WO2014115213A1 - 誘電体共振器、誘電体フィルタ及び誘電体デュプレクサ - Google Patents

誘電体共振器、誘電体フィルタ及び誘電体デュプレクサ Download PDF

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WO2014115213A1
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conductive
dielectric resonator
holes
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友哉 金子
吉田　学
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日本電気株式会社
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    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports

Definitions

  • the present invention relates to a dielectric resonator, a dielectric filter, and a dielectric duplexer, and more particularly to a dielectric resonator, a dielectric filter, and a dielectric duplexer formed on one substrate including a dielectric layer.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose a resonator using a dielectric substrate having a dielectric layer as a small dielectric resonator.
  • Patent Document 1 a pair of electrodes that are opposed to both main surfaces of a dielectric substrate are formed, a plurality of through holes are provided between edge portions of both electrodes, and both electrodes are connected via the through holes.
  • a body resonator is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses a resonator that includes a dielectric substrate and electrodes provided on both surfaces of the dielectric substrate, and at least one of the electrodes on both surfaces is formed by a circular electrode. .
  • a plurality of through holes are provided through a dielectric substrate along the periphery of a circular electrode, and the inside of each through hole is a non-electrode forming portion in which the electrode is omitted.
  • An open end for improving the confinement property of the electromagnetic field is provided around each of the plurality of through holes.
  • An object of the present invention is to provide a dielectric resonator, a dielectric filter, and a dielectric duplexer that solve such problems.
  • a dielectric resonator includes a substrate including a first conductor layer, a second conductor layer, a dielectric layer formed between the first conductor layer and the second conductor layer, and A plurality of conductive through holes penetrating the substrate and formed along the first annular line and having at least sidewalls covered with a conductor, and penetrating the substrate and defined inside the first annular line.
  • a plurality of non-conductive through-holes formed along the second annular line and having a sidewall covered with a non-conductor or exposing the dielectric layer.
  • the dielectric filter and the dielectric duplexer according to the present invention include a plurality of the dielectric resonators provided on one substrate, and the plurality of resonators via a connection portion provided on the substrate on which the resonator is formed. It is formed by connecting.
  • the resonator can have a multi-stage configuration on one substrate.
  • FIG. 1 is a perspective view of a dielectric resonator according to a first embodiment.
  • 2 is a top view of the dielectric resonator according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a dielectric resonator according to a first embodiment.
  • 3 is a top view showing an example of arrangement of microstrip wiring of the dielectric resonator according to the first exemplary embodiment;
  • FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing an arrangement example of microstrip wiring of the dielectric resonator according to the first embodiment.
  • 3 is a graph showing a characteristic of a Q value with respect to a substrate thickness of the dielectric resonator according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a graph showing a characteristic of a resonance frequency with respect to a substrate thickness of the dielectric resonator according to the first exemplary embodiment.
  • 6 is a perspective view of a dielectric resonator according to a second embodiment.
  • FIG. 6 is a top view of a dielectric resonator according to a second embodiment.
  • FIG. FIG. 6 is a perspective view of a dielectric resonator according to a third embodiment.
  • 6 is a top view of a dielectric resonator according to a third embodiment.
  • FIG. FIG. 9 is a perspective view of a dielectric resonator according to a fourth embodiment. 6 is a top view of a dielectric resonator according to a fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a perspective view of a dielectric resonator according to a fifth embodiment.
  • FIG. 10 is a top view of a dielectric resonator according to a fifth embodiment.
  • FIG. 10 is a perspective view of a dielectric resonator according to a sixth embodiment.
  • FIG. 10 is a top view of a dielectric resonator according to a sixth embodiment.
  • FIG. 10 is a perspective view of a dielectric resonator according to a seventh embodiment.
  • FIG. 10 is a top view of a dielectric resonator according to a seventh embodiment.
  • FIG. 10 is a perspective view of a dielectric resonator according to an eighth embodiment.
  • FIG. 10 is a top view of a dielectric resonator according to an eighth embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram of a transmitter according to a ninth embodiment.
  • 10 is a perspective view of a transmitter according to a ninth embodiment.
  • FIG. FIG. 10 is a
  • Embodiment 1 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • the dielectric resonator according to the present invention can be used as a dielectric filter or a dielectric duplexer by using a plurality of dielectric resonators connected in multiple stages.
  • the dielectric resonator according to the present invention can form a plurality of dielectric resonators connected in multiple stages to one substrate (for example, a dielectric substrate). This is because the dielectric resonator according to the present invention has a structure that can be connected in multiple stages. Therefore, in the first embodiment, the configuration of a single dielectric resonator according to the present invention will be described.
  • FIG. 1 is a perspective view of a dielectric resonator 1 according to the first embodiment.
  • a plurality of conductive through holes 10 and a plurality of non-conductive through holes 11 are formed in a substrate 20.
  • the substrate 20 is provided with a first conductor layer on the front surface side, a second conductor layer on the back surface side, and a dielectric layer between the first conductor layer and the second conductor layer. Is provided.
  • the conduction through hole 10 is a through hole penetrating the substrate 20 and having at least a side wall covered with a conductor.
  • a conductive through hole is used whose side wall is covered with a conductor having the same material amount as the first and second conductor layers of the substrate 20, for example.
  • the conduction through hole 10 may be filled with a conductor.
  • the plurality of conductive through holes 10 are formed along the first annular line.
  • the first annular line has a circular shape. In FIG. 1, the first annular line is not clearly shown, but is defined along the inside of the region where the conductive through hole 10 is formed.
  • the non-conductive through hole 11 is a through hole that penetrates the substrate 20 and whose side wall is covered with a non-conductor or the dielectric layer is exposed.
  • the non-conducting through hole 11 is formed such that the side wall is formed so that the dielectric layer of the substrate 20 is exposed.
  • the non-conductive through hole 11 may have a side wall covered with a non-conductive member.
  • the some non-conduction through-hole 11 is formed along the 2nd annular line prescribed
  • the second annular line has a circular shape. That is, the first annular line and the second annular line have similar shapes.
  • the second annular line is not clearly shown, but is defined along the inside of the region where the conductive through hole 11 is formed.
  • FIG. 2 shows a top view of the dielectric resonator 1 according to the first embodiment.
  • the inner diameter of the first annular line in which the plurality of conductive through holes 10 are formed is ⁇ 2, and the second annular line in which the plurality of non-conductive through holes 10 are formed.
  • the inner diameter is ⁇ 1
  • the relationship between the two annular lines is ⁇ 1 ⁇ 2.
  • FIG. 3 shows a sectional view of the dielectric resonator 1 according to the first embodiment.
  • the example shown in FIG. 3 shows a cross section taken along line III-III of the dielectric resonator 1 shown in FIG.
  • the substrate 20 of the dielectric resonator 1 includes a first conductor layer 21, a second conductor layer 22, and a dielectric layer 23.
  • the first conductor layer 21 is formed on the surface side of the substrate 20.
  • the second conductor layer 22 is formed on the back side of the substrate 20.
  • the dielectric layer 23 is provided in a region sandwiched between the first conductor layer 21 and the second conductor layer 22.
  • the conductive through hole 10 and the non-conductive through hole 11 are formed so as to penetrate the substrate 20.
  • the side wall of the conductive through hole 10 is covered with a member made of the same material as the first conductor layer 21 and the second conductor layer 22.
  • the first conductor layer 21 and the second conductor layer 22 are electrically connected through the conductive hole 10.
  • the side wall of the non-conductive through hole 11 is in a state where the dielectric layer 23 is exposed.
  • the size of the electrode formed by the first conductor layer 21 and the second conductor layer 22 is not limited by forming the resonator with the above configuration. Further, in the dielectric resonator 1 according to the first embodiment, by providing a plurality of conduction through holes 10 along the first annular line, a signal can be confined in a region surrounded by the conduction through holes 10. In the first embodiment, the region surrounded by the plurality of non-conductive through holes 11 formed in the region surrounded by the conductive through holes 10 can function as a resonator.
  • FIG. 4 is a top view showing an arrangement example of the microstrip wiring and the coupling antenna of the dielectric resonator 1 according to the first exemplary embodiment.
  • the microstrip wiring can be formed as internal wiring of the substrate 20 or surface wiring provided on the surface of the substrate 20. Therefore, FIG. 4 shows an example in which the input-side microstrip wiring 30 is formed by internal wiring, and the output-side microstrip wiring 31 is formed by surface wiring.
  • FIG. 5 shows a cross-sectional view of the dielectric resonator 1 according to the first embodiment along the line VV in the top view shown in FIG.
  • the microstrip wiring 30 is formed in the dielectric layer 23.
  • the microstrip wiring 30 includes a first region where the conductive through hole 10 is formed and a second region where the non-conductive through hole 11 is formed from the outside of the first region where the conductive through hole 10 is formed. Are formed so as to extend to a third region therebetween.
  • a coupling antenna 32 is provided near the end of the microstrip wiring 30.
  • the coupling antenna 30 has a rod shape and is formed of a conductor.
  • the coupling antenna 30 is connected to the microstrip wiring 30.
  • the coupling coefficient between the coupling antenna 32 and the resonator is determined by the size of the distance d1 between the coupling antenna 32 and the non-conducting through hole 11.
  • the microstrip wiring 31 is formed on the surface of the substrate 20.
  • the conductive through hole 10 is formed from the third region between the first region where the conductive through hole 10 is formed and the second region where the nonconductive through hole 11 is formed.
  • the first region is formed so as to extend to the outside of the first region.
  • a coupling antenna 33 is provided near the end of the microstrip wiring 31.
  • the coupling antenna 33 has a rod shape and is formed of a conductor.
  • the coupling antenna 33 is connected to the microstrip wiring 3.
  • the coupling coefficient between the coupling antenna 33 and the resonator is determined by the size of the distance d2 between the coupling antenna 33 and the non-conducting through hole 11.
  • the inner diameter ⁇ 2 of the first annular wire is 29 mm
  • the inner diameter ⁇ 1 of the second annular wire is 17 mm
  • the inner diameters of the conduction through hole 10 and the non-conduction through hole 11 are 1.5 mm
  • the length of the substrate 20 is one side.
  • the resonance frequency can be lowered by increasing the inner diameter ⁇ 1 of the second annular wire, and the resonance frequency can be increased by reducing the inner diameter ⁇ 1.
  • the Q value can be increased by increasing the difference between the inner diameter ⁇ 1 and the inner diameter ⁇ 2. That is, by increasing the difference between the inner diameter ⁇ 1 and the inner diameter ⁇ 2, the difference between the fundamental mode (for example, the fundamental wave) and the higher-order mode (for example, higher harmonics) can be increased.
  • FIG. 6 is a graph showing fluctuations in the unloaded Q value when the thickness of the dielectric layer 23 of the substrate 20 (hereinafter referred to as substrate thickness) is changed.
  • substrate thickness the thickness of the dielectric layer 23 of the substrate 20
  • the dielectric resonator 1 according to the first embodiment can increase the Q value as the substrate thickness increases.
  • FIG. 7 shows a graph showing fluctuations of the fundamental frequency f1 and the second harmonic frequency f2 when the thickness of the substrate 20 is changed.
  • the dielectric resonator 1 according to the first embodiment can increase the resonance frequency between the fundamental frequency f1 and the second harmonic frequency f2 as the substrate thickness is increased. This frequency changes asymptotically to a certain frequency. In the example shown in FIG. 7, the change in the resonance frequency is small even if the substrate thickness is 2 mm or more.
  • the dielectric resonator 1 according to the first embodiment can realize a dielectric resonator in which the size of the electrode is not limited.
  • the size of the resonator is defined by the inner diameter of the first annular line that determines the arrangement position of the conduction through hole 10. That is, by using the dielectric resonator 1 according to the first embodiment, even if a plurality of resonators are provided on one substrate 20, the plurality of resonators can be operated with a common electrode.
  • a dielectric filter or a dielectric duplexer can be configured by connecting a plurality of resonators in a single substrate 20 in multiple stages.
  • the dielectric resonator 1 according to the first embodiment is formed by providing the conductive through hole 10 and the non-conductive through hole 11 in the substrate 20, a resonator can be realized with a small volume. Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the dielectric resonator 1 according to the first embodiment can realize a resonator with a thin substrate thickness, so that the resonator can be thinned.
  • FIG. 8 is a perspective view of the dielectric resonator 2 according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a top view of the dielectric resonator 2 according to the second embodiment.
  • the dielectric resonator 2 includes a first annular line that defines an inner diameter of a first region in which the plurality of conduction through holes 10 are formed, and
  • the second annular line that defines the inner diameter of the second region in which the plurality of non-conductive through holes 11 are formed has a polygonal shape (in the example shown in FIGS. 8 and 9, a quadrangle).
  • the first annular line and the second annular line may be polygonal, and may be hexagonal or octagonal, for example.
  • the shapes of the first annular line and the second annular line are polygonal, and the resonance frequency is set by the size of the inner diameter ⁇ 1 of the second annular line.
  • the Q value of the resonator can be adjusted by the size of the inner diameter ⁇ 2 of the first annular line.
  • the dielectric resonator 1 according to the first embodiment is not limited to a circle but is a polygon, the dielectric resonator 1 according to the first embodiment. It can be seen that the same dielectric resonator can be realized.
  • FIG. 10 is a perspective view of the dielectric resonator 3 according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a top view of the dielectric resonator 3 according to the third embodiment.
  • the dielectric resonator 3 according to the third embodiment is formed in a slit shape in which a part of the conductive through hole 10 is connected to a plurality of through holes.
  • the dielectric resonator 3 according to the third embodiment is also formed in a slit shape in which a plurality of non-conductive through holes are connected with respect to the non-conductive through holes 11.
  • the conductive through hole 10 and the non-conductive through hole 11 need to be divided into a plurality of through holes.
  • the resonator is formed in a multistage configuration on one substrate 20. It is because it cannot be done.
  • the dielectric resonator according to the first embodiment has the shapes of the conductive through hole 10 and the non-conductive through hole 11 of the dielectric resonator 1 according to the first embodiment, even if a part thereof is a slit shape. It can be seen that a dielectric resonator similar to 1 can be realized.
  • FIG. 12 is a perspective view of the dielectric resonator 4 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 13 is a top view of the dielectric resonator 4 according to the fourth embodiment.
  • the dielectric resonator 4 according to the fourth embodiment is formed in a slit shape in which a part of the conductive through hole 10 is connected to a plurality of through holes.
  • the dielectric resonator 4 according to the fourth embodiment includes a non-conductive through hole formed in a slit shape and a non-conductive through hole formed in a fan shape.
  • the second annular line that defines the region surrounded by the plurality of non-conductive through holes has a circular shape.
  • the conductive through hole 10 and the non-conductive through hole 11 need to be divided into a plurality of through holes.
  • the resonator is formed in a multistage configuration on one substrate 20. It is because it cannot be done.
  • the dielectric according to the first embodiment can be formed even if the conductive through hole 10 and the non-conductive through hole 11 of the dielectric resonator 1 according to the first embodiment are partially slit-shaped or fan-shaped. It can be seen that a dielectric resonator similar to the resonator 1 can be realized.
  • FIG. 14 is a perspective view of the dielectric resonator 5 according to the fifth embodiment.
  • FIG. 15 is a top view of the dielectric resonator 5 according to the fifth embodiment.
  • the dielectric resonator 5 according to the fifth embodiment is formed in a slit shape in which a part of the conduction through hole 10 is connected to a plurality of through holes. Further, the dielectric resonator 5 according to the fifth embodiment is also formed in a slit shape in which a plurality of non-conductive through holes are connected with respect to the non-conductive through holes 11.
  • the conductive through hole 10 and the non-conductive through hole 11 need to be divided into a plurality of through holes.
  • the resonator is formed in a multistage configuration on one substrate 20. It is because it cannot be done.
  • the dielectric resonator according to the second embodiment has the same shape as the conductive through-hole 10 and the non-conductive through-hole 11 of the dielectric resonator 2 according to the second embodiment even though the shape is partially slit. It can be seen that a dielectric resonator similar to 2 can be realized.
  • FIG. 16 is a perspective view of the dielectric resonator 6 according to the sixth embodiment.
  • FIG. 17 is a top view of the dielectric resonator 6 according to the sixth embodiment.
  • the dielectric resonator 6 according to the sixth embodiment is formed in a slit shape in which a part of the conductive through hole 10 is connected to a plurality of through holes. Further, the dielectric resonator 6 according to the sixth embodiment has a non-conductive through hole formed in a slit shape and a non-conductive through hole formed in an L shape.
  • the second annular line that defines the region surrounded by the plurality of non-conductive through holes has a polygonal shape (for example, a quadrangle). Also in the dielectric resonator 6, the conductive through hole 10 and the non-conductive through hole 11 need to be divided into a plurality of through holes.
  • the resonator is formed in a multistage configuration on one substrate 20. It is because it cannot be done.
  • the shape of the conductive through hole 10 and the non-conductive through hole 11 of the dielectric resonator 1 according to the first embodiment is related to the second embodiment even if a part thereof is slit-shaped or L-shaped. It can be seen that a dielectric resonator similar to the dielectric resonator 2 can be realized.
  • Embodiment 7 In the seventh embodiment, a dielectric filter 7 using the dielectric resonator 1 according to the first embodiment will be described.
  • FIG. 18 is a perspective view of the dielectric filter 7 according to the seventh embodiment
  • FIG. 19 is a top view of the dielectric filter 7.
  • the dielectric filter 7 includes a resonant portion formed on one substrate 20 by a set of a plurality of conductive through holes 10 and a plurality of non-conductive through holes 11. A plurality are formed.
  • the dielectric filter 7 has a multistage connection of resonance parts.
  • reference numerals 40a to 40f are assigned to the resonance parts.
  • the adjacent first resonance unit and second resonance unit of the resonance units 40a to 40f have an opening in which a conduction through hole is not formed in a part of a region facing each other. Have.
  • the dielectric filter 7 connects the opening part of the first resonance part and the opening part of the second resonance part, and is arranged with a width narrower than the width of the first annular line.
  • connection part 41b connects between the resonance parts 40b and 40c.
  • connection part 41c connects between the resonance parts 40c and 40d.
  • connection part 41d connects between the resonance parts 40d and 40e.
  • connection part 41e connects between the resonance parts 40e and 40f.
  • the dielectric filter 7 receives a signal from the resonance unit 40a and outputs a signal from the resonance unit 40f. Further, in the dielectric filter 7, the coupling coefficient between the resonance parts can be adjusted by adjusting the width and length of the connection parts 41a to 41e.
  • the dielectric resonator 1 according to the first embodiment a plurality of resonators are arranged on one substrate 20, and a plurality of resonators are connected in multiple stages to constitute a dielectric filter. Can do. This is because the dielectric resonator 1 according to the first embodiment has no size limitation on the electrodes, and the same electrode can be used for a plurality of resonators. According to the dielectric filter 7 according to the seventh embodiment, since the dielectric filter can be configured on one substrate 20, it is possible to reduce the area and thickness of the dielectric filter.
  • FIG. 20 is a perspective view of the dielectric duplexer 8 according to the eighth embodiment
  • FIG. 21 is a top view of the dielectric duplexer 8.
  • the dielectric duplexer 8 has two sets of dielectric filters formed on one substrate 20.
  • a plurality of resonance portions each formed by a set of a plurality of conductive through holes 10 and a plurality of non-conductive through holes 11 are formed.
  • each of the dielectric filters has a multistage connection of resonance parts.
  • the first dielectric filter (for example, a transmission dielectric filter) is configured by the resonance units 42a to 42d, and the resonance units 44a to 44d. 44d constitutes a second dielectric filter (for example, a receiving dielectric filter).
  • a conductive through hole is not formed in a part of a region where the adjacent first resonance unit and second resonance unit among the plurality of resonance units are opposed to each other. Has an opening.
  • the dielectric filter 7 connects the opening part of the first resonance part and the opening part of the second resonance part, and is arranged with a width narrower than the width of the first annular line.
  • connection portion 43 a connects between the resonance portions 42 a and 42 b.
  • the connection part 43b connects between the resonance parts 42b and 42c.
  • the connection part 43c connects between the resonance parts 42c and 42d.
  • the connection part 45a connects between the resonance parts 44a and 44b.
  • the connection part 45b connects between the resonance parts 44b and 44c.
  • the connection part 45c connects between the resonance parts 44c and 44d.
  • the dielectric duplexer 8 has a plurality of dielectric filters, each having a coupled antenna in which a resonance part arranged at one end is connected to one microstrip wiring, and arranged at the other end. Resonating parts to be connected each have a coupled antenna connected to different microstrip wiring.
  • the coupled antenna is not clearly shown, but the resonator 42a has a coupled antenna and a microstrip wiring that transmit the transmission input signal IN1, and the resonator 42d transmits the transmission output signal OUT1. And a microstrip wiring.
  • the resonator 44a has a coupling antenna and a microstrip wiring for transmitting the reception input signal IN2, and the resonator 44d has a coupling antenna and a microstrip wiring for transmitting the reception output signal OUT2.
  • the microstrip wiring to which the coupled antenna of the resonator 42d and the coupled antenna of the resonator 44a are connected is shared by the transmission output signal OUT1 and the reception input signal IN1.
  • the coupling coefficient between the resonance parts can be adjusted by adjusting the width and length of the connection parts 42a to 42c and 45a to 45c.
  • a plurality of resonators are arranged on one substrate 20 by using the dielectric resonator 1 according to the first embodiment, and a plurality of resonators are connected in multiple stages to form a plurality of dielectric filters. can do.
  • the dielectric resonator 1 according to the first embodiment has no size limitation on the electrodes, and the same electrode can be used for a plurality of resonators.
  • the dielectric duplexer 8 according to the eighth embodiment since the dielectric duplexer can be configured on one substrate 20, it is possible to reduce the area and thickness of the dielectric duplexer.
  • Embodiment 9 In the ninth embodiment, an example of configuring a band-pass filter of a transmitter that transmits a radio signal using the dielectric resonator 1 according to the first embodiment will be described.
  • FIG. 22 shows a block diagram of the transmitter according to the ninth embodiment.
  • the transmitter is an example of a functional circuit that is connected to the microstrip wiring and exhibits a predetermined function.
  • the present invention can be used as long as the circuit uses a filter circuit configured using the dielectric resonator 1 according to the first embodiment.
  • the transmitter includes a DAC (Digital-to-Analog-Converter) 50, a signal format conversion circuit 51, attenuators 52, 55, 57, an oscillator 53, a mixer 54, a preamplifier 56, and a power amplifier. 58, an isolator 59, and a band-pass filter 60.
  • DAC Digital-to-Analog-Converter
  • the transmitter shown in FIG. 22 uses the DAC 50 to convert the I signal and the Q signal into analog signals using digital signals.
  • the signal format conversion circuit 51 converts the differential signal into a single-ended signal.
  • the transmission signal is modulated using the local signal generated by the oscillator 53 in the mixer 54.
  • the modulated signal is attenuated by the attenuator 55 and then amplified by the preamplifier 56.
  • the signal amplified by the preamplifier 56 becomes a transmission signal after being attenuated by the attenuator 57 and then amplified by the power amplifier 58.
  • the transmission signal is transmitted via the isolator 59, the band pass filter 60, and an antenna (not shown).
  • the isolator 59 prevents the received signal received by the antenna from leaking to the transmitter side.
  • the band pass filter 60 removes noise from the transmission signal. Also, as shown in FIG. 22, each element constituting the transmitter is connected by a microstrip wiring MSL.
  • FIG. 23 shows a perspective view of the transmitter 9 according to the ninth embodiment.
  • a transmitter circuit excluding the bandpass filter 60 is formed on the first substrate L1.
  • the band-pass filter 60 is formed on the second substrate L2 on which the first substrate L1 is stacked.
  • a conductor layer LG is formed between the first substrate L1 and the second substrate L2 so as to cover the surface of the second substrate L2.
  • a first substrate on which a transmitter circuit excluding the bandpass filter 60 is formed and a second substrate on which the bandpass filter 60 is formed are stacked. It is also possible to form the transmitter including the band pass filter 60 on a single layer substrate.
  • FIG. 24 shows a perspective view of the transmitter 9 according to the ninth embodiment showing the structure of the second substrate L2.
  • a band-pass filter 60 in which a plurality of resonance parts are connected by a connection part is formed on the second substrate L2.
  • the microstrip wiring of the first substrate L1 and the band pass filter 60 penetrate the first substrate L1, and the first-stage resonance part of the band pass filter 60 of the second substrate L2.
  • the coupling antenna Cant is formed so as to reach.
  • a conductor layer LG is formed on the surface of the second substrate L2 so as to cover the second substrate L2.
  • the transmitter 9 can be formed on a multilayered substrate. Thereby, the transmitter 9 according to the ninth embodiment can be reduced in size and thickness.
  • Dielectric Resonator 7 Dielectric Filter 8 Dielectric Duplexer 9 Transmitter 10 Conducting Through Hole 11 Non-Conducting Through Hole 20 Substrate 21, 22 Conductor Layer 23 Dielectric Layer 30, 31 Microstrip Wiring 32, 33 Coupled Antenna 40 , 42, 44 Resonator 41, 43, 45 Connection 50 DAC 51 Signal Format Conversion Circuit 52 Attenuator 53 Oscillator 54 Mixer 55 Attenuator 56 Preamplifier 57 Attenuator 58 Power Amplifier 59 Isolator 60 Bandpass Filter Cant Coupled Antenna

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

　本発明の誘電体共振器は、第１の導体層と第２の導体層と第１の導体層と第２の導体層との間に形成される誘電体層とを含む基板（２０）と、基板（２０）を貫通し、第１の環状線に沿って形成され、少なくとも側壁が導体によって覆われる複数の導通スルーホール（１０）と、基板（２０）を貫通し、第１の環状線の内側に規定される第２の環状線に沿って形成され、側壁が非導体によって覆われる又は誘電体層が露出する複数の非導通スルーホール（１１）と、を有する。

Description

誘電体共振器、誘電体フィルタ及び誘電体デュプレクサ
　本発明は誘電体共振器、誘電体フィルタ及び誘電体デュプレクサに関し、特に誘電体層を含む１つの基板に形成される誘電体共振器、誘電体フィルタ及び誘電体デュプレクサに関する。
　携帯電話の基地局等の無線装置では、共振器を多段に接続したフィルタ回路が利用されている。この共振器としては、金属ケース内に円柱形又は円筒形の誘電体共振器を収納したものが利用されている。しかしながら、このような共振器は体積が大きくなるという問題がある。一方、小型な誘電体共振器として、誘電体層を有する誘電体基板を利用した共振器が特許文献１、２に開示されている。
　特許文献１では、誘電体基板の両主面に対抗する一対の電極を形成し、両電極の縁端部間にスルーホールを複数箇所設け、かつ当該スルーホールを介して両電極を接続した誘電体共振器が開示されている。
　また、特許文献２では、誘電体基板と、該誘電体基板の両面に設けられた電極とからなり、該両面の電極のうち少なくとも一方が円形電極によって形成してなる共振器が開示されている。特許文献２では、当該共振器において、誘電体基板に円形電極の周囲に沿って複数のスルーホールを貫通して設け、該各スルーホールの内部は電極を省いた非電極形成部とし、円形電極の周囲には、複数のスルーホールを用いて電磁界の閉じ込め性を高めるための開放端を設ける。これにより、特許文献２に記載の共振器では、Ｑ値の向上を実現している。
特開昭６２－７１３０５号公報 国際公開第２００５／００６４８３号
　しかしながら、特許文献１、２に記載の技術では、共振器として機能する基板上の電極の大きさが有限であり、かつ、外周に非導通スルーホールが配置されているため多段構成とすることが出来ない問題があった。
　本発明の目的は、このような課題を解決する誘電体共振器、誘電体フィルタ及び誘電体デュプレクサを提供することを目的とする。
　本発明にかかる誘電体共振器は、第１の導体層と第２の導体層と前記第１の導体層と前記第２の導体層との間に形成される誘電体層とを含む基板と、前記基板を貫通し、第１の環状線に沿って形成され、少なくとも側壁が導体によって覆われる複数の導通スルーホールと、前記基板を貫通し、前記第１の環状線の内側に規定される第２の環状線に沿って形成され、側壁が非導体によって覆われる又は前記誘電体層が露出する複数の非導通スルーホールと、を有する。
　また、本発明にかかる誘電体フィルタ及び誘電体デュプレクサは、上記誘電体共振器を１つの基板上に複数設け、複数の共振器を共振器が形成される基板上に設けられた接続部を介して接続することで形成される。
　本発明にかかる誘電体共振器によれば、１つの基板上で共振器を多段構成とすることができる。
実施の形態１にかかる誘電体共振器の斜視図である。 実施の形態１にかかる誘電体共振器の上面図である。 実施の形態１にかかる誘電体共振器の断面図である。 実施の形態１にかかる誘電体共振器のマイクロストリップ配線の配置例を示す上面図である。 実施の形態１にかかる誘電体共振器のマイクロストリップ配線の配置例を示す断面図である。 実施の形態１にかかる誘電体共振器の基板厚に対するＱ値の特性を示すグラフである。 実施の形態１にかかる誘電体共振器の基板厚に対する共振周波数の特性を示すグラフである。 実施の形態２にかかる誘電体共振器の斜視図である。 実施の形態２にかかる誘電体共振器の上面図である。 実施の形態３にかかる誘電体共振器の斜視図である。 実施の形態３にかかる誘電体共振器の上面図である。 実施の形態４にかかる誘電体共振器の斜視図である。 実施の形態４にかかる誘電体共振器の上面図である。 実施の形態５にかかる誘電体共振器の斜視図である。 実施の形態５にかかる誘電体共振器の上面図である。 実施の形態６にかかる誘電体共振器の斜視図である。 実施の形態６にかかる誘電体共振器の上面図である。 実施の形態７にかかる誘電体共振器の斜視図である。 実施の形態７にかかる誘電体共振器の上面図である。 実施の形態８にかかる誘電体共振器の斜視図である。 実施の形態８にかかる誘電体共振器の上面図である。 実施の形態９にかかる送信機のブロック図である。 実施の形態９にかかる送信機の斜視図である。 実施の形態９にかかる送信機のフィルタ部を示す斜視図である。
　実施の形態１
　以下では、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本発明にかかる誘電体共振器は、複数個を多段接続して利用することで誘電体フィルタ又は誘電体デュプレクサとして利用できるものである。このとき、本発明にかかる誘電体共振器は、１つ基板（例えば、誘電体基板）に多段接続した複数個の誘電体共振器を形成することができる。これは、本発明にかかる誘電体共振器が多段接続可能な構成を有しているためである。そこで、実施の形態１では、本発明にかかる誘電体共振器の単体での構成について説明する。
請求項１
　図１に、実施の形態１にかかる誘電体共振器１の斜視図を示す。図１に示すように、実施の形態１にかかる誘電体共振器１は、基板２０に複数の導通スルーホール１０及び複数の非導通スルーホール１１が形成される。詳しくは後述するが、基板２０は、表面側に第１の導体層を設け、裏面側に第２の導体層を設け、第１の導体層と第２の導体層との間に誘電体層を設けたものである。
請求項１、２、３
　導通スルーホール１０は、基板２０を貫通し、少なくとも側壁が導体によって覆われたスルーホールである。実施の形態１では導通スルーホールは、側壁が例えば、基板２０の第１、第２の導体層と同じ材量の導体で覆われるものを利用する。なお、導通スルーホール１０は、導体が充填されていても構わない。そして、複数の導通スルーホール１０は、第１の環状線に沿って形成される。実施の形態１では、第１の環状線は、円形の形状とした。また、図１では、第１の環状線については明示していないが、導通スルーホール１０が形成されている領域の内側に沿って規定されているものである。
請求項１、２、３
　非導通スルーホール１１は、基板２０を貫通し、側壁が非導体によって覆われる又は誘電体層が露出するスルーホールである。実施の形態１では、非導通スルーホール１１は、側壁が基板２０の誘電体層が露出するように形成されるものを利用する。なお、非導通スルーホール１１は、側壁が非導体の部材で覆われていても良い。そして、複数の非導通スルーホール１１は、第１の環状線の内側に規定される第２の環状線に沿って形成される。実施の形態１では、第２の環状線は、円形の形状とした。つまり、第１の環状線と第２の環状線は相似形状を有する。また、図１では、第２の環状線については明示していないが、導通スルーホール１１が形成されている領域の内側に沿って規定されているものである。
　続いて、図２に実施の形態１にかかる誘電体共振器１の上面図を示す。図２に示すように、誘電体共振器１では、複数の導通スルーホール１０が形成される第１の環状線の内径をφ２、複数の非導通スルーホール１０が形成される第２の環状線の内径をφ１とした場合、２つの環状線の関係がφ１＜φ２となる。
　続いて、図３に実施の形態１にかかる誘電体共振器１の断面図を示す。図３に示す例は、図２に示した誘電体共振器１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面を示すものである。図３に示すように、誘電体共振器１の基板２０は、第１の導体層２１、第２の導体層２２、誘電体層２３を有する。第１の導体層２１は、基板２０の表面側に形成される。第２の導体層２２は基板２０の裏面側に形成される。誘電体層２３は、第１の導体層２１及び第２の導体層２２に挟まれる領域に設けられる。
　そして、導通スルーホール１０及び非導通スルーホール１１は、基板２０を貫通するように形成される。ここで、実施の形態１では、導通スルーホール１０の側壁は、第１の導体層２１及び第２の導体層２２と同じ素材の部材で覆われている。これにより、第１の導体層２１と第２の導体層２２は導通するホール１０を介して電気的に接続される状態となる。また、非導通スルーホール１１の側壁は、誘電体層２３が露出する状態となっている。
　実施の形態１にかかる誘電体共振器１では、上記構成によって共振器を形成することで、第１の導体層２１及び第２の導体層２２により形成される電極の大きさが制限されない。また、実施の形態１にかかる誘電体共振器１では、第１の環状線に沿って導通スルーホール１０を複数設けることで、信号が導通スルーホール１０で囲まれる領域に閉じ込めることができる。そして、実施の形態１では、導通スルーホール１０で囲まれる領域内に形成された複数の非導通スルーホール１１で囲まれる領域を共振器として機能させることができる。
　実施の形態１にかかる誘電体共振器１では、マイクロストリップ配線及びマイクロストリップ配線に接続される結合アンテナを介して共振器への信号の入出力を行う。そこで、マイクロストリップ配線及び結合アンテナの配置について以下で説明する。図４に実施の形態１にかかる誘電体共振器１のマイクロストリップ配線及び結合アンテナの配置例を示す上面図を示す。
　マイクロストリップ配線は、基板２０の内部配線、又は、基板２０の表面に設けられる表面配線として形成することができる。そこで、図４では、入力側のマイクロストリップ配線３０を内部配線で形成し、出力側のマイクロストリップ配線３１を表面配線で形成した例を示した。
　続いて、図４に示した上面図のＶ－Ｖ線に沿った実施の形態１にかかる誘電体共振器１の断面図を図５に示す。図５に示すように、マイクロストリップ配線３０は、誘電体層２３内に形成される。このマイクロストリップ配線３０は、導通スルーホール１０が形成される第１の領域の外側から、導通スルーホール１０が形成される第１の領域と非導通スルーホール１１が形成される第２の領域との間の第３の領域まで延在するように形成される。そして、マイクロストリップ配線３０の端部近傍に結合アンテナ３２が設けられる。結合アンテナ３０は、棒状の形状であって、導体で形成されるものである。結合アンテナ３０は、マイクロストリップ配線３０と接続される。また、結合アンテナ３２と、非導通スルーホール１１との間の距離ｄ１の大きさによって結合アンテナ３２と共振器との結合係数が決定される。
　また、マイクロストリップ配線３１は、基板２０の表面に形成される。このマイクロストリップ配線３１は、導通スルーホール１０が形成される第１の領域と非導通スルーホール１１が形成される第２の領域との間の第３の領域から、導通スルーホール１０が形成される第１の領域の外側、まで延在するように形成される。そして、マイクロストリップ配線３１の端部近傍に結合アンテナ３３が設けられる。結合アンテナ３３は、棒状の形状であって、導体で形成されるものである。結合アンテナ３３は、マイクロストリップ配線３と接続される。また、結合アンテナ３３と、非導通スルーホール１１との間の距離ｄ２の大きさによって結合アンテナ３３と共振器との結合係数が決定される。
　続いて、実施の形態１にかかる誘電体共振器１の特性について説明する。ここでは、第１の環状線の内径φ２を２９ｍｍ、第２の環状線の内径φ１を１７ｍｍ、導通スルーホール１０及び非導通スルーホール１１の内径を１．５ｍｍ、基板２０を一辺の長さが４０ｍｍの正方形とした場合の誘電体共振器１の特性について説明する。
　なお、第２の環状線の内径φ１を大きくすることで共振周波数を低くすることができ、内径φ１を小さくすることで共振周波数を高くすることができる。また、内径φ１と内径φ２との差を大きくすることでＱ値を大きくすることができる。つまり、内径φ１と内径φ２との差を大きくすることで、基本モード（例えば、基本波）に対する高次モード（例えば、２次以上の高調波）との差を大きくすることができる。
　図６に基板２０の誘電体層２３の厚さ（以下、基板厚と称す）を変化させた場合の無負荷Ｑ値の変動を示すグラフを示す。図６に示すように、実施の形態１にかかる誘電体共振機１は、基板厚が厚くなるほどＱ値を高めることができる。
　図７に基板２０の基板厚を変化させた場合の基本波の周波数ｆ１と二次高調波の周波数ｆ２の変動を示すグラフを示す。図７に示すように、実施の形態１にかかる誘電体共振機１は、基板厚を厚くするほど基本波の周波数ｆ１と二次高調波の周波数ｆ２との共振周波数を高めることができるが、この周波数は一定の周波数に対して漸近するような変化となる。図７に示す例では、基板厚を２ｍｍ以上にしても共振周波数の変化は小さくなる。
　上記説明より、実施の形態１にかかる誘電体共振器１は、電極の大きさに制限がない誘電体共振器を実現することができる。また、実施の形態１にかかる誘電体共振器１は、共振器の大きさが導通スルーホール１０の配置位置を決定する第１の環状線の内径により規定される。つまり、実施の形態１にかかる誘電体共振器１を用いることで、１つの基板２０に複数の共振器を設けても、複数の共振器を共通の電極で動作ささせることが可能になる。また、実施の形態１にかかる誘電体共振器１を用いることで、１つの基板２０内で複数の共振器を多段接続することで誘電体フィルタ或いは誘電体デュプレクサを構成することができる。
　また、実施の形態１にかかる誘電体共振器１は、基板２０に導通スルーホール１０及び非導通スルーホール１１を設けることで形成されるため、小さな体積で共振器を実現することができる。また、図６及び図７に示すように、実施の形態１にかかる誘電体共振器１は、薄い基板厚で共振器を実現できるため、共振器の薄型化を実現することができる。
　実施の形態２
　実施の形態２では、実施の形態１にかかる誘電体共振器１の第１の環状線と第２の環状線の別の形態について説明する。そこで、図８に実施の形態２にかかる誘電体共振器２の斜視図を示す。また、図９に実施の形態２にかかる誘電体共振器２の上面図を示す。
　図８及び図９に示すように、実施の形態２にかかる誘電体共振器２は、複数の導通スルーホール１０が形成される第１の領域の内径を規定する第１の環状線、及び、複数の非導通スルーホール１１が形成される第２の領域の内径を規定する第２の環状線が多角形の形状（図８、９に示す例では、四角形）を有する。なお、第１の環状線及び第２の環状線の形状は、多角形であれば良く、例えば六角形或いは八角形であってあっても良い。
　実施の形態２にかかる誘電体共振器２では、第１の環状線及び第２の環状線の形状が多角形であるが、第２の環状線の内径φ１の大きさにより共振周波数を設定し、第１の環状線の内径φ２の大きさにより共振器のＱ値を調節することができる。
　上記説明より、実施の形態１にかかる誘電体共振器１の第１、第２の環状線の形状は、円形に限られず多角形であっても、実施の形態１にかかる誘電体共振器１と同様な誘電体共振器を実現することができることがわかる。
　実施の形態３
　実施の形態３では、実施の形態１にかかる誘電体共振器１の導通スルーホール１０及び非導通スルーホール１１の別の形態について説明する。そこで、図１０に実施の形態３にかかる誘電体共振器３の斜視図を示す。また、図１１に実施の形態３にかかる誘電体共振器３の上面図を示す。
　図１０及び図１１に示すように、実施の形態３にかかる誘電体共振器３は、導通スルーホール１０の一部が複数のスルーホールが連結されたスリット状に形成される。また、実施の形態３にかかる誘電体共振器３は、非導通スルーホール１１に関しても、一部が複数のい非導通スルーホールが連結されたスリット状に形成される。ここで、誘電体共振器３においても、導通スルーホール１０及び非導通スルーホール１１は複数のスルーホールに分割されている必要がある。これは、共振部として機能する非導通スルーホールで囲まれた領域が、導通スルーホール１０の外側の領域とが連続した電極及び誘電体としなければ１つの基板２０において共振器を多段構成とすることが出来ないためである。
　上記説明より、実施の形態１にかかる誘電体共振器１の導通スルーホール１０及び非導通スルーホール１１の形状は、一部がスリット形状であっても、実施の形態１にかかる誘電体共振器１と同様な誘電体共振器を実現することができることがわかる。
　実施の形態４
　実施の形態４では、実施の形態１にかかる誘電体共振器１の導通スルーホール１０及び非導通スルーホール１１の別の形態について説明する。そこで、図１２に実施の形態４にかかる誘電体共振器４の斜視図を示す。また、図１３に実施の形態４にかかる誘電体共振器４の上面図を示す。
　図１２及び図１３に示すように、実施の形態４にかかる誘電体共振器４は、導通スルーホール１０の一部が複数のスルーホールが連結されたスリット状に形成される。また、実施の形態４にかかる誘電体共振器４は、スリット状に形成された非導通スルーホールと扇形に形成された非導通スルーホールとを有する。誘電体共振器４では、複数の非導通スルーホールで囲まれる領域を規定する第２の環状線は円形の形状となる。誘電体共振器４においても、導通スルーホール１０及び非導通スルーホール１１は複数のスルーホールに分割されている必要がある。これは、共振部として機能する非導通スルーホールで囲まれた領域が、導通スルーホール１０の外側の領域とが連続した電極及び誘電体としなければ１つの基板２０において共振器を多段構成とすることが出来ないためである。
　上記説明より、実施の形態１にかかる誘電体共振器１の導通スルーホール１０及び非導通スルーホール１１の形状は、一部がスリット形状又は扇形であっても、実施の形態１にかかる誘電体共振器１と同様な誘電体共振器を実現することができることがわかる。
　実施の形態５
　実施の形態５では、実施の形態２にかかる誘電体共振器２の導通スルーホール１０及び非導通スルーホール１１の別の形態について説明する。そこで、図１４に実施の形態５にかかる誘電体共振器５の斜視図を示す。また、図１５に実施の形態５にかかる誘電体共振器５の上面図を示す。
　図１４及び図１５に示すように、実施の形態５にかかる誘電体共振器５は、導通スルーホール１０の一部が複数のスルーホールが連結されたスリット状に形成される。また、実施の形態５にかかる誘電体共振器５は、非導通スルーホール１１に関しても、一部が複数のい非導通スルーホールが連結されたスリット状に形成される。ここで、誘電体共振器５においても、導通スルーホール１０及び非導通スルーホール１１は複数のスルーホールに分割されている必要がある。これは、共振部として機能する非導通スルーホールで囲まれた領域が、導通スルーホール１０の外側の領域とが連続した電極及び誘電体としなければ１つの基板２０において共振器を多段構成とすることが出来ないためである。
　上記説明より、実施の形態２にかかる誘電体共振器２の導通スルーホール１０及び非導通スルーホール１１の形状は、一部がスリット形状であっても、実施の形態２にかかる誘電体共振器２と同様な誘電体共振器を実現することができることがわかる。
　実施の形態６
　実施の形態６では、実施の形態２にかかる誘電体共振器２の導通スルーホール１０及び非導通スルーホール１１の別の形態について説明する。そこで、図１６に実施の形態６にかかる誘電体共振器６の斜視図を示す。また、図１７に実施の形態６にかかる誘電体共振器６の上面図を示す。
　図１６及び図１７に示すように、実施の形態６にかかる誘電体共振器６は、導通スルーホール１０の一部が複数のスルーホールが連結されたスリット状に形成される。また、実施の形態６にかかる誘電体共振器６は、スリット状に形成された非導通スルーホールとＬ字型に形成された非導通スルーホールとを有する。誘電体共振器６では、複数の非導通スルーホールで囲まれる領域を規定する第２の環状線は多角形（例えば、四角形）の形状となる。誘電体共振器６においても、導通スルーホール１０及び非導通スルーホール１１は複数のスルーホールに分割されている必要がある。これは、共振部として機能する非導通スルーホールで囲まれた領域が、導通スルーホール１０の外側の領域とが連続した電極及び誘電体としなければ１つの基板２０において共振器を多段構成とすることが出来ないためである。
　上記説明より、実施の形態１にかかる誘電体共振器１の導通スルーホール１０及び非導通スルーホール１１の形状は、一部がスリット形状又はＬ字型であっても、実施の形態２にかかる誘電体共振器２と同様な誘電体共振器を実現することができることがわかる。
　実施の形態７
　実施の形態７では、実施の形態１にかかる誘電体共振器１を利用した誘電体フィルタ７について説明する。そこで、図１８に実施の形態７にかかる誘電体フィルタ７の斜視図を示し、図１９に誘電体フィルタ７の上面図を示す。
　図１８に示すように、実施の形態７にかかる誘電体フィルタ７は、１つの基板２０に、１組の複数の導通スルーホール１０と複数の非導通スルーホール１１とにより形成される共振部が複数個形成される。また、誘電体フィルタ７は、共振部が多段接続される。
　図１９では、共振部に４０ａ～４０ｆの符号を付した。実施の形態７にかかる誘電体フィルタ７は、共振部４０ａ～４０ｆのうち隣り合う第１の共振部と第２の共振部が、対抗する領域の一部に導通スルーホールが形成されない開口部を有する。そして、誘電体フィルタ７は、第１の共振部の開口部と第２の共振部の開口部とを接続し、第１の環状線の幅よりも狭い幅で配置される第１、第２の接続線に沿って複数の導通スルーホールが形成される接続部４１ａ～４０ｅを有する。図１９に示す例では、共振部４０ａ、４０ｂとの間を接続部４１ａが接続する。共振部４０ｂ、４０ｃとの間を接続部４１ｂが接続する。共振部４０ｃ、４０ｄとの間を接続部４１ｃが接続する。共振部４０ｄ、４０ｅとの間を接続部４１ｄが接続する。共振部４０ｅ、４０ｆとの間を接続部４１ｅが接続する。
　図１９に示す例では、誘電体フィルタ７は、共振部４０ａから信号が入力され、共振部４０ｆから信号を出力する。また、誘電体フィルタ７では接続部４１ａ～４１ｅの幅及び長さを調節することにより共振部間の結合係数を調節することができる。
　上記説明より、実施の形態１にかかる誘電体共振器１を用いることで１つの基板２０に複数の共振器を配置し、かつ、複数の共振器を多段接続して誘電体フィルタを構成することができる。これは、実施の形態１にかかる誘電体共振器１が電極に大きさの制限がなく、複数の共振器に対して同一の電極を用いることができるためである。実施の形態７にかかる誘電体フィルタ７によれば、１つの基板２０上に誘電体フィルタを構成できるため、誘電体フィルタの小面積化及び薄型化を実現することができる。
　実施の形態８
　実施の形態８では、実施の形態１にかかる誘電体共振器１を利用した誘電体デュプレクサ８について説明する。そこで、図２０に実施の形態８にかかる誘電体デュプレクサ８の斜視図を示し、図２１に誘電体デュプレクサ８の上面図を示す。
　図２０に示すように、実施の形態８にかかる誘電体デュプレクサ８は、１つの基板２０に、２組の誘電体フィルタが形成される。そして、２組の誘電体フィルタは、それぞれ１組の複数の導通スルーホール１０と複数の非導通スルーホール１１とにより形成される共振部が複数個形成される。また、誘電体フィルタは、それぞれ共振部が多段接続される。
　また、図２１に示すように、実施の形態８にかかる誘電体デュプレクサ８は、共振部４２ａ～４２ｄにより第１の誘電体フィルタ（例えば、送信用誘電体フィルタ）を構成し、共振部４４ａ～４４ｄにより第２の誘電体フィルタ（例えば、受信用誘電体フィルタ）を構成する。また、送信用誘電体フィルタ及び受信用誘電体フィルタは、それぞれ複数の共振部のうち隣り合う第１の共振部と第２の共振部が、対抗する領域の一部に導通スルーホールが形成されない開口部を有する。そして、誘電体フィルタ７は、第１の共振部の開口部と第２の共振部の開口部とを接続し、第１の環状線の幅よりも狭い幅で配置される第１、第２の接続線に沿って複数の導通スルーホールが形成される接続部を有する。図２１に示す例では、共振部４２ａ、４２ｂとの間を接続部４３ａが接続する。共振部４２ｂ、４２ｃとの間を接続部４３ｂが接続する。共振部４２ｃ、４２ｄとの間を接続部４３ｃが接続する。共振部４４ａ、４４ｂとの間を接続部４５ａが接続する。共振部４４ｂ、４４ｃとの間を接続部４５ｂが接続する。共振部４４ｃ、４４ｄとの間を接続部４５ｃが接続する。
　また、図２１に示すように、誘電体デュプレクサ８は、複数の誘電体フィルタが、一端に配置される共振部が１つのマイクロストリップ配線に接続される結合アンテナをそれぞれ有し、他端に配置される共振部が異なるマイクロストリップ配線に接続される結合アンテナをそれぞれ有する。なお、図２１では、結合アンテナについては明示していないが、共振器４２ａが送信入力信号ＩＮ１を伝達する結合アンテナ及びマイクロストリップ配線を有し、共振器４２ｄが送信出力信号ＯＵＴ１を伝達する結合アンテナ及びマイクロストリップ配線を有する。また、共振器４４ａが受信入力信号ＩＮ２を伝達する結合アンテナ及びマイクロストリップ配線を有し、共振器４４ｄが受信出力信号ＯＵＴ２を伝達する結合アンテナ及びマイクロストリップ配線を有する。そして、共振器４２ｄの結合アンテナ及び共振器４４ａの結合アンテナが接続されるマイクロストリップ配線は、送信出力信号ＯＵＴ１及び受信入力信号ＩＮ１により共有される。
　また、誘電体デュプレクサ８では、接続部４２ａ～４２ｃ、４５ａ～４５ｃの幅及び長さを調節することにより共振部間の結合係数を調節することができる。
　上記説明より、実施の形態１にかかる誘電体共振器１を用いることで１つの基板２０に複数の共振器を配置し、かつ、複数の共振器を多段接続して複数の誘電体フィルタを構成することができる。これは、実施の形態１にかかる誘電体共振器１が電極に大きさの制限がなく、複数の共振器に対して同一の電極を用いることができるためである。実施の形態８にかかる誘電体デュプレクサ８によれば、１つの基板２０上に誘電体デュプレクサを構成できるため、誘電体デュプレクサの小面積化及び薄型化を実現することができる。
　実施の形態９
　実施の形態９では、実施の形態１にかかる誘電体共振器１を用いて無線信号を送信する送信機のバンドパスフィルタを構成する例について説明する。そこで、実施の形態９にかかる送信機のブロック図を図２２に示す。なお、送信機は、マイクロストリップ配線に接続され、所定の機能を発揮する機能回路の一例を示したものである。実施の形態１にかかる誘電体共振器１を用いて構成されるフィルタ回路を利用する回路であれば本発明を利用可能である。
　図２２に示すように、実施の形態９にかかる送信機は、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）５０、信号形式変換回路５１、アッテネータ５２、５５、５７、発振器５３、ミキサ５４、プリアンプ５６、パワーアンプ５８、アイソレータ５９、バンドパスフィルタ６０を有する。
　図２２に示す送信機は、ＤＡＣ５０を用いてデジタル信号によりＩ信号及びＱ信号をアナログ信号に変換する。このとき、ＤＡＣ５０の出力信号は差動信号となっているため、信号形式変換回路５１は、この差動信号をシングルエンド信号に変換する。そして、アッテネータ５２で信号を減衰させた後、ミキサ５４において発振器５３で生成されるローカル信号を用いて送信信号を変調する。この変調信号はアッテネータ５５において減衰処理された後にプリアンプ５６により増幅される。プリアンプ５６によって増幅された信号は、アッテネータ５７で減衰された後にパワーアンプ５８で増幅された後に送信信号となる。そして、送信信号は、アイソレータ５９、バンドパスフィルタ６０及びアンテナ（不図示）を介して送信される。なお、アイソレータ５９は、アンテナにより受信された受信信号が送信機側に漏れることを防止するものである。また、バンドパスフィルタ６０は、送信信号のノイズを除去するものである。また、図２２に示すように、送信機を構成する各素子は、マイクロストリップ配線ＭＳＬにより接続される。
　実施の形態１にかかる誘電体共振器１を用いることで、このバンドパスフィルタ６０を含む送信機を１つの基板上に形成することが可能になる。そこで、実施の形態９にかかる送信機９の斜視図を図２３に示す。図２３に示すように、実施の形態９にかかる送信機９は、第１の基板Ｌ１にバンドパスフィルタ６０を除く送信機の回路が形成される。また、実施の形態９にかかる送信機９は、第１の基板Ｌ１が積層される第２の基板Ｌ２にバンドパスフィルタ６０が形成される。また、第１の基板Ｌ１と第２の基板Ｌ２との間には、第２の基板Ｌ２の表面を覆うように導体層ＬＧが形成される。なお、図２３に示す例では、バンドパスフィルタ６０を除く送信機の回路が形成される第１の基板と、バンドパスフィルタ６０が形成される第２の基板とを積層した例を示したが、バンドパスフィルタ６０を含む送信機を１層の基板に形成することも可能である。
　続いて、第２の基板Ｌ２の構造を示す実施の形態９にかかる送信機９の斜視図を図２４に示す。図２４に示すように、実施の形態９にかかる送信機９では、第２の基板Ｌ２に複数の共振部が接続部により接続されるバンドパスフィルタ６０が形成される。また、図２４に示すように、第１の基板Ｌ１のマイクロストリップ配線とバンドパスフィルタ６０とは、第１の基板Ｌ１を貫通し、第２の基板Ｌ２のバンドパスフィルタ６０の初段の共振部に達するように形成される結合アンテナＣａｎｔが形成される。また、図２４に示すように、第２の基板Ｌ２の表面には、第２の基板Ｌ２を覆うように導体層ＬＧが形成される。
　上記説明より、実施の形態１にかかる誘電体共振器１を用いることで、送信機９を多層化された基板に形成することができる。これにより、実施の形態９にかかる送信機９は小型化及び薄型化が可能になる。
　以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　この出願は、２０１３年１月２４日に出願された日本出願特願２０１３－０１１２９７を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　１～６　誘電体共振器
　７　誘電体フィルタ
　８　誘電体デュプレクサ
　９　送信機
　１０　導通スルーホール
　１１　非導通スルーホール
　２０　基板
　２１、２２　導体層
　２３　誘電体層
　３０、３１　マイクロストリップ配線
　３２、３３　結合アンテナ
　４０、４２、４４　共振器
　４１、４３、４５　接続部
　５０　ＤＡＣ
　５１　信号形式変換回路
　５２　アッテネータ
　５３　発振器
　５４　ミキサ
　５５　アッテネータ
　５６　プリアンプ
　５７　アッテネータ
　５８　パワーアンプ
　５９　アイソレータ
　６０　バンドパスフィルタ
　Ｃａｎｔ　結合アンテナ

Claims (8)

  1. 　第１の導体層と第２の導体層と前記第１の導体層と前記第２の導体層との間に形成される誘電体層とを含む基板と、
    　前記基板を貫通し、第１の環状線に沿って形成され、少なくとも側壁が導体によって覆われる複数の導通スルーホールと、
    　前記基板を貫通し、前記第１の環状線の内側に規定される第２の環状線に沿って形成され、側壁が非導体によって覆われる又は前記誘電体層が露出する複数の非導通スルーホールと、
    　を有する誘電体共振器。
  2. 　前記第１、第２の環状線は、相似形状を有する請求項１に記載の誘電体共振器。
  3. 　前記第１、第２の環状線は、円形又は多角形の形状を有する請求項１又は２に記載の誘電体共振器。
  4. 　前記導通スルーホールが形成される第１の領域と前記非導通スルーホールが形成される第２の領域との間の第３の領域に形成され、信号を伝達するマイクロストリップ配線に接続される結合アンテナを有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の誘電体共振器。
  5. 　前記基板には、信号を伝達するマイクロストリップ配線に接続され、所定の機能を発揮する機能回路が接続される請求項１乃至４のいずれか１項に記載の誘電体共振器。
  6. 　前記基板は、積層される第１の基板と第２の基板とを有し、
    　前記第１の基板には前記機能回路が配置され、
    　前記第２の基板には、前記複数の導通スルーホールと前記複数の非導通スルーホールとにより形成される共振部が形成される請求項５に記載の誘電体共振器。
  7. 　前記基板には、１組の前記複数の導通スルーホールと前記複数の非導通スルーホールとにより形成される共振部が複数個形成され、
    　複数の前記共振部のうち隣り合う第１の共振部と第２の共振部は、対抗する領域の一部に前記導通スルーホールが形成されない開口部を有し、
    　前記第１の共振部の開口部と前記第２の共振部の開口部とを接続し、前記第１の環状線の幅よりも狭い幅で配置される第１、第２の接続線に沿って複数の導通スルーホールが形成される接続部を有する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の誘電体フィルタ。
  8. 　前記基板には、複数の前記誘電体フィルタが形成され、
    　複数の前記誘電体フィルタは、一端に配置される前記共振部が１つのマイクロストリップ配線に接続される結合アンテナをそれぞれ有し、他端に配置される共振部が異なるマイクロストリップ配線に接続される結合アンテナをそれぞれ有する請求項７に記載の誘電体デュプレクサ。
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