KR20030082459A

KR20030082459A - 유전체 공진기 장치, 고주파 필터 및 고주파 발진기

Info

Publication number: KR20030082459A
Application number: KR10-2003-0024013A
Authority: KR
Inventors: 무카이야마가즈타카; 미카미시게유키; 마츠자키히로야스; 고치데츠야; 바바다카히로; 사카모토고이치
Original assignee: 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
Priority date: 2002-04-17
Filing date: 2003-04-16
Publication date: 2003-10-22
Also published as: JP3786044B2; KR100509508B1; US20040021531A1; JP2003309405A; EP1355373B1; DE60300040T2; DE60300040D1; CN1452313A; CN1280980C; US6943651B2; EP1355373A1

Abstract

본 발명은 공진기와 슬롯 선로 등과의 사이에서 강한 결합을 얻을 수 있는 유전체 공진기 장치, 고주파 필터 및 고주파 발진기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 구성에 따르면, 유전체 기판(1)의 표면(1A), 이면(1B)에는 전극막(2, 3)을 형성함과 아울러, 이들 전극막(2, 3)에는 서로 대향하는 원형의 개구(4A, 4B)로 이루어지는 TE010모드 공진기(4)를 형성한다. 또한, 전극막(2, 3)에는 서로 대향하는 슬롯(5A, 5B)으로 이루어지는 PDTL(5)을 형성하고, PDTL(5)을 TE010모드 공진기(4)에 접속한다. 또한, 전극막(2, 3) 중 슬롯(5A, 5B)의 양편에 위치하는 부위를 개구(4A, 4B) 내에 연신(延伸)시킴으로써 여진부(6)를 형성한다. 이에 따라, 여진부(6)의 선단을 TE010모드 공진기(4)의 전계 강도가 강한 위치에 배치할 수 있으며, TE010모드 공진기(4)와 PDTL(5)의 결합을 강하게 할 수 있다.

Description

유전체 공진기 장치, 고주파 필터 및 고주파 발진기{Dielectric resonator device, high frequency filter, and high frequency oscillator}

본 발명은 예를 들면 마이크로파, 밀리미터파 등의 고주파의 전자파(고주파 신호)에 사용하기에 적합한 유전체 공진기 장치, 고주파 필터 및 고주파 발진기에 관한 것이다.

일반적으로, 유전체 공진기 장치로서, 유전체 기판의 표면과 이면에 전극막을 형성하고, 이들 표면측과 이면측의 전극막에 유전체 기판을 사이에 두고 서로 대향하여 배치된 원형 개구로 이루어지는 TE010모드 공진기를 형성함과 아울러, 유전체 기판의 표면측에는 TE010모드 공진기에 접속된 코플레이너 선로(coplanar line)를 형성한 것이 알려져 있다(예를 들면, 일본국 특허공개공보 평11-239021호 등).

이 종래 기술에서는, 코플레이너 선로 중 접지 도체(전극막) 사이에 끼워진 스트립 형상의 중심 도체를 TE010모드 공진기의 원형 개구내까지 연신(延伸)시키고 있다. 이에 따라, 이 연신한 중심 도체를 결합 선로로서 사용하여, 코플레이너 선로와 TE010모드 공진기를 강하게 결합시키고 있다.

또한, 다른 종래 기술에 따른 유전체 공진기 장치로서, 유전체 기판에는 표면측의 전극막에 직사각형 개구를 형성하고, 이면측의 전극막을 접지 도체로 한 접지 도체가 부착된 슬롯 공진기를 형성함과 아울러, 표면측의 전극막에 홈 형상의 노치(notch)로 이루어지는 슬롯 선로를 형성하고, 상기 슬롯 선로를 직사각형 슬롯 공진기에 접속한 것도 알려져 있다.

그런데, 상술한 종래 기술에 따른 유전체 공진기 장치에서는, TE010모드 공진기, 슬롯 공진기 등과 코플레이너 선로에서는 고주파 신호를 여진, 전파했을 때의 모드가 다르다. 이 때문에, TE010모드 공진기 등과 코플레이너 선로 사이에서 강한 결합을 취했을 때에는, 공진기의 무부하 Q(Qo)가 열화하여, 손실이 증대한다는 문제가 있다.

한편, 다른 종래 기술에서는, 슬롯 공진기와 슬롯 선로는 모두 TE모드로 여진, 전파하기 때문에, 모드의 상위(相違)에 의한 Qo의 열화를 억제할 수 있다. 그러나, 슬롯 공진기의 윤곽부(직사각형 개구의 둘레 가장자리부)에 위치하는 전극막은 쇼트면(short-circuited face)을 이루는 것에 비하여, 슬롯 선로의 선단은 이 쇼트면에 직접 접속되어 있기 때문에, 슬롯 선로의 선단에서 전계 강도를 높일 수 없어, 슬롯 공진기와 슬롯 선로 사이에서 강한 결합을 얻을 수 없다는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 공진기와 슬롯 선로 등과의 사이에서 강한 결합을 얻을 수 있는 유전체 공진기 장치, 고주파 필터 및 고주파 발진기를 제공하는데 있다.

도 1은 제 1 실시형태에 따른 유전체 공진기 장치를 나타내는 사시도이다.

도 2는 제 1 실시형태에 따른 유전체 공진기 장치를 나타내는 평면도이다.

도 3은 PDTL을 도 2중의 화살표 III-III 방향에서 본 단면도이다.

도 4는 TE010모드 공진기가 여진한 상태를 나타내는 설명도이다.

도 5는 여진부의 연신(延伸) 칫수와 TE010모드 공진기의 외부 Q(Qe)의 관계를 나타내는 특성 선도이다.

도 6은 제 1 변형예에 따른 유전체 공진기 장치를 나타내는 평면도이다.

도 7은 제 2 변형예에 따른 유전체 공진기 장치를 나타내는 평면도이다.

도 8은 제 3 변형예에 따른 유전체 공진기 장치를 나타내는 평면도이다.

도 9는 제 4 변형예에 따른 유전체 공진기 장치를 나타내는 평면도이다.

도 10은 제 5 변형예에 따른 유전체 공진기 장치를 나타내는 평면도이다.

도 11은 제 6 변형예에 따른 유전체 공진기 장치를 나타내는 평면도이다.

도 12는 제 2 실시형태에 따른 유전체 공진기 장치를 나타내는 사시도이다.

도 13은 제 2 실시형태에 따른 유전체 공진기 장치를 나타내는 평면도이다.

도 14는 접지 도체가 부착된 슬롯 선로를 도 13중의 화살표 XIV-XIV 방향에서 본 단면도이다.

도 15는 비교예에 따른 유전체 공진기 장치를 나타내는 사시도이다.

도 16은 제 3 실시형태에 따른 유전체 공진기 장치를 나타내는 사시도이다.

도 17은 제 4 실시형태에 따른 고주파 필터를 나타내는 사시도이다.

도 18은 제 5 실시형태에 따른 고주파 필터를 나타내는 사시도이다.

도 19는 제 6 실시형태에 따른 고주파 발진기를 나타내는 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

1 : 유전체 기판 2, 3 : 전극막

4 : TE010모드 공진기

4A, 4B, 21A, 21B, 31A, 42A, 43A, 44A, 45A, 52A, 52B, 53A, 53B, 54A, 54B, 55A, 55B, 62A : 개구

5, 56 : PDTL(슬롯계 선로)

5A, 5B, 22A, 32A, 33A, 46A, 47A, 56A, 56B : 슬롯

6, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 23, 34, 48, 49, 58, 59 : 여진부

21, 52, 53, 54, 55 : PDTL 공진기

22, 57 : 접지 도체가 부착된 슬롯 선로(슬롯계 선로)

31, 62 : 원형 공진기

32, 63 : 슬롯 선로(전송 선로)

33, 65 : 스터브(stub) 선로(T분기 선로)

41, 51 : 고주파 필터

42, 43, 44, 45 : 슬롯 선로 공진기

61 : 고주파 발진기67 : FET

69 : 귀환 회로

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 유전체 기판과, 상기 유전체 기판의 양면 중에서 적어도 표면에 형성된 전극막과, 상기 전극막에 형성된 개구로 이루어지는 공진기와, 상기 공진기의 개구에 접속된 슬롯을 갖는 슬롯계 선로에 의해 구성하여 이루어지는 유전체 공진기 장치에 적용된다.

그리고, 본 발명이 채용하는 구성의 특징은, 전극막에는 슬롯의 양편에 위치하는 부위를 상기 개구내를 향하여 연신시킴으로써 여진부를 형성한 것에 있다.

이와 같이 구성함으로써, 여진부에 의해 슬롯을 공진기의 개구내에 연신시킬 수 있음과 아울러, 여진부를 공진기의 개구 중에서 전계 강도가 강한 위치까지 끌어 들일 수 있다. 이 때문에, 예를 들면 여진부의 선단(돌출단)측에 전계 강도가 강한 고주파 신호를 입력함으로써, 공진기를 강하게 여진할 수 있으며, 공진기와 슬롯계 선로 사이의 결합을 강하게 할 수 있다.

본 발명은 여진부의 연신 칫수를, 유전체 기판내의 고주파 신호의 파장을 λg라고 했을 때에, λg/4로부터 (3×λg)/4정도의 값으로 설정한 것에 있다.

이에 따라, 공진기내의 전계 최대가 되는 위치와 여진부 중에서 가상적인 개방단이 되는 선단을 가까이 할 수 있다. 이 때문에, 여진부의 연신 칫수를 다른 값으로 설정했을 때에 비하여, 공진기와 슬롯계 선로 사이의 결합을 더욱 강하게 할 수 있다.

본 발명에서는, 유전체 기판에는 고주파 신호를 전송하는 전송 선로를 형성하며, 상기 슬롯계 선로는 상기 전송 선로로부터 T분기된 T분기 선로를 이루고, 상기 여진부는 상기 T분기 선로의 선단에 배치하는 구성으로 하고 있다.

이에 따라, 공진기는 전송 선로를 전파하는 고주파 신호 중에서 공진 주파수에 대응한 신호를 반사하기 때문에, 대역 반사형의 필터를 구성할 수 있다.

본 발명은 T분기 선로의 길이 칫수를, 유전체 기판내의 고주파 신호의 파장을 λg라고 했을 때에, λg/4정도의 값으로 설정한 것에 있다.

이에 따라, T분기 선로 중 전송 선로로부터 T분기된 기단(基端)을 가상적인 개방단, 이 기단으로부터 λg/4정도의 길이 칫수만큼 이간된 T분기 선로의 선단을 가상적인 단락단으로 할 수 있음과 아울러, T분기 선로의 선단에 연신하여 형성된 여진부의 선단을 가상적인 개방단으로 할 수 있다. 이 때문에, 전계 강도가 강한 여진부의 선단(개방단)을, 공진기 중 전계 강도가 강한 개구내의 위치에 배치할 수 있어, 공진기와 슬롯계 선로 사이의 결합을 더욱 강하게 할 수 있다.

본 발명과 같이, 본 발명에 따른 유전체 공진기 장치를 입력부와 출력부 중에서 적어도 어느 한쪽에 사용하여 고주파 필터를 구성해도 된다.

이에 따라, 유전체 공진기 장치 중에서 공진기와 슬롯계 선로 사이의 결합을 강하게 할 수 있어, 상기 유전체 공진기 장치를 사용한 고주파 필터의 주파수 대역을 증대할 수 있다.

이 경우, 본 발명과 같이, 입력부와 출력부는 다른 구조의 슬롯계 선로를 접속하여, 선로 변환의 기능을 갖는 구성으로 해도 된다.

이에 따라, 선로 변환 기능을 고주파 필터에 형성할 수 있어, 고주파 필터의 고기능화를 도모할 수 있다. 또한, 고주파 필터와는 별개로 선로 변환부를 형성한경우에 비하여, 선로 변환부를 생략할 수 있어, 장치 전체를 소형화할 수 있다.

또한, 본 발명과 같이, 본 발명에 따른 유전체 공진기 장치를 사용하여 고주파 발진기를 구성해도 된다.

이에 따라, 유전체 공진기 장치 중에서 공진기와 슬롯계 선로 사이의 결합을 강하게 할 수 있어, 상기 유전체 공진기 장치를 사용한 고주파 발진기의 위상 잡음의 경감, 주파수 변조폭의 증대, 발진 출력의 증가를 행할 수 있다.

<발명의 실시형태>

이하, 본 발명의 실시형태에 따른 유전체 공진기 장치, 고주파 필터 및 고주파 발진기를, 첨부 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

우선, 도 1 내지 도 3은 제 1 실시형태에 따른 유전체 공진기 장치를 나타내며, 도면에 있어서, 참조 부호 1은 실질적으로 사각형의 평판 형상으로 형성된 유전체 기판으로, 상기 유전체 기판(1)은 유전체 재료로서, 수지 재료, 세라믹스 재료, 또는 이들을 혼합하여 소결한 복합 재료로 이루어지며, 예를 들면 두께 칫수(t)가 0.6mm (t=0.6mm), 비유전율(εr)이 24(εr=24)정도의 값으로 설정되어 있다.

참조 부호 2, 3은 유전체 기판(1)의 표면(1A), 이면(1B)에 각각 형성된 전극막으로, 상기 전극막(2, 3)은 예를 들면 포토리소그래피 기술 등을 사용해서 금, 동, 은 등의 도전성의 금속 박막을 양면에 함께 고정밀도로 패터닝함으로써 형성되어 있다.

참조 부호 4는 유전체 기판(1)의 중앙측에 형성된 원형의 TE010모드 공진기로, 상기 TE010모드 공진기(4)는 전극막(2, 3)에 각각 형성된 원형의 개구(4A, 4B)에 의해 구성되며, 이들 개구(4A, 4B)는 유전체 기판(1)을 사이에 두고 서로 대향하는 위치에 배치되어 있다. 그리고, TE010모드 공진기(4)는 공진 주파수(f0)가 예를 들면 30GHz(f0=30GHz)정도로 설정됨과 아울러, 유전체 기판(1) 내에서의 공진 주파수(fO)에 대응한 고주파 신호의 파장을 λg라고 했을 때에, 직경 칫수(φ)가 파장(λg)과 거의 동일한 값으로서 예를 들면 3.5mm(φ=3.5mm)정도로 설정되어 있다.

참조 부호 5는 유전체 기판(1)의 외측 둘레 가장자리로부터 TE010모드 공진기 (4)를 향하여 직선 형상으로 연장되는 슬롯계 선로로서의 평면 유전체 선로(이하, PDTL(5)이라고 함)로, 상기 PDTL(5)은 원형을 이루는 TE010모드 공진기(4)의 법선 방향을 따라서 연장되어 있다. 또한, PDTL(5)은 전극막(2, 3)에 각각 형성된 홈 형상의 슬롯(5A, 5B)에 의해 구성되고, 이들 슬롯(5A, 5B)은 유전체 기판(1)을 사이에 두고 서로 대향하는 위치에 배치되어 있다. 그리고, PDTL(5)은 예를 들면 폭 칫수(W1)가 0.1mm(W1=0.1mm)정도로 설정되어 있다.

참조 부호 6은 TE010모드 공진기(4)의 개구(4A, 4B) 내에 위치하여 형성된 여진부로, 상기 여진부(6)는 PDTL(5)의 연장선상에 위치해서 TE010모드 공진기(4)의 중심을 향하여 연장되어 있다. 또한, 여진부(6)는 유전체 기판(1)의 표면(1A)측에 위치해서 개구(4A) 내에 돌출하여 형성되어, 서로 평행하게 연장되는 2개의 가늘고 긴 여진 선로(6A)와, 유전체 기판(1)의 이면(1B)측에 위치해서 개구(4B) 내에 돌출하여 형성되고, 유전체 기판(1)을 사이에 두고 여진 선로(6A)에 대향한 2개의가늘고 긴 여진 선로(6B)에 의해 구성되어, PDTL(5)을 TE010모드 공진기(4) 내까지 연장하여 끌어 들이고 있다.

그리고, 여진 선로(6A)는 전극막(2) 중 슬롯(5A)의 양편에 위치하는 부위를 개구(4A) 내에 연신함(끌어 들임)으로써 형성되며, 전극막(2)과 동일한 도전성의 금속 박막을 사용해서 전극막(2)과 일체화하여 형성되어 있다. 마찬가지로, 여진 선로(6B)도, 전극막(3) 중 슬롯(5B)의 양편에 위치하는 부위를 개구(4B) 내에 연신함으로써 형성되어 있다.

또한, 여진부(6)는 TE010모드 공진기(4)의 윤곽부를 이루는 개구(4A, 4B)의 둘레 가장자리부(4C, 4D)로부터 개구(4A, 4B) 내를 향하여 돌출한 연신 칫수(L)가, 유전체 기판(1) 내에서의 공진 주파수(f0)에 대응한 고주파 신호의 파장(λg)에 대하여, 예를 들면 λg/4와 (3×λg)/4 사이의 범위가 되는 값(λg/4≤L≤(3×λg)/4)으로 설정되어 있다. 그리고, 여진부(6)의 여진 선로(6A, 6B)는 예를 들면 폭 칫수(W2)가 0.1mm (W2=0.1mm)정도로 설정되어 있다.

본 실시형태에 따른 유전체 공진기 장치는 상술과 같은 구성을 갖는 것으로, 다음에 그 작동에 대하여 도 1 내지 도 5를 참조하면서 설명한다.

우선, PDTL(5)에 예를 들면 30GHz정도의 고주파의 전자파(고주파 신호)를 입력하면, 슬롯(5A, 5B)의 폭방향으로 전계(E)가 형성됨과 아울러, 슬롯(5A, 5B)의 길이 방향과 유전체 기판(1)의 두께 방향에 대하여 자계(H)가 형성된다. 그리고, 고주파 신호는 유전체 기판(1)의 표면(1A)과 이면(1B)에서 전반사(全反射)를 반복하는 TE파가 되어 TE010모드 공진기(4)를 향하여 전파함과 아울러, PDTL(5)에 연속한 여진부(6)의 선단으로부터 TE010모드 공진기(4)의 개구(4A, 4B) 내에 방사된다. 이 때, TE010모드 공진기(4) 내의 고주파 신호는 둘레 가장자리부(4C, 4D) 사이를 잇는 원주면이 쇼트면으로 되어 있기 때문에, 둥근 고리 형상의 전계(E)와 상기 전계(E)를 둘러싸는 도넛 형상의 자계(H)를 형성하고, TE010모드에 준한 공진 모드로 공진한다(도 4 참조).

그런데, 본 실시형태에서는, TE010모드 공진기(4)에는 그 공진 모드와 동일한 TE모드로 고주파 신호를 전파하는 PDTL(5)을 접속하였기 때문에, 종래 기술과 같이 코플레이너 선로를 접속한 경우에 비하여, 무부하 Q(Qo)의 열화를 방지할 수 있으며, 손실을 억제할 수 있다.

또한, 다른 종래 기술과 같이 여진부(6)를 형성하지 않은 경우에는, PDTL(5)의 선단(개방단)이 쇼트면을 이루는 둘레 가장자리부(4C, 4D)에 접촉하기 때문에, 여진 부위를 이루는 PDTL(5)의 선단의 전계 강도를 높일 수 없다. 이에 비하여, 본 실시형태에서는, 여진부(6)의 선단이 둘레 가장자리부(4C, 4D)로부터 이간되어 있기 때문에, 여진부(6)의 선단의 전계 강도를 높인 상태에서 TE010모드 공진기(4)를 여진할 수 있으며, TE010모드 공진기(4)와 PDTL(5) 사이의 결합을 강하게 할 수 있다.

특히, TE010모드 공진기(4)는 개구(4A, 4B) 중에서 중심과 둘레 가장자리부(4C, 4D)의 중간에 위치하는 환상(環狀)의 부위가 전계 강도가 강해진다. 한편, 여진부(6)도 2개의 여진 선로(6A) 사이 및 2개의 여진 선로(6B) 사이가 모두 절연되어 있기 때문에, 여진부(6)의 선단은 전계 강도가 큰 가상적인 개방단이 되고 있다. 그리고, 여진부(6)는 둘레 가장자리부(4C, 4D)로부터 TE010모드 공진기(4)의 전계 강도가 강한 위치까지 돌출하고 있기 때문에, 여진부(6)의 가상적인 개방단을 TE010모드 공진기(4)의 전계 강도가 강한 위치에 배치할 수 있어, TE010모드 공진기(4)를 전계 강도를 높인 상태에서 여진할 수 있다.

즉, 유전체 기판(1)의 비유전율(εr)을 예를 들면 24, 유전체 기판(1)의 두께 칫수(t)를 예를 들면 0.6mm, TE010모드 공진기(4)의 직경 칫수(φ)를 예를 들면 3.5mm, PDTL(5)의 폭 칫수(W1)를 예를 들면 0.1mm, 여진부(6)의 여진 선로(6A, 6B)의 폭 칫수(W2)를 예를 들면 0.1mm로 각각 설정하고, 전자계 시뮬레이션을 행한 경우, 도 5에 나타내는 해석 결과를 얻을 수 있다.

여기에서, 도 5는 여진부(6)의 길이 칫수(L)와 TE010모드 공진기(4)의 외부 Q(Qe)의 관계를 나타내고 있다. 도 5에 있어서, L=0인 점은 다른 종래 기술과 동일한 상태(여진부(6)를 형성하지 않은 상태)를 나타내며, 이 상태의 Qe는 300정도가 된다. 이에 비하여, 여진부(6)를 TE010모드 공진기(4) 내에 돌출시킴으로써, Qe를 70정도까지 강화할 수 있다.

특히, TE010모드 공진기(4)의 전계 강도가 최대가 되는 위치와 여진부(6)의 가상적인 개방단(선단)이 접근하는 범위로서, 여진부(6)의 길이 칫수(L)가 λg/4와 (3×λg)/4 사이의 범위가 되는 값(λg/4≤L≤(3×λg)/4)에서는, 다른 범위에 비하여 Qe가 작아진다. 따라서, 본 실시형태와 같이, 여진부(6)의 길이 칫수(L)를 λg/4로부터 (3×λg)/4의 범위로 설정함으로써, TE010모드 공진기(4)와 PDTL(5)의 결합을 더욱 강하게 할 수 있다.

또한, 여진부(6)를 TE010모드 공진기(4)의 내부에 형성하였기 때문에, 여진부(6)를 형성함으로써 장치 전체가 대형화하는 일이 없다. 또한, TE010모드 공진기(4), PDTL(5) 및 여진부(6)를 동일한 전극 성막 프로세스에 의해 성형할 수 있기 때문에, 특성 변동이 적은 유전체 공진기 장치를 제공할 수 있다.

한편, 제 1 실시형태에서는, 공진기로서 TE010모드 공진기(4)를 사용하는 것으로 하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한하지 않으며, 공진기로서, 유전체 기판(1)의 표면(1A)에는 원형 개구를 가진 전극막(2)을 형성하고, 이면(1B)으로부터는 전극막(3)을 생략한 원형 공진기를 사용해도 되며, 유전체 기판(1)의 표면(1A)에는 원형 개구를 가진 전극막(2)을 형성하고, 이면(1B)에는 전면에 걸쳐 접지된 전극막(2)을 형성한 원형 공진기를 사용해도 된다.

또한, 제 1 실시형태에서는, 여진부(6)의 여진 선로(6A, 6B)는 직선 형상을 이루는 것으로 하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한하는 것이 아니며, 도 6 내지 도 11에 나타내는 제 1 내지 제 6 변형예에 나타내는 바와 같이 각종의 형상을 채용할 수 있는 것이다.

예를 들면, 도 6에 나타내는 제 1 변형예와 같이 여진부(11)를 이루는 2개의 여진 선로(11A)(표면(1A)측만 도시)의 선단에는 서로 이간하는 방향으로 굴곡한 굴곡부(11B)를 형성하는 구성으로 해도 된다. 이 경우, 여진부(11)의 선단을 확개(擴開)시켰기 때문에, 여진부(11)의 굴곡부(11B)에 의해 환상의 전계를 형성하기 쉽게 할 수 있다.

또한, 도 7에 나타내는 제 2 변형예와 같이 여진부(12)를 이루는 2개의 여진선로(12A)(표면(1A)측만 도시)의 선단에는 서로 이간하는 방향으로 굴곡하며, TE010모드 공진기(4)의 둘레 가장자리부(4C)를 따라서 만곡하여 연장되는 만곡부( 12B)를 형성하는 구성으로 해도 된다. 이 경우, 여진 선로(12)의 선단을 둘레 가장자리부(4C)를 따라서 만곡시켰기 때문에, 만곡부(12B)를 둘러싸는 자계를 유도하여, TE010모드 공진기(4) 내에 도넛 형상의 자계를 형성하기 쉽게 할 수 있다.

또한, 도 8에 나타내는 제 3 변형예와 같이 여진부(13)의 여진 선로(13A)(표면(1A)측만 도시)의 폭 칫수는 기단측과 선단측에서 다른 값(예를 들면 선단측을 크게)으로 형성해도 되며, 도 9에 나타내는 제 4 변형예와 같이 여진부(14)를 이루는 2개의 여진 선로(14A)(표면(1A)측만 도시) 사이의 간격 칫수는 기단측과 선단측에서 다른 값(예를 들면 선단측을 크게)으로 형성해도 된다.

이들의 경우에는, 여진 선로(13A)의 폭 칫수, 여진 선로(14A) 사이의 간격 칫수에 따라서 여진부(13, 14)의 임피던스가 변화하기 때문에, TE010모드 공진기(4)의 외부 Q(Qe)를 조정할 수 있다.

또한, 도 10에 나타내는 제 5 변형예와 같이, 여진부(15)를 이루는 여진 선로(15A)(표면(1A)측만 도시)에는, 기단측, 선단측 등에 형성되는 예각 형상을 이루는 부위에 둥그스름한 모양으로 연속하는 모따기(chamfer)부(15B)를 형성해도 된다.

이 경우, 예각 형상을 이루는 부위에는 전류가 집중하기 쉬워, TE010모드 공진기(4)의 무부하 Q(Qo)가 저하하는 경향이 있는 것에 비하여, 모따기부(15B)에 의해 전류의 집중을 완화할 수 있어, Qo의 열화를 억제할 수 있다.

또한, 제 1 실시형태에서는, 여진부(6) 선단을 개방단으로 하였으나, 도 11에 나타내는 제 6 변형예와 같이, 여진부(16)를 이루는 2개의 여진 선로(16A)(표면(1A)측만 도시)의 선단을 서로 접속하여 여진부(16)의 선단을 단락단(16B)으로 해도 된다.

이 경우, 여진부(16)의 단락단(16B)을 TE010모드 공진기(4)의 가상적인 단락점(중앙 위치)에 배치함으로써, TE010모드 공진기(4)에 대한 결합을 강하게 할 수 있다.

다음으로, 도 12 내지 도 14는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유전체 공진기 장치를 나타내며, 본 실시형태의 특징은, 공진기로서 평면 유전체 선로 공진기를 사용함과 아울러, 슬롯계 선로로서 접지 도체가 부착된 슬롯 선로를 사용한 것에 있다. 한편, 본 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

참조 부호 21은 유전체 기판(1)의 중앙측에 형성된 사각형의 평면 유전체 선로 공진기(이하, PDTL 공진기(21)라고 함)로, 상기 PDTL 공진기(21)는 전극막(2, 3)에 각각 형성된 사각형의 개구(21A, 21B)에 의해 구성되며, 이들 개구(21A, 21B)는 유전체 기판(1)을 사이에 두고 서로 대향하는 위치에 배치되어 있다. 그리고, PDTL 공진기(21)는 유전체 기판(1) 내에서의 공진 주파수(f0)에 대응한 고주파 신호의 파장을 λg라고 했을 때에, 고주파 신호의 전파 방향을 향하는 길이 칫수(L0)가 파장(λg)의 반정도의 값(L0=λg/2)으로 설정되어 있다.

참조 부호 22는 유전체 기판(1)의 외측 둘레 가장자리로부터 PDTL공진기(21)를 향하여 직선 형상으로 연장되는 슬롯계 선로로서의 접지 도체가 부착된 슬롯 선로로, 상기 접지 도체가 부착된 슬롯 선로(22)는 사각형을 이루는 PDTL 공진기(21)의 한 변에 대하여 거의 수직으로 연장되어 있다. 또한, 접지 도체가 부착된 슬롯 선로(22)는 전극막(2)에 형성된 홈 형상의 슬롯(22A)에 의해 구성됨과 아울러, 전극막(3)이 접지되어 있다.

참조 부호 23은 PDTL 공진기(21)의 개구(21A) 내에 위치하여 형성된 여진부로, 상기 여진부(23)는 접지 도체가 부착된 슬롯 선로(22)의 연장선상에 위치해서 PDTL 공진기(21)의 중심을 향하여 연장되어 있다. 또한, 여진부(23)는 유전체 기판(1)의 표면(1A)측에 위치해서 PDTL 공진기(21)의 윤곽부를 이루는 개구(21A)의 둘레 가장자리부(21C)로부터 개구(21A) 내를 향하여 돌출해서 형성되어, 서로 평행하게 연장되는 2개의 가늘고 긴 여진 선로(23A)에 의해 구성되어 있다.

그리고, 여진 선로(23A)는 전극막(2) 중 슬롯(22A)의 양편에 위치하는 부위를 개구(21A) 내에 연신함(끌어 들임)으로써 전극막(2)과 일체로 형성되며, 접지 도체가 부착된 슬롯 선로(22)를 PDTL 공진기(21) 내까지 연장하고 있다.

본 실시형태에 따른 유전체 공진기 장치는 상술과 같은 구성을 갖는 것으로, 접지 도체가 부착된 슬롯 선로(22)를 전파하는 TE모드의 고주파 신호는 여진부(23)의 선단으로부터 PDTL 공진기(21) 내에 방사된다. 이에 따라, PDTL 공진기(21) 내에는 슬롯(22A)의 폭방향과 실질적으로 평행한 전계(E)와 상기 전계(E)를 둘러싸는 자계(H)가 형성되며, 고주파 신호는 TE모드를 이루어 공진한다.

이렇게 하여, 본 실시형태에서도 제 1 실시형태와 동일한 작용 효과를 얻을수 있다.

여기에서, PDTL 공진기(21)의 경우, 도 15에 나타내는 비교예와 같이 PDTL 공진기(21)와 접지 도체가 부착된 슬롯 선로(22) 사이에 슬롯(22A)보다도 폭 칫수가 큰 여진용 슬롯부(24)를 형성하여, PDTL 공진기(21)와 접지 도체가 부착된 슬롯 선로(22) 사이의 결합량을 증가시키는 것도 가능하다.

그러나, 이 경우에는 PDTL 공진기(21)의 외측에 여진용 슬롯부(24)가 형성되어 있기 때문에, PDTL 공진기(21)에 더하여 여진용 슬롯부(24)를 형성하기 위한 면적을 확보할 필요가 있어, 장치 전체가 대형화한다는 문제가 있다.

이에 비하여, 본 실시형태에서는, PDTL 공진기(21)의 내측에 여진부(23)를 형성하기 때문에, PDTL 공진기(21)와는 별도로 여진부(23)용의 면적을 확보할 필요가 없어, 비교예에 비하여 장치 전체를 소형화할 수 있다.

한편, 제 2 실시형태에서는, 공진기로서 PDTL 공진기(21)를 사용하는 것으로 하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한하지 않으며, 공진기로서, 유전체 기판(1)의 표면(1A)에는 직사각형 개구를 가진 전극막(2)을 형성하고, 이면(1B)으로부터는 전극막(3)을 생략한 슬롯 선로 공진기를 사용해도 되며, 유전체 기판(1)의 표면(1A)에는 직사각형 개구를 가진 전극막(2)을 형성하고, 이면(1B)에는 전면에 걸쳐 접지된 전극막(2)을 형성한 접지 도체가 부착된 슬롯 선로 공진기를 사용해도 된다.

또한, 상기 제 1, 제 2 실시형태에서는, 슬롯계 선로로서, 유전체 기판(1)의 양면(1A, 1B)에 슬롯(5A, 5B)이 각각 형성된 PDTL(5), 또는 유전체 기판(1)의 표면 (1A)에만 슬롯(22A)을 형성하고, 이면(1B)에는 접지된 전극막(3)을 형성한 접지 도체가 부착된 슬롯 선로(22)를 사용하는 것으로 하였다.

그러나, 본 발명은 이것에 한하지 않으며, 슬롯계 선로로서, 유전체 기판(1)의 표면(1A)에만 슬롯을 형성하고, 이면(1B)으로부터는 전극막(3)을 생략한 슬롯 선로를 사용해도 된다.

다음으로, 도 16은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 유전체 공진기 장치를 나타내며, 본 실시형태의 특징은, 전송 선로로부터 분기된 스터브(stub) 선로를 공진기에 접속하고, 스터브 선로의 선단에 여진부를 배치하는 구성으로 한 것에 있다. 한편, 본 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

참조 부호 31은 유전체 기판(1)의 중앙측에 형성된 원형 공진기로, 상기 원형 공진기(31)는 전극막(2)에 형성된 원형의 개구(31A)에 의해 구성되어 있다. 그리고, 원형 공진기(31)는 유전체 기판(1) 내에서의 공진 주파수(f0)에 대응한 고주파 신호의 파장을 λg라고 했을 때에, 직경 칫수가 파장(λg)과 거의 동일한 값으로 설정되어 있다. 한편, 본 실시형태에서는, 유전체 기판(1)의 이면(1B)에는 전극막을 형성하지 않은 구성으로 되어 있다.

참조 부호 32는 원형 공진기(31)로부터 이간된 위치에 형성된 전송 선로로서의 슬롯 선로(다른 슬롯계 선로)로, 상기 슬롯 선로(32)는 전극막(2)에 형성된 홈 형상의 슬롯(32A)에 의해 구성되며, 상기 슬롯(32A)은 원형 공진기(31)의 접선 방향에 대하여 평행하게 연장되어 있다.

참조 부호 33은 슬롯 선로(32)로부터 T분기된 T분기 선로로서의 스터브 선로로, 상기 스터브 선로(33)는 슬롯 선로(32)의 도중 위치로부터 원형 공진기(31)를 향하여 직선 형상으로 연장되며, 원형 공진기(31)의 법선 방향을 따라서 형성되어 있다. 또한, 스터브 선로(33)는 전극막(2)에 형성된 홈 형상의 슬롯(33A)에 의해 구성되며, 슬롯 선로(32)와 원형 공진기(31)의 둘레 가장자리부(31B) 사이의 거리를 이루는 슬롯(33A)의 길이 칫수(L1)는 고주파 신호의 파장을 λg라고 했을 때에, λg/4정도의 값(L1=λg/4)으로 설정되어 있다. 한편, 슬롯(33A)의 길이 칫수(L1)는 λg/4에 한하지 않으며 (2n+1)×λg/4(n:정수)정도의 값으로 설정해도 된다.

참조 부호 34는 원형 공진기(31)의 개구(31A) 내에 위치하여 형성된 여진부로, 상기 여진부(34)는 스터브 선로(33)의 연장선상에 위치해서 원형 공진기(31)의 중심을 향하여 연장되어 있다. 또한, 여진부(34)는 전극막(2) 중 스터브 선로(33)의 양편에 위치하는 부위를 개구(31A) 내에 연신시킴으로써 형성되며, 유전체 기판(1)의 표면(1A)측에 위치해서 개구(31A) 내에 돌출하여 형성되어, 서로 평행하게 연장되는 2개의 가늘고 긴 여진 선로(34A)에 의해 구성되어 있다. 그리고, 여진부(34)의 연신 칫수는 예를 들면 λg/4와 (3×λg)/4 사이의 범위가 되는 값으로 설정되어 있다.

이렇게 하여, 본 실시형태에서도 제 1 실시형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있으나, 본 실시형태에서는, 슬롯 선로(32)로부터 T분기된 스터브 선로(33)의 선단에 여진부(34)를 형성하고, 원형 공진기(31)와 스터브 선로(33)를 접속하는 구성으로 하였기 때문에, 원형 공진기(31)는 슬롯 선로(32)를 전파하는 고주파 신호 중에서 그 공진 주파수(f0)에 대응한 신호를 반사한다. 이 때문에, 장치 전체에 의해 대역 반사형의 필터를 구성할 수 있다.

또한, 스터브 선로(33)의 길이 칫수(L1)를 λg/4정도의 값으로 설정하였기 때문에, 스터브 선로(33) 중에서 슬롯 선로(32)로부터 T분기된 기단을 가상적인 개방단, 스터브 선로(33)의 선단을 가상적인 단락단으로 할 수 있음과 아울러, 스터브 선로(33)의 선단에 돌출하여 형성된 여진부(34)의 선단을 가상적인 개방단으로 할 수 있다. 이 때문에, 전계 강도가 강한 여진부(34)의 선단(개방단)을, 원형 공진기(31) 중에서 전계 강도가 강한 개구(31A) 내의 위치에 배치할 수 있어, 원형 공진기(31)와 스터브 선로(33) 사이의 결합을 더욱 강하게 할 수 있다.

또한, 원형 공진기(31), 슬롯 선로(32), 스터브 선로(33) 및 여진부(34)는 전극막(2)을 성막하는 성막 프로세스에 있어서 함께 형성할 수 있기 때문에, 특성 변동이 적은 유전체 공진기 장치를 제공할 수 있다.

다음으로, 도 17은 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 고주파 필터를 나타내며, 본 실시형태의 특징은, 고주파 필터를 복수의 슬롯 선로 공진기에 의해 구성함과 아울러, 그 입력부와 출력부를 이루는 슬롯 선로 공진기 내에는 슬롯 선로의 선단에 위치하여 여진부를 형성한 것에 있다. 한편, 본 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

참조 부호 41은 본 실시형태에 따른 고주파 필터로, 상기 고주파 필터(41)는 후술하는 4개의 슬롯 선로 공진기(42∼45) 등에 의해 구성되어 있다.

참조 부호 42∼45는 유전체 기판(1)의 표면(1A)에 직선 형상으로 나란히 배열되어 형성된 슬롯 선로 공진기로, 상기 각 슬롯 선로 공진기(42∼45)는전극막(2)에 형성된 사각형의 개구(42A∼45A)에 의해 구성되어 있다. 그리고, 슬롯 선로 공진기(42∼45) 중에서 양단측에 위치하는 슬롯 선로 공진기(42, 45)는 고주파 필터(41)의 입력부(41A)와 출력부(41B)를 이루고 있다. 한편, 본 실시형태에서는, 유전체 기판(1)의 이면(1B)에는 전극막을 형성하지 않은 구성으로 되어 있다.

참조 부호 46, 47은 입력측의 슬롯 선로 공진기(42)와 출력측의 슬롯 선로 공진기(45)에 각각 접속된 슬롯계 선로로서의 슬롯 선로로, 상기 슬롯 선로(46, 47)는 유전체 기판(1)의 외측 둘레 가장자리로부터 슬롯 선로 공진기(42, 45)를 향하여 직선 형상으로 연장되며, 전극막(2)에 형성된 홈 형상의 슬롯(46A, 47A)에 의해 구성되어 있다.

참조 부호 48, 49는 슬롯 선로 공진기(42, 45)의 개구(42A, 45A) 내에 위치하여 형성된 여진부로, 상기 여진부(48, 49)는 슬롯 선로(46, 47)의 연장선상에 위치해서 슬롯 선로 공진기(42, 45)의 중심을 향하여 연장되어 있다. 또한、여진부(48, 49)는 도체막(2) 중 슬롯 선로(46, 47)의 양편에 위치하는 부위를 개구(42A, 45A) 내를 향하여 연신시킴으로써 각각 형성되며, 개구(42A, 45A) 내를 향해서 돌출하여, 서로 평행하게 연장되는 2개의 가늘고 긴 여진 선로(48A, 49A)에 의해 구성되어 있다.

본 실시형태에 따른 고주파 필터(41)는 상술과 같은 구성을 갖는 것으로, 슬롯 선로(46)에 입력된 고주파 신호는 여진부(48)를 통하여 슬롯 선로 공진기(42) 내에 공급된다. 이 때, 슬롯 선로 공진기(42)는 그 공진 주파수에 따른 고주파 신호를 여진함과 아울러, 서로 이웃하는 슬롯 선로 공진기(43)에 결합하여, 슬롯 선로 공진기(43) 내에 그 공진 주파수에 따른 고주파 신호를 여진한다. 그리고, 슬롯 선로 공진기(42∼44)는 서로 이웃하는 공진기끼리가 결합하기 때문에, 고주파 신호 중에서 각 슬롯 선로 공진기(42∼44)의 공진 주파수에 따른 신호만이 출력측의 슬롯 선로 공진기(45)에 전파하고, 여진부(49)를 통하여 슬롯 선로(47)로부터 출력된다. 이에 따라, 고주파 필터(41)는 대역 통과 필터로서 동작한다.

이렇게 하여, 본 실시형태에서도 제 1 실시형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 그러나, 본 실시형태에서는, 고주파 필터(41)의 입력부(41A)와 출력부(41B)에 여진부(48, 49)를 구비한 슬롯 선로 공진기(42, 45)를 사용하였기 때문에, 슬롯 선로 공진기(42, 45)와 슬롯 선로(46, 47) 사이의 결합을 강하게 할 수 있으며, 여진부(48, 49)를 사용하지 않는 경우에 비하여 고주파 필터(41)의 주파수 대역을 증대할 수 있다.

한편, 본 실시형태에서는, 고주파 필터(41)의 입력부(41A)와 출력부(41B)의 어느 쪽에도 여진부(48, 49)를 구비한 슬롯 선로 공진기(42, 45)를 사용하는 것으로 하였으나, 입력부와 출력부 중에서 어느 한쪽에 여진부를 갖는 슬롯 선로 공진기를 사용하고, 다른쪽의 여진부를 생략하는 구성으로 해도 된다.

다음으로, 도 18은 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 고주파 필터를 나타내며, 본 실시형태의 특징은, 고주파 필터의 입력부와 출력부를 이루는 슬롯 선로 공진기에는 각각 여진부를 형성함과 아울러, 입력부와 출력부에는 각각 다른 종류의 슬롯계 선로를 접속한 것에 있다. 한편, 본 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

참조 부호 51은 본 실시형태에 따른 고주파 필터로, 상기 고주파 필터(51)는 후술하는 4개의 PDTL 공진기(52∼55) 등에 의해 구성되어 있다.

참조 부호 52∼55는 유전체 기판(1)의 표면(1A)에 직선 형상으로 나란히 배열되어 형성된 평면 유전체 선로 공진기(이하, PDTL 공진기(52∼55)라고 함)로, 상기 각 PDTL 공진기(52∼55)는 전극막(2)에 형성된 사각형의 개구(52A∼55A)와, 상기 개구(52A∼55A)에 각각 대향하여 전극막(3)에 형성된 사각형의 개구(52B∼55B)에 의해 구성되어 있다. 그리고, PDTL 공진기(52∼55) 중에서 양단측에 위치하는 PDTL 공진기(52, 55)는 고주파 필터(51)의 입력부(51A)와 출력부(51B)를 이루고 있다.

참조 부호 56은 입력측의 PDTL 공진기(52)에 접속된 슬롯계 선로로서의 평면 유전체 선로(이하, PDTL(56)이라고 함)로, 상기 PDTL(56)은 유전체 기판(1)의 외측 둘레 가장자리로부터 PDTL 공진기(52)를 향하여 직선 형상으로 연장되며, 전극막(2)에 형성된 홈 형상의 슬롯(56A)과 상기 슬롯(56A)에 대향하여 전극막(3)에 형성된 슬롯(56B)에 의해 구성되어 있다.

참조 부호 57은 출력측의 PDTL 공진기(55)에 접속된 PDTL(56)과는 다른 종류의 슬롯계 선로로서의 접지 도체가 부착된 슬롯 선로로, 상기 접지 도체가 부착된 슬롯 선로(57)는 유전체 기판(1)의 외측 둘레 가장자리로부터 PDTL 공진기(55)를 향하여 직선 형상으로 연장되며, 전극막(2)에 형성된 홈 형상의 슬롯(57A)에 의해 구성되어 있다. 한편, 유전체 기판(1)의 이면(1B)에 형성된 전극막(3)은 접지되어 있다.

참조 부호 58은 PDTL 공진기(52)의 개구(52A, 52B) 내에 위치하여 형성된 여진부로, 상기 여진부(58)는 PDTL(56)의 연장선상에 위치해서 PDTL 공진기(52)의 중심을 향하여 연장되어 있다. 또한, 여진부(58)는 도체막(2, 3) 중 PDTL(56)의 양편에 위치하는 부위를 개구(52A, 52B) 내를 향하여 연신시킴으로써 형성되며, 개구(52A) 내를 향해서 돌출하여 서로 평행하게 연장되는 2개의 가늘고 긴 여진 선로(58A)와 상기 여진 선로(58A)와 대향하여 개구(52B) 내를 향해서 돌출한 여진 선로(58B)에 의해 구성되어 있다.

참조 부호 59는 PDTL 공진기(55)의 개구(55A) 내에 위치하여 형성된 여진부로, 상기 여진부(59)는 슬롯 선로(57)의 연장선상에 위치해서 PDTL 공진기(55)의 중심을 향하여 연장되어 있다. 또한, 여진부(59)는 전극막(2) 중 슬롯 선로(57)의 양편에 위치하는 부위를 개구(55A) 내에 연신시킴으로써 형성되며, 개구(55A) 내를 향해서 돌출하여, 서로 평행하게 연장되는 2개의 가늘고 긴 여진 선로(59A)에 의해 구성되어 있다.

본 실시형태에 따른 고주파 필터(51)는 상술과 같은 구성을 갖는 것으로, 제 4 실시형태와 마찬가지로 대역 통과 필터로서 동작한다.

이렇게 하여, 본 실시형태에서도 제 1 실시형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 고주파 필터(51)의 입력부(51A)와 출력부(51B)에 여진부(58, 59)를 갖는 PDTL 공진기(52, 55)를 사용하였기 때문에, PDTL 공진기(52, 55)와 PDTL(56), 접지 도체가 부착된 슬롯 선로(57) 사이의 결합을 강하게 할 수 있어, 고주파 필터(51)의 주파수 대역을 증대할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 고주파 필터(51)의 입력부(51A)와 출력부(51B)에 서로 다른 종류의 슬롯계 선로로서 PDTL(56)과 접지 도체가 부착된 슬롯 선로(57)를 각각 접속하고 있다. 이에 따라, 선로 변환 기능을 고주파 필터(51)에 형성할 수 있어, 고주파 필터(51)를 고기능화할 수 있다. 또한, 선로 변환을 행하기 위한 구성을 고주파 필터(51)와는 별도로 형성할 필요가 없어, 장치 전체를 소형화할 수 있다.

한편, 본 실시형태에서는, 슬롯계 선로로서 PDTL(56), 접지 도체가 부착된 슬롯 선로(57)를 사용하는 것으로 하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한하지 않으며, 예를 들면 PDTL, 접지 도체가 부착된 슬롯 선로 중 어느 한쪽을 대신하여 접지 도체를 생략한 슬롯 선로를 사용하는 것으로 해도 된다.

다음으로, 도 19는 본 발명의 제 6 실시형태에 따른 고주파 발진기를 나타내며, 본 실시형태의 특징은 고주파 발진기를 여진부를 구비한 원형 공진기를 사용하여 구성한 것에 있다. 한편, 본 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

참조 부호 61은 본 실시형태에 따른 고주파 발진기로, 상기 고주파 발진기(61)는 후술하는 원형 공진기(62), FET(67) 등에 의해 구성되어 있다.

참조 부호 62는 유전체 기판(1)에 형성된 원형 공진기로, 상기 원형 공진기(62)는 전극막(2)에 형성된 원형의 개구(62A)에 의해 구성되어 있다. 그리고, 원형 공진기(62)는 유전체 기판(1) 내에서의 공진 주파수(f0)에 대응한 고주파신호의 파장을 λg라고 했을 때에, 직경 칫수가 파장(λg)과 거의 동일한 값으로설정되어 있다. 한편, 본 실시형태에서는, 유전체 기판(1)의 이면(1B)에는 전극막을 형성하지 않은 구성으로 되어 있다.

참조 부호 63은 원형 공진기(62)로부터 이간된 위치에 형성된 전송 선로로서의 슬롯 선로(다른 슬롯계 선로)로, 상기 슬롯 선로(63)는 기단측이 후술하는 FET(67)의 게이트 단자에 접속되고, 선단측에는 종단 저항(64)이 접속되어 있다.

참조 부호 65는 슬롯 선로(63)로부터 T분기된 T분기 선로로서의 스터브 선로로, 상기 스터브 선로(65)는 슬롯 선로(63)의 도중 위치로부터 원형 공진기(62)를 향하여 직선 형상으로 연장되며, 원형 공진기(62)의 법선 방향을 따라서 형성되어 있다. 또한, 스터브 선로(65)의 길이 칫수는 고주파 신호의 파장을 λg라고 했을 때에, λg/4정도의 값으로 설정되어 있다.

참조 부호 66은 원형 공진기(62)의 개구(62A) 내에 돌출하여 형성된 여진부로, 상기 여진부(66)는 전극막(2) 중 스터브 선로(65)의 양편에 위치하는 부위를 개구(62A) 내에 연신시킴으로써 형성되며, 스터브 선로(65)의 연장선상에 위치해서 원형 공진기(62)의 중심을 향하여 연장되어 있다.

참조 부호 67은 슬롯 선로(63)의 기단측에 형성된 전계 효과 트랜지스터(이하, FET(67)라고 함)로, 상기 FET(67)는 게이트 단자가 슬롯 선로(63)에 접속됨과 아울러, 바이어스(bias)용의 직류 성분을 제거하는 DC 컷트 회로(DC-cut circuit)(68)가 접속되어 있다. 또한, FET(67)의 게이트 단자와 드레인 단자 사이에는 귀환 회로(69)가 접속되고, FET(67)의 드레인 단자에는 바이어스용의 직류 성분을 제거하는 DC 컷트 회로(70), 댐핑(damping) 회로(71) 및 슬롯 선로(72)가 각각 접속되며, FET(67)의 소스 단자는 접지되어 있다.

또한, 댐핑 회로(71)는 기단측이 FET(67)의 드레인 단자에 접속됨과 아울러, 선단측에는 종단 저항(73)이 접속되어 있다. 또한, 슬롯 선로(72)는 출력 단자를 이루며, 고주파 발진기(61)에 의해 발생한 고주파 신호를 외부에 출력하는 것이다.

본 실시형태에 따른 고주파 발진기(61)는 상술과 같은 구성을 갖는 것으로, 원형 공진기(62), 슬롯 선로(63) 및 스터브 선로(65) 등이 대역 반사형의 필터로서 동작하며, FET(67)에 공진 주파수에 따른 고주파 신호를 입력한다. 이 때, FET(67)는 귀환 회로(69)를 통하여 고주파 신호를 증폭하고, 슬롯 선로(72)로부터 출력한다. 이에 따라, 고주파 발진기(61)는 전체로서 위상 잡음을 개선하는 안정화 발진 회로로서 동작한다.

이렇게 하여, 본 실시형태에서도 제 1 실시형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 그러나, 본 실시형태에서는, 고주파 발진기(61)를 여진부(66)를 구비한 원형 공진기(62)를 사용하여 구성하였기 때문에, 원형 공진기(62)와 스터브 선로(65)의 결합을 강하게 할 수 있으며, 고주파 발진기(61)의 주파수 변조폭의 증대, 발진 출력의 증가가 가능해진다. 또한, Qo의 열화를 억제하여 강한 결합을 취하고 있기 때문에, 원형 공진기(62)의 부하 Q(QL)를 높일 수 있으며, 위상 잡음을 저하시킬 수 있다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전극막에는 슬롯의 양편에 위치하는 부위를 개구내를 향하여 연신(延伸)시킴으로써 여진부를 형성하였기때문에, 여진부에 의해 슬롯을 공진기의 개구내에 연장시킬 수 있음과 아울러, 여진부를 공진기의 개구 중에서 전계 강도가 강한 위치까지 끌어 들일 수 있다. 이 때문에, 예를 들면 여진부의 선단(돌출단)측에 전계 강도가 강한 고주파 신호를 입력함으로써, 공진기를 강하게 여진할 수 있으며, 공진기와 슬롯계 선로 사이의 결합을 강하게 할 수 있다. 또한, 공진기의 공진 모드와 슬롯계 공진기의 전파 모드를 모두 TE모드로 할 수 있기 때문에, 공진기의 무부하 Q의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 여진부를 공진기의 개구내에 형성하였기 때문에, 공진기의 외부에 형성한 경우에 비하여 장치 전체를 소형화할 수 있다.

본 발명에 따르면, 여진부의 연신 칫수를, 유전체 기판내의 고주파 신호의 파장을 λg라고 했을 때에, λg/4로부터 (3×λg)/4정도의 값으로 설정하였기 때문에, 공진기 내의 전계 최대가 되는 위치와 여진부 중에서 가상적인 개방단이 되는 선단을 가까이 할 수 있으며, 공진기와 슬롯계 선로 사이의 결합을 더욱 강하게 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 유전체 기판에는 고주파 신호를 전송하는 전송 선로를 형성하며, 슬롯계 선로는 상기 전송 선로로부터 T분기된 T분기 선로를 이루고, 여진부는 상기 T분기 선로의 선단에 배치하는 구성으로 하였기 때문에, 공진기는 전송 선로를 전파하는 고주파 신호 중에서 공진 주파수에 대응한 신호를 반사하므로, 대역 반사형의 필터를 구성할 수 있다.

본 발명에 따르면, T분기 선로의 길이 칫수를, 유전체 기판 내의 고주파 신호의 파장을 λg라고 했을 때에, λg/4정도의 값으로 설정하였기 때문에, T분기 선로의 선단에 연신하여 형성된 여진부의 선단을 가상적인 개방단으로 할 수 있으며, 여진부의 선단을 공진기 중에서 전계 강도가 강한 개구내의 위치에 배치하여, 공진기와 슬롯계 선로 사이의 결합을 더욱 강하게 할 수 있다.

본 발명과 같이, 본 발명에 따른 유전체 공진기 장치를 입력부와 출력부 중에서 적어도 어느 한쪽에 사용하여 고주파 필터를 구성해도 된다. 이에 따라, 유전체 공진기 장치 중에서 공진기와 슬롯계 선로 사이의 결합을 강하게 할 수 있어, 상기 유전체 공진기 장치를 사용한 고주파 필터의 주파수 대역을 증대할 수 있다.

본 발명에 따르면, 입력부와 출력부는 다른 구조의 슬롯계 선로를 접속하여, 선로 변환의 기능을 갖는 구성으로 하였기 때문에, 선로 변환 기능을 고주파 필터에 형성할 수 있어, 고주파 필터의 고기능화를 도모할 수 있다. 또한, 고주파 필터와는 별개로 선로 변환부를 형성한 경우에 비하여, 선로 변환부를 생략할 수 있어, 장치 전체를 소형화할 수 있다.

또한, 본 발명과 같이, 본 발명에 따른 유전체 공진기 장치를 사용하여 고주파 발진기를 구성해도 된다. 이에 따라, 유전체 공진기 장치 중에서 공진기와 슬롯계 선로 사이의 결합을 강하게 할 수 있어, 상기 유전체 공진기 장치를 사용한 고주파 발진기의 위상 잡음의 경감, 주파수 변조폭의 증대, 발진 출력의 증가를 행할 수 있다.

Claims

유전체 재료에 의해 형성된 유전체 기판과, 상기 유전체 기판의 양면 중에서 적어도 표면에 형성된 도체로 이루어지는 전극막과, 상기 전극막에 형성된 개구로 이루어지는 공진기와, 상기 전극막에 형성되어 상기 공진기의 개구에 접속된 슬롯(slot)을 갖는 슬롯계 선로에 의해 구성하여 이루어지는 유전체 공진기 장치로서,

상기 전극막에는, 상기 슬롯의 양편에 위치하는 부위를 상기 개구내를 향하여 연신(延伸)시킴으로써 여진부를 형성한 것을 특징으로 하는 유전체 공진기 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 여진부의 연신 칫수는, 상기 유전체 기판내의 고주파 신호의 파장을 λg라고 했을 때에, λg/4로부터 (3×λg)/4정도의 값으로 설정하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 유전체 기판에는 고주파 신호를 전송하는 전송 선로를 형성하며, 상기 슬롯계 선로는 상기 전송 선로로부터 T분기된 T분기 선로를 이루고, 상기 여진부는 상기 T분기 선로의 선단에 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 T분기 선로의 길이 칫수는 상기 유전체 기판내의 고주파 신호의 파장을 λg라고 했을 때에, λg/4정도의 값으로 설정하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 유전체 공진기 장치를 입력부와 출력부 중에서 적어도 어느 한쪽에 사용한 것을 특징으로 하는 고주파 필터.
제 5 항에 있어서, 상기 입력부와 출력부는 다른 구조의 슬롯계 선로를 접속하며, 선로 변환의 기능을 갖는 구성으로 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 필터.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 유전체 공진기 장치를 사용한 것을 특징으로 하는 고주파 발진기.