誘電体共振器及び帯域通過フィルタ

【目的】誘電体共振器を連結する際にコンデンサによる接続を不要にし、各誘電体共振器間のアイソレーションも容易に取ることができるようにすると共に、帯域通過フィルタにおける誘電体共振器の段数を自由に設定することができるようにすることを目的としている。
【構成】誘電体共振器１におけるセラミックス２の一側面の一部又は対向する両側面の一部に銀箔３によるメタライズを施さない窓部５を設けた。また、この誘電体共振器１を組み合わせて帯域通過フィルタを構成した。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電磁モードがＴＥＭモード（Transverse Electro Magnetic mode）による角型の誘電体共振器と、この誘電体共振器を用いた帯域通過フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＴＥＭモードによる角型の誘電体共振器１１は、図４に示すように、四角柱形状のセラミックス１２の側面１２ｓ全面に銀箔１３によるメタライズを施したものである。セラミックス１２は、四角柱形状の両端面に貫通する丸孔１４が形成され、この丸孔１４の内周曲面１４ｉにも銀箔１３によるメタライズが施されている。また、２分の１波長（λ／２）タイプの誘電体共振器１１の場合には、セラミックス１２の両端面１２ｅがメタライズされずに開放され、４分の１波長（λ／４）タイプの場合には、一方の端面に銀箔１３によるメタライズが施されて短絡されている。そして、このように構成された誘電体共振器１１は、四角柱形状のセラミックス１２の長さに比例した共振周波数を有することとなり、高周波発振器の導電路や帯域通過フィルタ等に使用される。
【０００３】ここで、誘電体共振器を帯域通過フィルタとして使用する場合、上記図４に示したような単体の誘電体共振器１１だけでは通過帯域の急峻な減衰特性を得ることができない。このため従来は、図５に示すように、複数段の誘電体共振器を一体化した帯域通過フィルタ２１が用いられていた。この帯域通過フィルタ２１は、横断面が長方形となる四角柱形状のセラミックス２２の側面２２ｓ全面に銀箔２３によるメタライズを施したものであり、必要に応じて一方の端面２２ｅ1 にもメタライズが施されている。セラミックス２２には、両端面２２ｅ2 に貫通する丸孔２４が等間隔にフィルタ段数分だけ設けられ、この丸孔２４の内周面にもメタライズが施されている。また、このセラミックス２２における各丸孔２４の間には、両端面２２ｅ2 に貫通する小孔２５がそれぞれ設けられている。この小孔２５は、誘電体共振器の各段を区切るものであり、この小孔２５が大きく形成されるほど結合度が低くなるので、帯域通過フィルタの通過帯域幅も狭くなる。
【０００４】また、従来は、図４に示した単体の誘電体共振器１１を複数組み合わせて帯域通過フィルタを構成する場合もあった。このような帯域通過フィルタ３１は、図６に示すように、各誘電体共振器１１を一列に並べて当接する側面１２ｓ同士を接合することにより構成される。そして、この場合には、誘電体共振器１１の段数を自由に調整できるので、通過帯域の減衰特性を任意に設定することができるようになる。ただし、この帯域通過フィルタ３１は、各段の誘電体共振器１１を結合するために、これらの間を０．０２〜０．０３ｐＦ程度のコンデンサ３２でそれぞれ接続する必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図５に示した一体型の帯域通過フィルタ２１では、各段のアイソレーションが取り難くなり、通過帯域よりも周波数が段数倍となる帯域での、遮断特性が悪化するという問題が生じていた。しかも、この帯域通過フィルタ２１は、一体型であるために段数を自由に変更することができず、通過帯域の減衰特性を調整することができないという問題もあった。
【０００６】また、図６に示した誘電体共振器１１の組み合わせによる帯域通過フィルタ３１では、各誘電体共振器１１間を接続する微小な容量のコンデンサ３２がリード線等を接近させることにより形成されていたので、このコンデンサ３２を形成する作業が微妙で作り難いという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明は、四角柱形状の誘電体に両端面に貫通する丸孔を設け、この四角柱形状の誘電体の側面及び必要に応じて一方の端面並びに丸孔の内周面にメタライズを施したＴＥＭモードによる角型の誘電体共振器において、誘電体の四角柱形状における一側面の一部又は対向する両側面の一部にメタライズを施さない窓部を設けたことを特徴としている。
【０００８】また、本発明の帯域通過フィルタは、誘電体共振器における一側面に窓部が設けられた誘電体共振器を両端部に配置すると共に、これらの間に、両側面に窓部が設けられた誘電体共振器を１又は２以上配置し、それぞれ隣接する誘電体共振器の窓部を向かい合わせて側面同士を接合したことを特徴としている。
【０００９】
【作用】本発明の誘電体共振器によれば、四角柱形状の誘電体の側面にメタライズが施されない窓部が形成されるので、誘電体内部の電磁波がこの窓部から漏れ出すようになる。従って、複数の誘電体共振器を窓部を向かい合わせにして並べれば、この窓部を介して各誘電体共振器を結合することができる。そしてこの結果、複数の誘電体共振器をコンデンサで接続する必要がなくなり、これらの連結を極めて容易に行うことができるようになる。しかも、各誘電体共振器は、側面の一部のみに窓部が形成されているので、連結した誘電体共振器間のアイソレーションも容易に取ることができるようになる。
【００１０】なお、両側面に窓部を設けた誘電体共振器は、両側に他の誘電体共振器を連結する場合に使用し、一側面に窓部を設けた誘電体共振器は、連結した誘電体共振器の両端に使用する。また、この窓部の形状は任意であるが、連結させる誘電体共振器の各窓部の形状と位置は一致させておく必要がある。
【００１１】また、発明によれば、上記誘電体共振器を複数連結して帯域通過フィルタを構成するので、誘電体共振器の段数を自由に設定することができるようになる。なお、誘電体共振器の窓部は、面積が広くなるほど結合度が高くなるので、帯域通過フィルタの通過帯域幅も広くなる。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の実施例を詳述する。
【００１３】図１乃至図３は本発明の一実施例を示すものであって、図１は一側面に窓部を形成した誘電体共振器の斜視図、図２は両側面に窓部を形成した誘電体共振器の斜視図、図３は４個の誘電体共振器を連結した帯域通過フィルタの正面図である。
【００１４】本実施例の誘電体共振器１は、図１に示すように、四角柱形状のセラミックス２に銀箔３によるメタライズを施したものである。セラミックス２は、チタン酸バリウム等をブロック状に焼結した誘電体であり、四角柱形状の両端面に貫通する丸孔４が形成されている。銀箔３によるメタライズは、セラミックス２の表面に銀ペーストを塗布し焼成することにより形成される。そして、このメタライズは、四角柱形状のセラミックス２の全側面と丸孔４の内周面に施される。また、２分の１波長（λ／２）タイプの誘電体共振器１の場合には、セラミックス２の両端面がメタライズされずに開放され、４分の１波長（λ／４）タイプの場合には、一方の端面にメタライズが施されて短絡される。ただし、本実施例の誘電体共振器１における四角柱形状のセラミックス２の一側面には、その一部にメタライズを施さない矩形状の領域からなる窓部５が形成されている。なお、このような窓部５は、銀ペーストを塗布する際にその部分にメタルマスクを設けることにより容易に形成することができる。また、この窓部５の形状や位置は任意であるが、複数製造した各誘電体共振器１におけるこの窓部５の形状や位置はそれぞれ一致させなければならない。
【００１５】図２に、上記四角柱形状のセラミックス２における対向する両側面にそれぞれ窓部５を形成した場合の誘電体共振器１を示す。これらの窓部５は、両側面における対称となる位置に同じ矩形状に形成されている。
【００１６】上記誘電体共振器１を用いた帯域通過フィルタ６を図３に示す。この帯域通過フィルタ６は、図１に示した一側面に窓部５を形成した誘電体共振器１を両端にそれぞれ配置し、その間に図２に示した両側面に窓部５を形成した誘電体共振器１を２個並べて配置したものである。各誘電体共振器１は、隣接する誘電体共振器１に窓部５を形成した側面同士を当接させ、これらの間を半田等で接合している。また、この際、各窓部５は、同じ位置で向かい合わせになっている。この帯域通過フィルタ６は、両端の誘電体共振器１の丸孔４に、図示しない樹脂ホルダによって支持された入出力線路７の先端部がそれぞれ挿入されている。そして、この帯域通過フィルタ６は、図示しないケースに収納されて完成する。
【００１７】上記誘電体共振器１は、メタライズされていない窓部５を介して隣接する誘電体共振器１と結合することができるので、これらの誘電体共振器１をコンデンサによって接続する必要がなくなる。また、結合する誘電体共振器１に接するセラミックス２の側面は、窓部５を除いてメタライズが施されているので、容易に各誘電体共振器１間のアイソレーションを取ることができる。
【００１８】そして、上記帯域通過フィルタ６は、これらの誘電体共振器１を４段連結して、通過帯域の減衰特性が急峻なバンドパスフィルタを構成している。しかも、この誘電体共振器１の組み合わせ個数は自由に変更することができるので、通過帯域の減衰特性を任意に設定することができるようになる。
【００１９】なお、この帯域通過フィルタ６の通過帯域は、各誘電体共振器１における四角柱形状のセラミックス２の長さによって定まる。また、この通過帯域幅は、各誘電体共振器１の窓部の面積によって定まり、この面積が広くなるほど結合度が高まって通過帯域幅も広くなる。
【００２０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明によれば、誘電体共振器を連結する際にコンデンサによる接続を不要にし、各誘電体共振器間のアイソレーションも容易に取ることができるようになるという効果を奏する。
【００２１】また、本発明によれば、帯域通過フィルタにおける誘電体共振器の段数を自由に設定することができるようになるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すものであって、一側面に窓部を形成した誘電体共振器の斜視図である。
【図２】本発明の一実施例を示すものであって、両側面に窓部を形成した誘電体共振器の斜視図である。
【図３】本発明の一実施例を示すものであって、４個の誘電体共振器を連結した帯域通過フィルタの正面図である。
【図４】従来例を示すものであって、誘電体共振器の斜視図である。
【図５】従来例を示すものであって、一体型の帯域通過フィルタの斜視図である。
【図６】従来例を示すものであって、単体の誘電体共振器を組み合わせた帯域通過フィルタの正面図である。
【符号の説明】
１誘電体共振器
２セラミックス（誘電体）
３銀箔（金属箔）
４丸孔
５窓部
６帯域通過フィルタ

【特許請求の範囲】
【請求項１】四角柱形状の誘電体に両端面に貫通する丸孔を設け、この四角柱形状の誘電体の側面及び必要に応じて一方の端面並びに丸孔の内周面にメタライズを施したＴＥＭモードによる角型の誘電体共振器において、誘電体の四角柱形状における一側面の一部又は対向する両側面の一部にメタライズを施さない窓部を設けたことを特徴とする誘電体共振器。
【請求項２】請求項１に記載した誘電体共振器における一側面に窓部が設けられた誘電体共振器を両端部に配置すると共に、これらの間に、両側面に窓部が設けられた誘電体共振器を１又は２以上配置し、それぞれ隣接する誘電体共振器の窓部を向かい合わせて側面同士を接合したことを特徴とする帯域通過フィルタ。

【図１】