TWI741840B

TWI741840B - 介電質導波管濾波器

Info

Publication number: TWI741840B
Application number: TW109136111A
Authority: TW
Inventors: 菊田誠之
Original assignee: 日商村田製作所股份有限公司
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2020-10-29
Publication date: 2021-10-01
Also published as: US20220247056A1; WO2021117354A1; CN114747086A; TW202123526A; JPWO2021117354A1; CN114747086B; US11742557B2; JP7259990B2

Abstract

本發明獲得一種以較少的共振器之段數，使從通域到衰減域之衰減特性陡峭之介電質導波管濾波器。介電質導波管濾波器101，具備於介電質板1構成之複數個共振器R1~R8、RT。在第1組的終段的共振器R4與第2組的初段的共振器R5之間設置主耦合部MC45；陷波共振器RT，係設在從第1組的終段的共振器R4算起前1個的共振器R3、與從第2組的初段的共振器R5算起後1段的共振器R6之間；陷波共振器RT，係與第1組的終段的共振器R4及第2組的初段的共振器R5耦合。

Description

介電質導波管濾波器

本發明係關於一種具備複數個介電質導波管共振器而構成之介電質導波管濾波器。

具有複數個介電質導波管共振器之介電質導波管濾波器，於例如專利文獻1揭示。該專利文獻1所記載之介電質導波管濾波器中，以相鄰之介電質導波管共振器彼此耦合之方式，在共振器間構成有耦合部。

在如專利文獻1所示之、排列複數個介電質導波管共振器且相鄰之介電質導波管共振器彼此耦合之介電質導波管濾波器中，沿著訊號傳輸之主路徑相鄰之介電質導波管共振器彼此耦合，並且可構成使主路徑之順序上的複數個介電質導波管共振器跨越耦合之副路徑。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]國際公開2018/012294號

[發明所欲解決之問題]

先前，為了確保通帶之低頻側與高頻側之衰減量，複數個介電質導波管共振器以必要的段數多段連接。又，亦進行在訊號傳輸之主路徑之外設置副路徑，使既定之介電質導波管共振器彼此進行所謂的「跨越耦合」，在通域之低頻側或高頻側形成衰減極。

然而，若為了確保既定之衰減量而使共振器之段數增加，則通帶中之插入損失增大。又，整體之尺寸會大型化。

因此，本發明之目的在於，提供一種以較少的共振器之段數，使從通域到衰減域之衰減特性陡峭之介電質導波管濾波器。 [解決問題之手段]

如下例舉作為本揭示之一例之介電質導波管濾波器之構成。

（a）介電質導波管濾波器具備：複數個介電質導波管共振器、主耦合部、副耦合部。

（b）各介電質導波管共振器分別具有：介電質板，具有彼此對向之第1主面及第2主面、以及將前述第1主面之外緣及前述第2主面之外緣相連之側面；第1面導體，形成於前述第1主面；第2面導體，形成於前述第2主面；以及連接導體，形成於前述介電質板之内部，將前述第1面導體與前述第2面導體連接。

（c）主耦合部，係設於沿著訊號傳輸之主路徑相鄰之介電質導波管共振器彼此之間；副耦合部，係設於沿著訊號傳輸之副路徑相鄰之介電質導波管共振器彼此之間。

（d）前述複數個介電質導波管共振器之一部分或全部具備相對於前述第1主面在垂直方向延伸之内部導體。

（e）前述複數個介電質導波管共振器，係由以下構成：第1組的介電質導波管共振器，由3個以上的介電質導波管共振器所構成；第2組的介電質導波管共振器，由3個以上的介電質導波管共振器所構成；及陷波共振器用之介電質導波管共振器，具有前述内部導體。

（f）在前述第1組的終段的介電質導波管共振器與前述第2組的初段的介電質導波管共振器之間，設置前述主耦合部。

（g）前述陷波共振器用之介電質導波管共振器，係設在從前述第1組的終段的介電質導波管共振器算起前1個的介電質導波管共振器、與從前述第2組的初段的介電質導波管共振器算起後1段的介電質導波管共振器之間。

（h）前述陷波共振器用之介電質導波管共振器，係與前述第1組的終段的介電質導波管共振器及前述第2組的初段的介電質導波管共振器耦合之介電質導波管共振器。

又，如下例舉作為本揭示之一例之介電質導波管濾波器之構成。

（g）前述陷波共振器用之介電質導波管共振器，係設在由前述第1組的終段的介電質導波管共振器之前述内部導體、前述第2組的初段的介電質導波管共振器之前述内部導體、從前述第1組的終段的介電質導波管共振器算起前1個的介電質導波管共振器之前述内部導體、及從前述第2組的初段的介電質導波管共振器算起後1段的介電質導波管共振器之前述内部導體所圍繞之位置。

根據上述構成之介電質導波管濾波器，藉由陷波共振器用之介電質導波管共振器之作用，使從通域到衰減域之衰減特性之陡峭性上升。又，相應地，由於可減少介電質導波管共振器之段數，因此可降低插入損失。 [發明效果]

根據本發明，可獲得一種以較少的共振器之段數，使從通域到衰減域之衰減特性陡峭之介電質導波管濾波器。

以下，參照圖式舉出若干具體的例子，來表示用以實施本發明之複數個形態。在各圖中對相同部位標示相同符號。雖考慮到要點的說明或理解上的容易性，為便於說明而將實施形態分開表示，但可對在不同的實施形態所示之構成進行部分置換或組合。在第2實施形態以後，省略關於與第1實施形態共通之事項之記載，僅關於不同點進行說明。尤其是，關於由相同構成所致之相同作用效果不會在每個實施形態逐次言及。

《第1實施形態》圖1係表示第1實施形態之介電質導波管濾波器101之内部構造之立體圖。圖2係介電質導波管濾波器101之仰視圖。又，圖3係表示介電質導波管濾波器101所具備之9個介電質導波管共振器部分、介電質導波管共振器間之主耦合部及副耦合部之立體圖。

介電質導波管濾波器101具備介電質板1。介電質板1係例如將介電質陶瓷、水晶、樹脂等加工成立方體形狀者。於該介電質板1具有彼此對向之第1主面MS1及第2主面MS2、以及將第1主面MS1之外緣及第2主面MS2之外緣相連之四側面SS。在該例中，介電質導波管濾波器101之尺寸為X方向2.5mm、Y方向3.2mm、Z方向0.7mm。

於靠近介電質板1之第1主面MS1之層形成有第1面導體21，於靠近介電質板1之第2主面MS2之層形成有第2面導體22。

於介電質板1之底面形成有輸入輸出電極24A、24B及接地電極23。又，於介電質板1之内部，形成有經由通孔導體3U、3V而與輸入輸出電極24A、24B連接之帶狀導體16A、16B。又，於介電質板1之底面附近，形成有將接地電極23連接於第2面導體22之複數個通孔導體。

於介電質板1，形成有從第1面導體21到第2面導體22貫通之貫通通孔導體2A~2N。

又，於介電質板1之内部，形成有沿著介電質板1之側面，將第1面導體21與第2面導體22連接之貫通通孔導體9A~9U。

如圖2、圖3等所示，介電質導波管濾波器101，形成有由上述第1面導體21、第2面導體22、貫通通孔導體9A~9U所圍繞之8個介電質導波管共振空間。又，形成有陷波共振器用之1個介電質導波管共振空間。圖3中二點鏈線，係表示於介電質板1構成之介電質導波管共振器之區分之假想線。如此，介電質導波管濾波器101具備8個介電質導波管共振器R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8及陷波共振器用之介電質導波管共振器RT。共振器R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、RT皆係以TE（橫向電場）101模態為基本模態之共振器。

以下，亦將「介電質導波管共振器」僅稱為「共振器」。也就是，以圖3所示之Z方向為電場方向，於沿著X-Y面之面方向磁場所旋繞之、電磁場分佈之共振模態，在X方向產生一個電場強度之峰值，在Y方向產生一個電場強度之峰值。

圖1、圖2所示之内部導體7A~7H、7T，係於俯視時（於Z方向觀察）配置在上述介電質導波管共振空間内。該等内部導體7A~7H、7T相對於第1主面MS1在垂直方向延伸，與第1面導體21及第2面導體22皆未電性連接。因此，在該等内部導體7A~7H、7T與第1面導體21之間，及在内部導體7A~7H、7T與第2面導體22之間分別產生局部的電容。此亦可實現内部導體7A~7H、7T使介電質導波管共振空間之電場方向（Z方向）之間隔部分地縮小。

藉由利用上述内部導體7A~7H、7T而產生之上述局部的電容，共振器R1~R8、RT之共振頻率之調整成為可能。又，由於介電質導波管共振空間之電容成分增加，因此，可使為了獲得既定之共振頻率之、介電質導波管共振器之尺寸小型化。

上述共振器R1~R8之中，4個共振器R1~R4係第1組的共振器，4個共振器R5~R8係第2組的共振器。在第1組中的終段的共振器R4與第2組中的初段的共振器R5之間設置主耦合部MC45。又，第1組的初段的共振器R1及第2組的終段的共振器R8，係輸入輸出部的共振器。

在共振器R1-R2間構成有主耦合部MC12，在共振器R2-R3間構成有主耦合部MC23，在共振器R3-R4間構成有主耦合部MC34。亦即，第1組的共振器中，4個共振器R1~R4經由主耦合部而串聯連接。在共振器R4-R5間構成有上述主耦合部MC45。又，在共振器R5-R6間構成有主耦合部MC56，在共振器R6-R7間構成有主耦合部MC67，在共振器R7-R8間構成有主耦合部MC78。亦即，第2組的共振器中，4個共振器R5~R8經由主耦合部而串聯連接。進而，在共振器R2-R7間構成有副耦合部SC27，在共振器R3-R6間構成有副耦合部SC36。

圖2所示之貫通通孔導體2i，使主耦合部MC12之橫方向之開口縮小，使共振器R1與共振器R2電感性耦合。同樣地，貫通通孔導體2L，使主耦合部MC78之橫方向之開口縮小，使共振器R7與共振器R8電感性耦合。又，貫通通孔導體2M，使主耦合部MC23之橫方向之開口縮小，使共振器R2與共振器R3電感性耦合。同樣地，貫通通孔導體2N，使主耦合部MC67之橫方向之開口縮小，使共振器R6與共振器R7電感性耦合。貫通通孔導體2E、2F，使副耦合部SC27之橫方向之開口縮小，使共振器R2與共振器R7電感性耦合。也就是，在從第1組的終段的共振器R4算起前2個的共振器R2、與從第2組的初段的共振器R5算起後2段的共振器R7之間設置有副耦合部SC27，該副耦合部SC27係電感性的副耦合部。又，内部導體7T，使副耦合部SC36之縱方向之開口縮小，使共振器R3與共振器R6電容性耦合。

關於主耦合部MC34、MC45、MC56，雖其中不存在橫方向之開口縮小之貫通通孔，但基於由第1面導體21、第2面導體22及貫通通孔導體9A~9U產生之共振空間之大小、與所利用之共振頻率之關係，皆在該等部分電感性耦合。

形成有内部導體7T之空間，係作為1個陷波共振器RT而發揮作用。該陷波共振器RT，係設在從第1組的終段的共振器R4算起前1個的共振器R3、與從第2組的初段的共振器R5算起後1段的共振器R6之間。

又，陷波共振器RT，係設在由第1組的終段的共振器R4之内部導體7D、第2組的初段的共振器R5之内部導體7E、從第1組的終段的共振器R4算起前1個的共振器R3之内部導體7C、及從第2組的初段的共振器R5算起後1段的共振器R6之内部導體7F所圍繞之位置。

第1組的終段的共振器R4之内部導體7D、與第2組的初段的共振器R5之内部導體7E之間隔，係較第1組的終段的共振器R4的前1個的共振器R3之内部導體7C、與第2組的初段的共振器R5的後1段的共振器R6之内部導體7F之間隔窄。藉此，共振器R4、R5、RT之電場強度高的區域分別接近，陷波共振器RT與共振器R4、R5耦合。此亦可實現陷波共振器RT為從共振器R4、R5分歧之共振器。

本實施形態中，第1組的終段的共振器R4之内部導體7D、與陷波共振器用之内部導體7T之間隔，係和第2組的初段的共振器R5之内部導體7E、與陷波共振器用之内部導體7T之間隔相同。因此，共振器R4之對於陷波共振器RT之耦合強度、與共振器R5之對於陷波共振器RT之耦合強度相等。

另外，由於在内部導體7C-7T間，内部導體7F-7T間分別分離，也就是，由於共振器R3、R6與陷波共振器RT中，電場強度高的區域相對地分離，因此，共振器R3、R6與陷波共振器RT未特別耦合。

圖4係構裝介電質導波管濾波器101之電路基板90之部分立體圖。於電路基板90形成有接地導體10及輸入輸出用連接區(land)15A、15B。在該電路基板90表面構裝介電質導波管濾波器101之狀態下，介電質導波管濾波器101之輸入輸出電極24A、24B與上述輸入輸出用連接區15A、15B連接，於介電質導波管濾波器101之底面形成之接地電極23與電路基板90之接地導體10連接。

於電路基板90，構成有與上述輸入輸出用連接區15A、15B相連之帶狀線、微帶線、共面線等之傳輸線路。

在圖1等所示之介電質板1之内部的帶狀導體16A、16B傳輸TEM（橫向電磁）模態之訊號，該TEM模態之電磁場與共振器R1、R8之TE101模態之電磁場耦合而進行模態轉換。

圖5(A)、圖5(B)係表示構成本實施形態之介電質導波管濾波器101之複數個共振器之耦合構造之圖。圖5(A)、圖5(B)中，共振器R1係第1段（初段）的共振器，共振器R2係第2段的共振器，共振器R3係第3段的共振器，共振器R4係第4段的共振器，共振器R5係第5段的共振器，共振器R6係第6段的共振器，共振器R7係第7段的共振器，共振器R8係第8段（終段）的共振器。圖5(A)、圖5(B)中雙線所示之路徑係主耦合部，虛線係副耦合部。又，圖5(A)、圖5(B)中，“L”表示電感性耦合，“C”表示電容性耦合。

如既已陳述，本實施形態之介電質導波管濾波器101中，沿著訊號傳輸之主路徑配置共振器R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8及主耦合部MC12、MC23、MC34、MC45、MC56、MC67、MC78。主耦合部MC12、MC23、MC34、MC45、MC56、MC67、MC78皆係電感性耦合部。又，副耦合部SC27係電感性耦合部，副耦合部SC36係電容性耦合部。該副耦合部SC27之耦合與主耦合部MC12、MC23、MC34、MC45、MC56、MC67、MC78之耦合相比較弱。又，副耦合部SC36之耦合與主耦合部MC12、MC23、MC34、MC45、MC56、MC67、MC78之耦合相比較弱。

圖6係表示介電質導波管濾波器101之反射特性與通過特性之頻率特性之圖。圖6中，S11係反射特性，S21係通過特性。如圖6所示，本實施形態之介電質導波管濾波器101呈現以28GHz為中心之28GHz頻帶之帶通濾波器特性。又，於較通帶低頻側產生衰減極AP1、AP2。本實施形態中，於通帶之低頻側可獲得陡峭的衰減特性。

如此呈現有極特性之理由如下。首先，共振器之透射相位，係在較共振器之共振頻率低頻率側相位延遲90°，在較共振頻率高頻率側相位前進90°。而且，由於在電感性耦合與電容性耦合中相位是反轉的關係，因此，若結合電感性耦合與電容性耦合，則存在有於主耦合部傳遞之訊號和於副耦合部傳遞之訊號成為逆相位且同振幅之頻率。於該頻率呈現衰減極。本實施形態之介電質導波管濾波器101中，由於第3共振器R3與第4共振器R4進行電感性耦合，第4共振器R4與第5共振器R5進行電感性耦合，第5共振器R5與第6共振器R6進行電感性耦合，跨越第4共振器R4與第5共振器R5（跨越偶數段），第3共振器R3與第6共振器R6以電容性進行副耦合，因此，在從第3共振器R3到第6共振器R6為止的主耦合部之相位、與在從第3共振器R3往第6共振器R6的副耦合部之相位，在通域的低頻反轉。也就是，於通域的低頻呈現衰減極。圖6中，衰減極AP1係其衰減極。

又，於通域的低頻側的衰減極產生之衰減極AP2，係由陷波共振器用之介電質導波管共振器RT所致之衰減極。關於作為比較例之介電質導波管濾波器之構成及其特性，於此處示出。

圖12係表示作為第1比較例之介電質導波管濾波器101C1之内部構造之立體圖。與圖1所示之例相比，陷波共振器用之介電質導波管共振器所具備之内部導體7T之尺寸不同。介電質導波管濾波器101C1中，内部導體7T之面狀導體PC之大小較介電質導波管濾波器101之内部導體7T小。

圖14係表示作為第2比較例之介電質導波管濾波器101C2之内部構造之立體圖。與圖1所示之例不同，無陷波共振器用之介電質導波管共振器。

圖13係表示介電質導波管濾波器101C1之反射特性與通過特性之頻率特性之圖。作為該第1比較例之介電質導波管濾波器101C1中，如圖13所示，在較通域高頻側由衰減極產生衰減極AP2。可認為這是由於由内部導體7T產生之電容成分變得較小，陷波共振器用之介電質導波管共振器RT之共振頻率變得較高所致。也就是，可認為上述衰減極AP2係由陷波共振器用之介電質導波管共振器RT之共振所致者。

又，作為該第1比較例之介電質導波管濾波器101C1中，如圖13所示，於較通域低頻側不產生衰減域（消失）。藉此，可知内部導體7T起到低頻側中之相位反轉作用。也就是，作為該第1比較例之介電質導波管濾波器101C1之情形，圖3所示之副耦合部SC36不進行電容性耦合。因此，不產生前述之、在從第3共振器R3到第6共振器R6為止的主耦合部之相位、與在從第3共振器R3往第6共振器R6的副耦合部之相位在通域的低頻反轉之現象。由此，可認為内部導體7T有助於使第3共振器R3與第6共振器R6電容性耦合。

圖15係表示作為第2比較例之介電質導波管濾波器101C2之反射特性與通過特性之頻率特性之圖。作為該第2比較例之介電質導波管濾波器101C2中，在通域的低頻側及高頻側皆無衰減極。這是由於不產生由上述陷波共振器所致之衰減極，也不產生由内部導體7T所致之、第3共振器R3與第6共振器R6之電容性耦合。

與作為上述比較例之介電質導波管濾波器相比，根據本實施形態之介電質導波管濾波器，如圖6所示，於較通域低頻側產生衰減極AP1，低頻側之衰減量較大，又，於從通域往低頻側之坡面產生衰減極AP2，從通域往低頻側之衰減極之陡峭性上升。

圖7係表示於較通域低頻側之衰減域產生之共振導致之特性之圖。該例中，以約19GHz產生共振之峰值。雖可認為這是在電容性耦合之耦合部產生之不必要共振所導致之響應，但其峰值滿足所謂-50dB以下之特性。

圖8係通過内部導體7B之位置上的介電質導波管濾波器101之部分剖面圖。介電質板1係介電質層1A、1B、1C之積層體。内部導體7B係設在介電質層1B之實心圓柱狀的通孔導體，在内部導體7B與第1面導體21之間存在介電質層1A，在内部導體7B與第2面導體22之間存在介電質層1C。也就是，内部導體7B，係於複數層介電質層1A、1B、1C中之内層的介電質層1B形成之導體。如此，藉由以多層基板構成介電質板1，往介電質板1形成内部導體7B變得容易。

内部導體7B具有與第1面導體21平行地對向之面狀導體PC及與第2面導體22平行地對向之面狀導體PC。面狀導體PC係例如由銅膜所形成之導體圖案。藉由如此設置面狀導體PC，即便通孔導體之直徑細，也可容易地增大在内部導體7B與第1面導體21之間、及在内部導體7B與第2面導體22之間產生之局部的電容。進而，可容易地根據該面狀導體PC之面積將上述電容設定為既定值。又，由於亦可根據面狀導體PC之面積來規定上述電容，因此，可不受介電質層1B之厚度尺寸之影響而規定為既定之電容。

第1面導體21與内部導體7B之間之介電質層1A、及第2面導體22與内部導體7B之間之介電質層1C之介電係數，較位於其他區域之介電質（介電質層1B）的介電係數高。

介電質導波管共振空間中，存在亦產生在沿著第1面導體21及第2面導體22之方向電場所朝向（也就是，在相對於第1面導體21及第2面導體22之垂直方向（Z方向）磁場所旋繞）之寄生共振模態之情形。由於該寄生共振模態之電場之主要部分通過電場分佈之中央即介電質層1B，因此，即便介電質層1A、1C之介電係數高，寄生共振模態之共振頻率亦不太降低。相對於此，由於TE101模態之電場朝向相對於第1面導體21及第2面導體22之垂直方向（Z方向），因此，隨著介電質層1A、1C之介電係數變高，共振頻率降低。換言之，可藉由使介電質層1A、1C之介電係數高於介電質層1B之介電係數，而有效地使TE101模態之共振頻率從寄生共振模態之共振頻率偏離。藉此，可避免寄生共振之影響。

雖關於内部導體7B在圖8中已示出，但關於其他内部導體7A~7H、7T亦相同。

圖9(A)、圖9(B)係表示本實施形態之内部導體之作用之圖。圖9(A)係表示模擬用之内部導體7之電流密度之分佈之圖，圖9(B)係表示作為比較例之模擬用之導體7P之電流密度之分佈之圖。作為該比較例之介電質導波管濾波器中，使導體7P之一端與第1面導體21導通。

根據本實施形態，由於内部導體7從第1面導體21及第2面導體22分離，也就是，由於直流性地從第1面導體21及第2面導體22之電位浮起，因此，内部導體7中之電流集中緩慢（電流集中部被分散）。因此，可獲得Q值高之介電質導波管共振器。

此處，表示Q值向上之例。於模擬使用之介電質板，在相對介電係數為εr=8.5的LTCC（低溫燒結陶瓷）中，在將第1面導體21及第2面導體22之尺寸設為1.6mm×1.6mm，將第1面導體21與第2面導體22之間隔設為0.55mm時，TE101模態之共振頻率為45.4GHz，無負載Q（以下記為「Qo」）為350。於該介電質導波管共振空間，設置圖9(B)所示之比較例之導體7P，將共振頻率設為38.6GHz時，Qo為320。另一方面，在設置圖9(A)所示之本實施形態之内部導體7，將共振頻率設為38.6GHz時，Qo為349。也就是，與設置比較例之導體7P之介電質導波管共振器相比，Qo改善了約8%。又，藉由設置本實施形態之内部導體7而得之Qo之降低為0.3%的極少的程度。

《第2實施形態》第2實施形態中，示出關於與在第1實施形態所示之介電質導波管濾波器相比，共振器之段數不同之介電質導波管濾波器。

圖10(A)、圖10(B)係表示構成第2實施形態之介電質導波管濾波器102之複數個共振器之耦合構造之圖。圖10(A)、圖10(B)中，共振器R1係第1段（初段）的共振器，共振器R2係第2段的共振器，共振器R3係第3段的共振器，共振器R4係第4段的共振器，共振器R5係第5段的共振器，共振器R6係第6段（終段）的共振器。圖10(A)、圖10(B)中雙線所示之路徑係主耦合部，虛線係副耦合部。又，圖10(A)、圖10(B)中，“L”表示電感性耦合，“C”表示電容性耦合。

本實施形態之介電質導波管濾波器102中，沿著訊號傳輸之主路徑配置共振器R1、R2、R3、R4、R5、R6及主耦合部MC12、MC23、MC34、MC45、MC56。主耦合部MC12、MC23、MC34、MC45、MC56皆係電感性耦合部。又，副耦合部SC12係電感性耦合部，副耦合部SC25係電容性耦合部。該副耦合部SC12、SC25之耦合，皆與主耦合部MC12、MC23、MC34、MC45、MC56之耦合相比較弱。

本實施形態之介電質導波管濾波器102，可謂省去在第1實施形態所示之介電質導波管濾波器101之初段的共振器R1與終段的共振器R8，而將沿著主路徑之共振器的段數設為6段者。關於如此的6段的介電質導波管濾波器，亦可藉由設置陷波共振器RT，來獲得與在第1實施形態所示之特性相同之特性。

《第3實施形態》第3實施形態中，示出關於應用介電質導波管濾波器之行動電話基地台之例。

圖11係行動電話基地台之方塊圖。於行動電話基地台之電路中，具備FPGA（現場可程式閘陣列）121、數位類比轉換器122、帶通濾波器123、126、131、單一混合器125、本地振盪器（local oscillator）124、衰減器127、放大器128、功率放大器129、檢波器130、及天線132。

上述FPGA121產生調變完畢之數位訊號。數位類比轉換器122將調變完畢之數位訊號轉換為類比訊號。帶通濾波器123使基頻帶之頻帶訊號通過，去除其以外的頻帶訊號。單一混合器125將帶通濾波器123之輸出訊號與本地振盪器124之振盪訊號混合並升頻。帶通濾波器126去除因升頻而產生之不必要頻帶。衰減器127調整發送波之強度，放大器128對發送波進行前級放大。功率放大器129對發送波進行功率放大，經由帶通濾波器131從天線132對發送波進行發送。帶通濾波器131使發送頻帶之發送波通過。檢波器130檢測發送功率。

在此類行動電話基地台中，可在使發送波之頻帶通過之帶通濾波器126、131使用在第1實施形態或第2實施形態所示之介電質導波管濾波器。

最後，上述實施形態之說明，係在所有方面上均為例示，而非用來限定本發明。發明所屬技術領域中具有通常知識者可適當進行變形或變更。本發明之範圍非由上述實施形態所示，而是由發明申請專利範圍所示。進而，於本發明之範圍，包含與發明申請專利範圍内均等之範圍内的實施形態的變更。

例如，雖在以上所示之例中，利用實心圓柱狀的通孔導體來形成内部導體，但内部導體亦可係例如中空圓柱狀等的筒狀通孔導體。

又，雖在圖1等中，示出了介電質導波管濾波器内的全部介電質導波管共振器具有内部導體之例，但亦可包含不設置内部導體之介電質導波管共振器。

又，雖在圖1等所示之例中，利用將第1面導體21與第2面導體22連接之貫通通孔導體9A~9U來構成本發明之「連接導體」，但亦可藉由在介電質板之側面形成導體膜來構成「連接導體」。

AP1、AP2:衰減極 MC12、MC23、MC34、MC45、MC56、MC67、MC78:主耦合部 MS1:第1主面 MS2:第2主面 PC:面狀導體 R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8:介電質導波管共振器 RT:陷波共振器用之介電質導波管共振器 SC12、SC25、SC27、SC36:副耦合部 S11:反射特性 S21:通過特性 SS:四側面 1:介電質板 1A、1B、1C:介電質層 2A~2N:貫通通孔導體 3U、3V:通孔導體 7、7A~7F、7T:内部導體 7P:導體 9A~9U:貫通通孔導體 10:接地導體 15A、15B:輸入輸出用連接區 16A、16B:帶狀導體 21:第1面導體 22:第2面導體 23:接地電極 24A、24B:輸入輸出電極 90:電路基板 101、102:介電質導波管濾波器 121:FPGA（現場可程式閘陣列） 122:數位類比轉換器 123:帶通濾波器 124:本地振盪器 125:單一混合器 126:帶通濾波器 127:衰減器 128:放大器 129:功率放大器 130:檢波器 131:帶通濾波器 132:天線

[圖1]係表示第1實施形態之介電質導波管濾波器101之内部構造之立體圖。 [圖2]係介電質導波管濾波器101之仰視圖。 [圖3]係表示介電質導波管濾波器101所具備之9個介電質導波管共振器部分、介電質導波管共振器間之主耦合部及副耦合部之立體圖。 [圖4]係構裝介電質導波管濾波器101之電路基板90之部分立體圖。 [圖5(A)]、[圖5(B)]係表示構成第1實施形態之介電質導波管濾波器101之複數個共振器之耦合構造之圖。 [圖6]係表示介電質導波管濾波器101之反射特性與通過特性之頻率特性之圖。 [圖7]係表示於較通域低頻側之衰減域產生之共振導致之特性之圖。 [圖8]係通過内部導體7B之位置上的介電質導波管濾波器101之部分剖面圖。 [圖9(A)]、[圖9(B)]係表示第1實施形態之内部導體之作用之圖。 [圖10(A)]、[圖10(B)]係表示構成第2實施形態之介電質導波管濾波器102之複數個共振器之耦合構造之圖。 [圖11]係行動電話基地台之方塊圖。 [圖12]係表示作為第1比較例之介電質導波管濾波器101C1之内部構造之立體圖。 [圖13]係表示介電質導波管濾波器101C1之反射特性與通過特性之頻率特性之圖。 [圖14]係表示作為第2比較例之介電質導波管濾波器101C2之内部構造之立體圖。 [圖15]係表示介電質導波管濾波器101C2之反射特性與通過特性之頻率特性之圖。

MC12、MC23、MC34、MC45、MC56、MC67、MC78:主耦合部 R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8:介電質導波管共振器 RT:陷波共振器用之介電質導波管共振器 SC27、SC36:副耦合部 2E、2F、2i、2L、2M、2N:貫通通孔導體 101:介電質導波管濾波器

Claims

一種介電質導波管濾波器，具備：複數個介電質導波管共振器，分別具有：介電質板，具有彼此對向之第1主面及第2主面、以及將前述第1主面之外緣及前述第2主面之外緣相連之側面；第1面導體，形成於前述第1主面；第2面導體，形成於前述第2主面；以及連接導體，形成於前述介電質板之内部，將前述第1面導體與前述第2面導體連接；主耦合部，設於沿著訊號傳輸之主路徑相鄰之介電質導波管共振器彼此之間；以及副耦合部，設於沿著訊號傳輸之副路徑相鄰之介電質導波管共振器彼此之間；在前述介電質導波管濾波器中，前述複數個介電質導波管共振器之一部分或全部，具備相對於前述第1主面在垂直方向延伸之内部導體；前述複數個介電質導波管共振器，係由以下構成：第1組的介電質導波管共振器，由3個以上的介電質導波管共振器所構成；第2組的介電質導波管共振器，由3個以上的介電質導波管共振器所構成；及陷波共振器用之介電質導波管共振器，具有前述内部導體；在前述第1組的終段的介電質導波管共振器與前述第2組的初段的介電質導波管共振器之間，設置前述主耦合部；前述陷波共振器用之介電質導波管共振器，係設在從前述第1組的終段的介電質導波管共振器算起前1個的介電質導波管共振器、與從前述第2組的初段的介電質導波管共振器算起後1段的介電質導波管共振器之間；前述陷波共振器用之介電質導波管共振器，係與前述第1組的終段的介電質導波管共振器及前述第2組的初段的介電質導波管共振器耦合之介電質導波管共振器。
一種介電質導波管濾波器，具備：複數個介電質導波管共振器，分別具有：介電質板，具有彼此對向之第1主面及第2主面、以及將前述第1主面之外緣及前述第2主面之外緣相連之側面；第1面導體，形成於前述第1主面；第2面導體，形成於前述第2主面；以及連接導體，形成於前述介電質板之内部，將前述第1面導體與前述第2面導體連接；主耦合部，設於沿著訊號傳輸之主路徑相鄰之介電質導波管共振器彼此之間；以及副耦合部，設於沿著訊號傳輸之副路徑相鄰之介電質導波管共振器彼此之間；在前述介電質導波管濾波器中，前述複數個介電質導波管共振器之一部分或全部，具備相對於前述第1主面在垂直方向延伸之内部導體；前述複數個介電質導波管共振器，係由以下構成：第1組的介電質導波管共振器，由3個以上的介電質導波管共振器所構成；第2組的介電質導波管共振器，由3個以上的介電質導波管共振器所構成；及陷波共振器用之介電質導波管共振器，具有前述内部導體；在前述第1組的終段的介電質導波管共振器與前述第2組的初段的介電質導波管共振器之間，設置前述主耦合部；前述陷波共振器用之介電質導波管共振器，係設在由前述第1組的終段的介電質導波管共振器之前述内部導體、前述第2組的初段的介電質導波管共振器之前述内部導體、從前述第1組的終段的介電質導波管共振器算起前1個的介電質導波管共振器之前述内部導體、及從前述第2組的初段的介電質導波管共振器算起後1段的介電質導波管共振器之前述内部導體所圍繞之位置；前述陷波共振器用之介電質導波管共振器，係與前述第1組的終段的介電質導波管共振器及前述第2組的初段的介電質導波管共振器耦合之介電質導波管共振器。
如請求項1或2所述之介電質導波管濾波器，其中，前述陷波共振器用之介電質導波管共振器所具有之前述内部導體，係在從前述第1組的終段的介電質導波管共振器算起前1個的介電質導波管共振器、與從前述第2組的初段的介電質導波管共振器算起後1段的介電質導波管共振器之間，構成電容性耦合部。
如請求項1或2所述之介電質導波管濾波器，其中，前述第1組的終段的介電質導波管共振器之前述内部導體、與前述第2組的初段的介電質導波管共振器之前述内部導體之間隔，係較前述第1組的終段的介電質導波管共振器的前1個的介電質導波管共振器之前述内部導體、與前述第2組的初段的介電質導波管共振器的後1段的介電質導波管共振器之前述内部導體之間隔窄。
如請求項4所述之介電質導波管濾波器，其中，前述第1組的終段的介電質導波管共振器之前述内部導體、與前述陷波共振器用之介電質導波管共振器之前述内部導體之間隔，係和前述第2組的初段的介電質導波管共振器之前述内部導體、與前述陷波共振器用之介電質導波管共振器之前述内部導體之間隔相同。
如請求項1或2所述之介電質導波管濾波器，其中，在從前述第1組的終段的介電質導波管共振器算起前2個的介電質導波管共振器、與從前述第2組的初段的介電質導波管共振器算起後2段的介電質導波管共振器之間設置前述副耦合部，該副耦合部係電感性的副耦合部。
如請求項1或2所述之介電質導波管濾波器，其中，前述介電質導波管共振器之主共振模態，係在前述第1面導體與前述第2面導體之間電場所朝向之TE（橫向電場）模態。
如請求項1或2所述之介電質導波管濾波器，其中，前述連接導體，係於前述介電質板之側面形成之導體膜或貫通前述介電質板之貫通通孔導體。
如請求項1或2所述之介電質導波管濾波器，其中，前述内部導體，係與前述第1面導體及前述第2面導體皆未電性連接之導體。
如請求項9所述之介電質導波管濾波器，其中，在前述内部導體與前述第1面導體之間、及在前述内部導體與前述第2面導體之間，設置介電質。
如請求項9所述之介電質導波管濾波器，其中，在前述介電質板之内部具有空間，前述内部導體，係填充於前述空間之内部之導體、或形成於前述空間之内面之導體。
如請求項9所述之介電質導波管濾波器，其中，前述内部導體，係柱狀或筒狀之導體。
如請求項9所述之介電質導波管濾波器，其中，前述内部導體，具有與前述第1面導體平行地對向之面狀導體或與前述第2面導體平行地對向之面狀導體之至少一者。
如請求項9所述之介電質導波管濾波器，其中，位於前述第1面導體與前述内部導體之間的區域、及、前述第2面導體與前述内部導體之間的區域之至少一者之介電質的介電係數，較位於其他區域之介電質的介電係數高。