Γ 46 11 3 T Α7 Β7 五、發明説明（1 ) (發明之背景） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明有關於使用於微波帶或準微波帶等之高週波帶 之無線通訊等所使用之介電質濾波器及使用於此種介電質 濾波器之介電質諧振器。特別是以一個介電質塊而可以使 用三個諧振模式之三重模式介電質諧振器，及使用此種介 電質諧振器之介電質瀘波器。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在於遮斷波導管內連續的配置圓筒狀或直方體狀之介 電質，而利用介電質之圓筒TEQ15模式或矩形ΤΕ115 模式之諧振之介電質瀘波器乃，由於無負載Q高，且與波 導管型之濾波器比較而可能小型化，由而廣泛的利用於被 要求無損失且小型化之濾波器。此模式之諧振乃由於在介 電質與空氣之境界面而電場之反複的做反射而發生。諧振 週波數乃依存於介電質之介電率與大小。介電率愈大諧振 器愈可以小型化。又由此諧振所發生之磁場係激振次段之 諧振器，這個相當於介電質濾波器之段間之結合，結合之 大小乃主要由諧振器間之距離而決定。距離愈大結合量愈 小。此種介電質濾波器之諷整手段乃可採取對於電場之反 射面之垂直之方向加入螺栓而提高諧振週波數，由而在於 諧振器與諧振器之間加入螺栓加強結合等等方法。 另一方面爲了小型化利用二重模式之介電質諧振器之 介電質濾波器也有，這是，例如於圓筒波導管內，以令圓 筒之介電質諧振器之圓筒之軸排於一致的配置於波導管中 央’而將發生於直交於此圓筒軸之二方向之二個諧振（ Η E : i δ模式）經由導波管側而以螺栓等手段等而擾亂諧 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 4 _____B7 五、發明説明（2 ) 振之電磁場使之結合，而以一個諧振器來獲得二個諧振者 〇 如上所述，依介電質之圓筒ΤΕ〇1δ，矩形TE113 模式之諧振器之諧振週波數乃依存於介電質之介電率之大 小，介電率愈大愈能使諧振器小型化，所以欲使利用此介 電質諧振器之濾波器小型化起見，提高介電質之介電率乃 最簡單之方法。 惟一般的說，使用於介電質濾波器之低損失之介電質 中具有介電率愈大時介電損失之特徵，所以一面保持小:的 插入損失一面小型化乃有其限界，加上此種低損失之介電 質係高價品、而段數愈增當然所使用之介電質之個數增加 將成爲昂貴之濾波器。· 又，爲了小型化而利用Η E i δ之二重模式之介電質 諧振器之濾波器係，由於H ..,E i i s並非最低次之模式，所 以於使用之帶域近邊有很多不要之模式之激起，而具有使 帶域外之特性變劣之情形。 (本發明之槪要） 本發明之目的乃一方面應用由以往之圓筒TE〇1<s， 矩形ΤΕ11δ之介電質濾波器之無負載Q高之利點，將以
I 往視爲不要之模式取入於帶域內，做爲濾波器特性所必要 之諧振之一部份而使之發生利用，由而可能大幅度的減少 介電質諧振器之數目，達到小型化及成本之減低，以資實 現帶域外特性良好之介電質濾波器者。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X2517公釐） ----：--；--^----、：裝-- * < \ν (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5- ^ 4 6 1 1 3 7 at Β7 五、發明説明（3 ) 爲了達成上述目的，本發明乃，以一個介電質塊而使 用三個之諧振模式以求介電質濾波器之小型化。詳述之， 於由介電質材料所成之略直方體之塊中，切取此介電質塊 之一個稜部及與它不平行之另一稜部，由而結合在單一之 介電質塊內之諧振模式者。 換言之，申請專利範圍第1項之介電質諧振器係切取 略直方體形狀之介電質塊之一個稜部，同時切取與該一個 稜部不會平行之其他稜部，由而結合上述介電質塊之三個 模式爲其特徵者。 在於略直方體之介電質塊中，矩形ΤΕ11δ模式之分 別能存在於所直交之三軸方向，乃由物理的對稱性而很淸 楚者，利用以往之T E i i δ模式或ΗΕ11δ模式之介電質 濾波器係只使用此三軸方向之諧振中之一個或二個諧振而 構成諧振器，所剩之二個或一個諧振即倒是成爲不要之諧 振而有不良影響者。本發明係積極的利用此剩下之諧振， 以一個諧振器來達成三個諧振器之職責者。
I 又，申請專利範圍第2項所述之介電質濾波器乃，在 於遮斷波導管內至少配置一個申請專利範圍第1項所述之 介電質諧振器爲其特徵。 由於在於遮斷波導管內配置一個或多數個上述之介電 質諧振器以資構成濾波器，由而可以製作小型且低損失之 介電質濾波器者。 再者，申請專利範圍第3項所述之介電質濾波器乃， 在於上述遮斷波導管內配置二個以上之上述介電質諧振器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ------..--：--：--1... '装-------訂 I--------.----_--t---!-- -6- -4 6 11 3 7 a? Β7 五、發明説明（4 ) ，而在該介電質諧振器之互相間設置由導電性材料所成之 隔開機構而構成爲其特徵者。 這是，於使用多數個之諧振器時，由於在諧振器與諧 振器之間設置導電性之隔開板，由而適當地調整諧振器間 之各模式之結合量，而可採取帶域內之特性所必要之結合 量或在帶域可能製作減衰極者。 又，申請專利範圍第4項所述之介電質濾波器中乃， 在於從上述介電質諧振器之側面離開規定距離之位置，配 置與上述側面成平成地，令其一端接觸於上述遮斷波導管 之金屬棒，藉由該金屬棒之長度而可能調整各諧振之諧振 週波數與各諧振間之結合量而構成爲其特徵。 這是由於使用依本發明之三重模式之介電質諧振器之 濾波器乃對於從介電質諧振器之側面離開一定距離之位置 、插入與介電質諧振器之側面成平行之從遮斷波導管之螺 栓等之金屬棒、由而可以調整諧振週波數及結合量、而組 合它與由以往方法所成之調整機構由而寬廣的採取濾波器 之調整範圍者。 再者，申請專利範圍第5項所述之介電質濾波器乃， 在於上述遮斷波導管內再載置如申請專利第1項所述之介 電質諧振器以外之諧振器爲其特徵者。 由於組合依本發明之三重模式介電質諧振器，與介電 質（體）ΤΕ〇1δ模式，或由金屬導體所成之TEM模式 等之諧振器而任意的構成任意段數之小型濾波器者。而用 於組合之諧振器而採甩不要之諧振少，或該不要之諧振之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -----—.----；—；—~^J ^-------訂----: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 h '举(β ) 職 i。贫 3 I ;51额猫-§今__ 雜一；I 0 $ 0 Λα * λ 谢 誤；^到 2 blHP-^T 键搜 3^11 * 目泛 I i I i ® 1 到 I i I I i 4 i- s ^ ^1¾ I o 它_tm薛舞挪盡卧；^到瞄 ο 掛0 Itb S翻露5M > 痛4識鸯普1 3 ( a ) 國5钟 * N 蚧卦 ^ i i $ I I I ^ s H > $口 1 3 ( b )國 5 讲 M 钭冴染 满 2 ® > 普13 ( o ) 蹈。職 i 鍾簿 s $ Μ 冷__菌|351钭i — > 12蹈；^職薇|簿—畴1¾ 。雇 Η 驶菌簿 > :7^112 酒 >|_外1 1 1^ ^ 1 N>F^4 舞 。忽箭 咏 u HP S费i誤N到 2 a -^T ;m鸯1 1 蹈I 1 2 蓝；^一箭办 > 爸3爾搜；^到 2 b 索d /T挪鸯1 2 蹈B 1 3 蹈；^ I咏ί。 — 徵箭办時普商 0 Afr > I徵盡湘f^^s4 ( a ) I。讲i:Ti7離沒费眾找 ^ S ^ 09 i ^ i H ο '時掛 ( t.) 國連卻34它菜费 > 塑容 織 s C \ L Ν θ 3 N @ i ί 逮 s w TT i 咏索徵 N I <广。$ 口 14 ( a )國潘却 + s 费 咏 IN ^ 4 i i UM > HP I咏窗徵d姻1 3 I ：&□ > 潘它d哲掛 冷__隸1 丑 * 商—搜；諮费§轉4 > 勢 4泛®d*口盡咏；^一锻S ο
46 113 7 at __ B7 五、發明説明（7 ) (實施例1 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第5圖係利用一個上述三重模式介電質諧振器之實施 例1之介電質濾波器之透過斜視圖。詳述之，本實施例之 介電質濾波器乃如第5圖所示，於遮斷波導管3內配置1 個，該切取一個稜部而形成面2 a ，同時切取與上述之一 稜部不會平行之另一稜部而形成面2 b，同時結合了介電 質塊1之三個諧模式之三重模式介電質諧振器5 0，而做 爲激振手段而設置將藉由輸入出端子9、 9而開放其先端 之棒狀天線8、8，以資構成介電質爐波器者。本實施例 1之介電質濾波器5 0乃做爲激振機構而使用先端開放之 天線8、8。實際上介電質諧振器5 0乃使之不接觸於遮 斷波導管3地以低介電率之介電質體等而予以支撐。惟在 本圖中省略了該低介電率之介電質體等。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於第6 (a)圖及第6 (b)圖顯示第5圖所示之介 電質濾波器之特性圖。如6 ( a )圖所示，反射損失之極 有三個呈顯，可知獲得了相當於三段之濾波器之特性。又 如6 ( b )圖所示，可知在於較中心週波數高之週波數之 側而會發生二個減衰極6 2、6 4。 (比較例1 ) 第7圖係表示利用以往之T E i i模式之三段介電質 濾波器1之比較例之透過斜視圖。詳述之，本比較例1之 介電質濾波器係在於遮斷波導管3內之長軸方向地，互相 隔著規定之距離地配置了三個介電質塊1。而於遮斷波導 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10- 461137 Α7 Β7 五、發明説明（8 ) 管3之長軸方向之兩端設置，做爲激振機構而藉由輸入出 端子9、 9而開放其先端之棒狀之天線8、 8。又於三個 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 介電質塊1之相互間，配置了該一端接觸於遮斷波導管3 之螺检4、4，以資調整介電質（體）間之結合。又標號 Γ 〇係支撐各諧振器（介電質塊1 )之台。各諧振器（介 電質塊1 )之諧振週波數係藉由各金屬棒1 2來調整。 介電質塊1之體積乃依如第5圖所示之實施例1之介 電質濾波器係稍大於上述第7圖所示之比較例1，惟在於 比較例1時，即如第7圖所示，在於介電質塊1與介電質 I . 塊1之間必須要備有對應於結合量之距離。而依第5圖所 示之實施例之介電質濾波器時，由於一個介電質塊1就可 以藉得相當於三段之濾波器之特性，因此不須要上述之距 離，所以濾波器全體之體積來說，有時可達到比較例1之 1 / 3以下。如上所述，實施例1中，使用三重模式介電 質諧振器而可以實現小型之介電質濾波器者。 (比較例2 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第8圖表示利用以往之Η E 115二重模式之介電質濾 波器之比較例2之透過斜視圖。 詳述之，本比較例2之介電質濾波器乃，在於圓筒形 之遮斷波導管3內，以遮斷波導管3不接觸地配置以低介 電率之介電質體等（不圖示）所支撐之圓筒狀之介電質塊 1，而在於遮斷波導管3之兩端部互相使角度不相同地設 置了將該先端藉由輸入出端子9、 9所開放之棒狀之天線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -11 - 4611 3 7 A7 ____ B7 五、發明説明（9 ) 8、8。而此二重模式介電質諧振器之二個諧振係藉由金 屬棒13來調整其結合。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第9圖顯示第8圖所示之比較例2之介電質濾波器之 通過特性，又第9圖上顯示與第6 ( b )圖完全相同之帶 域。 在此比較例2之介電質濾波器乃，在於通過帶域之高 週波側之附近，激起如第9圖之標號9 2所示之不要之諧 振。而相對的，依上述實施例1之介電質濾波器乃，如第 6 ( b )圖所示，在於通過帶域之高週波側發生有徒峻之 減衰極6 2、6 4 ’濾波器而言具有優異之特性乃很明顯 者。 (實施例2 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第1 0.圖係利用二個上述三重模式介電質諧振器之實 施例2之介電質濾波器之.透過斜視圖。詳述之，本實施例 2之介電質濾波器乃，在於遮斷波導管3內互相隔著規定 之距離地配置第1圖所示之三重模式介電質諧振器二個， 而從遮斷波導管之長軸方向之兩端面分別X軸方向地設置 藉輸出入端子9、 9所開放之棒狀之天線8、 8。又於二 個三重模式介電質諧振器之互相間配置將一端接觸於遮斷 波導管3之上面之螺栓4，以資調整介電質體間之結合。 又支撐各諧振器（介電質塊1)之台乃在本圖中也予以省 略。 本實施例2之介電質濾波器係由於具有二個三重模式 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -12- 4611 37 A7 B7 五、發明説明（1〇 ) 介電質諧振器，因此成爲共計六段之濾波器。第1 〇圖中 ’爲了將二個介電質諧振器在於y方向之諧振而強勁的結 合起見，在諧振器間插入金屬棒（螺栓）4。 (實施例3 ) 第11圖係利用二個上述之三重模式介電質諧振器之 介電質濾波器中，在於二個介電質塊1之間設置金屬之隔 板5之實施例3之介電質濾波器之透過斜視圖。詳述之， 本實施例3之介電質濾波器係如上述之實施.例2 —般，互 相隔著規定之距離地在遮斷波導管3內，配置二個第1圖 所示之三重模式介電質諧振器。而從遮斷波導管3之長軸 方向之兩端面而分別於X軸方向地設置，藉由輸入出端子 9、 9而開放之棒狀之天線8、 8。本實施例係在於二個 之三重模式介電質諧振器互相間，替代於實施例2之螺栓 4而設置了金屬之隔開板5者。再者如第11圖所示，一 方之介電質塊1之上述切取另一稜部之面2 b乃設置於與 如第10圖所示之實施例2之該者之不同之位置。又支撐 各諧振器（介電質塊1 )之台乃在於本圖中也予以省略。 第12圖表示本介電質濾波器之週波數特性。 實施例3之介電質濾波器乃由金屬隔開板而可減弱諧 振器間之由X方向與z方向之諧振所致之結合，而主要以 y方向之諧振來採取諧振器間之結合。 又由變更此金屬之隔開板5之位置及各介電質塊1之 朝向而可能在於任何之位置做出減衰極。使用如第1 1圖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A婦（膽歸幻 -----：--.--^----- (請先閲讀背面之注意事項再fi寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1137 1137 6 4 A7 ______B7 五、發明説明（11 ) 所示之實施例3之諧振器之形狀，激振機構，金屬之隔開 板5時，即如第1 2圖所示在於通過帶域之低週波側及高 週波側之兩側分別的做出減衰極1 2 2、1 2 4者。 (實施例4 ) 第13圖表示依上述介電質濾波器之藉由金屬棒之調 整方法者。實際之情形乃，做爲金屬棒而使用螺栓，藉由 螺栓之螺入螺出來實施調整。此金屬棒乃與從介電質體洩 漏出之磁場發生作用。第1 3圖中之6 a位置之金屬棒係 在於X方向之諧振中，與此諧振之磁通支鏈所以磁場增強 而諧振週波數乃下降。這是相等於在於並列諧振電路中等 效電感之變大者。同理，6 b係可降下y方向之諧振週波 數。又如先前技術，6 c之位置之金屬棒係可提昇z方向 之諧振週波數，因此將此調整藉由X、y、 z之三方向之 組合，由而可做寬廣範圍之週波數之調整。 關於結合來說，7 a係減弱X方向與y方向之諧振之 結合，7 b即相反的可以強化結合地做作用，因此調整範 圍很寬廣。 如上所述可能採用利用金屬棒之事後調整，所以製造 諧振器時得於緩和對於介電質塊之尺寸及介電質所要求之 精度由而可以抑制製造成本。 (實施例5 ) 第1 4圖乃表示，組合了本發明之三重模式介電質諧 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X25»7公釐〉 ~~~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -14- 461137 Α7 Β7 五、發明説明（12 ) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 振器及由金屬所成之T EM模式諧振器而構成之實施例5 之8段之介電質濾波器之透過斜視圖。即本實施例5之介 電質濾波器乃在於遮斷導波管3內，隔著互相規定之距離 地配置二個第1圖所示之三重模式介電質諧振器。同時在 其兩側配置分別由金屬所成之TEM模式諧振器1 1。又 遮斷導波管3之兩端分別於y軸方向設置藉由輸入出端子 9、9所開放之棒狀之天線8、8。本實施例中，於二個 三重模式介電質諧振器相互間及各三重模式諧振器與各 T E Μ模式諧振器1 1間，共計設有三枚之金屬隔開板5 。又支撐各諧振器之台係在本圖也予以省略。 如只使用三重模式介電質諧振器而製作濾波器時，只 能以3之倍數之段數地構成濾波器，惟在本發明之三重模 式介電質諧振器上，例如組合由先前技術所成之介電質之 單一 Τ Ε 5模式之諧振器等就可以構成任意段數之濾波 再者，如第1 4圖地組合Τ Ε Μ模式諧振器1 1時，； 可以抑制諧振週波數之單數倍以外之不要之諧振。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如上面所述，依本發明時，以一個介電質塊就可以實 現可達成三個諧振器之職責之三重模式介電質諧振器。 再者由於使用此種三重模式介電質諧振器就可以求得 介電質濾波器之小型化。小型化之結果以可達到輕量化’ 由於可減少所使用之諧振器之數目由而亦可減少成本。同 時亦可以獲得任意的配置減衰極或迴避不要之諧振等等效 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -15- 461137 A7 B7 五、發明説明（13 ) 圖式之簡單說明 (請先53-讀背面之注意事項再4(:寫本頁) 第1圖表示本發明之一實施形態之三重模式介電質諧 振器之透過斜視圖。 第2圖係用於說明矩形T E : 1 6 模式之諧振之圖。 分別2 (a )圖係表示電場所作用之方向。2 (b)圖表 示磁場所作用之方向。 第3圖係說明以一個諧振器而將三個諧振之逐一的被 激起之原理用之圖。3 ( a )圖係表示z方向之諧振之濾 波器之第1段。3 (b)圖係表示X方向之諧振之濾波器 之第2段。3 (c)圖係表示y方向爲第3段。 第4圖表示變更去取稜部之尺寸時，該結合之會如何 變化之說明用之圖。4 ( a )圖表示其結果之曲線表，4 (b )圖乃分別表示切取稜部之部份之尺寸C，及含此切 取部份之面全體之尺寸L之採取法。 第5圖係利用一個三重模式介電質諧振器之實施例1 之介電質濾波器之透過斜視圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第6圖係表示第5圖所示之介電質濾波器之特性例。 6 ( a )圖表示通過損失及反射損失之週波數之關係。6 (b )圖表示通過損失之廣帶域特性。 第7圖係表示利用以往之T E 模式之三段之介電 質濾波器之比較例1之透過斜視圖。 第8圖係表示利用以往之Η E : : 5二重模式之介電質 濾波器之比較例2之透過斜視圖。- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -16- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 B 1 1 3 T A7 B7 五、發明説明（14 ) 第9圖係表示第8圖所示之比較例2之介電質濾波器 之通過特性。 第10圖係利用二個三重模式介電質諧振器之實施例 2之介電質濾波器之透過斜視圖。 第11圖係表示利用二個三重模式介電質諧振器之介 電質濾波器中，在於二個之介電質塊之間設置金屬之隔板 之實施例3之介電質濾波器之透過斜視圖。 第1 2圖係表示第1 1圖所示之介電質濾波器之週波 數特性圖。 第13圖係表示介電質濾波器之由金屬棒之調整方法 之圖。 第1 4圖係組合本發明之三重模式介電質諧振器，及 由金屬所成之T EM模式諧振器而構成之有關於實施例5 之8段之介電質濾波器之透過斜視圖。 主要元件對照表 1 介電質塊 2 a 面 2 b 面 3 截止波導管 4 螺栓 5 隔板 6 a〜6 c 位置 7 a〜7. c 位置 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ----------1¾衣-----.—訂 I-------IV . -· I (請先έ讀背面之注意事項再4(寫本頁) -17- 461137 五、發明説明（15 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8 天 線 9 輸 入 出 端 子 1 0 支 撐 台 1 1 T E Μ 模 式 諧 振 器 1 2 金 屬 棒 1 3 金 屬 棒 5 0 二 重 模 式 介 電 質 諧振器 6 2 減 衰 極 6 4 減 衰 極 9 2 不 要 之 諧 振 1 2 2 減 衰 極 1 2 4 減 衰 極 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） -18-