KR20010089316A

KR20010089316A - 유전체 공진기 및 유전체 필터

Info

Publication number: KR20010089316A
Application number: KR1020017004910A
Authority: KR
Inventors: 후루타아츠시; 이소무라아키히로
Original assignee: 하네타 유이치; 가부시키가이샤 토킨; 니시가키 코지; 니폰덴키 가부시키가이샤
Priority date: 1999-08-20
Filing date: 2000-08-21
Publication date: 2001-09-29
Also published as: CN1321344A; WO2001015261A1; AU6597600A; CN1197193C; KR100631450B1; CA2348614A1; US6762658B1; DE60026037D1; DE60026037T2; EP1122807A4; EP1122807B1; EP1122807A1

Abstract

유전체 블록의 1점을 공유하는 3모서리부를 깎아내어 형성되는 3개의 면과, 각각 인접하는 다른 3개의 면을 갖고, 깎아낸 면과 인접하는 면이 이루는 각도가 45도이며, 깎아낸 면의 인접하는 면에 대한 면적비가 45%인 유전체 공진기(10)를, 공동의 대략 직방체형상의 실드 케이스(21) 내에 배치하고, 급수전 프로브(24 및 25)를 설치하여 유전체 필터를 구성한다.

Description

유전체 공진기 및 유전체 필터{DIELECTRIC RESONATOR AND DIELECTRIC FILTER}

종래, 차단 도파관 내에 원통형상 또는 직방체형상의 유전체를 연속적으로 배치하고, 유전체의 원통 TE_01δ모드, 또는 직사각형 TE_11δ모드의 공진을 이용하는 유전체 필터는 무부하 Q가 높고, 또한 도파관 형태의 필터에 비해 소형화가 가능하여, 저손실이며 소형화가 요구되는 필터에 널리 이용되고 있다(제 1 종래예). 이 모드의 공진은 유전체와 공기의 경계면에서 전계가 반사를 반복함으로써 발생한다. 공진 주파수는 유전체의 유전률과 크기에 의존한다. 유전률이 클수록 공진기를 소형화할 수 있다. 또, 이 공진에 의해 발생한 자계가 다음 단의 공진기를 여진(勵振)하고, 이것이 유전체 필터의 단간의 결합에 상당한다. 결합의 크기는 주로 공진기 간의 거리에 따라 정해지며, 거리가 클수록 결합량이 작다. 이러한 유전체 필터의 조정 수단으로는, 전계의 반사면과 수직 방향으로 나사를 넣어 공진 주파수를 올리거나, 공진기과 공진기 간에 나사를 넣어 결합을 강화하는 등의 방법이 취해진다.

또, 소형화를 꾀하기 위해, 2중 모드의 유전체 공진기를 이용한 유전체 필터도 있다(제 2 종래예). 이것은, 예를 들면 원통 도파관 내에 원통의 유전체 공진기를 원통축을 갖추어 도파관 중앙에 배치하고, 이 원통축에 직교하는 2방향에 발생하는 2개의 공진(HE_11δ모드)을 도파관측으로부터 나사 등의 수단에 의해, 공진의 전자계를 교란하여 결합시켜, 1개의 공진기로 2개의 공진을 얻는 것이다.

제 1 종래예에 관해 상술한 바와 같이, 유전체의 원통 TE_01δ, 직사각형 TE_11δ모드에 의한 공진기의 공진 주파수는, 유전체의 유전률과 크기에 의존하여, 유전률이 클수록 공진기를 소형화할 수 있으므로, 이 유전체 공진기를 이용한 필터를 소형화하기 위해서는, 유전체의 유전률을 높이는 것이 가장 간단한 방법이다.

그러나, 일반적으로 유전체 필터에서 사용되는 저손실의 유전체에 있어서는 유전률이 클수록 유전손실이 크다는 특징을 가지므로, 삽입손실을 작게 유지하면서 소형화하기에는 한계가 있다. 또한, 이러한 저손실의 유전체는 고가이며, 단 수가 늘어날수록 당연히 사용하는 유전체의 개수가 증가하므로, 고가의 필터가 되어 버린다.

또, 소형화를 위해 HE_11δ의 2중 모드의 유전체 공진기를 이용한 제 2 종래예의 필터에서는, HE_11δ가 최저차 모드가 아니므로, 사용하는 대역 근방에 불필요한 모드가 많이 여기되어, 대역 외 특성이 나빠져 버리는 경우가 많다는 문제가 있다.

한편, 종래부터 다수의 TE_01δ모드의 유전체 공진기를 사용하여, 예를 들면 마이크로파대의 무선 통신 등에서 사용하는 유전체 필터를 구성하는 경우, 1개의 공진을 위해 1개의 공진기가 필요하고, 게다가 각 공진기 간에는 결합을 위한 공간이 필요해지므로, 다수의 공진기와 각 공진기 간의 공간이 큰 용적이나 중량을 차지한 결과, 유전체 필터의 소형·경량화가 곤란했다. 따라서, 비교적 소형의 유전체 공진기를 사용한 대역 통과 필터라 해도, 복잡한 구성으로 대형이 되는 것을 피할 수 없다는 문제가 있었다.

그래서, 유전체 공진기를 사용하는 이점을 충분히 살려 극히 소형이고 간단한 구성의 대역통과 필터를 실현하기 위해, 다중 모드 공진이 가능한 유전체 공진기를 사용하여 유전체 필터를 구성하는 것이 제안되어 있다. 예를 들면, 특개평 7-58516호 공보에는, 2개의 공진 모드의 공진 주파수를 서로 다르게 하여, 복동조 대역 특성을 갖는 대역 통과 필터를 소형화하는 것이 제안되어 있으며, 그 중에서 TE₁₀₁, TE_11δ모드에 대해 2개의 공진 모드의 축퇴 결합이 개시되어 있다(제 3 종래예). 또, 특개평 11-145704호 공보에는, 대략 직방체형상의 유전체 블록에 있어서, 직각 좌표계에서의 각 면(x-y면, y-z면, x-z면)에 각각 평행인 면에 발생하는 TM_01δ모드 및 TE_01δ모드를 발생시킬 수 있는 다중 모드 유전체 공진기가 제안되어 있다(제 4 종래예).

그러나, 다단의 공진기가 요구되는 대역 통과 필터에 있어서는, 상술한 제 3 의 종래예의 특개평 7-58516호 공보에 기재되어 있는 것과 같은 2개의 공진 모드의측퇴 결합을 이용했다 하더라도, 유전체 공진기가 점유하는 용적이 커지는 것을 피할 수 없다. 또, 제 4 종래예의 특개평 11-145704호 공보에 기재되어 있는 것과 같은 3중 모드의 유전체 공진기라 해도, 공간적으로 직교하는 TM_01δ모드 및 TE_01δ모드의 혼성 결합을 이용하므로, 유전체 공진기의 두께를 공진 주파수에 맞출 필요가 있어, 제조 공정이 복잡해진다는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 제 1 목적은 제 1 및 제 2 종래예의 원통 TE_01δ, 직사각형 TE_11δ모드에 의한 유전체 필터의 무부하 Q가 높다는 이점을 살리면서, 지금까지 불필요하다고 여겨졌던 모드를 대역 내로 도입하여, 필터 특성에 필요한 공진의 일부로 작용시킴으로써, 유전체 공진기의 수를 대폭 감소시키는 것을 가능하도록 하여 소형화와 비용 저감을 꾀하고, 또한 대역 외 특성이 양호한 유전체 필터를 실현하는 것에 있다.

또, 본 발명의 제 2 목적은 상술한 제 3 및 제 4 종래예가 갖고 있었던 과제를 해결하여, 3중 모드의 공진이 가능하면서, 극히 소형이고 간단한 구성의 유전체 공진기, 및 이러한 유전체 공진기를 사용한 유전체 필터를 제공하는 것에 있다.

본 발명은 마이크로파대나 준 마이크로파대 등의 고주파대의 무선 통신 등에서 사용되는 유전체 필터 및 이러한 유전체 필터에 사용하는 유전체 공진기에 관한 것으로서, 특히 1개의 유전체 블록에서 3개의 공진 모드를 사용할 수 있는 3중 모드 유전체 공진기 및 이러한 유전체 공진기를 사용한 유전체 필터에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 3중 모드 유전체 공진기를 나타낸 투과 사시도,

도 2는 직사각형 TE_11δ모드의 공진을 설명하기 위한 도면이며, (a)는 전계가 작용하는 방향, (b)는 자계가 작용하는 방향을 각각 나타내며,

도 3은 공진기 1개로 3개의 공진이 차례차례 여기되는 원리를 설명하기 위한 도면이며, (a)는 z방향의 공진이 필터의 1단째, (b)는 x방향이 2단째, (c)는 y방향이 3단째인 것을 각각 나타내며,

도 4는 모서리부를 결락시키는 치수를 변화시킨 경우에, 결합이 어떻게 변화하는지를 설명하기 위한 도면이며, (a)는 그 결과를 나타낸 그래프, (b)는 모서리부를 결락시키는 부분의 치수 C와 이 결락 부분을 포함한 한 면 전체의 치수 L을 취하는 법을 각각 나타내며,

도 5는 3중 모드 유전체 공진기 1개를 이용한 실시예 1의 유전체 필터의 투과 사시도,

도 6은 도 5에 나타낸 유전체 필터의 특성예를 나타낸 도면이며, (a)는 통과손실 및 반사손실과 주파수의 관계, (b)는 통과손실의 광대역 특성을 각각 나타내며,

도 7은 종래의 TE_11δ모드를 이용한 3단의 유전체 필터의 비교예 1을 나타낸 투과 사시도,

도 8은 종래의 HE_11δ2중 모드를 이용한 유전체 필터의 비교예 2를 나타낸 투과 사시도,

도 9는 도 8에 나타낸 비교예 2의 유전체 필터의 통과 특성을 나타내며,

도 10은 3중 모드 유전체 공진기를 2개 이용한 실시예 2의 유전체 필터의 투과 사시도,

도 11은 3중 모드 유전체 공진기를 2개 이용한 유전체 필터에 있어서, 2개의 유전체 블록 사이에 금속 칸막이를 설치한 실시예 3의 유전체 필터의 투과 사시도,

도 12는 도 11에 나타낸 유전체 필터의 주파수 특성을 나타낸 도면,

도 13은 유전체 필터의 금속봉에 의한 조정 방법을 나타낸 도면,

도 14는 본 발명의 3중 모드 유전체 공진기와, 금속으로 이루어지는 TEM 모드 공진기를 조합하여 구성한 실시예 5의 8단 유전체 필터를 나타낸 투과 사시도,

도 15는 본 발명의 제 2 실시형태의 3중 모드 유전체 공진기를 설명하기 위한 도면이며, (a)는 그 3중 모드 유전체 공진기의 기본 구조를 나타낸 도면, (b)는 그 유전체 공진기에서의 3중 모드 공진의 전해면(電解面)을 나타낸 도면, (c)는 그 유전체 공진기에서 단일 모드만을 여진하는(바꿔 말하면, 무결합 상태로 여진하는)방법을 나타낸 도면,

도 16은 도 15(c)에 나타낸 단일 모드만을 여진한(바꿔 말하면, 무결합 상태로 여진한) 경우의 통과 특성을 나타낸 도면,

도 17은 실시예 1의 유전체 공진기를 나타낸 도면이며, (a)는 그 유전체 공진기를 한 시점에서 본 사시도, (b)는 그 유전체 공진기를 별개의 시점에서 본 사시도,

도 18은 실시예 1의 유전체 공진기를 재치한 유전체 필터의 구성을 나타낸 도면,

도 19는 도 18에 나타낸 유전체 필터의 통과 및 반사 특성을 나타낸 도면,

도 20은 실시예 2의 유전체 공진기를 나타낸 도면이며, (a)는 그 유전체 공진기를 한 시점에서 본 사시도, (b)는 그 유전체 공진기를 별개의 시점에서 본 사시도,

도 21은 실시예 3의 유전체 공진기와 급수전 프로브의 관계를 나타낸 도면,

도 22는 실시예 4의 유전체 공진기와 급수전 프로브의 관계를 나타낸 도면이며, (a)는 실시예 4의 유전체 필터의 요부를 나타낸 도면, (b)는 급수전 프로브의 설치 위치를 나타낸 도면,

도 23은 실시예 4의 유전체 필터의 감쇠 특성을 나타낸 도면,

도 24는 유전체 공진기를 복수 개 사용하는 경우를 설명하기 위한 도면이며, (a)는 유전체 공진기를 2개 사용한 실시예 5를 나타낸 도면, (b)는 유전체 공진기를 4개 사용하여 듀플렉서에 응용한 실시예 6을 나타낸 도면이다.

상기 본 발명의 제 1 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 1개의 유전체 블록에서 3개의 공진 모드를 사용하여 유전체 필터의 소형화를 꾀한다. 즉, 유전체 재료로 이루어지는 대략 직방체의 블록에서, 이 유전체 블록의 1개의 모서리부와, 이것과 평행이 되지 않는 또 1개의 모서리부를 결락시킴으로써, 단일한 유전체 블록 내의 3개의 공진 모드를 결합시킬 수 있다.

즉, 청구항 1에 기재된 유전체 공진기는, 대략 직방체형상의 유전체 블록의 한 모서리부를 결락시킴과 동시에, 상기 한 모서리부와 평행이 되지 않는 다른 한 모서리부를 결락시킴으로써, 상기 유전체 블록의 3개의 공진 모드를 결합시킨 것을 특징으로 한다.

대략 직방체의 유전체 블록에 있어서, 직사각형 TE_11δ모드가 직교하는 3축 방향에 각각 존재할 수 있는 것은 물리적인 대칭성으로 보아 명확하다. 종래의 TE_11δ모드나 HE_11δ모드를 이용하는 유전체 필터에서는, 이 3축 방향의 공진중, 1개 또는 2개의 공진만을 사용하여 필터를 구성하고 있으며, 남는 2개 또는 1개의 공진은 오히려 불필요한 공진으로서 악영향을 미치는 것이었다. 본 발명에서는, 이 남는 공진을 적극적으로 이용하여, 공진기 1개로 공진기 3개분의 역할을 수행하게 하려는 것이다.

또, 청구항 2에 기재된 유전체 필터는, 청구항 1에 기재된 유전체 공진기를 차단 도파관 내에 적어도 1개 배치한 것을 특징으로 한다.

상기 유전체 공진기를 차단 도파관 내에 1개 또는 복수 개 배치하여 필터를 구성함으로써, 소형이며 저손실의 유전체 필터를 제작할 수 있기 때문이다.

또한, 청구항 3에 기재된 유전체 필터는, 상기 유전체 공진기를 상기 차단 도파관 내에 2개 이상 배치하고, 상기 유전체 공진기 상호간에 도전성 재료로 이루어지는 칸막이 수단을 설치한 것을 특징으로 한다.

이것은 복수 개의 공진기를 사용하는 경우, 공진기와 공진기 사이에 도전성의 칸막이를 설치함으로써, 공진기간의 각 모드의 결합량을 적절하게 조정할 있어, 대역 내 특성에 필요한 결합량을 취하는 것이나, 대역 외에 감쇠극을 만드는 것이 가능해지기 때문이다.

또, 청구항 4에 기재된 유전체 필터에 있어서는, 상기 유전체 공진기의 측면으로부터 소정 거리 떨어진 위치에, 상기 측면과 평행으로 일단을 상기 차단 도파관에 접촉시킨 금속봉을 배치하고, 상기 금속봉의 길이에 의해 각 공진의 공진 주파수와 각 공진간의 결합량을 조정 가능하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이것은 본 발명에 의한 3중 모드의 유전체 공진기를 사용한 필터는, 유전체 공진기의 측면으로부터 일정 거리 떨어진 위치에, 유전체 공진기의 측면과 평행으로 차단 도파관으로부터 나사 등의 금속봉을 넣음으로써, 공진 주파수와 결합량을 조정할 수 있고, 이것과 종래 방법으로 이루어지는 조정 수단을 조합함으로써 필터의 조정 범위를 넓게 취할 수 있기 때문이다.

또한, 청구항 5에 기재된 유전체 필터에 있어서는, 상기 차단 도파관 내에 또한 제 1 항에 기재된 유전체 공진기 이외의 공진기도 탑재한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 3중 모드 유전체 공진기와, 유전체 TE_01δ모드나, 금속 도체에 의한 TEM 모드 등의 공진기를 조합함으로써, 임의의 단 수의 소형 필터를 구성할 수 있기 때문이다. 이 조합하는 공진기로서, 불필요 공진이 적거나, 또는 불필요 공진이 필요한 대역으로부터 먼 공진기를 사용하면, 필터 전체의 대역외 특성을 개선하는 것도 가능해진다.

한편, 상기 본 발명의 제 2 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는, 청구항 6에 기재된 바와 같이, 대략 입방체의 3모서리부를 깎아낸 형상의 유전체 블록으로 유전체 공진기를 구성하고, 상기 유전체 블록의 전자기적으로 독립적인 3면에서 TE_01δ모드를 발생시키도록 하고 있다.

또한, 청구항 7에 기재된 바와 같이, 상기 유전체 블록은 공동(空洞)의 대략 직방체형상의 실드 케이스 내에 재치되어 있는 것이 바람직하다.

또, 청구항 8에 기재된 유전체 공진기에서는, 상기 유전체 블록의 1점을 공유하는 3모서리부를 깎아내어 형성되는 3개의 면 A1, A2, A3(이하, 면 A라 한다)와, 각각 인접하는 다른 3개의 면 B1, B2, B3(이하, 면 B라 한다)를 갖고, 면 A와 면 B가 이루는 각도가 40도 내지 50도이며, 상기 면 A의 상기 면 B에 대한 면적비가 1% 내지 200%인 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 9에 기재된 유전체 공진기에 있어서는, 상기 유전체 블록의 1점을 공유하는 3모서리부를 깎아내어 형성되는 3개의 면 A와, 또한 상기 1점의 대각선 상에 있는 다른 1점을 공유하는 3모서리부를 깎아내어 형성되는 다른 3개의 면 A′4, A′5, A′6(이하, 면 A′라 한다)와, 각각 면 A 및 면 A′와 인접하는 다른 3개의 면 B′1, B′2, B′3(이하, 면 B′라 한다)와, 각각 면 A 및 면 A′와 인접하는 또 다른 3개의 면 C′1, C′2, C′3(이하, 면 C′라 한다)를 갖고, 면 A와 면 B′가 이루는 각도 또는 면 A′와 면 C′가 이루는 각도는 40도 내지 50도이며, 상기 면 A의 상기 면 B′에 대한 면적비 또는 상기 면 A′의 상기 면 C′에 대한면적비는 1% 내지 200%인 것을 특징으로 한다.

한편, 청구항 10에 기재된 유전체 필터는, 상기 유전체 블록의 1점을 공유하는 3모서리부를 깎아내어 형성되는 상기 3면 A 또는 A′와, 각각 인접하는 다른 3면 B 또는 B′가 이루는 각도가 40도 내지 50도이며, 면 A 또는 A′와, 각각 인접하는 면 B 또는 B′가 각각 대향하는 3면 C1, C2, C3(이하, 면 C라 한다) 또는 면 C′를 갖는 유전체 공진기를 사용하는 유전체 필터에 있어서, 면 B와 면 B, 면 B′와 면 B′, 면 C와 면 C, 또는 면 C′와 면 C′의 근방에 급수전(給受電) 프로브를 설치한 것을 특징으로 한다.

또, 청구항 11에 기재된 유전체 필터에서는, 상기 유전체 프로브의 1점을 공유하는 3모서리부를 깎아내어 형성되는 상기 3면 A와, 상기 3면 A가 40도 내지 50도의 각도를 이루어 인접하는 다른 3면 B와, 상기 3면 B가 각각 대향하는 3면 C를 갖는 유전체 공진기를 사용하는 유전체 필터에 있어서, 면 B와 면 C 상에 급수전 프로브를 설치한 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 12에 기재된 유전체 필터와 같이, 상기 유전체 공진기의 x, y, z축에 대한 급수전 프로브의 방향 p 및 p′가 이루는 각도는 -45도 내지 +45도의 범위에서 가변시켜 사용하는 것이 가능하다.

또, 청구항 13에 기재된 유전체 필터와 같이, 상기 면 B 상에 설치하는 급수전 프로브 및 상기 면 C 상에 설치하는 급수전 프로브 각각을 설치하는 위치를 변화시킴으로써, 하측대에 감쇠극이 발생하는 주파수와 그 감쇠량을 변화시키는 것이 가능하다.

여기서, 상기 급수전 프로브는 청구항 14에 기재된 바와 같이 봉형상이어도되고, 청구항 15에 기재된 바와 같이 루프형상이어도 된다.

또한, 청구항 16에 기재된 바와 같이, 상기 공동의 대략 직방체형상의 실드 케이스 내에, 상기 유전체 공진기를 적어도 2개 이상 재치함으로써, 여러 가지의 응용이 가능한 유전체 필터를 구성할 수 있다.

본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위해 첨부한 도면에 따라 이것을 설명한다.

먼저, 본 발명의 제 1 실시형태에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 3중 모드 유전체 공진기를 나타낸 투과 사시도이다. 본 실시형태의 3중 모드 유전체 공진기는, 대략 직방체형상의 유전체 프로브(1)의 한 모서리부를 결락시킨 면(2a)을 가짐과 동시에, 상기 한 모서리부와 평행이 되지 않는 다른 한 모서리부를 결락시킨 면(2b)을 가짐으로써, 유전체 블록(1)의 3개의 공진 모드를 결합시킨 것이다. 또한, 도 1중에는 x, y, z축이 유전체 블록(1)과는 별개로 나타나 있으나, 이들 x, y, z축은 각각 원래의 대략 직방체형상의 유전체 블록(1)의 각 2면과 직교하는 관계에 있다. 이하의 도면에서도 동일하다.

즉, 지금 도 1에 나타낸 x-y-z의 직교 좌표계에 있어서, 먼저 z방향이 TE파의 전파 방향이 되도록 전자계를 여기한다. 그러면, 전계가 유전체와 공기의 경계면에서 180°반사함으로써, z방향에서 반사를 반복하여, 한 주파수에서 도 2(a) 및 (b)에 나타낸 직사각형 TE_11δ모드의 공진을 일으킨다. 그런데, 도 1에 나타낸 바와 같이, 이 유전체 블록(1)의 y축에 평행이 되는 일 모서리부가 결락하여, 모서리부가 결락한 면(2a)을 갖고 있으면, 면(2a) 상에서 전계의 접선 부분(y성분)은 90°방향으로 반사하여, x방향으로 전파한다. 즉, 전파 방향 z의 y성분은 면(2a)에서는 반사하여 전파 방향 x의 y성분이 된다. 이 x방향에 발생한 전파도 z방향과 동일 경계면에서의 반사를 반복하여, 공진이 여기된다. 동일한 원리에 의해,유전체 블록(1)의 z축과 평행이 되는 일 모서리부가 결락하여, 모서리부가 결락한 면(2b)을 갖고 있으면, y방향의 공진이 여기되어, 공진기 1개에서 3개의 공진이 차례차례 여기된다. 이상이 결합의 원리이다. 공진기중의 실제 전자계는 3방향의 성분이 동시에 존재하므로 축퇴하고 있으나, 도 3(a)에 나타낸 바와 같이, z방향의 공진이 필터의 1단째, 도 3(b)에 나타낸 바와 같이, x방향이 2단째, 도 3(c)에 나타낸 바와 같이, y방향이 3단째라고 생각할 수 있다. 공진 주파수는 유전체 블록이 입방체일 때, 2단째의 공진 주파수가 높아져 버린다. 3개의 공진 주파수를 합하기 위해서는, 2단째 즉 도 1의 x방향으로 유전체 블록(1)의 치수를 짧게 하면 된다. 또, 결합에 대해서는, 모서리부가 결락한 면(2a)은 1단째와 2단째의 결합, 모서리부가 결락한 면(2b)은 2단째와 3단째의 결합이라고 생각할 수 있다.

상술한 모서리부를 결락시키는 치수를 변화시킨 경우에, 결합이 어떻게 변화하는지를 조사하여, 그 결과를 도 4(a)에 나타낸다. 여기서는, 대략 입방체의 유전체 블록(1)의 모서리부를 결락시키는 부분의 치수 C와, 이 결락 부분을 포함한 한 면 전체의 치수 L을, 도 4(b)에 나타낸 바와 같이 취하여, C/L을 다르게 한 4가지 경우에 대해 결합계수의 변화를 조사했다. 도 4(a)에 나타낸 바와 같이, 모서리부를 결락시키는 부분의 치수 C가 전체 치수 L에서 차지하는 비율이 커짐에 따라, 결합계수는 단조롭게 증가하고 있다. 따라서, 유전체 블록(1)에 있어서, 모서리부를 결락시키는 부분의 치수를 크게 취할수록, 결합을 강하게 할 수 있는 것을 알았다.

(실시예 1)

도 5는 상기 3중 모드 유전체 공진기 1개를 이용한 실시예 1의 유전체 필터의 투과 사시도이다. 즉, 본 실시예의 유전체 필터는 도 5에 나타낸 바와 같이, 대략 직방체형상의 유전체 블록(1)에, 한 모서리부를 결락시켜 면(2a)을 형성함과 동시에, 상기 한 모서리부와 평행이 되지 않는 또 한 모서리부를 결락시켜 면(2b)을 형성함으로써, 유전체 블록(1)의 3개의 공진 모드를 결합시킨 3중 모드 유전체 공진기(50)를 차단 도파관(3) 내에 1개 배치하여, 여진 수단으로서 선단을 입출력 단자(9, 9)에 의해 개방한 봉형상의 안테나(8, 8)를 설치하여 유전체 필터를 구성한 것이다. 이 실시예 1의 유전체 필터에서는, 유전체 공진기(50)의 여진 수단으로서 선단 개방의 안테나(8, 8)를 사용하고 있다. 실제로는, 유전체 공진기(50)는 차단 도파관(3)에 접촉하지 않도록 저유전률의 유전체 등에 의해 지지되나, 이 저유전률의 유전체 등을 본 도면에서는 생략하고 있다. 도 5에 나타낸 유전체 필터의 특성예를 도 6(a) 및 (b)에 나타낸다. 도 6(a)에 나타낸 바와 같이, 반사손실의 극이 3개 나타나 있고, 3단의 필터에 상당하는 특성이 얻어진 것을 알 수 있다. 또, 도 6(b)에 나타낸 바와 같이, 중심 주파수보다 높은 주파수측에서 2개의 감쇠극(62, 64)을 발생시키는 것을 알았다.

(비교예 1)

도 7은 종래의 TE_11δ모드를 이용한 3단의 유전체 필터의 비교예 1을 나타낸 투과 사시도이다. 즉, 이 비교예 1의 유전체 필터는 긴 차단 도파관(3) 내에 상호 소정 거리를 두고 3개의 유전체 블록(1)을 배치하고, 차단 도파관(3)의 길이방향의 양 단부에, 여진 수단으로서 선단을 입출력 단자(9, 9)에 의해 개방한 봉형상의 안테나(8, 8)를 설치하고 있다. 또, 3개의 유전체 블록(1) 상호간에는 일단을 차단 도파관(3)에 접촉시킨 나사(4, 4)를 배치하여, 유전체간의 결합을 조정하도록 하고 있다. 또한, 40은 각 공진기(유전체 블록(1))를 지지하는 대(臺)이며, 각 공진기(유전체 블록(1))의 공진 주파수는 각 금속봉(42)에 의해 조정된다.

유전체 블록(1)의 체적은 도 5에 나타낸 실시예 1에 의한 유전체 필터쪽이, 상기 도 7에 나타낸 비교예 1보다 약간 커지나, 비교예 1에서는 도 7에 나타낸 바와 같이, 유전체 블록(1)과 유전체 블록(1) 사이에 결합량에 대응한 거리가 필요하다. 도 5에 나타낸 실시예 1에 의한 유전체 필터에서는, 1개의 유전체 블록(1)에서 3단의 필터에 상당하는 특성이 얻어져, 이러한 거리가 불필요하므로, 필터 전체의 체적으로는 비교예 1의 3분의 1이하가 되는 경우도 있다. 이상과 같이, 실시예 1에서는 3중 모드 유전체 공진기를 사용하여, 소형의 유전체 필터를 실현하는 것이 가능하다.

(비교예 2)

도 8은 종래의 HE_11δ모드를 이용한 유전체 필터의 비교예 2를 나타낸 투과 사시도이다. 즉, 이 비교예 2의 유전체 필터는 원통형의 차단 도파관(3) 내에 차단 도파관(3)과 접촉하지 않도록 저유전률의 유전체 등(도시 생략)에 의해 지지하여 원통형상의 유전체 블록(1)을 배치하고, 차단 도파관(3)의 양 단부에 선단을 입출력 단자(9, 9)에 의해 개방한 봉형상의 안테나(8, 8)를 상호 각도를 달리하여 설치하고 있다. 이 2중 모드 유전체 공진기에서의 2개의 공진은 금속봉(13)에 의해 그 결합이 조정된다.

도 9에 도 8에 나타낸 비교예 2의 유전체 필터의 통과 특성을 나타낸다. 또한, 도 9에서는 도 6(b)와 완전히 동일한 대역을 나타내고 있다.

이 비교예 2의 유전체 필터에서는, 통과대역의 고주파측 부근에, 도 9의 참조부호 92로 나타낸 바와 같이, 불필요한 공진을 여기하고 있다. 이에 대해, 상술한 실시예 1에 의한 유전체 필터에서는, 도 6(b)에 나타낸 바와 같이, 통과대역의 고주파측에는 급준한 감쇠극(62, 64)을 발생시키고 있어, 필터로서 보다 뛰어난 특성을 갖고 있는 것은 분명하다.

(실시예 2)

도 10은 상기 3중 모드 유전체 공진기를 2개 이용한 실시예 2의 유전체 필터의 투과 사시도이다. 즉, 이 실시예 2의 유전체 필터는 치단 도파관(3) 내에 상호 소정 거리를 두고 도 1에 나타낸 3중 모드 유전체 공진기를 2개 배치하고, 차단 도파관(3)의 길이방향의 양 단면으로부터, 상기 양 단면에서 입출력 단자(9, 9)에 의해 개방항 봉형상의 안테나(8, 8)를 각각 X축 방향으로 설치하고 있다. 또, 2개의 3중 모드 유전체 공진기 상호간에는 일단을 차단 도파관(3)의 상면에 접촉시킨 나사(4)를 배치하여, 유전체간의 결합을 조정하도록 하고 있다. 또한, 각 공진기(유전체 블록(1))를 지지하는 대는 본 도면에서도 생략하고 있다.

이 실시예 2의 유전체 필터에서는, 3중 모드 유전체 공진기가 2개 있으므로 총 6단의 필터가 된다. 도 10에서는, 2개의 유전체 공진기를 y방향의 공진으로 강하게 결합시키므로, 공진기간에 금속봉(나사)(4)을 넣고 있다.

(실시예 3)

도 11은 상기 3중 모드 유전체 공진기를 2개 이용한 유전체 필터에 있어서, 2개의 유전체 블록(1)간에 금속 칸막이(5)를 설치한 실시예 3의 유전체 필터의 투과 사시도이다. 즉, 이 실시예 3의 유전체 필터는 상술한 실시예 2와 동일하게, 차단 도파관(3) 내에 상호 소정 거리를 두고 도 1에 나타낸 3중 모드 유전체 공진기를 2개 배치하고, 차단 도파관(3)의 길이방향의 양 단면으로부터, 상기 양 단면에서 입출력 단자(9, 9)에 의해 개방항 봉형상의 안테나(8, 8)를 각각 X축방향으로 설치하고 있다. 본 실시예에서는, 2개의 3중 모드 유전체 공진기 상호간에 실시예 2의 나사(4)를 대신하여, 금속 칸막이(5)을 설치한 것이다. 또, 도 11에 나타낸 바와 같이, 한쪽의 유전체 블록(1)의 상술한 다른 하나의 모서리부를 결락시킨 면(2b)은 도 10에 나타낸 실시예 2의 그것과 다른 위치에 형성되어 있다. 또한, 각 공진기(유전체 블록(1))를 지지하는 대는 본 도면에서도 생략하고 있다.

이 유전체 필터의 주파수 특성을 도 12에 나타낸다. 실시예 3의 유전체 필터에서는, 금속 칸막이(5)에 의해 공진기간의 x방향과 z방향의 공진에 의한 결합을 약화시켜, 공진기간의 결합을 주로 y방향의 공진으로 취할 수 있다. 또, 이 금속 칸막이(5)의 위치와 각 유전체 블록(1)의 방향을 변화시킴으로써, 임의의 위치에 감쇠극을 만드는 것이 가능해진다. 도 11에 나타낸 실시예 3과 같은 공진기의 형상, 여진 수단, 금속 칸막이(5)를 사용하면, 도 12에 나타낸 바와 같이, 통과대역의 저주파측과 고주파측의 양 측에, 각각 감쇠극(122, 124)을 만들 수 있다.

(실시예 4)

도 13은 상기 유전체 필터의 금속봉에 의한 조정 방법을 나타낸 도면이다.실제로는 금속봉으로서 나사를 사용하고, 이 나사의 출입에 의해 조정을 행한다. 이 이 금속봉은 유전체로부터 새어 나오는 자계에 작용한다. 도 13중의 6a 위치에 있는 금속봉은 x방향의 공진에 있어서, 이 공진의 자속과 쇄교(鎖交)하므로 자계가 강해져 공진 주파수가 내려간다. 이것은 병렬 공진회로에서 등가 인덕턴스가 커지는 것과 같다. 동일하게 6b는 y방향의 공진 주파수를 내린다. 종래 기술과 같이, 6c의 위치의 금속봉은 z방향의 공진 주파수를 올리므로, 이 조정을 x, y, z의 3방향으로 조합함으로써, 넓은 범위에서 주파수의 조정이 가능하다. 결합에 대해서는, 7a는 x방향과 y방향의 공진의 결합을 약화시키고, 7b는 반대로 결합을 강화하도록 작용하므로 조정 범위는 넓다. 이상과 같이, 금속봉을 사용한 사후 조정이 가능하므로, 공진기를 제조할 때, 유전체 블록의 치수나 유전률에 요구되는 정밀도를 완화할 수 있어, 그에 의해 제조 비용을 낮게 억제할 수 있다.

(실시예 5)

도 14는 본 발명의 3중 모드 유전체 공진기와, 금속으로 이루어지는 TEM 모드 공진기를 조합하여 구성한 실시예 5의 8단 유전체 필터를 나타낸 투과 사시도이다. 즉, 이 실시예 5의 유전체 필터는 차단 도파관(3) 내에 상호 소정 거리를 두고 도 1에 나타낸 3중 모드 유전체 공진기를 2개 배치함과 동시에, 그 양 측에 각각 금속으로 이루어지는 TEM 모드 공진기(41)를 배치하고 있다. 또한, 차단 도파관(3)의 양 단부에는 입출력 단자(9, 9)에 의해 개방한 봉형상의 안테나(8, 8)를 각각 y축 방향으로 설치하고 있다. 본 실시예에서는 2개의 3중 모드 유전체 공진기 상호간 및 각 3중 모드 유전체 공진기와 각 TEM 모드 공진기(41)간에, 합계 3개의 금속 칸막이(5)를 설치하고 있다. 또한, 각 공진기를 지지하는 대는 본 도면에서도 생략하고 있다. 3중 모드 유전체 공진기만을 사용하여 필터를 만들면, 3의 배수의 단 수로밖에 필터를 구성할 수 없게 되나, 본 발명의 3중 모드 유전체 공진기에, 예를 들면 종래 기술로 이루어지는 유전체의 단일 TE_01δ모드의 공진기 등을 조합함으로써, 임의의 단 수의 필터를 구성하는 것이 가능해진다. 또, 도 14와 같이, TEM 모드 공진기(41)를 조합하면 공진 주파수의 홀수 배 이외의 불필요한 공진이 억제된다.

다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 대해 설명한다.

도 15(a)는 본 발명의 제 2 실시형태의 3중 모드 유전체 공진기의 기본 구조를 나타내는 도면이며, 도 15(b)는 도 15(a)에 나타낸 유전체 공진기에서의 3중 모드 공진의 전해면을 나타낸 도면이다.

본 실시형태의 유전체 공진기(10)는 도 15(a)에 나타낸 바와 같이, 대략 입방체의 3모서리부를 깎아낸 형상의 유전체 블록으로 이루어지고, 도 15(b)에 나타낸 바와 같이, 유전체 블록의 전자기적으로 독립적인 3면 m1, m2, m3에서 TE_01δ모드를 발생시키는 것을 특징으로 한다. 또한, 도 15(b)에 있어서, 전자기적으로 독립적인 3개의 공진 모드는 m1, m2, m3의 각 면에 발생하며, 이들 m1, m2, m3 각 면 상호간에는 60.0도의 각도를 갖고 있다.

도 15(c)는 도 15(a)에 나타낸 유전체 공진기에 있어서, 단일 모드만을 여진하는(바꿔 말하면, 무결합 상태로 여진하는) 방법을 나타내는 도면이다. 단일 모드만을 여진하기 위해서는, 도 15(c)에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 급수전 프로브(24 및 25)를 동도에 나타낸 바와 같이, 유전체 블록의 대향하는 면 상에, 동일 방향을 향하도록 설치하여 여진시킨다.

도 16은 도 15(c)와 같이 단일 모드만을 여진한(바꿔 말하면, 무결합 상태로 여진한) 경우의 통과특성 등을 나타낸 도면이다. 도 16에서는, 이 경우의 통과특성을 실선으로, 반사특성을 점선으로 각각 나타내고 있다.

도 16에서 알 수 있듯이, 본 실시형태의 3중 모드 유전체 공진기에서는, 3개의 공진 모드 모두 TE_01δ모드이며, 또한 공진 주파수도 약 1.935[GHz]가 되어 동일하다.

(실시예 6)

본 실시예의 유전체 공진기를 도 17(a) 및 (b)에 나타낸다. 도 17(a) 및 (b)는 동일한 유전체 공진기(10)를 각각 별개의 시점에서 본 도면이다. 또한, 본 실시예의 유전체 공진기(10)에는 비유전률 εr이 37인 BaO-TiO₂계 유전체 재료로 이루어지는 유전체 블록을 사용했다.

본 실시예의 유전체 공진기(10)를 제작하기 위해, 1변 22mm의 입방체(22mm×22mm×22mm)로 이루어지는 유전체 블록의 1점을 공유하는 3개의 모서리부를, 유전체 블록 표면과 면 A1, A2, A3 각각이 45도의 각도를 이루도록 깎아내어, 도 17(a)에 나타낸 바와 같이, 면 A1, A2, A3 각각을 약 7mm의 폭을 갖는 평면형상으로 형성했다. 그 결과, 원래의 입방체의 3 표면의 깎이지 않은 부분이 남아, 면 A2, A3와 인접하는 면 B1, 면 A1, A3와 인접하는 면 B2, 면 A1, A2와 인접하는 면 B3가 각각 형성되었다. 이들 면 B1, B2, B3는 각각 1변이 약 17mm의 정방형(17mm×17mm)이다. 따라서, 본 실시예에서는 면 A1, A2, A3 각각(면 A로 한다)의 면 B1, B2, B3 각각(면 B로 한다)에 대한 면적비는 약 45%이다.

또한, 도 17(b)에 나타낸 바와 같이, 면 B와 대향하는 면 C(면 B1과 대향하는 면 C2, 면 B3와 대향하는 면 C1, 면 B2와 대향하는 면 C3)는, 각각 1변이 22mm의 정방형(22mm×22mm)의 한 각부에서, 2변이 5mm이며 1변이 7mm인 이등변 삼각형을 잘라낸 형상의 것이다. 면 A(A1, A2, A3)가 3면 교차하는 부분은 삼각뿔형상으로 형성되어 있으나, 이 삼각뿔 부분을 깎아내어 평면형상으로 해도 특성상 문제는 없다.

도 18은 실시예 1의 유전체 공진기(10)를 공동의 대략 직방체형상의 실드 케이스(21) 내에 재치한 유전체 필터(20)를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 18중에는, x, y, z축이 유전체 공진기(10)와는 별개로 나타나 있으나, 이들 x, y, z축은 각각 유전체 공진기(10)의 원래의 입방체의 유전체 블록의 각 2변과 직교하는 관계에 있다. 이하의 도면에서도 동일하다. 공동의 대략 직방체형상의 실드 케이스(21)를 두께 1mm의 구리(Cu)판을 가공하여, 또는 알루미늄(Al) 블록을 두께 3mm가 되도록 연삭 가공하여 제작하여, 그 실드 케이스(21) 내에 도 17(a) 및 (b)에 나타낸 유전체 공진기(10)를 재치하여 유전체 필터(20)를 형성했다. 또한, 도 18에 나타낸 바와 같이, 유전체 필터(20)에는 급수전 프로브용 단자(22, 23)를 2군데 설치했다. 급수전 프로브(24, 25)에는 봉형상의 것을 사용했다. 2개의 급수전 프로브(24 및 25)의 방향 p(도시 생략)는 유전체 공진기(10)의 x, y, z축에 대해, x축에 평행이며, 따라서 급수전 프로브 24와 25가 이루는 각도 p′(도시 생략)는 0도이다.

도 19에 유전체 필터(20)의 통과특성을 실선으로, 반사특성을 점선으로 각각 나타낸다.

도 19에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 유전체 필터(20)는 1.916[GHz] ∼ 1.934[GHz]의 통과대역을 갖고, 3개의 감쇠극(51, 52, 53)을 나타내고 있다.

(실시예 7)

본 실시예의 유전체 공진기(11)를 도 20(a) 및 (b)에 나타낸다. 도 20(a) 및 (b)는 동일한 유전체 공진기(11)를 각각 별개의 시점에서 본 도면이다. 또한, 본 실시예의 유전체 공진기(11)에도, 실시예 1과 동일하게 비유전률 εr이 37인 BaO-TiO₂계 유전체 재료로 이루어지는 유전체 블록을 사용했다.

본 실시예의 유전체 공진기(11)는 도 20(a)에 나타낸 바와 같이 유전체 블록의 1점을 공유하는 3모서리부를 깎아내어 형성되는 3면 A(A1, A2, A3)와, 도 20(b)에 나타낸 바와 같이, 또한 상기 1점의 대각선 상에 있는 다른 1점을 공유하는 3모서리부를 깎아내어 형성되는 3면(A′4, A′5, A′6)(이하, 면 A′라 한다)을 갖고 있다. 또, 본 실시예에서는, 3면 A 또는 3면 A′와, 각각 인접하는 다른 3면 면 B′1, B′2, B′3[도 20(a) 참조](이하, 면 B′라 한다), 또는 C′, C′2, C′3[도 20(b) 참조](이하, 면 C′라 한다)가 이루는 각도는 45도이다.

본 실시예의 유전체 공진기(11)를 제작하기 위해, 1변 22mm의입방체(22mm×22mm×22mm)로 이루어지는 유전체 블록의 1점을 공유하는 3개의 모서리부를 유전체 블록 표면과 면 A1, A2, A3 각각이 45도의 각도를 이루도록 깎아내어, 도 20(a)에 나타낸 바와 같이, 면 A1, A2, A3 각각을 약 7mm의 폭을 갖는 평면형상으로 형성했다.

또한, 상기 1점의 대각선 상에 있는 다른 1점을 공유하는 3개의 모서리부를, 유전체 블록 표면과 면 A′4, A′5, A′6 각각이 45도의 각도를 이루도록 깎아내어, 도 20(b)에 나타낸 바와 같이, 면 A′4, A′5, A′6 각각을 약 7mm의 폭을 갖는 평면형상으로 형성했다. 그 결과, 원래의 입방체의 3표면의 깎이지 않은 부분이 남아, 면 A2, A3와 인접하는 면 B′1, 면 A1, A3와 인접하는 면 B′2, 면 A1, A2와 인접하는 면 B′3가 각각 형성되고, 또 면 B′3와 대향하는 면 C′1, 면 B′1와 대향하는 면 C′2, 면 B′2와 대향하는 면 C′3도 각각 형성되었다. 이들 면 B′1, B′2, B′3은 각각 1변이 약 17mm인 정방형(17mm×17mm)의 한 각부가 깎여진 형상이다. 면 B′1, B′2, B′3에서는, 이 각부가 각각 깎인 결과, 본 실시예에서는 면 A의 면 B′에 대한 면적비는 상술한 실시예 1보다도 약간 증가하여 약 48%이다. 또, 면 B′와 대향하는 면 C′의 면적이나 형상은 면 B′와 동일하다.

이 실시예 7의 유전체 공진기(11)를 실시예 6과 동일하게 공동의 대략 직방체형상의 실드 케이스에 재치함으로써, 동일한 유전체 필터를 형성할 수 있다.

(실시예 8)

본 실시예의 유전체 필터의 요부를 도 21에 나타낸다. 본 실시예의 유전체 필터는 도 17(a) 및 (b)에서 나타낸 실시예 6과 동일한 유전체 공진기(10)를 공동의 대략 직방체형상의 실드 케이스에 재치한 것인데, 도 21에는 유전체 공진기(10)와, 급수전 프로브(24 및 25)만을 나타낸다.

유전체 공진기(10)의 x, y, z축에 대해, 급수전 프로브(24)의 방향 p는 x-y면 상에서 흔들리며, 각도 θ1은 x축에 평행인 경우를 0도로 하면, -45도 내지 +45도의 범위에서 변화시키는 것이 가능하며, 또 급수전 프로브(25)의 방향 p′는 z-x면 상에서 흔들리며, 각도 θ2도 x축에 평행인 경우를 0도로 하면, -45도 내지 +45도의 범위에서 변화시키는 것이 가능하다. 또한, 본 실시예에서는 θ1=5도, θ2=8도로 각각 조정되어 있다.

(실시예 9)

본 실시예의 유전체 필터의 요부를 도 22(a)에 나타낸다. 본 실시예의 유전체 필터는 도 17(a) 및 (b)에서 나타낸 실시에 6과 동일한 유전체 공진기(10)를 공동의 대략 직방체형상의 실드 케이스에 재치한 것인데, 도 22(a)에는 유전체 공진기(10)와, 급수전 프로브(24 및 25)만을 나타낸다.

본 실시예에서는, 급수전 프로브(24 및 25)는 유전체 공진기(10)의 면 B[면 17(a)에서는 면 B2] 및 면 C[도 17(b)에서는 면 C2] 상에 설치되어 있다. 도 22(b)에 급수전 프로브(24 및 25)의 설치 위치를 나타낸다. 동 도면은 유전체 공진기(10)와 급수전 프로브(24 및 25)를 x축 방향에서 본 도면이다. 급수전 프로브(24 및 25) 각각의 방향 p(도시 생략) 및 p′(도시 생략)는 도 22(b)에 나타낸 바와 같이, x축에 평행이며, 급수전 프로브(24)는 y축 방향으로 급수전 프로브(25)는 z축 방향으로 평행이동시키는 것이 가능하다.

도 22(b)에 있어서, 급수전 프로브(24 및 25)의 각각 상호 접근하는 방향으로의 이동량을 a(도면 참조)로 한다. 여기서, 도 22(b)에 나타낸 바와 같이, 급수전 프로브(24 및 25)가 각각 유전체 공진기(10)의 중심선 상에 위치하는 경우가 a=0이다.

본 실시예에서는, 급수전 프로브(24 및 25)가 각각 유전체 공진기(10)의 중심선 상에 위치하는 경우 [a=0], 급수전 프로브(24 및 25)가 접근하는 방향으로 1mm 이동한 경우[a=1mm], 급수전 프로브(24 및 25)가 멀어지는 방향으로 1mm 이동한 경우[a=-1mm]의 3가지 경우에 대해, 유전체 필터의 감쇠 특성을 측정해 보았다. 도 23에 본 실시예의 유전체 필터의 감쇠 특성을 나타낸다. 먼저, 동 도면에 나타낸 바와 같이, a=0인 경우에 약 1.873[GHz]의 주파수에서 감쇠극(90)을 발생시키고 있다. 이렇게, 중심 주파수보다 낮은 주파수측, 즉 하측대에 감쇠극이 얻어지고 있다. 또, 급수전 프로브(24 및 25)가 접근하는 방향으로 1mm 이동한 경우[a=1mm]에는, 감쇠극(90)은 약 1.805[GHz]의 주파수에서 발생한다. 즉, a=0의 경우에 비해, 보다 낮은 주파수측으로 이동하고 있다. 반대로, 급수전 프로브(24 및 25)가 멀어지는 방향으로 1mm 이동한 경우[a=-1mm]에는 감쇠극(90)은 약 1.90[GHz]의 주파수에서 발생하는, 즉 a=0의 경우에 비해 보다 높은 주파수측으로 이동하는 것을 알 수 있다.

(실시예 10)

이상의 실시예 6 내지 9에서는, 유전체 공진기를 1개만 사용하는 예에 대해 설명했으나, 본 실시예에서는 도 24(a)에 나타낸 바와 같이, 유전체 공진기(10)를2개 사용하여, 6단의 유전체 필터(100)를 형성했다. 이 때, 급수전 프로브는 2개이며, 실시예 8 내지 9에서 설명한 것과 동일하게, 그 특성을 변화시키는 것도 가능하다.

또, 도시하지 않으나, 유전체 공진기(10)를 3개 이상 사용해도 되고, 그 경우에도 급수전 프로브의 위치나 각도를 변화시킴으로써, 유전체 필터의 특성을 변화시킬 수 있다.

(실시예 11)

본 실시예는 도 24(b)에 나타낸 바와 같이, 유전체 공진기(10)를 4개 사용한 예이다. 본 실시예는 각각 유전체 공진기(10)를 2개 사용한 유전체 필터(150)를 송신용 및 수신용으로 조합한 응용예이며, 듀플렉서(200)를 구성했다.

이상, 본 발명을 특정 실시예에 대해 설명했으나, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 발명의 범위 내에서, 다른 실시형태에 대해서도 적용된다.

예를 들면, 상술한 실시예 6 내지 9에서는, 급수전 프로브로서 봉형상 안테나를 사용했으나, 루프 안테나를 사용해도 동일한 효과가 얻어진다.

또, 유전체 프로브의 1점을 공유하는 3모서리부를 깎아내어 형성되는 3면 A와, 인접하는 다른 3면 B 또는 B′가 이루는 각도를 45도로 했으나, 40도 내지 50도의 범위에서 동일한 효과가 얻어진다. 또한, 상기 1점의 대각선 상에 있는 다른 1점을 공유하는 3모서리부를 깎아내어 형성되는 3면 A′와, 인접하는 다른 3면 C′가 이루는 각도도 45도로 했으나, 40도 내지 50도의 범위에서 동일한 효과가 얻어진다.

또한, 면 A의 면 B에 대한 면적비를 약 45%로 했으나, 1% 내지 200%의 범위에서 동일한 효과가 얻어진다. 또, 면 A의 면 B′에 대한 면적비를 약 48%로 했으나, 1% 내지 200%의 범위에서 동일한 효과가 얻어진다.

이상의 설명과 같이, 본 발명의 제 1 실시형태에 의하면, 1개의 유전체 블록 에서 3개의 공진기의 역할을 수행하는 3중 모드 유전체 공진기를 실현하는 것이 가 능해진다. 또, 이 3중 모드 유전체 공진기를 사용함으로써, 유전체 필터의 소형화를 꾀할 수 있다. 소형화의 결과로서 경량화도 도모되며, 사용하는 공진기의 수가 줄므로 비용 저감으로도 연결된다. 또, 임의로 감쇠극을 배치하거나, 불필요한 공진을 회피할 수 있는 등의 효과를 얻을 수도 있다.

또, 본 발명의 제 2 실시형태의 유전체 공진기는, 대략 입방체의 3모서리부를 깎아낸 형상의 유전체 블록을 갖고, 상기 유전체 블록의 전자기적으로 독립적인 3면에서 발생하는 동일 공진 주파수의 3중 공진 모드(TE_01δ모드)를 축퇴 결합시키므로, 3중 모드의 공진이 가능하면서, 극히 소형이며 간단한 구성의 유전체 공진기를 용이하게 실현할 수 있다. 또, 본 발명의 제 2 실시형태의 유전체 공진기를, 예를 들면 공동의 대략 직방체형상의 실드 케이스 내에 재치하고, 급수전 프로브를 설치함으로써, 소형이며 간단한 구성의 유전체 필터를 제공할 수 있다.

Claims

대략 직방체형상의 유전체 블록의 한 모서리부를 결락시킴과 동시에, 상기 한 모서리부와 평행이 되지 않는 다른 한 모서리부를 결락시킴으로써, 상기 유전체 블록의 3개의 공진 모드를 결합시킨 것을 특징으로 하는 유전체 공진기.
제 1 항에 기재된 유전체 공진기를 차단 도파관 내에 적어도 1개 배치한 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
제 2 항에 있어서, 상기 유전체 공진기를 상기 차단 도파관 내에 2개 이상 배치하고, 상기 유전체 공진기 상호간에 도전성 재료로 이루어지는 칸막이 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 유전체 공진기의 측면으로부터 소정 거리 떨어진 위치에, 상기 측면과 평행으로 일단을 상기 차단 도파관에 접촉시킨 금속봉을 배치하고, 상기 금속봉의 길이에 의해 각 공진의 공진 주파수와 각 공진간의 결합량을 조정 가능하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
제 2 항 내지 제 4 항에 있어서, 상기 차단 도파관 내에 또한 제 1 항에 기재된 유전체 공진기 이외의 공진기도 탑재한 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
대략 입방체의 3모서리부를 깎아낸 형상의 유전체 블록으로 이루어지고, 상기 유전체 블록의 전자기적으로 독립적인 3면에서 TE_01δ모드를 발생시키는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기.
제 6 항에 있어서, 상기 유전체 블록이 공동(空洞)의 대략 직방체형상의 실드 케이스 내에 재치되어 있는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 유전체 블록의 1점을 공유하는 3모서리부를 깎아내어 형성되는 3개의 면 A1, A2, A3(이하, 면 A라 한다)와, 각각 인접하는 다른 3개의 면 B1, B2, B3(이하, 면 B라 한다)를 갖고, 면 A와 면 B가 이루는 각도가 40도 내지 50도이며, 상기 면 A의 상기 면 B에 대한 면적비가 1% 내지 200%인 것을 특징으로 하는 유전체 공진기.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 유전체 블록의 1점을 공유하는 3모서리부를 깎아내어 형성되는 3개의 면 A와, 또한 상기 1점의 대각선 상에 있는 다른 1점을 공유하는 3모서리부를 깎아내어 형성되는 다른 3개의 면 A′4, A′5, A′6(이하, 면 A′라 한다)와, 각각 면 A 및 면 A′와 인접하는 다른 3개의 면 B′1, B′2, B′3(이하, 면 B′라 한다)와, 각각 면 A 및 면 A′와 인접하는 또 다른 3개의 면 C′1, C′2, C′3(이하, 면 C′라 한다)를 갖고, 면 A와 면 B′가 이루는 각도 또는 면 A′와 면 C′가 이루는 각도는 40도 내지 50도이며, 상기 면 A의 상기 면 B′에 대한 면적비 또는 상기 면 A′의 상기 면 C′에 대한 면적비는 1% 내지 200%인 것을 특징으로 하는 유전체 공진기.
제 8 항 또는 제 9 항에 기재된 유전체 공진기를 사용한 유전체 필터로서, 상기 유전체 블록의 1점을 공유하는 3모서리부를 깎아내어 형성되는 상기 3면 A 또는 A′와, 각각 인접하는 다른 3면 B 또는 B′가 이루는 각도가 40도 내지 50도이며, 면 A 또는 A′와, 각각 인접하는 면 B 또는 B′가 각각 대향하는 3면 C1, C2, C3(이하, 면 C라 한다) 또는 면 C′를 갖는 유전체 공진기를 사용하는 유전체 필터에 있어서, 면 B와 면 B, 면 B′와 면 B′, 면 C와 면 C, 또는 면 C′와 면 C′의 근방에 급수전 프로브를 설치한 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
제 8 항에 기재된 유전체 공진기를 사용한 유전체 필터로서, 상기 유전체 프로브의 1점을 공유하는 3모서리부를 깎아내어 형성되는 상기 3면 A와, 상기 3면 A가 40도 내지 50도의 각도를 이루어 인접하는 다른 3면 B와, 상기 3면 B가 각각 대향하는 3면 C를 갖는 유전체 공진기를 사용하는 유전체 필터에 있어서, 면 B와 면 C 상에 급수전 프로브를 설치한 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
제 10 항 또는 제 11 항에 기재된 유전체 공진기를 사용한 유전체 필터에 있어서, 상기 유전체 공진기의 x, y, z축에 대한 급수전 프로브의 방향 p 및 p′가이루는 각도가 -45도 내지 +45도의 범위에서 가변시켜 사용하는 것이 가능하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
제 11 항에 있어서, 상기 면 B 상에 설치하는 급수전 프로브 및 상기 면 C 상에 설치하는 급수전 프로브 각각을 설치하는 위치를 변화시킴으로써, 하측대에 감쇠극이 발생하는 주파수와 그 감쇠량을 변화시키는 것이 가능하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
제 10 항 내지 제 13 항에 있어서, 상기 급수전 프로브가 봉형상인 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
제 10 항 내지 제 13 항에 있어서, 상기 급수전 프로브가 루프형상인 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
제 7 항 내지 제 9 항에 기재된 유전체 공진기를 사용한 유전체 필터에 있어서, 상기 공동의 대략 직방체형상의 실드 케이스 내에, 상기 유전체 공진기를 적어도 2개 이상 재치하는 것을 특징으로 하는 유전체 필터.