WO2020090547A1 - 共振器、フィルタおよび通信装置 - Google Patents

共振器、フィルタおよび通信装置 Download PDF

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WO2020090547A1
WO2020090547A1 PCT/JP2019/041333 JP2019041333W WO2020090547A1 WO 2020090547 A1 WO2020090547 A1 WO 2020090547A1 JP 2019041333 W JP2019041333 W JP 2019041333W WO 2020090547 A1 WO2020090547 A1 WO 2020090547A1
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WO
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resonator
wall surface
coating layer
conductor portion
conductor
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PCT/JP2019/041333
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English (en)
French (fr)
Inventor
吉川　博道
浩児 濱田
Original Assignee
京セラ株式会社
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    • 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
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/205—Comb or interdigital filters; Cascaded coaxial cavities
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P7/00—Resonators of the waveguide type
    • H01P7/04—Coaxial resonators

Definitions

  • the present invention relates to a resonator, a filter using the resonator, and a communication device.
  • a resonator in which a columnar conductor whose one end is grounded is housed in a shield case is known (for example, see Patent Document 1). Further, a resonator in which a columnar dielectric is housed in a shield case is known (for example, see Patent Document 2).
  • a resonator of the present disclosure includes a shield housing having a first conductor portion and a second conductor portion located on the opposite side of the first conductor portion, and having a cavity inside, A resonance element that extends between the first conductor portion and the second conductor portion in the cavity and is made of a tubular dielectric; An inner wall surface coating layer made of a conductor, which is located on the inner wall surface of the resonant element with a space from the second conductor portion; An outer wall surface coating layer made of a conductor is provided on the outer wall surface of the resonant element with a space from the first conductor portion.
  • the filter of the present disclosure has the same structure as the resonator, is arranged in a row so as to be electromagnetically coupled to each other, and has a first resonator located at one end of the row and the first resonator.
  • a plurality of resonators including a second resonator located at the other end of the row;
  • a first terminal portion electrically or electromagnetically connected to the first resonator;
  • It has a 2nd terminal part electrically or electromagnetically connected to the 2nd above-mentioned resonator.
  • the communication device of the present disclosure is characterized by including an antenna, a communication circuit, and the filter connected to the antenna and the communication circuit.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along section line II-II in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along section line II-II in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a sectional view which shows the resonator of 2nd Embodiment of this invention typically.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a resonator in which the frequency adjuster 9 does not project from the second conductor portion 14 into the cavity 19.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which the amount of protrusion ⁇ L11 of the frequency adjuster 9 from the second conductor portion 14 into the cavity 19 is set to 2 mm.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the amount of protrusion ⁇ L11 of the frequency adjuster 9 from the second conductor portion 14 into the cavity 19 is set to 4 mm. It is sectional drawing which shows the resonator of 4th Embodiment of this invention typically. It is sectional drawing which shows the resonator of 5th Embodiment of this invention typically. It is a perspective view which shows typically one Embodiment of the filter which concerns on this invention. It is sectional drawing of the filter shown by FIG. It is a graph which shows the frequency characteristic of a filter. It is a block diagram which shows one Embodiment of the communication apparatus which concerns on this invention typically.
  • FIG. 1 is a sectional view schematically showing a resonator according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the section line II-II in FIG.
  • the following embodiments will be described assuming a three-axis coordinate system of an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other.
  • the resonator of the present embodiment includes a shield housing 10 including a first conductor portion 13 and a second conductor portion 14 located on the opposite side of the first conductor portion 13 and having a cavity 19 therein, and the inside of the cavity 19.
  • the resonance element 12 that extends between the first conductor portion 13 and the second conductor portion 14 and is made of a tubular dielectric, and the inner wall surface of the resonance element 12 are spaced apart from the second conductor portion 14.
  • the first joint end coating layer 4 made of a conductor, which is located between the end wall surface on the conductor portion 13 side and the first conductor portion 13 and is connected to the inner wall surface coating layer 3, and the second conductor portion of the resonant element 12.
  • the first conductor formed between the end wall surface on the 14th side and the second conductor portion 14 and connected to the outer wall surface coating layer 6. Having a joining end coating layer 5. That is, the shield housing 10 includes the first conductor portion 13 located on the ⁇ Z direction (lower side in FIG. 1) side, which is the first direction, and the + Z direction (FIG. 1) which is the second direction opposite to the first direction. 1) and a second conductor portion 14 located on the upper side), and has a cavity 19 which is a resonance space inside.
  • the resonant element 12 extends between the first conductor portion 13 and the second conductor portion 14 in the cavity 19 and is made of a tubular dielectric.
  • the resonator includes an inner wall surface coating layer 3 made of a conductor and located on the inner wall surface of the resonance element 12, and an outer wall surface coating layer 6 made of a conductor and located on the outer wall surface of the resonance element 12.
  • the shield casing 10 has a rectangular parallelepiped box shape having a cavity 19 inside and is connected to a reference potential.
  • the reference potential refers to a potential also called a ground potential, a ground potential, or a ground potential.
  • the shield housing 10 is configured by joining the first conductor portion 13 and the second conductor portion 14 with a conductive joining material.
  • the first conductor portion 13 is composed of four side wall portions and a bottom portion, and has a rectangular parallelepiped box shape with an opening on the + Z direction side.
  • the second conductor portion 14 has a rectangular flat plate shape. Further, through-holes 16 and 17 used for connection with an external circuit are formed in two opposing side wall portions of the first conductor portion 13.
  • the cavity 19 refers to the resonance space or cavity space of electromagnetic waves surrounded by the shield casing 10 that constitutes the conductor wall.
  • the first conductor portion 13 and the second conductor portion 14 can be formed using various known conductive materials such as metal and non-metal conductive materials.
  • a conductive material containing Ag alloy such as Ag, Ag-Pd, or Ag-Pt as a main component, or Cu-based, W-based, Mo-based, or A Pd-based conductive material can be used.
  • the conductive bonding material for bonding the first conductor portion 13 and the second conductor portion 14 various known conductive bonding materials such as solder and conductive adhesive can be used.
  • the first conductor portion 13 and the second conductor portion 14 may be fastened and joined by screws or bolts.
  • the cavity 19 is filled with air, it may be vacuum or filled with a gas other than air, for example, an inert gas.
  • the resonant element 12 is arranged in the center of the cavity 19 and has a cylindrical shape extending in the ⁇ Z directions.
  • the resonance element 12 has a first joint end coating layer 4 made of a conductor provided on the ⁇ Z direction end wall surface, and a second joint end coating layer 5 made of a conductor provided on the + Z direction end wall surface.
  • the first bonding end coating layer 4 is bonded to the first conductor portion 13 with a conductive bonding material
  • the second bonding end coating layer 5 is bonded to the second conductor portion 14 with a conductive bonding material.
  • the ⁇ Z direction end of the resonant element 12 is bonded to the first conductor portion 13 via the first bonding end coating layer 4, and the + Z direction end of the resonant element 12 is bonded via the second bonding end coating layer 5. Is joined to the second conductor portion 14 and extends in such a state between the first conductor portion 13 and the second conductor portion 14.
  • Q value Quality Factor
  • the length of the resonance element 12 in the ⁇ Z direction, the size of the cavity 19, the inner diameter of the resonance element 12, and the thickness of the resonance element 12 are the desired size, the resonance frequency of the fundamental mode resonance and the resonance frequency of the higher order mode resonance. It is set as appropriate.
  • the dimensions of the resonant element structure in which the inner wall surface coating layer 3, the outer wall surface coating layer 6, the first bonding end coating layer 4, and the second bonding end coating layer 5 are formed on the resonant element 12 will be described for reference.
  • the outer diameter D1 is 20 mm
  • the inner diameter D2 is 11 mm
  • the dimension L0 parallel to the Z axis is 19 mm.
  • the dimension L1 in the Z direction from the bottom surface of the first conductor portion 13 of the inner wall surface coating layer 3 is selected in the range of 60 to 90% of the dimension L0 of the resonant element 12.
  • the dimension ⁇ L1 in the Z direction of the region where the inner wall surface coating layer 3 is not formed is in the range of 40 to 10% of the dimension L0 of the resonant element 12, and the resonant element 12 is partially exposed from the region of ⁇ L1.
  • the dimension L2 in the Z direction from the lower surface of the second conductor portion 14 of the outer wall surface coating layer 6 is selected within the range of 60 to 90% of the dimension L0 of the resonant element 12. Therefore, the dimension ⁇ L2 of the region where the outer wall surface coating layer 6 is not formed is in the range of 40 to 10% of the dimension L0 of the resonant element 12, and the resonant element 12 is partially exposed from the region of ⁇ L2.
  • a known dielectric material 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 as the other material forming the resonant element 12.
  • various known conductive bonding materials such as a conductive adhesive can be used.
  • the material of the inner wall surface coating layer 3, the first joint end coating layer 4, the second joint end coating layer 5, and the outer wall surface coating layer 6 is a conductive material containing Ag alloy such as Ag, Ag—Pd, Ag—Pt as a main component.
  • Material, or a Cu-based, W-based, Mo-based, or Pd-based conductive material can be appropriately selected and used, and is formed as a conductive film having a thickness of, for example, 5 to 20 ⁇ m by a metallizing process. The minimum film thickness needs to be thicker than the thickness of the skin effect at the frequency used.
  • the second joint end coating layer 5 and the shield casing 10 may be joined by using solder or the like. In this case, the second joint end coating layer 5 and the solder function as a conductive joint material.
  • the R plane may be formed in a range including a part of the conductor layer such as and the dielectric layer behind the conductor layer.
  • the resonator of the present embodiment having such a configuration functions as a resonator having a resonance mode similar to the TEM mode, which is approximated by a parallel resonance circuit of L, R, and C in which the cavity 19 serves as a capacitance.
  • the conventional resonator described in Patent Document 1 and the like has a problem that it is difficult to miniaturize it.
  • the resonance frequency of the higher-order mode resonance is greatly reduced and approaches the resonance frequency of the fundamental mode resonance, which causes a problem that electrical characteristics deteriorate. is there.
  • a dielectric is arranged between the open end of the columnar conductor as the second resonance element and the shield case to reduce the size, there is a problem that the Q value greatly decreases and the electrical characteristics deteriorate.
  • the resonator according to the present embodiment described above can be made smaller than the resonator according to the related art such as Patent Document 1. Further, it is possible to suppress the lowering of the resonance frequency of the higher-order mode resonance more than the case where the inside of the shield case of the resonator of the related art such as Patent Document 1 is filled with a dielectric, and further, as disclosed in Patent Document 1 or the like. It is possible to suppress a decrease in Q value more than the case where a dielectric is arranged between the open end of the columnar conductor and the shield case of the conventional resonator.
  • the resonator of the present embodiment has a large difference between the resonance frequency of the fundamental mode resonance and the resonance frequency of the higher order mode resonance, has a high Q value, has excellent electrical characteristics, and is small in size. That is, the resonator of this embodiment is small and has excellent electric characteristics.
  • the resonator of this embodiment can be manufactured, for example, as follows. First, the ⁇ Z direction end of the resonance element structure in which the inner wall surface coating layer 3 and the outer wall surface coating layer 6 are formed on the resonance element 12 is joined to the center of the first conductor portion 13. In addition, a conductive bonding material is applied to the + Z direction end of the resonant element structure, the second conductor portion 14 is covered over the end, and the second conductor portion 14 is attached to the side wall portion of the first conductor portion 13 with the conductive bonding material.
  • a resonator can be made by bonding or screwing with.
  • each of the ⁇ Z direction end and the + Z direction end of the resonant element 12 is bonded to the shield housing 10, the ⁇ Z direction end and the + Z direction end of the resonant element 12 are connected to the shield housing 10. They can be joined by different joining methods and electrically connected. Accordingly, a highly reliable joining method can be individually adopted for the ⁇ Z direction end and the + Z direction end of the resonant element 12, and the degree of freedom in selecting the joining method can be improved.
  • the resonator of the present embodiment has a cylindrical resonance element structure in which the resonance element 12 is formed with the inner wall surface coating layer 3, the outer wall surface coating layer 6, the first bonding end coating layer 4, and the second bonding end coating layer 5.
  • the resonance element 12 is formed with the inner wall surface coating layer 3, the outer wall surface coating layer 6, the first bonding end coating layer 4, and the second bonding end coating layer 5.
  • FIG. 3 is a sectional view schematically showing a resonator according to the second embodiment of the present invention.
  • the resonator of the present embodiment is similar to that of the first embodiment described above, and corresponding parts are designated by the same reference numerals.
  • the resonator of the present embodiment has a first conductor portion 13 located on the ⁇ Z direction side, which is the first direction, and a second conductor section 13 located on the + Z direction side, which is the second direction opposite to the ⁇ Z direction.
  • a shield casing 10 including a conductor portion 14 and having a cavity 19 therein, and extending between the first conductor portion 13 and the second conductor portion 14 in the cavity 19 and having a bottomed cylindrical dielectric body.
  • the inner wall surface of the resonant element 12 and the inner wall surface coating layer 3 of the conductor which are located on the inner wall surface of the resonant element 12 at a distance ⁇ L1 from the second conductor portion 14 in the ⁇ Z direction.
  • the outer wall surface coating layer 6 made of a conductor, which is located on the outer wall surface with a dimension ⁇ L2 from the first conductor portion 13 on the + Z direction side, the end wall surface in the ⁇ Z direction of the resonant element 12, and the first conductor portion.
  • the inner wall surface coating layer 3 is continuous with the cylindrical inner peripheral portion 3a that covers the cylindrical inner wall surface of the bottomed cylindrical resonator element 12 and the end in the + Z direction of the inner peripheral portion 3a, and the bottom surface of the resonant element 12 is formed. And a bottom surface portion 3b covering the.
  • the second joint end coating layer 5 is formed in a disc shape that covers the cylindrical outer wall surface of the bottomed cylindrical resonator element 12.
  • the corner portion C2, the corner portion C3 where the outer wall surface coating layer 6 and the second bonding end coating layer 5 intersect, and the corner portion C4 on the outer peripheral end side of the first bonding end coating layer 4 are formed on the R surface, Concentration of current in each of the corners C1 to C4 is suppressed.
  • Such an R surface may be formed only on a part of each of the corners C1 to C4, and a part of each of the corners C1 to C4 that is the R surface and the dielectric layer behind it may be formed. You may form in the range containing.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a numerical analysis model simulating the resonator of the second embodiment
  • FIG. 5 is a diagram showing an electric field strength distribution as an analysis result of the numerical analysis model simulating the resonator of the second embodiment
  • FIG. 6 is a diagram showing a magnetic field strength distribution as an analysis result of the numerical analysis model of the resonator of the second embodiment.
  • the dielectric material forming the resonant element 12 has a relative permittivity of 43 and a dielectric loss tangent of 3 ⁇ 10 ⁇ 5 .
  • the electrical conductivity of the first conductor portion 13 and the second conductor portion 14 was 4.2 ⁇ 10 7 S / m.
  • the dimension of the cavity 19 in the + X direction and the dimension of the + Y direction was 38 mm, and the dimension of the cavity 19 in the + Z direction was 20 mm.
  • the resonance element 12 had an inner diameter of 9 mm, the resonance element 12 had an outer diameter of 13 mm, and the resonance element 12 had a length (dimension in the + Z direction) of 20 mm.
  • the inner wall surface coating layer 3, the outer wall surface coating layer 6, the first joint end coating layer 4, and the second joint end coating layer 5 are provided.
  • the thickness of each of the inner wall surface coating layer 3, the outer wall surface coating layer 6, the first joint end coating layer 4, and the second joint end coating layer 5 was 10 ⁇ m.
  • ⁇ L1 and ⁇ L2 are 2 mm.
  • the resonance frequency of the fundamental mode resonance was 203 MHz, and the Q value of the fundamental mode resonance was 1020.
  • the resonance frequency of the highest mode resonance having the lowest frequency was 1.29 GHz. As a result, it can be seen that the resonance frequency is lower than that of the resonator shown in FIG. It was confirmed that this structure allows resonance at a lower frequency.
  • FIG. 7 is a sectional view schematically showing a resonator according to the third embodiment of the present invention.
  • the parts corresponding to those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals.
  • the resonator of the present embodiment includes a shield housing 10, a resonance element 12, an inner wall surface coating layer 3, an outer wall surface coating layer 6, a first joint end coating layer 4 and a second joint end coating layer 5, and further includes a second A frequency adjuster 9 is provided which is provided on the conductor portion 14 and is made of a conductor, and which adjusts the frequency by changing the overlapping amount ⁇ L3 in the ⁇ Z direction or the + Z direction with respect to the resonance element 12.
  • the frequency adjuster 9 as described above is realized by, for example, a metal bolt. By screwing / retracting the frequency adjuster 9 with respect to the second conductor portion 14, it is possible to reduce the capacitance component that determines the resonance frequency of the resonance mode and adjust the resonance frequency. As a result, the conductor loss caused by the current flowing through the frequency adjuster 9 which is a conductor rod is suppressed, and the Q value of the resonator can be increased.
  • FIG. 8A to 8C are diagrams for explaining the amount of frequency change by the frequency adjuster
  • FIG. 8A is a schematic view of a resonator in which the frequency adjuster 9 does not project from the second conductor portion 14 into the cavity 19.
  • FIG. 8B is a cross-sectional view showing a state in which the amount of protrusion ⁇ L11 of the frequency adjuster 9 from the second conductor portion 14 into the cavity 19 is set to 2 mm
  • FIG. 8C shows the frequency adjuster 9 from the second conductor portion 14 to the cavity.
  • 19 shows a state in which the protrusion amount ⁇ L11 into 19 is 4 mm.
  • the radius of the frequency adjuster 9 is 3.5 mm.
  • the resonance frequency changes when the protrusion amount ⁇ L11 shown in FIG. 8B is 2 mm. Is 0.0004 GHz, and when the protrusion amount ⁇ L11 shown in FIG. 8C is 4 mm, the change amount of the resonance frequency is ⁇ 0.0004 GHz. This confirmed that the resonance frequency can be adjusted according to the amount of exposure of the frequency adjuster 9 in the cavity 19.
  • FIG. 9 is a sectional view schematically showing a resonator according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the parts corresponding to those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals.
  • a first pedestal portion 25a made of a metal, which is a conductor is provided between the first joint end coating layer 4 and the first conductor portion 13 at the ⁇ Z direction end of the resonant element 12.
  • a second pedestal portion 25b made of a metal that is a conductor is provided between the + Z direction end of the resonant element 12 and the second conductor portion 14.
  • the inner wall surface coating layer 3 and the first joint end coating layer 4 provided on the resonance element 12 in advance are connected to the first pedestal portion 25a before being housed in the shield housing 10, and the outer wall surface coating is performed.
  • An assembly is prepared in which the layer 6 and the second joint end coating layer 5 are connected to the second pedestal portion 25b, and the assembly is housed in the first conductor portion 13, and then the second conductor portion 14 is set to the first conductor portion. It is possible to join the conductor portion 13.
  • the first pedestal portion 25a is joined to the first conductor portion 13 by solder or brazing material, It is possible to easily join the second pedestal portion 25b to the second conductor portion 14 in a short time by reflow or the like, simplify the assembling work, and improve the productivity.
  • the resonance element 12, the inner wall surface coating layer 3, the first bonding end coating layer 4, the second bonding end coating layer 5, and the outer wall surface coating layer 6 are provided between the pedestals 25a and 25b, the first bonding The skin current is not concentrated in the end coating layer 4 and its vicinity and in the respective installation portions of the second joint end coating layer 5 and its vicinity, and the Q value is suppressed from decreasing.
  • FIG. 10 is a sectional view schematically showing a resonator according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the parts corresponding to those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals.
  • the resonator of the present embodiment is provided with a frequency adjuster 9a similar to the frequency adjuster 9 shown in FIGS. 7 and 8 in the resonator of the fourth embodiment shown in FIG.
  • the frequency adjuster 9a is mounted such that the second conductor portion 14 and the second pedestal portion 25b can be displaced by screwing / retreating in the thickness direction thereof, that is, ⁇ Z direction.
  • the resonance frequency is adjusted by changing the protrusion amount ⁇ L12 from the second pedestal portion 25b into the cavity 19, similarly to the frequency adjuster 9 of the fourth embodiment described above. can do.
  • the first conductor portion 13 made of solder or brazing material can be used.
  • the first pedestal portion 25a and the second pedestal portion 25b can be easily joined to the second conductor portion 14 by reflow or the like in a short time, and then the second conductor portion 14 and the second pedestal portion are joined together. 25b, the assembling work can be simplified and the productivity can be improved.
  • the resonance element 12, the inner wall surface coating layer 3, the first bonding end coating layer 4, the second bonding end coating layer 5, and the outer wall surface coating layer are provided between the pedestals 25a and 25b. Since 6 is installed, the skin current is not concentrated in each installation portion of the first joint end coating layer 4 and its vicinity and the second joint end coating layer 5 and its vicinity, and the decrease of the Q value is suppressed. ..
  • FIG. 11 is a perspective view schematically showing an embodiment of the filter according to the present invention
  • FIG. 12 is a sectional view of the filter shown in FIG.
  • the filter of the present embodiment is configured to include first and second resonators 20a and 20b as a plurality of resonators, a first terminal portion 18a, and a second terminal portion 18b.
  • the first resonator 20a and the second resonator 20b have the same structure as any one of the resonators of the embodiments shown in FIGS. 1 to 9 described above, and form a multistage bandpass filter.
  • the first resonator 20a and the second resonator 20b are arranged in a row so that the cavities 19 are electromagnetically coupled through the coupling holes 21.
  • the first resonator 20a is located at one end of the row, and the second resonator 20b is located at the other end of the row.
  • the first terminal portion 18a is electromagnetically connected to the first resonator 20a, and the second terminal portion 18b is electromagnetically connected to the second resonator 20b.
  • the filter of the present embodiment can be miniaturized, and can achieve excellent electrical characteristics with a small insertion loss in the pass band and a large amount of attenuation near the pass band.
  • FIG. 13 is a graph showing the frequency characteristics of the filter when the resonator of the second embodiment is used as the first and second resonators 20a and 20b. From the graph, it is confirmed that the transmission characteristic S21 passes at 190 MHz and the reflection characteristic S11 has a good filter characteristic of about ⁇ 20 dB, and that a filter can be configured using the resonator of the present disclosure. Was done.
  • FIG. 14 is a block diagram schematically showing an embodiment of the communication device according to the present invention.
  • the communication device of this embodiment has an antenna 82, a communication circuit 81, and a filter 80 connected to the antenna 82 and the communication circuit 81.
  • the filter 80 is the filter of the above-described embodiment.
  • the antenna 82 and communication circuit 81 are known and conventional.
  • the communication device of the present embodiment having such a configuration can be downsized and improve communication quality because it removes unnecessary electric signals by using the above-described filter that is small and has excellent electric characteristics. You can
  • the resonant element 12 may have other shapes such as a quadrangular tubular shape, a hexagonal tubular shape, and an elliptic tubular shape.
  • the resonance element 12 may have a shape in which the cross-sectional area is not constant in the ⁇ Z-axis directions, for example, the cross-sectional area decreases in the + Z direction. The cross-sectional area may increase in the direction.
  • the present invention is not limited to this.
  • the slit may penetrate the resonance element 12 in the + Z direction, and the resonance element 12 may be divided into four. That is, the resonance element 12 may be composed of a plurality of divided pieces.
  • the present invention is not limited to this. Absent.
  • it may have the same structure as any of the resonators of the first to third embodiments, or may have another structure.
  • the filter may have three or more resonators.
  • other resonators may be arranged between the first resonator 20a and the second resonator 20b so that all the resonators are electromagnetically coupled.
  • the attenuation pole may be formed by forming an interlaced coupling other than between the resonators as in a normal filter design.
  • a resonator having a small size and excellent electric characteristics can be obtained.
  • the filter of the present disclosure it is possible to obtain a filter that is small and has excellent electric characteristics.
  • the communication device of the present disclosure it is possible to obtain a small-sized communication device having excellent communication quality.

Landscapes

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Abstract

小型で電気特性が優れた共振器、それを用いたフィルタおよび通信装置が提供される。共振器は、内部に空洞１９を有するシールド筐体１０、筒状の共振素子１２、共振素子１２に内壁面に設けられる内壁面被覆層３および共振素子１２の外壁面に設けられる外壁面被覆層６を含む。シールド筐体１０は、－Ｚ方向の側に位置する第１導体部１３と、＋Ｚ方向の側に位置する第２導体部１４とを有する。内壁面被覆層３は、共振素子１２の内壁面に、第２導体部１４から－Ｚ方向の側に間隔をあけて位置する。外壁面被覆層６は、共振素子１２の外壁面に、第１導体部１３から＋Ｚ方向の側に間隔をあけて位置する。

Description

共振器、フィルタおよび通信装置
　本発明は、共振器、それを用いたフィルタおよび通信装置に関する。
　一方端を接地した柱状導体をシールドケース内に収容した共振器が知られている（たとえば、特許文献１を参照。）。また、柱状誘電体をシールドケース内に収容した共振器が知られている（たとえば、特許文献２を参照。）。
特開２０１１－３５７９２号公報 実開昭６３－１５９９０４号公報
　本開示の共振器は、第１導体部と、前記第１導体部の反対側に位置する第２導体部とを含み、内部に空洞を有するシールド筐体と、
　前記空洞内の前記第１導体部と前記第２導体部との間に延在し、筒状の誘電体から成る共振素子と、
　前記共振素子の内壁面に、前記第２導体部から間隔をあけて位置する、導体から成る内壁面被覆層と、
　前記共振素子の外壁面に、前記第１導体部から間隔をあけて位置する、導体から成る外壁面被覆層と、を備えたことを特徴とする。
　本開示のフィルタは、前記共振器と同じ構造を有しているとともに、相互に電磁気的に結合するように列を成して配置され、前記列の一方端に位置する第１共振器および前記列の他方端に位置する第２共振器を含む、複数の共振器と、
　前記第１共振器に、電気的または電磁気的に接続される第１端子部と、
　前記第２共振器に、電気的または電磁気的に接続される第２端子部と、を有することを特徴とする。
　本開示の通信装置は、アンテナと、通信回路と、前記アンテナおよび前記通信回路に接続された前記フィルタと、を含むことを特徴とする。
　本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
本発明の第１実施形態の共振器を模式的に示す断面図である。 図１の切断面線ＩＩ－ＩＩから見た断面図である。 本発明の第２実施形態の共振器を模式的に示す断面図である。 第２実施形態の共振器を模擬した数値解析モデルを示す斜視図である。 第２実施形態の共振器を模擬した数値解析モデルの解析結果である電界強度分布を示す図である。 第２実施形態の共振器の数値解析モデルの解析結果である磁界強度分布を示す図である。 本発明の第３実施形態の共振器を模式的に示す断面図である。 周波数調整具９が第２導体部１４から空洞１９内へ突出していない共振器の模式化した断面図である。 周波数調整具９を第２導体部１４から空洞１９内への突出量ΔＬ１１を２ｍｍにした状態を示す断面図である。 周波数調整具９を第２導体部１４から空洞１９内への突出量ΔＬ１１を４ｍｍにした状態を示す断面図である。 本発明の第４実施形態の共振器を模式的に示す断面図である。 本発明の第５実施形態の共振器を模式的に示す断面図である。 本発明に係るフィルタの一実施形態を模式的に示す斜視図である。 図１１に示されるフィルタの断面図である。 フィルタの周波数特性を示すグラフである。 本発明に係る通信装置の一実施形態を模式的に示すブロック図である。
　以下、本発明に係る共振器、フィルタおよび通信装置について、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実施形態の共振器を模式的に示す断面図であり、図２は図１の切断面線ＩＩ－ＩＩから見た断面図である。以下の実施形態について、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸座標系を想定して説明する。
　本実施形態の共振器は、第１導体部１３と、第１導体部１３の反対側に位置する第２導体部１４とを含み、内部に空洞１９を有するシールド筐体１０と、空洞１９内の第１導体部１３と第２導体部１４との間に延在し、筒状の誘電体から成る共振素子１２と、共振素子１２の内壁面に、第２導体部１４から間隔をあけて位置する、導体から成る内壁面被覆層３と、共振素子１２の外壁面に、第１導体部１３から間隔をあけて位置する、導体から成る外壁面被覆層６と、共振素子１２の第１導体部１３側の端壁面と第１導体部１３との間に位置し、内壁面被覆層３に接続された、導体から成る第１接合端被覆層４と、共振素子１２の第２導体部１４側の端壁面と第２導体部１４との間に位置し、外壁面被覆層６に接続された、導体から成る第２接合端被覆層５を有する。すなわち、シールド筐体１０は、第１方向である－Ｚ方向（図１の下方）側に位置する第１導体部１３と、第１方向と反対方向である第２方向である＋Ｚ方向（図１の上方）側に位置する第２導体部１４とを含み、内部に共振空間である空洞１９を有する。共振素子１２は、空洞１９内の第１導体部１３と第２導体部１４との間に延在し、筒状の誘電体から成る。共振器は、共振素子１２の内壁面に位置する、導体から成る内壁面被覆層３と、共振素子１２の外壁面に位置する、導体から成る外壁面被覆層６とを備える。
　シールド筐体１０は、内部に空洞１９を有する直方体の箱状の形状を成し、基準電位に接続される。基準電位は、グランド電位、アース電位または接地電位とも呼ばれる電位をいう。シールド筐体１０は、第１導体部１３と第２導体部１４とが、導電性接合材によって接合されて構成される。第１導体部１３は、４つの側壁部と底部とによって構成され、＋Ｚ方向の側が開口した直方体の箱状の形状を成す。第２導体部１４は、矩形の平板状の形状を成す。また、第１導体部１３の対向する２つ側壁部には、外部回路との接続に利用される貫通孔１６および貫通孔１７が形成される。本実施形態において、空洞１９は、導体壁を構成するシールド筐体１０によって囲まれた電磁波の共振空間またはキャビティ空間をいう。
　第１導体部１３および第２導体部１４は、金属および非金属導電性物質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。導電性材料としては、共振器の特性を向上させるために、たとえば、Ａｇ、Ａｇ－Ｐｄ、Ａｇ－ＰｔなどのＡｇ合金を主成分とする導電性材料、またはＣｕ系、Ｗ系、Ｍｏ系もしくはＰｄ系の導電性材料を用いることができる。
　第１導体部１３と第２導体部１４とを接合する導電性接合材としては、半田や導電性接着剤など、種々の既知の導電性接合材を用いることができる。導電性接着剤以外の他の例としては、ねじまたはボルトによって第１導体部１３と第２導体部１４とを締結して接合してもよい。また、空洞１９内は、空気で満たされているが、真空であってもよく、空気以外の気体、たとえば不活性ガスで満たされていてもよい。
　共振素子１２は、空洞１９の中央に配置されており、±Ｚ方向に延びる円筒状の形状を有している。共振素子１２は、－Ｚ方向の端壁面に、導体から成る第１接合端被覆層４が設けられ、＋Ｚ方向の端壁面に、導体から成る第２接合端被覆層５が設けられる。第１接合端被覆層４は、第１導体部１３に導電性接合材によって接合され、第２接合端被覆層５は、第２導体部１４に導電性接合材によって接合される。したがって共振素子１２の－Ｚ方向の端は、第１接合端被覆層４を介して第１導体部１３に接合され、共振素子１２の＋Ｚ方向の端は、第２接合端被覆層５を介して第２導体部１４に接合され、このような状態で第１導体部１３と第２導体部１４との間に延在している。
　共振素子１２の誘電体を調整して、磁界の集中を緩和し、共振素子１２を透過する磁力線を増加させることによって、尖鋭度（Quelity Factor；以下「Ｑ値」と記す）を向上させることができる。共振素子１２の±Ｚ方向の長さ、空洞１９の大きさ、共振素子１２の内径、共振素子１２の厚さは、所望するサイズ、基本モード共振の共振周波数および高次モード共振の共振周波数に応じて適宜設定される。
　一例として、共振素子１２に内壁面被覆層３、外壁面被覆層６、第１接合端被覆層４および第２接合端被覆層５が形成された共振素子構造体の寸法を参考までに述べると、外径Ｄ１が２０ｍｍ、内径Ｄ２が１１ｍｍ、Ｚ軸に平行な寸法Ｌ０が１９ｍｍである。内壁面被覆層３の第１導体部１３の底面からのＺ方向の寸法Ｌ１は、共振素子１２の寸法Ｌ０の６０～９０％の範囲に選ばれる。したがって内壁面被覆層３が形成されていない領域のＺ方向の寸法ΔＬ１は、共振素子１２の寸法Ｌ０の４０～１０％の範囲であり、ΔＬ１の領域から共振素子１２が部分的に露出している。また、外壁面被覆層６の第２導体部１４の下面からＺ方向の寸法Ｌ２は、共振素子１２の寸法Ｌ０の６０～９０％の範囲に選ばれる。したがって外壁面被覆層６が形成されていない領域の寸法ΔＬ２は、共振素子１２の寸法Ｌ０の４０～１０％の範囲であり、ΔＬ２の領域から共振素子１２が部分的に露出している。
　共振素子１２の材料は、誘電体セラミックスなどの既知の誘電体材料を用いることができる。誘電体材料としては、たとえば、ＢａＴｉＯ３、Ｐｂ４Ｆｅ２Ｎｂ２Ｏ１２、ＴｉＯ２など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。共振素子１２を構成する他の材料としては、エポキシ樹脂などの樹脂を用いることもできる。共振素子１２とシールド筐体１０とを接合する導電性接合材としては、たとえば導電性接着剤のような種々の既知の導電性接合材を用いることができる。
　内壁面被覆層３、第１接合端被覆層４、第２接合端被覆層５および外壁面被覆層６の材料は、Ａｇ、Ａｇ－Ｐｄ、Ａｇ－ＰｔなどのＡｇ合金を主成分とする導電性材料、またはＣｕ系、Ｗ系、Ｍｏ系、Ｐｄ系の導電性材料などを適宜選択して用いることができ、メタライズ処理によって、たとえば厚さ５～２０μｍの導電膜として形成される。最低限度の膜厚としては、使用する周波数における表皮効果の厚みよりも厚い必要がある。第２接合端被覆層５とシールド筐体１０とは、半田などを用いて接合してもよい。この場合には、第２接合端被覆層５および半田が、導電性接合材として機能する。
　第２接合端被覆層５の内側の角部Ｃ１、内壁面被覆層３の－Ｚ方向の角部Ｃ２、外壁面被覆層６の＋Ｚ方向の角部Ｃ３および第１接合端被覆層４の外側の角部Ｃ４は、Ｒ面に形成されている。各角部Ｃ１～Ｃ４をＲ面とすることによって、各角部Ｃ１～Ｃ４に電流が集中することが抑制される。各角部Ｃ１～Ｃ４は、内壁面被覆層３および外壁面被覆層６などの導体層のうちの一部だけにＲ面が形成されてもよく、内壁面被覆層３および外壁面被覆層６などの導体層のうちの一部と、その背後の誘電体層とを含む範囲に、Ｒ面が形成されてもよい。このような構成を有する本実施形態の共振器は、空洞１９が容量となるＬ、Ｒ、Ｃの並列共振回路によって近似される、ＴＥＭモードに類似した共振モードを有する共振器として機能する。
　前述の特許文献１などに記載される従来技術の共振器は、小型化が困難であるという問題がある。そして、シールドケースの内側の全体に誘電体を充填することによって小型化すると、高次モード共振の共振周波数が大きく低下して基本モード共振の共振周波数に近接し、電気特性が悪化するという問題がある。また、第２の共振素子としての柱状導体の開放端とシールドケースとの間に誘電体を配置して小型化すると、Ｑ値が大きく低下して電気特性が悪化するという問題がある。
　このような従来技術の共振器に対し、前述の本実施形態の共振器は、特許文献１などの従来技術の共振器よりも小型化することができる。また、特許文献１などの従来技術の共振器のシールドケースの内側全体に誘電体を充填したものよりも、高次モード共振の共振周波数の低下を抑制することができ、さらに特許文献１などの従来技術の共振器の柱状導体の開放端とシールドケースとの間に誘電体を配置したものよりも、Ｑ値の低下を抑制することができる。すなわち、本実施形態の共振器は、基本モード共振の共振周波数と高次モード共振の共振周波数との差が大きく、Ｑ値が高い、優れた電気特性を有しているとともに小型である。すなわち、本実施形態の共振器は、小型で電気特性が優れている。
　本実施形態の共振器は、たとえば、次のようにして作製することができる。まず、共振素子１２に内壁面被覆層３および外壁面被覆層６が形成された共振素子構造体の－Ｚ方向の端を第１導体部１３の中央に接合する。また、共振素子構造体の＋Ｚ方向の端に導電性接合材を塗布し、その上から第２導体部１４を被せ、第２導体部１４を第１導体部１３の側壁部に導電性接合材によって接着またはねじ止めすることによって、共振器を作製することができる。
　共振素子１２の－Ｚ方向の端および＋Ｚ方向の端のそれぞれが、シールド筐体１０に接合されるので、共振素子１２の－Ｚ方向の端と＋Ｚ方向の端とを、シールド筐体１０に異なる接合手法によって接合して、電気的に接続することができる。これによって、共振素子１２の－Ｚ方向の端と＋Ｚ方向の端とに信頼性が高い接合方法を個別に採用することができ、接合方法の選択上の自由度を向上することができる。
　また本実施形態の共振器は、共振素子１２に内壁面被覆層３、外壁面被覆層６、第１接合端被覆層４および第２接合端被覆層５が形成された筒状の共振素子構造体を採用している。このような１つの共振素子構造体によって、高い共振周波数および高いＱ値を達成することができるので、小型化を図り、生産性に優れた共振器を実現することができる。
（第２実施形態）
　図３は本発明の第２実施形態の共振器を模式的に示す断面図である。なお、本実施形態の共振器は、前述の第１実施形態と類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。本実施形態の共振器は、第１方向である－Ｚ方向の側に位置する第１導体部１３と、－Ｚ方向と反対方向である第２方向である＋Ｚ方向の側に位置する第２導体部１４とを含み、内部に空洞１９を有するシールド筐体１０と、空洞１９内の第１導体部１３と第２導体部１４との間に延在し、有底筒状の誘電体から成る共振素子１２と、共振素子１２の内壁面に、第２導体部１４から－Ｚ方向の側に寸法ΔＬ１の間隔をあけて位置する、導体から成る内壁面被覆層３と、共振素子１２の外壁面に、第１導体部１３から＋Ｚ方向の側に寸法ΔＬ２の間隔をあけて位置する、導体から成る外壁面被覆層６と、共振素子１２の－Ｚ方向の端壁面と第１導体部１３との間に位置し、内壁面被覆層３に接続された、導体から成る第１接合端被覆層４と、共振素子１２の＋Ｚ方向の端壁面と第２導体部１４との間に位置し、外壁面被覆層６に接続された、導体から成る第２接合端被覆層５と、を有する。
　内壁面被覆層３は、有底筒状の共振素子１２の円筒状の内壁面を被覆する筒状の内周部分３ａと、内周部分３ａの＋Ｚ方向の端に連なり、共振素子１２の底面を被覆する底面部分３ｂとを有する。第２接合端被覆層５は、有底筒状の共振素子１２の円筒状の外壁面を被覆する円板状に形成される。
　本実施形態においては、内壁面被覆層３の内周部分３ａと天面部分３ｂとが交差する角部Ｃ１、内壁面被覆層３の内周部分３ａと第１接合端被覆層４とが交差する角部Ｃ２、外壁面被覆層６と第２接合端被覆層５とが交差する角部Ｃ３、および第１接合端被覆層４の外周端側の角部Ｃ４は、Ｒ面に形成され、各角部Ｃ１～Ｃ４に電流が集中することが抑制されている。このようなＲ面は、各角部Ｃ１～Ｃ４の一部だけに形成されてもよく、各角部Ｃ１～Ｃ４のうちのＲ面とされる一部と、その背後の誘電体層とを含む範囲に形成されてもよい。
　図４は第２実施形態の共振器を模擬した数値解析モデルを示す斜視図であり、図５は第２実施形態の共振器を模擬した数値解析モデルの解析結果である電界強度分布を示す図であり、図６は第２実施形態の共振器の数値解析モデルの解析結果である磁界強度分布を示す図である。なお、本件発明者は、図３および図４に示される第２実施形態の共振器の電気的特性および磁気的特性を、コンピュータを用いた数値解析によってシミュレーションするに際して、共振器の貫通孔１６，１７は省略して解析処理を行った。
　図４に示す数値解析モデルにおいて、共振素子１２を構成する誘電体は、比誘電率を４３とし、誘電正接を３×１０－５とした。第１導体部１３および第２導体部１４の導電率は、４．２×１０７Ｓ／ｍとした。空洞１９の＋Ｘ方向の寸法および＋Ｙ方向の寸法は３８ｍｍとし、空洞１９の＋Ｚ方向の寸法は２０ｍｍとした。共振素子１２の内径は９ｍｍとし、共振素子１２の外径は１３ｍｍとし、共振素子１２の長さ（＋Ｚ方向の寸法）は２０ｍｍとした。この数値解析モデルでは、内壁面被覆層３、外壁面被覆層６、第１接合端被覆層４および第２接合端被覆層５を備える構成とした。内壁面被覆層３、外壁面被覆層６第１接合端被覆層４および第２接合端被覆層５の厚さは、それぞれ１０μｍとした。ΔＬ１およびΔＬ２は、２ｍｍである。
　シミュレーションの結果、基本モード共振の共振周波数は２０３ＭＨｚであり、基本モード共振のＱ値は１０２０であった。最も周波数が低い高次モード共振の共振周波数は１．２９ＧＨｚであった。この結果、図１の共振器よりも共振周波数が低いことがわかる。この構造とすることによって、より低周波数で共振させることができることが確認された。
　（第３実施形態）
　図７は本発明の第３実施形態の共振器を模式的に示す断面図である。なお、前述の実施形態と対応する部分には、同一の参照符を付す。本実施形態の共振器は、シールド筐体１０、共振素子１２、内壁面被覆層３、外壁面被覆層６、第１接合端被覆層４および第２接合端被覆層５を備え、さらに第２導体部１４に設けられ、導体から成り、共振素子１２に対する－Ｚ方向または＋Ｚ方向の重なり量ΔＬ３を変化させて、周波数を調整するための周波数調整具９が設けられる。
　このような周波数調整具９は、たとえば金属製のボルトによって実現される。周波数調整具９を第２導体部１４に対して螺進／螺退させることによって、共振モードの共振周波数を決定する容量成分を小さくし、共振周波数を調整することができる。これによって導体棒である周波数調整具９に電流が流れることによる導体損が抑えられ、共振器のＱ値を高くすることができる。
　図８Ａ～図８Ｃは周波数調整具による周波数の変化量を説明するための図であり、図８Ａは周波数調整具９が第２導体部１４から空洞１９内へ突出していない共振器の模式化した断面図であり、図８Ｂは周波数調整具９を第２導体部１４から空洞１９内への突出量ΔＬ１１を２ｍｍにした状態を示し、図８Ｃは周波数調整具９を第２導体部１４から空洞１９内への突出量ΔＬ１１を４ｍｍにした状態を示す。なお、周波数調整具９の半径は３．５ｍｍである。
　周波数調整具９の空洞１９内への突出量ΔＬ１１が図８Ａに示すように、ΔＬ１１＝０ｍｍの場合の共振周波数に対して、図８Ｂに示す突出量ΔＬ１１が２ｍｍの場合、共振周波数の変化量は０．０００４ＧＨｚであり、図８Ｃに示す突出量ΔＬ１１が４ｍｍの場合、共振周波数の変化量は－０．０００４ＧＨｚであった。これによって、周波数調整具９の空洞１９内における露出量に応じて共振周波数を調整できることが確認された。
　このような周波数調整具９を設けることによって、第２導体部１４から空洞１９内への突出量ΔＬ１１を増加させると、共振周波数は上昇し、突出量ΔＬ１１を減少させると、共振周波数は低下し、目的とする共振周波数に調整可能であることが確認された。
（第４実施形態）
　図９は本発明の第４実施形態の共振器を模式的に示す断面図である。なお、前述の実施形態と対応する部分には、同一の参照符を付す。本実施形態の共振器は、共振素子１２の－Ｚ方向の端の第１接合端被覆層４と第１導体部１３との間に、導体である金属から成る第１台座部２５ａが設けられ、共振素子１２の＋Ｚ方向の端と第２導体部１４との間に、導体である金属から成る第２台座部２５ｂが設けられる。
　このような構成によって、シールド筐体１０に収容する先だって、事前に共振素子１２に設けられた内壁面被覆層３および第１接合端被覆層４を第１台座部２５ａと接続し、外壁面被覆層６および第２接合端被覆層５を第２台座部２５ｂと接続した組立て体を作製しておき、その組立て体を第１導体部１３内に収容した後、第２導体部１４を第１導体部１３に接合することが可能である。この場合、シールド筐体１０の大きさに対して十分小さい第１および第２台座部２５ａ，２５ｂを用いることによって、半田またはろう材による第１導体部１３への第１台座部２５ａの接合、第２導体部１４への第２台座部２５ｂの接合を、リフローなどによって短時間で容易に行うことができ、組立て作業を簡素化し、生産性を向上することができる。また、各台座２５ａ，２５ｂの間に共振素子１２、内壁面被覆層３、第１接合端被覆層４、第２接合端被覆層５および外壁面被覆層６が設置されるので、第１接合端被覆層４およびその付近ならびに第２接合端被覆層５およびその付近の各設置部において表皮電流が集中することがなくなり、Ｑ値の低下が抑制される。
（第５実施形態）
　図１０は本発明の第５実施形態の共振器を模式的に示す断面図である。なお、前述の実施形態と対応する部分には、同一の参照符を付す。本実施形態の共振器は、図９に示す第４実施形態の共振器に、図７および図８に示す周波数調整具９と同様な周波数調整具９ａが設けられる。周波数調整具９ａは、第２導体部１４および第２台座部２５ｂをそれらの厚み方向、すなわち±Ｚ方向に螺進／螺退して変位可能に装着される。
　このような周波数調整具９ａによってもまた、前述の第４実施形態の周波数調整具９と同様に、第２台座部２５ｂから空洞１９内への突出量ΔＬ１２を変化させることによって、共振周波数を調整することができる。また、前述の第４実施形態と同様に、シールド筐体１０の大きさに対して十分小さい第１および第２台座部２５ａ，２５ｂを用いることによって、半田またはろう材による第１導体部１３への第１台座部２５ａの接合、第２導体部１４への第２台座部２５ｂの接合を、リフローなどによって短時間で容易に行うことができ、その後に第２導体部１４および第２台座部２５ｂに組立て作業を簡素化し、生産性を向上することができる。また、前述の第４実施形態と同様に、各台座２５ａ，２５ｂの間に共振素子１２、内壁面被覆層３、第１接合端被覆層４、第２接合端被覆層５および外壁面被覆層６が設置されるので、第１接合端被覆層４およびその付近ならびに第２接合端被覆層５およびその付近の各設置部において表皮電流が集中することがなくなり、Ｑ値の低下が抑制される。
（フィルタ）
　図１１は本発明に係るフィルタの一実施形態を模式的に示す斜視図であり、図１２は図１１に示されるフィルタの断面図である。本実施形態のフィルタは、複数の共振器としての第１および第２共振器２０ａ，２０ｂと、第１端子部１８ａと、第２端子部１８ｂとを含んで構成される。第１共振器２０ａおよび第２共振器２０ｂは、前述した図１～図９に示される各実施形態の共振器のいずれか１つと同じ構造を有し、多段型帯域通過フィルタが構成される。
　第１共振器２０ａおよび第２共振器２０ｂは、各空洞１９が結合孔２１を介して電磁気的に結合するように、列を成して配置されている。第１共振器２０ａは、列の一方端に位置しており、第２共振器２０ｂは、列の他方端に位置している。第１端子部１８ａは、電磁気的に第１共振器２０ａに接続され、第２端子部１８ｂは、電磁気的に第２共振器２０ｂに接続される。
　このような構成を有しているため、本実施形態のフィルタは、小型化が可能であるとともに、通過帯域の挿入損失が小さく、通過帯域近傍の減衰量が大きい優れた電気特性を実現できる。
　図１３は第１および第２共振器２０ａ，２０ｂとして、上記第２実施形態の共振器を用いた場合のフィルタの周波数特性を示すグラフである。グラフより、透過特性Ｓ２１は、１９０ＭＨｚにおいて、通過しており、また、反射特性Ｓ１１も－２０ｄＢ程度と良好なフィルタ特性が得られており、本開示の共振器を用いてフィルタが構成できることが確認された。
　このようなフィルタにおいて、第１共振器２０ａの第１端子部１８ａから高周波信号が入力されると、この高周波信号は第１および第２共振器２０ａ，２０ｂの各空洞１９内で励振され、第２端子部１８ｂから共振周波数の高周波信号として出力される。
　（通信装置）
　図１４は本発明に係る通信装置の一実施形態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および通信回路８１に接続されたフィルタ８０とを有している。フィルタ８０は、前述した一実施形態のフィルタである。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、小型で電気特性が優れた前述のフィルタを用いて不要な電気信号を除去することから、小型化が可能であり、通信品質を良くすることができる。
　本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に則して種々の変更および改良が可能である。
　たとえば、前述した実施形態においては、共振素子１２が円筒状の形状を有している例を示したが、これに限定されるものではない。共振素子１２は、たとえば、４角筒状、６角筒状、楕円筒状など、他の形状を有していてもよい。また、特許文献１に記載された共振器のように、共振素子１２は、±Ｚ軸方向に断面積が一定ではない形状、たとえば＋Ｚ方向に断面積が減少する構成であってもよく、＋Ｚ方向に断面積が増加する構成であってもよい。
　また、前述した実施形態においては、１つの筒状の共振素子１２がシールド筐体１０の重心を通る±Ｚ軸線を中心軸線として配設された例を示したが、これに限定されるものではない。たとえば、スリットが＋Ｚ方向に共振素子１２を貫通し、共振素子１２が４つに分割されていてもよい。すなわち、共振素子１２を複数の分割片によって構成されてもよい。
　また、前述した一実施形態のフィルタにおいては、第１共振器２０ａおよび第２共振器２０ｂが、第２実施形態の共振器と同じ構造を有する場合を示したが、これに限定されるものではない。たとえば、第１～第３実施形態の共振器のいずれかと同じ構造を有していてもよく、他の構造であってもよい。
　また、前述の実施形態においては、フィルタが２つの共振器２０ａ，２０ｂを有する例を示したが、これに限定されるものではない。フィルタは、３つ以上の共振器を有していてもよい。その場合には、第１共振器２０ａと第２共振器２０ｂとの間に、その他の共振器を配置して、全ての共振器が電磁結合するように構成されてもよい。また、通常のフィルタ設計のように共振器間以外の飛び越し結合を作ることで、減衰極を構成してもよい。
　以上のように、本開示の共振器によれば、小型で電気特性が優れた共振器を得ることができる。また本開示のフィルタによれば、小型で電気特性が優れたフィルタを得ることができる。また本開示の通信装置によれば、小型で通信品質に優れた通信装置を得ることができる。
　本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。
　３　内壁面被覆層
　４　接合端被覆層
　５　接合端被覆層
　６　外壁面被覆層
　７　支持部
　８　押さえ部
　９　周波数調整具
　１０　シールド筐体
　１２　共振素子
　１３　第１導体部
　１４　第２導体部
　１６，１７　貫通孔
　１８ａ　第１端子部
　１８ｂ　第２端子部
　１９　空洞
　２０ａ　第１共振器
　２０ｂ　第２共振器
　２５；２５ａ，２５ｂ　台座部
　８０　フィルタ
　８１　通信回路
　８２　アンテナ

Claims (8)

  1. 　第１導体部と、前記第１導体部の反対側に位置する第２導体部とを含み、内部に空洞を有するシールド筐体と、
    　前記空洞内の前記第１導体部と前記第２導体部との間に延在し、筒状の誘電体から成る共振素子と、
    　前記共振素子の内壁面に、前記第２導体部から間隔をあけて位置する、導体から成る内壁面被覆層と、
    　前記共振素子の外壁面に、前記第１導体部から間隔をあけて位置する、導体から成る外壁面被覆層と、を備えた共振器。
  2. 　前記共振素子の前記第１導体部側の端壁面と前記第１導体部との間に位置し、前記内壁面被覆層に接続された、導体から成る第１接合端被覆層を有する請求項１に記載の共振器。
  3. 　前記共振素子の前記第２導体部側の端壁面と前記第２導体部との間に位置し、前記外壁面被覆層に接続された、導体から成る第２接合端被覆層を有する請求項１または２に記載の共振器。
  4. 　前記第１導体部と前記共振素子の前記第１導体部側の端壁面との間に位置し、前記第１接合端被覆層に接続された、導体から成る第１台座部を有する、請求項１～３のいずれか１つに記載の共振器。
  5. 　前記第２導体部と前記共振素子の前記第２導体部側の端壁面との間に位置し、前記第２接合端被覆層に接続された、導体から成る第２台座部を有する、請求項１～４のいずれか１つに記載の共振器。
  6. 　前記第２導体部に設けられ、導体から成り、前記共振素子内への挿入量を変化させて周波数を調整するための周波数調整具を有する、請求項１～５のいずれか１つに記載の共振器。
  7. 　請求項１～６のいずれか１つに記載の共振器と同じ構造を有しているとともに、相互に電磁気的に結合するように列を成して配置され、前記列の一方端に位置する第１共振器および前記列の他方端に位置する第２共振器を含む、複数の共振器と、
    　前記第１共振器に、電気的または電磁気的に接続される第１端子部と、
    　前記第２共振器に、電気的または電磁気的に接続される第２端子部と、を有するフィルタ。
  8. 　アンテナと、通信回路と、前記アンテナおよび前記通信回路に接続された請求項７に記載のフィルタと、を含む通信装置。
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