WO2015087974A1 - 誘電体共振器，誘電体フィルタおよび通信装置 - Google Patents

誘電体共振器，誘電体フィルタおよび通信装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2015087974A1
WO2015087974A1 PCT/JP2014/082853 JP2014082853W WO2015087974A1 WO 2015087974 A1 WO2015087974 A1 WO 2015087974A1 JP 2014082853 W JP2014082853 W JP 2014082853W WO 2015087974 A1 WO2015087974 A1 WO 2015087974A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
conductor
dielectric
electrically connected
dielectric resonator
resonator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2014/082853
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
吉川　博道
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2015552513A priority Critical patent/JP6068678B2/ja
Priority to US15/100,416 priority patent/US9871280B2/en
Publication of WO2015087974A1 publication Critical patent/WO2015087974A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/207—Hollow waveguide filters
    • H01P1/208—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure
    • H01P1/2084—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure with dielectric resonators
    • H01P1/2086—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure with dielectric resonators multimode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/207—Hollow waveguide filters
    • H01P1/208—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure
    • H01P1/2084—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure with dielectric resonators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P7/00—Resonators of the waveguide type
    • H01P7/10—Dielectric resonators
    • H01P7/105—Multimode resonators

Definitions

  • the present invention relates to a dielectric resonator, a dielectric filter, and a communication device having excellent electrical characteristics.
  • the present invention has been devised in view of such problems in the prior art, and an object thereof is a dielectric resonator having a simple structure and easy to manufacture, a dielectric filter using the same, and a communication Providing a device.
  • the dielectric resonator of the present invention includes a dielectric, a first conductor, a second conductor, a third conductor, a fourth conductor, and a fifth conductor, and the dielectric is a first conductor.
  • a columnar first portion having a first surface located at an end in a direction and a second surface located at an end in a second direction opposite to the first direction; and perpendicular to the first direction
  • a column-shaped second portion having a third surface located at the end in the third direction and a fourth surface located at the end in the fourth direction opposite to the third direction.
  • the first portion and the second portion have a shape intersecting each other, and the first conductor accommodates the dielectric in a cavity formed therein, and is spaced from the first conductor.
  • the second conductor is provided on the first surface. Electrically connected to the first inner surface, the third conductor is provided on the second surface, and an end in the second direction is electrically connected to the second inner surface,
  • the fourth conductor is provided on the third surface, the end in the third direction is electrically connected to the third inner surface, and the fifth conductor is provided on the fourth surface.
  • the end in the fourth direction is electrically connected to the fourth inner surface, and the dielectric is a portion of the first portion that is not sandwiched between the second conductor and the third conductor.
  • a third portion and a fourth portion that is not sandwiched between the fourth conductor and the fifth conductor in the second portion And it has a.
  • the dielectric filter of the present invention includes the dielectric resonator, a tenth conductor, and an eleventh conductor, and the tenth conductor is a linear conductor and has a first end that is one end. And a second end that is the other end, the first end is connected to the second conductor or the third conductor, and the second end is provided on the first conductor.
  • Exposed to the outside through the formed first through hole, electromagnetically coupled to the first portion, and the eleventh conductor is a linear conductor, and a third end that is one end; A fourth end that is the other end, the third end is connected to the fourth conductor or the fifth conductor, and the fourth end is provided on the first conductor. It is exposed to the outside through the second through hole and is electromagnetically coupled to the second portion.
  • the communication device of the present invention includes an antenna, a communication circuit, and the dielectric filter that connects the antenna and the communication circuit.
  • a dielectric resonator having a simple structure and easy to manufacture can be obtained.
  • a dielectric filter having a simple structure and easy to manufacture can be obtained.
  • a communication apparatus that can be easily manufactured can be obtained.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a dielectric resonator according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line B-B ′ of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line C-C ′ of FIG. 1.
  • It is a perspective view which shows typically the dielectric material filter of 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line D-D ′ of FIG. 5.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line E-E ′ of FIG. 5.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line F-F ′ of FIG. 5.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a dielectric resonator according to a first embodiment of the present invention.
  • 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 1 (a cut surface parallel to the yz plane including the AA ′ line (a cut surface that bisects the conductor 11 in the + x direction) viewed from the + x direction.
  • 3 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 1 (a cut surface parallel to the xy plane including the line BB ′ (a cut surface that bisects the conductor 11 in the + z direction) viewed from the + z direction. ).
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. 1 (a cut surface parallel to the xz plane including the CC ′ line (a cut surface that bisects the conductor 11 in the + y direction) viewed from the + y direction. ). Note that FIG. 1 shows a state in which the conductor 11 is seen through in order to make the structure easy to understand.
  • the dielectric resonator includes a dielectric 50, a conductor 11, a conductor 12, a conductor 13, a conductor 14, a conductor 15, a conductor 16, and a conductor. 17, a conductor 18, and a conductor 19.
  • the dielectric 50 has a shape in which the first portion 51 and the second portion 52 intersect each other.
  • the first portion 51 is a columnar portion extending in the first direction (+ z direction), the surface 21 located at the end of the first direction (+ z direction), and the second direction (the direction opposite to the first direction). And a surface 22 located at the end in the ⁇ z direction).
  • the second portion 52 is a columnar portion extending in the third direction (+ x direction) perpendicular to the first direction, and the surface 23 located at the end of the third direction (+ x direction) and the direction opposite to the third direction And a surface 24 located at the end in the fourth direction ( ⁇ x direction).
  • dielectric materials such as dielectric ceramics can be used.
  • a dielectric ceramic material containing BaTiO 3 , Pb 4 Fe 2 Nb 2 O 12 , TiO 2 or the like can be preferably used.
  • a resin such as an epoxy resin may be used.
  • the case where the first portion 51 and the second portion 52 are quadrangular prisms is shown, but other shapes such as hexagonal prisms and cylinders may be used.
  • the conductor 11 has a rectangular parallelepiped box shape.
  • the conductor 11 houses the dielectric 50 in a cavity 45 formed therein, and is disposed so as to surround the dielectric 50 with a gap.
  • the conductor 11 includes an inner surface 31 that faces the surface 21 of the dielectric 50, an inner surface 32 that faces the surface 22 of the dielectric 50, an inner surface 33 that faces the surface 23 of the dielectric 50, and the surface of the dielectric 50. 24 and an inner surface 34 opposite to it.
  • the case where the outer shape of the conductor 11 is a rectangular parallelepiped shape is shown, but other shapes such as a sphere or a dodecahedron may be used.
  • the conductor 12 is a columnar conductor extending in the + z direction.
  • the conductor 12 is provided on the surface 21 of the dielectric 50.
  • the end of the conductor 12 in the first direction (+ z direction) is electrically connected to the inner surface 31 of the conductor 11 by joining or contacting the inner surface 31 of the conductor 11.
  • the conductor 13 is a columnar conductor extending in the + z direction.
  • the conductor 13 is provided on the surface 22 of the dielectric 50.
  • the end portion of the conductor 13 in the second direction ( ⁇ z direction) is electrically connected to the inner surface 32 of the conductor 11 by joining or contacting the inner surface 32 of the conductor 11.
  • the conductor 14 has a rectangular parallelepiped shape.
  • the conductor 14 is disposed between the conductor 12 and the conductor 11 in the fifth direction (+ y direction) perpendicular to the first direction and the third direction.
  • An end portion of the conductor 14 in the fifth direction (+ y direction) is electrically connected to the conductor 11 by joining or contacting the conductor 11.
  • An end portion of the conductor 14 in the direction opposite to the fifth direction ( ⁇ y direction) is electrically connected to the conductor 12 by joining or contacting the conductor 12.
  • An end portion of the conductor 14 in the first direction (+ z direction) is electrically connected to the conductor 11 by joining or contacting the inner surface 31 of the conductor 11.
  • the conductor 15 has a rectangular parallelepiped shape.
  • the conductor 15 is disposed between the conductor 13 and the conductor 11 in the fifth direction (+ y direction).
  • An end portion of the conductor 15 in the fifth direction (+ y direction) is electrically connected to the conductor 11 by joining or contacting the conductor 11.
  • the end portion of the conductor 15 in the direction opposite to the fifth direction ( ⁇ y direction) is electrically connected to the conductor 13 by joining or contacting the conductor 13.
  • An end portion of the conductor 15 in the second direction ( ⁇ z direction) is electrically connected to the conductor 11 by joining or contacting the inner surface 32 of the conductor 11.
  • the conductor 16 is a columnar conductor extending in the + x direction.
  • the conductor 16 is provided on the surface 23 of the dielectric 50.
  • the end of the conductor 16 in the third direction (+ x direction) is electrically connected to the inner surface 33 of the conductor 11 by joining or contacting the inner surface 33 of the conductor 11.
  • the end portion of the conductor 16 in the fourth direction ( ⁇ x direction) is bonded or in contact with the surface 23 of the dielectric 50.
  • the conductor 17 is a columnar conductor extending in the + x direction.
  • the conductor 17 is provided on the surface 24 of the dielectric 50.
  • the end portion of the conductor 17 in the fourth direction ( ⁇ x direction) is electrically connected to the inner surface 34 of the conductor 11 by joining or contacting the inner surface 34 of the conductor 11.
  • the conductor 18 has a rectangular parallelepiped shape.
  • the conductor 18 is disposed between the conductor 16 and the conductor 11 in a sixth direction ( ⁇ y direction) perpendicular to the first direction and the third direction.
  • the end portion of the conductor 18 in the sixth direction ( ⁇ y direction) is electrically connected to the conductor 11 by joining or contacting the conductor 11.
  • the end of the conductor 18 in the direction opposite to the sixth direction (+ y direction) is electrically connected to the conductor 16 by joining or contacting the conductor 16.
  • the end portion of the conductor 18 in the third direction (+ x direction) is electrically connected to the inner surface 33 of the conductor 11 by joining or contacting the inner surface 33 of the conductor 11.
  • the conductor 19 has a rectangular parallelepiped shape.
  • the conductor 19 is disposed between the conductor 17 and the conductor 11 in the sixth direction ( ⁇ y direction).
  • the end portion of the conductor 19 in the sixth direction ( ⁇ y direction) is electrically connected to the conductor 11 by joining or contacting the conductor 11.
  • the end of the conductor 19 in the direction opposite to the sixth direction (+ y direction) is electrically connected to the conductor 17 by joining or contacting the conductor 17.
  • the end portion of the conductor 19 in the fourth direction ( ⁇ x direction) is electrically connected to the inner surface 34 of the conductor 11 by joining or contacting the inner surface 34 of the conductor 11.
  • the dielectric 50 has a third portion 53 and a fourth portion 54.
  • the third portion 53 is a portion that is not sandwiched between the conductor 12 and the conductor 13 in the first portion 51, and is located on the opposite side ( ⁇ y direction) to the fifth direction in the first portion 51.
  • the fourth portion 54 is a portion that is not sandwiched between the conductor 16 and the conductor 17 in the second portion 52, and is located in a direction opposite to the sixth direction (+ y direction side) in the second portion 52.
  • a groove 55 is formed in the dielectric 50.
  • the groove 55 is formed at a portion where the first portion 51 and the second portion 52 intersect, and is formed over the entire + y direction.
  • Such a groove 55 has a function of degenerating the two resonance modes, and the shape of the groove 55 is appropriately adjusted according to desired characteristics.
  • the conductor 12, the conductor 13, the conductor 16, and the conductor 17 are quadrangular prisms. However, other shapes such as hexagonal prisms and cylinders may be used. However, it is desirable that the conductor 12 and the conductor 13 have the same cross-sectional shape as that of the first portion 51 other than the third portion 53 when cut along a plane perpendicular to the + z direction.
  • the conductor 16 and the conductor 17 desirably have the same cross-sectional shape as that of the second portion 52 other than the fourth portion 54 when cut along a plane perpendicular to the + x direction.
  • the portions where the conductors 11 to 19 are electrically in contact with each other are electrically in contact with each other.
  • it is desirable to be joined in terms of reliability.
  • it since it is necessary to join so that it may become electrically conductive, it may join using solder and a conductive adhesive, and may join using a screw, a volt
  • all or part of the conductors 11 to 19 may be integrally formed.
  • all or part of the conductors 11 to 19 may be formed of a plurality of components. 1 to 4, the conductor 12 and the conductor 14 are integrally formed, the conductor 13 and the conductor 15 are integrally formed, the conductor 16 and the conductor 18 are integrally formed, and the conductor 17 And the conductor 19 are formed integrally.
  • each of the conductor 12, the conductor 13, the conductor 16, and the conductor 17 and the dielectric 50 may be electrically in contact with each other, but is preferably joined in terms of reliability.
  • Each of the conductor 12, the conductor 13, the conductor 16, and the conductor 17 and the dielectric 50 can be bonded using, for example, a conductive adhesive.
  • the first plate conductor is baked on the surface 21 of the dielectric 50
  • the second plate conductor is baked on the surface 22 of the dielectric 50
  • the third plate conductor is baked on the surface 23 of the dielectric 50.
  • the fourth plate-like conductor is baked onto the surface 24 of the dielectric 50
  • the first columnar conductor is joined to the first plate-like conductor with solder or the like
  • the second plate-like conductor is joined to the second plate-like conductor.
  • the third columnar conductor may be joined to the third plate conductor by solder or the like
  • the fourth columnar conductor may be joined to the fourth plate conductor by solder or the like.
  • the composite of the first plate-shaped conductor and the first columnar conductor corresponds to the conductor 12 in the present embodiment
  • the composite of the second plate-shaped conductor and the second columnar conductor is the main.
  • the composite of the third plate-like conductor and the third columnar conductor corresponds to the conductor 16 in the present embodiment
  • the fourth plate-like conductor and the fourth columnar conductor corresponds to the conductor 17 in the present embodiment.
  • the conductors 11 to 19 can be formed using various known conductive materials such as metal and non-metal conductive materials.
  • conductive materials such as metal and non-metal conductive materials.
  • Ag In order to improve the characteristics of the dielectric resonator, for example, Ag, It is desirable to use a conductive material mainly composed of an Ag alloy such as Ag—Pd or Ag—Pt, or a Cu-based, W-based, Mo-based, or Pd-based conductive material.
  • the inside of the cavity 45 is filled with air, it may be a vacuum or may be filled with a gas other than air.
  • the dielectric resonator according to the present embodiment having such a configuration includes the third portion 53 and the second portion 52 in which the dielectric 50 is not sandwiched between the conductor 12 and the conductor 13 in the first portion 51.
  • the fourth portion 54 is a portion not sandwiched between the conductor 16 and the conductor 17.
  • the resonance frequency of the third resonance mode can be brought close to the resonance frequency of the first resonance mode and the resonance frequency of the second resonance mode to function as a triple mode resonator.
  • the first resonance mode and the second resonance mode are modes in which an electric field directed in the + z direction or ⁇ z direction is generated in the first portion 51 and an electric field directed in the + x direction or ⁇ x direction is generated in the second portion 52.
  • the third resonance mode is a mode in which an electric field directed in the + y direction or the ⁇ y direction is generated in the dielectric 50.
  • the dielectric resonator of the present embodiment has a spurious mode resonance frequency having the lowest resonance frequency as compared with the conventional dielectric resonator having no conductors 12 to 19 as described in Patent Document 1. Therefore, it is possible to obtain a dielectric resonator having good electrical characteristics with a wide interval between the resonance frequency of the fundamental mode and the resonance frequency of the spurious mode.
  • the dielectric resonator of the present embodiment is different from the conventional dielectric resonator in the spurious mode having the lowest resonance frequency, and it is considered that this effect is obtained by changing the resonance mode.
  • the dielectric resonator of the present embodiment includes the conductor 14 and the conductor 15, the Q value in the fundamental mode resonance is increased as compared with the case where the conductor 14 and the conductor 15 are not included. Can do.
  • the conductor 14 and the conductor 15 are not provided, current loss occurs in the conductor 12 and the conductor 13 due to the magnetic fields generated so as to surround the conductor 12 and the conductor 13, respectively, and the Q value is lowered by this action.
  • the magnetic field generated so as to surround the conductor 12 and the conductor 13 can be reduced by the conductor 14 and the conductor 15, respectively. The value is estimated to improve.
  • the dielectric resonator of the present embodiment includes the conductor 18 and the conductor 19, the Q value in the fundamental mode resonance is increased as compared with the case where the conductor 18 and the conductor 19 are not included. be able to.
  • the conductor 18 and the conductor 19 are not provided, a current loss occurs in the conductor 16 and the conductor 17 due to the magnetic field generated so as to surround the conductor 16 and the conductor 17, respectively, and the Q value is lowered by this action.
  • the magnetic field generated so as to surround the conductor 16 and the conductor 17 can be reduced by the conductor 18 and the conductor 19, so that the current loss in the conductor 16 and the conductor 17 is reduced and the Q value is reduced. Is estimated to improve.
  • the conductor 14 is between the conductor 12 and the conductor 11 on the fifth direction (+ y direction) side of the conductor 12 and is a surface in the first direction (+ z direction). It is desirable to exist over the entire region between 21 and the inner surface 31.
  • the conductor 15 is a region between the conductor 13 and the conductor 11 on the fifth direction (+ y direction) side of the conductor 13 and between the surface 22 and the inner surface 32 in the first direction (+ z direction). It is desirable to exist throughout. As a result, the magnetic fields generated so as to surround the conductor 12 and the conductor 13 can be further reduced, so that the current loss in the conductor 12 and the conductor 13 can be further reduced and the Q value can be further improved.
  • the conductor 18 is between the conductor 16 and the conductor 11 on the sixth direction ( ⁇ y direction) side of the conductor 16, and in the third direction (+ x direction). It is desirable to exist over the entire area between the surface 23 and the inner surface 33.
  • the conductor 19 is between the conductor 17 and the conductor 11 on the sixth direction ( ⁇ y direction) side of the conductor 17 and between the surface 24 and the inner surface 34 in the third direction (+ x direction). It is desirable to exist throughout the area. As a result, the magnetic field generated so as to surround the conductor 16 and the conductor 17 can be further reduced, so that the current loss in the conductor 16 and the conductor 17 can be further reduced and the Q value can be further improved.
  • the fifth direction (+ y direction) and the sixth direction ( ⁇ y direction) are opposite to each other. That is, the direction in which the conductor 14 and the conductor 15 are located with respect to the conductor 12 and the conductor 13 and the direction in which the conductor 18 and the conductor 19 are located with respect to the conductor 16 and the conductor 17 are opposite directions.
  • the direction in which the conductor 14 and the conductor 15 are located with respect to the conductor 12 and the conductor 13 and the direction in which the conductor 18 and the conductor 19 are located with respect to the conductor 16 and the conductor 17 are opposite directions.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically showing a dielectric filter according to a second embodiment of the present invention.
  • 6 is a cross-sectional view taken along the line DD ′ of FIG. 5 (a cut surface parallel to the yz plane including the DD ′ line (a cut surface that bisects the conductor 11 in the + x direction) viewed from the + x direction. ).
  • 7 is a cross-sectional view taken along the line EE ′ of FIG. 5 (a cut surface parallel to the xy plane including the line EE ′ (a cut surface that bisects the conductor 11 in the + z direction) viewed from the + z direction. ).
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line FF ′ of FIG. 5 (a cut surface parallel to the xz plane including the line FF ′ (a cut surface that bisects the conductor 11 in the + y direction) viewed from the + y direction. ).
  • FIG. 5 shows a state in which the conductor 11 is seen through in order to make the structure easy to understand.
  • a different part from 1st Embodiment mentioned above is demonstrated, the same code
  • the dielectric filter of the present embodiment includes the dielectric resonator of the first embodiment described above, a conductor 61, and a conductor 62.
  • the conductor 61 is a linear conductor, and includes an end portion 61a that is one end, an end portion 61b that is the other end, and a coupling portion that is a portion extending in the first direction (+ z direction) along the first portion 51. 61c.
  • the coupling portion 61c is a portion that is coupled to the first portion 51 mainly by a magnetic field.
  • the end portion 61 a is connected to the conductor 12, and the end portion 61 b is exposed to the outside through the through hole 41 formed in the conductor 11. Note that the end 61 a may be connected to the conductor 13 instead of the conductor 12. In this way, the conductor 61 is electromagnetically coupled to the first portion 51.
  • the conductor 62 is a linear conductor, and is an end portion 62a which is one end, an end portion 62b which is the other end, and a coupling portion which is a portion extending in the third direction (+ x direction) along the second portion 52. 62c.
  • the coupling portion 62c is a portion that couples with the second portion 52 mainly by a magnetic field.
  • the end 62 a is connected to the conductor 16, and the end 62 b is exposed to the outside through the through hole 42 formed in the conductor 11. Note that the end 62 a may be connected to the conductor 17 instead of the conductor 16. In this way, the conductor 62 is electromagnetically coupled to the second portion 52.
  • the coupling portion 61c is desirably formed in parallel to the + z direction, but may have a component in the + z direction and may be inclined with respect to the + z direction.
  • the coupling portion 62c is desirably formed in parallel with the + x direction, but may have a component in the + x direction and may be inclined with respect to the + x direction. Further, the positions and lengths of the coupling portion 61c and the coupling portion 62c can be appropriately adjusted according to the desired magnitude of magnetic field coupling.
  • the dielectric 50 when an electric signal is input from the end 61b of the conductor 61, the dielectric 50 resonates and an electric signal is output from the end 62b of the conductor 62. Is done. At this time, since a signal in a frequency band including the resonance frequencies of the first resonance mode, the second resonance mode, and the third resonance mode described above selectively passes, it functions as a bandpass filter.
  • the dielectric filter of the present embodiment is configured using the dielectric resonator of the first embodiment that has a simple structure and is easy to manufacture. Thereby, a dielectric filter having a simple structure and easy to manufacture can be obtained.
  • the dielectric filter of the present embodiment has a high Q value in the resonance of the fundamental mode, and has a good electrical characteristic with a wide interval between the resonance frequency of the fundamental mode and the resonance frequency of the spurious mode.
  • a filter is formed using the dielectric resonator. Thereby, it is possible to obtain a dielectric filter having excellent electrical characteristics with a small insertion loss in the pass band and a large attenuation near the pass band.
  • FIG. 9 is a block diagram schematically showing a communication device according to the third embodiment of the present invention.
  • the communication device of this embodiment includes an antenna 82, a communication circuit 81, and a dielectric filter 80 that connects the antenna 82 and the communication circuit 81.
  • the dielectric filter 80 is the dielectric filter of the second embodiment described above.
  • the antenna 82 and the communication circuit 81 are well-known conventional ones.
  • the communication device of this embodiment having such a configuration removes unnecessary electrical signals using the dielectric filter of the second embodiment that has a simple structure and is easy to manufacture. Obtainable.
  • the electrical characteristics of the dielectric resonator according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 were calculated by simulation.
  • the dielectric constituting the dielectric 50 has a relative dielectric constant of 60 and a dielectric loss tangent of 0.00005.
  • the conductivity of the conductors 11 to 19 was 46.4 ⁇ 10 6 S / m.
  • the inner shape of the conductor 11 (the outer shape of the cavity 45) was a rectangular parallelepiped having a dimension in the + x direction of 24 mm, a dimension in the + y direction of 24 mm, and a dimension in the + z direction of 20 mm.
  • Each of the first portion 51 and the second portion 52 has a quadrangular prism shape with dimensions in three orthogonal directions of 3.7 mm, 5.7 mm, and 10 mm.
  • the dielectric 50 has a shape in which the first portion 51 and the second portion 52 intersect each other at the center.
  • the conductor 12, the conductor 13, the conductor 16, and the conductor 17 were formed in a quadrangular prism shape with dimensions in three orthogonal directions of 3.7 mm, 3.7 mm, and 5 mm.
  • the conductor 14, the conductor 15, the conductor 18, and the conductor 19 are all in the same shape.
  • the resonance frequencies of the three fundamental modes were 1.956 GHz, 1.973 GHz, and 2.058 GHz.
  • the resonance frequency of the lowest spurious mode was 5.035 GHz.
  • the electrical characteristics of the dielectric resonator of the comparative example shown in FIG. 10 were calculated by simulation.
  • the dielectric resonator of the comparative example has a shape that does not include the conductor 12, the conductor 13, the conductor 14, the conductor 15, the conductor 16, the conductor 17, the conductor 18, and the conductor 19, Three columnar dielectrics were crossed at the center of each.
  • the three columnar dielectrics have a rectangular column shape with dimensions of 6 mm, 6 mm, and 20 mm in three orthogonal directions.
  • the inner shape of the conductor 11 (the outer shape of the cavity 45) was a rectangular parallelepiped shape with a dimension in the + x direction of 20 mm, a dimension in the + y direction of 20 mm, and a dimension in the + z direction of 20 mm.
  • the resonance frequencies of the three fundamental modes were 2.044 GHz, 2.045 GHz, and 2.050 GHz.
  • the resonance frequency of the spurious mode having the lowest frequency was 2.546 GHz.
  • the dielectric resonator of the first embodiment has a significantly higher spurious mode resonance frequency, which is the lowest frequency, compared to the dielectric resonator of the comparative example, which is a conventional dielectric resonator. It can be seen that a large interval between the resonance frequency of the fundamental mode and the resonance frequency of the spurious mode can be secured. This confirmed the effectiveness of the present invention.
  • the electrical characteristics of the dielectric filter of the second embodiment shown in FIGS. 5 to 8 were calculated by simulation.
  • the dielectric constituting the dielectric 50 has a relative dielectric constant of 60 and a dielectric loss tangent of 0.00005.
  • the shape of the dielectric 50 is the same as that of the first embodiment.
  • Conductivities of conductors 11 to 19, conductor 61, and conductor 62 were 46.4 ⁇ 10 6 S / m.
  • the shapes of the conductors 11 to 19 were the same as those in the first example.
  • the result is shown in the graph of FIG. In the graph, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents attenuation.
  • the solid line indicates the transmission characteristic (S21), and the broken line indicates the reflection characteristic (S11).
  • S21 transmission characteristic
  • S11 reflection characteristic

Landscapes

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

Abstract

　【課題】　構造が単純で製造が容易な誘電体共振器と、それを用いた誘電体フィルタおよび通信装置とを提供する。　【解決手段】　誘電体５０は、表面２１，２２を有する第１部分５１、表面２３，２４を有する第２部分５２を有し、誘電体５０を取り囲む導体１１は、表面２１，２２，２３，２４と対向する内面３１，３２，３３，３４を有し、導体１２は表面２１，内面３１間に配置され、導体１３は表面２２，内面３２間に配置され、導体１６は表面２３，内面３３間に配置され、導体１７は表面２４，内面３４間に配置され、誘電体５０は、導体１２，１３で挟まれていない第３部分５３と、導体１６，１７で挟まれていない第４部分５４とを有する誘電体共振器とする。

Description

誘電体共振器，誘電体フィルタおよび通信装置
　本発明は、電気特性の優れた誘電体共振器，誘電体フィルタおよび通信装置に関するものである。
　複数の柱が交差した形状を有する誘電体をシールドケース内に収容した多重モード誘電体共振器が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
特開平５－１６７３１８号公報
　しかしながら、特許文献１にて提案されたような従来の誘電体共振器では、３重モード共振器を作製する場合には、誘電体の形状を、３本の柱が交差したような形状とする必要があるため、形状が複雑になり製造が困難であるという問題があった。
　本発明はこのような従来の技術における問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、構造が単純で製造が容易な誘電体共振器と、それを用いた誘電体フィルタおよび通信装置と、を提供することにある。
　本発明の誘電体共振器は、誘電体と、第１導体と、第２導体と、第３導体と、第４導体と、第５導体とを有しており、前記誘電体は、第１方向の端部に位置する第１表面と、前記第１方向と反対方向である第２方向の端部に位置する第２表面と、を有する柱状の第１部分と、前記第１方向に垂直な第３方向の端部に位置する第３表面と、前記第３方向と反対方向である第４方向の端部に位置する第４表面と、を有する柱状の第２部分と、を有しており、前記第１部分と前記第２部分とが互いに交差した形状を有しており、前記第１導体は、内部に形成された空洞内に前記誘電体を収容し、間隔を開けて前記誘電体を取り囲むように配置されており、前記第１表面と対向する第１内面と、前記第２表面と対向する第２内面と、前記第３表面と対向する第３内面と、前記第４表面と対向する第４内面と、を有しており、前記第２導体は、前記第１表面に設けられており、前記第１方向の端部が前記第１内面に電気的に接続されており、前記第３導体は、前記第２表面に設けられており、前記第２方向の端部が前記第２内面に電気的に接続されており、前記第４導体は、前記第３表面に設けられており、前記第３方向の端部が前記第３内面に電気的に接続されており、前記第５導体は、前記第４表面に設けられており、前記第４方向の端部が前記第４内面に電気的に接続されており、前記誘電体は、前記第１部分において前記第２導体と前記第３導体とで挟まれていない部分である第３部分と、前記第２部分において前記第４導体と前記第５導体とで挟まれていない部分である第４部分と、を有するものである。
　本発明の誘電体フィルタは、前記誘電体共振器と、第１０導体と、第１１導体とを有しており、前記第１０導体は、線状の導体であり、一方端である第１端部と、他方端である第２端部と、を有しており、前記第１端部が前記第２導体または前記第３導体に接続され、前記第２端部が前記第１導体に設けられた第１の貫通孔を介して外部へ露出しており、前記第１部分と電磁気的に結合し、前記第１１導体は、線状の導体であり、一方端である第３端部と、他方端である第４端部と、を有しており、前記第３端部が前記第４導体または前記第５導体に接続され、前記第４端部が前記第１導体に設けられた第２の貫通孔を介して外部へ露出しており、前記第２部分と電磁気的に結合するものである。
　本発明の通信装置は、アンテナと、通信回路と、前記アンテナと前記通信回路とを接続する前記誘電体フィルタと、を有するものである。
　本発明の誘電体共振器によれば、構造が単純で製造が容易な誘電体共振器を得ることができる。本発明の誘電体フィルタによれば、構造が単純で製造が容易な誘電体フィルタを得ることができる。本発明の通信装置によれば、製造が容易な通信装置を得ることができる。
本発明の第１実施形態の誘電体共振器を模式的に示す斜視図である。 図１のＡ－Ａ’線断面図である。 図１のＢ－Ｂ’線断面図である。 図１のＣ－Ｃ’線断面図である。 本発明の第２実施形態の誘電体フィルタを模式的に示す斜視図である。 図５のＤ－Ｄ’線断面図である。 図５のＥ－Ｅ’線断面図である。 図５のＦ－Ｆ’線断面図である。 本発明の第３実施形態の通信装置を模式的に示すブロック図である。 比較例の誘電体共振器を模式的に示す斜視図である。 本発明の第２実施形態の誘電体フィルタの電気特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
　以下、本発明の誘電体共振器と、それを用いた誘電体フィルタおよび通信装置とを添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
　（第１実施形態）
  図１は、本発明の第１実施形態の誘電体共振器を模式的に示す斜視図である。図２は、図１のＡ－Ａ’線断面図（Ａ－Ａ’線を含むｙｚ平面に平行な切断面（導体１１を＋ｘ方向に２等分する切断面）を＋ｘ方向から見た図）である。図３は、図１のＢ－Ｂ’線断面図（Ｂ－Ｂ’線を含むｘｙ平面に平行な切断面（導体１１を＋ｚ方向に２等分する切断面）を＋ｚ方向から見た図）である。図４は、図１のＣ－Ｃ’線断面図（Ｃ－Ｃ’線を含むｘｚ平面に平行な切断面（導体１１を＋ｙ方向に２等分する切断面）を＋ｙ方向から見た図）である。なお、図１においては、構造をわかりやすくするために、導体１１を透視した状態を示している。
　本実施形態の誘電体共振器は、図１～図４に示すように、誘電体５０と、導体１１と、導体１２と、導体１３と、導体１４と、導体１５と、導体１６と、導体１７と、導体１８と、導体１９とを有している。
　誘電体５０は、第１部分５１と第２部分５２とが互いに交差した形状を有している。第１部分５１は、第１方向（＋ｚ方向）に伸びる柱状の部分であり、第１方向（＋ｚ方向）の端部に位置する表面２１と、第１方向と反対方向である第２方向（－ｚ方向）の端部に位置する表面２２とを有している。第２部分５２は、第１方向に垂直な第３方向（＋ｘ方向）に伸びる柱状の部分であり、第３方向（＋ｘ方向）の端部に位置する表面２３と、第３方向と反対方向である第４方向（－ｘ方向）の端部に位置する表面２４とを有している。
　誘電体５０の材質としては、誘電体セラミックス等の既知の誘電体材料を用いることができる。例えば、ＢａＴｉＯ３，Ｐｂ４Ｆｅ２Ｎｂ２Ｏ１２，ＴｉＯ２等を含有する誘電体セラミック材料を好適に用いることができる。場合によっては、エポキシ樹脂等の樹脂を用いることもできる。なお、本実施形態では、第１部分５１および第２部分５２が４角柱である場合を示しているが、例えば、６角柱や円柱のような他の形状であっても良い。
　導体１１は、直方体の箱状の形状を有している。また、導体１１は、内部に形成された空洞４５内に誘電体５０を収容しており、間隔を開けて誘電体５０を取り囲むように配置されている。また、導体１１は、誘電体５０の表面２１と対向する内面３１と、誘電体５０の表面２２と対向する内面３２と、誘電体５０の表面２３と対向する内面３３と、誘電体５０の表面２４と対向する内面３４とを有している。なお、本実施形態では、導体１１の外形が直方体状である場合を示しているが、例えば、球体や十二面体のような他の形状であっても良い。
　導体１２は、＋ｚ方向に伸びる柱状の導体である。また、導体１２は、誘電体５０の表面２１に設けられている。そして、導体１２の第１方向（＋ｚ方向）の端部が、導体１１の内面３１に接合または接触することによって、導体１１の内面３１に電気的に接続されている。
　導体１３は、＋ｚ方向に伸びる柱状の導体である。また、導体１３は、誘電体５０の表面２２に設けられている。そして、導体１３の第２方向（－ｚ方向）の端部が、導体１１の内面３２に接合または接触することによって、導体１１の内面３２に電気的に接続されている。
　導体１４は、直方体状の形状を有している。また、導体１４は、第１方向および第３方向に垂直な第５方向（＋ｙ方向）において導体１２と導体１１との間に配置されている。導体１４の第５方向（＋ｙ方向）の端部は、導体１１に接合または接触することによって、導体１１に電気的に接続されている。導体１４の第５方向と反対方向（－ｙ方向）の端部は、導体１２に接合または接触することによって、導体１２に電気的に接続されている。導体１４の第１方向（＋ｚ方向）の端部は、導体１１の内面３１に接合または接触することによって、導体１１に電気的に接続されている。
　導体１５は、直方体状の形状を有している。また、導体１５は、第５方向（＋ｙ方向）において導体１３と導体１１との間に配置されている。導体１５の第５方向（＋ｙ方向）の端部は、導体１１に接合または接触することによって、導体１１に電気的に接続されている。導体１５の第５方向と反対方向（－ｙ方向）の端部は、導体１３に接合または接触することによって、導体１３に電気的に接続されている。導体１５の第２方向（－ｚ方向）の端部は、導体１１の内面３２に接合または接触することによって、導体１１に電気的に接続されている。
　導体１６は、＋ｘ方向に伸びる柱状の導体である。また、導体１６は、誘電体５０の表面２３に設けられている。そして、導体１６の第３方向（＋ｘ方向）の端部が、導体１１の内面３３に接合または接触することによって、導体１１の内面３３に電気的に接続されている。導体１６の第４方向（－ｘ方向）の端部が、誘電体５０の表面２３に接合または接触している。
　導体１７は、＋ｘ方向に伸びる柱状の導体である。また、導体１７は、誘電体５０表面２４に設けられている。そして、導体１７の第４方向（－ｘ方向）の端部は、導体１１の内面３４に接合または接触することによって、導体１１の内面３４に電気的に接続されている。
　導体１８は、直方体状の形状を有している。また、導体１８は、第１方向および第３方向に垂直な第６方向（－ｙ方向）において、導体１６と導体１１との間に配置されている。そして、導体１８の第６方向（－ｙ方向）の端部は、導体１１に接合または接触することによって、導体１１に電気的に接続されている。また、導体１８の第６方向と反対方向（＋ｙ方向）の端部は、導体１６に接合または接触することによって、導体１６に電気的に接続されている。導体１８の第３方向（＋ｘ方向）の端部は、導体１１の内面３３に接合または接触することによって、導体１１の内面３３に電気的に接続されている。
　導体１９は、直方体状の形状を有している。また、導体１９は、第６方向（－ｙ方向）において、導体１７と導体１１との間に配置されている。そして、導体１９の第６方向（－ｙ方向）の端部は、導体１１に接合または接触することによって、導体１１に電気的に接続されている。また、導体１９の第６方向と反対方向（＋ｙ方向）の端部は、導体１７に接合または接触することによって、導体１７に電気的に接続されている。また、導体１９の第４方向（－ｘ方向）の端部は、導体１１の内面３４に接合または接触することによって、導体１１の内面３４に電気的に接続されている。
　また、誘電体５０は、第３部分５３と第４部分５４とを有している。第３部分５３は、第１部分５１において導体１２と導体１３とで挟まれていない部分であり、第１部分５１における第５方向と反対方向（－ｙ方向）側に位置している。また、第４部分５４は、第２部分５２において導体１６と導体１７とで挟まれていない部分であり、第２部分５２における第６方向と反対方向（＋ｙ方向側）に位置している。
　また、図４に示すように、誘電体５０には、溝５５が形成されている。溝５５は、第１部分５１と第２部分５２とが交わる部分に形成されており、＋ｙ方向の全体に渡って形成されている。このような溝５５は、２つの共振モードの縮退を解く機能を有しており、溝５５の形状は、所望する特性に応じて適宜調整する。
　なお、本実施形態では、導体１２，導体１３，導体１６，導体１７が四角柱である場合を示しているが、例えば、６角柱や円柱のような他の形状であっても良い。但し、導体１２および導体１３は、＋ｚ方向に垂直な平面で切断したときの断面形状が、第１部分５１における第３部分５３以外の部分と同じであることが望ましい。また、導体１６および導体１７は、＋ｘ方向に垂直な平面で切断したときの断面形状が、第２部分５２における第４部分５４以外の部分と同じであることが望ましい。
　また、導体１１～１９（導体１１、導体１２、導体１３、導体１４、導体１５、導体１６、導体１７、導体１８、導体１９）が相互に接触している部分については、電気的には接触していればよいが、信頼性上は接合されていることが望ましい。接合する場合には、電気的に導通するように接合する必要があるため、半田や導電性接着剤を用いて接合しても良く、ネジやボルト等を用いて接合しても構わない。また、導体１１～１９の全てまたは一部が一体的に形成されていても構わない。また、導体１１～１９の全てまたは一部が、複数の構成要素によって形成されていても構わない。なお、図１～図４では、導体１２と導体１４とが一体的に形成され、導体１３と導体１５とが一体的に形成され、導体１６と導体１８とが一体的に形成され、導体１７と導体１９とが一体的に形成された場合を示している。
　また、導体１２，導体１３，導体１６，導体１７の各々と、誘電体５０との接触部についても、電気的には接触していればよいが、信頼性上は接合されていることが望ましい。導体１２，導体１３，導体１６，導体１７の各々と、誘電体５０とは、例えば、導電性接着剤を用いて接合することができる。
　また、例えば、誘電体５０の表面２１に第１の板状導体を焼き付け、誘電体５０の表面２２に第２の板状導体を焼き付け、誘電体５０の表面２３に第３の板状導体を焼き付け、誘電体５０の表面２４に第４の板状導体を焼き付けるとともに、第１の板状導体に第１の柱状導体を半田等で接合し、第２の板状導体に第２の柱状導体を半田等で接合し、第３の板状導体に第３の柱状導体を半田等で接合し、第４の板状導体に第４の柱状導体を半田等で接合するようにしても構わない。その場合には、第１の板状導体と第１の柱状導体との複合体が本実施形態における導体１２に該当し、第２の板状導体と第２の柱状導体との複合体が本実施形態における導体１３に該当し、第３の板状導体と第３の柱状導体との複合体が本実施形態における導体１６に該当し、第４の板状導体と第４の柱状導体との複合体が本実施形態における導体１７に該当する。
　導体１１～１９は、金属や非金属導電性材料のような既知の種々の導電性材料を用いて形成することができるが、誘電体共振器の特性を向上させるためには、例えば、Ａｇ，Ａｇ－Ｐｄ，Ａｇ－Ｐｔ等のＡｇ合金を主成分とする導電材料やＣｕ系，Ｗ系，Ｍｏ系，Ｐｄ系導電材料等を用いることが望ましい。
　なお、空洞４５内は、空気で満たされているが、真空であっても良く、また、空気以外の気体で満たされていても構わない。
　このような構成を有する本実施形態の誘電体共振器は、誘電体５０が、第１部分５１において導体１２と導体１３とで挟まれていない部分である第３部分５３と、第２部分５２において導体１６と導体１７とで挟まれていない部分である第４部分５４とを有している。これにより、第１部分５１における導体１２と導体１３とで挟まれた領域の体積と、第２部分５２における導体１６と導体１７とで挟まれた領域の体積との増加を抑制しつつ、誘電体５０の体積を増加させることができる。これにより、第１共振モードおよび第２共振モードにおける共振周波数の低下を抑制しつつ、第３共振モードの共振周波数を低下させることができる。そして、これにより、第３共振モードの共振周波数を、第１共振モードの共振周波数および第２共振モードの共振周波数に近接させて、３重モード共振器として機能させることができる。このようにして、構造が単純で製造が容易な３重モード共振器を得ることができる。なお、第１共振モードおよび第２共振モードは、第１部分５１内に＋ｚ方向または－ｚ方向に向かう電界が生じるとともに第２部分５２内に＋ｘ方向または－ｘ方向に向かう電界が生じるモードであり、第３共振モードは、誘電体５０内に＋ｙ方向または－ｙ方向に向かう電界が生じるモードである。
　また、本実施形態の誘電体共振器は、特許文献１に記載されたような導体１２～１９を有さない従来の誘電体共振器と比較して、共振周波数が最も低いスプリアスモードの共振周波数を高くすることができるので、基本モードの共振周波数とスプリアスモードの共振周波数との間隔が広い良好な電気特性を有する誘電体共振器を得ることができる。なお、本実施形態の誘電体共振器は、共振周波数が最も低いスプリアスのモードが従来の誘電体共振器と異なっており、共振モードの変化によってこの効果が得られたと考えられる。
　また、本実施形態の誘電体共振器は、導体１４および導体１５を有していることから、導体１４および導体１５を有さない場合と比較して、基本モード共振におけるＱ値を高くすることができる。導体１４および導体１５を有さない場合には、導体１２および導体１３をそれぞれ取り囲むように生じる磁界によって、導体１２および導体１３に電流損失が発生し、この作用によってＱ値が低下する。本実施形態の誘電体共振器では、導体１４および導体１５によって、導体１２および導体１３をそれぞれ取り囲むように生じる磁界を低減することができるので、導体１２，導体１３における電流損失が減少してＱ値が向上すると推測される。
　同様に、本実施形態の誘電体共振器は、導体１８および導体１９を有していることから、導体１８および導体１９を有さない場合と比較して、基本モード共振におけるＱ値を高くすることができる。導体１８および導体１９を有さない場合には、導体１６および導体１７をそれぞれ取り囲むように生じる磁界によって、導体１６および導体１７に電流損失が発生し、この作用によってＱ値が低下する。本実施形態の誘電体共振器では、導体１８および導体１９によって、導体１６および導体１７を取り囲むように生じる磁界を低減することができるので、導体１６および導体１７における電流損失が減少してＱ値が向上すると推測される。
　なお、図１，図２に示すように、導体１４は、導体１２よりも第５方向（＋ｙ方向）側における導体１２と導体１１との間であり、且つ第１方向（＋ｚ方向）において表面２１と内面３１との間である領域の全体に渡って存在することが望ましい。また、導体１５は、導体１３よりも第５方向（＋ｙ方向）側における導体１３と導体１１との間であり、且つ第１方向（＋ｚ方向）において表面２２と内面３２との間である領域の全体に渡って存在することが望ましい。これらにより、導体１２および導体１３をそれぞれ取り囲むように生じる磁界をさらに低減することができるので、導体１２および導体１３における電流損失をさらに減少して、Ｑ値をさらに向上させることができる。
　また、図１，図３に示すように、導体１８は、導体１６よりも第６方向（－ｙ方向）側における導体１６と導体１１との間であり、且つ第３方向（＋ｘ方向）において表面２３と内面３３との間である領域の全体に渡って存在することが望ましい。また、導体１９は、導体１７よりも第６方向（－ｙ方向）側における導体１７と導体１１との間であり、且つ第３方向（＋ｘ方向）において表面２４と内面３４との間である領域の全体に渡って存在することが望ましい。これらにより、導体１６および導体１７をそれぞれ取り囲むように生じる磁界をさらに低減することができるので、導体１６および導体１７における電流損失をさらに減少して、Ｑ値をさらに向上させることができる。
　また、本実施形態の誘電体共振器では、第５方向（＋ｙ方向）と第６方向（－ｙ方向）とが互いに反対方向である。すなわち、導体１２および導体１３に対する導体１４および導体１５が位置する方向と、導体１６および導体１７に対する導体１８および導体１９が位置する方向とが、互いに反対方向である。これにより、電磁界分布の対称性の低下による電気特性の劣化を防止することができるとともに、電磁気的な結合が容易な誘電体共振器を得ることができる。
　（第２実施形態）
  図５は、本発明の第２実施形態の誘電体フィルタを模式的に示す斜視図である。図６は、図５のＤ－Ｄ’線断面図（Ｄ－Ｄ’線を含むｙｚ平面に平行な切断面（導体１１を＋ｘ方向に２等分する切断面）を＋ｘ方向から見た図）である。図７は、図５のＥ－Ｅ’線断面図（Ｅ－Ｅ’線を含むｘｙ平面に平行な切断面（導体１１を＋ｚ方向に２等分する切断面）を＋ｚ方向から見た図）である。図８は、図５のＦ－Ｆ’線断面図（Ｆ－Ｆ’線を含むｘｚ平面に平行な切断面（導体１１を＋ｙ方向に２等分する切断面）を＋ｙ方向から見た図）である。なお、図５においては、構造をわかりやすくするために、導体１１を透視した状態を示している。また、本実施形態においては、上述した第１実施形態と異なる部分について説明し、同様の構成要素には同様の符号を付して重複する説明を省略する。本実施形態の誘電体フィルタは、図５～図８に示すように、前述した第１実施形態の誘電体共振器と、導体６１と、導体６２とを有している。
　導体６１は、線状の導体であり、一方端である端部６１ａと、他方端である端部６１ｂと、第１部分５１に沿って第１方向（＋ｚ方向）へ伸びる部分である結合部６１ｃと、を有している。結合部６１ｃは、第１部分５１と主に磁界によって結合する部分である。そして、端部６１ａは、導体１２に接続されており、端部６１ｂは、導体１１に形成された貫通孔４１を介して外部へ露出している。なお、端部６１ａは、導体１２の代わりに導体１３に接続されても構わない。このようにして、導体６１は、第１部分５１と電磁気的に結合する。
　導体６２は、線状の導体であり、一方端である端部６２ａと、他方端である端部６２ｂと、第２部分５２に沿って第３方向（＋ｘ方向）へ伸びる部分である結合部６２ｃと、を有している。結合部６２ｃは、第２部分５２と主に磁界によって結合する部分である。そして、端部６２ａは、導体１６に接続されており、端部６２ｂは、導体１１に形成された貫通孔４２を介して外部へ露出している。なお、端部６２ａは、導体１６の代わりに導体１７に接続されても構わない。このようにして、導体６２は、第２部分５２と電磁気的に結合する。
　なお、結合部６１ｃは、＋ｚ方向と平行に形成されていることが望ましいが、＋ｚ方向の成分を有していれば良く、＋ｚ方向に対して傾いていても構わない。同様に、結合部６２ｃは、＋ｘ方向と平行に形成されていることが望ましいが、＋ｘ方向の成分を有していれば良く、＋ｘ方向に対して傾いていても構わない。また、結合部６１ｃおよび結合部６２ｃの位置および長さについては、所望する磁界結合の大きさによって適宜調整することができる。
　このような構成を有する本実施形態の誘電体フィルタは、例えば、導体６１の端部６１ｂから電気信号が入力されると、誘電体５０が共振し、導体６２の端部６２ｂから電気信号が出力される。このとき、前述した第１共振モード，第２共振モードおよび第３共振モードの共振周波数を含む周波数帯の信号が選択的に通過するため、バンドパスフィルタとして機能する。
　本実施形態の誘電体フィルタは、構造が単純で製造が容易な第１実施形態の誘電体共振器を用いてフィルタを構成している。これにより、構造が単純で製造が容易な誘電体フィルタを得ることができる。また、本実施形態の誘電体フィルタは、基本モードの共振におけるＱ値が高く、また、基本モードの共振周波数とスプリアスモードの共振周波数との間隔が広い、良好な電気特性を有する第１実施形態の誘電体共振器を用いてフィルタを構成している。これにより、通過帯域における挿入損失が小さく、通過帯域近傍の減衰量が大きい、優れた電気特性を有する誘電体フィルタを得ることができる。
　（第３実施形態）
  図９は、本発明の第３実施形態の通信装置を模式的に示すブロック図である。本実施形態の通信装置は、アンテナ８２と、通信回路８１と、アンテナ８２と通信回路８１とを接続する誘電体フィルタ８０とを有している。誘電体フィルタ８０は、前述した第２実施形態の誘電体フィルタである。アンテナ８２および通信回路８１は、既知の従来のものである。
　このような構成を有する本実施形態の通信装置は、構造が単純で製造が容易な第２実施形態の誘電体フィルタを用いて不要な電気信号を除去することから、製造が容易な通信装置を得ることができる。
　（第１実施例）
  図１～図４に示した第１実施形態の誘電体共振器の電気特性をシミュレーションによって算出した。シミュレーションにおいて、誘電体５０を構成する誘電体は、比誘電率を６０とし、誘電正接を０．００００５とした。導体１１～１９の導電率は４６．４×１０６Ｓ／ｍとした。導体１１の内側の形状（空洞４５の外形）は、＋ｘ方向の寸法が２４ｍｍ，＋ｙ方向の寸法が２４ｍｍ，＋ｚ方向の寸法が２０ｍｍの直方体とし、空洞４５の中央に誘電体５０を配置した。第１部分５１および第２部分５２の各々は、直交する３方向の寸法が、３．７ｍｍ，５．７ｍｍ，１０ｍｍの四角柱状とした。誘電体５０は、第１部分５１および第２部分５２が、各々の中央で交差した形状とした。導体１２，導体１３，導体１６および導体１７は、直交する３方向の寸法が、３．７ｍｍ，３．７ｍｍ，５ｍｍの四角柱状とした。導体１４，導体１５，導体１８および導体１９は、全て同じ形状とした。その結果、３つの基本モード（第１共振モード，第２共振モードおよび第３共振モード）の共振周波数が、１．９５６ＧＨｚ，１．９７３ＧＨｚ，２．０５８ＧＨｚであった。また、最も周波数が低いスプリアスモードの共振周波数は、５．０３５ＧＨｚであった。
　また、図１０に示す比較例の誘電体共振器の電気特性をシミュレーションによって算出した。比較例の誘電体共振器は、図１０に示すように、導体１２，導体１３，導体１４，導体１５，導体１６，導体１７，導体１８および導体１９を有さない形状とし、誘電体５７を、３本の柱状誘電体が各々の中央で交差した形状とした。また、基本モードの共振周波数を第１実施形態の誘電体共振器と略一致させるために、３本の柱状誘電体は、直交する３方向の寸法が６ｍｍ，６ｍｍ，２０ｍｍの四角柱状とした。導体１１の内側の形状（空洞４５の外形）が、＋ｘ方向の寸法が２０ｍｍ，＋ｙ方向の寸法が２０ｍｍ，＋ｚ方向の寸法が２０ｍｍの直方体状とした。その結果、３つの基本モードは、共振周波数が、２．０４４ＧＨｚ，２．０４５ＧＨｚ，２．０５０ＧＨｚであった。また、最も周波数が低いスプリアスモードの共振周波数は、２．５４６ＧＨｚであった。
　この結果によれば、第１実施形態の誘電体共振器は、従来の誘電体共振器である比較例の誘電体共振器と比較して、最も周波数が低いスプリアスモードの共振周波数を大幅に高くできており、基本モードの共振周波数とスプリアスモードの共振周波数との間隔を大きく確保できていることがわかる。これにより本発明の有効性が確認できた。
　（第２実施例）
  また、図５～図８に示した第２実施形態の誘電体フィルタの電気特性をシミュレーションによって算出した。シミュレーションにおいて、誘電体５０を構成する誘電体は、比誘電率を６０とし、誘電正接を０．００００５とした。誘電体５０の形状は、第１実施例と同じ形状とした。導体１１～１９，導体６１および導体６２の導電率は４６．４×１０６Ｓ／ｍとした。導体１１～１９の形状は、第１実施例と同じ形状とした。その結果を図１１のグラフに示す。グラフにおいて、横軸は周波数を示し、縦軸は減衰量を示している。また、実線が伝送特性（Ｓ２１）を示し、破線が反射特性（Ｓ１１）を示している。グラフによれば、２ＧＨｚ付近の通過帯域中に、Ｓ１１の３つのピークが確認でき、３重モード共振が生じていることがわかる。また、グラフによれば、通過帯域の挿入損失が小さく、且つ通過帯域近傍の減衰量が大きい優れた電気特性が得られていることがわかる。これにより本発明の更なる有効性が確認できた。
１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，６１，６２：導体
４１，４２：貫通孔
４５：空洞
５０，５７：誘電体
５１：第１部分
５２：第２部分
５３：第３部分
５４：第４部分
８０：誘電体フィルタ
８１：通信回路
８２：アンテナ

Claims (6)

  1. 　誘電体と、第１導体と、第２導体と、第３導体と、第４導体と、第５導体とを有しており、
    前記誘電体は、
    第１方向の端部に位置する第１表面と、前記第１方向と反対方向である第２方向の端部に位置する第２表面と、を有する柱状の第１部分と、
    前記第１方向に垂直な第３方向の端部に位置する第３表面と、前記第３方向と反対方向である第４方向の端部に位置する第４表面と、を有する柱状の第２部分と、
    を有しており、
    前記第１部分と前記第２部分とが互いに交差した形状を有しており、
    前記第１導体は、
    内部に形成された空洞内に前記誘電体を収容し、間隔を開けて前記誘電体を取り囲むように配置されており、
    前記第１表面と対向する第１内面と、前記第２表面と対向する第２内面と、前記第３表面と対向する第３内面と、前記第４表面と対向する第４内面と、を有しており、
    前記第２導体は、
    前記第１表面に設けられており、前記第１方向の端部が前記第１内面に電気的に接続されており、
    前記第３導体は、
    前記第２表面に設けられており、前記第２方向の端部が前記第２内面に電気的に接続されており、
    前記第４導体は、
    前記第３表面に設けられており、前記第３方向の端部が前記第３内面に電気的に接続されており、
    前記第５導体は、
    前記第４表面に設けられており、前記第４方向の端部が前記第４内面に電気的に接続されており、
    前記誘電体は、
    前記第１部分において前記第２導体と前記第３導体とで挟まれていない部分である第３部分と、前記第２部分において前記第４導体と前記第５導体とで挟まれていない部分である第４部分と、を有している
    ことを特徴とする誘電体共振器。
  2. 　第６導体と、第７導体と、を更に有しており、
    前記第６導体は、
    前記第１方向および前記第３方向に垂直な第５方向において、前記第２導体と前記第１導体との間に配置されており、
    前記第５方向の端部が前記第１導体に電気的に接続されており、前記第５方向と反対方向の端部が前記第２導体に電気的に接続されており、前記第１方向の端部が前記第１内面に電気的に接続されており、
    前記第７導体は、
    前記第５方向において、前記第３導体と前記第１導体との間に配置されており、
    前記第５方向の端部が前記第１導体に電気的に接続されており、前記第５方向と反対方向の端部が前記第３導体に電気的に接続されており、前記第２方向の端部が前記第２内面に電気的に接続されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の誘電体共振器。
  3. 　第８導体と、第９導体と、を更に有しており、
    前記第８導体は、
    前記第１方向および前記第３方向に垂直な第６方向において、前記第４導体と前記第１導体との間に配置されており、
    前記第６方向の端部が前記第１導体に電気的に接続されており、前記第６方向と反対方向の端部が前記第４導体に電気的に接続されており、前記第３方向の端部が前記第３内面に電気的に接続されており、
    前記第９導体は、
    前記第６方向において、前記第５導体と前記第１導体との間に配置されており、
    前記第６方向の端部が前記第１導体に電気的に接続されており、前記第６方向と反対方向の端部が前記第５導体に電気的に接続されており、前記第４方向の端部が前記第４内面に電気的に接続されている、
    ことを特徴とする請求項２記載の誘電体共振器。
  4. 　前記第５方向と前記第６方向とが互いに反対方向であることを特徴とする請求項３に記載の誘電体共振器。
  5. 　請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の誘電体共振器と、第１０導体と、第１１導体とを有しており、
    前記第１０導体は、
    線状の導体であり、一方端である第１端部と、他方端である第２端部と、を有しており、
    前記第１端部が前記第２導体または前記第３導体に接続され、前記第２端部が前記第１導体に設けられた第１の貫通孔を介して外部へ露出しており、前記第１部分と電磁気的に結合し、
    前記第１１導体は、
    線状の導体であり、一方端である第３端部と、他方端である第４端部と、を有しており、
    前記第３端部が前記第４導体または前記第５導体に接続され、前記第４端部が前記第１導体に設けられた第２の貫通孔を介して外部へ露出しており、前記第２部分と電磁気的に結合する
    ことを特徴とする誘電体フィルタ。
  6. 　アンテナと、通信回路と、前記アンテナと前記通信回路とを接続する請求項５に記載の誘電体フィルタと、を有していることを特徴とする通信装置。
PCT/JP2014/082853 2013-12-13 2014-12-11 誘電体共振器，誘電体フィルタおよび通信装置 Ceased WO2015087974A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015552513A JP6068678B2 (ja) 2013-12-13 2014-12-11 誘電体共振器，誘電体フィルタおよび通信装置
US15/100,416 US9871280B2 (en) 2013-12-13 2014-12-11 Dielectric resonator, dielectric filter, and communication apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013258213 2013-12-13
JP2013-258213 2013-12-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015087974A1 true WO2015087974A1 (ja) 2015-06-18

Family

ID=53371273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/082853 Ceased WO2015087974A1 (ja) 2013-12-13 2014-12-11 誘電体共振器，誘電体フィルタおよび通信装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9871280B2 (ja)
JP (1) JP6068678B2 (ja)
WO (1) WO2015087974A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015076255A1 (ja) * 2013-11-25 2015-05-28 京セラ株式会社 誘電体共振器，誘電体フィルタおよび通信装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0157804U (ja) * 1987-10-02 1989-04-11
JPH0567905A (ja) * 1991-09-09 1993-03-19 Murata Mfg Co Ltd 誘電体共振器装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4623857A (en) * 1984-12-28 1986-11-18 Murata Manufacturing Co., Ltd. Dielectric resonator device
JPH0770882B2 (ja) * 1987-06-16 1995-07-31 株式会社村田製作所 導波管型誘電体フィルタ
JP2882146B2 (ja) 1991-12-13 1999-04-12 株式会社村田製作所 直交ｔｍ多重モード誘電体共振器装置
JP3339223B2 (ja) * 1994-12-26 2002-10-28 株式会社村田製作所 誘電体共振器装置
CN100583551C (zh) * 2003-01-24 2010-01-20 株式会社村田制作所 多模介电谐振装置、介电滤波器、复合介电滤波器及通信设备

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0157804U (ja) * 1987-10-02 1989-04-11
JPH0567905A (ja) * 1991-09-09 1993-03-19 Murata Mfg Co Ltd 誘電体共振器装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2015087974A1 (ja) 2017-03-16
US9871280B2 (en) 2018-01-16
US20160308265A1 (en) 2016-10-20
JP6068678B2 (ja) 2017-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10347958B2 (en) Coaxial filter having a frame construction and a conductive separating web, where internal resonators can be galvanically connected to either the frame construction or the separating web
JP6291699B2 (ja) クロスカップリングを利用する空洞フィルタ
KR101320896B1 (ko) 유사 ＴＭ110 ｍｏｄｅ를 이용한 세라믹 판넬 공진기와 그 공진기를 이용한 ＲＦ 듀얼 모드 필터
JP2005260570A (ja) マイクロストリップ線路導波管変換器
WO2021106443A1 (ja) 誘電体共振器、誘電体フィルタ、およびマルチプレクサ
US9601816B2 (en) Dielectric line and electronic component
JP6267801B2 (ja) 共振器、フィルタおよび通信装置
WO2011052328A1 (ja) 同軸共振器ならびにそれを用いた誘電体フィルタ，無線通信モジュールおよび無線通信機器
JP6068678B2 (ja) 誘電体共振器，誘電体フィルタおよび通信装置
JP6063583B2 (ja) 誘電体共振器，誘電体フィルタおよび通信装置
JPWO2017221954A1 (ja) 誘電体共振器、および、誘電体フィルタ
JP6563776B2 (ja) 共振器、バンドパスフィルタおよび通信装置
KR101101745B1 (ko) 트리플 모드를 이용한 고감도 유전체 공진기 조립체
US9666922B2 (en) Dielectric filter, duplexer, and communication device
TWI708425B (zh) 共振器、濾波器及通信裝置
JPWO2020090547A1 (ja) 共振器、フィルタおよび通信装置
JP2006121191A (ja) 有極形帯域通過フィルタ
JP5762191B2 (ja) 誘電体フィルタならびにそれを用いた無線通信モジュールおよび無線通信装置
JP2012205096A (ja) 帯域通過フィルタ
JP6183624B2 (ja) 電子部品
CN102694227A (zh) 同轴双模谐振器及滤波器
JP2019208154A (ja) バンドパスフィルタ及びその製造方法
JP2006140653A (ja) 誘電体装置
JP2004120790A (ja) 共振器及び高周波フィルタ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14870005

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015552513

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15100416

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14870005

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1