JPH11145704A - 多重モード誘電体共振器装置、誘電体フィルタ、複合誘電体フィルタ、合成器、分配器および通信装置 - Google Patents
多重モード誘電体共振器装置、誘電体フィルタ、複合誘電体フィルタ、合成器、分配器および通信装置Info
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- JPH11145704A JPH11145704A JP10220371A JP22037198A JPH11145704A JP H11145704 A JPH11145704 A JP H11145704A JP 10220371 A JP10220371 A JP 10220371A JP 22037198 A JP22037198 A JP 22037198A JP H11145704 A JPH11145704 A JP H11145704A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型で且つ複数段の共振器からなる誘電体共
振器装置およびＱｏの高い多重モードの誘電体共振器装
置を提供する。 【解決手段】 ＴＭ０１δ-x，-y，-z，ＴＥ０１δ-x，
-y，-z等の複数のモードで共振する略直方体形状の誘電
体コアを略直方体形状のキャビティの中央部に配置し、
これらの複数の共振モードを利用する。
振器装置およびＱｏの高い多重モードの誘電体共振器装
置を提供する。 【解決手段】 ＴＭ０１δ-x，-y，-z，ＴＥ０１δ-x，
-y，-z等の複数のモードで共振する略直方体形状の誘電
体コアを略直方体形状のキャビティの中央部に配置し、
これらの複数の共振モードを利用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、多重モードで動
作する誘電体共振器装置、誘電体フィルタ、複合誘電体
フィルタ、合成器、分配器、および通信装置に関する。
作する誘電体共振器装置、誘電体フィルタ、複合誘電体
フィルタ、合成器、分配器、および通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】誘電体内の電磁波が誘電体と空気との境
界で全反射を繰り返しながら、元の位置に同位相で戻っ
てくることにより共振する誘電体共振器は、小型で無負
荷Ｑ（Ｑｏ）の高い共振器として用いられる。そのモー
ドには、断面が円形や矩形の誘電体棒を、その誘電体棒
を伝搬するＴＥモードやＴＭモードのｓ・λｇ／２（λ
ｇは管内波長、ｓは整数）の長さで切断した時に得られ
るＴＥモードやＴＭモードがある。そして、断面のモー
ドがＴＭ０１モードで上記ｓ＝１の場合、ＴＭ０１δモ
ードの共振器が得られ、断面のモードがＴＥ０１モード
でｓ＝１の場合、ＴＥ０１δモードの誘電体共振器が得
られる。
界で全反射を繰り返しながら、元の位置に同位相で戻っ
てくることにより共振する誘電体共振器は、小型で無負
荷Ｑ（Ｑｏ）の高い共振器として用いられる。そのモー
ドには、断面が円形や矩形の誘電体棒を、その誘電体棒
を伝搬するＴＥモードやＴＭモードのｓ・λｇ／２（λ
ｇは管内波長、ｓは整数）の長さで切断した時に得られ
るＴＥモードやＴＭモードがある。そして、断面のモー
ドがＴＭ０１モードで上記ｓ＝１の場合、ＴＭ０１δモ
ードの共振器が得られ、断面のモードがＴＥ０１モード
でｓ＝１の場合、ＴＥ０１δモードの誘電体共振器が得
られる。
【０００３】これらの誘電体共振器は図２６に示すよう
に、誘電体共振器の共振周波数を遮断する円形導波管ま
たは矩形導波管をキャビティとして、その中に円柱形状
のＴＭ０１δモードの誘電体コアまたはＴＥ０１δモー
ドの誘電体コアを配置する。
に、誘電体共振器の共振周波数を遮断する円形導波管ま
たは矩形導波管をキャビティとして、その中に円柱形状
のＴＭ０１δモードの誘電体コアまたはＴＥ０１δモー
ドの誘電体コアを配置する。
【０００４】図２７は上記２つのモードの誘電体共振器
における電磁界分布を示す図である。ここで実線は電
界、破線は磁界をそれぞれ示している。
における電磁界分布を示す図である。ここで実線は電
界、破線は磁界をそれぞれ示している。
【０００５】このような誘電体コアを用いた誘電体共振
器によって複数段の誘電体共振器装置を構成する場合、
キャビィティ内に複数の誘電体コアを配列することにな
る。図２６に示した例では、（Ａ）のＴＭ０１δモード
の誘電体コアをその軸方向に配列するか、（Ｂ）のＴＥ
０１δモードの誘電体コアを同一平面に沿って配置する
ことになる。
器によって複数段の誘電体共振器装置を構成する場合、
キャビィティ内に複数の誘電体コアを配列することにな
る。図２６に示した例では、（Ａ）のＴＭ０１δモード
の誘電体コアをその軸方向に配列するか、（Ｂ）のＴＥ
０１δモードの誘電体コアを同一平面に沿って配置する
ことになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の誘電体共振器装置においては、共振器を多段化す
るために、複数の誘電体コアを高精度に位置決め固定し
なければならない。そのため、特性のそろった誘電体共
振器装置を得難いという問題があった。
従来の誘電体共振器装置においては、共振器を多段化す
るために、複数の誘電体コアを高精度に位置決め固定し
なければならない。そのため、特性のそろった誘電体共
振器装置を得難いという問題があった。
【０００７】なお、柱状や十字型の誘電体コアをキャビ
ティ内に一体的に設けたＴＭモードの誘電体共振器も従
来より用いられている。このタイプの誘電体共振器装置
では、限られた空間内にＴＭモードを多重化することが
できるため、小型で多段の誘電体共振器装置が得られる
が、誘電体コアへの電磁界エネルギの集中度が低く、キ
ャビティに設けた導電体膜に実電流が流れるため、一般
にＴＥモードの誘電体共振器ほどの高いＱｏが得られな
いという問題があった。
ティ内に一体的に設けたＴＭモードの誘電体共振器も従
来より用いられている。このタイプの誘電体共振器装置
では、限られた空間内にＴＭモードを多重化することが
できるため、小型で多段の誘電体共振器装置が得られる
が、誘電体コアへの電磁界エネルギの集中度が低く、キ
ャビティに設けた導電体膜に実電流が流れるため、一般
にＴＥモードの誘電体共振器ほどの高いＱｏが得られな
いという問題があった。
【０００８】この発明の目的は、小型で且つ複数段の共
振器からなる誘電体共振器装置を提供すること、および
Ｑｏの高い多重モードの誘電体共振器装置を提供するこ
とにある。
振器からなる誘電体共振器装置を提供すること、および
Ｑｏの高い多重モードの誘電体共振器装置を提供するこ
とにある。
【０００９】また、この発明の目的は、上記多重モード
誘電体共振器を用いた誘電体フィルタ、複合誘電体フィ
ルタ、合成器、分配器、および通信装置を提供すること
にある。
誘電体共振器を用いた誘電体フィルタ、複合誘電体フィ
ルタ、合成器、分配器、および通信装置を提供すること
にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明の多重モード誘
電体共振器装置は、請求項１に記載のとおり、略直方体
形状の誘電体コアを略直方体形状のキャビティの略中央
部に配置し、前記誘電体コアのｘ，ｙ，ｚの直角座標で
ｙ−ｚ面に平行な面で磁界が回るＴＭ０１δ-xモード
と、ｘ−ｚ面に平行な面で磁界が回るＴＭ０１δ-yモー
ドを生じさせる。また、請求項２に記載のとおり、ｙ−
ｚ面に平行な面で磁界が回るＴＭ０１δ-xモードと、ｘ
−ｚ面に平行な面で磁界が回るＴＭ０１δ-yモードと、
ｘ−ｙ面に平行な面で磁界が回るＴＭ０１δ-zモードと
を生じさせる。このように略直方体形状の誘電体コア
を、略直方体形状のキャビティの略中央部に配置するよ
うにしたため、ＴＭモードでありながら誘電体コアへの
電磁界エネルギの集中度が高まり、キャビティに流れる
実電流が微小となるため、Ｑｏを高くすることができ
る。しかも、単一の誘電体コアおよびキャビティであり
ながら、２つまたは３つのＴＭモードを利用することが
でき、全体に小型化を図ることができる。
電体共振器装置は、請求項１に記載のとおり、略直方体
形状の誘電体コアを略直方体形状のキャビティの略中央
部に配置し、前記誘電体コアのｘ，ｙ，ｚの直角座標で
ｙ−ｚ面に平行な面で磁界が回るＴＭ０１δ-xモード
と、ｘ−ｚ面に平行な面で磁界が回るＴＭ０１δ-yモー
ドを生じさせる。また、請求項２に記載のとおり、ｙ−
ｚ面に平行な面で磁界が回るＴＭ０１δ-xモードと、ｘ
−ｚ面に平行な面で磁界が回るＴＭ０１δ-yモードと、
ｘ−ｙ面に平行な面で磁界が回るＴＭ０１δ-zモードと
を生じさせる。このように略直方体形状の誘電体コア
を、略直方体形状のキャビティの略中央部に配置するよ
うにしたため、ＴＭモードでありながら誘電体コアへの
電磁界エネルギの集中度が高まり、キャビティに流れる
実電流が微小となるため、Ｑｏを高くすることができ
る。しかも、単一の誘電体コアおよびキャビティであり
ながら、２つまたは３つのＴＭモードを利用することが
でき、全体に小型化を図ることができる。
【００１１】この発明の多重モード誘電体共振器装置
は、請求項３に記載のとおり、略直方体形状の誘電体コ
アを略直方体形状のキャビティの略中央部に配置し、前
記誘電体コアのｘ，ｙ，ｚの直角座標でｙ−ｚ面に平行
な面で電界が回るＴＥ０１δ-xモードと、ｘ−ｚ面に平
行な面で電界が回るＴＥ０１δ-yモードを生じさせる。
また、請求項４に記載のとおり、ｙ−ｚ面に平行な面で
電界が回るＴＥ０１δ-xモードと、ｘ−ｚ面に平行な面
で電界が回るＴＥ０１δ-yモードと、ｘ−ｙ面に平行な
面で電界が回るＴＥ０１δ-zモードとを生じさせる。こ
のようにＴＥモードでありながら２重または３重に多重
化することができ、全体に小型化を図ることができる。
は、請求項３に記載のとおり、略直方体形状の誘電体コ
アを略直方体形状のキャビティの略中央部に配置し、前
記誘電体コアのｘ，ｙ，ｚの直角座標でｙ−ｚ面に平行
な面で電界が回るＴＥ０１δ-xモードと、ｘ−ｚ面に平
行な面で電界が回るＴＥ０１δ-yモードを生じさせる。
また、請求項４に記載のとおり、ｙ−ｚ面に平行な面で
電界が回るＴＥ０１δ-xモードと、ｘ−ｚ面に平行な面
で電界が回るＴＥ０１δ-yモードと、ｘ−ｙ面に平行な
面で電界が回るＴＥ０１δ-zモードとを生じさせる。こ
のようにＴＥモードでありながら２重または３重に多重
化することができ、全体に小型化を図ることができる。
【００１２】また、この発明の多重モード誘電体共振器
装置は、請求項５に記載のとおり、前記２重または３重
のＴＭモードと２重または３重のＴＥモードとを単一の
誘電体コアおよびキャビティで生じさせる。このことに
よりＴＭモードとＴＥモードの両モードを用いた誘電体
共振器装置が得られ、また４重以上の多重モードの誘電
体共振器装置となるため、全体にさらに小型化を図るこ
とができる。
装置は、請求項５に記載のとおり、前記２重または３重
のＴＭモードと２重または３重のＴＥモードとを単一の
誘電体コアおよびキャビティで生じさせる。このことに
よりＴＭモードとＴＥモードの両モードを用いた誘電体
共振器装置が得られ、また４重以上の多重モードの誘電
体共振器装置となるため、全体にさらに小型化を図るこ
とができる。
【００１３】多重化された上記の各共振モードを互いに
結合させずに独立させて用いれば、たとえば帯域阻止フ
ィルタ、合成器、分配器など、複数の共振器による回路
を単一の誘電体コアを用いて小型に構成することができ
る。
結合させずに独立させて用いれば、たとえば帯域阻止フ
ィルタ、合成器、分配器など、複数の共振器による回路
を単一の誘電体コアを用いて小型に構成することができ
る。
【００１４】さらに、この発明の多重モード誘電体共振
器装置は請求項６に記載のとおり、請求項１〜５のうち
いずれかに記載の誘電体共振器装置の各モードのうち所
定のモード同士を結合させて、共振器を多段化する。こ
れにより複数の誘電体共振器を多段接続した共振器装置
が構成され、たとえば帯域通過型フィルタ特性を有する
誘電体共振器装置が得られる。また、複数の共振モード
のうち、幾つかを順次結合させ、他の共振モードを独立
した共振器として用いれば、たとえば帯域通過フィルタ
と帯域阻止フィルタを組み合わせたフィルタを構成する
ことも可能となる。
器装置は請求項６に記載のとおり、請求項１〜５のうち
いずれかに記載の誘電体共振器装置の各モードのうち所
定のモード同士を結合させて、共振器を多段化する。こ
れにより複数の誘電体共振器を多段接続した共振器装置
が構成され、たとえば帯域通過型フィルタ特性を有する
誘電体共振器装置が得られる。また、複数の共振モード
のうち、幾つかを順次結合させ、他の共振モードを独立
した共振器として用いれば、たとえば帯域通過フィルタ
と帯域阻止フィルタを組み合わせたフィルタを構成する
ことも可能となる。
【００１５】また、この発明では、請求項７に記載のと
おり、前記多重モード誘電体共振器装置の所定のモード
に結合する外部結合手段を設けて誘電体フィルタを構成
する。
おり、前記多重モード誘電体共振器装置の所定のモード
に結合する外部結合手段を設けて誘電体フィルタを構成
する。
【００１６】また、この発明では、請求項８に記載のと
おり、前記誘電体フィルタを複数用いて３つ以上のポー
トを有する複合誘電体フィルタを構成する。
おり、前記誘電体フィルタを複数用いて３つ以上のポー
トを有する複合誘電体フィルタを構成する。
【００１７】また、この発明では、請求項９に記載のと
おり、前記多重モード誘電体共振器装置の複数の所定の
モードにそれぞれ独立に外部結合する独立外部結合手段
と、前記多重モード誘電体共振器装置の複数の所定のモ
ードに共通に外部結合する共通外部結合手段とを備え、
該共通外部結合手段を出力ポート、前記複数の独立外部
結合手段を入力ポートとして合成器を構成する。
おり、前記多重モード誘電体共振器装置の複数の所定の
モードにそれぞれ独立に外部結合する独立外部結合手段
と、前記多重モード誘電体共振器装置の複数の所定のモ
ードに共通に外部結合する共通外部結合手段とを備え、
該共通外部結合手段を出力ポート、前記複数の独立外部
結合手段を入力ポートとして合成器を構成する。
【００１８】また、この発明では、請求項１０に記載の
とおり、前記多重モード誘電体共振器装置の複数の所定
のモードにそれぞれ独立に外部結合する独立外部結合手
段と、前記多重モード誘電体共振器装置の複数の所定の
モードに共通に外部結合する共通外部結合手段とを備
え、該共通外部結合手段を入力ポート、前記複数の独立
外部結合手段を出力ポートとして分配器を構成する。
とおり、前記多重モード誘電体共振器装置の複数の所定
のモードにそれぞれ独立に外部結合する独立外部結合手
段と、前記多重モード誘電体共振器装置の複数の所定の
モードに共通に外部結合する共通外部結合手段とを備
え、該共通外部結合手段を入力ポート、前記複数の独立
外部結合手段を出力ポートとして分配器を構成する。
【００１９】さらに、この発明では、請求項１１に記載
のとおり、上記複合誘電体フィルタ、合成器、分配器を
高周波部に用いて通信装置を構成する。
のとおり、上記複合誘電体フィルタ、合成器、分配器を
高周波部に用いて通信装置を構成する。
【００２０】
【発明の実施の形態】この発明の第１の実施形態に係る
多重モード誘電体共振器装置の構成を図１〜図４を参照
して説明する。
多重モード誘電体共振器装置の構成を図１〜図４を参照
して説明する。
【００２１】図１は多重モード誘電体共振器装置の基本
構成部分の斜視図である。同図において１は略直方体形
状の誘電体コア、２は角筒形状のキャビティ、３は誘電
体コア１をキャビティ２の略中央部に支持するための支
持体である。キャビティ２の外周面には導電体膜を形成
していて、２つの開口面には導電体膜を形成した誘電体
板または金属板を配置して略直方体形状のシールド空間
を構成する。また、必要に応じてキャビティ２の開口面
に他のキャビティの開口面を対向させ、所定の共振モー
ドの電磁界を結合させて多段化を図る。
構成部分の斜視図である。同図において１は略直方体形
状の誘電体コア、２は角筒形状のキャビティ、３は誘電
体コア１をキャビティ２の略中央部に支持するための支
持体である。キャビティ２の外周面には導電体膜を形成
していて、２つの開口面には導電体膜を形成した誘電体
板または金属板を配置して略直方体形状のシールド空間
を構成する。また、必要に応じてキャビティ２の開口面
に他のキャビティの開口面を対向させ、所定の共振モー
ドの電磁界を結合させて多段化を図る。
【００２２】図１に示した支持体３は、通常、誘電体コ
ア１の誘電率より比誘電率が低いセラミック材料を用
い、誘電体コア１とキャビティ２の内壁面との間にそれ
ぞれ配置して焼成一体化する。
ア１の誘電率より比誘電率が低いセラミック材料を用
い、誘電体コア１とキャビティ２の内壁面との間にそれ
ぞれ配置して焼成一体化する。
【００２３】図１に示した誘電体コア１による共振モー
ドを図２〜４に示す。これらの図においてｘ，ｙ，ｚは
図１に示した３次元方向の座標軸であり、図２〜図４で
は２次元の各面における断面図をそれぞれ示している。
図２〜図４における実線の矢印は電界ベクトル、破線の
矢印は磁界ベクトル、“・”記号および“×”記号は電
界または磁界の方向を示している。なお、図２〜図４で
はｘ，ｙ，ｚの３方向のＴＭ０１δモード、同じく３方
向のＴＥ０１δモードの合計６つの共振モードについて
のみ示している。実際にはこれらの高次の共振モードも
存在するが、通常はこれらの基本モードを用いる。
ドを図２〜４に示す。これらの図においてｘ，ｙ，ｚは
図１に示した３次元方向の座標軸であり、図２〜図４で
は２次元の各面における断面図をそれぞれ示している。
図２〜図４における実線の矢印は電界ベクトル、破線の
矢印は磁界ベクトル、“・”記号および“×”記号は電
界または磁界の方向を示している。なお、図２〜図４で
はｘ，ｙ，ｚの３方向のＴＭ０１δモード、同じく３方
向のＴＥ０１δモードの合計６つの共振モードについて
のみ示している。実際にはこれらの高次の共振モードも
存在するが、通常はこれらの基本モードを用いる。
【００２４】次に、第２の実施形態に係る多重モード誘
電体共振器装置の構成を図５〜図８を参照して説明す
る。
電体共振器装置の構成を図５〜図８を参照して説明す
る。
【００２５】図５は多重モード誘電体共振器装置の基本
構成部分の斜視図である。同図において１は略直方体形
状の誘電体コア、２は角筒形状のキャビティ、３は誘電
体コア１をキャビティ２の略中央部に支持するための支
持体である。キャビティ２の外周面には導電体膜を形成
している。この例ではキャビティの内壁面の四面にそれ
ぞれ２つずつ支持体３を設けている。その他の構成は第
１の実施形態の場合と同様である。
構成部分の斜視図である。同図において１は略直方体形
状の誘電体コア、２は角筒形状のキャビティ、３は誘電
体コア１をキャビティ２の略中央部に支持するための支
持体である。キャビティ２の外周面には導電体膜を形成
している。この例ではキャビティの内壁面の四面にそれ
ぞれ２つずつ支持体３を設けている。その他の構成は第
１の実施形態の場合と同様である。
【００２６】図６は図５に示した多重モード誘電体共振
器装置の製造工程の一例を示す図である。まず（Ａ）に
示すように誘電体コア１をキャビティ２に対して連結部
分１′で連結した状態で同時に一体成形する。このとき
成形金型は、角筒形状のキャビティ２の開口面から軸方
向に開枠させる。続いて同図の（Ｂ）に示すように連結
部１′の近傍に、誘電体コア１の各々のコーナ部分に相
当する箇所に支持体３をペースト状態のガラスグレーズ
で仮接着する。またキャビティ２の外周面にＡｇペース
トを塗布し、その後、電極膜の焼付けと同時に支持体３
を誘電体コア１およびキャビティ２の内壁面に焼き付け
る（ガラスグレーズで接合させる。）その後、連結部
１′部分を削り取ることによって、同図の（Ｃ）に示す
ように、誘電体コア１をキャビティ２の中央部に装荷し
た構造とする。ここで誘電体コア１およびキャビティ２
としては、εｒ＝３７、ｔａｎδ＝1/ 20,000 のＺｒＯ
2 −ＳｎＯ2 −ＴｉＯ2 系の誘電体セラミック材料を用
い、支持体３としてはεｒ＝６、ｔａｎδ＝1/ 2,000の
２ＭｇＯ−ＳｉＯ2 系の低誘電率セラミック材料を用い
る。両者は線膨張係数が近似しており、誘電体コアの発
熱および環境温度の変化に対しても支持体と誘電体コア
またはキャビティとの間の接合面に過大な応力が加わる
ことがない。
器装置の製造工程の一例を示す図である。まず（Ａ）に
示すように誘電体コア１をキャビティ２に対して連結部
分１′で連結した状態で同時に一体成形する。このとき
成形金型は、角筒形状のキャビティ２の開口面から軸方
向に開枠させる。続いて同図の（Ｂ）に示すように連結
部１′の近傍に、誘電体コア１の各々のコーナ部分に相
当する箇所に支持体３をペースト状態のガラスグレーズ
で仮接着する。またキャビティ２の外周面にＡｇペース
トを塗布し、その後、電極膜の焼付けと同時に支持体３
を誘電体コア１およびキャビティ２の内壁面に焼き付け
る（ガラスグレーズで接合させる。）その後、連結部
１′部分を削り取ることによって、同図の（Ｃ）に示す
ように、誘電体コア１をキャビティ２の中央部に装荷し
た構造とする。ここで誘電体コア１およびキャビティ２
としては、εｒ＝３７、ｔａｎδ＝1/ 20,000 のＺｒＯ
2 −ＳｎＯ2 −ＴｉＯ2 系の誘電体セラミック材料を用
い、支持体３としてはεｒ＝６、ｔａｎδ＝1/ 2,000の
２ＭｇＯ−ＳｉＯ2 系の低誘電率セラミック材料を用い
る。両者は線膨張係数が近似しており、誘電体コアの発
熱および環境温度の変化に対しても支持体と誘電体コア
またはキャビティとの間の接合面に過大な応力が加わる
ことがない。
【００２７】なお、上述した実施形態では単体の支持体
を用いた例を示したが、支持体を誘電体コアまたはキャ
ビティと共に一体成形するようにしてもよく、支持体、
誘電体コアおよびキャビティを全て一体成形するように
してもよい。
を用いた例を示したが、支持体を誘電体コアまたはキャ
ビティと共に一体成形するようにしてもよく、支持体、
誘電体コアおよびキャビティを全て一体成形するように
してもよい。
【００２８】図７は図５に示した誘電体コア１のｚ軸方
向の厚みおよび支持体３の断面積を変化させた時のＴＥ
０１δ-x，ＴＥ０１δ-yおよびＴＥ０１δ-zの各モード
の共振周波数の変化を示す図である。このように誘電体
コアのｚ軸方向の厚みを増す程、ＴＥ０１δ-x，ＴＥ０
１δ-yモードの共振周波数がより大きく低下し、また支
持体の断面積を大きくする程、ＴＥ０１δ-zモードの共
振周波数がより大きく低下する。これらの関係を利用し
て、誘電体コア１のｚ軸方向の厚みと支持体３の断面積
を適宜設計することによって、ＴＥ０１δ-x，ＴＥ０１
δ-y，ＴＥ０１δ-zの３つのモードの共振周波数を一致
させることができる。これにより、所定の共振モード間
を結合させれば、多段化を図ることができる。
向の厚みおよび支持体３の断面積を変化させた時のＴＥ
０１δ-x，ＴＥ０１δ-yおよびＴＥ０１δ-zの各モード
の共振周波数の変化を示す図である。このように誘電体
コアのｚ軸方向の厚みを増す程、ＴＥ０１δ-x，ＴＥ０
１δ-yモードの共振周波数がより大きく低下し、また支
持体の断面積を大きくする程、ＴＥ０１δ-zモードの共
振周波数がより大きく低下する。これらの関係を利用し
て、誘電体コア１のｚ軸方向の厚みと支持体３の断面積
を適宜設計することによって、ＴＥ０１δ-x，ＴＥ０１
δ-y，ＴＥ０１δ-zの３つのモードの共振周波数を一致
させることができる。これにより、所定の共振モード間
を結合させれば、多段化を図ることができる。
【００２９】図８は図５に示したキャビティ２の壁厚、
誘電体コア１のｚ軸方向の厚み、および支持体３の断面
積を変化させた時の、上記３つのＴＭモードについての
共振周波数の変化を示す図である。キャビティの壁厚の
みを厚くした場合、ＴＭ０１δ-x，ＴＭ０１δ-yモード
の共振周波数はＴＭ０１δ-zモードの共振周波数より大
きく低下し、誘電体コアのｚ軸方向の厚みを厚くする
と、ＴＭ０１δ-zモードの共振周波数がＴＭ０１δ-x，
ＴＭ０１δ-yモードの共振周波数より大きく低下する。
また支持体の断面積を大きくすると、ＴＭ０１δ-x，Ｔ
Ｍ０１δ-yモードの共振周波数がＴＭ０１δ-zモードの
共振周波数より大きく低下する。この関係を利用して例
えば図中のｐ１またはｐ２で示す特性点で３つのモード
の共振周波数を一致させることができる。
誘電体コア１のｚ軸方向の厚み、および支持体３の断面
積を変化させた時の、上記３つのＴＭモードについての
共振周波数の変化を示す図である。キャビティの壁厚の
みを厚くした場合、ＴＭ０１δ-x，ＴＭ０１δ-yモード
の共振周波数はＴＭ０１δ-zモードの共振周波数より大
きく低下し、誘電体コアのｚ軸方向の厚みを厚くする
と、ＴＭ０１δ-zモードの共振周波数がＴＭ０１δ-x，
ＴＭ０１δ-yモードの共振周波数より大きく低下する。
また支持体の断面積を大きくすると、ＴＭ０１δ-x，Ｔ
Ｍ０１δ-yモードの共振周波数がＴＭ０１δ-zモードの
共振周波数より大きく低下する。この関係を利用して例
えば図中のｐ１またはｐ２で示す特性点で３つのモード
の共振周波数を一致させることができる。
【００３０】図９は第３の実施形態に係る多重モード誘
電体共振器装置の誘電体コア部分の構成を示す斜視図で
ある。既に図２〜図４を参照して説明したように、ＴＥ
０１δモードでは、電界成分が誘電体コアを８分割する
各断面付近に集中するのに対し、ＴＭ０１δモードでは
そのようなことがないため、図９に示したように誘電体
コアにその各面の中央で交差する十字型の溝ｇをそれぞ
れ設けることによって、ＴＥ０１δモードの共振周波数
を選択的に高めることができる。
電体共振器装置の誘電体コア部分の構成を示す斜視図で
ある。既に図２〜図４を参照して説明したように、ＴＥ
０１δモードでは、電界成分が誘電体コアを８分割する
各断面付近に集中するのに対し、ＴＭ０１δモードでは
そのようなことがないため、図９に示したように誘電体
コアにその各面の中央で交差する十字型の溝ｇをそれぞ
れ設けることによって、ＴＥ０１δモードの共振周波数
を選択的に高めることができる。
【００３１】図１０は図９に示した溝ｇの深さと両モー
ドの共振周波数の変化の関係を示す図である。溝を設け
ない場合には一般にＴＥ０１δモードの共振周波数はＴ
Ｍ０１δモードの共振周波数より低い値を示すが、溝ｇ
を設けた場合、その深さを深くするほどＴＥ０１δモー
ドの共振周波数が上昇し、あるところでＴＭ０１δモー
ドの共振周波数と一致する。なお、溝深さを一定とし
て、溝幅を広げるようにした場合でも、その溝幅を広げ
る程、ＴＥ０１δモードの共振周波数を選択的に上昇さ
せることができる。誘電体コア、キャビティ、支持体の
各寸法および各部の比誘電率等によって、上記溝のない
状態で、ＴＥ０１δモードの共振周波数がＴＭ０１δモ
ードの共振周波数より低い場合、このようにして、誘電
体コアに溝を形成することによって、ＴＥ０１δモード
の共振周波数とＴＭ０１δモードの共振周波数とを一致
させることができる。そして両モードの共振周波数を一
致させ、且つ両モード間を結合させれば多段化を図るこ
とができる。
ドの共振周波数の変化の関係を示す図である。溝を設け
ない場合には一般にＴＥ０１δモードの共振周波数はＴ
Ｍ０１δモードの共振周波数より低い値を示すが、溝ｇ
を設けた場合、その深さを深くするほどＴＥ０１δモー
ドの共振周波数が上昇し、あるところでＴＭ０１δモー
ドの共振周波数と一致する。なお、溝深さを一定とし
て、溝幅を広げるようにした場合でも、その溝幅を広げ
る程、ＴＥ０１δモードの共振周波数を選択的に上昇さ
せることができる。誘電体コア、キャビティ、支持体の
各寸法および各部の比誘電率等によって、上記溝のない
状態で、ＴＥ０１δモードの共振周波数がＴＭ０１δモ
ードの共振周波数より低い場合、このようにして、誘電
体コアに溝を形成することによって、ＴＥ０１δモード
の共振周波数とＴＭ０１δモードの共振周波数とを一致
させることができる。そして両モードの共振周波数を一
致させ、且つ両モード間を結合させれば多段化を図るこ
とができる。
【００３２】さて、次にＴＭ０１δモード同士を結合さ
せた多重モード誘電体共振器装置の構成を図１１〜図１
４を参照して説明する。
せた多重モード誘電体共振器装置の構成を図１１〜図１
４を参照して説明する。
【００３３】図１１は誘電体コア部分の斜視図であり、
図中のｈ０〜ｈ４は所定のモード間の結合係数を調整す
る際に用いる孔である。
図中のｈ０〜ｈ４は所定のモード間の結合係数を調整す
る際に用いる孔である。
【００３４】図１２は各モードにおける電磁界分布を示
す図である。ここで実線の矢印は電界、破線は磁界を示
す。（Ａ）は結合すべき２つの主モードＴＭ０１δ
-(x-y)モードとＴＭ０１δ-(x+y)モードの電磁界分布を
それぞれ示す図である。（Ｂ）はその結合モードである
オッドモードとイーブンモードの電磁界分布をそれぞれ
示す図であり、この例ではオッドモードはＴＭ０１δ-y
モード、イーブンモードはＴＭ０１δ-xモードと表せ
る。
す図である。ここで実線の矢印は電界、破線は磁界を示
す。（Ａ）は結合すべき２つの主モードＴＭ０１δ
-(x-y)モードとＴＭ０１δ-(x+y)モードの電磁界分布を
それぞれ示す図である。（Ｂ）はその結合モードである
オッドモードとイーブンモードの電磁界分布をそれぞれ
示す図であり、この例ではオッドモードはＴＭ０１δ-y
モード、イーブンモードはＴＭ０１δ-xモードと表せ
る。
【００３５】図１３は上記２つの主モードの磁界分布を
示す斜視図である。この２つのモードの結合係数ｋ１２
は、オッドモードの共振周波数をｆｏ、イーブンモード
の共振周波数をｆｅとして次式で表される。
示す斜視図である。この２つのモードの結合係数ｋ１２
は、オッドモードの共振周波数をｆｏ、イーブンモード
の共振周波数をｆｅとして次式で表される。
【００３６】 ｋ１２ ∝ ２（ｆｏ−ｆｅ）／（ｆｏ＋ｆｅ） したがってｆｏとｆｅに差をもたせることにより、主モ
ードであるＴＭ０１δ -(x-y)モードとＴＭ０１δ-(x+y)
モードとを結合させる。そこで、ｆｏとｆｅに差をもた
せるために、図１４に示すように誘電体コアの中央部の
孔ｈ０をｙ軸方向に広げる。すなわちＴＭ０１δ-yの電
界の向きに平行で、ＴＭ０１δ-xの電界の向きに垂直な
方向に延びる溝を形成することにより、ｆｅ＞ｆｏの関
係とする。また、逆に孔ｈｏをｘ軸方向に延びる孔とす
ることにより、ｆｅ＜ｆｏの関係とする。いずれの場合
でもｆｏとｆｅに応じた結合係数で結合をとることがで
きる。
ードであるＴＭ０１δ -(x-y)モードとＴＭ０１δ-(x+y)
モードとを結合させる。そこで、ｆｏとｆｅに差をもた
せるために、図１４に示すように誘電体コアの中央部の
孔ｈ０をｙ軸方向に広げる。すなわちＴＭ０１δ-yの電
界の向きに平行で、ＴＭ０１δ-xの電界の向きに垂直な
方向に延びる溝を形成することにより、ｆｅ＞ｆｏの関
係とする。また、逆に孔ｈｏをｘ軸方向に延びる孔とす
ることにより、ｆｅ＜ｆｏの関係とする。いずれの場合
でもｆｏとｆｅに応じた結合係数で結合をとることがで
きる。
【００３７】上述の例では、ＴＭ０１δ-(x-y)モードと
ＴＭ０１δ-(x+y)モードを主モードとし、ＴＭ０１δ-y
モードとＴＭ０１δ-xモードを結合モードとしたが、逆
にＴＭ０１δ-yモードとＴＭ０１δ-xモードを主モード
とし、ＴＭ０１δ-(x-y)モードとＴＭ０１δ-(x+y)モー
ドを結合モードとしてもよい。その場合、図１４に示し
た孔ｈｏの内径を対角線方向に広げればよい。
ＴＭ０１δ-(x+y)モードを主モードとし、ＴＭ０１δ-y
モードとＴＭ０１δ-xモードを結合モードとしたが、逆
にＴＭ０１δ-yモードとＴＭ０１δ-xモードを主モード
とし、ＴＭ０１δ-(x-y)モードとＴＭ０１δ-(x+y)モー
ドを結合モードとしてもよい。その場合、図１４に示し
た孔ｈｏの内径を対角線方向に広げればよい。
【００３８】図１５はＴＭモードとＴＥモードとを結合
させ、３つのモードを順次結合させる例を示す図であ
る。誘電体コアの構成は図１１に示したものと同様であ
る。図１５において（Ａ）はＴＭ０１δ-(x-y)，ＴＥ０
１δ-z，ＴＭ０１δ-(x+y)の３つのモードにおける電磁
界分布をそれぞれ示す図であり、実線の矢印は電界、破
線は磁界をそれぞれ示している。（Ｂ）は上記ＴＥモー
ドと他の２つのＴＭモードとの間の結合関係を示す図で
ある。（Ｂ）の左側に示す図は（Ａ）におけるＴＭ０１
δ-(x-y)モードの電界分布とＴＥ０１δ-zモードの電界
分布とを重ねて表したものであり、Ａ点とＢ点での電界
の強さのバランスを崩すことによって、ＴＭ０１δ
-(x-y)モードからＴＥ０１δ-zモードへエネルギが移
る。したがって同図の（Ｃ）の左側に示す図のように、
たとえば孔ｈ２の内径を広げて孔ｈ１と差をもたせるこ
とによって結合係数ｋ１２を調整する。
させ、３つのモードを順次結合させる例を示す図であ
る。誘電体コアの構成は図１１に示したものと同様であ
る。図１５において（Ａ）はＴＭ０１δ-(x-y)，ＴＥ０
１δ-z，ＴＭ０１δ-(x+y)の３つのモードにおける電磁
界分布をそれぞれ示す図であり、実線の矢印は電界、破
線は磁界をそれぞれ示している。（Ｂ）は上記ＴＥモー
ドと他の２つのＴＭモードとの間の結合関係を示す図で
ある。（Ｂ）の左側に示す図は（Ａ）におけるＴＭ０１
δ-(x-y)モードの電界分布とＴＥ０１δ-zモードの電界
分布とを重ねて表したものであり、Ａ点とＢ点での電界
の強さのバランスを崩すことによって、ＴＭ０１δ
-(x-y)モードからＴＥ０１δ-zモードへエネルギが移
る。したがって同図の（Ｃ）の左側に示す図のように、
たとえば孔ｈ２の内径を広げて孔ｈ１と差をもたせるこ
とによって結合係数ｋ１２を調整する。
【００３９】同様に図１５の（Ｂ）の右側に示す図はＴ
Ｅ０１δ-zモードとＴＭ０１δ-(x+ y)モードにおける電
界分布を重ねて示した図である。この場合、Ｃ点とＤ点
の電界の強さのバランスを崩すことによって、ＴＥ０１
δ-zモードからＴＭ０１δ-( x+y)モードへエネルギが移
る。したがって同図の（Ｃ）の右側に示す図のように、
たとえば孔ｈ４の内径を広げて孔ｈ３と差をもたせるこ
とによって結合係数ｋ２３を調整する。
Ｅ０１δ-zモードとＴＭ０１δ-(x+ y)モードにおける電
界分布を重ねて示した図である。この場合、Ｃ点とＤ点
の電界の強さのバランスを崩すことによって、ＴＥ０１
δ-zモードからＴＭ０１δ-( x+y)モードへエネルギが移
る。したがって同図の（Ｃ）の右側に示す図のように、
たとえば孔ｈ４の内径を広げて孔ｈ３と差をもたせるこ
とによって結合係数ｋ２３を調整する。
【００４０】図１６は５つの共振モードを順次結合させ
て５段の共振器として作用させる例を示す図である。誘
電体コアの構成は図１１に示したものと同様である。図
１６において実線は電界、破線は磁界の分布をそれぞれ
示している。
て５段の共振器として作用させる例を示す図である。誘
電体コアの構成は図１１に示したものと同様である。図
１６において実線は電界、破線は磁界の分布をそれぞれ
示している。
【００４１】まずＴＭ０１δ-(x-y)とＴＥ０１δ-(x+y)
とを結合させる場合について考える。図１７は図１６に
おけるａ−ａ部分の断面における上記２つのモードの電
磁界分布を示す図である。（Ｂ）はその２つの電界分布
を重ねて示したものである。このようにａ−ａ断面にお
けるＴＭ０１δ-(x-y)とＴＥ０１δ-(x+y)の電界の強さ
のバランスを崩すことによって、ＴＭ０１δ-(x-y)から
ＴＥ０１δ-(x+y)へエネルギが移る。したがって図１８
に示すように、ａ−ａ断面において上面と下面とで孔の
大きさを異ならせる。同図に示す例では、誘電体コア１
の上面に（ｘ＋ｙ）軸方向に延びる溝ｇを設ける。
とを結合させる場合について考える。図１７は図１６に
おけるａ−ａ部分の断面における上記２つのモードの電
磁界分布を示す図である。（Ｂ）はその２つの電界分布
を重ねて示したものである。このようにａ−ａ断面にお
けるＴＭ０１δ-(x-y)とＴＥ０１δ-(x+y)の電界の強さ
のバランスを崩すことによって、ＴＭ０１δ-(x-y)から
ＴＥ０１δ-(x+y)へエネルギが移る。したがって図１８
に示すように、ａ−ａ断面において上面と下面とで孔の
大きさを異ならせる。同図に示す例では、誘電体コア１
の上面に（ｘ＋ｙ）軸方向に延びる溝ｇを設ける。
【００４２】次に、図１６に示したＴＥ０１δ-(x+y)と
ＴＥ０１δ-zモードとの結合について考える。図１９の
（Ａ）は誘電体コアのｂ−ｂ部分の断面における上記２
つのモードの電界分布を示す図である。また（Ｂ）はそ
の結合モードであるイーブンモードとオッドモードの電
界分布を示す図である。上記２つのモードを結合させる
場合、このイーブンモードの共振周波数ｆｅとオッドモ
ードの共振周波数ｆｏに差をもたせればよい。そのため
に図２０に示すようにｂ−ｂ部分の断面における対角線
方向の対称性を崩す。この例では、孔ｈ２の上面開口部
付近と孔ｈ１の下面開口部付近に溝ｇをそれぞれ形成す
る。このことにより図１９の（Ｂ）に示したイーブンモ
ードの共振周波数ｆｅがオッドモードの共振周波数ｆｏ
より高くなり、その差に応じた結合係数でＴＥ０１δ
-(x+y)とＴＥ０１δ-zモードとが結合することになる。
ＴＥ０１δ-zモードとの結合について考える。図１９の
（Ａ）は誘電体コアのｂ−ｂ部分の断面における上記２
つのモードの電界分布を示す図である。また（Ｂ）はそ
の結合モードであるイーブンモードとオッドモードの電
界分布を示す図である。上記２つのモードを結合させる
場合、このイーブンモードの共振周波数ｆｅとオッドモ
ードの共振周波数ｆｏに差をもたせればよい。そのため
に図２０に示すようにｂ−ｂ部分の断面における対角線
方向の対称性を崩す。この例では、孔ｈ２の上面開口部
付近と孔ｈ１の下面開口部付近に溝ｇをそれぞれ形成す
る。このことにより図１９の（Ｂ）に示したイーブンモ
ードの共振周波数ｆｅがオッドモードの共振周波数ｆｏ
より高くなり、その差に応じた結合係数でＴＥ０１δ
-(x+y)とＴＥ０１δ-zモードとが結合することになる。
【００４３】次に、図１６に示した３段目と４段目の結
合すなわちＴＥ０１δ-zモードとＴＥ０１δ-(x-y)との
結合を考える。図２１は誘電体コアのａ−ａ部分の断面
における上記２つのモードの電界分布を示す図である。
また（Ｂ）はその結合モードであるイーブンモードとオ
ッドモードの電界分布を示す図である。上記２つのモー
ドを結合させる場合、このイーブンモードの共振周波数
ｆｅとオッドモードの共振周波数ｆｏに差をもたせれば
よい。そのために図２２に示すようにａ−ａ部分の断面
における対角線方向の対称性を崩す。この例では、孔ｈ
３の上面開口部付近と孔ｈ４の下面開口部付近に溝ｇを
それぞれ形成する。このことにより図２１の（Ｂ）に示
したオッドモードの共振周波数ｆｏがイーブンモードの
共振周波数ｆｅより高くなり、その差に応じた結合係数
でＴＥ０１δ-zモードとＴＥ０１δ-(x-y)とが結合する
ことになる。
合すなわちＴＥ０１δ-zモードとＴＥ０１δ-(x-y)との
結合を考える。図２１は誘電体コアのａ−ａ部分の断面
における上記２つのモードの電界分布を示す図である。
また（Ｂ）はその結合モードであるイーブンモードとオ
ッドモードの電界分布を示す図である。上記２つのモー
ドを結合させる場合、このイーブンモードの共振周波数
ｆｅとオッドモードの共振周波数ｆｏに差をもたせれば
よい。そのために図２２に示すようにａ−ａ部分の断面
における対角線方向の対称性を崩す。この例では、孔ｈ
３の上面開口部付近と孔ｈ４の下面開口部付近に溝ｇを
それぞれ形成する。このことにより図２１の（Ｂ）に示
したオッドモードの共振周波数ｆｏがイーブンモードの
共振周波数ｆｅより高くなり、その差に応じた結合係数
でＴＥ０１δ-zモードとＴＥ０１δ-(x-y)とが結合する
ことになる。
【００４４】次に、図１６に示したＴＥ０１δ-(x-y)と
ＴＭ０１δ-(x+y)とを結合させる場合について考える。
図２３の（Ａ）は図１６におけるｂ−ｂ部分の断面にお
ける上記２つのモードの電磁界分布を示す図である。
（Ｂ）はその２つの電界分布を重ねて示したものであ
る。このようにｂ−ｂ断面におけるＴＥ０１δ-(x-y)と
ＴＭ０１δ-(x+y)の電界の強さのバランスを崩すことに
よって、ＴＥ０１δ-(x-y)からＴＭ０１δ-(x+y)へエネ
ルギが移る。したがって図２４に示すように、ｂ−ｂ断
面において上面と下面とで孔の大きさを異ならせる。同
図に示す例では、誘電体コア１の上面に（ｘ−ｙ）軸方
向に延びる溝ｇを設ける。
ＴＭ０１δ-(x+y)とを結合させる場合について考える。
図２３の（Ａ）は図１６におけるｂ−ｂ部分の断面にお
ける上記２つのモードの電磁界分布を示す図である。
（Ｂ）はその２つの電界分布を重ねて示したものであ
る。このようにｂ−ｂ断面におけるＴＥ０１δ-(x-y)と
ＴＭ０１δ-(x+y)の電界の強さのバランスを崩すことに
よって、ＴＥ０１δ-(x-y)からＴＭ０１δ-(x+y)へエネ
ルギが移る。したがって図２４に示すように、ｂ−ｂ断
面において上面と下面とで孔の大きさを異ならせる。同
図に示す例では、誘電体コア１の上面に（ｘ−ｙ）軸方
向に延びる溝ｇを設ける。
【００４５】上記の実施形態では誘電体コアの各共振モ
ードと外部回路との結合手段については図示していない
が、たとえば結合ループを用いる場合、次に述べるよう
に結合させるべきモードの磁界が過る方向に結合ループ
を配置することによって外部結合をとればよい。
ードと外部回路との結合手段については図示していない
が、たとえば結合ループを用いる場合、次に述べるよう
に結合させるべきモードの磁界が過る方向に結合ループ
を配置することによって外部結合をとればよい。
【００４６】以上に示した例では、複数の共振モードを
順次結合させたが、各共振モード間を結合させずに、独
立させて使用する例を図２５を参照して次に示す。図２
５において二点鎖線はキャビティであり、このキャビテ
ィ内に誘電体コア１を配置している。誘電体コア１の支
持構造については省略している。同図の（Ａ）は帯域阻
止フィルタを構成する例である。４ａ，４ｂ，４ｃはそ
れぞれ結合ループであり、結合ループ４ａはｙ−ｚ面に
平行な面の磁界（ＴＭ０１δ-xモードの磁界）に結合
し、結合ループ４ｂはｘ−ｚ面に平行な面の磁界（ＴＭ
０１δ -yモードの磁界）に結合し、結合ループ４ｃはｘ
−ｙ面に平行な面の磁界（ＴＭ０１δ-zモードの磁界）
に結合する。これらの結合ループ４ａ，４ｂ，４ｃのそ
れぞれの一端は接地していて、結合ループ４ａと４ｂの
他端同士および４ｂと４ｃの他端同士をλ／４またはそ
の奇数倍の電気長を有する伝送線路５，５を介してそれ
ぞれ接続している。そして結合ループ４ａ，４ｃの他端
を信号の入出力端としている。この構成により、３つの
共振器のうち隣接する共振器がπ／２の位相差をもって
線路に接続された帯域阻止フィルタを得る。
順次結合させたが、各共振モード間を結合させずに、独
立させて使用する例を図２５を参照して次に示す。図２
５において二点鎖線はキャビティであり、このキャビテ
ィ内に誘電体コア１を配置している。誘電体コア１の支
持構造については省略している。同図の（Ａ）は帯域阻
止フィルタを構成する例である。４ａ，４ｂ，４ｃはそ
れぞれ結合ループであり、結合ループ４ａはｙ−ｚ面に
平行な面の磁界（ＴＭ０１δ-xモードの磁界）に結合
し、結合ループ４ｂはｘ−ｚ面に平行な面の磁界（ＴＭ
０１δ -yモードの磁界）に結合し、結合ループ４ｃはｘ
−ｙ面に平行な面の磁界（ＴＭ０１δ-zモードの磁界）
に結合する。これらの結合ループ４ａ，４ｂ，４ｃのそ
れぞれの一端は接地していて、結合ループ４ａと４ｂの
他端同士および４ｂと４ｃの他端同士をλ／４またはそ
の奇数倍の電気長を有する伝送線路５，５を介してそれ
ぞれ接続している。そして結合ループ４ａ，４ｃの他端
を信号の入出力端としている。この構成により、３つの
共振器のうち隣接する共振器がπ／２の位相差をもって
線路に接続された帯域阻止フィルタを得る。
【００４７】なお、同様にして、結合ループを介して、
および必要に応じて伝送線路を介して所定の共振モード
間を結合させて、帯域通過フィルタを構成してもよい。
および必要に応じて伝送線路を介して所定の共振モード
間を結合させて、帯域通過フィルタを構成してもよい。
【００４８】図２５の（Ｂ）は合成器または分配器を構
成する例である。ここで４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄはそれ
ぞれ結合ループであり、結合ループ４ａはｙ−ｚ面に平
行な面の磁界（ＴＭ０１δ-xモードの磁界）に結合し、
結合ループ４ｂはｘ−ｚ面に平行な面の磁界（ＴＭ０１
δ-yモードの磁界）に結合し、結合ループ４ｃはｘ−ｙ
面に平行な面の磁界（ＴＭ０１δ-zモードの磁界）に結
合する。そして結合ループ４ｄは、そのループ面がｙ−
ｚ面、ｘ−ｚ面、ｘ−ｙ面のいずれの面に対しても傾い
ていて、上記３つのモードの磁界にそれぞれ結合する。
これらの結合ループのそれぞれの一端は接地していて、
他端は信号入力端または出力端としている。すなわち合
成器として用いる場合は、結合ループ４ａ，４ｂ，４ｃ
から信号を入力し、結合ループ４ｄから信号を出力す
る。また分配器として用いる場合は、結合ループ４ｄか
ら信号を入力し、結合ループ４ａ，４ｂ，４ｃから信号
を出力する。これにより、３入力１出力の合成器または
１入力３出力の分配器を得る。
成する例である。ここで４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄはそれ
ぞれ結合ループであり、結合ループ４ａはｙ−ｚ面に平
行な面の磁界（ＴＭ０１δ-xモードの磁界）に結合し、
結合ループ４ｂはｘ−ｚ面に平行な面の磁界（ＴＭ０１
δ-yモードの磁界）に結合し、結合ループ４ｃはｘ−ｙ
面に平行な面の磁界（ＴＭ０１δ-zモードの磁界）に結
合する。そして結合ループ４ｄは、そのループ面がｙ−
ｚ面、ｘ−ｚ面、ｘ−ｙ面のいずれの面に対しても傾い
ていて、上記３つのモードの磁界にそれぞれ結合する。
これらの結合ループのそれぞれの一端は接地していて、
他端は信号入力端または出力端としている。すなわち合
成器として用いる場合は、結合ループ４ａ，４ｂ，４ｃ
から信号を入力し、結合ループ４ｄから信号を出力す
る。また分配器として用いる場合は、結合ループ４ｄか
ら信号を入力し、結合ループ４ａ，４ｂ，４ｃから信号
を出力する。これにより、３入力１出力の合成器または
１入力３出力の分配器を得る。
【００４９】上述の例では３つの共振モードを独立させ
て利用したが、４つ以上のモードを利用してもよい。ま
た複数の共振モードのうち、幾つかを順次結合させて帯
域通過フィルタを構成し、他の共振モードを独立させて
たとえば帯域阻止フィルタを構成すれば、帯域通過フィ
ルタと帯域阻止フィルタを組み合わせた複合フィルタを
構成することも可能となる。
て利用したが、４つ以上のモードを利用してもよい。ま
た複数の共振モードのうち、幾つかを順次結合させて帯
域通過フィルタを構成し、他の共振モードを独立させて
たとえば帯域阻止フィルタを構成すれば、帯域通過フィ
ルタと帯域阻止フィルタを組み合わせた複合フィルタを
構成することも可能となる。
【００５０】次に、３重モードの誘電体共振器装置の例
を図２８〜図３２を参照して説明する。図２８は３重モ
ードの誘電体共振器装置の基本構成部分の斜視図であ
る。同図において１は、２辺が略同一長さで他の１辺が
２辺の長さより短い、正方形板状の誘電体コア、２は角
筒形状のキャビティ、３は誘電体コア１をキャビティ２
の略中央部に支持するための支持体である。キャビティ
２の外周面には導電体膜を形成していて、２つの開口面
には導電体膜を形成した誘電体板または金属板を配置し
て略直方体形状のシールド空間を構成する。また、必要
に応じてキャビティ２の開口面に他のキャビティの開口
面を対向させ、所定の共振モードの電磁界を結合させて
多段化を図る。
を図２８〜図３２を参照して説明する。図２８は３重モ
ードの誘電体共振器装置の基本構成部分の斜視図であ
る。同図において１は、２辺が略同一長さで他の１辺が
２辺の長さより短い、正方形板状の誘電体コア、２は角
筒形状のキャビティ、３は誘電体コア１をキャビティ２
の略中央部に支持するための支持体である。キャビティ
２の外周面には導電体膜を形成していて、２つの開口面
には導電体膜を形成した誘電体板または金属板を配置し
て略直方体形状のシールド空間を構成する。また、必要
に応じてキャビティ２の開口面に他のキャビティの開口
面を対向させ、所定の共振モードの電磁界を結合させて
多段化を図る。
【００５１】図２８に示した支持体３は、誘電体コア１
より低誘電率のセラミック材料を用い、誘電体コア１と
キャビティ２の内壁面との間にそれぞれ配置して焼成一
体化する。
より低誘電率のセラミック材料を用い、誘電体コア１と
キャビティ２の内壁面との間にそれぞれ配置して焼成一
体化する。
【００５２】図２８に示した誘電体コア１による共振モ
ードを図２９〜３１に示す。これらの図においてｘ，
ｙ，ｚは図２８に示した３次元方向の座標軸であり、図
２９〜図３１では２次元の各面における断面図をそれぞ
れ示している。図２９〜図３１における実線の矢印は電
界ベクトル、破線の矢印は磁界ベクトル、“・”記号お
よび“×”記号は電界または磁界の方向を示している。
なお、図２９〜図３１ではｙ方向のＴＥ０１δモード
（ＴＥ０１δ-y）、ｘ方向のＴＭ０１δモード（ＴＭ０
１δ-x）、ｚ方向のＴＭ０１δモード（ＴＭ０１δ-z）
について示している。
ードを図２９〜３１に示す。これらの図においてｘ，
ｙ，ｚは図２８に示した３次元方向の座標軸であり、図
２９〜図３１では２次元の各面における断面図をそれぞ
れ示している。図２９〜図３１における実線の矢印は電
界ベクトル、破線の矢印は磁界ベクトル、“・”記号お
よび“×”記号は電界または磁界の方向を示している。
なお、図２９〜図３１ではｙ方向のＴＥ０１δモード
（ＴＥ０１δ-y）、ｘ方向のＴＭ０１δモード（ＴＭ０
１δ-x）、ｚ方向のＴＭ０１δモード（ＴＭ０１δ-z）
について示している。
【００５３】図３２は誘電体コアの厚みと６つのモード
の共振周波数との関係を示している。（Ａ）の縦軸は共
振周波数、（Ｂ）の縦軸はＴＭ０１δ-xモードを基準と
した共振周波数比をとって表している。また、（Ａ），
（Ｂ）において、横軸は誘電体コアの厚みを偏平率によ
って表したものである。なお、ＴＥ０１δ-zモードとＴ
Ｅ０１δ-xモードは対称であるため、ＴＥ０１δ-zモー
ドを表す△マークはＴＥ０１δ-xモードを表す▲マーク
に重なっている。同様に、ＴＭ０１δ-zモードとＴＭ０
１δ-xモードは対称であるため、ＴＭ０１δ-zモードを
表す○マークはＴＭ０１δ-xモードを表す●マークに重
なっている。
の共振周波数との関係を示している。（Ａ）の縦軸は共
振周波数、（Ｂ）の縦軸はＴＭ０１δ-xモードを基準と
した共振周波数比をとって表している。また、（Ａ），
（Ｂ）において、横軸は誘電体コアの厚みを偏平率によ
って表したものである。なお、ＴＥ０１δ-zモードとＴ
Ｅ０１δ-xモードは対称であるため、ＴＥ０１δ-zモー
ドを表す△マークはＴＥ０１δ-xモードを表す▲マーク
に重なっている。同様に、ＴＭ０１δ-zモードとＴＭ０
１δ-xモードは対称であるため、ＴＭ０１δ-zモードを
表す○マークはＴＭ０１δ-xモードを表す●マークに重
なっている。
【００５４】このように、誘電体コアの厚みを薄くする
（偏平率を小さくする）程、ＴＥ０１δ-yモード、ＴＭ
０１δ-xモード、ＴＭ０１δ-zモードの共振周波数と、
ＴＭ０１δ-yモード、ＴＥ０１δ-xモード、ＴＥ０１δ
-zモードの共振周波数との差が大きくなる。
（偏平率を小さくする）程、ＴＥ０１δ-yモード、ＴＭ
０１δ-xモード、ＴＭ０１δ-zモードの共振周波数と、
ＴＭ０１δ-yモード、ＴＥ０１δ-xモード、ＴＥ０１δ
-zモードの共振周波数との差が大きくなる。
【００５５】この実施形態では上記の関係を利用して誘
電体コアの厚み寸法を設定し、ＴＥ０１δ-y、ＴＭ０１
δ-x、ＴＭ０１δ-zの３つのモードを用いる。他のＴＭ
０１δ-y、ＴＥ０１δ-x、ＴＥ０１δ-zの各モードの周
波数は上記３つのモードの周波数から遠ざけて影響を受
けないようにしている。
電体コアの厚み寸法を設定し、ＴＥ０１δ-y、ＴＭ０１
δ-x、ＴＭ０１δ-zの３つのモードを用いる。他のＴＭ
０１δ-y、ＴＥ０１δ-x、ＴＥ０１δ-zの各モードの周
波数は上記３つのモードの周波数から遠ざけて影響を受
けないようにしている。
【００５６】次に、上記３重モードの誘電体共振器装置
を用いた誘電体フィルタの例を図３３を参照して説明す
る。図３３において、１ａ，１ｄは角柱状の誘電体コア
であり、ＴＭ１重モードの誘電体共振器として用いる。
１ｂ，１ｃは２辺が略同一長さで他の１辺が２辺の長さ
より短い正方形板状の誘電体コアであり、上記３重モー
ドの誘電体共振器として用いる。この３重モードは図１
５に示したとおり、ＴＭ０１δ-(x-y)モード、ＴＥ０１
δ-zモード、ＴＭ０１δ-(x+y)モードの３つのモードで
ある。
を用いた誘電体フィルタの例を図３３を参照して説明す
る。図３３において、１ａ，１ｄは角柱状の誘電体コア
であり、ＴＭ１重モードの誘電体共振器として用いる。
１ｂ，１ｃは２辺が略同一長さで他の１辺が２辺の長さ
より短い正方形板状の誘電体コアであり、上記３重モー
ドの誘電体共振器として用いる。この３重モードは図１
５に示したとおり、ＴＭ０１δ-(x-y)モード、ＴＥ０１
δ-zモード、ＴＭ０１δ-(x+y)モードの３つのモードで
ある。
【００５７】４ａ〜４ｅはそれぞれ結合ループである。
結合ループ４ａの一端はキャビティ２に接続し、他端は
たとえば同軸コネクタ（不図示）の中心導体に接続して
いる。誘電体コア１ａによるＴＭ１重モードの磁界（磁
力線）が結合ループ４ａのループ面を過る向きに結合ル
ープ４ａを配置することによって、結合ループ４ａは誘
電体コア１ａによるＴＭ１重モードに対して磁界結合す
る。結合ループ４ｂの一方の端部付近は誘電体コア１ａ
のＴＭ１重モードに磁界結合する向きに延びていて、他
方の端部付近は誘電体コア１ｂのＴＭ０１δ-(x-y)モー
ドに磁界結合する向きに延びている。そして、結合ルー
プ４ｂの両端をキャビティ２に接続している。結合ルー
プ４ｃの一方の端部付近は誘電体コア１ｂのＴＭ０１δ
-(x+y)モードに磁界結合する向きに延びていて、他方の
端部は誘電体コア１ｃのＴＭ０１δ-(x-y)モードに磁界
結合する向きに延びている。そして、結合ループ４ｃの
両端をキャビティ２に接続している。さらに、結合ルー
プ４ｄの一方の端部は誘電体コア１ｃのＴＭ０１δ
-(x+y)モードに磁界結合する向きに延びていて、他方の
端部は誘電体コア１ｄによるＴＭ１重モードの電磁界に
対して磁界結合する向きに延びている。そして、結合ル
ープ４ｄの両端をキャビティ２に接続している。結合ル
ープ４ｅは誘電体コア１ｄによるＴＭ１重モードに対し
て磁界結合する向きに配置していて、一方の端部をキャ
ビティ２に接続し、他方の端部を同軸コネクタ（不図
示）の中心導体に接続している。
結合ループ４ａの一端はキャビティ２に接続し、他端は
たとえば同軸コネクタ（不図示）の中心導体に接続して
いる。誘電体コア１ａによるＴＭ１重モードの磁界（磁
力線）が結合ループ４ａのループ面を過る向きに結合ル
ープ４ａを配置することによって、結合ループ４ａは誘
電体コア１ａによるＴＭ１重モードに対して磁界結合す
る。結合ループ４ｂの一方の端部付近は誘電体コア１ａ
のＴＭ１重モードに磁界結合する向きに延びていて、他
方の端部付近は誘電体コア１ｂのＴＭ０１δ-(x-y)モー
ドに磁界結合する向きに延びている。そして、結合ルー
プ４ｂの両端をキャビティ２に接続している。結合ルー
プ４ｃの一方の端部付近は誘電体コア１ｂのＴＭ０１δ
-(x+y)モードに磁界結合する向きに延びていて、他方の
端部は誘電体コア１ｃのＴＭ０１δ-(x-y)モードに磁界
結合する向きに延びている。そして、結合ループ４ｃの
両端をキャビティ２に接続している。さらに、結合ルー
プ４ｄの一方の端部は誘電体コア１ｃのＴＭ０１δ
-(x+y)モードに磁界結合する向きに延びていて、他方の
端部は誘電体コア１ｄによるＴＭ１重モードの電磁界に
対して磁界結合する向きに延びている。そして、結合ル
ープ４ｄの両端をキャビティ２に接続している。結合ル
ープ４ｅは誘電体コア１ｄによるＴＭ１重モードに対し
て磁界結合する向きに配置していて、一方の端部をキャ
ビティ２に接続し、他方の端部を同軸コネクタ（不図
示）の中心導体に接続している。
【００５８】誘電体コア１ｂによる３重モードの誘電体
共振器および誘電体コア１ｃによる３重モードの誘電体
共振器には結合調整用孔ｈ２，ｈ４をそれぞれ形成して
いる。図１５に示したように、結合調整用孔ｈ２により
ＴＭ０１δ-(x-y)モードからＴＥ０１δ-zモードへエネ
ルギーが移るようにし、結合調整用孔ｈ４によりＴＥ０
１δ-zモードからＴＭ０１δ-(x+y)モードへエネルギー
が移るようにしている。これにより、誘電体コア１ｂ，
１ｃはそれぞれ３段の共振器が縦続接続された共振器回
路を構成する。したがって、全体として１＋３＋３＋１
で８段の共振器を縦続接続して成る誘電体フィルタとし
て作用する。
共振器および誘電体コア１ｃによる３重モードの誘電体
共振器には結合調整用孔ｈ２，ｈ４をそれぞれ形成して
いる。図１５に示したように、結合調整用孔ｈ２により
ＴＭ０１δ-(x-y)モードからＴＥ０１δ-zモードへエネ
ルギーが移るようにし、結合調整用孔ｈ４によりＴＥ０
１δ-zモードからＴＭ０１δ-(x+y)モードへエネルギー
が移るようにしている。これにより、誘電体コア１ｂ，
１ｃはそれぞれ３段の共振器が縦続接続された共振器回
路を構成する。したがって、全体として１＋３＋３＋１
で８段の共振器を縦続接続して成る誘電体フィルタとし
て作用する。
【００５９】次に、上記３重モードの誘電体共振器装置
を用いた他の誘電体フィルタの例を図３４を参照して説
明する。図３３に示した例では、隣接する誘電体コアに
よるそれぞれの共振モードに結合する結合ループを設け
たが、各誘電体共振器装置を誘電体コア毎に独立して設
けてもよい。図３４において、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ
はそれぞれ誘電体共振器装置であり、これらは、図３３
に示した各誘電体コアによる共振器をそれぞれ分離した
ものに相当する。但し、各誘電体共振器装置に設ける２
つの結合ループが互いに干渉しないように、なるべく離
れた位置に配置している。４ａ，４ｂ１，４ｂ２，４ｃ
１，４ｃ２，４ｄ１，４ｄ２，４ｅはそれぞれ結合ルー
プであり、それぞれの結合ループの一端をキャビティ内
に接地し、他端を同軸ケーブルの中心導体に半田付けま
たはカシメによって接続している。また、同軸ケーブル
の外導体はキャビティに半田付け等によって接続してい
る。なお、誘電体共振器６ｄについては、図が煩雑にな
らないように、結合ループ４ｄ２を示す図と結合ループ
４ｅを示す図とに分離して表している。
を用いた他の誘電体フィルタの例を図３４を参照して説
明する。図３３に示した例では、隣接する誘電体コアに
よるそれぞれの共振モードに結合する結合ループを設け
たが、各誘電体共振器装置を誘電体コア毎に独立して設
けてもよい。図３４において、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ
はそれぞれ誘電体共振器装置であり、これらは、図３３
に示した各誘電体コアによる共振器をそれぞれ分離した
ものに相当する。但し、各誘電体共振器装置に設ける２
つの結合ループが互いに干渉しないように、なるべく離
れた位置に配置している。４ａ，４ｂ１，４ｂ２，４ｃ
１，４ｃ２，４ｄ１，４ｄ２，４ｅはそれぞれ結合ルー
プであり、それぞれの結合ループの一端をキャビティ内
に接地し、他端を同軸ケーブルの中心導体に半田付けま
たはカシメによって接続している。また、同軸ケーブル
の外導体はキャビティに半田付け等によって接続してい
る。なお、誘電体共振器６ｄについては、図が煩雑にな
らないように、結合ループ４ｄ２を示す図と結合ループ
４ｅを示す図とに分離して表している。
【００６０】結合ループ４ａ，４ｂ１は誘電体コア１ａ
にそれぞれ結合し、結合ループ４ｂ２は誘電体コア１ｂ
のＴＭ０１δ-(x-z)に結合し、結合ループ４ｃ１は誘電
体コア１ｂのＴＭ０１δ-(x+z)に結合する。同様に、結
合ループ４ｃ２は誘電体コア１ｃのＴＭ０１δ-(x-z)に
結合し、結合ループ４ｄ１は誘電体コア１ｃのＴＭ０１
δ-(x+z)に結合し、結合ループ４ｄ２，４ｅは誘電体コ
ア１ｄにそれぞれ結合する。
にそれぞれ結合し、結合ループ４ｂ２は誘電体コア１ｂ
のＴＭ０１δ-(x-z)に結合し、結合ループ４ｃ１は誘電
体コア１ｂのＴＭ０１δ-(x+z)に結合する。同様に、結
合ループ４ｃ２は誘電体コア１ｃのＴＭ０１δ-(x-z)に
結合し、結合ループ４ｄ１は誘電体コア１ｃのＴＭ０１
δ-(x+z)に結合し、結合ループ４ｄ２，４ｅは誘電体コ
ア１ｄにそれぞれ結合する。
【００６１】したがって、結合ループ４ｂ１，４ｂ２間
を同軸ケーブルで接続し、結合ループ４ｃ１，４ｃ２間
を同軸ケーブルで接続し、さらに結合ループ４ｄ１，４
ｄ２間を同軸ケーブルで接続することによって、全体と
して図３４に示したものと同様に、１＋３＋３＋１で８
段の共振器を縦続接続して成る誘電体フィルタとして作
用する。
を同軸ケーブルで接続し、結合ループ４ｃ１，４ｃ２間
を同軸ケーブルで接続し、さらに結合ループ４ｄ１，４
ｄ２間を同軸ケーブルで接続することによって、全体と
して図３４に示したものと同様に、１＋３＋３＋１で８
段の共振器を縦続接続して成る誘電体フィルタとして作
用する。
【００６２】次に、送受共用器の構成例を図３５に示
す。ここで送信フィルタと受信フィルタは上記誘電体フ
ィルタの構成から成る帯域通過フィルタであり、送信フ
ィルタは送信信号の周波数を、受信フィルタは受信信号
の周波数を通過させる。送信フィルタの出力ポートと受
信フィルタの入力ポートとの接続位置は、その接続点か
ら、送信フィルタの最終段の共振器の等価的な短絡面ま
での電気長が、受信信号の周波数の波長で１／４波長の
奇数倍となり、且つ上記接続点から、受信フィルタの初
段の共振器の等価的な短絡面までの電気長が、送信信号
の周波数の波長で１／４波長の奇数倍となる関係として
いる。これにより、送信信号と受信信号とを確実に分岐
させる。
す。ここで送信フィルタと受信フィルタは上記誘電体フ
ィルタの構成から成る帯域通過フィルタであり、送信フ
ィルタは送信信号の周波数を、受信フィルタは受信信号
の周波数を通過させる。送信フィルタの出力ポートと受
信フィルタの入力ポートとの接続位置は、その接続点か
ら、送信フィルタの最終段の共振器の等価的な短絡面ま
での電気長が、受信信号の周波数の波長で１／４波長の
奇数倍となり、且つ上記接続点から、受信フィルタの初
段の共振器の等価的な短絡面までの電気長が、送信信号
の周波数の波長で１／４波長の奇数倍となる関係として
いる。これにより、送信信号と受信信号とを確実に分岐
させる。
【００６３】このように、共通に用いるポートと個別の
ポートとの間に複数の誘電体フィルタを設けることによ
って、同様にしてダイプレクサやマルチプレクサを構成
することができる。
ポートとの間に複数の誘電体フィルタを設けることによ
って、同様にしてダイプレクサやマルチプレクサを構成
することができる。
【００６４】図３６は上記送受共用器（デュプレクサ）
を用いた通信装置の構成を示すブロック図である。この
ように、送信フィルタの入力ポートに送信回路、受信フ
ィルタの出力ポートに受信回路をそれぞれ接続し、デュ
プレクサの入出力ポートにアンテナを接続することによ
って、通信装置の高周波部を構成する。
を用いた通信装置の構成を示すブロック図である。この
ように、送信フィルタの入力ポートに送信回路、受信フ
ィルタの出力ポートに受信回路をそれぞれ接続し、デュ
プレクサの入出力ポートにアンテナを接続することによ
って、通信装置の高周波部を構成する。
【００６５】なお、その他に上記ダイプレクサ、マルチ
プレクサ、合成器、分配器等の回路素子を多重モード誘
電体共振器装置で構成して、これらの回路素子を用いて
通信装置を構成することにより、小型で高効率な通信装
置を得ることができる。
プレクサ、合成器、分配器等の回路素子を多重モード誘
電体共振器装置で構成して、これらの回路素子を用いて
通信装置を構成することにより、小型で高効率な通信装
置を得ることができる。
【００６６】
【発明の効果】請求項１，２に記載の発明によれば、略
直方体形状の誘電体コアを、略直方体形状のキャビティ
の略中央部に配置するようにしたため、ＴＭモードであ
りながら誘電体コアへの電磁界エネルギの集中度が高ま
り、キャビティに流れる実電流が微小となり、Ｑｏを高
くすることができる。しかも、単一の誘電体コアおよび
キャビティでありながら、２つまたは３つのＴＭモード
を利用することができ、全体に小型化を図ることができ
る。
直方体形状の誘電体コアを、略直方体形状のキャビティ
の略中央部に配置するようにしたため、ＴＭモードであ
りながら誘電体コアへの電磁界エネルギの集中度が高ま
り、キャビティに流れる実電流が微小となり、Ｑｏを高
くすることができる。しかも、単一の誘電体コアおよび
キャビティでありながら、２つまたは３つのＴＭモード
を利用することができ、全体に小型化を図ることができ
る。
【００６７】請求項３，４に記載の発明によれば、ＴＥ
モードでありながら２重または３重に多重化することが
でき、全体に小型化を図ることができる。
モードでありながら２重または３重に多重化することが
でき、全体に小型化を図ることができる。
【００６８】請求項５に記載の発明によれば、ＴＭモー
ドとＴＥモードの両モードを用いた誘電体共振器装置が
得られ、また４重以上の多重モードの誘電体共振器装置
となるため、全体にさらに小型化を図ることができる。
ドとＴＥモードの両モードを用いた誘電体共振器装置が
得られ、また４重以上の多重モードの誘電体共振器装置
となるため、全体にさらに小型化を図ることができる。
【００６９】たとえば、多重化された上記の各共振モー
ドを互いに結合させずに独立させて用いれば、帯域阻止
フィルタ、合成器、分配器など、複数の共振器による回
路を単一の誘電体コアを用いて小型に構成することがで
きる。
ドを互いに結合させずに独立させて用いれば、帯域阻止
フィルタ、合成器、分配器など、複数の共振器による回
路を単一の誘電体コアを用いて小型に構成することがで
きる。
【００７０】請求項６に記載の発明によれば、複数の誘
電体共振器を多段接続した共振器装置が構成され、帯域
通過型フィルタ特性を有する小型の誘電体共振器装置が
得られる。また、複数の共振モードのうち、幾つかを順
次結合させ、他の共振モードを独立した共振器として用
いれば、たとえば帯域通過フィルタと帯域阻止フィルタ
を組み合わせたフィルタを構成することも可能となる。
電体共振器を多段接続した共振器装置が構成され、帯域
通過型フィルタ特性を有する小型の誘電体共振器装置が
得られる。また、複数の共振モードのうち、幾つかを順
次結合させ、他の共振モードを独立した共振器として用
いれば、たとえば帯域通過フィルタと帯域阻止フィルタ
を組み合わせたフィルタを構成することも可能となる。
【００７１】請求項７に記載の発明によれば、Ｑの高い
フィルタ特性を有し且つ小型の誘電体フィルタが得られ
る。
フィルタ特性を有し且つ小型の誘電体フィルタが得られ
る。
【００７２】請求項８に記載の発明によれば、小型で低
損失な複合誘電体フィルタが得られる。
損失な複合誘電体フィルタが得られる。
【００７３】請求項９に記載の発明によれば、小型で低
損失な合成器が得られる。
損失な合成器が得られる。
【００７４】請求項１０に記載の発明によれば、小型で
低損失な分配器が得られる。
低損失な分配器が得られる。
【００７５】請求項１１に記載の発明によれば、小型で
高効率な通信装置が得られる。
高効率な通信装置が得られる。
【図１】第１の実施形態に係る多重モード誘電体共振器
装置の基本部分の構成を示す斜視図である。
装置の基本部分の構成を示す斜視図である。
【図２】同共振器装置の各モードにおける電磁界分布を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図３】同共振器装置の各モードにおける電磁界分布を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図４】同共振器装置の各モードにおける電磁界分布を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図５】第２の実施形態に係る多重モード誘電体共振器
装置の基本部分の構成を示す斜視図である。
装置の基本部分の構成を示す斜視図である。
【図６】同共振器装置の製造工程の一例を示す図であ
る。
る。
【図７】同共振器装置の各部の寸法を変化させた時の各
モードの共振周波数の変化を示す図である。
モードの共振周波数の変化を示す図である。
【図８】同共振器装置の各部の寸法を変化させた時の各
モードの共振周波数の変化を示す図である。
モードの共振周波数の変化を示す図である。
【図９】第３の実施形態に係る多重モード誘電体共振器
装置の誘電体コア部分の構成を示す斜視図である。
装置の誘電体コア部分の構成を示す斜視図である。
【図１０】同共振器装置の溝深さの変化に対する各モー
ドの共振周波数の変化を示す図である。
ドの共振周波数の変化を示す図である。
【図１１】第４〜６の実施形態に係る多重モード誘電体
共振器装置の各共振モード間の結合手段の説明に用いる
誘電体コア部分の斜視図である。
共振器装置の各共振モード間の結合手段の説明に用いる
誘電体コア部分の斜視図である。
【図１２】第４の実施形態に係る多重モード誘電体共振
器装置における２つのＴＭモードを結合させる場合の電
磁界分布の例を示す図である。
器装置における２つのＴＭモードを結合させる場合の電
磁界分布の例を示す図である。
【図１３】同共振器装置における２つの共振モードの磁
界分布の例を示す斜視図である。
界分布の例を示す斜視図である。
【図１４】同共振器装置における２つのモードの結合用
孔の構成を示す図である。
孔の構成を示す図である。
【図１５】第５の実施形態に係る多重モード誘電体共振
器装置における電磁界分布および結合調整用孔の構成を
示す図である。
器装置における電磁界分布および結合調整用孔の構成を
示す図である。
【図１６】第６の実施形態に係る多重モード誘電体共振
器装置における各モードの電磁界分布を示す図である。
器装置における各モードの電磁界分布を示す図である。
【図１７】図１６におけるａ−ａ部分の断面における２
つのモードの電磁界分布を示す図である。
つのモードの電磁界分布を示す図である。
【図１８】図１６における１段目と２段目の共振モード
間の結合調整用溝の構成を示す図である。
間の結合調整用溝の構成を示す図である。
【図１９】図１６におけるｂ−ｂ部分の断面における電
界分布を示す図である。
界分布を示す図である。
【図２０】図１６における２段目と３段目の共振モード
を結合させるための溝の構成を示す図である。
を結合させるための溝の構成を示す図である。
【図２１】図１６におけるａ−ａ部分の断面における電
界分布を示す図である。
界分布を示す図である。
【図２２】図１６における３段目と４段目の共振モード
間の結合調整用溝の構成を示す図である。
間の結合調整用溝の構成を示す図である。
【図２３】図１６におけるｂ−ｂ部分の断面における電
界分布を示す図である。
界分布を示す図である。
【図２４】図１６における４段目と５段目の共振モード
間の結合調整用溝の構成を示す図である。
間の結合調整用溝の構成を示す図である。
【図２５】第７の実施形態に係る多重モード誘電体共振
器装置の主要部の構成例を示す斜視図である。
器装置の主要部の構成例を示す斜視図である。
【図２６】従来の誘電体共振器装置の構成例を示す一部
破断斜視図である。
破断斜視図である。
【図２７】従来のシングルモードの誘電体共振器におけ
る電磁界分布の例を示す図である。
る電磁界分布の例を示す図である。
【図２８】第８の実施形態に係る多重モード誘電体共振
器装置の基本部分の構成を示す斜視図である。
器装置の基本部分の構成を示す斜視図である。
【図２９】同共振器装置の各モードにおける電磁界分布
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図３０】同共振器装置の各モードにおける電磁界分布
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図３１】同共振器装置の各モードにおける電磁界分布
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図３２】同共振器装置の誘電体コアの厚みと各モード
の共振周波数との関係を示す図である。
の共振周波数との関係を示す図である。
【図３３】誘電体フィルタの構成を示す図である。
【図３４】他の誘電体フィルタの構成を示す図である。
【図３５】送受共用器の構成を示す図である。
【図３６】通信装置の構成を示す図である。
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ−誘電体コア １′−連結部 ２−キャビティ ３−支持体 ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ−結合ループ ５−伝送線路 ｈｏ〜ｈ４−結合調整用孔 ｇ−溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗栖 徹 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 (11)
- 【請求項１】 略直方体形状の誘電体コアを略直方体形
状のキャビティの略中央部に配置し、前記誘電体コアの
ｘ，ｙ，ｚの直角座標でｙ−ｚ面に平行な面で磁界が回
るＴＭ０１δ-xモードと、ｘ−ｚ面に平行な面で磁界が
回るＴＭ０１δ-yモードを生じさせる多重モード誘電体
共振器装置。 - 【請求項２】 略直方体形状の誘電体コアを略直方体形
状のキャビティの略中央部に配置し、前記誘電体コアの
ｘ，ｙ，ｚの直角座標でｙ−ｚ面に平行な面で磁界が回
るＴＭ０１δ-xモードと、ｘ−ｚ面に平行な面で磁界が
回るＴＭ０１δ-yモードと、ｘ−ｙ面に平行な面で磁界
が回るＴＭ０１δ-zモードとを生じさせる多重モード誘
電体共振器装置。 - 【請求項３】 略直方体形状の誘電体コアを略直方体形
状のキャビティの略中央部に配置し、前記誘電体コアの
ｘ，ｙ，ｚの直角座標でｙ−ｚ面に平行な面で電界が回
るＴＥ０１δ-xモードと、ｘ−ｚ面に平行な面で電界が
回るＴＥ０１δ-yモードを生じさせる多重モード誘電体
共振器装置。 - 【請求項４】 略直方体形状の誘電体コアを略直方体形
状のキャビティの略中央部に配置し、前記誘電体コアの
ｘ，ｙ，ｚの直角座標でｙ−ｚ面に平行な面で電界が回
るＴＥ０１δ-xモードと、ｘ−ｚ面に平行な面で電界が
回るＴＥ０１δ-yモードと、ｘ−ｙ面に平行な面で電界
が回るＴＥ０１δ-zモードとを生じさせる多重モード誘
電体共振器装置。 - 【請求項５】 請求項１または請求項２に記載の各モー
ドと請求項３または請求項４に記載の各モードとを単一
の誘電体コアおよびキャビティで生じさせた多重モード
誘電体共振器装置。 - 【請求項６】 請求項１〜５のうちいずれかに記載の誘
電体共振器装置の各モードのうち所定のモード同士を結
合させて、共振器を多段化した誘電体共振器装置。 - 【請求項７】 請求項１〜６のうちいずれかに記載の誘
電体共振器装置と、該誘電体共振器装置の所定のモード
に外部結合する外部結合手段とを備えて成る誘電体フィ
ルタ。 - 【請求項８】 共通に用いる単一または複数のポートと
個別に用いる複数のポートとの間に請求項７に記載の誘
電体フィルタをそれぞれ設けて成る複合誘電体フィル
タ。 - 【請求項９】 請求項１〜６のうちいずれかに記載の誘
電体共振器装置と、該誘電体共振器装置の複数の所定の
モードにそれぞれ独立に外部結合する独立外部結合手段
と、前記誘電体共振器装置の複数の所定のモードに共通
に外部結合する共通外部結合手段とを備え、該共通外部
結合手段を出力ポート、前記複数の独立外部結合手段を
入力ポートとする合成器。 - 【請求項１０】 請求項１〜６のうちいずれかに記載の
誘電体共振器装置と、該誘電体共振器装置の複数の所定
のモードにそれぞれ独立に外部結合する独立外部結合手
段と、前記誘電体共振器装置の複数の所定のモードに共
通に外部結合する共通外部結合手段とを備え、該共通外
部結合手段を入力ポート、前記複数の独立外部結合手段
を出力ポートとする分配器。 - 【請求項１１】 請求項８に記載の複合誘電体フィル
タ、請求項９に記載の合成器、または請求項１０に記載
の分配器を高周波部に設けた通信装置。
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