構成
する共振器と誘電体柱３２ｂが構成する共振器との結合
は大きくなり、結合調整穴３９ａの大きさが小さくなれ
ばなるほど誘電体柱３２ａが構成する共振器と誘電体柱
３２ｂが構成する共振器との結合は小さくなる。

【００６１】なお、本実施形態においても第１、第２の
実施形態と同様に誘電体柱の形状は円柱形状に限らない
が、第１の実施形態で説明したように円柱形状にするの
が好ましい。また、２つの誘電体柱に互いに異なる形状
の誘電体柱を用いてもよい。

【００６２】次に、第４の実施の形態について図５及び
図６を用いて説明する。図５（Ａ）は斜視図であり、図
５（Ｂ）は図５（Ａ）におけるＥ−Ｅ線断面図である。
また、図６は図５の誘電体フィルタを上下に分割して支
持部材４８を取り除いた平面図である。本実施の形態は
上記第３の実施の形態で説明した誘電体フィルタ３１を
二個並置して四段の共振器からなる誘電体フィルタ４１
を構成したものである。なお、第１〜第３の実施の形態
と同一部分には同一符号を付し、詳細な説明は省略す
る。

【００６３】図５に示すように、誘電体フィルタ４１
は、四つの円柱形状の誘電体柱４２ａ〜４２ｄを有して
おり、それぞれの誘電体柱４２ａ〜４２ｄの互いに対向
する二つの主面には電極４３ａと電極４４ａ、電極４３
ｂと電極４４ｂ、電極４３ｃと電極４４ｃ、電極４３ｄ
と電極４４ｄがそれぞれ形成されている。

【００６４】誘電体柱４２ａ〜４２ｄの構成は、上記第
１〜第３の実施形態の誘電体柱と同じ構成であるため詳
細な説明はここでは省略する。

【００６５】遮蔽空洞４５は誘電体柱４２ａ〜４２ｄと
同じ熱膨張率を有する誘電体材料からなり、その外表面
には電極４５ａが形成されることによって金属製の遮蔽
空洞と同じ遮蔽機能を得ている。この遮蔽空洞４５は誘
電体柱と同じ熱膨張率を有しているため、金属と誘電体
の熱膨張率の相違による問題が解消できる。また、遮蔽
空洞４５は上下に分割されており、その内側には誘電体
柱４２ａ〜４２ｄを収納する凹部が形成されている。さ
らに、遮蔽空洞４５の実装面にあたる底面からそれに垂
直な側面の一つに渡って、外表面に形成された電極４５
ａと電気的に分離された入出力電極４６，４６が形成さ
れている。

【００６６】一方の入出力電極４６は電極シート７を介
して誘電体柱４２ｂと結合している。また、誘電体柱４
２ｂは一定間隔をおいて配置された誘電体柱４２ａに結
合している。次に、誘電体柱４２ａは電極シート７を介
して隣に配置された誘電体柱４２ｃに結合している。さ
らに、誘電体柱４２ｃは一定間隔をおいて配置された誘
電体柱４２ｄに結合している。そして、誘電体柱４２ｄ
は電極シート７ａを介して他方の入出力電極４６に結合
している。

【００６７】また、誘電体柱４２ａと誘電体柱４２ｂの
間及び誘電体柱４２ｃと誘電体柱４２ｄの間には、これ
らが一定の間隔を有するように低誘電率の誘電体材料か
らなる支持部材４８が配置されている。支持部材４８に
は、誘電体柱４２ｂの間及び誘電体柱４２ｃと誘電体柱
４２ｄの間の結合を調整する結合調整穴４９ａを有する
金属製の結合調整板４９が埋め込まれて一体化してい
る。

【００６８】このような構成にすることによって薄型で
表面実装が可能な誘電体フィルタを得ることができる。

【００６９】この時、誘電体柱４２ａ〜４２ｄの固有の
共振周波数は異なっていてもよい。すなわち、入出力電
極４６、４６にそれぞれ結合している初段の誘電体共振
器を構成する誘電体柱４２ｂと最終段の誘電体共振器を
構成する誘電体柱４２ｄは電極の形成されていない円周
側面の一部が削り取られ、残りの他の誘電体柱４２ａ、
４２ｃと比べて誘電体共振器単体での共振周波数がより
高くなるように調整されている。これは、入出力手段と
初段及び最終段の誘電体共振器が容量結合した際には、
この容量によって初段及び最終段の誘電体共振器単体で
の見かけ上の共振周波数が低くなって誘電体フィルタを
構成した際にフィルタ特性が得られなくなることがある
からである。すなわち、この現象を防ぐためにあらかじ
め初段及び最終段の誘電体共振器単体の共振周波数を高
くして、誘電体フィルタを構成したときにすべての誘電
体共振器の見かけ上の共振周波数がほぼ同一となるよう
にしている。

【００７０】また、このように初段および最終段の誘電
体共振器単体の共振周波数を高くするための構造として
図７に示すような変形例が考えられる。図７は、図５
（Ｂ）で説明した誘電体フィルタと同一部分で誘電体フ
ィルタ４１ａを切断した断面を表す断面図である。

【００７１】すなわち、図７に示すように、図５の初段
および最終段の誘電体共振器を構成する誘電体柱４２ａ
及び誘電体柱４２ｃの代わりに、これらよりも直径の小
さい誘電体柱４２ｅを初段に配置し、この誘電体柱４２
ｅと同じ直径の誘電体柱４２ｆを最終段に配置すること
によって、あらかじめ初段及び最終段の誘電体共振器単
体の共振周波数を高くすることができる。

【００７２】なお、本実施の形態においても、第１〜第
３の実施形態と同様に誘電体柱の形状は円柱形状に限ら
ないが、第１の実施形態で説明したように円柱形状にす
るのが好ましい。また、複数の誘電体柱のうち少なくと
も１つの誘電体柱の形状を異ならせるようにしてもよ
い。さらに、本実施例では第１〜第３の実施形態とは異
なり、入出力手段を同軸コネクタではなく表面実装用の
入出力電極によって構成したが、第１〜第３の実施形態
と同様の構成で同軸コネクタを用いてもよい。もちろ
ん、第１〜第３の実施形態で説明した誘電体フィルタの
同軸コネクタの代わりに本実施形態の表面実装用の入出
力電極構造を用いてもよい。

【００７３】次に第５の実施形態について図８、図９を
用いて説明する。図８は一部破砕斜視図であり、図９は
分解斜視図である。なお、第１〜第４の実施の形態と同
一部分には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

【００７４】図８に示すように、誘電体デュプレクサ５
１は第１の周波数帯域を有する第１の誘電体フィルタ５
１ａと第２の周波数帯域を有する第２の誘電体フィルタ
５１ｂから構成されている。

【００７５】第１の誘電体フィルタ５１ａは、図９に示
す誘電体柱５２ａ〜５２ｄから構成されている。この誘
電体フィルタ５１ａでは、同軸コネクタ５６ａが電極シ
ート７を介して誘電体柱５２ｂに結合し、誘電体柱５２
ｂは誘電体柱５２ａに結合し、誘電体柱５２ａは電極シ
ート７を介して誘電体柱５２ｃに結合し、誘電体柱５２
ｃは誘電体柱５２ｄに結合し、誘電体柱５２ｄは電極シ
ート７、マッチング用のコイルＬ１及びコンデンサＣ１
を介して同軸コネクタ５６ｂに結合している。この構成
によって図８に示すような四段の誘電体共振器を持つ誘
電体フィルタ５１ａを構成している。

【００７６】第２の誘電体フィルタ５１ｂは図９に示す
誘電体柱５２ｅ〜５２ｈから構成されている。この誘電
体フィルタ５１ｂでは、同軸コネクタ５６ｂがマッチン
グ用のコンデンサＣ１及びコイルＬ１、電極シート７を
介して誘電体柱５２ｆに結合し、誘電体柱５２ｆは誘電
体柱５２ｅに結合し、誘電体柱５２ｅは電極シート７を
介して誘電体柱５２ｇに結合し、誘電体柱５２ｇは誘電
体柱５２ｈに結合し、誘電体柱５２ｈは電極シート７を
介して同軸コネクタ５６ｃに結合している。この構成に
よって図８に示すような四段の誘電体共振器を持つ誘電
体フィルタ５１ｂを構成している。

【００７７】図９に示すように遮蔽空洞５５は上下に分
割され、誘電体柱５２ａ〜５２ｈを収納するための凹部
が形成されている。

【００７８】誘電体柱５２ａ〜５２ｈは遮蔽空洞５５の
凹部にリング状のアース板６０を介してそれぞれ電気的
に接続されている。

【００７９】図９に示すように誘電体柱５２ａ、５２
ｃ、５２ｅ、５２ｇと誘電体柱５２ｂ、５２ｄ、５２
ｆ、５２ｈとの間には、それぞれの誘電体柱を支持する
支持部材５８及び上下の支持部材５８間に挟まれて支持
される結合調整板５９が配置されている。

【００８０】支持部材５８は、低誘電率の材料からなる
三つのパーツから形成されており、三点で一つの誘電体
柱を支持するように構成されている。また支持部材５８
に形成された切り欠き５８ａは電極シート７を誘電体柱
との間で挟んで固定するためのものである。

【００８１】結合調整板５９には結合調整穴５９ａが形
成されており、この結合調整穴５９ａの径の大きさ・形
状によって誘電体柱５２ａと誘電体柱５２ｂの間、誘電
体柱５２ｃと誘電体柱５２ｄの、誘電体柱５２ｅと誘電
体柱５２ｆ、誘電体柱５２ｇと誘電体柱５２ｈとの間の
結合が調整される。

【００８２】以上のような構成にすることによって、低
損失かつ低背化された八段の誘電体共振器からなる誘電
体デュプレクサ５１を得ることができる。

【００８３】また、図７で示した第４の実施形態の変形
例のように、誘電体デュプレクサ５１の誘電体フィルタ
５１ａ及び誘電体フィルタ５２ｂの初段と最終段の誘電
体柱の径を小さくしてもよい。

【００８４】図１０は、各誘電体フィルタの初段と最終
段の誘電体柱の径を小さくした誘電体デュプレクサ６１
を示す断面図である。なお、同軸コネクタ等の構造は図
８及び図９に示した誘電体デュプレクサ５１と同様の構
造であるため説明は省略する。

【００８５】図１０に示すように、各誘電体フィルタの
初段及び最終段に相当する６２ｂ、６２ｄ、６２ｆ、６
２ｈの径の大きさを残りの誘電体柱６２ａ、６２ｃ、６
２ｅ、６２ｇの径の大きさよりも小さくしている。

【００８６】また、これを支持する支持部材６８ａやア
ース板６０ａの形状も誘電体柱６２ｂ、６２ｄ、６２
ｆ、６２ｈの大きさに合わせて変形されている。

【００８７】これにより、初段及び最終段の誘電体共振
器単体の共振周波数を高くして、誘電体デュプレクサを
構成した時に、第１の誘電体フィルタにおける誘電体共
振器の見かけ上の共振周波数がほぼ同一となるようにす
るとともに、第２の誘電体フィルタにおける誘電体共振
器の見かけ上の共振周波数がほぼ同一となるようにして
いる。もちろん、第１の誘電体フィルタを構成する誘電
体共振器と第２の誘電体フィルタを構成する誘電体共振
器とは、見かけ上の共振周波数が異なるように設定され
ている。

【００８８】また、第１の誘電体フィルタと第２の誘電
体フィルタで周波数帯域を異ならせる構造として、図１
１に示す構造のものが考えられる。なお、同軸コネクタ
等の構造は図８及び図９に示した誘電体デュプレクサ５
１と同様の構成であるため説明は省略する。

【００８９】図１１に示すように、第１の誘電体フィル
タを構成する誘電体柱７２ａ〜７２ｄの径の大きさを第
２の誘電体フィルタを構成する誘電体柱７２ｅ〜７２ｈ
の径の大きさよりも小さくすることによって第１の誘電
体フィルタと第２の誘電体フィルタとで誘電体柱の径の
形状を異ならせている。これにより、第１の誘電体フィ
ルタと第２の誘電体フィルタの周波数帯域を異ならせて
いる。なお、本変形例では誘電体柱の径の大きさを異な
らせたがこれに限るものではなく、誘電体柱の形状を直
方体と円柱にするなど、さまざまな変形が考えられる。
また形状を変えずに、コンデンサやインダクタ等のリア
クタンス素子を付加することによって第１の誘電体フィ
ルタと第２の誘電体フィルタとの周波数帯域を異ならせ
てもよいし、誘電体柱を削ることによって第１の誘電体
フィルタと第２の誘電体フィルタとの周波数帯域を異な
らせてもよい。

【００９０】図８〜図１１に示したような本実施の形態
の誘電体デュプレクサは、第１の誘電体フィルタの第１
の周波数帯域を受信フィルタの受信周波数帯域として用
い、第２の周波数帯域を送信フィルタの送信周波数帯域
として用いれば、送受信器のアンテナ共用器として使用
することができる。また、第１の誘電体フィルタ及び第
２の誘電体フィルタを２つの送信フィルタとして、もし
くは２つの受信フィルタとして用いてもよい。

【００９１】次に第６の実施形態について図１２を用い
て説明する。本実施形態は、図１に示した誘電体フィル
タ１とほぼ同じ構成であり、同一の部分には同一の符号
を付けて詳細な説明は省略する。

【００９２】図１２に示す誘電体フィルタ８１は、図１
の誘電体フィルタ１とは誘電体柱に形成された電極の構
成で異なっている。すなわち、図１の誘電体フィルタ１
では誘電体柱２の電極３及び電極４は単層の導体から構
成されているが、図１２の誘電体フィルタ８１では誘電
体柱８２の電極８３及び電極８４は薄膜導体と薄膜誘電
体を交互に積層した薄膜多層電極から構成されている。
このような薄膜多層電極は特願平６−３１０９００号等
が出願されているが、単層の導体に比べて挿入損失が少
ないので、共振器に用いた場合、無負荷Ｑが高い共振器
を得ることができる。

【００９３】なお、本実施の形態では図１の誘電体フィ
ルタに薄膜多層電極を用いた例を説明したが、第２〜第
４の実施形態の誘電体フィルタや第５の実施形態の誘電
体デュプレクサにも、もちろん適用することが可能であ
り、より無負荷Ｑが高い誘電体フィルタや誘電体デュプ
レクサを得ることができる。

【００９４】

【発明の効果】本願発明によれば、誘電体柱を収納する
遮蔽空洞にはほとんど実電流が流れないため、遮蔽空洞
における損失をほぼ無くすことができ、その結果、無負
荷Ｑの高い誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュ
プレクサを得ることができる。

【００９５】特に請求項２に係る発明によれば、電磁界
分布の生じる空間に誘電体を配置したので、さらに無負
荷Ｑの高い誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュ
プレクサを得ることができる。

【００９６】また、請求項３に係る発明では、高さ方向
に間隔を置いて配置して多段の共振器を構成しているの
で、底面積を小さくすることができる。

【００９７】請求項４に係る発明では、薄膜多層電極を
用いているので、さらに無負荷Ｑの高くした誘電体共振
器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサを得ることが
できる。

【００９８】請求項５に係る発明では、誘電体柱を円柱
形状にして電極面での円中心から縁端部までの距離を等
距離にしたため、縁端部において電位差が生じず電流が
流れないので、電極における損失をさらに低減し、無負
荷Ｑの高い誘電体共振器が得られる。

【００９９】さらに、請求項９に係る発明では、結合手
段として誘電体シートの一方の面に電極を形成した電極
シートを用いているので、誘電体の誘電率、電極シート
の大きさを適度に選択して所望の結合の大きさを容易に
得ることができる。

【０１００】請求項１０に係る発明では、初段及び最終
段のＴＭモード誘電体共振器単体の共振周波数を高くし
ているので、誘電体フィルタを構成した際に各ＴＭモー
ド誘電体共振器の共振周波数を同一にすることができ
る。

【０１０１】請求項１１に係る発明では、上記のような
ＴＭモード誘電体フィルタを複数組み合わせ、第１の周
波数帯域を有する第１のＴＭモード誘電体フィルタと、
第２の周波数帯域を有する第２のＴＭモード誘電体フィ
ルタとを備え、第１の周波数帯域と第２の周波数帯域を
異なる周波数帯域にしているので、無負荷Ｑが高い誘電
体デュプレクサが得られる。

【０１０２】請求項１２に係る発明によれば、第１のＴ
Ｍモード誘電体フィルタを構成するＴＭモード誘電体共
振器の形状と、第２のＴＭモード誘電体フィルタを構成
するＴＭモード誘電体共振器の形状を異ならせることに
よって、第１の周波数帯域と第２の周波数帯域とを異な
らせているので、同一形状のＴＭモード誘電体共振器を
用いた場合に比べて、周波数帯域をずらすための回路を
付加する必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る誘電体フィルタ
を示す図である。（Ａ）は一部破砕斜視図であり、
（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図２】本発明の第２の実施形態に係る誘電体フィルタ
を示す図である。（Ａ）は一部破砕斜視図であり、
（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。

【図３】本発明の第２の実施形態に係る誘電体フィルタ
の変形例を示す図である。（Ａ）は一部破砕斜視図であ
り、（Ｂ）は（Ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図である。

【図４】本発明の第３の実施形態に係る誘電体フィルタ
を示す図である。（Ａ）は一部破砕斜視図であり、
（Ｂ）は（Ａ）におけるＤ−Ｄ線断面図である。

【図５】本発明の第３の実施形態に係る誘電体フィルタ
を示す図である。（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は
（Ａ）におけるＥ−Ｅ線断面図である。

【図６】本発明の第３の実施形態に係る誘電体フィルタ
を示す図であり、図５における誘電体フィルタを上下に
分割してその中を見た平面図である。

【図７】本発明の第３の実施形態に係る誘電体フィルタ
の変形例を示す断面図である。

【図８】本発明の第４の実施形態に係る誘電体デュプレ
クサを示す一部破砕斜視図である。

【図９】本発明の第４の実施形態に係る誘電体デュプレ
クサを示す図であり、図８の誘電体デュプレクサの分解
斜視図である。

【図１０】本発明の第４の実施形態に係る誘電体デュプ
レクサの変形例を示す断面図である。

【図１１】本発明の第４の実施形態に係る誘電体デュプ
レクサの他の変形例を示す断面図である。

【図１２】本発明の第５の実施形態に係る誘電体フィル
タを示す断面図である。

【図１３】従来のＴＭモード誘電体フィルタを示す分解
斜視図である。

【符号の説明】

１ 誘電体フィルタ ２ 誘電体柱 ３，４ 電極 ５ 遮蔽空洞 ６ 同軸コネクタ ７ 電極シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊勢 智之 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 久保田 和彦 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】誘電体柱を導電性を有する遮蔽空洞内に配
   置したＴＭモード誘電体共振器において、 前記誘電体柱の互いに対向する二つの面に電極が形成さ
   れ、前記電極が形成された二つの面のうちどちらかの面
   が前記遮蔽空洞の内面に配置されたことを特徴とするＴ
   Ｍモード誘電体共振器。
2. 【請求項２】前記誘電体柱の二つの面に形成された電極
   が接するように前記誘電体柱が複数個積層されたことを
   特徴とする請求項１記載のＴＭモード誘電体共振器。
3. 【請求項３】前記誘電体柱の二つの面に形成された電極
   が間隔をおいて対向するように前記誘電体柱が複数個積
   層されたことを特徴とする請求項１記載のＴＭモード誘
   電体共振器。
4. 【請求項４】前記誘電体柱の二つの面に形成された電極
   のうち少なくとも一方を薄膜導体と薄膜誘電体を交互に
   重ねた薄膜多層電極で構成したことを特徴とする請求項
   １、請求項２または請求項３記載のＴＭモード誘電体共
   振器。
5. 【請求項５】前記誘電体柱が円柱形状であることを特徴
   とする請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記
   載のＴＭモード誘電体共振器。
6. 【請求項６】請求項１、請求項２、請求項３、請求項
   ４、または請求項５記載のＴＭモード誘電体共振器を備
   え、このＴＭモード誘電体共振器と入出力手段とを結合
   させたことを特徴とするＴＭモード誘電体フィルタ。
7. 【請求項７】前記ＴＭモード誘電体共振器と入出力手段
   の間に結合手段が配置されたことを特徴とする請求項６
   記載のＴＭモード誘電体フィルタ。
8. 【請求項８】前記ＴＭモード誘電体共振器が複数配置さ
   れ、このＴＭモード誘電体共振器間に結合手段が配置さ
   れたことを特徴とする請求項５または請求項７記載のＴ
   Ｍモード誘電体フィルタ。
9. 【請求項９】前記結合手段は誘電体シートの一つの面に
   電極を形成した電極シートであることを特徴とする請求
   項７または請求項８記載のＴＭモード誘電体フィルタ。
10. 【請求項１０】前記ＴＭモード誘電体共振器が複数配置
    され、このＴＭモード誘電体共振器のうち入出力手段に
    結合される初段と最終段のＴＭモード誘電体共振器自体
    の共振周波数を残りの他のＴＭモード誘電体共振器の共
    振周波数よりも高くしたことを特徴とする請求項７、請
    求項８または請求項９記載の誘電体フィルタ。
11. 【請求項１１】請求項６、請求項７、請求項８、請求項
    ９または請求項１０記載のＴＭモード誘電体フィルタを
    複数組み合わせたＴＭモード誘電体デュプレクサであっ
    て、 第１の周波数帯域を有する第１のＴＭモード誘電体フィ
    ルタと、 第２の周波数帯域を有する第２のＴＭモード誘電体フィ
    ルタと、を備え、第１の周波数帯域と第２の周波数帯域
    を異なる周波数帯域にしたことを特徴とするＴＭモード
    誘電体デュプレクサ。
12. 【請求項１２】前記第１のＴＭモード誘電体フィルタを
    構成するＴＭモード誘電体共振器の形状と、前記第２の
    ＴＭモード誘電体フィルタを構成するＴＭモード誘電体
    共振器の形状を異ならせることによって、前記第１の周
    波数帯域と前記第２の周波数帯域とを異ならせたことを
    特徴とする請求項１１記載のＴＭモード誘電体デュプレ
    クサ。
13. 【請求項１３】前記第１のＴＭモード誘電体フィルタを
    送信フィルタとして用い、前記第２のＴＭモード誘電体
    フィルタを受信フィルタとして用いることを特徴とする
    請求項１１または請求項１２に記載のＴＭモード誘電体
    デュプレクサ。